专利名称：压敏粘合剂组合物、偏振片和液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种压敏粘合剂(PSA)组合物、偏振片和液晶显示器。
背景技术：
液晶显示器是一种采用在两个由玻璃制成的薄基板之间注入的液晶而显示图像 的装置。为了制造液晶显示器，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电极的基板之间放入的液晶。也需要粘合剂层或压敏粘合剂(PSA) 层，用于将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层结构，并具 有在元件或偏振膜的两表面上形成的用来保护该元件或偏振膜的基于TAC(三乙酰纤维 素)的保护膜。但是，组成上述多层偏振片的每层膜是由具有不同分子结构和组成的材料 制成，导致不同的物理性能。相应地，在高温和/或高湿条件下，取决于具有单向分子排列 的材料之间的收缩或膨胀性能的差异，所述偏振片缺乏尺寸稳定性。因此，在由PSA固定的 偏振片中，在高温和/或高湿条件下，如果应力集中于TAC层上，则发生双折射和漏光。为了解决上述问题，PSA已被设计成非常硬。在高温和/或高湿条件下，这种硬的 PSA阻止了偏振片的收缩和膨胀，因此应力最小化且集中在偏振片的最外边缘上，从而获得 相对优异的光学性能。但是，为了设计这种硬的PSA，体积模量可能增大，由此粘合强度会大 大降低，从而降低耐久性。同时，仅具有常规的单一交联结构，难以实现能够维持优异漏光特性和耐久性的 体积模量。因此,在日本专利公布No. 2007-197659和No. 2007-212995中已提出了，一种向 常规的单一交联结构中加入光引发剂和多官能丙烯酸酯并通过UV照射提高体积模量的方 法。在上述公开内容中，由于采用光引发剂的多官能丙烯酸酯的快速交联反应，就在 UV照射后，PSA的体积模量会迅速提高。因此，要花费很长的时间来终止粘合强度与时间相 关的变化，从而大大地降低了可生产性或可加工性。也就是说，PSA组合物采用交联剂通常固化得很慢，因此需要数天到数周的时间来 使这样的固化反应结束。PSA组合物在预定的温度下储存预定的时间段到固化结束的过程， 称为老化过程(aging process)。在该老化过程中，压敏粘合剂的压敏粘合强度随着时间而 变化。也就是说，在刚被涂层之后，粘合强度具有最高水平，且随着老化过程持续到预定水 平(即当PSA的固化终止时)而逐渐降低。如上所述，所述PSA的粘合强度随着时间的推 移而变化，这称为粘合强度与时间相关的变化。同时，就可生产性而言，用于偏振片的PSA应该在生产之后3 4天内运输，并可 立即应用，因此与时间相关的变化必须迅速终止。此外，就可再加工性而言，在PSA已被粘 合后，用于偏振片的PSA需要在室温下或升高的温度下是可重复剥离的。随着液晶显示器 变大，对于与时间相关的变化的快速终止、粘合强度的快速稳定化和可再加工性的需求正 日益增加。
但是，对于上述公开内容中公开的PSA组合物，在用于固化的UV照射之后，所述 PSA的模量会剧烈增加，从而树脂和交联剂的反应会变得更慢，需要很长的一段时间来终止 与时间相关的变化。此外，当已被粘合的PSA被加热时，而PSA的固化没有结束时，所述PSA 组合物表现出粘合强度大大增加，从而可再加工性显著降低。
发明内容
本发明涉及一种压敏粘合剂(PSA)组合物、偏振片和液晶显示器。本发明的一方面提供一种PSA组合物，所述PSA组合物在固化状态中包括互相穿 透的聚合物网络结构，且该组合物包含丙烯酸类树脂和交联剂组分。在本发明中，所述交联 剂组分由双官能交联剂组成。本发明的另一方面提供一种偏振片，包括偏振膜或偏振元件；和压敏粘合剂层， 所述压敏粘合剂层在该偏振膜或偏振元件的一面或两面上形成，且包含根据本发明的PSA 组合物的固化产物。本发明的再一方面提供一种液晶显示器，该液晶显示器包括其中偏振片粘合在液 晶盒的一面或两面上的液晶面板。
具体实施例方式下文，将对本发明的示范性实施方案进行详细描述。本发明涉及一种压敏粘合剂(PSA)组合物，该压敏粘合剂组合物在固化状态中包 括互相穿透的聚合物网络结构(以下，“IPN结构”)，且该组合物包含丙烯酸类树脂和交联 剂组分。在本发明中，所述交联剂组分由双官能交联剂组成。以下，将对PSA组合物进行更进一步的详细描述。所述PSA组合物在固化时包括IPN结构，本文中所使用的术语“PSA组合物的固化 状态”是指本发明的组合物通过辐射线照射和/或加热转变为PSA的状态。此外，术语“辐 射线”是指能够引起PSA组合物中包含的可聚合基团或聚合引发剂的固化反应的能量射线， 所述能量射线包括电子射线和紫外线。此外，术语“ IPN结构，，是指由丙烯酸类树脂和交联 剂反应形成的交联结构(以下，“第一交联结构”)和单独的交联结构(以下，“第二交联结 构”)同时存在于PSA中的情形。由于所述PSA的IPN结构，用于光学元件的PSA所要求的 性能，如防漏光性和耐久性与可靠性，可以很好地均衡。所述PSA组合物可以满足数式1 X1 ^ 700g/25mm (1)在数式1中，X1是剥离强度，该剥离强度是在由PSA组合物形成的PSA粘合在被粘 物(adherent)上并将所得物在室温下储存约168小时之后测定的。在本发明中，X1可以是上述所得物在室温下储存96小时后测定的剥离强度，优选 为上述所得物在室温下储存约72小时后测定的剥离强度。在本发明中，如果X1超过700g/25mm，则在PSA形成后，可能需要过长的时间来终 止PSA强度与时间相关的变化和稳定粘合强度。同时，本文中使用的术语“室温”是指在自然状态下的温度(该温度不被升高或降 低)。例如，其可以在约10°c 约30°C的范围内，优选在约15°C 约30°C的范围内，更优选在约20°C 约25°C的范围内，最优选为大约23°C。本文中使用的术语“剥离强度”是指在PSA被粘合在预定的被粘物(比如玻璃，优 选非碱性玻璃)上之后测定的剥离强度。所述剥离强度可以采用根据实施例(将在下文描 述)的方法进行测定。此外，所述PSA组合物可以满足数式2 X2 彡 1500g/25mm (2)在数式2中，X2是剥离强度，该剥离强度是在由PSA组合物形成的PSA粘合在被粘 物上，并将所得物在50°C下储存约4小时，接着将所得物在室温下储存168小时之后测定 的。在本发明中，X2可以是按如下测定的剥离强度将PSA粘合在被粘物上，并将所得 物在升高的温度下储存(50°C下约4小时)，接着在室温下储存96小时(或优选约72小 时)，之后，测定该剥离强度。所述室温和剥离强度的定义、被粘物的种类和测定剥离强度的方法都可以参考如 上面描述的与数式1相关的描述中找到。在本发明中，如果X2超过1500g/25mm，则在PSA形成后，可能需要过长的时间来终 止PSA强度与时间相关的变化和稳定粘合强度。同时，包含在所述PSA组合物中的丙烯酸类树脂和交联剂组分在固化或老化过程 中可以相互反应，因此所述PSA可以包括如上所述的第一交联结构。在本发明的一方面，所述丙烯酸类树脂可以具有重均分子量为300，000或高于 300, 000。当所述丙烯酸类树脂的重均分子量小于300，000时，由于在高温和/或高湿条件 下内聚力的降低，可能会产生起泡或剥离现象，因此耐久性和可靠性可能降低。虽然所述丙 烯酸类树脂的重均分子量的上限不特别限定，但是考虑到PSA的耐久性和可靠性或可涂覆 性，该重均分子量可以适当地控制在2，500，000或更小的范围内。但是，本发明不局限于 此。本发明中所使用的丙烯酸类树脂的组成不特别限定。例如，所述丙烯酸类树脂可 以是包含80 99. 9重量份的(甲基)丙烯酸酯单体和0. 1 20重量份的可交联单体的 单体混合物的聚合物。在本发明中，包含在所述单体混合物中的(甲基)丙烯酸酯单体的种类可以是但 不特别局限于(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 太长，则PSA的内聚力降低，从而玻璃化转变温度(Tg)或粘合强度可能会难以控制。因此， 可以采用具有含有1 14个碳原子的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。所述单体的例子可 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 异丙酯、(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)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙 烯酸十四烷酯和它们的组合。本发明的单体混合物可以包含80 99. 9重量份的(甲基) 丙烯酸酯单体。如果(甲基)丙烯酸酯单体的含量小于80重量份，则所述PSA的初始粘合 强度可能会降低；如果(甲基)丙烯酸酯单体的含量超过99. 9重量份，则由于内聚力的降 低，耐久性也会降低。
所述包含在本发明的单体混合物中的可交联单体，是一种可以向丙烯酸类树脂提 供可交联官能团并用于调整PSA的耐久性和可靠性、粘合强度以及内聚力的单体，其中该 可交联官能团能够与下面的交联剂组分反应。用于本发明的可交联单体的例子可以是但不局限于含羟基的单体、含羧基的单 体或含氮的单体。含羟基的单体的例子可以包括但不限于(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、 (甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛酯、 (甲基)丙烯酸2-羟基乙二醇酯和(甲基)丙烯酸2-羟基丙二醇酯；含羧基的单体的例 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、丙烯酸二聚体、衣康酸、马来酸和马来酸酐；和含氮的单 体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-乙烯基己内酰胺。 本发明可以使用其中的任意一种或组合。本发明的单体混合物可以相对于(甲基)丙烯酸酯单体的重量，以0. 1 20重量 份的量包含可交联单体。如果所述可交联单体的含量小于0. 1重量份，则PSA的耐久性和 可靠性可能会降低；如果其含量超过20重量份，则由于过度的交联反应，粘合强度和/或剥 离强度可能会降低。本发明的单体混合物可以进一步包含通式1的化合物。所述通式1的化合物可以 加入，用来调整PSA的玻璃化转变温度和提供其它功能。[通式1]
权利要求
1.一种压敏粘合剂组合物，在固化状态中包括互相穿透的聚合物网络结构，其中，所述组合物包含丙烯酸类树脂和交联剂组分，所述交联剂组分由双官能交联剂 组成。
2.根据权利要求1所述的压敏粘合剂组合物，该组合物满足下面的数式1[数式1]X1 ^ 700g/25mm其中，X1表示剥离强度，该剥离强度是在由压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂被粘 合在被粘物上，然后在室温下储存168小时之后测定的。
3.根据权利要求1所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述丙烯酸类树脂的重均分子量 为 300，000 或高于 300，000。
4.根据权利要求1所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述丙烯酸类树脂是包含80 99. 9重量份的(甲基)丙烯酸酯单体和0. 1 20重量份的可交联单体的单体混合物的聚 合物。
5.根据权利要求1所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述双官能交联剂是选自由异氰 酸酯化合物、环氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺化合物、脲化合物、二醛化合物、羟甲基 聚合物、烃氧基金属、金属盐和金属螯合化合物组成的组中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述异氰酸酯化合物包括选自由 芳族聚异氰酸酯、脂肪族聚异氰酸酯、脂环族聚异氰酸酯和聚异氰酸酯的双官能加合物组 成的组中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述双官能加合物是通过聚异氰 酸酯化合物与二醇化合物的反应所制得的产物。
8.根据权利要求5所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述环氧化合物包括选自由间苯 二酚二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1，6_己二醇二缩水甘油醚、氢化双酚A 二缩水 甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚和聚丙二醇二缩水甘油醚组成的组中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的压敏粘合剂组合物，其中，相对于100重量份的丙烯酸类树 脂，所述交联剂组分以0.01 10重量份的量被包含。
10.根据权利要求1所述的压敏粘合剂组合物，该组合物进一步包含表面活性剂或增 塑剂。
11.根据权利要求10所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述表面活性剂是聚环氧烷改 性的聚二甲基硅氧烷。
12.根据权利要求10所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述表面活性剂由通式2表示[通式2]Me3SiO (Me2SiO)x(MeSiO)yS IMe3其中，Me为甲基，χ为0或大于0的整数，y为1或大于1的整数，A为-CH2CH2CH2O(EO) ffl(PO)nZ, EO为亚乙基氧，PO为亚丙基氧，Z为氢、胺基或烷基，且m+n为1或大于1，但η不 为0。
13.根据权利要求10所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述增塑剂是具有至少一个醚键的酯化合物。
14.根据权利要求10所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述增塑剂由通式3表示 [通式3]
15.根据权利要求10所述的压敏粘合剂组合物，其中，相对于100重量份的丙烯酸类树 脂，所述表面活性剂或增塑剂是以0. 0001 10重量份的量被包含。
16.根据权利要求1所述的压敏粘合剂组合物，该组合物进一步包含多官能丙烯酸酯 和聚合引发剂。
17.根据权利要求16所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述多官能丙烯酸酯是双官能、 三官能、四官能、五官能或六官能丙烯酸酯。
18.根据权利要求16所述的压敏粘合剂组合物，其中，相对于100重量份的丙烯酸类树 脂，所述多官能丙烯酸酯是以5 40重量份的量被包含。
19.根据权利要求16所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述聚合引发剂包括选自由热 引发剂和光引发剂组成的组中的至少一种。
20.根据权利要求16所述的压敏粘合剂组合物，其中，相对于100重量份的丙烯酸类树 脂，所述聚合引发剂是以0. 2 20重量份的量被包含。
21.一种偏振片，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两面上形成的压敏粘合剂层，该压敏粘合剂层包含 根据权利要求1所述的压敏粘合剂组合物的固化产物。
22.一种液晶显示器，包括其中根据权利要求21所述的偏振片粘合在液晶盒的一面或 两面上的液晶面板。
全文摘要
本发明提供一种压敏粘合剂(PSA)组合物、偏振片和液晶显示器，其中所述压敏粘合剂组合物在固化状态中包括互相穿透的聚合物网络结构，且该组合物包含丙烯酸类树脂和由双官能交联剂组成的交联剂组分。本发明提供PSA组合物、包含该PSA组合物固化产物的偏振片和液晶显示器，它们具有优异的可加工性和光学性能，在高温或高湿条件下优异的耐久性和可靠性，且由于所述压敏粘合强度与时间相关的变化在制成之后被迅速地停止，因此可以显著提高光学元件如偏振片的生产率。
文档编号B32B7/12GK102099432SQ200980128026
公开日2011年6月15日 申请日期2009年7月16日 优先权日2008年7月16日
发明者张基硕, 朴敏洙, 韩仁天 申请人:Lg化学株式会社