专利名称：光固化性粘合剂组合物、偏光片及其制造方法、光学部件以及液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在偏光片中偏光元件与保护膜的贴合的光固化性粘合剂组合物、 使用该粘合剂组合物在偏光元件贴合有保护膜的偏光片、以及该偏光片的制造方法。本发明还涉及使用该偏光片的光学部件和液晶显示装置。
背景技术：
偏光片用作构成液晶显示装置的一种光学部件。偏光片通常以在偏光元件的两面层叠有保护膜的状态被组装到液晶显示装置中而使用。虽然仅在偏光元件的一面设置保护膜是已知的，但在多数情况下，不是作为单纯的保护膜而是具有其它光学功能的层兼作保护膜而被贴合在另一面。另外，作为偏光元件的制造方法，众所周知有对利用二色性色素染色的单轴拉伸聚乙烯醇树脂膜进行硼酸处理、水洗后干燥的方法。通常，在上述水洗和干燥之后，立即对偏光元件贴合保护膜。这是因为，干燥后的偏光元件的物理强度弱，一旦将其卷绕时，则会产生加工方向上开裂等问题。因而，通常在干燥后的偏光元件上立即涂布水系的粘合剂，然后通过该粘合剂在偏光元件的两面同时贴合保护膜。通常，作为保护膜，使用厚度为30 120 μ m的三乙酰基纤维素膜。在偏光元件与保护膜，特别是与由三乙酰基纤维素膜构成的保护膜的粘合中，大多使用聚乙烯醇系的粘合剂，也有尝试使用聚氨酯系的粘合剂代替该聚乙烯醇系的粘合剂。例如，在日本特开平7-120617号公报(专利文献1)中，记载了使用聚氨酯预聚物作为粘合剂，将含水率高的偏光元件与醋酸纤维素系保护膜例如三乙酰基纤维素膜粘合。另一方面，由于三乙酰基纤维素的透湿度高，因此贴合有该树脂膜作为保护膜的偏光片，在湿热下例如温度70°C、相对湿度90%这样的条件下，存在有引起劣化等问题。因此，还提出了通过将透湿度低于三乙酰基纤维素膜的树脂膜作为保护膜，来解决该问题的方法，例如，已知有将非晶性聚烯烃系树脂作为保护膜。具体而言，在日本特开平6-51117 号公报(专利文献幻中记载了在偏光元件的至少一面层合热塑性饱和降冰片烯系树脂片材作为保护膜。在用以往的装置贴合这样的透湿度低的保护膜的情形，使用以水为主要溶剂的粘合剂例如聚乙烯醇水溶液、将保护膜贴合到聚乙烯醇系的偏光元件之后使溶剂干燥的所谓湿式层压，具有得不到足够的粘合强度，或外观不良等问题。这是由于，透湿度低的膜和三乙酰基纤维素膜相比，通常为疏水性的，并且由于透湿度低，因而不能充分干燥作为溶剂的水。因此，在日本特开2000-321432号公报(专利文献3)中提出了通过聚氨酯系粘合剂将聚乙烯醇系的偏光元件与包含热塑性饱和降冰片烯系树脂的保护膜进行粘合的方案。 但是，聚氨酯系粘合剂存在有固化需要长时间的问题，并且其粘合力也不一定充分。另一方面，还已知有在偏光元件的两面贴合不同种类的保护膜的方案，例如在日本特开2002-1747 号公报(专利文献4)中提出了，在由聚乙烯醇系树脂膜构成的偏光元件的一面贴合包含非晶性聚烯烃系树脂的保护膜，在另一面贴合包含和该非晶性聚烯烃系树脂不同的树脂例如三乙酰基纤维素的保护膜，并且在日本特开2005-208456号公报(专利文献5)中提出了，通过含有特定聚氨酯树脂的水系第一粘合剂在包含聚乙烯醇系树脂的偏光膜的一面层合环烯烃系树脂膜，通过和第一粘合剂不同的水系第二粘合剂例如聚乙烯醇系树脂的水溶液在另一面层合醋酸纤维素系树脂膜。在上 述专利文献4中被称为非晶性聚烯烃系树脂或在上述专利文献5中被称为环烯烃系树脂的树脂，是具有由降冰片烯或其衍生物、二甲桥八氢萘这样的多环式环烯烃所构成的单体单元，并且在像开环聚合物那样残留有双键时，优选双键中被氢化的热塑性树脂。此外，在日本特开2004-245925号公报(专利文献6)中公开了以不含芳香环的环氧树脂为主成分的粘合剂，并且提出了对该粘合剂照射活性能量射线使其进行阳离子聚合，从而粘合偏光元件和保护膜的方法。虽然其中公开的环氧系粘合剂对于在将以非晶性聚烯烃系树脂和纤维素系树脂为代表的各种透明树脂膜贴合于偏光元件特别有效，但渐渐发现，特别在以丙烯酸系树脂为保护膜时，其粘合力不一定充分。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平7-120617号公报专利文献2 日本特开平6-51117号公报专利文献3 日本特开2000-321432号公报专利文献4 日本特开2002-174729号公报专利文献5 日本特开2005-208456号公报专利文献6 日本特开2004-245925号公报
发明内容
发明要解决的问题为了解决通过湿式层压将聚乙烯醇系的偏光元件与透湿度低的保护膜进行贴合时的问题，考虑了将贴合后的干燥炉长加长以获得更多干燥时间，但是单纯增加干燥炉长时，产生因偏光元件的热劣化而容易引起变色的问题。因此，考虑了降低干燥温度以使得不会造成偏光元件热劣化，但这种情况下，为了充分干燥，需要进一步增加干燥炉长，存在有设备投资过大的问题。此外，在偏光元件的两面贴合不同种类的保护膜时，由于这些保护膜受热的收缩率不同，因此是在两面保护膜的收缩量不同的状态下和偏光元件粘合，存在有在干燥后返回至常温时，偏光片容易发生卷曲的问题。为了改善这种问题，可以考虑采用通过干式层压的贴合方法。但是，由于具有干式层压适合性的粘合剂的粘度极高，从偏光元件的物理强度弱的问题出发，偏光元件与保护膜的粘合方法受限于在保护膜涂布粘合剂，然后再将其贴合至偏光元件的方法。在该方法中，当贴合前在粘合剂的涂布面附着有异物时，无法隐蔽异物，并在贴合后以异物为起点在粘结层与偏光元件之间产生气泡，因此成为亮点缺陷的原因。本发明人为了开发在以选自聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸系树脂和非晶性聚烯烃系树脂的透湿度低的树脂膜作为偏光元件保护膜时，能够以短时间的工序表现出良好粘合力的光固化性粘合剂，而进行了积极的研究，结果发现通过使用特定的光固化性粘合齐IJ，可以以短时间的工序贴合这些保护膜。于是发现，该粘合剂即使在以丙烯酸系树脂膜作为保护膜时，也可以在其和偏光元件之间发挥高的粘合力。此外， 偏光片的粘合剂厚度，从薄型化和耐久性等观点出发，优选为5μπι以下，但为了涂布无溶剂的光固化性粘合剂，并得到厚度为5 μ m以下的平滑涂布面，需要进行粘合剂的低粘度化。可是，在使无溶剂系粘合剂低粘度化时，粘合力常常会下降。然而，本发明人发现，通过使用特定的光固化性粘合剂，其为低粘度的同时，可以在偏光元件和选自聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸系树脂和非晶性聚烯烃系树脂的保护膜之间发挥出高粘合力。因此，本发明的目的在于，提供光固化性粘合剂、以及使用该粘合剂在偏光元件贴合有保护膜的偏光片，其中该光固化性粘合剂即使在以选自聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸系树脂和非晶性聚烯烃系树脂的透湿度低的树脂膜作为保护膜时，也可以以短时间的工序以充分的粘合强度将保护膜与偏光元件粘合，并且粘度低，以及在耐久试验后也不会引起外观不良等问题。本发明的另一目的在于，提供使用该偏光片能够形成可靠性优异的液晶显示装置的光学部件，并且将其应用于液晶显示装置。用于解决问题的方法即，根据本发明，提供光固化性粘合剂组合物，其是用于将保护膜粘合在包含单轴拉伸的吸附取向有二色性色素的聚乙烯醇系树脂膜的偏光元件的粘合剂组合物，该保护膜包含选自聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸系树脂和非晶性聚烯烃系树脂的透明树脂膜，该组合物特征在于含有(A)在分子内具有至少2个环氧基和至少1个芳香环的环氧化合物、(B)可以具有酯骨架的具有碳数为5 10个的二醇(其中，醚化合物除外)的二 (甲基)丙烯酸酯，和(C)光阳离子聚合引发剂，所述(A) (C)成分的含有比例在组合物中为
(A)成分20 60重量％(B)成分5 45重量％(C)成分0· 5 10 重量％。在该光固化性粘合剂组合物中，作为(A)成分，优选为双酚A型环氧树脂。或者， 作为(B)成分，优选为新戊二醇、羟基新戊酸和丙烯酸的酯化反应生成物。此外，就光固化性粘合剂组合物而言，为了使组合物低粘度化，并且得到良好的固化性和粘合性，在组合物中优选含有5 45重量％为(D)成分的下述式(1)中所示的氧杂环丁烷化合物。[化学式1]
权利要求
1.光固化性粘合剂组合物，其是用于将保护膜粘合在包含单轴拉伸的吸附取向有二色性色素的聚乙烯醇系树脂膜的偏光元件的粘合剂组合物，该保护膜包含选自聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸系树脂和非晶性聚烯烃系树脂的透明树脂膜，所述组合物特征在于含有(A)在分子内具有至少2个环氧基和至少1个芳香环的环氧化合物，(B)可以具有酯骨架的具有碳数为5 10个的二醇(其中，醚化合物除外)的二(甲基)丙烯酸酯，和(C)光阳离子聚合引发剂，所述(A) (C)成分的含有比例在组合物中为(A)成分20 60重量％(B)成分5 45重量％(C)成分0·5 10重量％。
2.如权利要求1所述的光固化性粘合剂组合物，其特征在于(A)成分为双酚A型环氧树脂。
3.如权利要求1或权利要求2所述的光固化性粘合剂组合物，其特征在于(B)成分为新戊二醇、羟基新戊酸和(甲基)丙烯酸的酯化反应生成物或二(甲基)丙烯酸己二醇酯。
4.如权利要求1 权利要求3中任一项所述的光固化性粘合剂组合物，其特征在于在组合物中还含有5 45重量％ (D)下述式(1)中所示的氧杂环丁烷化合物，
5.如权利要求1 权利要求4中任一项所述的光固化性粘合剂组合物，其特征在于在组合物中还含有1 20重量％ (E)下述式O)中所示的氧杂环丁烷化合物，
6.如权利要求1 权利要求5中任一项所述的光固化性粘合剂组合物，其特征在于在组合物中还含有10重量％以下比例的(F)光自由基聚合引发剂。
7.如权利要求1 权利要求6中任一项所述的光固化性粘合剂组合物，其特征在于在组合物中还含有0. 01 0. 5重量％ (G)流平剂。
8.偏光片，其是通过粘合剂将包含选自聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸系树脂和非晶性聚烯烃系树脂的透明树脂膜的保护膜贴合在偏光元件而成，该偏光元件包含单轴拉伸的吸附取向有二色性色素的聚乙烯醇系树脂膜构，并且其特征在于所述粘合剂由权利要求 1 权利要求7中任一项所述的光固化性粘合剂组合物形成。
9.偏光片的制造方法，其是通过粘合剂将包含选自聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸系树脂和非晶性聚烯烃系树脂的透明树脂膜的保护膜贴合在偏光元件，从而制造偏光片的方法，该偏光元件包含单轴拉伸的吸附取向有二色性色素的聚乙烯醇系树脂膜，该方法的特征在于包括在所述偏光元件与所述保护膜的贴合面的至少一面，涂布权利要求1 权利要求7中任一项所述的光固化性粘合剂组合物的粘合剂涂布工序；通过所得的粘合剂层，将所述偏光元件与所述保护膜贴合的贴合工序； 以及在通过所述粘合剂层将偏光元件和保护膜贴合的状态下，使所述光固化性粘合剂组合物固化的固化工序。
10.光学部件，其特征在于在权利要求8所述的偏光片层合其它光学层。
11.如权利要求10所述的光学部件，所述其它光学层包含相位差片。
12.液晶显示装置，其特征在于将权利要求10或权利要求11所述的光学部件配置在液晶盒的一侧或两侧。
全文摘要
本发明提供光固化性粘合剂以及使用该粘合剂在偏光元件贴合有保护膜的偏光片，其中该光固化性粘合剂即使在以透湿度低的树脂膜作为保护膜时，也可以以短时间的工序以充分的粘合强度将保护膜与偏光元件粘合，且粘度低，在耐久试验后也不会引起外观不良等问题。光固化性粘合剂组合物是用于将包含选自特定4种膜的透明树脂膜的保护膜粘合在包含聚乙烯醇系树脂膜的偏光元件的粘合剂组合物，该组合物含有(A)在分子内具有至少2个环氧基和至少1个芳香环的环氧化合物，(B)可以具有酯骨架的具有碳数5～10个的二醇(其中，醚化合物除外)的二(甲基)丙烯酸酯，和(C)光阳离子聚合引发剂，在组合物中包含(A)成分20～60重量％，(B)成分5～45重量％，(C)成分0.5～10重量％。本发明还涉及使用该偏光片的光学部件和液晶显示装置。
文档编号C09J4/02GK102344763SQ20111016857
公开日2012年2月8日 申请日期2011年4月2日 优先权日2010年4月6日
发明者佐内康之, 稻田和正, 竹内智康, 藤田政大 申请人:东亚合成株式会社, 住友化学株式会社