CN106896440A - 偏光板 - Google Patents
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Abstract
一种偏光板包括一偏光基体层、一第一保护层、一第二保护层、和一黏着剂层。第一保护层和第二保护层分别配置于偏光基体层的二侧。第一保护层包括一添加剂，该添加剂具有芳香性杂环。黏着剂层配置于第一保护层相对于偏光基体层的一侧。黏着剂层包括一硅烷偶合剂。定义一添加剂的含量/一硅烷偶合剂的含量的值等于Z，2.5<Z<40。
Description
技术领域
本发明是关于一种偏光板，且特别是关于一种含有硅烷偶合剂的偏光板。
背景技术
偏光板具有广泛的应用。举例来说，液晶显示器通常包括二偏光板，分别配置于液晶层的二侧。借由偏光板和液晶分子扭转的共同作用，可以控制液晶显示器的明暗。另外，有机发光二极管(OLED)显示器则通常包括一偏光板，利用圆偏振光降低OLED面板上的反射率，降低暗态亮度，以提升显示器的对比。配合所应用的装置(例如显示器)的发展，偏光板本身也需相应地进行调整。这通常可借由调整其各层的成分来达成。当为了达到某种特性要求而对于偏光板的某一层作出调整时，偏光板的其他层可能也需要相应地调整，以达到最适化的结果。
发明内容
本发明提供一种偏光板，其具有良好的耐候性。
根据一些实施例，偏光板包括一偏光基体层、一第一保护层、一第二保护层、和一黏着剂层。第一保护层和第二保护层分别配置于偏光基体层的二侧。第一保护层包括一添加剂，该添加剂具有芳香性杂环。黏着剂层配置于第一保护层相对于偏光基体层的一侧。黏着剂层包括硅烷偶合剂。定义添加剂的一含量/硅烷偶合剂的一含量的值等于Z，2.5<Z<40。
根据一些实施例，其中，芳香性杂环为单员环、双员环或三员环。
根据一些实施例，其中，芳香性杂环包括选自由下列选项所组成的群组的至少一者：呋喃环、噻吩环、吡咯环、唑环、异唑环、噻唑环、异噻唑环、咪唑环、吡唑环、呋呫环、三唑环、吡喃环、吡啶环、嗒环、和嘧啶环。
根据一些实施例，其中，硅烷偶合剂包括选自由下列选项所组成的群组的至少一者：乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、和3-氯化丙基三甲氧基硅烷。
根据一些实施例，其中，黏着剂层包括一主剂、一交联剂、一助黏剂、和一溶剂。助黏剂包括硅烷偶合剂。
根据一些实施例，其中，主剂包括选自由下列选项所组成的群组的至少一者：(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸3-羟基丙酯、甲基丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸3-羟基丙酯、丙烯酸4-羟基丁酯、甲基丙烯酸4-羟基丁酯、烯丙醇、伊康酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸氰基乙酯、丙烯酸氰基乙酯、和甲基丙烯酸-6-羟基乙酯。
根据一些实施例，其中，交联剂包括选自由下列选项所组成的群组的至少一者：环氧系交联剂、异氰酸酯系交联剂、和亚胺系交联剂。
根据一些实施例，其中，溶剂包括选自由下列选项所组成的群组的至少一者：甲醇、乙醇、乙二醇、异丙二醇、丙二醇、甲赛璐苏、丁赛璐苏、丙二醇单甲醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁内酯、丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮、戊烷、己烷、庚烷、甲苯、二甲苯、酚、乙腈、四氢呋喃、二甲氧乙烷、氯仿、和氯苯。
根据一些实施例，其中，黏着剂层为一感压胶层。
根据一些实施例，其中，偏光板更包括一第一黏着层、和一第二黏着层。第一黏着层配置于第一保护层和偏光基体层之间，用于接合第一保护层和偏光基体层。第二黏着层配置于第二保护层和偏光基体层之间，用于接合第二保护层和偏光基体层。第一黏着层和/或第二黏着层包括一聚乙烯醇粉、或一紫外线固化胶、或一硅烷偶合剂。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1为根据实施例的偏光板的示意图。
图2为根据实施例的来自保护层的添加剂分子和硅烷偶合剂分子结合成立体结构的示意图。
图3为根据对照例的来自保护层的添加剂分子和黏着剂层的平面性分子结合成平面结构的示意图。
图4为根据对照例的来自保护层的添加剂分子和黏着剂层的平面性分子结合成平面结构而进一步析出结晶的扫描式电子显微镜的微结构电镜图。
其中，附图标记：
100：偏光板
102：偏光基体层
104：第一保护层
104m：第一保护层含有的分子
106：第二保护层
108：黏着剂层
108m：黏着剂层含有的分子
110：表面保护层
112：离型层
114：第一黏着层
116：第二黏着层
200：箭头
具体实施方式
请参照图1，其绘示根据本发明实施例的一偏光板100。偏光板100包括一偏光基体层102、一第一保护层104、一第二保护层106、和一黏着剂层108。第一保护层104和第二保护层106分别配置于偏光基体层102的二侧。第一保护层104包括一添加剂，该添加剂具有芳香性杂环。黏着剂层108配置于第一保护层104相对于偏光基体层102的一侧。黏着剂层108包括一硅烷偶合剂。定义添加剂的一含量/硅烷偶合剂的一含量的值等于Z，2.5<Z<40。较佳地，4<Z<28.6。更佳地，12.5<Z<20。在此，某成分的含量系相对于该成分所添加至的层整体的含量而言。举例来说，添加剂的含量可为添加剂重量相对于第一保护层104整体重量的比值，硅烷偶合剂的含量可为硅烷偶合剂相对于黏着剂层108整体重量的比值。
根据一些实施例，偏光基体层102可包括黏合剂和于其中配向的碘或二色性染料。黏合剂可以使用可本身可交联的聚合物，包括但不限于选自由下列选项所组成的群组的至少一者：聚乙烯醇与变性聚乙烯醇。或者，也可以加入交联剂如硼化合物等等。二色性染料包括但不限于选自由下列选项所组成的群组的至少一者：偶氮系染料、二苯乙烯系染料、吡唑啉系染料、三苯基甲烷系染料、喹啉系染料、恶嗪系染料、噻嗪系染料或蒽醌系染料。二色性染料较佳地具有亲水性取代基，如磺基、胺基、羟基等等。
在一些实施例中，偏光基体层102可由聚乙烯醇薄膜(polyvinyl alcohol，PVA)吸附配向的二色性色素而形成。例如，以碘作为二色性色素的碘系偏光片。偏光基体层102的形成通常具有以下步骤：膨润处理、染色处理、拉伸处理、交联处理、洗净处理以及干燥处理。其中，拉伸处理使聚乙烯醇具有偏光作用。
第一保护层104和第二保护层106用于提供偏光基体层102保护性和机械支撑，典型地是由纤维素或类似成分构成，并可因应不同需求而进行成分调整。举例来说，第一保护层104和第二保护层106的至少其中一者，例如第一保护层104，可具有光学补偿性质。
在一些实施例中，第一保护层104的材料可分别选自由聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、三聚醋酸纤维素(Triacetyl Cellulose，TAC)、丙烯酸树脂膜、聚芳香羟树脂膜、聚醚树脂膜、环聚烯烃树脂膜(例如聚冰片烯树脂膜)、聚酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚丙稀(Polypropylene，PP)、环烯烃聚合物(CycloOlefin Polymer，COP)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)以及上述任意组合所组成的一族群，并可包括具有芳香性杂环的添加剂。不过，第一保护层104包括具有芳香性杂环的添加剂的原因并不受限于此。
不饱和的芳香性杂环为常见的添加剂种类。根据一些实施例，芳香性杂环可为单员环、双员环、或三员环等等，较佳地为单员环或双员环，更佳地为单员环。根据一些实施例，芳香族性杂环中的杂原子，较佳地为氮原子、氧原子、或硫原子，更佳地为氮原子。根据一些实施例，芳香性杂环包括但不限于选自由下列选项所组成的群组的至少一者：呋喃环、噻吩环、吡咯环、唑环、异唑环、噻唑环、异噻唑环、咪唑环、吡唑环、呋呫环、三唑环、吡喃环、吡啶环、嗒环、和嘧啶环。芳香性杂环较佳地为吡咯环。式1示出了一种举例性质的添加剂N,N-(6-oxo-1,6-dihydroprimidine-2,4-diyl)diacetamide(2,4-二乙酰氨基-6-氧-1,6-二氢嘧啶)，其中包括嘧啶环，式1如下：
[式1]
其中R1、R2分别独立地表示氢原子或取代基，取代基可为烷基、烯基、炔基、芳基、经取代或未取代胺基、烷氧基、芳氧基、羟基、或卤素原子。取代基较佳地为烷基，特别是具有5至20个碳原子的烷基，尤其是具有5至12个碳原子的烷基。
第二保护层106的材料可包括但不限于选自由下列选项所组成的群组的至少一者：聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、三聚醋酸纤维素(TriacetylCellulose，TAC)、丙烯酸树脂膜、聚芳香羟树脂膜、聚醚树脂膜、环聚烯烃树脂膜(例如聚冰片烯树脂膜)、聚酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚丙稀(Polypropylene，PP)、环烯烃聚合物(Cyclo Olefin Polymer，COP)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、以及上述任意组合。
根据一些实施例，黏着剂层108可为一感压胶层。根据一些实施例，黏着剂层108包括一主剂、一交联剂、一助黏剂、和一溶剂。
主剂包括但不限于选自由下列选项所组成的群组的至少一者：如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯等等的(甲基)丙烯酸酯，和如丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸3-羟基丙酯、甲基丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸3-羟基丙酯、丙烯酸4-羟基丁酯、甲基丙烯酸4-羟基丁酯、烯丙醇、伊康酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸氰基乙酯、丙烯酸氰基乙酯、甲基丙烯酸-6-羟基乙酯等等的羟基丙烯酸酯化合物。举例来说，可以任何组成比例选择一(甲基)丙烯酸酯和一羟基丙烯酸酯化合物。式2系示出了一种举例性质的主剂分子的结构。主剂分子通常为平面性分子。
[式2]
其中R3、R4分别独立地表示氢原子或取代基，取代基可为烷基、烯基、炔基、芳基、经取代或未取代胺基、烷氧基、芳氧基、羟基、或卤素原子。取代基较佳地为烷基，特别是具有1至10个碳原子的烷基，尤其是具有1至5个碳原子的烷基。
交联剂包括但不限于选自由下列选项所组成的群组的至少一者：环氧系交联剂、异氰酸酯系交联剂、和亚胺系交联剂。
助黏剂包括所述硅烷偶合剂。硅烷偶合剂包括但不限于选自由下列选项所组成的群组的至少一者：如乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷等等的具有环氧基构造的硅化合物，如3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷等等的含有胺基的硅化合物，和3-氯化丙基三甲氧基硅烷。式3系示出了一种举例性质的硅烷偶合剂分子的结构。
[式3]
其中Y表示取代基，取代基可为烷基、烯基、炔基、芳基、经取代或未取代胺基、烷氧基、芳氧基、环氧基、环烷氧基、羟基、或卤素原子等。
溶剂包括但不限于选自由下列选项所组成的群组的至少一者：如甲醇、乙醇、乙二醇、异丙二醇、丙二醇、甲赛璐苏(methyl cellosolve)、丁赛璐苏、丙二醇单甲醚等等的醇溶剂，如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁内酯、丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯等等的酯溶剂，如丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮等等的酮溶剂，如戊烷、己烷、庚烷等等的非氯系脂肪族烃溶剂，如甲苯、二甲苯、酚等等的非氯系芳香族溶剂，如乙腈等等的腈溶剂，如四氢呋喃、二甲氧乙烷等等的醚溶剂，和如氯仿、氯苯等等的氯系脂肪族烃溶剂。
在一些实施例中，为感压胶层的黏着剂层108还可依照实际的产品需求，包括其他适当的添加剂，例如抗静电剂等等。抗静电剂例如是(a)具有四级铵盐、吡啶鎓、伯氨基、仲氨基、叔氨基等阳离子基的各种阳离子抗静电剂；(b)具有磺酸碱基、硫酸酯碱基、磷酸酯碱基、膦酸碱基等的阴离子基的阴离子抗静电剂；(c)氨基酸类、氨基硫酸酯类等的两性抗静电剂；(d)氨基醇类、甘油类、聚乙二醇类等的非离子抗静电剂；(e)使如上所述的抗静电剂高分子量化得到的高分子型抗静电剂等。
根据一些实施例，偏光板100还可包括一表面保护层110和一离型层112。表面保护层110配置于第二保护层106相对于偏光基体层102的一侧。离型层112配置于黏着剂层108相对于第一保护层104的一侧。表面保护层110和离型层112可包括但不限于选自由下列选项所组成的群组的至少一者：如聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等等的聚酯树脂，烯烃树脂，乙酸纤维素树脂，聚碳酸酯树脂，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等等的丙烯酸树脂，聚对苯二甲酸丁二酯(PET)，聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，和环烯烃树脂。
根据一些实施例，偏光板100还可包括一第一黏着层114和一第二黏着层116。第一黏着层114配置于第一保护层104和偏光基体层102之间，用于接合第一保护层104和偏光基体层102。第二黏着层116配置于第二保护层106和偏光基体层102之间，用于接合第二保护层106和偏光基体层102。第一黏着层114和/或第二黏着层116可为一由水性黏着剂制得的一透明黏着层，其中黏着剂的材料包含聚乙烯醇粉。或者，第一黏着层114和/或第二黏着层116也可以是紫外线固化胶，例如紫外线硬化型树脂。根据一些实施例，第一黏着层114和/或第二黏着层116可包括一硅烷偶合剂。此一硅烷偶合剂可相同于前述者，并也符合2.5<Z<40，较佳地4<Z<28.6，更佳地12.5<Z<20的关系式。
在偏光板正式贩卖之前，通常需要进行高温高湿的老化测试，以确认偏光板的耐候性。在高温高湿的测试环境中，如图1所示，各层含有的分子可能发生移动，甚至会扩散至其他层中。举例来说，第一保护层含有的分子104m，例如是添加剂的分子，可能扩散至黏着剂层108中，并进一步地和黏着剂层含有的分子108m反应。
在黏着剂层使用具有芳香性杂环的添加剂的情况下，具有芳香性杂环的添加剂分子会因为高温高湿的环境而形成平面结构。借由在黏着剂层中使用硅烷偶合剂，并调整硅烷偶合剂的含量相对于添加剂的含量的比例，可以使得该平面结构主要是与立体的硅烷偶合剂形成氢键结合，如图2所示。如此一来，即使发生反应，也不会形成容易堆栈而析出结晶的平面结构，可以确保偏光板的耐候性和视觉效果。相对地，如果未作这样的调整，则芳香性杂环形成的平面结构容易与黏着剂层含有的平面性分子形成氢键，而结合成平面结构，如图3所示。这样的平面结构容易发生堆栈，并进而析出结晶。如图4是扫描式电子显微镜的观察结果，其中以箭头200指示这类的析出结晶。
以下提供具体的实验例和比较例说明调整添加剂的含量/硅烷偶合剂的含量的值，亦即Z，所带来的影响。
[保护层的制造]
取不同重量分的添加剂/三醋酸纤维素/二氯甲烷，将三者混合搅拌，搅拌完成后进行静置脱泡，脱泡完成后涂布在不锈钢板上，后续以60℃～100℃进行加入60秒～120秒干燥固化制成不同添加剂含量的保护层。
[黏着剂层的制造]
取主剂分子，如(甲基)丙烯酸甲酯等适当单体组成依90～99.99％及具有极性官能基的不饱和单体0.01～10％混合物所获得的共聚物即丙烯酸树脂100重量份。添加交联剂0.01～5重量份；添加助黏剂，如乙烯基三甲氧基硅烷等适当硅化合物0.02～0.10重量份；添加到有机溶剂搅拌混合。再静置脱泡后涂布于一离型膜表面上，以50℃～150℃的温度进行加热60～300秒干燥固化后获得具有不同硅烷偶合剂含量的黏着剂层。涂布的方法例如包括棒涂布法、刮刀涂布法、辊涂布法、板片涂布法、压模涂布法、凹版涂布法等等。离型膜可为经脱模处理的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜，或其他合适的薄膜。
[样品的制造]
对于保护层和黏着剂层进行电晕(corona)处理。之后，先将保护层和黏着剂层二者对贴，再贴合到无碱玻璃上。
[样品的耐候性测试]
将样品投入恒温恒湿烘箱内，温湿度条件为85度/85％，进行1000小时的老化测试。
[结晶观察]
经过老化测试的样品，以VH-Z100R光学显微镜(Keyence厂商)观察是否有结晶物产生。
[添加剂的含量检测]
与供货商取得标准品后，将溶液稀释至一定倍率后，使用气相层析质谱仪(GC-MS，AGILENT)完成检量线的制作，后续再将供货商提供的保护层使用特定溶剂完全溶解后，进行分析以确认添加剂相对于保护层的含量。
[硅烷偶合剂的含量检测]
取重量约0.2g的黏着剂层置入于10ml的硝酸中后，进行微波消化溶解的动作，消化后再取水定量至25ml进行稀释。之后使用感应耦合电浆光谱仪(PERKIN ELMER)进行硅元素含量的量测，以得到黏着剂层中Si元素的含量。
[结果讨论]
表1列出数个实验例和比较例的实验结果。可以看出，定义添加剂的含量/硅烷偶合剂的含量的值等于Z，当2.5<Z<40时，不会有结晶析出。
[表1]
综上所述，借由在黏着剂层中使用硅烷偶合剂，并调整添加剂的含量/硅烷偶合剂的含量的值，可以避免结晶产生所导致的耐候性和视觉效果变差。此外，由于保护层中的添加剂也可能往偏光基体层的方向一侧移动，因此在用于接合保护层和偏光基体层的黏着层中使用硅烷偶合剂可进一步地改善偏光板的耐候性。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种偏光板，其特征在于，包括：
一偏光基体层；
一第一保护层和一第二保护层，分别配置于该偏光基体层的二侧，该第一保护层包括一添加剂，该添加剂具有芳香性杂环；以及
一黏着剂层，配置于该第一保护层相对于该偏光基体层的一侧，该黏着剂层包括一硅烷偶合剂；
其中，定义该添加剂的含量/该硅烷偶合剂的含量的值等于Z，2.5<Z<40。
2.根据权利要求1所述的偏光板，其特征在于，该芳香性杂环为单员环、双员环或三员环。
3.根据权利要求1所述的偏光板，其特征在于，该芳香性杂环包括选自由下列选项所组成的群组的至少一者：呋喃环、噻吩环、吡咯环、唑环、异唑环、噻唑环、异噻唑环、咪唑环、吡唑环、呋呫环、三唑环、吡喃环、吡啶环、嗒环、和嘧啶环。
4.根据权利要求1所述的偏光板，其特征在于，该硅烷偶合剂包括选自由下列选项所组成的群组的至少一者：乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、和3-氯化丙基三甲氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的偏光板，其特征在于，该黏着剂层包括：
一主剂；
一交联剂；
一助黏剂，包括该硅烷偶合剂；以及
一溶剂。
6.根据权利要求5所述的偏光板，其特征在于，该主剂包括选自由下列选项所组成的群组的至少一者：(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸3-羟基丙酯、甲基丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸3-羟基丙酯、丙烯酸4-羟基丁酯、甲基丙烯酸4-羟基丁酯、烯丙醇、伊康酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸氰基乙酯、丙烯酸氰基乙酯、和甲基丙烯酸-6-羟基乙酯。
7.根据权利要求5所述的偏光板，其特征在于，该交联剂包括选自由下列选项所组成的群组的至少一者：环氧系交联剂、异氰酸酯系交联剂、和亚胺系交联剂。
8.根据权利要求5所述的偏光板，其特征在于，该溶剂包括选自由下列选项所组成的群组的至少一者：甲醇、乙醇、乙二醇、异丙二醇、丙二醇、甲赛璐苏、丁赛璐苏、丙二醇单甲醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁内酯、丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮、戊烷、己烷、庚烷、甲苯、二甲苯、酚、乙腈、四氢呋喃、二甲氧乙烷、氯仿、和氯苯。
9.根据权利要求1所述的偏光板，其特征在于，该黏着剂层为一感压胶层。
10.根据权利要求1所述的偏光板，其特征在于，更包括：
一第一黏着层，配置于该第一保护层和该偏光基体层之间，用于接合该第一保护层和该偏光基体层；以及
一第二黏着层，配置于该第二保护层和该偏光基体层之间，用于接合该第二保护层和该偏光基体层；
该第一黏着层和/或该第二黏着层包括一聚乙烯醇粉、或一紫外线固化胶、或一硅烷偶合剂。
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