TWI647293B - 黏著劑組合物及含彼之偏光板 - Google Patents

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Abstract

本發明提供黏著劑組合物，其包含作為交聯促進劑之含有具支鏈或脂環族C4-40烷基之鹼金屬羧酸鹽、丙烯酸共聚物及交聯劑；包含該黏著劑組合物之偏光板及液晶顯示裝置。本發明之黏著劑組合物中之該交聯促進劑在用於黏著劑塗層之溶劑中具有較大溶解度，且可縮短固化時段以增加生產力，並可抑制離型膜之剝離強度隨時間之增加。

Description

黏著劑組合物及含彼之偏光板
本發明係關於黏著劑組合物及包含其之偏光板。具體而言，本發明提供可縮短固化時段且抑制離型膜之剝離強度增加之黏著劑組合物，及包含該黏著劑組合物之偏光板及液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置(LCD)具有包括液晶單元及經由黏著劑層層壓在液晶單元兩側上之偏光板之液晶面板。
用於將偏光板附接至液晶單元之黏著劑應同時滿足黏著至基板、防止光漏及耐久性(例如耐熱性及耐熱/濕性)以及重工作性。而且，出於改良生產力之目的，需要黏著劑具有縮短的固化時段。
為維持作為黏著劑所需之特性且同時縮短固化時段，業內已提出使用交聯促進劑來促進交聯反應。
舉例而言，韓國專利申請公開案第2009-0132116號揭示包含作為交聯促進劑之胺化合物(例如二甲基胺基吡啶)以縮短固化時段之黏著劑組合物。然而，該黏著劑組合物之問題在於其儲存穩定性較差且離型膜之剝離強度增加。
本發明之目標係提供可縮短固化時段且抑制離型膜之剝離強度 增加之黏著劑組合物。
本發明之另一目標係提供包括包含黏著劑組合物之黏著劑層之偏光板。
本發明之另一目標係提供在液晶單元之至少一個表面上具有偏光板之液晶顯示裝置。
本發明之一態樣提供黏著劑組合物，其包含作為交聯促進劑之含有具支鏈或脂環族C4-40烷基之鹼金屬羧酸鹽、丙烯酸共聚物及交聯劑。
本發明之另一態樣提供包括包含黏著劑組合物之黏著劑層之偏光板。
本發明之另一態樣提供在液晶單元之至少一個表面上具有偏光板之液晶顯示裝置。
本發明之黏著劑組合物中之交聯促進劑在用於黏著劑塗層之溶劑中具有較大溶解度，且可縮短固化時段以增加生產力，並可抑制離型膜之剝離強度隨時間之增加。
本發明更詳細闡述於下文中。
本發明之一實施例係關於黏著劑組合物，其包含作為交聯促進劑之含有具支鏈或脂環族C4-40烷基之鹼金屬羧酸鹽、丙烯酸共聚物及交聯劑。
在本發明之一實施例中，含有具支鏈烷基之鹼金屬羧酸鹽可係選自由式(1)至(19)組成之群之羧酸與選自由Li、Na、K及Cs組成之群 之鹼金屬的鹽，該鹽在市面上有售。
在本發明之一實施例中，含有脂環族烷基之鹼金屬羧酸鹽可係選自由式(20)至(33)組成之群之羧酸與選自由Li、Na、K及Cs組成之群之鹼金屬的鹽，該鹽在市面上有售。
含有具支鏈或脂環族烷基之鹼金屬羧酸鹽可以基於100重量份數之丙烯酸共聚物計為0.001重量份數至0.3重量份數、較佳0.005重量份數至0.1重量份數之量存在。若鹼金屬羧酸鹽之量小於0.001重量份 數，則促進交聯反應之效應可能不足。若鹼金屬羧酸鹽之量大於0.3重量份數，則黏著劑組合物之黏度可能隨時間增加。
在本發明之一實施例中，丙烯酸共聚物可包含具有C1-12烷基之(甲基)丙烯酸酯單體及具有可交聯官能基之聚合物單體。
如本文所使用，術語「(甲基)丙烯酸酯」係指丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。
具有C1-12烷基之(甲基)丙烯酸酯單體之實例可包括(甲基)丙烯酸正丁基酯、(甲基)丙烯酸2-丁基酯、(甲基)丙烯酸第三丁基酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丙基酯、(甲基)丙烯酸異丙基酯、(甲基)丙烯酸戊基酯、(甲基)丙烯酸正辛基酯、(甲基)丙烯酸異辛基酯、(甲基)丙烯酸壬基酯、(甲基)丙烯酸癸基酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯等。其中，丙烯酸正丁基酯、丙烯酸2-乙基己基酯及其混合物較佳。該等單體可單獨使用或以兩者或更多者之組合使用。
具有可交聯官能基之聚合物單體經由化學鍵結用於改良組合物之內聚強度或黏著強度，由此提供耐久性及切割特性，及可包括具有羥基之單體、具有羧基之單體等。該等單體可單獨使用或以兩者或更多者之組合使用。
具有羥基之單體之實例可包括(甲基)丙烯酸2-羥基乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙基酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁基酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁基酯、(甲基)丙烯酸6-羥基己基酯、2-羥基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-羥基丙二醇(甲基)丙烯酸酯、具有C2-4伸烷基之羥基伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯、4-羥基丁基乙烯基醚、5-羥基戊基乙烯基醚、6-羥基己基乙烯基醚、7-羥基庚基乙烯基醚、8-羥基辛基乙烯基醚、9-羥基壬基乙烯基醚、10-羥基癸基乙烯基醚等。其中，(甲基)丙烯酸2-羥基乙基酯及4-羥基丁基乙烯基醚較佳。
具有羧基之單體之實例可包括一元酸，例如(甲基)丙烯酸及巴豆酸；二元酸，例如馬來酸、衣康酸及富馬酸及其單烷基酯；3-(甲基)丙烯醯基丙酸；具有C2-3烷基之(甲基)丙烯酸2-羥基烷基酯之琥珀酸酐開環加成物、具有C2-4伸烷基之羥基伸烷基二醇(甲基)丙烯酸酯之琥珀酸酐開環加成物、藉由將琥珀酸酐開環添加至具有C2-3烷基之(甲基)丙烯酸2-羥基烷基酯之己內酯加成物獲得的化合物等。其中，(甲基)丙烯酸較佳。
除上述單體外，丙烯酸共聚物可進一步含有介於不使黏著強度降格之範圍內、例如10重量%或更小之其他單體。
共聚物可使用業內通常已知(但不限於)之整體聚合、溶液聚合、乳化聚合或懸浮聚合等來製備。其中，溶液聚合較佳。此外，可使用業內通常已知之溶劑、聚合起始劑、用於控制分子量之鏈轉移劑等進行聚合。
丙烯酸共聚物可具有50,000至2,000,000、較佳400,000至2,000,000之聚苯乙烯轉換量平均分子量，如藉由凝膠滲透層析(GPC)所量測。若重量平均分子量小於50,000，則共聚物之內聚力可能不足以使黏著劑耐久性降格。若重量平均分子量高於2,000,000，則可能需要大量稀釋溶劑以確保塗覆製程之可處理性。
在本發明之一實施例中，交聯劑用於增強黏著及耐久性以及維持高溫下之可靠性及黏著劑之形式。舉例而言，交聯劑可包括(但不限於)異氰酸酯化合物、環氧化合物、過氧化物化合物、金屬螯合物化合物、噁唑啉化合物等。該等化合物可單獨使用或以兩者或更多者之組合使用。其中，異氰酸酯化合物較佳。
特定而言，可使用二異氰酸酯化合物，例如二異氰酸伸甲苯基酯、二甲苯二異氰酸酯、二異氰酸六亞甲基酯、2,4-或4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯；及多元醇化合物(例如三羥甲基丙烷)與二異氰酸酯化 合物之加成物。
除異氰酸酯交聯劑外，可進一步使用至少一種選自由以下組成之群之交聯劑：三聚氰胺衍生物，例如六羥甲基三聚氰胺、六甲氧基甲基三聚氰胺、六丁氧基甲基三聚氰胺等；聚環氧化合物，例如自雙酚A與環氧氯丙烷之縮合獲得之環氧化合物；聚氧基伸烷基多元醇之聚縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、甘油三縮水甘油醚及四縮水甘油基二甲苯二胺。
較佳可含有基於100重量份數之丙烯酸共聚物計為0.1重量份數至15重量份數、更佳0.1重量份數至5重量份數之量的交聯劑。若交聯劑之量小於0.1重量份數，則內聚強度可能因不充分交聯所致而降低，由此導致耐久性減弱，例如提升及損壞切割特性。若交聯劑之量大於15重量份數，則殘餘應力因過度交聯而無法充分鬆弛。
根據本發明一實施例之黏著劑組合物可進一步包含矽烷偶合劑。
在本發明之一實施例中，矽烷偶合劑可包括(但不限於)乙烯基氯矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基二乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、對苯乙烯基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基甲基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-三乙氧基矽基-N-(1,3-二甲基亞丁基)丙基胺、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-氯 丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、雙(三乙氧基矽基丙基)四硫化物、3-異氰酸基丙基三乙氧基矽烷等。該等化合物可單獨使用或以兩者或更多者之組合使用。
矽烷偶合劑可以基於100重量份數之丙烯酸共聚物計為0.01重量份數至5重量份數、較佳0.1重量份數至5重量份數之量存在。若矽烷偶合劑之量小於0.01重量份數，則可能難以改良耐久性。若矽烷偶合劑之量大於5重量份數，則內聚強度可能會過度增加且黏著劑特性可能降格，由此減弱耐久性。
根據本發明一實施例之黏著劑組合物(若需要)可進一步包含添加劑，例如增黏樹脂、抗氧化劑、防腐劑、整平劑、表面潤滑劑、染料、顏料、消泡劑、填充劑、光穩定劑及抗靜電劑，以控制黏著、內聚、黏度、彈性、玻璃轉變溫度、抗靜電特性等。
本發明之黏著劑組合物可用於附接偏光板與液晶單元之黏著劑及表面保護膜用黏著劑。而且，黏著劑組合物可用於以下用途之黏著劑：保護膜、反射片、多種結構用黏著片、照片用黏著片、車道用黏著片、光學黏著劑產品、電子部件、一般黏著片產品及醫用貼片。
本發明之一實施例係關於包括包含如上文所述之黏著劑組合物之黏著劑層之偏光板。
黏著劑層之厚度可端視其黏著強度而變化，且較佳介於3μm至100μm、更佳10μm至100μm範圍內。
此一偏光板可應用於典型液晶顯示裝置。具體而言，偏光板可用於製造包括液晶面板之液晶顯示裝置，其中具有黏著劑層之偏光板層壓在液晶單元之至少一側上。
因此，本發明之一實施例係關於在液晶單元之至少一側上具有偏光板之液晶顯示裝置。
進一步藉由以下實例、比較實例及實驗實例來說明本發明，此 不應理解為限制本發明之範疇。
製備實例1：丙烯酸共聚物之製備
向配備有冷卻器且經受氮氣流之1L反應器添加由88重量份數之丙烯酸正丁基酯(BA)、7重量份數之丙烯酸甲酯(MA)及5重量份數之丙烯酸2-羥基乙基酯組成的單體混合物，且然後添加100重量份數之乙酸乙酯(EAc)作為溶劑。然後，用氮氣吹掃1小時以移除氧，隨後將溫度維持在62℃。將混合物均勻攪拌後，向其添加0.07重量份數之偶氮雙異丁腈(AIBN)作為反應起始劑，且使所得混合物反應8小時，以獲得丙烯酸共聚物(重量平均分子量：約1,000,000)。
製備實例2：丙烯酸共聚物之製備
向配備有冷卻器且經受氮氣流之1L反應器添加由90重量份數之丙烯酸正丁基酯(BA)、5重量份數之丙烯酸甲酯(MA)、4重量份數之丙烯酸2-羥基乙基酯及1重量份數之丙烯酸組成的單體混合物，且然後添加100重量份數之乙酸乙酯(EAc)作為溶劑。然後，用氮氣吹掃1小時以移除氧，隨後將溫度維持在62℃。將混合物均勻攪拌後，向其添加0.07重量份數之偶氮雙異丁腈(AIBN)作為反應起始劑，且使所得混合物反應8小時，以獲得丙烯酸共聚物(重量平均分子量：約1,000,000)。
實驗實例1：溶解度之評估
將表1中所列示之每一化合物(1g)及甲基乙基酮(MEK,100g)添加至250ml瓶中，且用蓋覆蓋以抑制溶劑之揮發。在室溫下使用振盪器將其攪動1小時後，使溶液在室溫下靜置24小時。然後，以視覺方式確認溶液是否存在所添加化合物之未溶解部分。結果展示於表1中。
<評估標準>
○：未溶解化合物無法以視覺方式確認
×：未溶解化合物係以視覺方式確認
如表1中所展示，與含有直鏈烷基之鹼金屬羧酸鹽相比，本發明之含有具支鏈烷基或脂環族烷基之鹼金屬羧酸鹽展現在用於黏著劑塗層之溶劑中顯著更優異的溶解度，且因此其可有效地用作交聯促進劑。
實例1至13及比較實例1至5： (1)黏著劑組合物
按重量份數混合表2中所列示之組份，且用乙酸乙酯稀釋每一混合物以獲得固體濃度為15%之黏著劑組合物。
(2)黏著片
將由此獲得之每一黏著劑組合物施加在經矽離型劑塗覆之膜上以使硬化後之厚度為25μm，且在100℃下乾燥1分鐘以形成黏著劑層。
(3)黏著劑附接之偏光板
將上文所形成之黏著劑層以185μm之厚度附接至碘偏光板以製備黏著劑附接之偏光板。
交聯劑：Coronate-L(Nippon Polyurethane Industry)
矽烷偶合劑：KBM-403(Shin-Etsu)
實驗實例2：固化時段及離型膜之剝離強度之評估
使用以下方法量測在實例及比較實例中製備之黏著劑組合物、黏著片及黏著劑附接之偏光板的物理特性，且結果展示於表3中。
(1)固化時段
在23℃及65% RH之條件下將所製備之黏著片固化1至10天。在固化期間，根據以下方法計算6小時、12小時、18小時及每日之凝膠分率，且根據所計算凝膠分率之值降至70%至80%範圍內且不再隨時間變化時之時間確定固化時段。
將固化黏著片之約0.25g黏著劑層附接在經精確稱重之具有250網目大小之線網(100mm×100mm)中，且充分密封以使凝膠無法洩露。精確量測線網之重量，且然後將線網於乙酸乙酯溶液中浸沒3天。將經浸沒之線網取出且用少量乙酸乙酯洗滌，並在120℃下乾燥24小時。乾燥後，再次量測線網之重量。將所量測重量用於以下等式(1)中以計算凝膠分率。
[等式1]凝膠分率(%)=(C-A)/(B-A)×100
其中A係線網之重量(g)，B係黏著劑附接之線網之重量(B-A：黏著劑之重量(g))，且C係浸沒後經乾燥線網之重量(C-A：凝膠化樹脂之重量(g))。
(2)離型膜之剝離強度之變化
將所製備之黏著片切割成50mm×100mm之大小，以獲得樣品。使用通用測試機(UTM,Instron)藉由以300mm/min之剝離速率及180°之剝離角剝離離型膜來量測該樣品之剝離強度(W1)。而且，使樣品在70℃下靜置3天後，以與上文所闡述相同之方式量測剝離強度(W2)。使用所量測之值計算剝離強度之變化。
[等式2]剝離強度之變化(%)=(W 2 -W 1 )/W 1 ×100
如表3中所展示，其中使用本發明之含有具支鏈烷基或脂環族烷基之鹼金屬羧酸鹽作為交聯促進劑之實例1至13之黏著劑組合物與其中使用含有直鏈烷基之鹼金屬羧酸鹽作為交聯促進劑的比較實例1至4之彼等相比，展現顯著縮短之固化時段，且與使用二甲基胺基吡啶作為交聯促進劑之比較實例5相比展現較低的剝離強度變化(%)。
儘管已展示且闡述本發明之具體實施例，但彼等熟習此項技術 者應理解，本發明並不意欲限於較佳實施例，且彼等熟習此項技術者應明瞭，可在不背離本發明之精神及範疇的情況下作出多種改變及修改。
因此，本發明之範疇係藉由隨附申請專利範圍及其等效內容加以界定。

Claims (5)

  1. 一種黏著劑組合物，其包含作為交聯促進劑之含有具支鏈或脂環族C4-40烷基之鹼金屬羧酸鹽、丙烯酸共聚物及交聯劑，其中該含有具支鏈或脂環族烷基之鹼金屬羧酸鹽係以基於100重量份數之該丙烯酸共聚物計為0.001重量份數至0.3重量份數之量存在。
  2. 如請求項1之黏著劑組合物，其中該含有具支鏈烷基之鹼金屬羧酸鹽係選自由式(1)至(19)組成之群之羧酸與選自由Li、Na、K及Cs組成之群之鹼金屬的鹽：
  3. 如請求項1之黏著劑組合物，其中該含有脂環族烷基之鹼金屬羧酸鹽係選自由式(20)至(33)組成之群之羧酸與選自由Li、Na、K及Cs組成之群之鹼金屬的鹽，該鹽在市面上有售：
  4. 一種偏光板，其包括包含如請求項1至3中任一項之黏著劑組合物之黏著劑層。
  5. 一種液晶顯示裝置，其在液晶單元之至少一側上具有如請求項4之偏光板。
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