一种压敏胶粘合剂及车载设备用偏光片的制作方法

1.本发明涉及偏光片技术领域，尤其涉及一种压敏胶粘合剂及车载设备用偏光片。


背景技术：

2.丙烯酸酯压敏胶因其具有良好的再剥离性能、较高的剥离强度，较好的初粘力，耐高温、耐湿热性能、干燥速度快、流平性和透明性良好等优点，在偏光片的粘合领域一般都采用压敏胶作为粘合剂。
3.随着智能汽车的迅速发展，目前车载显示不仅仅是简单的单色显示，正朝着全彩、大尺寸以及多样化的方向发展，汽车显示屏的发展将成为汽车智能化的重要标志，车载显示屏市场需求快速扩大。车载大尺寸显示屏的出现，可以显示驾驶数据信息、导航地图、互联网信息以及影音娱乐信息等，是作为视觉交互的一个维度来提升车辆的驾乘用户体验。但是，随着汽车大尺寸车载显示，显示屏的均一性效果越来越差，尤其是显示屏使用一段时间后仍保持均一显示效果的显得越来越重要。因此如何保证大尺寸车载可靠性（寿命信赖性）测试后显示的效果均一，无漏光现象是目前车载显示需要研究的问题之一。
4.导致大尺寸车载显示屏使用一段时间后出现均一性差的主要原因是：偏光片按照一定的角度贴合lcd屏两面，将背光源的光遮蔽，在高温或者高温高湿下偏光片会发生变形，使上下两片的偏光片吸收轴并非完成互相垂直，从而产生漏光现象（mura现象）。
5.目前耐候测试过程中存在因偏光片收缩产生漏光现象的改善方案是：1）通过调整压敏胶中的软单体比例来进行改善，软单体比例低，所得压敏胶较硬，软单体比例高所得压敏胶较软。硬胶通过压敏胶将偏光片收缩所产生的应力集中在偏光板边缘，抑制了偏光板的收缩以防止偏光度的下降，但是会在偏光片的四边出现白色线状的漏光。软胶是应力缓和型的压敏胶，通过胶层来吸收偏光片收缩时产生的应力，但是会在偏光片的边缘出现蝴蝶状的漏光。2）通过加入光学补偿树脂来改善漏光，如加入光学补偿调节剂丙烯酸丁酯；具体可参见公开号为cn111290067a的中国发明专利申请。这些方案仍难以满足大尺寸车载显示屏可靠性（寿命信赖性）测试需求。
6.需要说明的是，背景技术中所记载的内容是发明人根据自身的技术水平、知识水平和检索能力做出的，仅作参考之用。并且，背景技术中所记载的内容不一定完全都是现有技术，也不意味着背景技术中的内容都是准确、客观的；这均不影响本领域技术人员依据后面的具体实施方式来实施本发明。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种满足车载大尺寸显示屏应用要求、大尺寸车载显示屏可靠性（寿命信赖性）测试后显示效果均一性好的压敏胶粘合剂，为解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
8.为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。
9.一种偏光片用压敏胶粘合剂，按质量百分比，其主要包括丙烯酸共聚物压敏胶50%
～80%，溶剂10～30%，架桥剂0.01～1%，硅烷偶联剂0.01～2%，抗静电剂0.1～0.5%，光学补偿树脂1～30%。
10.其中，所述丙烯酸共聚压敏胶的分子量为80～150万，固含量为18～30%，粘度在1800～4500cps之间。
11.所述溶剂为甲苯混合溶剂，由甲苯与乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮中的一种或者几种混合，所述溶剂中甲苯的含量为20-40t%，按混合前的体积比计。
12.所述架桥剂选自聚异氰酸酯类架桥剂、含环氧官能团架桥剂、含金属鳌合剂架桥剂中的一种或者几种。
13.所述硅烷偶联剂选自甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙基硅烷、有机硅烷、八甲基环四硅氧烷、γ氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或者几种。
14.所述抗静电剂选自硫酸衍生物、磷酸衍生物、胺类、季铵盐、咪唑类以及环氧乙烷衍生物中的一种或者多种。
15.所述光学补偿树脂包括2-丙烯酸丁酯与2-丙烯酸-2-羟乙酯的聚合物、2-丙烯酸丁酯与2-丙烯酸甲酯的聚合物，所述光学补偿树脂中，2-丙烯酸丁酯与2-丙烯酸-2-羟乙酯的聚合物的含量为20-50wt%， 2-丙烯酸丁酯与2-丙烯酸甲酯的聚合物的含量为20-50wt%。
16.与现有技术相比，本发明提供的偏光片用压敏胶粘合剂，由特定种类的光学补偿树脂与架桥剂、偶联剂、丙烯酸共聚物压敏胶等反应生成，在保持压敏胶粘合剂与液晶玻璃、偏光片之间的粘合力基础上，在偏光片信赖性测试中，偏光片发生形变时，压敏胶粘合剂通过胶层来吸收偏光片收缩时产生的应力，避免偏光片收缩产生的漏光现象，保持显示均匀。
17.本发明制得的压敏胶粘合剂具有正应力光学系数作用，可以消除压敏胶受到应力时所导致的光源现象。当温度变化时，由于各个材料的线性膨胀系数不同，在各层之间将产生连续的应力，材料中原有的分子排布由于应力松驰作用发生变形，进而可导致在液晶显示设备中产生严重的光渗漏现象。而本发明制得的压敏胶粘合剂，因其具有正应力光学系数作用：当压敏胶的分子主链由于受到应力作用而在一个固定的方向排列时，该组分也同样在主链的方向排列，产生正的双折射现象，这样便可抵消压敏胶的双折射带来的影响。
18.本发明还提供一种利用上述偏光片用压敏胶粘合剂粘合的车载设备用偏光片，其包括依次连接的保护膜、第一素子保护层、接着剂、偏光素子、位相差补偿膜、压敏胶粘合剂和离型膜。
19.其中，所述位相差补偿膜为va-tac膜、ewv-tac膜、ips-tac膜、cop补偿膜或pc补偿膜等。所述压敏胶粘合剂的涂布厚度为22～40
µ
m。
20.利用本发明提供的压敏胶粘合剂加工偏光片时，压敏胶粘合剂的厚度控制在22～40
µ
m之间，实现压敏胶粘合剂作为偏光片与玻璃之间的缓和作用。
21.本发明还提供一种利用车载设备用偏光片制得的车载显示屏，其包括上下偏光片，上下偏光片吸收轴互相垂直，为0
°
与90
°
或45
°
与135
°
。
22.本发明提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点。
23.利用本发明提供的压敏胶粘合剂制得的偏光片，可以在耐候测试前后对比度下降少于30%，且测试后显示效果均一，无偏光片收缩引起的边缘漏光现象；解决产品在长时间使用后漏光、不均匀的问题。耐候性（信赖性）测试条件为90℃
×
500h，60℃
×
90%
×
500h。
具体实施方式
24.为方便本领域普通技术人员更好地理解本发明的实质，下面对本发明的具体实施方式进行详细阐述。
25.实施例1。
26.一种偏光片用压敏胶粘合剂，按质量份，主要由100份的压敏胶（psa胶）、30份的溶剂、40份的光学补偿树脂、0.3份的架桥剂、0.8份的硅烷偶联剂和0.2份的抗静电剂组成。
27.其中，所述压敏胶的分子量为100万、固含量22%、粘度为2800cps；所述溶剂为甲苯与丙酮的混合物，混合体积比为1:4；所述光学补偿树脂包括2-丙烯酸丁酯与2-丙烯酸-2-羟乙酯聚合物（cas 32409-50-0）和2-丙烯酸丁酯与2-丙烯酸甲酯聚合物(cas 27083-50-7)，两者按1:1的质量比混合；所述架桥剂为聚异氰酸酯类架桥剂；所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷；所述抗静电剂为硫酸衍生物。
28.制作时，在压敏胶中按照比例先后添加光学补偿树脂、架桥剂、硅烷偶联剂、抗静电剂、稀释溶剂搅拌均匀得到压敏胶粘合剂。压敏胶粘合剂涂布于离型膜上80℃下干燥2min后，与va偏光片原板进行复合得到偏光片1。
29.va偏光片原板包括依次连接的保护膜、第一素子保护层、接着剂、偏光素子、va-tac位相差补偿膜。压敏胶粘合剂的涂布厚度为28μm。
30.实施例2。
31.一种偏光片用压敏胶粘合剂，按质量份，主要由100份的压敏胶（psa胶）、22份的溶剂、10份的光学补偿树脂、0.22份的架桥剂、0.8份的硅烷偶联剂和0.2份的抗静电剂组成。
32.其中，所述压敏胶的分子量为80万、固含量18%、粘度为1800cps，所述溶剂为甲苯和丁酮混合物，混合体积比为2:3；所述光学补偿树脂包括2-丙烯酸丁酯与2-丙烯酸-2-羟乙酯聚合物（cas 32409-50-0）和2-丙烯酸丁酯与2-丙烯酸甲酯聚合物(cas 27083-50-7)，两者按1:4的质量比混合；所述架桥剂为含环氧官能团架桥剂；所述硅烷偶联剂为甲基三乙基硅烷；所述抗静电剂为季铵盐。
33.制作时，在压敏胶中按照比例先后添加光学补偿树脂、架桥剂、硅烷偶联剂、抗静电剂、稀释溶剂搅拌均匀得到压敏胶粘合剂。压敏胶粘合剂涂布于离型膜上80℃下干燥2min后，与ips偏光片原板进行复合得到偏光片2。
34.ips偏光片原板包括依次连接的保护膜、第一素子保护层、接着剂、偏光素子、ips-tac位相差补偿膜。压敏胶粘合剂的涂布厚度为22μm。
35.实施例3。
36.一种偏光片用压敏胶粘合剂，按质量份，主要由100份的压敏胶（psa胶）、21份的溶剂、5份的光学补偿树脂、0.2份的架桥剂、0.3份的硅烷偶联剂和0.2份的抗静电剂组成。
37.其中，所述压敏胶的分子量为150万、固含量30%、粘度为4500cps；所述溶剂为甲苯和乙酸乙酯的混合物，混合体积比为3:7；所述光学补偿树脂为2-丙烯酸丁酯与2-丙烯酸甲酯的聚合物和2-丙烯酸丁酯与2-丙烯酸-2-羟乙酯的聚合物的混合物、混合质量比为4:1；所述架桥剂为含金属螯合剂架桥剂，所述硅烷偶联剂为八甲基环四硅氧烷；所述抗静电剂为磷酸衍生物。
38.制作时，在压敏胶中按照比例先后添加光学补偿树脂、架桥剂、硅烷偶联剂、抗静电剂、稀释溶剂搅拌均匀得到压敏胶粘合剂。压敏胶粘合剂涂布于离型膜上80℃下干燥
2min后，与cop补偿膜偏光片原板进行复合得到偏光片3。cop为cyclo olefin polymer(环烯烃聚合物)的英文缩写。
[0039] cop补偿膜偏光片原板包括依次连接的保护膜、第一素子保护层、接着剂、偏光素子、cop补偿膜，cop补偿膜的延迟补偿值为re 55 rth 220。压敏胶粘合剂的涂布厚度为40μm。
[0040]
实施例4。
[0041]
一种偏光片用压敏胶粘合剂，按质量份，主要由100份的压敏胶（psa胶）、24份的溶剂、20份的光学补偿树脂、0.24份的架桥剂、0.5份的硅烷偶联剂和0.2份的抗静电剂组成。
[0042]
其中，所述压敏胶的分子量为100万、固含量22%、粘度为2800cps；所述溶剂为甲苯和丙酮混合物，混合体积比为2:3；所述光学补偿树脂包括2-丙烯酸丁酯与2-丙烯酸-2-羟乙酯聚合物（cas 32409-50-0）和2-丙烯酸丁酯与2-丙烯酸甲酯聚合物(cas 27083-50-7)，两者按1:3的质量比混合；所述架桥剂为聚异氰酸酯类架桥剂；所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷；所述抗静电剂为硫酸衍生物。
[0043]
制作时，在压敏胶中按照比例先后添加光学补偿树脂、架桥剂、硅烷偶联剂、抗静电剂、稀释溶剂搅拌均匀得到压敏胶粘合剂。压敏胶粘合剂涂布于离型膜上80℃下干燥2min后，与ewv偏光片原板进行复合得到偏光片4。
[0044]
ewv偏光片原板包括依次连接的保护膜、第一素子保护层、接着剂、偏光素子、ewv-tac位相差补偿膜。压敏胶粘合剂的涂布厚度为28μm。
[0045]
实施例5。
[0046]
一种偏光片用压敏胶粘合剂，按质量份，主要由100份的压敏胶（psa胶）、24份的溶剂、20份的光学补偿树脂、0.24份的架桥剂、0.5份的硅烷偶联剂和0.2份的抗静电剂组成。
[0047]
其中，所述压敏胶的分子量为100万、固含量22%、粘度为2800cps；所述溶剂为甲苯和乙酸乙酯混合物，混合体积比为2:3；所述光学补偿树脂包括2-丙烯酸丁酯与2-丙烯酸-2-羟乙酯聚合物（cas 32409-50-0）和2-丙烯酸丁酯与2-丙烯酸甲酯聚合物(cas 27083-50-7)，两者按3:1的质量比混合；所述架桥剂为聚异氰酸酯类架桥剂；所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷；所述抗静电剂为磷酸衍生物。
[0048]
制作时，在压敏胶中按照比例先后添加光学补偿树脂、架桥剂、硅烷偶联剂、抗静电剂、稀释溶剂搅拌均匀得到压敏胶粘合剂。压敏胶粘合剂涂布于离型膜上80℃下干燥2min后，与普通偏光片原板进行复合得到偏光片5。
[0049]
普通偏光片原板包括依次连接的保护膜、第一素子保护层、接着剂、偏光素子、第二素子保护层。压敏胶粘合剂的涂布厚度为28μm。
[0050]
性能对比实验。
[0051]
对比例1。
[0052]
一种偏光片用压敏胶粘合剂，按质量份，主要由100份的压敏胶（psa胶）、24份的溶剂、20份的光学补偿树脂、0.24份的架桥剂、0.5份的硅烷偶联剂和0.2份的抗静电剂组成。
[0053]
其中，所述压敏胶的分子量为100万、固含量22%、粘度为2800cps，所述溶剂为甲苯和丙酮混合物，混合体积比为1:4，所述光学补偿树脂包括2-丙烯酸丁酯与2-丙烯酸-2-羟乙酯聚合物（cas 32409-50-0）所述架桥剂为聚异氰酸酯类架桥剂，所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷，所述抗静电剂为硫酸衍生物。
[0054]
制作时，在压敏胶中按照比例先后添加架桥剂、硅烷偶联剂、抗静电剂、稀释溶剂搅拌均匀得到压敏胶粘合剂。压敏胶粘合剂涂布于离型膜上80℃下干燥2min后，与ewv偏光片原板进行复合得到对比偏光片1。
[0055]
ewv偏光片原板包括依次连接的保护膜、第一素子保护层、接着剂、偏光素子、ewv-tac位相差补偿膜。压敏胶粘合剂的涂布厚度为28μm。
[0056]
对比例2。
[0057]
一种偏光片用压敏胶粘合剂，按质量份，主要由100份的压敏胶（psa胶）、24份的溶剂、20份的光学补偿树脂、0.24份的架桥剂、0.5份的硅烷偶联剂和0.2份的抗静电剂组成。
[0058]
其中，所述压敏胶的分子量为100万、固含量22%、粘度为2800cps，所述溶剂为甲苯和丙酮混合物，混合体积比为1:4，所述光学补偿树脂为丙烯酸正丁酯，所述架桥剂为聚异氰酸酯类架桥剂，所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷，所述抗静电剂为硫酸衍生物。
[0059]
制作时，在压敏胶中按照比例先后添加光学补偿树脂、架桥剂、硅烷偶联剂、抗静电剂、稀释溶剂搅拌均匀得到压敏胶粘合剂。压敏胶粘合剂涂布于离型膜上80℃下干燥2min后，与ewv偏光片原板进行复合得到对比偏光片2。
[0060]
对比例3。
[0061]
一种偏光片用压敏胶粘合剂，按质量份，主要由100份的压敏胶（psa胶）、24份的溶剂、20份的光学补偿树脂、0.24份的架桥剂、0.5份的硅烷偶联剂和0.2份的抗静电剂组成。
[0062]
其中，所述压敏胶的分子量为100万、固含量22%、粘度为2800cps，所述溶剂为甲苯和丙酮混合物，混合体积比为1:4，所述光学补偿树脂为2-丙烯酸丁酯与2-丙烯酸甲酯聚合物(cas 27083-50-7)，所述架桥剂为聚异氰酸酯类架桥剂，所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷，所述抗静电剂为硫酸衍生物。
[0063]
制作时，在压敏胶中按照比例先后添加光学补偿树脂、架桥剂、硅烷偶联剂、抗静电剂、稀释溶剂搅拌均匀得到压敏胶粘合剂。压敏胶粘合剂涂布于离型膜上80℃下干燥2min后，与ewv偏光片原板进行复合得到对比偏光片3。
[0064]
ewv偏光片原板包括依次连接的保护膜、第一素子保护层、接着剂、偏光素子、ewv-tac位相差补偿膜。压敏胶粘合剂的涂布厚度为28μm。
[0065]
为更好体现本发明的进步，下面对偏光片1-5、以及对比偏光片1-3进行性能测试对比。
[0066]
性能测试方法：根据液晶显示屏所要求的角度和尺寸对偏光片1-5、以及对比偏光片1-2进行裁切，分别贴合于250mm
×
94mm尺寸的lcd屏并消泡，进行90℃
×
500h，60℃
×
90%
×
500h测试，冷却到室温后点亮lcd屏在纯黑画面，观察边缘或四角处是否有漏光。
[0067]
测试结果如表1和表2所示。
[0068]
表1、漏光情况比较。
[0069]
表2、对比度下降比较。
90℃
×
500h测试前后对比度下降率/%60℃
×
90%
×
500h测试前后对比度下降率/%对比例147%40%对比例233%59%对比例325%38%实施例16%7%实施例28%10%实施例310%12%实施例45%7%实施例57%8%
[0070]
从比较例与实施例可以看出，相对于现有技术中，本发明可以有效地抑制了偏光片的收缩引起的边缘漏光现象。通过大量的实验，本发明提供的压敏胶粘合剂，对于va、ips、ewv、55/220位相差膜、普通偏光片均有明显的效果，对比度下降少于30%。
[0071]
需要说明的是，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0072]
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。具体实施例中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。
[0073]
另外需要说明的是，在本发明的描述中，参选本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本发明使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
[0074]
在本发明中，所用术语“由
…
制备”与“包含”同义。本发明中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0075]
在本发明中，当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本发明中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
[0076]
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。