TWI603122B - 偏光板及包含此偏光板之液晶顯示裝置 - Google Patents
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Description
本發明是關於偏光板及包含此偏光板之液晶顯示器。
偏光板是有用於液晶顯示器的光學部分。所述偏光板通常具有保護膜層壓在偏光板的兩側的結構,並且插在液晶顯示器中。雖然也已知僅在偏光板的一側上提供保護膜,但是在大多數例子中,具有例如光學效能的其他功能的層也作為保護膜,黏附在所述偏光板的另一側上,取代使用簡單保護膜。製造偏光板的方法是已知的且廣泛使用在相關技藝中,所述方法包含使用硼酸處理二向色性染料(dichroic dye)染色的單軸拖曳的聚乙烯醇樹脂膜;清洗;以及將它乾燥。 通常,在清洗與乾燥所述偏光器之後,所述保護膜立即黏附至所述偏光器。原因在於由於乾燥的偏光器具有相對減少的物理強度,以及一旦纏繞之後,造成在處理方向容易撕開的問題。因此,在乾燥之後,以水性黏著劑,例如聚乙烯醇樹脂溶液,立即被用於所述偏光器上,以及保護膜透過所述黏著劑而同時黏附在所述偏光器的兩側。通常,具有厚度為30至100微米的三醋酸纖維素膜可作為保護膜。 然而,作為偏光器的聚乙烯醇膜以及作為偏光器保護膜的三醋酸纖維素膜皆不具備足夠的物理性質,例如抗熱性與耐濕性。所以,如果包含前述膜的偏光板長期使用於高溫或高濕度環境下,則偏振(polarization)程度降低,並且所述保護膜會從所述偏光板脫落,或是光學性質退化。因此,具有這些膜的偏光器的使用大幅受限。再者,由於周遭溫度/濕度環境的改變,特別是涉及傾斜面入射光相關的遲滯性明顯的改變,三醋酸纖維素膜的平面內光遲滯性(Rin)與厚度遲滯性(Rth)現有值顯示顯著改變。 當包含具備這些特性的三醋酸纖維素膜保護膜的偏光板用於液晶顯示器裝置時,視角特性依周遭溫度/濕度環境而改變,因而造成影像品質退化問題。再者,由於三醋酸纖維素膜不僅因周遭溫度/濕度環境改變而具有相對大的二維改變速度,並且也具有相對大的光彈性模數,在抗熱與/或濕熱環境下評估耐久性之後,可局部發生遲滯性質的改變,因而常造成影像品質退化。 為了克服這個問題,已知相較於三醋酸纖維素,具有較低透濕性(moisture permeability)的非晶型聚烯烴樹脂例如代表降莰烯樹脂者,被使用作為保護膜。 當具有低透濕性的特定樹脂製成的保護膜黏附至聚乙烯醇偏光板時,有例如傳統上被使用作為接合聚乙烯醇偏光板與三醋酸纖維素的黏合的聚乙烯醇樹脂溶液黏性強度不足、所形成的偏光板外觀較差,或類似的問題。 雖然韓國專利公開案號2010-97076揭示底層塗料組成物(primer coating composition)、包含該底層塗料組成物的光學膜以及具有該底層塗料組成物的偏光板,但是該案並未提出克服上述問題的方法。
因此,本發明之目的是提供在偏光器(polarizer)與保護膜之間具有卓越黏著性的偏光板。 本發明的另一目的是提供不需要在底層(primer layer)上進行親水性表面處理的偏光板。 本發明的上述目的可藉由以下特性達成: (1)偏光板,包含: 具有於其一面上提供底層的保護膜;以及透過形成在所述底層上的光可硬化的黏著層而黏附在所述底層的偏光器。 (2)根據上述(1)的偏光板,其中該底層是藉由使用包含水性樹脂的底層可形成組成物而形成。 (3)根據上述(2)的偏光板,其中所述水性樹脂是藉由具有將一分子中的至少一活性氫的化合物與多價異氰酸鹽(isocyanate)化合物反應製備而得的水性胺基甲酸乙酯樹脂。 (4)根據上述(3)的偏光板,其中在一分子中具有至少一活性氫的所述化合物是選自由低分子量二醇化合物、聚醚二醇(polyetherdiol)化合物、聚酯二醇化合物、聚醚酯二醇(polyetheresterdiol)化合物以及聚碳酸二醇(polycarbonatediol)化合物所組成的群組中至少其中之一。 (5)根據上述(3)的偏光板,其中所述多價異氰酸鹽化合物是選自由脂肪族二異氰酸鹽化合物、脂環族二異氰酸鹽化合物與芳香族二異氰酸鹽化合物所組成的群組中至少其中之一。 (6) 根據上述(1)的偏光板,其中所述光可硬化的黏著層是藉由包含陽離子可聚合化合物、光聚合作用起始劑與光增敏劑的光可硬化黏著劑組成物的使用而形成。 (7) 根據上述(6)的偏光板,其中所述陽離子可聚合化合物包含分子中具有至少兩個環氧基的環氧化合物。 (8) 根據上述(6)的偏光板,其中所述光聚合作用起始劑是鎓鹽、鐵-芳烴複合物與其混合物。 (9) 根據上述(6)的偏光板,其中所述光增敏劑包含以下式3所代表的化合物:
其中R1是氫原子或具有1至6個碳原子的烷基,以及R2與R3各自獨立為具有1至6個碳的烷基或具有2至12個碳原子的烷氧烷基。 (10) 根據上述(1)的偏光板,其中所述光可硬化的黏著層在硬化之後具有4至15微米的厚度。 (11) 根據上述(1)的偏光板,其中接觸所述底層的所述保護膜的表面未進行表面修飾。 (12) 根據上述(1)的偏光板,其中具有所述底層的所述保護膜具有1.0 x 10-11/pa或更小的光彈性模數。 (13) 根據上述(1)的偏光板,其中所述底層的所述偏光器所黏附的所述偏光板的所述面不進行親水性表面處理。 (14) 根據上述(1)的偏光板,其中捲曲(彎曲)是25毫米或更小。 (15) 根據上述(1)的偏光板,其中所述保護膜是聚酯膜、纖維素膜、聚碳酸膜、丙烯酸膜、苯乙烯膜、聚烯烴、聚乙烯胺膜、聚醚碸膜或碸膜中的任何一個。 (16) 包含根據上述(1)至(15)中任何一者的偏光板的液晶顯示器。 本發明的偏光板具備在偏光器與保護膜之間顯示絕佳的黏著性。 本發明的偏光板具有卓越的耐久性,因而即使當其長期暴露在高溫度與濕度(熱與潮溼)條件下,可防止發生變形與皺縮。 本發明的偏光板不需要親水性表面處理用以將所述偏光器黏附至所述底層。 本發明的偏光板不需要保護膜的表面修飾。
本發明揭示偏光板,包含具有在其一面上提供底層的保護膜;以及透過形成在所述底層上的光可硬化的黏著層而黏附至所述底層的偏光器,因而所述偏光板在偏光器與保護膜之間具有卓越的黏著性,以及不需要所述底層上的親水性表面處理。 第1圖為示意地說明根據本發明一個實施例的偏光板的橫切面圖。而後,參考隨附圖式,本發明將更詳細描述如下。 可藉由膨脹、染色、交聯、繪畫、清洗以及乾燥可形成偏光器的膜而製備偏光器101,這是典型使用在相關技藝中。 保護膜104可包含相關技藝中通常使用的任何一者,無特定限制。較佳為具有卓越的機械強度、熱穩定性與防濕性質。較佳為具有等向性質。前述保護膜的特別範例可包含:聚酯膜,例如聚對苯二甲酸乙二酯、間苯二甲酸乙二酯(polyethylene isophthalate)、聚對苯二甲酸丁二酯等聚酯膜;例如纖維素二乙酯、纖維素三乙酯等纖維素膜;聚碳酸膜;例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯等丙烯酸膜;例如聚苯乙烯、丙烯腈-聚苯乙烯共聚物等苯乙烯膜;例如聚乙烯、聚丙烯、環基聚烯烴膜、具有降莰烯結構的聚烯烴膜、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烴膜;聚乙醯胺膜;聚醚碸膜、碸膜或類似物,且前述膜的厚度亦無特別限制。較佳地,前述保護膜可具有等向性質。 底層103的角色可更改良所述偏光器101與所述保護膜104之間由黏著層102所黏附的黏著性。通常需要習知的保護膜進行表面修飾,以改進黏著性。然而,本發明可導入底層103,即使沒有上述的此類表面修飾仍可得到足夠的黏著性。 可藉由使用組成物在所述保護膜104的所述偏光器101黏附的面形成所述底層103。所述可形成底層的組成物可包含水性樹脂。 所述水性樹脂可包含例如水性胺基甲酸乙酯樹脂、聚酯樹脂以及前述各個的乳狀液,以及較佳為水性胺基甲酸乙酯樹脂。 所述水性胺基甲酸乙酯樹脂的特別範例可包含:由包含至少一活性氫在分子中的化合物與多價異氰酸酯(isocyanate)化合物反應製備而得的水性胺基甲酸乙酯樹脂;包含在一分子中至少一活性氫的化合物與多價異氰酸鹽(isocyanate)在有機溶劑中進行胺基甲酸乙酯化作用反應而得到的水性胺基甲酸乙酯樹脂,當具有高親水性質時,所述反應被去活化(inactivated),在過多的異氰酸鹽存在下產生包含異氰酸鹽的前聚合物,以及而後從所述前聚合物產生所述水性胺基甲酸乙酯樹脂,或類似物。 包含異氰酸鹽的前聚合物的鏈延伸方法不特別受限,但可包含任何相關技藝中已知的任何習知方法。例如,水、水性聚胺、乙二醇等可作為鏈延伸劑,以及如需要,包含異氰酸鹽的前聚合物可在催化劑的存在中與鏈延伸劑成分作用。 包含分子中的至少一活性氫的化合物不特別受限,但可為具有羥基形式活性氫的任何化合物並且包含例如低分子量二醇化合物、聚乙醚二醇化合物、聚酯二醇化合物、聚乙醚酯二醇化合物、聚碳酸二醇化合物或類似物。 所述低分子量二醇化合物不是聚合物,但為具有2至20個碳原子的二醇化合物,並且不特別受限,但包含例如乙烯乙二醇、丙烯乙二醇、二乙烯乙二醇、三乙烯乙二醇、1,2-丁烯二醇、1,3-丁烯二醇、2,3-丁烯二醇、1,4-丁烯二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-丁二醇、2,5-丁二醇、二丙烯乙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,4-環己二甲基醇、2,2-二甲基丙二醇、1,4-丁二醇或類似物。 所述聚醚二醇化合物不特別受限,但可包含例如:前述二醇化合物的亞烷氧化物加成物;烷基氧化物的開環聚合物以及環醚(例如四氫呋喃);聚乙烯乙二醇;聚丙烯乙二醇、醚乙二醇-丙烯乙二醇的共聚物;聚丁二醇;聚己二醇;聚辛二醇或類似物。 所述聚酯二醇化合物不特別受限,但可包含例如己二酸、丁二酸、戊二酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、鄰苯二甲酸或其脫水物與二醇化合物在過多羥基存在下共聚二羧酸所獲得的產物。更特別地,可包含乙烯乙二醇-己二酸縮合物、己二醇-己二酸縮合物、乙烯乙二醇-丙烯乙二醇-己二酸縮合物、使用乙二醇作為起始劑進行內酯的開環聚合作用所形成的聚內酯二醇、或類似物。 所述聚醚酯二醇化合物不特別受限,但可包含例如加入二羧酸化合物或烷烯氧化物至含醚基的二醇化合物或所述含醚基的二醇化合物與其他乙二醇的混合物,而後進行相同的反應所獲得的產物。 所述聚碳酸二醇化合物不特別受限,但可包含例如以下式1所代表的化合物。 [式1] HO–R–(O-C(O)-O-R)n-OH (其中R是具有1至12個碳原子的飽合脂肪酸二醇殘基;以及n是整數的重複單元,範圍在5至50)。 所述多價異氰酸鹽化合物可為脂肪族二異氰酸鹽化合物、環脂肪族(脂環族)二異氰酸鹽化合物,或分子中包含至少一個二異氰酸鹽基的芳香族二異氰酸鹽化合物,單獨使用或是二或多者的組合。 所述脂肪族二異氰酸鹽化合物不特別受限,但可包含具有1至12個碳原子的脂肪族二異氰酸鹽,例如環己烷二異氰酸酯、2,2,4-三甲基己烷二異氰酸酯、己烷二異氰酸酯或類似物。 所述脂環族二異氰酸鹽化合物不特別受限,但可包含具有4至18個碳原子的脂肪族二異氰酸鹽,例如1,4-環己烷二異氰酸酯、甲基環己烷二異氰酸酯、異弗爾酮二異氰酸酯(IPDI)、環己烷二異氰酸酯(HMDI)或類似物。 所述芳香族二異氰酸鹽化合物不特別受限,但可包含例如三氯乙烯二異氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯或類似物。 所述水性胺基甲酸乙酯樹脂可包含酸殘基。如果所述水性胺基甲酸乙酯樹脂包含酸殘基,不需要使用界面活性劑或只使用少量界面活性劑即可達到卓越的分散性,因而改良塗佈膜的防水性。由於不需要大量的界面活性劑,因此前述樹脂對於具有環脂族結構的聚合物、甲基丙烯酸樹脂或聚酯樹脂具有卓越的黏著性,並且保持高穿透性。 所述酸殘跡的含量不特別受限,但可使得所述水性胺基甲酸乙酯樹脂的酸價範圍在20至250 mg KOH/g,並且較佳為在25至150 mg KOH/g。如果所述酸價在上述範圍內,則可達到塗佈膜的防水性以及足夠的分散性。 導入所述酸殘基至所述水性胺基甲酸乙酯樹脂的方法並不特別受限,但可包含相關技藝中任何已知的習知方法。例如,藉由將原子中具有至少一活性氫的成份部分置換為二羥甲基烷基酸(dimethylolalkane acid)而導入羧基至聚醚二醇、聚酯二醇、聚醚酯二醇或類似物的方法。此二羥甲基烷基酸可包含例如二羥甲基乙酸、二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸或類似物。 所述水性胺基甲酸乙酯樹脂可為聚合作用的產物。當所述樹脂中的酸部分被中和時,水分散性可被改良。 用於所述酸部分的中和作用的中和劑可包含例如有機胺,例如三甲基胺、三乙基胺、三丙基胺、三丁基胺、N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺等,或是無機鹼,例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨等。 所述水性胺基甲酸乙酯樹脂的分子量不特別受限,然而其平均分子量的範圍可在1,000至1,000,000,以及較佳在20,000至200,000。 如果所述底層103的厚度為1微米或更小,則為了改善前述層的強度,用於製備所述底層的組成物可進一步包含交聯劑。 所述交聯劑的種類不特別受限,只要所述交聯劑是具有可與水性樹脂反應的官能基的化合物,並且可包含例如水性環氧化合物、水性胺化合物、水性異氰酸化合物、水性碳二醯亞胺化合物以及水性咢唑啉(oxazoline)化合物。鑒於黏著性的改良,可使用所述水性環氧化合物、水性胺化合物或水性咢唑啉(oxazoline)化合物。 所述水性環氧化合物並不特別受限,只要可溶解於水中,或是具有至少兩個乳化的環氧基,並且可包含例如:1莫耳的二乙醇,例如乙烯乙二醇、二乙烯乙二醇、三乙烯乙二醇、聚乙烯乙二醇、丙烯乙二醇、二丙烯乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、辛戊二醇等,與2莫耳的氯環丙烷(epichlorohydrin)進行醚化作用而得到的二環氧化合物;1莫耳的多元醇,例如甘油、聚丙三醇、三羥甲丙烷、季戊四醇、山梨醇等,與2莫耳的氯環丙烷(epichlorohydrin)進行醚化作用而得到的多環氧化合物;1莫耳的二羧酸,例如鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、乙二酸、己二酸等,與2莫耳的氯環丙烷(epichlorohydrin)進行醚化作用而得到的二環氧化合物,或類似物。 所述水性胺化合物不特別受限,只要可溶或具有至少兩個乳化胺基,並且可包含例如:醯肼化合物,例如碳二醯肼、乙二酸二醯肼、丙二酸二醯肼、丁二酸二醯肼、己二酸二醯肼、癸二酸二醯肼、十二酸二醯肼、間苯二甲酸二醯肼、對苯二甲酸二醯肼、乙醇酸二醯肼、聚丙烯酸二醯肼等;三聚氰胺樹酯、尿素樹脂、胍胺樹脂或類似物。 所述水性異氰酸鹽化合物不特別受限,只要可溶解於水或具有至少兩個乳化的非阻擋形式異氰酸鹽基或阻擋形式異氰酸鹽基。 所述非阻擋形式異氰酸鹽化合物不特別受限,但可包含例如藉由反應多功能異氰酸鹽化合物與單或多價非離子性聚烷烯醚醇而得到的化合物。 所述阻擋形式異氰酸鹽化合物不特別受限,但可包含例如2,4-三氯三烯二異氰酸酯、2,6-三氯三烯二異氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯、二甲基苯二異氰酸酯、異弗爾酮二異氰酸酯、甲基環己基二異氰酸酯、4,4-二環己甲烷二異氰酸酯、1,3-二(異氰酸甲基)環己烷、四甲基苯二甲基二異氰酸酯、2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、降冰片烷二異氰酸酯(norbornene diisocyanate)、2,4,6-三異丙基苯基二異氰酸酯、1,12-十二烷基二異氰酸酯、2,4-二-(8-異氰酸辛基)-1,3-二辛基環丁烷、n-戊烷-1,4-二異氰酸酯以及二異氰酸修飾的本體、加成物修飾的本體、滴定修飾的本體或脲甲酸鹽修飾的本體;藉由修飾具有通過上述至少一化合物的聚合作用而具有聚氧伸烷或羧基所形成的至少一異氰酸基的聚合物;以及使其成為水溶性或水可分散性並且用阻擋劑(酚、ε-己內醯胺等)遮罩所述異氰酸基而得到的化合物,或類似物。 所述水性碳二醯亞胺化合物不特別受限,只要可溶於水或是具有至少兩個乳化的碳二烯亞胺鍵(-N=C=N-)。 所述具有至少兩個碳二烯亞胺鍵的化合物可藉由使用二或多個聚異氰酸鹽與催化劑用於形成碳二醯亞胺,以進行兩個異氰酸基的脫二氧化碳作用的程序而得到,因而形成–N=C=N-鍵。用於形成製備具有至少兩個碳二醯亞胺鍵的化合物的二醯亞胺聚異氰酸鹽與催化劑不特別受限,但可包含相關技藝中任何習知使用的化合物。 所述水性咢唑啉(oxazoline)化合物不特別受限,只要可溶解於水或是具有至少二或多個乳化的咢唑啉(oxazoline)基。 交聯劑的含量不特別受限,但例如以所述水性樹脂的固體含量為總共100份重量,交聯劑的含量範圍可自1至70重量份(wt. part),以及較佳為5至60份。如果所述交聯劑的含量在上述範圍內,則可達到塗佈膜的理想強度以及塗佈溶液的穩定性。 任意地,形成所述底層的組成物可包含任何添加物,例如抗熱穩定劑、防風雨穩定劑、平整劑、抗靜電劑、增滑劑、抗阻擋劑、防霧劑、潤滑劑、染劑、色素、中性油、合成油、蠟、交聯劑、或類似物。 關於光學性質,分散在水性樹脂的水懸浮液中的水性樹脂顆粒可具有0.01至0.4微米的粒徑。可藉由光的動態分散而測量所述水性樹脂粒子的粒徑,例如使用Otsuka Electronics公司製造的散光光度計DLS-8000。 形成所述底層的組成物可包含水溶性溶劑。 所述水溶性溶劑不特別受限,但可包含例如甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、四氫呋喃、N-甲基吡咯啶酮、二甲基亞碸、乙二醇、單甲基醚、乙二醇單丁基醚,或類似物。 形成所述底層的組成物的黏性不特別受限,但可為15 mPa.s或更低,以及較佳為10 mPa.s或更低。 當形成所述底層的所述組成物的黏性在上述範圍內時,所述底層可被均勻地使用。 形成底層的組成物的黏性調節方法不特別受限,但可包含例如改變水性樹脂的含量或水性樹脂粒子的粒徑。 所述底層103的硬度不特別受限,但在厚度為20微米時,硬度可為H鉛筆硬度或更高。當硬度在上述範圍內時,可確保抗磨損性質。 形成底層的組成物的使用方法不特別受限,但可包含相關技藝中任何的已知方法,例如線棒式塗佈(wire-bar coating)、浸染、噴塗、旋轉塗佈、滾輪式塗佈、凹版塗佈、空氣刀塗佈、簾塗佈、斜板式塗佈,或類似者。 形成底層的組成物的塗佈厚度不特別受限,但例如乾燥之後,厚度範圍可從0.01至5微米,較佳為0.02至2微米,以及更佳為0.03至1微米。當形成底層的組成物的塗佈厚度在上述範圍內時,可得到對於偏光器101的足夠黏附強度。 在所述保護膜104與所述底層103之間,較佳有0.05或更小的介面折射率差。當介面折射率差在上述範圍內時,可防止在光穿入過程中的光損失。 位於具有所述底層103的保護膜104而言,光彈性模數不特別受限,但例如可為1.0 ×10-11/pa或更小,以及較佳為範圍從1.0 ×10-12/pa至7.0 ×10-12/pa。當所述光彈性模數在上述範圍內時,所述偏光板100的皺縮與膨脹可受到控制,以及當所述偏光板用於液晶顯示面板或類似物時,可明顯降低光損失。 可藉由使用光可硬化黏著劑組成物而形成光可硬化的黏著層102。 所述光可硬化黏著劑組成物可用於所述底層103或是附貼至所述偏光器101的所述底層103的面。所述光可硬化黏著劑組成物的使用方法不特別受限,但可包含相關技藝中的任何習知使用方法。 根據本發明,所述光可硬化黏著劑組成物可包含陽離子可聚合的化合物、光聚合作用起始劑、光增敏劑或類似物。 所述陽離子可聚合的化合物是所述光可硬化黏著劑組成物的主要成分,藉由聚合作用硬化而提供黏著性。 所述陽離子可聚合的化合物不特別受限,但可包含例如分子中具有至少兩個環氧基的環氧化合物。 所述環氧化合物可包含例如:分子中具有芳香環的芳香族環氧化合物;分子中沒有芳香環但具有包含環氧基及與其鍵結的兩個碳原子的環(通常稱為「環氧」)的脂肪族環氧化合物,其中所述兩個碳原子其中之一鍵結至另一個脂肪族碳原子;或類似物。所述環氧化合物較佳為分子中具有芳香環的芳香族環氧化合物、脂肪族環氧化合物或其混合物。 當使用分子中具有芳香環的芳香族環氧化合物時,所述光可硬化黏著物的透濕性可降低而抑制由於濕氣進入造成的變化,因而改良所述偏光板100的耐久性。另一方面,可提供具有高儲存彈性模數的硬化材料,由於包含所述保護膜104的所述偏光板與附貼至其的偏光器101同時插入所述硬化材料(黏著層)於其間,所述偏光器101不會很快損壞。 分子中具有芳香環的芳香族環氧化合物可包含例如雙酚型環氧樹脂,以及更特別為雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂、雙酚AD環氧樹脂、酚醛型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、三苯甲烷型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、或類似物。 商業上可獲取的所述雙酚型環氧樹脂產物可包含例如:Dainippon ink & chemicals公司製造的益必克隆(epiclon)840、益必克隆840-S、益必克隆850、益必克隆850-S、益必克隆850-CRP、益必克隆830、益必克隆830-S、益必克隆830-LVP、益必克隆835、益必克隆N-660、益必克隆N-740、益必克隆HP-820、益必克隆HP-4032以及益必克隆EXA-7015;Asahi Denka公司製造的EP-4080S、EP-4085S、EP-4080以及EP-4000S;Nagase Chemtex公司製造的EX-212L、EX-214L、EX-216L、EX-321L以及EX-850L;Gukdo Chemicals公司製造的YD-128、YDF-134以及YDF-8170,或類似物。 本發明所使用的所述雙酚型環氧樹脂具有的黏性範圍可從1,000至50,000 cps。 所述脂肪族環氧化合物的分子中具有至少兩個環氧基,其中所述環氧基的至少其中一個鍵結至脂肪族環,以及可具有下式2所代表的結構。 [式2]其中m是從2至5的整數。 所述脂肪族化合物可包含在式2的(CH2)m中具有一或多個氫原子被移除且鍵結至另一個化學結構的官能基的化合物。建構所述脂肪族環的氫可適當地被直鏈烷基取代,例如甲基或乙基。在這些之中,較佳為使用具有環氧環戊烷環或環氧環己烷環的化合物。 在上述這些脂肪族環氧化合物中,較佳為使用以下式1至11中任一個所代表的化合物,這些化合物具有增加硬化材料的儲存彈性模數的理想效果。其中R3至R24各自獨立為氫原子或具有1至6個碳的烷基;如果R3至R24各自為烷基,鍵結至脂肪族環的位置是位置1至位置6中的任一個;所述具有1至6個碳原子的烷基可為直鏈或支鏈,或具有脂肪族環;Y8是氧原子或具有1至20個碳原子的亞烷基(alkanediyl);Y1至Y7各自獨立為具有1至20個碳原子的亞烷基,其可為直鏈或支鏈,或具有脂肪族環;以及n、p、q與r各自獨立為範圍從0至20的整數。 在式1至11代表的化合物中,式2代表的脂肪族環氧化合物容易獲得,並且較佳為使用式2代表的化合物。式2代表的脂肪族環氧化合物是3,4-環氧環己基甲醇 (任選地具有可鍵結具有1至6個的碳原子的烷基的環己烷環)與3,4-環氧環己基羧酸(任選地具有可鍵結具有1至6個的碳原子的烷基的環己烷環)的酯化產物。例如,可使用3,4-環氧基環己基甲基3,4-環氧基環己烷碳酸酯、3,4-環氧基-6-甲基環己基甲基3,4-環氧基-6-甲基環己烷碳酸酯,或類似物。 所述陽離子可聚合的化合物可進一步包含分子中具有含環氧基與鍵結至其的兩個碳原子的環(通常稱為「氧環」)的化合物,其中所述兩個原子中的一個鍵結至另一個脂肪族碳原子。前述化合物的角色為進一步增加所述偏光板101與所述保護膜104之間的黏著性,同時維持所述硬化材料的高儲存彈性模數。 前述化合物的特別範例可為多元醇(酚)的縮水甘油醚(polyglycidylether)。在這些材料中,較佳為使用式12代表的二縮水甘油醚(diglycidylether)化合物,因為它容易獲得並且在所述偏光器101與所述保護膜104之間具有高黏著性。其中X是選自直接鍵結、甲烯基、具有1至4個碳原子的烷叉基(alkylidene)、脂環族烴、O、S、SO2、SS、SO、CO、OCO或是三個以下化學式代表的取代基,以及所述烷叉基(alkylidene)可被鹵素原子取代。(其中R25與R26各自獨立為氫原子、具有1至3個碳原子的烷基、可能被具有1至10個碳原子的烷基或氧烷基取代的苯基或是具有3至10個碳原子的環烷基,或是R25與R26鍵結在一起形成環; A與D各自獨立為具有1至10個碳原子的烷基、具有6至20個碳原子且可能被鹵素原子取代的芳香基、具有7至20個碳原子且可能被鹵素原子取代的芳香基烷基、具有2至20個碳原子且可能被鹵素原子取代的雜環基、或鹵素原子;前述烷基、芳香基與芳香基烷基中的甲烯基可被不飽和鍵-O-或–S-中斷,以及a與d各自獨立為範圍從0至4的整數。) 式12代表的二縮水甘油醚(diglycidylether)化合物可包含例如多功能環氧樹脂,例如四羥基苯基甲烷的縮水甘油醚、四羥基二苯基酮的縮水甘油醚、環氧的聚羥基苯乙烯(polyvinylphenol)等;脂肪族多元醇的聚縮水甘油醚;脂肪族多元醇的環氧烷(alkyleneoxide)加成物的聚縮水甘油醚;亞烷基二醇(alkyleneglycol)二縮水甘油醚、或類似物。 所述脂肪族多元醇可包含例如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、辛戊二醇、3-甲基-2,4-戊二醇、2,4-戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇(1,7-hetanediol)、3,5-庚二醇、1,8-辛二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇等脂肪族二醇;環己烷二甲醇、環己烷二醇等脂環族二醇;至少三種多醇,例如三羥甲基乙烷(trimethylolethane)、三羥甲基丙烷、己醣醇(hexitol)、戊五醇(pentitol)、甘油、聚甘油、季戊四醇(pentaerythritol)、双季戊四醇(dipentaerythritol)、四羥甲基丙烷(tetramethylolpropane)等。 所述陽離子可聚合的化合物的含量不特別受限,但例如含量範圍可占所述光可硬化黏著劑組成物總重的70至99 wt%,以及較佳為90至99 wt%。如果所述陽離子可聚合的化合物的含量在上述範圍內,則可達到卓越的硬度並且可抑制黃化。 分子中具有芳香環的芳香族環氧化合物與脂肪族環氧化合物的混合比例不特別受限,但例如範圍可從8::2至5:5,較佳為7:3至6.5:3.5。如果所述混合比例在上述範圍內,則可改良反應性,因而增加交聯密度。 根據本發明,所述陽離子可聚合的化合物可進一步包含相關技藝中通常使用的陽離子可聚合的化合物,而仍不脫離本發明的範圍。 所述光聚合作用起始劑藉由例如可見光、UV射線、X-射線、電子束等活化能量光束的輻射而產生陽離子物種或路易斯酸,以及起始所述陽離子可聚合的化合物的聚合作用反應。所述光聚合作用起始劑催化性地作用於光,因而確保即使與所述陽離子可聚合的化合物混合仍具有儲存穩定性或可使用性。 所述光聚合作用起始劑的種類不特別受限,但可包含例如:芳香族重氮鹽;鎓鹽,例如芳香族錪鎓鹽或芳香族鋶鹽;鐵-芳烴複合物或類似物,其獨自使用或是二或多種的結合。 所述芳香族重氮鹽可包含例如重氮苯六氟銻酸鹽(benzenediazonium hexafluoroantimonate)、重氮苯六氟磷酸鹽(benzenediazonium hexafluorophosphate)、重氮苯六氟硼酸鹽(benzenediazonium hexafluoroborate)、或類似物的重氮苯(benzenediazonium)。 所述芳香族錪鎓鹽可包含例如四(五氟苯基)硼酸二苯基錪鎓(diphenyliodonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate)、六氟磷酸二苯基錪鎓(diphenyliodonium hexafluorophosphate)、六氟銻酸二苯基錪鎓(diphenyliodonium hexafluoroantimonate)、六氟磷酸二(4-壬苯基)錪鎓(di(4-nonylphenyl)iodonium hexafluorophosphate)或類似物。 所述芳香族鋶鹽可包含例如六氟磷酸三苯基鋶鹽(triphenylsulfonium hexafluorophosphate)、六氟磷銻酸三苯基鋶鹽(triphenylsulfonium hexafluoroantimonate)、四(五氟苯基)硼酸三苯基鋶鹽(triphenylsulfonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate)、雙六氟磷酸4,4’-雙[二苯基鋶]二苯基硫化物(4,4’-bis[diphenylsulfonio]diphenylsulfide bishexafluorophosphate)、雙六氟銻酸4,4’-雙-[二(β羥基乙氧烷基)4苯基鋶]二苯基硫化物(4,4’-bis[di(β-hydroxyethoxy)phenylsulfonio]diphenylsulfide bishexafluoroantimonate)、雙六氟銻酸4,4’-雙-[二(β羥基乙氧烷基)4苯基鋶]二苯基硫化物雙六氟磷酸4,4’-雙-[二(β羥基乙氧烷基)4苯基鋶]二苯基硫化物(4,4’-bis[di(β-hydroxyethoxy)phenylsulfonio]diphenylsulfide bishexafluorophosphate)、六氟銻酸7-[二(p-甲苯甲醯基)鋶]-2-異丙基噻吨酮(7-[di(p-toluyl)sulfonio]-2-isopropylthioxanthone hexafluoroantimonate)、四(五氟苯基)硼酸7-[二(p-甲苯甲醯基)鋶]-2-異丙基噻吨酮(7-[di(p-toluyl)sulfonio]-2-isopropylthioxanthone tetrakis(pentafluorophenyl)borate)、六氟磷酸4-苯基羰基-4’-二苯基鋶-二苯基硫化物(4-phenylcarbonyl-4’-diphenylsulfonio-diphenylsulfide hexafluorophosphate)、六氟銻酸4-(p-三級丁基烷基羰基)-4’-二苯基鋶-二苯基硫化物(4-(p-tert-butylphenylcarbonyl)-4’-diphenylsulfonio-diphenylsulfide hexafluoroantimonate)、四(五氟苯基)硼酸4-(p-三級丁基苯基羰基)-4’-二(p-甲苯甲醯基)鋶二苯基硫化物(4-(p-tert-butylphenylcarbonyl)-4’-di(p-toluyl)sulfonio-diphenylsulfide tetrakis(pentafluorophenyl)borate)、或類似物。 所述鐵-芳烴複合物可包含例如六氟銻酸二甲苯-環戊二烯鐵(II)( xylene-cyclopentadienyl iron(II) hexafluoroantimonate)、六氟磷酸異丙苯-環戊二烯鐵(II)( cumene-cyclopentadienyl iron(II) hexafluorophosphate)、三(三氟甲基碸基)甲基二甲苯-環戊二烯鐵(II)( xylene-cyclopentadienyl iron(II) tris(trifluoromethylsulfonyl)methanide)、或類似物。 在前述材料中,較佳為使用所述芳香族鋶鹽,因為它即使在接近300 nm的波長區域仍具有UV吸收性質,因而具有卓越的可硬化性質,以及可提供具有較佳機械強度或黏著強度的硬化材料。 所述光聚合作用起始劑的含量不特別受限,但例如含量範圍可為占100重量份陽離子可聚合化合物的1至10重量份,以及較佳為2至6重量份。如果所述光聚合作用起始劑的含量在上述範圍內,則陽離子可聚合化合物是足夠硬化的,並且使用相同方式形成的所述偏光板100可具有高機械強度與黏著強度。 根據本發明,所述光聚合作用起始劑可進一步包含相關技藝中使用的習知光聚合作用起始劑,而不脫離本發明的範圍。 所述光增敏劑是改良所述黏著劑組成物硬化性質的成分,並且可對於波長大於380 nm的光具有最大吸收。 根據本發明,所述光增敏劑可包含以下式3代表的化合物:
其中R1是氫原子或是具有1至6個碳原子的烷基,以及R2與R3各自獨立為具有1至6個碳原子的烷基或具有2至12個碳原子的烷氧烷基。 所述光增敏劑的種類不特別受限,但可包含例如9,10-二甲氧基蔥(9,10-dimethoxyanthracene)、9,10-二乙氧基蔥(9,10-diethoxyanthracene)、9,10-二丙氧基蔥(9,10-dipropoxyanthracene)、9,10-二異丙氧基蔥(9,10-diisopropoxyanthracene)、9,10-二丁氧基蔥(9,10-dibutoxyanthracene)、9,10-二戊氧基蔥(9,10-dipentyloxyanthracene)、9,10-二己氧基蔥(9,10-dihexylocyanthracene)、9,10-雙(2-甲氧乙氧)蔥(9,10-bis(2-methoxyethoxy)anthracene)、9,10-雙(2-乙氧乙氧)蔥(9,10-bis(2-ethoxyethoxy)anthracene)、9,10-雙(2-丁氧乙氧)蔥(9,10-bis(2-butoxyethoxy)anthracene)、9,10-雙(3-丁氧丙氧)蔥(9,10-bis(3-butoxypropoxy)anthracene)、2-甲基或2-乙基-9,10-二甲氧蔥(2-methyl or 2-ethyl-9,10-dimethoxyanthracene)、2-甲基或2-乙基-9,10-二乙氧蔥(2-methyl or 2-ethyl-9,10-diethoxyanthracene)、2-甲基或2-乙基-9,10-二丙氧蔥(2-methyl or 2-ethyl-9,10-dipropoxyanthracene)、2-甲基或2-乙基-9, 10-二異丙氧蔥(2-methyl or 2-ethyl-9,10-diisopropoxyanthracene)、2-甲基或2-乙基-9,10-二丁氧蔥(2-methyl or 2-ethyl-9,10-dibutoxyanthracene)、2-甲基或2-乙基-9, 10-二戊氧蔥(2-methyl or 2-ethyl-9,10-dipentyloxyanthracene)、2-甲基或2-乙基-9, 10-二己氧蔥 (2-methyl or 2-ethyl-9,10-dihexyloxyanthracene),或類似物。 所述光增敏劑的含量不特別受限,但例如含量範圍占100重量份陽離子可聚合化合物的0.1至2重量份,以及為了維持淡灰(顏色)的所述偏光板100,前述含量較佳範圍是從0.1至0.5重量份,以及更佳為從0.1至0.3重量份。 本發明的所述光增敏劑可進一步包含相關技藝中使用的習知光增敏劑,而不脫離本發明的範圍。 根據本發明,所述光可硬化的黏著劑組成物可進一步包含以下式4代表的光敏化作用支持劑。所述光敏化作用支持劑是改良所述黏著劑組成物硬化性質的成分。 [式4]其中R1與R2各自獨立為具有1至6個碳原子的烷基。 所述光敏化作用支持劑的種類不特別受限,但可包含例如1, 4-二甲氧奈(1,4-dimethoxynaphthalene)、1-乙氧-4-甲氧奈(1-ethoxy-4-methoxynaphthalene)、1,4-二乙氧奈(1,4-diethoxynaphthalene)、1,4-二丙氧奈(1,4-dipropoxynaphthalene)、1,4-二丁氧奈(1,4-dibutoxynaphthalene)、或類似物。 所述光敏化作用支持劑的含量不特別受限,但例如含量範圍可占100重量份所述陽離子可聚合化合物的0.1至10重量份,以及較佳為0.1至5重量份。如果所述光敏化作用支持劑的含量在上述範圍內,則改良硬化性質的效果可被最大化。 所述光可硬化黏著劑組成物可進一步包含任何添加物,例如熱聚合作用起始劑、離子捕捉劑、抗氧化劑、光穩定劑、鏈轉移劑、黏著促進劑、熱-塑樹脂、填充劑、流體控制劑、塑化劑、去泡劑、整平劑、色素、有機溶劑、或類似物。所述添加物的含量可為占100重量份所述陽離子可聚合化合物的1000重量份或更少。 所述偏光器101可透過使用所述光可硬化黏著劑組成物所形成的光可硬化的黏著層102,而黏附至所述底層103。 當所述水性黏著物照慣例地用於所述偏光器101時,需要親水性表面處理,例如電暈放電(corona discharging)、電漿處理、敏化作用或UV輻射,增加所述底層的親水性質,因而改良所述底層103與所述偏光器101之間的黏附。因此,有減退例如時間、成本等製程效率的問題。 然而,本發明採用所述光可硬化的黏著層102用於黏附所述偏光器101,因此即使沒有任何的親水性表面處理仍可具有卓越的黏著性,同時在熱與潮溼的環境下具有卓越的耐久性。 所述光可硬化的黏著層102的厚度不特別受限,但例如在硬化之後,厚度(硬化後厚度)範圍可從4至15微米,以及較佳為從8至12微米。如果所述光可硬化的黏著層102的厚度在上述範圍內,則改良所述偏光板100的黏著性與耐久性的效果可被最大化。 本發明具有上述架構的偏光板100可具有改良的耐久性。例如,當所述偏光板100放在25℃與相對溼度為50%的環境下24小時,所述偏光板的捲曲(彎曲)約為25毫米或更小。根據本發明,偏光板100的捲曲(彎曲)是指當所述偏光板100被放置在平地上時,從底部至最遠點的高度。 所述偏光板100可在與所述偏光器101的底層103黏附的偏光板的面對立的面上,進一步包含保護膜。 前述保護膜可與具有底層103的所述保護膜104實質相同。 本發明的偏光板100可在所述保護膜104的底部進一步包含黏著層,用以將其接合至液晶面板或類似物。 可使用相關技藝中習知使用的黏著物而形成此黏著層。 前述偏光板100可用於習知的液晶顯示裝置,更特別地,可能製造包含液晶面板的液晶顯示裝置,其中具有黏著層層壓於其上的所述偏光板100被黏附至所述液晶面板中液晶胞元的至少一面上。 此後,較佳實施例的描述與參考範例可供更了解本發明。然而,對於熟知此技藝之人士而言很明顯的是,這些實施例是用於說明目的,並且各種修飾與變化皆有可能,而不脫離本發明的範圍,以及此修飾與變化適當地包含於本發明中,如申請專利範圍所定義者。 範例 範例1 (1)光可硬化黏著劑組成物的製備 混合作為陽離子可聚合化合物的65重量份CEL-2021P(Daicel Chemicals)與32重量份YDF-8170(Gukdo Chemicals)、作為光可聚合作用起始劑的2.0重量份CPI-110A以及作為光增敏劑的1.0重量份UVS-1331 (Cheon-gyo Chemical Industry Co. Ltd.),光可硬化黏著劑組成物製備完成。 (2)偏光板的製造 三乙酸纖維素膜被黏附至聚乙烯醇偏光器的頂面。 而後,使用前述光可硬化黏著劑組成物,具有形成在環烯烴膜(zeonor film: eZB1, Zeon Co.)上的底層的薄層被黏附至偏光器。 範例2 除了使用包含作為陽離子聚合化合物的98wt%三羟甲基丙烷三丙烯酸酯trimethylolpropane triacrylate(Aronixs-309, Toagosei Co., Ltd.)、作為光聚合作用起始劑的1.0wt% UVACURE 1590 (DAICEL-CYTEC Company)以及作為光增敏劑的1.0 wt% IRGACURE 184 (CIBA Co.)的黏著劑組成物取代上述光可硬化黏著物之外,根據範例1所述的相同程序製造偏光板。 比較例1 除了無底層的環烯烴膜被黏附至偏光器之外,根據上述範例1相同的程序製造偏光板。 比較例2 除了使用包含3wt%聚乙烯樹脂Z-200 (Japan Synthetic Chemistry)、1 wt%交聯劑(乙醛酸鹽 SPM-01,Japan Synthetic Chemistry)以及96wt%水的黏著劑組成物取代所述光可硬化黏著物之外,根據範例1所述的相同程序製造偏光板。 比較例3 除了使用比較例2所用的黏著劑組成物將無底層的環烯烴膜黏附至偏光器之外,根據上述範例1相同的程序製造偏光板。 比較例4 除了使用範例2所用的黏著劑組成物將無底層的環烯烴膜黏附至偏光器之外,根據上述範例1相同的程序製造偏光板。 實驗範例 (1)黏附性的評估 根據以下標準,對於範例與比較例中所製造的每一個偏光板,評估所述偏光板與所述保護膜之間的黏附性,以及結果顯示在以下的表1。 o:雕刻不會產生膜發展(film development),但是沒有介面脫層仍有膜破裂 △:雕刻不會產生膜破裂,但是介面發生脫層 X:雕刻與分離容易造成膜脫落,保護膜與偏光器之間發生隆起 (2)抗濕熱性、抗熱性與抗熱衝擊性的評估 範例與比較例中所製造的每一個偏光板分別被放置在60℃且相對溼度為90%的抗濕熱烤箱以及80℃抗熱烤箱中,放置3小時。而後,根據以下標準評估所述偏光板的外觀。 同時,對範例與比較例中所製造的每一個偏光板進行熱衝擊測試(thermal impact test)。所述熱衝擊測試重複100次,每次達1小時,所述測試包含:將所述偏光板放置在H/S烤箱;以及從-40℃升高溫度至90℃,而後,再次降到-40℃。而後,根據以下標準評估所述偏光板的外觀。 ○:未發現偏光板的變形與皺縮,並且未發生黃化 △: 偏光器與保護膜未完全黏附而是分離,因而發現部分隆起 X: 偏光器與保護膜之間發生明顯隆起,雕刻所述隆起部分會分離偏光器與保護膜,以及發生黃化
[表1]
參閱表1,範例1的偏光板具有卓越的黏附性與卓越的抗熱性、抗濕熱性與抗熱衝擊性,因而即使當它暴露在熱與潮溼的環境以及熱衝擊環境,仍無變形產生。關於範例2,由於使用丙烯酸為基礎的(acrylate-based)光可硬化黏著劑組成物,抗濕熱性稍退化。 然而,這說明了比較例1至4的偏光板具有退化的黏附性,或是抗熱性、抗濕熱性或抗熱衝擊性降低,因而在熱與潮溼環境以及熱衝擊環境下,造成偏光器從保護膜脫離的問題。
100...偏光板
101...偏光器
102...光可硬化的黏著層
103...底層
104...保護膜
本發明的上述與其他目的、特徵與其他優點將由以下詳細說明結合隨附的圖式而被更清楚的了解。 第1圖為根據本發明的一實施例說明偏光板的橫切面圖。
100...偏光板
101...偏光器
102...光可硬化的黏著層
103...底層
104...保護膜
Claims (13)
- 一種偏光板,包括:一保護膜,具有提供在其一面上的一底層;以及一偏光器,通過形成在該底層上的一光可硬化的黏著層而黏附至該底層,其中該底層是藉由使用包含一水性胺基甲酸乙酯樹脂的一底層形成組成物而形成,該水性胺基甲酸乙酯樹脂是藉由將一分子中具有至少一活性氫的一化合物與一多價異氰酸鹽(isocyanate)化合物反應製備而得,其中該光可硬化的黏著層是藉由包含一陽離子可聚合化合物的一光可硬化黏著劑組成物的使用而形成,該陽離子可聚合化合物包含一分子中具有至少兩個環氧基的一環氧化合物。
- 如申請專利範圍第1項所述的偏光板,其中在一分子中具有至少一活性氫的該化合物是選自由一低分子量二醇化合物、一聚醚二醇(polyetherdiol)化合物、一聚酯二醇化合物、一聚醚酯二醇(polyetheresterdiol)化合物以及一聚碳酸二醇(polycarbonatediol)化合物所組成群組的至少其中之一。
- 如申請專利範圍第1項所述的偏光板,其中該多價異氰酸鹽化合物是選自由一脂肪族二異氰酸酯化合物、一脂環族二異氰酸鹽化合物與一芳香族二異氰酸鹽化合物所組成的群組中至少其中之一。
- 如申請專利範圍第1項所述的偏光板,其中該光可硬化黏著劑組成物還包括一光聚合作用起始劑與一光增敏劑。
- 如申請專利範圍第4項所述的偏光板,其中該光聚合作用起始劑是一鎓鹽、一鐵-芳烴複合物與其混合物。
- 如申請專利範圍第4項所述的偏光板,其中該光增敏劑包含以下式3所代表的化合物:[式3]
- 如申請專利範圍第1項所述的偏光板,其中該光可硬化的黏著層在硬化之後具有4至15微米的厚度。
- 如申請專利範圍第1項所述的偏光板,其中接觸該底層的該保護膜的表面未進行表面修飾。
- 如申請專利範圍第1項所述的偏光板,其中具有該底層的該保護膜具有1.0 x 10-11/pa或更小的光彈性模數。
- 如申請專利範圍第1項所述的偏光板,其中該底層的該偏光器所黏附的該偏光板的該面不進行親水性表面處理。
- 如申請專利範圍第1項所述的偏光板,其中捲曲(彎曲)是25毫米或更小。
- 如申請專利範圍第1項所述的偏光板,其中該保護膜是聚酯膜、纖維素膜、聚碳酸膜、丙烯酸膜、苯乙烯膜、聚烯烴、聚乙烯胺膜、聚醚碸膜或碸膜中的任何一個。
- 一種液晶顯示裝置,包括申請專利範圍第1項至第12項中任一項該的偏光板。
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