TWI769044B

TWI769044B - 接著劑、偏光板結構及其製造方法

Info

Publication number: TWI769044B
Application number: TW110129070A
Authority: TW
Inventors: 邱蔓芸; 郭建生
Original assignee: 住華科技股份有限公司
Priority date: 2021-08-06
Filing date: 2021-08-06
Publication date: 2022-06-21
Also published as: CN114231213B; CN114231213A; TW202307165A

Abstract

接著劑、偏光板結構及其製造方法。接著劑包括溶劑、酸性架橋劑、二元胺以及親水性樹脂粉末。親水性樹脂粉末具有羥基及／或羧基。

Description

接著劑、偏光板結構及其製造方法

本發明是有關於一種接著劑、偏光板結構及其製造方法。

偏光板的偏光膜是藉由拉伸而製作，容易有收縮、變形的問題。可利用接著劑將保護膜貼合至偏光板，藉此增強偏光板結構的強度。

本發明係有關於一種接著劑、偏光板結構及其製造方法。

根據本發明之一方面，提出一種接著劑。接著劑包括溶劑、酸性架橋劑、二元胺以及親水性樹脂粉末。親水性樹脂粉末具有羥基及／或羧基。

根據本發明之另一方面，提出一種偏光板結構的製造方法。製造方法包括利用上述接著劑將一偏光膜與一保護膜貼合。

根據本發明之又另一方面，提出一種偏光板結構，其由上述偏光板結構的製造方法製得。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

接著劑包括溶劑、酸性架橋劑及親水性樹脂粉末。實施例中，接著劑為水性接著劑，溶劑包括水。親水性樹脂粉末具有羥基(-OH)及／或羧基(-COOH)。酸性架橋劑包括醛類架橋劑。親水性樹脂粉末包括聚乙烯醇(PVA)。醛類架橋劑可包括乙二醛、戊二醛、或上述之組合。

本揭露發現，酸性架橋劑(或質子酸醛類架橋劑)於交聯期間會使接著劑的pH值降低至強酸程度，使得在交聯反應期間，酸性架橋劑的氫(H)離子與親水性樹脂粉末之表面上的羥基(-OH)及／或羧基(-COOH)容易產生脫水反應，形成耐水較差的化學結構，例如醛類架橋劑與聚乙烯醇(PVA)經脫水反應形成的多烯結構(亦即多烯化現象)，這會導致黃變現象，降低偏光板的耐候性能。

為克服上述發現的問題，本揭露中，實施例的接著劑更包括二元胺。二元胺可作用為制酸劑，使接著劑具有弱酸性質，例如pH值為4~5.5，從而能減緩接著劑或使用接著劑形成的接著層的黃變現象，進而提升偏光板的耐候性能。

二元胺具有以下結構式：

t為2、3、4、5或6。R1、R2、R3及R4獨立地為氫或C1~C2之烷基。一實施例中，R1、R2、R3及R4皆為氫。二元胺可包括乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、已二胺、N,N-二甲基己二胺、N’,N’-二甲基己二胺、或上述之組合。

實施例中，以溶劑為100重量份為基準，二元胺可為0.5~10重量份。

在酸性架橋劑使用醛類架橋劑的情況中，一方面，如式1所示，二元胺會與醛類架橋劑反應形成中間體，中間體易與親水性樹脂粉末的親水性官能基(例如羥基(-OH))反應，產生氫鍵力的結合。另一方面，二元胺能做為制酸劑，形成緩衝溶液，其能使接著劑具有弱酸性質，例如pH值4~5.5，抑制聚乙烯醇(PVA)中OH基與架橋劑中H離子進行脫水機制。從而，使用二元胺能減緩黃變發生。

＜式1＞

本揭露中，實施例的接著劑可更包括無機銨鹽，從而能減緩接著劑或使用接著劑形成的接著層的黃變現象，進而提升偏光板的耐候性能。無機銨鹽為水溶性銨鹽，例如包括硝酸銨。以溶劑為100重量份為基準，該無機銨鹽為0.5~10重量份。實施例中，無機銨鹽的重量份：二元胺的重量份為1:0.5~5，或1:0.5~4，或1:0.5~2.5。

此外，使用無機銨鹽能避免二元胺交聯速率過快，造成接著劑凝膠化過快而塗佈不便的問題。也就是說，使用無機銨鹽能減緩接著劑的凝膠化速率。如式2所示，硝酸銨會釋放H離子置換二元胺孤對電子。二元胺的三級胺發生中和反應(酸鹼中和)，二元胺失去孤對電子，無法再促使架橋反應，因此架橋速率減緩。

＜式2＞

實施例中，接著劑中，以溶劑為100重量份作為基準，親水性樹脂粉末為0.5~10重量份。

實施例中，可利用接著劑將保護膜(例如第2圖或第3圖的保護膜204)與偏光膜(例如第2圖或第3圖的偏光膜408)接著在一起。可先將接著劑塗佈在保護膜的表面上，然後設置偏光膜。

保護膜可具有單層或多層之結構。一些實施例中，保護膜可包含具有良好透明性、機械強度、熱穩定性、水分阻隔性等之熱固化型樹脂或紫外線固化型樹脂。舉例而言，一些實施例中，保護膜可包含三醋酸纖維素(TAC)、二醋酸纖維素(DAC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯、烯烴樹脂、聚碳酸酯樹脂(PC)、環烯烴樹脂、定向拉伸性聚丙烯(OPP)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、環烯烴聚合物(COP)、環烯烴共聚合物(COC)、胺基甲酸酯(PU)、丙烯酸胺基甲酸酯、環氧樹脂、聚矽氧樹脂、或上述之任意組合。

實施例中，可對保護膜的表面進行鹼化製程以及電暈製程，藉此使保護膜的表面具有親水性官能基例如是-OH官能基和/或-COOH官能基，從而具有較佳的親水性及貼合性，有利於在後續製程中藉由親水性的接著劑貼合至其它光學元件，例如偏光膜或玻璃板(或玻璃保護層)，可增進貼合結構的可靠性並維持良好的光學特性。

對保護膜進行鹼化製程的步驟例如可包含將保護膜浸入鹼液槽，使保護膜的表面接觸鹼液。一些實施例中，用於鹼化製程的鹼液例如包含鹼金屬(alkali metal)離子、鹼土金屬(alkaline earth metal)離子、或其組合。一些實施例中，用於鹼化製程的鹼液可包含鉀離子、鈉離子、或其組合。舉例而言，一些實施例中，用於鹼化製程的鹼液例如可包含氫氧化鉀(KOH)水溶液及/或氫氧化鈉(NaOH)水溶液。

一些實施例中，可在進行鹼化製程之後進行電暈製程。一些實施例中，可在依序進行鹼化製程、水洗步驟及乾燥步驟之後，對保護膜的鹼化的表面進行電暈製程。

電暈製程例如包含設置導電輥於保護膜的表面的上方，透過導電輥放電而讓空氣中的氣體被激發進而與表面反應。

保護膜的表面先經過鹼化製程之後，殘留在保護膜的表面上的鹼液中的鹼性離子，例如氫氧化鉀(KOH)和/或氫氧化鈉(NaOH)中的OH ^-離子，接收到電暈製程施加的能量而產生自由基，例如是OH ^-自由基，這些自由基會進一步與保護膜在表面的結構上的表面官能基發生化學反應而形成親水性官能基，使得表面的結構包含親水性官能基。這些形成的親水性官能基例如是-OH官能基和/或-COOH官能基，而這些形成的親水性官能基鍵結至保護膜的既有結構上，因此使得在鹼化的表面上進行電暈製程之後所產生的親水性提高的表面特性不會快速地回復原狀，親水性官能基已經成為表面的結構的一部份，因此對保護膜的鹼化的表面進行電暈製程所形成的表面狀態不僅具有低水接觸角、高親水性與良好的貼合性，且此表面型態具有良好的穩定性與持久性。

保護膜也可形成硬塗層、防眩層、抗反射層、抗靜電層及防污層等表面處理層(塗佈層)。

偏光膜係聚乙烯醇系樹脂所構成的偏光膜。聚乙烯醇系樹脂通常係藉由聚乙酸乙烯酯系樹脂皂化而得。聚乙烯醇系樹脂的皂化度通常為約85莫耳%以上。作為聚乙酸乙烯酯系樹脂，除乙酸乙烯酯的均聚物外，可列舉乙酸乙烯酯及可與其共聚合的其他單體之共聚物。作為可與乙酸乙烯酯共聚合的其他單體，可列舉不飽和羧酸類、烯烴類、乙烯醚類、不飽和磺酸類等。作為上述乙酸乙烯酯及可與其共聚合的其他單體之共聚物的具體例，可列舉乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等。聚乙烯醇系樹脂的聚合度，通常為約1000至10000左右，較理想為約1500至5000左右。聚乙烯醇系樹脂可為改質者，例如可使用以醛類改質之聚乙烯甲縮醛、聚乙烯乙縮醛、聚乙烯丁縮醛等。通常在偏光膜的製造之使用厚度約20μm至100μm，較理想為約30μm至80μm的未延伸聚乙烯醇系樹脂膜作為起始材料。將該未延伸膜依序進行膨脹處理、染色處理、硼酸處理、水洗處理，在硼酸處理或其前的步驟實施單軸延伸，最後乾燥得到之聚乙烯醇系偏光膜的厚度，例如為約1μm至40μm左右。

為讓本揭露之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉具體示例，作詳細說明如下：

可參照如第1圖至第3圖所示的偏光板結構的製造流程。

於一錐形瓶中添加接著劑102的組份，包括100克水、4克聚乙烯醇(PVA)粉末(品名：PVA,Z-200，購自三菱化學株式會社)、5克醛類架橋劑(品名：乙二醛、戊二醛，購自友和貿易)，以及如表1所示添加量的硝酸銨(品名：硝酸銨，購自友和貿易)、二元胺(品名：N,N-二甲基己二胺、N’,N’-二甲基己二胺，購自友和貿易)，在攪拌均勻後得到呈水膠狀態的接著劑102。以pH計量測接著劑102。實施例與比較例的差異及測試結果顯示於表1。

然後，如第1圖所示，將呈水膠狀態的接著劑102以拉絲錠塗佈機(wire bar coater)塗敷於三醋酸纖維素(TAC)系的保護膜204上以形成的膜元件306。利用金屬軋輥將兩膜元件306的接著劑102接觸偏光膜408，以形成如第2圖所示的偏光板510。

以膠帶將偏光板510的四方固定於玻璃板上，並以80℃烘烤2分鐘。然後，撕除膠帶，並移除玻璃板。

將感壓膠612貼合於偏光板510後裁切成尺寸8cm*8cm，然後利用感壓膠612將偏光板510貼合於玻璃層714(有鹼玻璃)，以形成如第3圖所示的偏光板結構。將偏光板結構投入RA機台，溫度設定115℃，觀察水膠狀態的接著劑102轉變成具有黏貼作用的凝膠狀態的時間點，結果顯示於表1中。

接著，將具有凝膠狀態的接著劑102的偏光板結構置於105℃的乾燥環境下進行信賴性/耐候試驗，每間隔50小時目測觀察一次，紀錄偏光板510的外觀發生黃變(黃化)現象的時間點，結果顯示於表1中。表1

	實施例1	實施例2	實施例3	實施例4	實施例5	比較例1
硝酸銨 (克)	2	3.5	4	2	0	0
二元胺(克)	2	5	3.5	6	5	0
pH值	4.5	4.8	4.9	5.2	4.8	2.8
凝膠化時間 (小時)	24	28	25	15	12	18
黃變發生時間 (小時)	450	600	500	400	350	200

由比較例1發現，沒有使用二元胺與硝酸銨的接著劑102為強酸物質，pH值低至2.8，在高溫環境下會發生多烯化現象，致使製作得偏光板510不耐高溫，測試後於200小時即出現黃變現象。

跟比較例1相比，實施例1至實施例5的接著劑102額外使用二元胺，使得pH值上升至弱酸程度，表示二元胺可作用為制酸劑，並且製備得的偏光板510的黃變發生時間顯著延遲。

跟實施例5相比，實施例1至實施例4的接著劑102更額外使用硝酸銨，pH值維持在弱酸程度，並且製備得的偏光板510的黃變發生時間更晚。此外，跟實施例5相比，實施例1至實施例4的接著劑102的凝膠化時間更長，表示硝酸銨能減緩凝膠化，因此接著劑使用上更為方便。

綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

102:接著劑 204:保護膜 306:膜元件 408:偏光膜 510:偏光板 612:感壓膠 714:玻璃層

第1圖至第3圖繪示一實施例之偏光板結構的製造流程。

102:接著劑

204:保護膜

306:膜元件

408:偏光膜

510:偏光板

Claims

一種接著劑，包括：溶劑；酸性架橋劑；二元胺；以及親水性樹脂粉末，具有羥基及／或羧基。
如請求項1所述之接著劑，其中該二元胺具有以下結構式：
t為2、3、4、5或6， R1、R2、R3及R4獨立地為氫或C1~C2之烷基。
如請求項2所述之接著劑，其中R1、R2、R3及R4皆為氫。
如請求項2所述之接著劑，其中該二元胺包括乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、已二胺、N,N-二甲基己二胺、N’,N’-二甲基己二胺、或上述之組合。
如請求項1所述之接著劑，其中該酸性架橋劑包括醛類架橋劑。
如請求項1所述之接著劑，更包括無機銨鹽。
如請求項6所述之接著劑，其中以該溶劑為100重量份為基準，該二元胺為0.5~10重量份，該無機銨鹽為0.5~10重量份。
如請求項6所述之接著劑，其中該無機銨鹽的重量份：該二元胺的重量份為1:0.5~5。
如請求項6述之接著劑，其中該無機銨鹽為水溶性銨鹽。
如請求項6所述之接著劑，其中該無機銨鹽包括硝酸銨。
如請求項1所述之接著劑，其中以該溶劑為100重量份為基準，該親水性樹脂粉末為0.5~10重量份。
如請求項1所述之接著劑，其中該親水性樹脂粉末包括聚乙烯醇(PVA)。
如請求項1所述之接著劑，其pH值為4~5.5。
如請求項1所述之接著劑，其中該溶劑包括水。
一種偏光板結構的製造方法，包括利用如請求項1所述的接著劑將一偏光膜與一保護膜貼合。
一種偏光板結構，利用如請求項15所述的製造方法製得。