TW201606026A - 黏著劑組合物及含彼之偏光板 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種包含聚酯樹脂及交聯劑之黏著劑組合物、包含該黏著劑組合物之偏光板及液晶顯示裝置。根據本發明之用於偏光板之黏著劑組合物可允許偏光器與具有不良黏著性之保護膜，諸如聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯及三乙醯基纖維素膜良好黏著。

Description

黏著劑組合物及含彼之偏光板

本發明係關於一種用於偏光板之黏著劑組合物，其對難以黏著之保護膜具有優良黏著性；及包含該黏著劑組合物之偏光板及液晶顯示裝置。

偏光板一般具有多層結構，包括由其中吸附有二色性顏料且對準之基於聚乙烯醇之樹脂組成的偏光器；及層壓在偏光器之一個或兩個表面上之透明保護膜。偏光器藉由使基於聚乙烯醇之樹脂膜進行垂直單軸拉伸，用二色性顏料將拉伸膜染色，將染色膜用硼酸水溶液處理且洗滌及乾燥所處理之膜來獲得。二色性顏料可為碘或二色性有機染料。由此獲得之偏光器用保護膜層壓在其一個或兩個表面上以製備偏光板，將偏光板引入液晶顯示裝置中。

保護膜大部分由纖維素製成且習知具有30至120μm之厚度。此外，常常使用由基於聚乙烯醇之樹脂之水溶液組成的黏著劑層壓保護膜。

然而，基於纖維素之膜應需在使用黏著劑與偏光器接合之其表面上進行皂化(用鹼處理)。已提出能夠在無皂化下將基於纖維素之膜與偏光器接合之UV黏著劑，然而，其黏著強度低於水性黏著劑，在熱衝擊測試中使偏光器產生裂紋。此外，UV黏著劑非常昂貴且不經 濟。

此外，基於纖維素之膜具有不良之耐熱及防水特性，從而降低偏光板之效能或造成保護膜自偏光器分離。出於此原因，已嘗試使用除基於纖維素之膜外之各種樹脂(丙烯酸酯或丙烯樹脂)作為偏光器至少一側上之保護膜。

然而，由基於聚乙烯醇之樹脂之水溶液組成的習知水基黏著劑對丙烯酸酯保護膜具有低黏著性(參見韓國專利申請公開案第2010-0095402號)。

本發明之一目標為提供一種用於偏光板之黏著劑組合物，其對難以黏著之保護膜具有優良黏著性。

本發明之另一目標為提供一種偏光板，其包括由黏著劑組合物形成之黏著劑層。

本發明之再一目標為提供一種液晶顯示裝置，其包含偏光板。

根據本發明之一個態樣，提供一種黏著劑組合物，其包含聚酯樹脂及交聯劑。

在本發明之一個實施例中，聚酯樹脂可為具有磺酸、磺酸鹽、羧酸或羧酸鹽作為官能基之水溶性聚酯樹脂。

在本發明之一個實施例中，聚酯樹脂可藉由具有磺酸、磺酸鹽、羧酸或羧酸鹽作為官能基之芳族二羧酸與脂族二醇之聚合來製備。

在本發明之一個實施例中，聚酯樹脂可為具有選自式(I)及(II)之重複單元之一或多者的聚合物：

其中R為磺酸、磺酸鹽、羧酸或羧酸鹽；且n為1至10之整數。

在本發明之一個實施例中，聚酯樹脂可具有10,000至40,000之分子量。

在本發明之一個實施例中，交聯劑可以按100重量份聚酯樹脂計50至400重量份之量存在。

根據本發明之另一態樣，提供一種偏光板，其包含偏光器；層壓在該偏光器之一個或兩個表面上且由該黏著劑組合物形成之黏著劑層；以及層壓在該黏著劑層上之偏光器保護膜。

根據本發明之又一態樣，提供一種包含該偏光板之液晶顯示裝置。

根據本發明之用於偏光板之黏著劑組合物可允許偏光器與具有不良黏著性之保護膜，諸如聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯及未皂化之三乙醯基纖維素膜良好黏著。

在下文中更詳細地描述本發明。

本發明之一個實施例係關於一種黏著劑組合物，其包含聚酯樹脂及交聯劑。

在本發明之一個實施例中，聚酯樹脂可為具有磺酸、磺酸鹽、 羧酸或羧酸鹽作為官能基之水溶性聚酯樹脂。

磺酸鹽可為磺酸之金屬鹽(諸如鈉鹽及鉀鹽)、銨鹽或有機胺鹽。其中，磺酸之鈉鹽為較佳。

羧酸鹽可為羧酸之金屬鹽(諸如鈉鹽及鉀鹽)、銨鹽或有機胺鹽。其中，羧酸之鈉鹽為較佳。

在本發明之一個實施例中，聚酯樹脂可藉由具有磺酸、磺酸鹽、羧酸或羧酸鹽作為官能基之芳族二羧酸與脂族二醇之聚合來製備。

芳族二羧酸可為對苯二甲酸、間苯二甲酸或萘二甲酸，但不限於此。此等酸可單獨使用或兩者或兩者以上組合使用。

脂族二醇可為乙二醇、1,4-丁二醇或1,3-丙二醇，但不限於此。此等二醇可單獨使用或兩者或兩者以上組合使用。

在本發明之一個實施例中，聚酯樹脂可為具有選自式(I)及(II)之重複單元之一或多者的聚合物：

其中R為磺酸、磺酸鹽、羧酸或羧酸鹽；且n為1至10之整數。

市售聚酯樹脂之實例可包括具有磺酸鹽官能基之水溶性聚酯樹脂，例如Z-446、Z-221、Z-561及Z-565(GOO CHEMICAL)，但不限於此。

聚酯樹脂之分子量不受特別限制，但其較佳在10,000至40,000範 圍內，以便提供偏光器與保護膜之間的優良黏著性。若分子量小於10,000，則難以提供足夠黏著性。若分子量高於40,000，則在接合程序期間可夾帶氣泡。

在本發明之一個實施例中，交聯劑用於增強耐久性及偏光器與保護膜之間的黏著性且維持高溫下之可靠性及黏著劑之形式。

交聯劑可包括異氰酸酯化合物、環氧化合物、過氧化合物、金屬螯合物化合物、噁唑啉化合物、三聚氰胺化合物、乙醛酸酯化合物、氮丙啶化合物等。此等化合物可單獨使用或兩者或兩者以上組合使用。其中根據黏著性及耐久性，氮丙啶化合物為較佳。

下文中，將詳細地描述作為較佳交聯劑之氮丙啶交聯劑，但本發明不限於此。

氮丙啶交聯劑可與膜表面上諸如親水性基團之官能基經由氮丙啶官能基反應，且其可用於黏著劑組合物中以降低膜表面能，由此提供足夠潤濕度至非極性膜，例如丙烯酸酯膜。因此，包含氮丙啶交聯劑之黏著劑組合物即使對具有低表面能且表面不粗糙之膜亦可展現高黏著性。此外，氮丙啶交聯劑可進行開環，經由開環，形成親水性基團。親水性基團可經氫鍵鍵結於諸如偏光器之光學膜的表面上之羥基。為此，氮丙啶交聯劑與諸如聚乙烯醇黏著劑之習知黏著劑相比，可提供優良黏著性。此外，多官能氮丙啶化合物提高黏著劑層中之內聚效應，從而防止夾帶氣泡且增強防水特性。

氮丙啶交聯劑之較佳實例可包括異戊四醇-參-(β-N-氮丙啶基)丙酸酯、三羥甲基丙烷-參-(β-N-氮丙啶基)丙酸酯及三羥甲基丙烷-參-(2-甲基-1-氮丙啶丙酸酯)。其中根據黏著效能，三羥甲基丙烷-參-(2-甲基-1-氮丙啶丙酸酯)為更佳。

按100重量份聚酯樹脂之固形物含量計，交聯劑之含量可佔50至400重量份、較佳100至300重量份之量存在。交聯劑之量小於50重量 份時，難以讓黏著性不良之保護膜充份黏著。交聯劑之量超過400重量份時，則可能降低液體穩定性。

根據本發明之一個實施例的黏著劑組合物可進一步包含有機溶劑，以便提供偏光器與保護膜之間的高潤濕特性，且以醇為較佳有機溶劑。

醇之功能為溶解具有不良黏著性之保護膜的表面，使得黏著劑組合物之組分穿透至保護膜之表面且引起化學反應。因此，可防止夾帶氣泡。此外，醇對具有不良黏著性之保護膜具有優良潤濕特性，從而提供平整劑作用。

可用於本發明中之醇類實例包括甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、第三丁醇及丙三醇。此等醇類可單獨使用或組合兩者或兩者以上使用。按100重量份聚酯樹脂之固形物含量計，醇類之含量可佔3至30重量份之量。若醇之量小於3重量份，則可能降低剝離強度。若醇之量超過30重量份，則其超出爆炸界限之臨界濃度且需要防爆設備。

根據本發明之一個實施例的黏著劑組合物可進一步包含在不降低本發明之所需作用之範圍內的添加劑，諸如塑化劑、矽烷偶合劑、防靜電劑、微粒及平整劑。特定而言，平整劑較佳用於提高黏著劑組合物之鋪展特性。

根據本發明之一個實施例的黏著劑組合物較佳呈液體形式以便在黏著之偏光器或保護膜之表面上均勻地形成黏著劑層。此液體黏著劑可為於各種溶劑中之溶液或分散液。根據基板上之塗層可加工性，溶液為較佳，而根據穩定性，於水中之溶液或分散液為較佳。

此外，為縮短乾燥時間，可使用水與具有優良水互混性且沸點低於水之醇的混合溶劑。較佳醇之沸點不超過100℃，尤其不超過80℃或不超過70℃。

本發明之一個實施例係關於一種偏光板，其包含偏光器；層壓 在偏光器之一個或兩個表面上且由黏著劑組合物形成之黏著劑層；以及層壓在黏著劑層上之偏光器保護膜。

在本發明之一個實施例中，藉由使二色性顏料吸附且對準在拉伸之聚乙烯醇膜上來獲得偏光器。

構成偏光器之聚乙烯醇樹脂可藉由皂化聚乙酸乙烯酯樹脂獲得。聚乙酸乙烯酯樹脂可為作為乙酸乙烯酯之均聚物，或乙酸乙烯酯與其他可與乙酸乙烯酯共聚之單體的共聚物的聚乙酸乙烯酯。其他可與乙酸乙烯酯共聚之單體之實例可包括不飽和羧酸、不飽和磺酸、烯烴、乙烯基醚及含銨基之丙烯醯胺單體。此外，聚乙烯醇樹脂可改質，例如聚乙烯縮甲醛或聚乙烯縮醛經醛改質。聚乙烯醇樹脂之皂化度習知在85至100mol%範圍內，較佳98mol%或98mol%以上。此外，聚乙烯醇樹脂之聚合度習知在1,000至10,000，較佳1,500至5,000範圍內。

此類聚乙烯醇樹脂係呈膜形式獲得，用作偏光器之原始膜。由聚乙烯醇樹脂形成膜之方法可根據(但不限於)各種已知方法進行。原始膜可具有10至150μm之厚度，但不限於此。

本發明之偏光器之連續製法為使聚乙烯醇膜在水溶液中單軸拉伸、用二色性顏料染色拉伸膜、將染色膜用硼酸水溶液處理且洗滌及乾燥經處理之膜。

聚乙烯醇膜之單軸拉伸可在染色之前、期間或之後進行。若在染色之後進行單軸拉伸時，其可在用硼酸處理之前或期間進行。當然，單軸拉伸可依多階段方式進行。在單軸拉伸中，可使用具有不同速度之滾筒或加熱滾筒。單軸拉伸可為在大氣中進行的乾式拉伸或在溶劑中呈膨脹之狀態進行的濕式拉伸。聚乙烯醇膜之拉伸比習知在4至8倍範圍內。

可例如藉由將聚乙烯醇膜浸沒於含有二色性顏料之水溶液中， 來用二色性顏料染色已拉伸之聚乙烯醇膜。二色性顏料可為碘或二色性染料。此外，聚乙烯醇膜較佳在染色之前預浸沒於水中進行膨脹。

當碘用作二色性顏料時，染色習知可藉由將聚乙烯醇膜浸沒於含有碘及碘化鉀之染色溶液中來進行。在染色溶液中，碘習知以按100重量份水(蒸餾水)計0.01至1重量份之量存在，且碘化鉀習知以按100重量份水計0.5至20重量份之量存在。染色溶液之溫度習知在20℃至40℃範圍內，且浸沒時間(染色時間)習知在20至1,800秒範圍內。

當二色性染料用作二色性顏料時，染色可習知藉由將聚乙烯醇膜浸沒在含有水溶性二色性染料之水溶液中來進行。在水溶液中，二色性染料習知以按100重量份水計1×10^-4至10重量份，較佳1×10^-3至1重量份之量存在。水溶液可進一步含有諸如硫酸鈉之無機鹽作為染色助劑。水溶液染色之溫度習知在20℃至80℃範圍內，且浸沒時間習知在10至1,800秒範圍內。

可藉由將膜浸沒在硼酸水溶液中，來用硼酸處理染色之聚乙烯醇膜。在硼酸水溶液中，硼酸習知以按100重量份水計2至15重量份，較佳5至12重量份之量存在。當碘用作二色性顏料時，硼酸水溶液習知含有按100重量份水計0.1至15重量份，較佳5至12重量份之量的碘化鉀。硼酸水溶液之溫度習知為50℃或50℃以上，較佳在50℃至85℃範圍內，更佳在60℃至80℃範圍內，且浸沒時間習知在60至1,200秒，較佳150至600秒、更佳200至400秒範圍內。

在用硼酸處理之後，習知洗滌及乾燥聚乙烯醇膜。洗滌可藉由將經硼酸處理之聚乙烯醇膜浸沒於水中來進行。在洗滌步驟中，水溫度習知在5至40℃範圍內，且浸沒時間習知在1至120秒範圍內。洗滌之聚乙烯醇膜乾燥，得到偏光器。乾燥可使用熱風乾燥器或遠紅外加熱器進行。乾燥溫度習知在30℃至100℃，較佳50℃至80℃範圍內，且乾燥時間習知在60至600秒，較佳120至600秒範圍內。

偏光器習知具有5至40μm之厚度。

在本發明之一個實施例中，偏光器保護膜不受特別限制，只要其具有優良的透明度、機械強度、熱穩定性、防潮性及等張性即可。特定言之，可使用丙烯酸酯、纖維素、聚烯烴及聚酯膜。

特定言之，針對保護膜，可使用丙烯酸酯樹脂，諸如聚(甲基)丙烯酸甲酯及聚(甲基)丙烯酸乙酯；聚酯樹脂，諸如聚對苯二甲酸伸乙酯、聚間苯二甲酸伸乙酯、聚萘二甲酸伸乙酯及聚對苯二甲酸伸丁酯；纖維素樹脂，諸如二乙醯基纖維素及三乙醯基纖維素；以及聚烯烴樹脂，諸如聚乙烯、聚丙烯、具有環狀或降冰片烯結構之聚烯烴及乙烯-丙烯共聚物。

偏光器保護膜可具有10至200μm，較佳10至150μm之厚度。此外，在偏光器保護膜在偏光器之兩個表面上形成的情況下，其可具有相同或不同厚度。

與偏光器接合之保護膜表面可經受處理以容易接合，例如諸如底塗劑處理、電漿處理及電暈處理之乾式處理、諸如鹼處理(皂化)之化學處理或形成容易黏著層之塗佈處理。

特定而言，在本發明中，未進行諸如鹼處理(皂化)之化學處理的保護膜，例如未皂化之纖維素保護膜亦容易與偏光器接合。因此，本發明無需此類製程。

除未皂化之纖維素保護膜之外，在作為具有不良黏著性之代表性保護膜之丙烯酸酯或丙烯保護膜的表面上進行乾式處理，可容易與偏光器接合。

黏著劑層一般具有0.01至10μm，較佳0.05至5μm，更佳0.1至1μm之厚度。可針對硬塗層、抗反射、抗黏、擴散或防眩，對未與偏光器接觸之保護膜的表面進行處理。

可藉由此項技術中已知之習知方法進行接合，例如使用澆鑄、 梅爾棒塗(Meyer bar coating)、凹版塗佈、狹縫塗佈、浸塗及噴灑將黏著劑組合物塗覆在待接合之偏光器或保護膜之表面上，接著接合。藉助於黏著劑組合物在待接合之偏光器或保護膜之表面上向下流動，同時在垂直或水平方向或兩個方向之間的傾斜方向上移動偏光器或保護膜，塗覆黏著劑組合物來進行澆鑄。在塗覆黏著劑組合物之後，偏光器或保護膜插入夾壓滾筒及其類似物中進行接合。

在偏光器與保護膜接合之後，可例如藉由噴灑熱風來進行乾燥處理。乾燥溫度可在40至100℃、較佳60至100℃範圍內適當選擇。乾燥時間可在20至1,200秒範圍內。在乾燥處理之後，較佳在室溫或略高於室溫之溫度，例如20至50℃之溫度下進行固化，歷時12至600小時。乾燥之黏著劑層一般具有0.001至5μm、較佳0.01至2μm、更佳0.01至1μm之厚度。若黏著劑層之厚度高於5μm，則其會造成偏光器之外觀缺陷。

不接觸保護膜之偏光器的另一表面可進一步在其上具有表面處理層，諸如硬塗層、抗反射層、防眩層及防靜電層。此外，光學功能層可藉由可再用之黏著劑層進一步層壓在其上。光學功能層之實例可包括具有對準在基板表面上之液晶化合物或其聚合物的光學補償膜、透射一種偏振光且反射相反種類之偏振光的反射偏振分離膜、包含聚碳酸酯樹脂之延遲膜、包含環狀聚烯烴樹脂之延遲膜、具有不均勻表面之防眩膜、抗反射膜、具有反射功能之反射膜及具有反射功能及透射功能之半透反射膜。

本發明之一個實施例係關於一種包含該偏光板之液晶顯示裝置。

本發明藉由以下實例、比較實例及實驗實例進一步展示，該等實例不應解釋為限制本發明之範疇。

製備實例1：製備偏光器

使75μm厚之平均聚合度為2,400且皂化度為99.9mol%或99.9mol%以上的聚乙烯醇膜進行乾式單軸拉伸，約5次。在維持膜拉伸狀態之同時，將膜浸沒於60℃水(蒸餾水)中1分鐘，且接著其浸沒於碘/碘化鉀/水(0.05/5/100，重量比)之水溶液中且調至28℃，歷時60秒。接著，膜浸沒於72℃下碘化鉀/硼酸/蒸餾水(8.5/8.5/100，重量比)之水溶液中300秒，用26℃蒸餾水洗滌20秒且在65℃下乾燥，得到碘吸附且對準在聚乙烯醇膜上之偏光器。

實例1至12及比較實例1： (1)製備用於偏光板之黏著劑組合物

用於偏光板之各黏著劑組合物藉由將組分與表1中所列之組合物(基於固形物含量)混合來製備。

(2)製備偏光板

將黏著劑組合物塗覆在製備實例1中製備的碘吸附且對準在聚乙烯醇膜上之偏光器的兩個表面上，使得其乾燥層厚度為0.1μm，且接著使用夾壓滾筒將經電暈處理之聚(甲基)丙烯酸甲酯保護膜層壓在其上。層壓物在80℃熱風乾燥器中乾燥5分鐘，產生偏光板。

Z-446及Z-221(GOO CHEMICAL)：聚酯樹脂

CL-427(MENADIONA)：異戊四醇-參-(β-N-氮丙啶基)丙酸酯

CX-100(DSM)：三羥甲基丙烷-參-(2-甲基-1-氮丙啶丙酸酯)

乙醇(Aldrich)

聚乙烯醇樹脂(Cosenol Z200，Nippon Synthetic Chemical Industry)

實驗實例1：評估黏著性及剝離強度

使用以下方法量測實例及比較實例中製備之偏光板的物理特性，且結果展示在表2中。

(1)黏著性(使用切割機)

所製備之偏光板留在室溫下1小時，且接著將切割機之刀片插入偏光板之膜之間(偏光器與保護膜之間)且當推動刀片時觀測刀片前移之程度。

<評估標準>

◎：切割機刀片不進入任何膜之間

○：切割機刀片移動1至2mm至膜之間的至少一個界面中，隨後終止

△：切割機刀片移動3至5mm至膜之間的至少一個界面中，隨後終止

×：切割機刀片平穩移動至膜之間的至少一個界面中

(2)剝離強度

將所製備之偏光板留在室溫下1小時，且接著使用手推滾筒用可再用黏著劑附接在鈉玻璃上。在高壓釜中50℃及2atm條件下處理20分鐘後，移除在附接期間產生之氣泡。在鈉玻璃/可再用黏著劑/丙烯酸酯偏光板之層壓物中，在鈉玻璃方向上刀插入偏光器與經電暈處理之丙烯酸酯保護膜之間，且剝離強度藉由使用AUTOGRAPH以300mm/min之剝離速率及180°之剝離角度自黏著劑層剝離偏光器來量測。

如表2中所示，與包含聚乙烯醇樹脂之比較實例1相比，根據本發明之包含聚酯樹脂的實例1至12之黏著劑組合物顯示顯著優良之黏著性及剝離強度。

雖然已展示及描述本發明之特定實施例，但熟習此項技術者應瞭解不意欲將本發明限制於較佳實施例，且熟習此項技術者將顯而易見可在不背離本發明之精神及範疇下進行各種改變及修改。

因此，本發明之範疇將由隨附申請專利範圍及其同等物界定。

Claims (14)

1. 一種黏著劑組合物，其包含聚酯樹脂及交聯劑。
2. 如請求項1之黏著劑組合物，其中該聚酯樹脂為具有磺酸、磺酸鹽、羧酸或羧酸鹽作為官能基之水溶性聚酯樹脂。
3. 如請求項2之黏著劑組合物，其中該磺酸鹽為磺酸之鈉鹽。
4. 如請求項1之黏著劑組合物，其中該聚酯樹脂藉由具有磺酸、磺酸鹽、羧酸或羧酸鹽作為官能基之芳族二羧酸與脂族二醇之聚合來製備。
5. 如請求項4之黏著劑組合物，其中該芳族二羧酸為選自由對苯二甲酸、間苯二甲酸及萘二甲酸組成之群的至少一者。
6. 如請求項4之黏著劑組合物，其中該脂族二醇為選自由乙二醇、1,4-丁二醇及1,3-丙二醇組成之群的至少一者。
7. 如請求項1之黏著劑組合物，其中該聚酯樹脂為具有選自式(I)及(II)之重複單元之一或多者的聚合物： 其中R為磺酸、磺酸鹽、羧酸或羧酸鹽；且n為1至10之整數。
8. 如請求項1之黏著劑組合物，其中該聚酯樹脂具有10,000至40,000之分子量。
9. 如請求項1之黏著劑組合物，其中以100重量份該聚酯樹脂計， 該交聯劑之含量佔50至400重量份。
10. 如請求項1之黏著劑組合物，其進一步包含醇。
11. 如請求項10之黏著劑組合物，其中以100重量份該聚酯樹脂計，該醇之含量佔3至30重量份。
12. 一種偏光板，其包含偏光器；層壓在該偏光器之一個或兩個表面上且由如請求項1至11中任一項之黏著劑組合物形成之黏著劑層；以及層壓在該黏著劑層上之偏光器保護膜。
13. 如請求項12之偏光板，其中該偏光器保護膜為丙烯酸酯、纖維素、聚烯烴或聚酯膜。
14. 一種液晶顯示裝置，其包含如請求項12之偏光板。