专利名称：用于光学元件的丙烯酸组合物，用于光学元件的保护膜，偏光片和液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于光学元件的丙烯酸组合物，用于光学元件的保护膜，偏光片和液 晶显示器(IXD)。
背景技术：
液晶显示器(IXD)是通过在两片薄玻璃基板之间注入液晶而显示图像的器件。在 此器件中，液晶的分子排列随着通过电极(其连接到液晶)施加的电压而改变，且由此穿过 液晶的光的透射率也改变，从而显示图像或色彩。LCD因其低功率消耗和能够制备为平的或 薄的形态的优点而在各个领域引起广泛关注。随着对LCD的需求的增加，也出现了对于具有光学性能的膜(例如偏光片)的需 求，以及对于高速的LCD制备方法的需求。此外，随着生产线的速度的增加，各种原料和辅 助材料的需求也增加了，且原料和辅助材料的生产率也被视为重要的因素。应用于光学元件上的表面保护膜，如偏光片，通常是通过以下连续工艺制备的向 基片上涂覆压敏粘合剂组合物、干燥、用可剥离膜层压、老化、检验、开缝和封装。在每个阶 段都需要若干小时以使压敏粘合剂老化。进行老化工艺以使在压敏粘合剂组合物中混合 的交联剂和压敏粘合剂树脂之间反应，在此过程中压敏粘合剂的内聚强度和耐久性得以改 进。因此，为了制备如偏光片的光学元件，温度/湿度控制有助于控制上述老化条件，因此 需要更多空间，增加了加工成本，从而降低了产品的竞争力。随着高速偏光片生产的实现，在保护膜的剥离过程中观察到了器件的损坏(如 TFT IC)，这归咎于静电的产生(在常规工艺中通常不产生静电作用)，从而得到质量较差 的 LCD。为了解决这一问题，韩国专利公开第2004-0030919号公开了一种通过向压敏粘 合剂中加入有机盐而得到抗静电性能的技术。然而，根据此技术，将不得不使用昂贵的有机 盐，且仅降低了表面电阻，并不预示着在剥离过程中产生的静电引起的恒定电压的变化。日本早期专利公开第2004-287199号公开了一种压敏粘合剂，其包含异氰酸酯交 联剂和具有羟基的离子导电聚合物。然而，由于混合的异氰酸酯交联剂，粘合性能和流变性 能改变了，从而难以控制抗静电性能和粘合性能。日本早期专利公开平6-128539号公开了一种压敏粘合剂组合物，其包含异氰酸 酯交联剂、聚醚多元醇和金属盐。然而，根据此技术，交联的程度受所使用的交联剂的影响， 且由于聚醚多元醇的亚烷基氧的亲水性，发生表面迁移和粘合性能的劣化。
发明内容
技术问题本发明的一个目的是提供一种用于光学元件的丙烯酸组合物，用于光学元件的保 护膜，偏光片和液晶显示器(LCD)。
技术方案作为实现所述目的的方式，本发明提供了一种用于光学元件的丙烯酸组合物，所 述丙烯酸组合物包含100重量份的可光聚合丙烯酸聚合物，所述可光聚合丙烯酸聚合物 包含主链，以及连接到该主链上的0. 06至16重量份的含有可光聚合基团的化合物，该主链 是包含90至99. 9重量份的(甲基)丙烯酸酯单体和0. 01至10重量份的极性单体的单体 混合物的聚合物；0. 01至9重量份的抗静电剂；以及0. 01至9重量份的聚合引发剂。作为另一个实现所述目的的方式，本发明提供了一种用于光学元件的保护膜，所 述保护膜包含基片；以及根据本发明所述的丙烯酸组合物的固化产物，所述固化产物在所 述基片上形成。作为另一个实现所述目的的方式，本发明提供了一种偏光片，其具有附着在其一 侧或两侧的根据本发明所述的保护膜。作为另一个实现所述目的的方式，本发明提供了一种液晶显示器(LCD)，其具有附 着在液晶面板的一侧或两侧的根据本发明所述的偏光片。有益效果根据本发明，通过向包含可光聚合丙烯酸聚合物的组合物(已向所述组合物中引 入能够通过自由基引发交联反应的光活性基团，其中，所述自由基是通过光辐照由引发剂 产生的)中加入适量的抗静电剂和预定比例的聚合引发剂，在固化过程中可以跳过老化工 艺，从而简化制备方法，并提供用于光学元件的丙烯酸组合物，用于光学元件的保护膜，偏 光片和LCD，他们在剥离过程中或者使用中具有优异的抗静电性能，以及优异的耐久可靠 性，加工性，粘合性能，润湿性和光学性能。
具体实施例方式本发明涉及一种用于光学元件的丙烯酸组合物，所述丙烯酸组合物包含100重 量份的可光聚合丙烯酸聚合物，所述可光聚合丙烯酸聚合物包含主链，以及连接到该主链 上的0. 06至16重量份的含有可光聚合基团的化合物，该主链是包含90至99. 9重量份的 (甲基)丙烯酸酯单体和0. 01至10重量份的极性单体的单体混合物的聚合物；0. 01至9 重量份的抗静电剂；以及0. 01至9重量份的聚合引发剂。以下将详细描述根据本发明的丙烯酸组合物。包含在根据本发明的丙烯酸组合物中的可光聚合丙烯酸聚合物包含主链和连接 到该主链上的含有可光聚合基团的化合物以提供光活性基团，从而通过自由基引发交联反 应，其中所述自由基是通过光辐照由引发剂产生的。具体而言，该可光聚合丙烯酸聚合物包含主链，该主链是包含90至99重量份的 (甲基)丙烯酸酯单体和1至10重量份的极性单体的单体混合物的聚合物；以及连接到该 主链上的0. 06至16重量份的含有光活性基团的化合物。包含在可光聚合丙烯酸聚合物的主链中的所述(甲基)丙烯酸酯单体的类型没有 特别限制，例如，可以使用(甲基)丙烯酸烷基酯。在此情况下，如果在单体中包含的烷基 基团过长时，压敏粘合剂的内聚强度可能劣化，且玻璃化转变温度或压敏粘合性能可能变 得难以调整。因此，优选使用具有1至14个碳原子的烷基基团的(甲基)丙烯酸酯单体。 这种单体的例子可包括(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-乙基丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(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)丙烯酸十二烷 基酯和(甲基)丙烯酸十四烷基酯中的一种或两种以上的混合物。在所述单体混合物中，较之于该极性单体，可包含90至99. 9重量份，优选99至 99. 9重量份的(甲基)丙烯酸酯单体。如果所述含量小于90重量份，则压敏粘合剂的初始 粘合强度可能会劣化。如果该含量超过99重量份，可能由于内聚强度的劣化而在耐久性方 面出现问题。在形成主链的单体混合物中所包含的极性单体用于向主链提供极性官能团作为 能够与含有可光聚合基团的化合物反应的部分。极性官能团的例子可以包括羟基、羧基、异 氰酸酯基团、氨基和环氧基，且在本发明中优选使用，但不限于羟基或羧基。在本发明中，如果极性单体在分子中具有极性官能团和不饱和双键，则该极性单 体就没有特别的限制。例如，在本发明中，可以使用(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6-羟基己酯、(甲基) 丙烯酸8-羟基辛酯、2-羟基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-羟基丙二醇(甲基)丙烯酸酯、 (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、富马酸、丙烯酸二聚体、衣康酸、马来酸和马来酸酐中的一种或两种以上的混 合物作为极性单体，但本发明并不限于此。在本发明中，极性单体的含量根据压敏粘合剂的物理性能和要引入主链的可光聚 合基团的含量决定，并没有特别的限制。例如，在本发明中，较之于(甲基)丙烯酸酯单体， 所述单体混合物可包含0. 01至10重量份，优选0. 01至5重量份，更优选0. 01至1重量份 的极性单体。如果该含量小于0.01重量份，能被引入主链的光活性基团(可光聚合基团) 的量不够，使内聚强度下降。如果该含量超过10重量份，相容性和/或流动性可能劣化，则 由于原材料成本的增加，使得经济效益降低。除了包含上述组份的主链以外，根据本发明的可光聚合丙烯酸聚合物可包含含有 可光聚合基团的化合物，该化合物连接到主链上，优选连接到主链的侧链上，以向聚合物提
供可光聚合基团。如果该化合物每分子包含1至5，优选1或2个可光聚合基团(例如，可光聚合碳 碳双键)，并具有能够与包含在主链中的极性官能团反应的官能团，则该化合物的具体类型 没有特别限制。能够与主链的官能团反应的官能团的例子可包括但不限于，异氰酸酯基团、 环氧基团、硅烷基团和羧基。例如，如果羟基或羧基被引入主链，包含在化合物中的官能团 可以是异氰酸酯基团、环氧基团或氯硅烷基团。如果氨基或取代的氨基被引入主链，包含在 化合物中的官能团可以是异氰酸酯基团。如果环氧基团被引入主链，包含在化合物中的官 能团可以是羧基。可用于本发明的含有光活性基团的化合物的具体例子可包括但不限于(甲基) 丙烯酸2-异氰酸根合乙酯、异氰酸1，1_ 二(丙烯酰氧基甲基)乙酯、异氰酸(甲基)丙 烯酰氧基乙酯((meth) acryloyloxy ethyl isocyanate)、甲基-异丙烯基-α，α-二甲基 苄基异氰酸酯、甲基丙烯酰基异氰酸酯或异氰酸烯丙酯；通过使二异氰酸酯化合物或多异 氰酸酯化合物与甲基丙烯酸2-羟基乙酯反应而得到的丙烯酰基单异氰酸酯化合物；通过使二异氰酸酯化合物或多异氰酸酯化合物，多元醇化合物和(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯反 应而得到的丙烯酰基单异氰酸酯化合物；(甲基)丙烯酸缩水甘油酯；(甲基)丙烯酸；或 3-甲基丙烯酰氧基丙基二甲基氯硅烷中的一种或两种以上。在本发明中，含有光活性基团的化合物的含量是根据所需用途而选择的，没有特 别限制。例如，较之于包含在主链中的(甲基)丙烯酸酯单体或极性单体来说，含有光活性 基团的化合物的含量可为0. 06至16重量份，优选0. 1至8重量份，更优选1至6重量份， 最优选0. 1至2重量份。如果含有光活性基团的化合物的含量小于0.06重量份，剥离强度 过度增加，劣化了剥离工艺效率。如果所述含量超过16重量份，则压敏粘合剂的内聚强度 过度增加，使耐久可靠性劣化。在本发明中，特别是考虑到因原材料成本增加的经济效益， 相对于主链，含有光活性基团的化合物可以3%以下的重量比，优选2%以下的重量比，更 优选以下的重量比的含量使用。根据本发明的可光聚合丙烯酸聚合物的重均分子量可为200，000至1，000，00。如 果聚合物的重均分子量小于200，000，压敏粘合剂的内聚强度劣化，且因此，在被粘附体中 可能有残留物。如果该重均分子量超过1，000，000，粘度过量增加，妨碍了可光聚合基团的 顺利反应。根据本发明的可光聚合丙烯酸聚合物优选具有-40°C以下的玻璃化转变温度。如 果聚合物的玻璃化转变温度超过-40°C，对被粘附体的润湿性可能劣化。在本发明中，聚合 物的玻璃化转变温度的下限没有特别限制，例如，其可以适当地控制在-80°C以上的范围 内。在本发明中，制备可光聚合丙烯酸聚合物的方法没有特别限制。例如，在本发明 中，可光聚合丙烯酸聚合物可以通过以下制备首先制备形成主链的丙烯酸聚合物，然后通 过使聚合物(例如向聚合物引入的极性基团)与含有光活性基团的化合物反应而向所述聚 合物引入可光聚合基团。在这种情况下，形成主链的聚合物的制备方法没有特别限制，例如，可以使用常规 聚合方法，如溶液聚合、光致聚合、本体聚合、悬浮聚合或乳液聚合以制备聚合物。在本发 明中，优选使用溶液聚合，具体而言，将引发剂混入均勻混合状态的单体中，且聚合温度为 50°C至140°C。可用的引发剂可包括基于偶氮的聚合引发剂，如偶氮二异丁腈或偶氮二环己 腈；和/或常规引发剂，如过氧化物，如过氧化苯甲酰或过氧化乙酰。使制备的主链与含有光活性基团的化合物反应的方法没有特别的限制，例如，形 成主链的聚合物和含有光活性基团的化合物可以在室温至40°C在大气压力下反应4至48 小时。反应可以通过使用有机锡催化剂在溶剂(如乙酸乙酯)中进行。根据本发明的丙烯酸组合物除了上述组分以外还包含抗静电剂。在此情况下，如 果抗静电剂与可光聚合丙烯酸聚合物具有优异的相容性，并能在不影响压敏粘合剂的透明 度、加工性和耐久可靠性的条件下给予抗静电性能，则抗静电剂的种类没有特别限制。可用于本发明的抗静电剂的例子可包括i)含有亚烷基氧的化合物和金属盐的混 合物；以及ii)能够形成配位共价键的化合物和金属盐的混合物，且在本发明中，可使用所 述例子的一种或两种以上混合物。在本发明中，包含在抗静电剂i)中的含有亚烷基氧的化合物可以与金属盐组分 形成配合物。由于含有亚烷基氧的化合物与金属盐一起包含在抗静电剂中，例如，通过加入少量的抗静电组分(如金属盐)，可以在维持或者改进压敏粘合剂的耐久可靠性、透明度和 加工性的同时提供显著增强的抗静电性能。如果含有亚烷基氧的化合物可以实现上述功能，并包括，例如这样的化合物，其包 含具有1至12个碳原子，优选1至8个碳原子，更优选1至4个碳原子的亚烷基氧单元，则 可在本发明中使用的含有亚烷基氧的化合物的具体类型没有特别限制。更具体而言，可以 使用包含亚乙基氧和/或亚丙基氧单元的化合物。更具体而言，例如，含有亚烷基氧的化合物可以是由以下式1表示的化合物[式1]
权利要求
1.一种用于光学元件的丙烯酸组合物，其包含100重量份的可光聚合丙烯酸聚合物，所述可光聚合丙烯酸聚合物包含主链，以及连 接到该主链上的0. 06至16重量份的含有可光聚合基团的化合物，所述主链是包含90至 99. 9重量份的(甲基)丙烯酸酯单体和0. 01至10重量份的极性单体的单体混合物的聚合 物；0. 01至9重量份的抗静电剂；以及 0.01至9重量份的聚合引发剂。
2.权利要求1所述的丙烯酸组合物，其中，所述(甲基)丙烯酸酯单体是包含具有1至 14个碳原子的烷基基团的(甲基)丙烯酸烷基酯。
3.权利要求1所述的丙烯酸组合物，其中，所述极性单体包含羟基、羧基、异氰酸酯基 团、氨基或环氧基团。
4.权利要求1所述的丙烯酸组合物，其中，所述含有可光聚合基团的化合物为选自(甲 基)丙烯酸2-异氰酸根合乙酯、异氰酸1，1_ 二(丙烯酰氧基甲基)乙酯、异氰酸(甲基) 丙烯酰氧基乙酯、甲基-异丙烯基-α，α-二甲基苄基异氰酸酯、甲基丙烯酰基异氰酸酯、 异氰酸烯丙酯；丙烯酰基单异氰酸酯化合物；(甲基)丙烯酸缩水甘油酯；(甲基)丙烯酸 和3-甲基丙烯酰氧基丙基二甲基氯硅烷中的一种或多种。
5.权利要求1所述的丙烯酸组合物，其中，所述可光聚合丙烯酸聚合物的重均分子量 为 200，000 至 1，000，000。
6.权利要求1所述的丙烯酸组合物，其中，所述抗静电剂为i)含有亚烷基氧的化合物 和金属盐的混合物；或者ii)能够形成配位共价键的化合物和金属盐的混合物。
7.权利要求6所述的丙烯酸组合物，其中，所述含有亚烷基氧的化合物由以下式1表示
8.权利要求6所述的丙烯酸组合物，其中，所述含有亚烷基氧的化合物为聚亚烷基二 醇、聚亚烷基二醇的脂肪酸烷基酯或聚亚烷基二醇的羧酸酯。
9.权利要求6所述的丙烯酸组合物，其中，所述含有亚烷基氧的化合物的重均分子量 为 100 至 10，000。
10.权利要求6所述的丙烯酸组合物，其中，所述能够形成配位共价键的化合物是选自 含有草酸酯基团的化合物、含有二胺基团的化合物、含有多羧基的化合物和含有β -酮基 的化合物中的一种或多种。
11.权利要求10所述的丙烯酸组合物，其中，所述含有草酸酯基团的化合物为草酸二 乙酯、草酸二甲酯、草酸二丁酯、草酸二叔丁酯或草酸二 G-甲基苄酯)；所述含有二胺基 团的化合物为乙二胺、1，2_ 二氨基丙烷或二氨基丁烷；所述含有多羧基的化合物为乙二 胺-N，N, Ν，，N，-四乙酸、N，N, Ν，，N”，N” - 二乙烯三胺五乙酸、1，4，7，10-四氮杂环十二烷-N，N，，N”，N”，-四乙酸、1，4，7，10-四氮杂环十二烷_N，N，，N” -三乙酸、反式(1，2)-环 己烷二乙烯三胺五乙酸或N，N-二羧基甲基甘氨酸；以及所述含有β-酮基的化合物为2， 4-戊二酮、1-苯甲酰丙酮或乙酰乙酸乙酯。
12.权利要求6所述的丙烯酸组合物，其中，所述金属盐包含选自Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、 Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+和 Ba2+中的一种或多种阳离子；以及选自 F_、Cr、Br_、r、C104-、0H_、C032-、 CH3COp N” HP042\ N03\ S042\ CH3 (C6H4) SO” CH3C6H4S0” COOH(C6H4) SO” CF3S02\ C6H5C00\ CH3COCT、CF3COCT、BF:、B(C6H5) PF6\ P (C2F5)3Ff Γ、N(SO2CF3) 2 (SOC2F5) N (COC2F5) ” N (COC2F5) 2_、N (SO2C4F9) 2_、N (COC4F9) 2_、C (SO2CF3)；和 C (SO2CF3) 3_ 中的一种或多种阴离子。
13.权利要求1所述的丙烯酸组合物，其中，所述聚合引发剂为安息香类化合物、羟基 酮化合物、氨基酮化合物或氧化膦化合物。
14.权利要求1所述的丙烯酸组合物，其中，相对于100重量份的丙烯酸聚合物，所述组 合物进一步包含0. 1至10重量份的可光聚合化合物。
15.权利要求14所述的丙烯酸组合物，其中，所述可光聚合化合物为多官能丙烯酸酯、 聚氨酯丙烯酸酯低聚物或环氧丙烯酸酯低聚物。
16.一种用于光学元件的保护膜，所述保护膜包括基片；以及根据权利要求1至15中任一项所述的丙烯酸组合物的固化产物，该固化产物在所述基 片上形成。
17.权利要求16所述的保护膜，其中，所述基片的厚度为5至500μ m。
18.权利要求16所述的保护膜，其中，压敏粘合层的厚度为2至ΙΟΟμπι。
19.一种偏光片，其包含根据权利要求16所述的保护膜，该保护膜附着在偏光片的一 侧或两侧上。
20.一种液晶显示器，其具有附着在液晶显示面板的一侧或两侧上的根据权利要求19 所述的偏光片。
全文摘要
本发明涉及用于光学元件的丙烯酸组合物，用于光学元件的保护膜，偏光片和液晶显示器(LCD)。根据本发明，通过向包含可光聚合的丙烯酸聚合物的组合物(其通过如紫外线(UVs)的辐射线的辐照而固化)中加入适量的抗静电剂和预定比例的聚合引发剂，在固化过程中可以跳过老化工艺，从而简化制备方法，并提供用于光学元件的丙烯酸组合物，用于光学元件的保护膜，偏光片和LCD，他们在剥离过程中或者使用中具有优异的抗静电性能，以及优异的耐久可靠性，加工性，粘合性能，润湿性和光学性能。
文档编号C09J133/14GK102083932SQ200980125812
公开日2011年6月1日 申请日期2009年7月1日 优先权日2008年7月1日
发明者宋文燮, 柳贤智, 赵显珠, 金学林, 金章淳 申请人:Lg化学株式会社