專利名稱：壓敏粘合劑組合物、偏振片和液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓敏粘合劑(PSA)組合物、偏振片和液晶顯示器。
背景技術(shù)：
液晶顯示器是一種采用在兩個由玻璃制成的薄基板之間注入的液晶而顯示圖像 的裝置。為了制造液晶顯示器，基本上，需要液晶盒(liquid crystal cell)和偏振片，所述 液晶盒包括在具有透明電極的基板之間放入的液晶。也需要粘合劑層或壓敏粘合劑(PSA) 層，用于將偏振片粘合在液晶盒上。偏振片具有包括碘化合物或沿一定方向排列的二向色偏振材料的多層結(jié)構(gòu)，并具 有在元件或偏振膜的兩表面上形成的用來保護(hù)該元件或偏振膜的基于TAC(三乙酰纖維 素)的保護(hù)膜。但是，組成上述多層偏振片的每層膜是由具有不同分子結(jié)構(gòu)和組成的材料 制成，導(dǎo)致不同的物理性能。相應(yīng)地，在高溫和/或高濕條件下，取決于具有單向分子排列 的材料之間的收縮或膨脹性能的差異，所述偏振片缺乏尺寸穩(wěn)定性。因此，在由PSA固定的 偏振片中，在高溫和/或高濕條件下，如果應(yīng)力集中于TAC層上，則發(fā)生雙折射和漏光。為了解決上述問題，PSA已被設(shè)計成非常硬。在高溫和/或高濕條件下，這種硬的 PSA阻止了偏振片的收縮和膨脹，因此應(yīng)力最小化且集中在偏振片的最外邊緣上，從而獲得 相對優(yōu)異的光學(xué)性能。但是，為了設(shè)計這種硬的PSA，體積模量可能增大，由此粘合強(qiáng)度會大 大降低，從而降低耐久性。同時，僅具有常規(guī)的單一交聯(lián)結(jié)構(gòu)，難以實現(xiàn)能夠維持優(yōu)異漏光特性和耐久性的 體積模量。因此,在日本專利公布No. 2007-197659和No. 2007-212995中已提出了，一種向 常規(guī)的單一交聯(lián)結(jié)構(gòu)中加入光引發(fā)劑和多官能丙烯酸酯并通過UV照射提高體積模量的方 法。在上述公開內(nèi)容中，由于采用光引發(fā)劑的多官能丙烯酸酯的快速交聯(lián)反應(yīng)，就在 UV照射后，PSA的體積模量會迅速提高。因此，要花費很長的時間來終止粘合強(qiáng)度與時間相 關(guān)的變化，從而大大地降低了可生產(chǎn)性或可加工性。也就是說，PSA組合物采用交聯(lián)劑通常固化得很慢，因此需要數(shù)天到數(shù)周的時間來 使這樣的固化反應(yīng)結(jié)束。PSA組合物在預(yù)定的溫度下儲存預(yù)定的時間段到固化結(jié)束的過程， 稱為老化過程(aging process)。在該老化過程中，壓敏粘合劑的壓敏粘合強(qiáng)度隨著時間而 變化。也就是說，在剛被涂層之后，粘合強(qiáng)度具有最高水平，且隨著老化過程持續(xù)到預(yù)定水 平(即當(dāng)PSA的固化終止時)而逐漸降低。如上所述，所述PSA的粘合強(qiáng)度隨著時間的推 移而變化，這稱為粘合強(qiáng)度與時間相關(guān)的變化。同時，就可生產(chǎn)性而言，用于偏振片的PSA應(yīng)該在生產(chǎn)之后3 4天內(nèi)運輸，并可 立即應(yīng)用，因此與時間相關(guān)的變化必須迅速終止。此外，就可再加工性而言，在PSA已被粘 合后，用于偏振片的PSA需要在室溫下或升高的溫度下是可重復(fù)剝離的。隨著液晶顯示器 變大，對于與時間相關(guān)的變化的快速終止、粘合強(qiáng)度的快速穩(wěn)定化和可再加工性的需求正 日益增加。
但是，對于上述公開內(nèi)容中公開的PSA組合物，在用于固化的UV照射之后，所述 PSA的模量會劇烈增加，從而樹脂和交聯(lián)劑的反應(yīng)會變得更慢，需要很長的一段時間來終止 與時間相關(guān)的變化。此外，當(dāng)已被粘合的PSA被加熱時，而PSA的固化沒有結(jié)束時，所述PSA 組合物表現(xiàn)出粘合強(qiáng)度大大增加，從而可再加工性顯著降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種壓敏粘合劑(PSA)組合物、偏振片和液晶顯示器。本發(fā)明的一方面提供一種PSA組合物，所述PSA組合物在固化狀態(tài)中包括互相穿 透的聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且該組合物包含丙烯酸類樹脂和交聯(lián)劑組分。在本發(fā)明中，所述交聯(lián) 劑組分由雙官能交聯(lián)劑組成。本發(fā)明的另一方面提供一種偏振片，包括偏振膜或偏振元件；和壓敏粘合劑層， 所述壓敏粘合劑層在該偏振膜或偏振元件的一面或兩面上形成，且包含根據(jù)本發(fā)明的PSA 組合物的固化產(chǎn)物。本發(fā)明的再一方面提供一種液晶顯示器，該液晶顯示器包括其中偏振片粘合在液 晶盒的一面或兩面上的液晶面板。
具體實施例方式下文，將對本發(fā)明的示范性實施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明涉及一種壓敏粘合劑(PSA)組合物，該壓敏粘合劑組合物在固化狀態(tài)中包 括互相穿透的聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(以下，“IPN結(jié)構(gòu)”)，且該組合物包含丙烯酸類樹脂和交聯(lián) 劑組分。在本發(fā)明中，所述交聯(lián)劑組分由雙官能交聯(lián)劑組成。以下，將對PSA組合物進(jìn)行更進(jìn)一步的詳細(xì)描述。所述PSA組合物在固化時包括IPN結(jié)構(gòu)，本文中所使用的術(shù)語“PSA組合物的固化 狀態(tài)”是指本發(fā)明的組合物通過輻射線照射和/或加熱轉(zhuǎn)變?yōu)镻SA的狀態(tài)。此外，術(shù)語“輻 射線”是指能夠引起PSA組合物中包含的可聚合基團(tuán)或聚合引發(fā)劑的固化反應(yīng)的能量射線， 所述能量射線包括電子射線和紫外線。此外，術(shù)語“ IPN結(jié)構(gòu)，，是指由丙烯酸類樹脂和交聯(lián) 劑反應(yīng)形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)(以下，“第一交聯(lián)結(jié)構(gòu)”)和單獨的交聯(lián)結(jié)構(gòu)(以下，“第二交聯(lián)結(jié) 構(gòu)”)同時存在于PSA中的情形。由于所述PSA的IPN結(jié)構(gòu)，用于光學(xué)元件的PSA所要求的 性能，如防漏光性和耐久性與可靠性，可以很好地均衡。所述PSA組合物可以滿足數(shù)式1 X1 ^ 700g/25mm (1)在數(shù)式1中，X1是剝離強(qiáng)度，該剝離強(qiáng)度是在由PSA組合物形成的PSA粘合在被粘 物(adherent)上并將所得物在室溫下儲存約168小時之后測定的。在本發(fā)明中，X1可以是上述所得物在室溫下儲存96小時后測定的剝離強(qiáng)度，優(yōu)選 為上述所得物在室溫下儲存約72小時后測定的剝離強(qiáng)度。在本發(fā)明中，如果X1超過700g/25mm，則在PSA形成后，可能需要過長的時間來終 止PSA強(qiáng)度與時間相關(guān)的變化和穩(wěn)定粘合強(qiáng)度。同時，本文中使用的術(shù)語“室溫”是指在自然狀態(tài)下的溫度(該溫度不被升高或降 低)。例如，其可以在約10°c 約30°C的范圍內(nèi)，優(yōu)選在約15°C 約30°C的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在約20°C 約25°C的范圍內(nèi)，最優(yōu)選為大約23°C。本文中使用的術(shù)語“剝離強(qiáng)度”是指在PSA被粘合在預(yù)定的被粘物(比如玻璃，優(yōu) 選非堿性玻璃)上之后測定的剝離強(qiáng)度。所述剝離強(qiáng)度可以采用根據(jù)實施例(將在下文描 述)的方法進(jìn)行測定。此外，所述PSA組合物可以滿足數(shù)式2 X2 彡 1500g/25mm (2)在數(shù)式2中，X2是剝離強(qiáng)度，該剝離強(qiáng)度是在由PSA組合物形成的PSA粘合在被粘 物上，并將所得物在50°C下儲存約4小時，接著將所得物在室溫下儲存168小時之后測定 的。在本發(fā)明中，X2可以是按如下測定的剝離強(qiáng)度將PSA粘合在被粘物上，并將所得 物在升高的溫度下儲存(50°C下約4小時)，接著在室溫下儲存96小時(或優(yōu)選約72小 時)，之后，測定該剝離強(qiáng)度。所述室溫和剝離強(qiáng)度的定義、被粘物的種類和測定剝離強(qiáng)度的方法都可以參考如 上面描述的與數(shù)式1相關(guān)的描述中找到。在本發(fā)明中，如果X2超過1500g/25mm，則在PSA形成后，可能需要過長的時間來終 止PSA強(qiáng)度與時間相關(guān)的變化和穩(wěn)定粘合強(qiáng)度。同時，包含在所述PSA組合物中的丙烯酸類樹脂和交聯(lián)劑組分在固化或老化過程 中可以相互反應(yīng)，因此所述PSA可以包括如上所述的第一交聯(lián)結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一方面，所述丙烯酸類樹脂可以具有重均分子量為300，000或高于 300, 000。當(dāng)所述丙烯酸類樹脂的重均分子量小于300，000時，由于在高溫和/或高濕條件 下內(nèi)聚力的降低，可能會產(chǎn)生起泡或剝離現(xiàn)象，因此耐久性和可靠性可能降低。雖然所述丙 烯酸類樹脂的重均分子量的上限不特別限定，但是考慮到PSA的耐久性和可靠性或可涂覆 性，該重均分子量可以適當(dāng)?shù)乜刂圃?，500，000或更小的范圍內(nèi)。但是，本發(fā)明不局限于 此。本發(fā)明中所使用的丙烯酸類樹脂的組成不特別限定。例如，所述丙烯酸類樹脂可 以是包含80 99. 9重量份的(甲基)丙烯酸酯單體和0. 1 20重量份的可交聯(lián)單體的 單體混合物的聚合物。在本發(fā)明中，包含在所述單體混合物中的(甲基)丙烯酸酯單體的種類可以是但 不特別局限于(甲基)丙烯酸烷基酯。例如，如果包含在(甲基)丙烯酸烷基酯中的烷基 太長，則PSA的內(nèi)聚力降低，從而玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)或粘合強(qiáng)度可能會難以控制。因此， 可以采用具有含有1 14個碳原子的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。所述單體的例子可 以包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸 異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基) 丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基丁酯、(甲基)丙烯酸正 辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙 烯酸十四烷酯和它們的組合。本發(fā)明的單體混合物可以包含80 99. 9重量份的(甲基) 丙烯酸酯單體。如果(甲基)丙烯酸酯單體的含量小于80重量份，則所述PSA的初始粘合 強(qiáng)度可能會降低；如果(甲基)丙烯酸酯單體的含量超過99. 9重量份，則由于內(nèi)聚力的降 低，耐久性也會降低。
所述包含在本發(fā)明的單體混合物中的可交聯(lián)單體，是一種可以向丙烯酸類樹脂提 供可交聯(lián)官能團(tuán)并用于調(diào)整PSA的耐久性和可靠性、粘合強(qiáng)度以及內(nèi)聚力的單體，其中該 可交聯(lián)官能團(tuán)能夠與下面的交聯(lián)劑組分反應(yīng)。用于本發(fā)明的可交聯(lián)單體的例子可以是但不局限于含羥基的單體、含羧基的單 體或含氮的單體。含羥基的單體的例子可以包括但不限于(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、 (甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸8-羥基辛酯、 (甲基)丙烯酸2-羥基乙二醇酯和(甲基)丙烯酸2-羥基丙二醇酯；含羧基的單體的例 子可以包括但不限于(甲基)丙烯酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙酸、3-(甲基)丙烯酰氧基 丙酸、4-(甲基)丙烯酰氧基丁酸、丙烯酸二聚體、衣康酸、馬來酸和馬來酸酐；和含氮的單 體的例子可以包括但不限于(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基己內(nèi)酰胺。 本發(fā)明可以使用其中的任意一種或組合。本發(fā)明的單體混合物可以相對于(甲基)丙烯酸酯單體的重量，以0. 1 20重量 份的量包含可交聯(lián)單體。如果所述可交聯(lián)單體的含量小于0. 1重量份，則PSA的耐久性和 可靠性可能會降低；如果其含量超過20重量份，則由于過度的交聯(lián)反應(yīng)，粘合強(qiáng)度和/或剝 離強(qiáng)度可能會降低。本發(fā)明的單體混合物可以進(jìn)一步包含通式1的化合物。所述通式1的化合物可以 加入，用來調(diào)整PSA的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和提供其它功能。[通式1]
權(quán)利要求
1.一種壓敏粘合劑組合物，在固化狀態(tài)中包括互相穿透的聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中，所述組合物包含丙烯酸類樹脂和交聯(lián)劑組分，所述交聯(lián)劑組分由雙官能交聯(lián)劑 組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓敏粘合劑組合物，該組合物滿足下面的數(shù)式1[數(shù)式1]X1 ^ 700g/25mm其中，X1表示剝離強(qiáng)度，該剝離強(qiáng)度是在由壓敏粘合劑組合物形成的壓敏粘合劑被粘 合在被粘物上，然后在室溫下儲存168小時之后測定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓敏粘合劑組合物，其中，所述丙烯酸類樹脂的重均分子量 為 300，000 或高于 300，000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓敏粘合劑組合物，其中，所述丙烯酸類樹脂是包含80 99. 9重量份的(甲基)丙烯酸酯單體和0. 1 20重量份的可交聯(lián)單體的單體混合物的聚 合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓敏粘合劑組合物，其中，所述雙官能交聯(lián)劑是選自由異氰 酸酯化合物、環(huán)氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺化合物、脲化合物、二醛化合物、羥甲基 聚合物、烴氧基金屬、金屬鹽和金屬螯合化合物組成的組中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓敏粘合劑組合物，其中，所述異氰酸酯化合物包括選自由 芳族聚異氰酸酯、脂肪族聚異氰酸酯、脂環(huán)族聚異氰酸酯和聚異氰酸酯的雙官能加合物組 成的組中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓敏粘合劑組合物，其中，所述雙官能加合物是通過聚異氰 酸酯化合物與二醇化合物的反應(yīng)所制得的產(chǎn)物。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓敏粘合劑組合物，其中，所述環(huán)氧化合物包括選自由間苯 二酚二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、1，6_己二醇二縮水甘油醚、氫化雙酚A 二縮水 甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚和聚丙二醇二縮水甘油醚組成的組中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓敏粘合劑組合物，其中，相對于100重量份的丙烯酸類樹 脂，所述交聯(lián)劑組分以0.01 10重量份的量被包含。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓敏粘合劑組合物，該組合物進(jìn)一步包含表面活性劑或增 塑劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的壓敏粘合劑組合物，其中，所述表面活性劑是聚環(huán)氧烷改 性的聚二甲基硅氧烷。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的壓敏粘合劑組合物，其中，所述表面活性劑由通式2表示[通式2]Me3SiO (Me2SiO)x(MeSiO)yS IMe3其中，Me為甲基，χ為0或大于0的整數(shù)，y為1或大于1的整數(shù)，A為-CH2CH2CH2O(EO) ffl(PO)nZ, EO為亞乙基氧，PO為亞丙基氧，Z為氫、胺基或烷基，且m+n為1或大于1，但η不 為0。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的壓敏粘合劑組合物，其中，所述增塑劑是具有至少一個醚鍵的酯化合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的壓敏粘合劑組合物，其中，所述增塑劑由通式3表示 [通式3]
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的壓敏粘合劑組合物，其中，相對于100重量份的丙烯酸類樹 脂，所述表面活性劑或增塑劑是以0. 0001 10重量份的量被包含。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓敏粘合劑組合物，該組合物進(jìn)一步包含多官能丙烯酸酯 和聚合引發(fā)劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的壓敏粘合劑組合物，其中，所述多官能丙烯酸酯是雙官能、 三官能、四官能、五官能或六官能丙烯酸酯。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的壓敏粘合劑組合物，其中，相對于100重量份的丙烯酸類樹 脂，所述多官能丙烯酸酯是以5 40重量份的量被包含。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的壓敏粘合劑組合物，其中，所述聚合引發(fā)劑包括選自由熱 引發(fā)劑和光引發(fā)劑組成的組中的至少一種。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的壓敏粘合劑組合物，其中，相對于100重量份的丙烯酸類樹 脂，所述聚合引發(fā)劑是以0. 2 20重量份的量被包含。
21.一種偏振片，包括偏振膜或偏振元件；和在所述偏振膜或偏振元件的一面或兩面上形成的壓敏粘合劑層，該壓敏粘合劑層包含 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓敏粘合劑組合物的固化產(chǎn)物。
22.一種液晶顯示器，包括其中根據(jù)權(quán)利要求21所述的偏振片粘合在液晶盒的一面或 兩面上的液晶面板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓敏粘合劑(PSA)組合物、偏振片和液晶顯示器，其中所述壓敏粘合劑組合物在固化狀態(tài)中包括互相穿透的聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且該組合物包含丙烯酸類樹脂和由雙官能交聯(lián)劑組成的交聯(lián)劑組分。本發(fā)明提供PSA組合物、包含該PSA組合物固化產(chǎn)物的偏振片和液晶顯示器，它們具有優(yōu)異的可加工性和光學(xué)性能，在高溫或高濕條件下優(yōu)異的耐久性和可靠性，且由于所述壓敏粘合強(qiáng)度與時間相關(guān)的變化在制成之后被迅速地停止，因此可以顯著提高光學(xué)元件如偏振片的生產(chǎn)率。
文檔編號B32B7/12GK102099432SQ200980128026
公開日2011年6月15日 申請日期2009年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月16日
發(fā)明者張基碩, 樸敏洙, 韓仁天 申請人:Lg化學(xué)株式會社