微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑,所述微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑包括第一主表面和第二主表面,其中所述第一主表面和所述第二主表面中的至少一個(gè)在平面維度(x-y)中的至少一個(gè)上包含互連的微結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)化表面。所述微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑在層合溫度下具有至少約0.3的損耗角正切值并且是非交聯(lián)的或輕度交聯(lián)的。所述微結(jié)構(gòu)化表面可包括深度為約5微米和約80微米之間的壓痕。本發(fā)明提供了不使用真空來(lái)層合第一基底和第二基底的方法。所述方法包括:提供微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑;從所述微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑的第一側(cè)移除隔離襯片;使所述微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑的所述第一側(cè)與所述第一基底的表面接觸;從所述微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑的第二側(cè)移除微結(jié)構(gòu)化隔離襯片以暴露微結(jié)構(gòu)化表面;以及使所述微結(jié)構(gòu)化表面與所述第二基底的表面接觸。
【專利說(shuō)明】微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的奪叉引用
[0002] 本專利申請(qǐng)要求2011年10月24日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)61/550, 725的權(quán) 益,其公開(kāi)內(nèi)容全文以引用方式并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明整體涉及光學(xué)透明的粘合劑領(lǐng)域及使用光學(xué)透明的粘合劑的層合方法。具 體而言,本發(fā)明涉及微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑及無(wú)真空層合的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 圖像顯示裝置(例如液晶顯示器(IXD)或有機(jī)EL顯示器)的顯示表面通常采用 半透明片材(例如玻璃板或塑料膜)來(lái)保護(hù)。半透明片材固定到圖像顯示裝置的外殼上, 例如通過(guò)沿著半透明片材的邊緣層合膠帶或涂布粘合劑。此程序在半透明片材和外殼之間 產(chǎn)生通常填充了空氣的間隙。因此,空氣層存在于半透明片材與圖像顯示裝置的顯示表面 之間。例如,就液晶圖像裝置而言,由于空氣層與半透明片材之間的折射率差異以及空氣層 與液晶模塊材料之間的折射率差異,將引起光的反射或散射,從而潛在地降低圖像顯示裝 置上顯示的圖像的亮度或?qū)Ρ榷炔⒗^而削弱圖像的可見(jiàn)度。
[0005] 因此,近年來(lái),將與空氣相比折射率接近于半透明片材和液晶模塊材料的折射率 的透明物質(zhì)填充在圖像顯示裝置的顯示表面與半透明片材之間的間隙中,由此增強(qiáng)圖像顯 示裝置上顯示的圖像的可見(jiàn)度。一種這樣的透明物質(zhì)為光學(xué)透明的粘合劑(0CA)。
[0006] 當(dāng)前,采用片材型0CA層合兩個(gè)基底的步驟通常在真空條件下進(jìn)行,以避免空氣 截留在層合物中。當(dāng)基底均為剛性("剛性-剛性層合")時(shí),這是特別典型的。使用0CA 正變得越來(lái)越流行,因?yàn)橄蚱涫┘?0CA的基底的尺寸越來(lái)越大,即對(duì)角線大于10英寸。隨 著層合尺寸增大,真空工藝變得越來(lái)越資源密集,從而需要昂貴的設(shè)備和較長(zhǎng)的TACT(總 裝配生產(chǎn)周期)。
[0007] 另外,由于客戶的關(guān)注,顯示器也正變得越來(lái)越薄并且重量越來(lái)越輕,從而使其 有時(shí)在苛刻的層合條件下常常更易破碎。這可能導(dǎo)致組裝模塊中的機(jī)械損壞或光學(xué)畸變 (Mura) 〇
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008] 在一個(gè)實(shí)施例中,本發(fā)明涉及一種微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑,其包括第一主表 面和第二主表面。第一主表面和第二主表面中的至少一個(gè)在平面維度(χ-y)中的至少一個(gè) 上包含互連的微結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)化表面。微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑在層合溫度下具有至少 約0. 3的損耗角正切值并且是非交聯(lián)的或輕度交聯(lián)的。微結(jié)構(gòu)化表面可包括深度為約5微 米和約80微米之間的壓痕。
[0009] 在另一個(gè)實(shí)施例中,本發(fā)明涉及不使用真空來(lái)層合第一基底和第二基底的方法。 該方法包括:提供微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑,該粘合劑包含第一主表面和第二主表面,其 中至少一個(gè)主表面包含微結(jié)構(gòu)化表面;從微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑的第一主表面移除隔 離襯片,該隔離襯片可能是或不是微結(jié)構(gòu)化的,其中第一主表面可能是或不是微結(jié)構(gòu)化的; 使微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑的第一主表面與第一基底的表面接觸;從微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明 的粘合劑的第二主表面移除微結(jié)構(gòu)化隔離襯片以暴露微結(jié)構(gòu)化表面;以及使微結(jié)構(gòu)化的表 面與第二基底的表面接觸。微結(jié)構(gòu)化表面在至少一個(gè)平面維度上包含互連的微結(jié)構(gòu)。微結(jié) 構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑在層合溫度下具有至少約0. 3的損耗角正切值。
[0010] 在另一個(gè)實(shí)施例中,本發(fā)明涉及無(wú)真空層合第一基底和第二基底的方法。該方法 包括:提供微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑,該粘合劑包含第一主表面和第二主表面,其中至少 一個(gè)主表面包含微結(jié)構(gòu)化表面;使微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑的表面與第一基底的表面接 觸;向光學(xué)透明的粘合劑的微結(jié)構(gòu)化表面施加第二基底的表面以形成粘結(jié)線;允許在微結(jié) 構(gòu)化表面與第二基底的表面之間的點(diǎn)與點(diǎn)接觸;沿第二基底的表面均勻地鋪展光學(xué)透明的 粘合劑;以及填充連續(xù)的開(kāi)放空氣空間以從粘結(jié)線基本上移除空氣以形成層合物。微結(jié)構(gòu) 化表面在至少一個(gè)平面維度上包含互連的微結(jié)構(gòu)。微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑在約20°C和 約60°C之間的溫度下具有至少約0. 3的損耗角正切值。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為用來(lái)形成本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)化壓敏粘合劑的第一實(shí)施例的微結(jié)構(gòu)化超淺襯 片的剖視圖。
[0012] 圖2a為用來(lái)形成本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)化壓敏粘合劑的第二實(shí)施例的微結(jié)構(gòu)化雙特征 襯片的剖視圖。
[0013] 圖2b為圖2a的微結(jié)構(gòu)化雙特征襯片的突起的放大的剖視圖。
[0014] 圖3為用來(lái)形成本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)化壓敏粘合劑的第三實(shí)施例的具有網(wǎng)格圖案的 微結(jié)構(gòu)化襯片的剖視圖。
[0015] 圖4a為使用微結(jié)構(gòu)化的壓敏粘合劑在微結(jié)構(gòu)化的粘合劑表面接觸到基底的表面 后即刻形成的層合物的剖視圖。
[0016] 圖4b為圖4a的層合物在沿基底的表面均勻地鋪展光學(xué)透明的粘合劑并填充連續(xù) 的開(kāi)放空氣空間以從粘結(jié)線移除空氣后的剖視圖。
[0017] 圖5為示出本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)化壓敏粘合劑和比較用微結(jié)構(gòu)化壓敏粘合劑的潤(rùn)濕 行為隨時(shí)間和另外的紫外線曝光而變化的圖。
[0018] 圖6為示出本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)化壓敏粘合劑和比較用微結(jié)構(gòu)化壓敏粘合劑的潤(rùn)濕 行為隨時(shí)間和另外的紫外線曝光而變化的圖。
[0019] 圖7為示出本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)化壓敏粘合劑的潤(rùn)濕行為的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 本文的所有數(shù)字均假定受術(shù)語(yǔ)"約"修飾。由端點(diǎn)表述的數(shù)值范圍包括包含在該 范圍內(nèi)的所有數(shù)字(如,1至5包括1、1. 5、2、2. 75、3、3. 80、4、和5)。除非另外指明,否則本 文所述的所有份數(shù)均按重量計(jì)。
[0021] 本發(fā)明的壓敏粘合劑(PSA)和層合方法可用于基底(例如顯示器和/或觸摸屏、 特別是較大的顯示器和/或觸摸屏)的層合。在一些實(shí)施例中,本發(fā)明特別適于第一基底 和第二基底的層合,其中第一基底和第二基底中的至少一個(gè)包含形貌特征,該形貌特征可 在被層合的基底之間產(chǎn)生空間或氣隙。其中的一個(gè)例子為具有油墨臺(tái)階即形貌特征的顯示 器基底的粘結(jié),在粘結(jié)至玻璃蓋等時(shí),油墨臺(tái)階會(huì)產(chǎn)生氣隙。一般來(lái)講,層合方法可用于兩 個(gè)表面、特別是剛性表面的無(wú)空氣氣泡層合,該表面可以是透明的(例如,玻璃到玻璃)或 不透明的(例如,計(jì)算機(jī)觸摸板到背面板組件)。在一個(gè)實(shí)施例中,PSA為可流動(dòng)的微結(jié)構(gòu) 化(MS)的光學(xué)透明的粘合劑(OCA)。MS OCA具有微結(jié)構(gòu)化表面,該表面通過(guò)在涂布工藝或 層合工藝過(guò)程中使OCA與微結(jié)構(gòu)化襯片接觸來(lái)制備。采用MS OCA的本發(fā)明層合方法允許 使用用于層合的無(wú)真空層合工藝制備無(wú)缺陷的組件。MS OCA特別可用于較大尺寸層合和剛 性-剛性層合,因?yàn)槠淇商峁o(wú)缺陷的層合而無(wú)需使用真空粘結(jié)設(shè)備和處理。雖然本發(fā)明 的方法論述為在層合工藝過(guò)程中不需要真空,但可任選地使用真空而不偏離本發(fā)明的預(yù)期 范圍。
[0022] 使用本發(fā)明的層合方法制備的層合物包括布置在第一基底和第二基底之間的MS OCA層。出于本發(fā)明的目的,層合物定義為包括至少第一基底、第二基底和布置在第一基底 和第二基底之間的MS 0CA。如果需要,在MS 0CA交聯(lián)之前,通過(guò)施加熱和/或壓力來(lái)實(shí)現(xiàn) 基本無(wú)缺陷、無(wú)應(yīng)力且無(wú)尺寸變形的層合物和所得光學(xué)組件。
[0023] 可使用本發(fā)明的無(wú)真空層合方法粘結(jié)任何合適的透明光學(xué)基底。光學(xué)基底可由玻 璃、聚合物、復(fù)合物等形成。用于光學(xué)基底的材料的類型通常取決于其中將使用該組件的應(yīng) 用。在一個(gè)實(shí)施例中,光學(xué)基底包括顯不面板和基本上透光的基底。
[0024] 合適的光學(xué)基底可具有任何楊氏模量并且可以是(例如)剛性的(如,光學(xué)基底 可以是6毫米厚的玻璃板片材)或柔性的(如,光學(xué)基底可以是37微米厚的聚酯膜)。因 此,該方法可用于剛性-剛性層合、剛性-柔性層合或柔性-柔性層合。
[0025] 與材料的類型一樣,光學(xué)基底的尺寸和表面形貌特征通常取決于其中將使用該光 學(xué)組件的應(yīng)用。光學(xué)基底的表面形貌特征也可經(jīng)粗糙化。具有粗糙表面形貌特征的光學(xué)基 底也可根據(jù)本發(fā)明有效地層合。
[0026] 微結(jié)構(gòu)化光學(xué)誘明的粘合劑
[0027] 如上述所提及的,尤其是需要高效率和嚴(yán)格的光學(xué)質(zhì)量時(shí),可能難以制造具有大 尺寸或面積的光學(xué)組件。另外,一些光學(xué)組件在光學(xué)部件之間具有形貌特征,如油墨臺(tái)階或 僅是由于在被粘結(jié)的兩個(gè)基底之間缺乏平面性而在基底之間的不平坦或起伏。如果用來(lái)粘 結(jié)組件的粘合劑(通常,轉(zhuǎn)移粘合劑)不充分地填充該形貌特征所產(chǎn)生的空間或氣隙,則該 形貌特征可能導(dǎo)致增加的缺陷。一種改善與具有形貌特征的光學(xué)組件相關(guān)聯(lián)的缺陷問(wèn)題的 方法是在施加之后使用可隨后固化的液態(tài)固化性粘合劑組合物。使用液態(tài)固化性粘合劑組 合物的步驟使得能夠通過(guò)將液態(tài)固化性組合物澆注或注入到光學(xué)部件之間由形貌特征所 產(chǎn)生的空間或氣隙中來(lái)填充該空間或氣隙,然后固化該組合物,以將該部件粘結(jié)在一起。然 而,這些常用組合物的流出時(shí)間較長(zhǎng),這造成用于制造大型光學(xué)組件的方法的效率低下。這 些液態(tài)固化性組合物還具有在固化過(guò)程中收縮的趨勢(shì),從而在組件上導(dǎo)致顯著的應(yīng)力。
[0028] 在本發(fā)明中,可用的粘合劑包括可流動(dòng)并任選地可固化、具有填充被層合的基底 之間的空間或氣隙的能力的那些。所述可流動(dòng)并任選地可固化的間隙填充組合物可為熱熔 融0CA、溶劑涂布0CA、在幅材上聚合的0CA或熱活化的粘合劑。雖然熱活化的粘合劑不是 壓敏粘合劑,但如果它們?cè)诶缭诟邏焊惺軣釙r(shí)流動(dòng)(即,具有至少約〇. 3的損耗角正切 值),則它們可用在本發(fā)明中。
[0029] MS 0CA可制造為轉(zhuǎn)移膠帶形式,其可用來(lái)粘結(jié)光學(xué)組件如顯示器基底,包括具有 一個(gè)或多個(gè)將在基底之間產(chǎn)生空間或氣隙的形貌特征的那些。在該轉(zhuǎn)移膠帶制造工藝中, 可在兩個(gè)隔離襯片之間施加液態(tài)固化性組合物,這兩個(gè)隔離襯片中的至少一個(gè)對(duì)可用于固 化的紫外線輻射是透明的。然后可通過(guò)使液態(tài)固化性組合物暴露于在至少部分地被其中包 含的光引發(fā)劑吸收的波長(zhǎng)下的光化輻射來(lái)使其固化(聚合)。作為另外一種選擇,在液態(tài) 固化性組合物可被涂布在兩個(gè)隔離襯片之間并暴露于熱以完成組合物的聚合時(shí),可使用熱 活化自由基引發(fā)劑。隔離襯片中的至少一個(gè)是微結(jié)構(gòu)化的。如果兩個(gè)襯片都不是微結(jié)構(gòu)化 的,則在聚合完成后將該襯片中的至少個(gè)調(diào)換為微結(jié)構(gòu)化的襯片。
[0030] 在又一不同的方法中,可將可流動(dòng)并任選地可固化的組合物溶劑涂布于襯片上并 干燥,所述襯片可能是或不是微結(jié)構(gòu)化的。一旦可流動(dòng)并任選地可固化的組合物被干燥,就 可施加第二隔離襯片來(lái)覆蓋0CA。所述第一隔離襯片或第二隔離襯片中的至少一個(gè)是微結(jié) 構(gòu)化的。
[0031] 因此能夠形成包含壓敏粘合劑的轉(zhuǎn)移膠帶。轉(zhuǎn)移膠帶的形成可通過(guò)在層合前允許 可流動(dòng)并任選地可固化的組合物弛豫來(lái)減少M(fèi)S 0CA中的應(yīng)力。例如,在典型的裝配過(guò)程中, 可移除轉(zhuǎn)移膠帶的隔離襯片之一并可向顯示器組件施加可流動(dòng)并任選地可固化的組合物。 然后,可移除第二隔離襯片并且可完成對(duì)基底的層合。最后,可使所組裝的顯示器部件經(jīng)受 高壓釜步驟以完成粘接并使得光學(xué)組件不具有層合缺陷。
[0032] MS 0CA具有產(chǎn)生基本無(wú)氣泡的層合和短的TACT (總裝配生產(chǎn)周期)的所需流動(dòng)特 性。MS 0CA允許在層合過(guò)程中形成的截留氣泡容易地逸出粘合劑/基底界面,從而在一定 時(shí)間或在例如高壓釜中施加熱和/或壓力后產(chǎn)生無(wú)氣泡的層合物。因此,在層合和任選的 高壓釜處理后觀察到的層合缺陷最少。良好基底潤(rùn)濕和易于移除氣泡的組合的益處使得在 大大縮短的循環(huán)時(shí)間內(nèi)能夠進(jìn)行有效層合處理。另外,良好的應(yīng)力弛豫和源于粘合劑的基 底粘合力允許層合物的耐久性粘合(如,在加速的老化測(cè)試后無(wú)氣泡/分層)。因?yàn)樵趯雍?過(guò)程中不需要真空,所以層合和層合設(shè)備的成本也大大降低。為取得這些效果,MS0CA具有 某些流變性,例如在工藝條件(即,層合,和高壓釜步驟(如果使用了的話))下高的損耗角 正切值。在一些情況下,在初始層合步驟過(guò)程中,低的儲(chǔ)能模量(G')也可能是有利的。
[0033] MS 0CA轉(zhuǎn)移膠帶可具有足夠的順應(yīng)性(例如,在通常為25°C的層合溫度下,當(dāng)在 1Hz頻率下測(cè)量時(shí),〈1 X 106帕斯卡(Pa)的低剪切儲(chǔ)能模量G'),以通過(guò)能夠迅速變形和 順應(yīng)輪廓而實(shí)現(xiàn)良好的潤(rùn)濕。粘合劑組合物的流動(dòng)可由材料在寬的溫度范圍內(nèi)高的損耗 角正切值(通過(guò)DMA測(cè)量)(S卩,在粘合劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和約50°C或略高之間 tan δ >〇. 5)反映。在一個(gè)實(shí)施例中,當(dāng)使用熱熔融或可流動(dòng)0CA時(shí),MS 0CA在層合溫度下 具有至少約0. 3、特別是至少約0. 5、更特別是至少約0. 7的損耗角正切值。對(duì)于熱活化的 粘合劑,MS 0CA在熱活化溫度下具有至少約0. 3、特別是至少約0. 5、更特別是至少約0. 7的 損耗角正切值。
[0034] MS 0CA在室溫(約20°C )和約60°C的區(qū)域中表現(xiàn)出升高增大的損耗角正切值并 常常隨溫度的增加而增大,從而使得可通過(guò)常用技術(shù)(例如輥壓層合)容易地層合。損耗 角正切值指示MS 0CA的粘彈性平衡。高損耗角正切值對(duì)應(yīng)于更加粘性的特征,因此反應(yīng)流 動(dòng)能力。一般來(lái)講,較高的損耗角正切值等同于較高的流動(dòng)性。在施加/層合工藝過(guò)程中 粘合劑組合物流動(dòng)的能力是粘合劑在潤(rùn)濕和層合容易性方面的性能的重要因素。
[0035] MS 0CA要么是非交聯(lián)的、要么是輕度交聯(lián)的。粘合劑組合物交聯(lián)的程度可從粘合 劑組合物中的凝膠含量百分比確定。凝膠含量百分比通過(guò)提取技術(shù)測(cè)定,該技術(shù)使用合適 的溶劑來(lái)提取未連接至輕度交聯(lián)的粘合劑網(wǎng)絡(luò)的單體、低聚物和聚合物。凝膠含量定義如 下:凝膠含量(%) =(不溶的組分的質(zhì)量/初始粘合劑的質(zhì)量)X 1〇〇。對(duì)于給定量的交聯(lián) 試劑,該百分比可根據(jù)被交聯(lián)的聚合物鏈的分子量和分子量分布而改變。如果MS 0CA具有 太多的交聯(lián),則其彈性將太大而可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的不完全愈合或是先前的微結(jié)構(gòu)圖案區(qū)域中 延遲的氣泡。在一個(gè)實(shí)施例中,MS 0CA具有約50%或更小、特別是約30%或更小的凝膠含 量。在另一個(gè)實(shí)施例中,MS 0CA在層合前基本不具有凝膠含量,即凝膠含量為小于約2%。 在又一個(gè)實(shí)施例中,MS 0CA完全可溶于提取溶劑中,即不存在凝膠。
[0036] 如果如在25 μ m厚的樣品上所測(cè)得,本發(fā)明的粘合劑表現(xiàn)出至少約80%的光透射 率和低于約10 %的霧度值,則認(rèn)為其是光學(xué)透明的。在一些實(shí)施例中,光透射率可為至少約 85%、90%、95%或甚至更高,而霧度值可為低于約8%、5%、2%或甚至更低。透射%和霧 度值通常在微結(jié)構(gòu)已完全愈合之后測(cè)定。MS 0CA層具有適于預(yù)期應(yīng)用的光學(xué)性質(zhì)。例如, 1^004在約40011111至約72011111的范圍內(nèi)可具有至少約85%的透射率。1^(^4層每毫米厚 度可具有在460nm下大于約85 %、在530nm下大于約90 %以及在670nm下大于約90 %的透 射率。在一個(gè)實(shí)施例中,在室溫和受控的濕度條件(CTH)下30天后,所述MS 0CA層具有至 少約80 %、特別是約85%、更特別是約88 %的透射百分比。在另一個(gè)實(shí)施例中,在65°C和 90%的相對(duì)濕度下熱老化30天后,MS 0CA層具有至少約75%、特別是約77. 5%、更特別是 約80%的透射百分比。在又一個(gè)實(shí)施例中,在70°C下熱老化30天后,MS 0CA層具有至少 約75%、特別是約77. 5%、更特別是約80%的透射百分比。這些透射特征在電磁波譜的整 個(gè)可見(jiàn)光區(qū)域中會(huì)形成光的均勻透射,如果光學(xué)組件被用于全彩顯示器中,這對(duì)于保持色 點(diǎn)很重要。MS 0CA層特別是具有與第一光學(xué)基底和/或第二光學(xué)基底的折射率匹配或緊密 匹配的折射率。在一個(gè)實(shí)施例中,MS 0CA層具有約1. 4至約1. 6的折射率。
[0037] 合適的光學(xué)透明的粘合劑的例子包括熱熔融0CA、溶劑流延0CA和在幅材上聚合 的0CA。這些MS 0CA有效地對(duì)無(wú)真空條件下的剛性-剛性層合起作用。熱熔融MS 0CA在 層合過(guò)程中和層合之后均具有熱熔融性質(zhì),并且可在例如來(lái)自UV源的輻照下具有可后交 聯(lián)性。在室溫下,熱熔融MS 0CA具有完全固化的光學(xué)透明的粘合劑膜的形狀和尺寸穩(wěn)定性 并可被沖切和作為干膜來(lái)層合。在非常適度的熱和/或壓力下,熱熔融MS 0CA將流動(dòng)以完 全潤(rùn)濕基底而不在基底上產(chǎn)生可能導(dǎo)致其尺寸變形的過(guò)量的力,并且粘合劑中任何剩余的 應(yīng)力可在部件完成之前被弛豫。如果需要,一旦熱熔融MS 0CA有機(jī)會(huì)潤(rùn)濕基底,就可使用 另外的共價(jià)交聯(lián)步驟來(lái)"固定"粘合劑。這樣的交聯(lián)步驟的例子包括但不限于:輻射引發(fā)的 交聯(lián)(UV、電子束、γ輻照等)、熱固化和濕固化。作為另外一種選擇,由于更高玻璃化轉(zhuǎn)變 (T g)鏈段(例如在接枝共聚物或嵌段共聚物中存在的那些)的相分離,粘合劑可使用熱可 逆交聯(lián)機(jī)理(例如離聚交聯(lián)或物理交聯(lián))在冷卻時(shí)自交聯(lián)。
[0038] 本發(fā)明中可使用許多不同的熱熔融MS 0CA。在一些實(shí)施例中,它們具有壓敏粘合 劑性質(zhì)。只要真正的熱活化的粘合劑(即具有極低或不具有室溫粘性)為光學(xué)透明的,并 具有足夠高的熔點(diǎn)或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,以便對(duì)于顯示器應(yīng)用為耐久的,就也可使用這種粘 合劑。由于大多數(shù)顯示器組件是熱敏的,所以典型的熱活化溫度(即,在其下實(shí)現(xiàn)足夠的流 動(dòng)、順應(yīng)性和粘性以將顯示器成功地粘結(jié)在一起的溫度)為低于120°C,特別是低于100°C, 更特別是低于80°C。通常,顯示器制造工藝在高于40°C、有時(shí)高于60°C下進(jìn)行。
[0039] 紫外(UV)交聯(lián)之前熱熔融MS 0CA在1Hz的頻率下測(cè)得的剪切儲(chǔ)能模量(G')通 常為在30°C下的1.0X104Pa或更大和在80°C下的5. 0X104Pa或更小之間。當(dāng)在30°C和 1Hz下的剪切儲(chǔ)能模量為約1. 0 X 104Pa或更大時(shí),熱熔融MS 0CA可保持加工、處理、形狀保 持等所需的內(nèi)聚強(qiáng)度。另外,當(dāng)在30°C和1Hz下的剪切儲(chǔ)能模量為約3X105Pa或更小時(shí), 可賦予壓敏粘合劑用于施加熱熔融MS 0CA所需的初始粘附性(粘性)。當(dāng)在80°C和1Hz 下的剪切儲(chǔ)能模量為約5. OX 104Pa或更小時(shí),熱熔融MS OCA可在預(yù)定量的時(shí)間(例如,數(shù) 秒至數(shù)分鐘)內(nèi)適形于特征并流動(dòng),以允許在其附近極少或不形成間隙。此外,還可避免過(guò) 量的層合力或高壓釜壓力,這兩者均可造成敏感基底的尺寸變形。
[0040] UV交聯(lián)后熱熔融MS 0CA在130°C和1Hz下的剪切儲(chǔ)能模量為約1. OX 103Pa或更 大。當(dāng)在130°C和1Hz下的儲(chǔ)能模量為約1.0X103Pa或更大時(shí),在紫外交聯(lián)后,熱熔融MS OCA可被阻止流動(dòng)并可實(shí)現(xiàn)具有長(zhǎng)期可靠性的粘合。
[0041] 本發(fā)明的熱熔融MS 0CA在共價(jià)交聯(lián)之前的階段具有上述粘彈性特性,使得可在通 常的工作溫度下將熱熔融MS 0CA與粘附體(例如表面保護(hù)層)層合在一起之后通過(guò)施加 熱和/或壓力來(lái)使熱熔融MS 0CA適形于粘附體表面上的特征。然后,當(dāng)進(jìn)行共價(jià)交聯(lián)時(shí), 熱熔融MS 0CA的內(nèi)聚強(qiáng)度升高并因此由于熱熔融MS 0CA的粘彈性特性的變化而可實(shí)現(xiàn)顯 示器組件的高度可靠粘合和耐久性。
[0042] 合適的熱熔融MS 0CA的例子包括但不限于:聚(甲基)丙烯酸酯和衍生的粘合 齊IJ、熱塑性聚合物如有機(jī)硅(如,有機(jī)硅聚脲)、聚異丁烯、聚酯、聚氨酯以及它們的組合。術(shù) 語(yǔ)(甲基)丙烯酸酯包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。(甲基)丙烯酸酯是特別合適的,因?yàn)?它們往往易于配制且成本適度,且它們的流變性可進(jìn)行調(diào)節(jié)以滿足本發(fā)明的要求。
[0043] 在一個(gè)實(shí)施例中,熱熔融MS 0CA為包含具有可紫外交聯(lián)的位點(diǎn)的(甲基)丙烯酸 酯的單體的(甲基)丙烯酸類共聚物。術(shù)語(yǔ)(甲基)丙烯酸類包括丙烯酸類和甲基丙烯酸 類。
[0044] (甲基)丙烯酸酯粘合劑可選自無(wú)規(guī)共聚物、接枝共聚物和嵌段共聚物。也可使 用離聚交聯(lián)粘合劑(使用金屬離子的那些或使用聚合物的那些)。聚合物離子交聯(lián)的例子 可見(jiàn)于美國(guó)專利No. 6, 720, 387和No. 6, 800, 680 (Stark等人)中。合適的嵌段共聚物的 例子包括美國(guó)專利 No. 7, 255, 920 (Everaerts 等人)、No. 7, 494, 708 (Everaerts 等人)和 No. 8, 039, 104(Everaerts等人)中公開(kāi)的那些。
[0045] 熱熔融MS 0CA中包含的(甲基)丙烯酸類共聚物可自身進(jìn)行紫外交聯(lián)。因此,通 常不必向熱熔融MS 0CA中添加具有低分子量的可交聯(lián)組分,例如多官能單體或低聚物。此 夕卜,也可在本發(fā)明中使用與多官能單體或低聚物和自由基引發(fā)劑混配的聚合物。
[0046] 對(duì)于具有可紫外交聯(lián)的位點(diǎn)的(甲基)丙烯酸酯,可使用具有如上所定義的位點(diǎn) 的(甲基)丙烯酸酯,該位點(diǎn)能夠通過(guò)紫外輻照活化并與在同一或不同(甲基)丙烯酸類 共聚物鏈中的另一部分形成共價(jià)鍵。存在用作可紫外交聯(lián)的位點(diǎn)的各種結(jié)構(gòu)。例如,可采 用能夠通過(guò)紫外輻照激發(fā)并自(甲基)丙烯酸類共聚物分子中的另一部分或自另一(甲 基)丙烯酸類共聚物分子奪取氫自由基的結(jié)構(gòu)作為可紫外交聯(lián)的位點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)的例子包 括(但不限于):二苯甲酮結(jié)構(gòu)、聯(lián)苯酰結(jié)構(gòu)、鄰-苯甲酰苯甲酸酯結(jié)構(gòu)、噻噸酮結(jié)構(gòu)、3-香 豆素酮結(jié)構(gòu)、蒽醌結(jié)構(gòu)和樟腦醌結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)可通過(guò)紫外輻照激發(fā)并且在激 發(fā)狀態(tài)中可自(甲基)丙烯酸類共聚物分子奪取氫自由基。這樣,自由基在(甲基)丙烯 酸類共聚物上產(chǎn)生以引起系統(tǒng)中的各種反應(yīng),例如由于所產(chǎn)生的自由基彼此結(jié)合而形成交 聯(lián)結(jié)構(gòu)、通過(guò)與氧分子反應(yīng)而產(chǎn)生過(guò)氧化物自由基、通過(guò)所產(chǎn)生的過(guò)氧化物自由基形成交 聯(lián)結(jié)構(gòu)以及通過(guò)所產(chǎn)生的自由基奪取另一氫自由基,從而使得(甲基)丙烯酸類共聚物最 終被交聯(lián)。
[0047] 在如上所列的結(jié)構(gòu)中,二苯甲酮結(jié)構(gòu)由于諸如透明性和反應(yīng)性之類的各種性質(zhì)而 具有優(yōu)勢(shì)。具有這種二苯甲酮結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸酯的例子包括但不限于:4_丙烯酰 氧基二苯甲酮、4-丙烯酰氧基乙氧基二苯甲酮、4-丙烯酰氧基-4' -甲氧基二苯甲酮、4-丙 烯酰氧基乙氧基-4' -甲氧基二苯甲酮、4-丙烯酰氧基-4' -溴二苯甲酮、4-丙烯酰氧基乙 氧基-4'-溴二苯甲酮、4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮、4-甲基丙烯酰氧基乙氧基二苯甲酮、 4_甲基丙烯酰氧基_4'_甲氧基二苯甲酮、4-甲基丙烯酰氧基乙氧基-4'-甲氧基二苯甲 酮、4-甲基丙烯酰氧基-4'-溴二苯甲酮、4-甲基丙烯酰氧基乙氧基-4'-溴二苯甲酮,以及 它們的混合物。
[0048] 具有可紫外交聯(lián)的位點(diǎn)的(甲基)丙烯酸酯的量基于單體的總質(zhì)量計(jì)。在一個(gè)實(shí) 施例中,使用〇. 1質(zhì)量%或更多、〇. 2質(zhì)量%或更多、或者0. 3質(zhì)量%或更多,以及2質(zhì)量% 或更少、1質(zhì)量%或更少、或者0.5質(zhì)量%或更少。具有可紫外交聯(lián)的位點(diǎn)的(甲基)丙烯 酸酯的量設(shè)定為基于單體的總質(zhì)量計(jì)〇. 1質(zhì)量%或更多,在紫外交聯(lián)之后,熱熔融MS0CA的 粘合強(qiáng)度可得到提高,并可實(shí)現(xiàn)高度可靠的粘合和耐久性。該量設(shè)定為2質(zhì)量%或更少,在 紫外交聯(lián)之后,熱熔融MS 0CA的模量可保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)(即,可平衡剪切損失和儲(chǔ)能 模量,以避免經(jīng)交聯(lián)的粘合劑中的過(guò)量的彈性)。
[0049] 一般來(lái)講,出于賦予熱熔融MS 0CA合適的粘彈性并確保對(duì)粘附體的良好潤(rùn)濕性的 目的,構(gòu)成(甲基)丙烯酸類共聚物的單體包含具有碳數(shù)為2至26的烷基基團(tuán)的(甲基) 丙烯酸烷基酯。這種(甲基)丙烯酸烷基酯的例子包括但不限于具有碳數(shù)為2至26的烷 基的非叔烷基醇的(甲基)丙烯酸酯及其混合物。特定的例子包括但不限于:丙烯酸乙酯、 甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、丙 烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸異戊酯、 丙烯酸異辛酯、丙烯酸異壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸異癸酯、甲基丙烯酸異癸酯、丙烯酸月桂 酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸十四烷基酯、甲 基丙烯酸十四烷基酯、丙烯酸十六烷基酯、甲基丙烯酸十六烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、甲 基丙稀酸十八燒基醋、丙稀酸異十八燒基醋、甲基丙稀酸異十八燒基醋、丙稀酸-十燒基 酯、甲基丙烯酸二十烷基酯、丙烯酸二十六烷基酯、甲基丙烯酸二十六烷基酯、丙烯酸2-甲 基丁酯、丙烯酸4-甲基-2-戊酯、甲基丙烯酸4-叔丁基環(huán)己酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸 異冰片酯,,以及它們的混合物。尤其適用的是,丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基 己酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸異十八烷基酯、丙烯酸異冰片酯或它們的混合 物。
[0050] 具有碳數(shù)為2至26的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的量以單體的總質(zhì)量計(jì)。在 一個(gè)實(shí)施例中,使用60質(zhì)量%或更多、70質(zhì)量%或更多或者80質(zhì)量%或更多,以及95質(zhì) 量%或更少、92質(zhì)量%或更少、或者90質(zhì)量%或更少。通過(guò)將具有碳數(shù)為2至26的燒基基 團(tuán)的(甲基)丙烯酸烷基酯的量設(shè)定為基于單體的總質(zhì)量計(jì)95質(zhì)量%或更少,熱熔融MS OCA的粘合強(qiáng)度可得到充分確保,而通過(guò)將所述量設(shè)定為60質(zhì)量%或更多,壓敏粘合劑片 材的模量可保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)并且熱熔融MS 0CA可具有對(duì)粘附體的良好潤(rùn)濕性。
[0051] 親水性單體可包含于構(gòu)成(甲基)丙烯酸類共聚物的單體中。通過(guò)使用親水性單 體,熱熔融MS 0CA的粘合強(qiáng)度可得到提高和/或可賦予熱熔融MS 0CA親水性。在其中使 用被賦予親水性的熱熔融MS 0CA的情況下,例如在圖像顯示裝置中,由于壓敏粘合劑片材 可吸收?qǐng)D像顯示裝置內(nèi)部的水汽,因此由這種水汽的結(jié)露所導(dǎo)致的變白可得到抑制。當(dāng)表 面保護(hù)層為低濕氣可滲透性材料(例如玻璃板或無(wú)機(jī)沉積膜)時(shí)和/或當(dāng)使用壓敏粘合劑 片材的圖像顯示裝置等在高溫高濕環(huán)境中使用時(shí),這一點(diǎn)特別有利。
[0052] 合適的親水性單體的例子包括但不限于:具有酸性基團(tuán)的烯鍵式不飽和單體(例 如羧酸和磺酸)、乙烯基酰胺、N-乙烯基內(nèi)酰胺、(甲基)丙烯酰胺,以及它們的混合物。其 具體例子包括但不限于:丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來(lái)酸、苯乙烯磺酸、N-乙烯基吡咯 烷酮、N-乙烯基己內(nèi)酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、 N-辛基丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺、N-嗎啉代丙烯酸酯、丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈以及 它們的混合物。
[0053] 從調(diào)節(jié)(甲基)丙烯酸類共聚物的模量并確保對(duì)粘附體的潤(rùn)濕性的角度來(lái)看,具 有碳數(shù)為4或更小的燒基的(甲基)丙稀酸輕燒基醋,含有氧乙稀基、氧丙稀基、氧丁稀基 或通過(guò)連接多個(gè)這些基團(tuán)的組合而形成的基團(tuán)的(甲基)丙烯酸酯,在醇?xì)埢芯哂恤驶?的(甲基)丙烯酸酯,以及它們的混合物也可用作親水性單體。其具體例子包括但不限于: 丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥丙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯、丙烯酸 2-羥丁酯、甲基丙烯酸2-羥丁酯、丙烯酸4-羥丁酯,以及由下式表示的(甲基)丙烯酸酯:
[0054] CH2 = C (R) COO- (AO) p- (BO) q-R' (1)
[0055] (其中每個(gè) A 獨(dú)立地為選自(CH2)rC0、CH2CH2、CH 2CH(CH3)和 CH2CH2CH2CH2 的基團(tuán), 每個(gè) B 獨(dú)立地為選自(CH2) rC0、CO (CH2) r、CH2CH2、CH2CH (CH3)和 CH2CH2CH2CH2 的基團(tuán),R 為氫 或CH3, R'為氫或取代或未取代的烷基或芳基,p、q和r中的每一個(gè)為1或更大的整數(shù))。
[0056] 在式(1)中,考慮到在工業(yè)中的易得性和對(duì)所獲得的壓敏粘合劑片材的透濕性的 控制,A特別地為CH 2CH2或CH2CH(CH3)。類似于A,考慮到在工業(yè)中的易得性和對(duì)所獲得的 壓敏粘合劑片材的透濕性的控制,B特別地為CH 2CH2或CH2CH(CH3)。在其中R'為烷基的情 況下,烷基可為直鏈、支鏈或環(huán)鏈烷基中的任一者。在一個(gè)實(shí)施例中,碳數(shù)為1至12或1至 8 (特別地,甲基、乙基、丁基或辛基),并表現(xiàn)出與(甲基)丙烯酸烷基酯的優(yōu)良相容性的烷 基用作R',其中(甲基)丙烯酸烷基酯具有碳數(shù)為2至12的烷基。p、q和r的數(shù)字不特別 限制在它們的上限內(nèi),但當(dāng)P為10或更小,q為10或更小且r為5或更小時(shí),與具有碳數(shù) 為2至12的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的相容性可更加提高。
[0057] 也可使用具有堿性基團(tuán)(如氨基)的親水性單體。自包含具有堿性基團(tuán)的親水性 單體的單體獲得的(甲基)丙烯酸類共聚物與自包含具有酸性基團(tuán)的親水性單體的單體獲 得的(甲基)丙烯酸類共聚物的共混可增加涂布溶液的粘度并由此增加涂層厚度,從而控 制粘合強(qiáng)度等。此外,即使當(dāng)自包含具有堿性基團(tuán)的親水性單體的單體獲得的(甲基)丙 烯酸類共聚物中不包含可紫外交聯(lián)的位點(diǎn)時(shí),也可獲得如上共混效果,并且這樣的(甲基) 丙烯酸類共聚物可通過(guò)另一(甲基)丙烯酸類共聚物的可紫外交聯(lián)的位點(diǎn)進(jìn)行交聯(lián)。其 具體例子包括但不限于:丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯 (DMAEMA)、甲基丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、N,N-二甲基氨基乙基丙烯酰胺、N,N-二甲基 氨基乙基甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基丙基丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基丙基甲基丙烯酰 胺、乙烯基吡啶和乙烯基咪唑。
[0058] 對(duì)于親水性單體,可使用一種類型,或者可組合使用多種類型。術(shù)語(yǔ)"親水性單體" 為對(duì)水具有高親和力的單體,具體而言,為在20°C下以每100g水5g或更大的量溶解的單 體。在使用親水性單體的情況下,基于單體的總質(zhì)量計(jì),親水性單體的量通常為約5質(zhì)量% 至約40質(zhì)量%,特別是約10質(zhì)量%至約30質(zhì)量%。在后一種情況下,上述變白可得到更 有效的抑制,且同時(shí)可獲得1?接性和1?粘合強(qiáng)度。
[0059] 可在不損害壓敏粘合劑片材的特性的范圍內(nèi)包含其他單體作為用于(甲基)丙烯 酸類共聚物中的單體。例子包括但不限于:除了上述那些單體之外的(甲基)丙烯酸類單 體,以及乙烯基單體例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和苯乙烯。
[0060] (甲基)丙烯酸類共聚物可通過(guò)在存在聚合引發(fā)劑的情況下聚合上述單體而形 成。聚合方法并無(wú)特別限制,單體可通過(guò)常規(guī)的自由基聚合(例如溶液聚合、乳液聚合、懸 浮聚合和批量聚合)進(jìn)行聚合。通常,采用使用熱聚合引發(fā)劑的自由基聚合,以便允許可紫 外交聯(lián)的位點(diǎn)無(wú)反應(yīng)。熱聚合引發(fā)劑的例子包括但不限于:有機(jī)過(guò)氧化物,例如過(guò)氧化苯甲 酰、過(guò)苯甲酸叔丁酯、枯基過(guò)氧化氫、過(guò)氧化二碳酸二異丙酯、過(guò)氧化二碳酸二-正丙酯、過(guò) 氧化二碳酸二(2-乙氧基乙基)酯、過(guò)氧化新癸酸叔丁酯、過(guò)氧化新戊酸叔丁酯、(3, 5, 5-三 甲基己酰基)過(guò)氧化物、二丙?;^(guò)氧化物和二乙?;^(guò)氧化物;以及偶氮基化合物,例 如2, 2' -偶氮二異丁腈、2, 2' -偶氮二(2-甲基丁腈)、1,Γ -偶氮二(環(huán)己烷-1-甲腈)、 2, 2' -偶氮二(2, 4-二甲基戊臆)、2, 2' -偶氮二(2, 4-二甲基-4-甲氧基戊臆)、二甲基 2, 2'-偶氮二(2-丙酸甲酯)、4, 4'-偶氮二(4-氰戊酸)、2, 2'-偶氮二(2-羥甲基丙腈) 和2, 2'-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]。所得的(甲基)丙烯酸類共聚物的平均 分子量通常為30, 000或更高,50, 000或更高,或100, 000或更高,以及1,000, 000或更低, 500, 000或更低,300, 000或更低。如果玻璃化轉(zhuǎn)變溫度更高,則粘合劑在室溫下不再具有 粘性,但只要其可在如上指定的溫度范圍內(nèi)被活化而粘合于基底,其仍然可用作可熱活化 的粘合劑。
[0061] 還可采用(甲基)丙烯?;Y(jié)構(gòu)作為另一紫外可交聯(lián)位點(diǎn)。在側(cè)鏈中具有(甲 基)丙烯?;Y(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸共聚物是通過(guò)紫外輻照而交聯(lián)。在此系統(tǒng)中,通過(guò)添 加能通過(guò)可見(jiàn)光以及紫外光激發(fā)的光引發(fā)劑,(甲基)丙烯酸共聚物不僅能通過(guò)紫外輻照 而交聯(lián)而且也能通過(guò)可見(jiàn)光輻照而交聯(lián)。
[0062] 在側(cè)鏈中具有(甲基)丙烯?;Y(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸共聚物是通過(guò)使在側(cè)鏈中 具有反應(yīng)性基團(tuán)的(甲基)丙烯酸共聚物與反應(yīng)性(甲基)丙烯酸酯發(fā)生反應(yīng)來(lái)獲得。在 側(cè)鏈中具有(甲基)丙烯?;Y(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸共聚物是通過(guò)兩步反應(yīng)來(lái)獲得。在第 一步驟中,合成在側(cè)鏈中具有反應(yīng)性基團(tuán)的(甲基)丙烯酸共聚物。在下一步驟中,使所制 備聚合物與反應(yīng)性(甲基)丙烯酸酯反應(yīng)。
[0063] 在側(cè)鏈中具有反應(yīng)性基團(tuán)的(甲基)丙烯酸共聚物與反應(yīng)性(甲基)丙烯酸酯的 各種組合是可能的。示例性組合是在側(cè)鏈中具有羥基的(甲基)丙烯酸共聚物與具有異氰 酸酯基的(甲基)丙烯酸酯。在側(cè)鏈中具有羥基基團(tuán)的(甲基)丙烯酸類共聚物通過(guò)與例 如以下物質(zhì)共聚來(lái)制備:丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥丙酯、甲基 丙烯酸2-羥丙酯、丙烯酸2-羥基丁酯、甲基丙烯酸2-羥基丁酯、丙烯酸4-羥基丁酯。具 有異氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯的具體實(shí)例包括但不限于2-丙烯酰氧基乙基異氰酸酯、 2_甲基丙烯酰氧基乙基異氰酸酯或1,1-雙(丙烯酰氧基甲基)乙基異氰酸酯。
[0064] 熱熔融MS 0CA可包含除上述(甲基)丙烯酸類共聚物以外的另外的組分,例如填 充劑和抗氧化劑。然而,(甲基)丙烯酸類共聚物自身具有用作熱熔融MS 0CA所需的性質(zhì), 因此另外的組分是任選的。
[0065] 壓敏粘合劑片材的儲(chǔ)能模量可通過(guò)適當(dāng)改變以下內(nèi)容進(jìn)行調(diào)節(jié):構(gòu)成包含于壓敏 粘合劑片材中的(甲基)丙烯酸類共聚物的單體的類型、分子量和共混比例;和(甲基)丙 烯酸類共聚物的聚合程度。例如,儲(chǔ)能模量在使用具有酸性基團(tuán)的烯鍵式不飽和單體時(shí)升 高;儲(chǔ)能模量在下述物質(zhì)的量增加時(shí)下降:具有碳數(shù)為2至26的烷基的(甲基)丙烯酸烷 基醋,具有碳數(shù)為4或更少的燒基的(甲基)丙稀酸輕燒基醋,含有氧乙稀基、氧丙稀基、氧 丁烯基或通過(guò)連接多個(gè)這些基團(tuán)的組合而形成的基團(tuán)的(甲基)丙烯酸酯,或者在醇?xì)埢?中具有羰基的(甲基)丙烯酸酯。當(dāng)(甲基)丙烯酸類共聚物的聚合程度增加時(shí),儲(chǔ)能模 量往往在高溫下上升(即橡膠平臺(tái)區(qū)模量變得向更高溫度延伸)。
[0066] 也可使用這些聚合物的共混物,例如嵌段共聚物和無(wú)規(guī)共聚物,或者離聚交聯(lián)的 聚合物和接枝共聚物。同樣,由于聚合物中的高Tg接枝或嵌段,聚合物可組合交聯(lián)方法,例 如離聚交聯(lián)和物理交聯(lián)。任選地,這些聚合物可與產(chǎn)出光學(xué)透明粘合劑組合物的透明增粘 劑和增塑劑一起配制。在物理交聯(lián)的接枝共聚物和嵌段共聚物的情況下,可能不需要另外 的交聯(lián)劑。然而,如同對(duì)于不是物理交聯(lián)的無(wú)規(guī)共聚物,可向粘合劑制劑中引入另外的交聯(lián) 齊IJ。這些的例子可包括但不限于:用紫外光活化的奪氫型交聯(lián)劑(例如,二苯甲酮及其衍生 物)、可濕固化的硅烷以及多官能丙烯酸酯和光引發(fā)劑的組合。
[0067] 粘合劑的熱活化通常要求適度的溫度,以避免對(duì)顯示器元件的損壞。同樣,熱活 化的粘合劑涂覆多數(shù)將至少部分材料暴露于顯示器的觀看區(qū),這使得光學(xué)透明性成為必 要。另外,粘合劑的過(guò)高的硬度或在組裝過(guò)程的溫度下的流動(dòng)阻力會(huì)導(dǎo)致過(guò)量的應(yīng)力積 聚,從而導(dǎo)致元件的機(jī)械損壞或尺寸畸變或者顯示器中的光學(xué)畸變。因此希望在處理溫度 下粘合劑的橡膠平臺(tái)剪切儲(chǔ)能模量(G')為10 5帕斯卡以下,特別地低于104帕斯卡。此 夕卜,還以熔體彈性低的粘合劑為優(yōu)選,從而有利于分子量低的聚合物。典型的聚合物具有 700, 000或更小、特別為500, 000或更小的重均分子量。因此,需要較低分子量的丙烯酸類 熱熔融粘合劑,例如美國(guó)專利No. 5, 637, 646 (Ellis)、No. 6, 806, 320 (Everaerts等人)和 No. 7, 255, 920 (Everaerts等人)中描述的那些。
[0068] 熱熔融MS 0CA可通過(guò)使用常規(guī)方法(例如溶劑流延和擠出加工)由單獨(dú)的(甲 基)丙烯酸類共聚物或是(甲基)丙烯酸類共聚物與任選的組分的混合物形成。壓敏粘合 劑片材可在一個(gè)表面或兩個(gè)表面二者上具有隔離襯片,例如經(jīng)有機(jī)硅處理的聚酯膜或聚乙 烯膜。對(duì)于該MS0CA,這些襯片中的至少一個(gè)通常是微結(jié)構(gòu)化的。
[0069] 本發(fā)明中也可使用在幅材上聚合的MS 0CA??稍诜纳暇酆系腗S 0CA組合物通 常包括(甲基)丙烯酸烷基酯(其中烷基基團(tuán)具有4至18個(gè)碳原子)、親水性可共聚單體、 生成自由基的引發(fā)劑和任選的分子量控制劑。粘合劑組合物可還任選地包括交聯(lián)劑和偶聯(lián) 劑。
[0070] 合適的(甲基)丙烯酸烷基酯的實(shí)例包括但不限于:丙烯酸-2-乙基己酯 (2-EHA)、丙烯酸異冰片酯(IBA),丙烯酸異辛酯(Ι0Α)和丁基丙烯酸酯(BA)。產(chǎn)生低Tg的 丙烯酸酯(諸如I〇A、2-EHA和BA)為粘合劑提供粘性,而產(chǎn)生高Tg的單體(像IBA)允許 調(diào)節(jié)粘合劑組合物的Tg而不引入極性單體。合適的親水性可共聚單體的實(shí)例包括但不限 于:丙烯酸(AA)、丙烯酸2-羥乙酯(HEA)和丙烯酸2-羥丙酯(ΗΡΑ)、丙烯酸乙氧基乙氧基 乙酯、丙烯酰胺(Acm)和Ν-嗎啉代丙烯酸酯(MoA)。這些單體通常還促進(jìn)在顯示器組件中 遇到的與基底的粘合力。在一個(gè)實(shí)施例中,粘合劑組合物包括在約60份至約95份之間的 (甲基)丙烯酸烷基酯(其中烷基基團(tuán)具有4至26個(gè)碳原子)及在約5份和約40份之間 的親水性可共聚單體。特別地,粘合劑組合物包括份數(shù)為在約65份至約95份之間的(甲 基)丙烯酸烷基酯(其中烷基基團(tuán)具有4至26個(gè)碳原子)及在約5份和約35份之間的親 水性可共聚單體。
[0071] 在一個(gè)實(shí)施例中,粘合劑組合物包括以下組分的可混溶共混物的反應(yīng)產(chǎn)物:丙烯 酸類低聚物、包含一種或多種單官能(甲基)丙烯酸酯單體的混合物的反應(yīng)性稀釋劑、任選 的多官能丙烯酸酯或乙烯基交聯(lián)劑、以及生成自由基的引發(fā)劑。丙烯酸低聚物可以是衍生 自(甲基)丙烯酸酯單體的基本上不溶于水的丙烯酸低聚物。通常,(甲基)丙烯酸酯是 指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯官能團(tuán)兩者。
[0072] 丙烯酸低聚物能夠用于控制對(duì)本發(fā)明的固化組合物的彈性平衡的粘度并且該低 聚物主要有助于粘性組分的流變性。為了使丙烯酸低聚物有助于固化的組合物的粘性流變 性組分,可將在丙烯酸低聚物中使用的(甲基)丙烯酸系單體選為使得低聚物的玻璃化轉(zhuǎn) 變低于25°C,通常低于0°C。低聚物可由(甲基)丙烯酸類單體制成并可具有至少1,000、 通常2, 000的重均分子量(Mw)。其不應(yīng)超過(guò)低聚物組合物的纏結(jié)分子量(Me)。如果分子 量過(guò)低,則可能出現(xiàn)滲氣和組分的遷移問(wèn)題。如果低聚物的分子量超過(guò)Me,則所得纏結(jié)可能 有助于不太理想的彈性,這種彈性促成了粘合劑組合物的流變性。Mw能夠通過(guò)凝膠滲透色 譜法(GPC)測(cè)定。Me能夠通過(guò)測(cè)量純材料的粘度隨分子量的變化而確定。通過(guò)將零剪切 粘度與分子量的關(guān)系繪制在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖中,可將斜率的變化定義為纏結(jié)分子量。在Me之 上,由于纏結(jié)相互作用,斜率將顯著增大。作為另外一種選擇,對(duì)于給定的單體組合物,如果 聚合物密度是已知的,還可由動(dòng)態(tài)力學(xué)分析中聚合物的橡膠態(tài)高彈區(qū)模量值確定。一般的 Ferry公式& = rRT/Me提供了 Me和彈性模量&之間的關(guān)系。(甲基)丙烯酸聚合物的典 型纏結(jié)分子量為大約30, 000-60, 000。
[0073] 丙烯酸類低聚物中使用的(甲基)丙烯酸類單體和它們的比率可選擇為使得用來(lái) 形成粘合劑層的丙烯酸類低聚物、單官能(甲基)丙烯酸酯單體、任選的多官能丙烯酸酯 或乙烯基交聯(lián)劑以及可混溶共混物的其它組分在固化時(shí)保持相容,以產(chǎn)生本發(fā)明的光學(xué)透 明的粘合劑組合物。如在25 μ m厚的樣品上所測(cè)得,光學(xué)透明的粘合劑定義為具有至少約 80%的可見(jiàn)光透射率和低于約10%的霧度值。通常,這也意味著一種或多種丙烯酸低聚物 和在可混溶共混物中的其他組分的溶解度參數(shù)是相對(duì)接近或相同的??墒褂貌煌囊阎?式和來(lái)自文獻(xiàn)的理論計(jì)算出溶解度參數(shù)的理論值。這些溶解度參數(shù)可用于縮小丙烯酸低聚 物的選擇范圍,但是需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(即,固化和霧度測(cè)量)來(lái)確認(rèn)該理論預(yù)測(cè)。
[0074] -般來(lái)講,丙烯酸低聚物可通常不含多種可自由基共聚的基團(tuán)(例如,側(cè)鏈或末 端甲基丙烯酸基團(tuán)、丙烯酸基團(tuán)、富馬酸基團(tuán)、乙烯基、烯丙基或苯乙烯基團(tuán))。通常缺少可 自由基共聚的基團(tuán)以避免固化組合物的過(guò)度交聯(lián)。然而,只要本發(fā)明的固化組合物的彈性 流變性組分不因?yàn)樵摴卜磻?yīng)性而顯著增加,有限量的共反應(yīng)性就是合格的。因此,丙烯酸類 低聚物可包含一種自由基反應(yīng)性可共聚基團(tuán)(例如側(cè)掛或末端甲基丙烯酸類基團(tuán)、丙烯酸 類基團(tuán)、富馬酸基團(tuán)、乙烯基基團(tuán)、烯丙基基團(tuán)或苯乙烯基團(tuán))。
[0075] 丙烯酸低聚物可包括衍生自(甲基)丙烯酸酯單體的基本上不溶于水的丙烯酸低 聚物。衍生自(甲基)丙烯酸酯單體的基本上不溶于水的丙烯酸低聚物是熟知的并且通常 用于氨基甲酸酯涂層技術(shù)中。由于它們的易用性,有利的丙烯酸低聚物包括衍生自(甲基) 丙烯酸酯單體的液態(tài)丙烯酸低聚物。衍生自(甲基)丙烯酸酯單體的液態(tài)丙烯酸低聚物的 數(shù)均分子量(Μη)可在約500至約10, 000的范圍內(nèi)。市售的液態(tài)丙烯酸低聚物具有約20mg KOH/g至約500mg KOH/g的羥基數(shù)和約-70°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。衍生自(甲基)丙 烯酸單體的這些液態(tài)丙烯酸低聚物通常包括羥基官能團(tuán)單體的重復(fù)單元。羥基官能團(tuán)單體 的使用量足以賦予丙烯酸低聚物所需的羥基數(shù)和溶解度參數(shù)。按液態(tài)丙烯酸低聚物的重量 計(jì),羥基官能團(tuán)單體的使用量通常為在約2重量%至約60重量%的范圍內(nèi)。也可使用其 他極性單體例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富馬酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-烷基和 N,N-二烷基取代的丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺、N-乙烯基內(nèi)酰胺、N-乙烯基內(nèi)酯等來(lái)代替羥 基官能團(tuán)單體,以控制丙烯酸低聚物的溶解度參數(shù)。也可以使用這些極性單體的組合。衍生 自丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸單體的液態(tài)丙烯酸低聚物通常還包括其均聚物的Tg為低于 25°C的一個(gè)或多個(gè)C1至C20烷基(甲基)丙烯酸酯的重復(fù)單元。重要的是,選擇具有低均 聚物Tg的(甲基)丙烯酸,這是因?yàn)槿绻贿@樣的話,液態(tài)丙烯酸低聚物可具有高Tg,并在 室溫下可能不會(huì)保持為液態(tài)。然而,只要丙烯酸低聚物能夠易于溶解在本發(fā)明中使用的余 量粘合劑共混物中,它就并不總是需要為液體。合適的市售的(甲基)丙烯酸酯的例子包 括丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸異辛酯、丙 烯酸異壬酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸十三烷酯、甲基丙烯酸十三烷酯、丙烯酸2-乙基己酯、 甲基丙烯酸2-乙基己酯以及它們的混合物。衍生自丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體的丙烯 酸低聚物中的C1至C20烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的重復(fù)單元的比例取決于多種因素, 但是這些因素中最重要的是所得粘合劑組合物的所需溶解度參數(shù)和Tg。通常,衍生自丙烯 酸酯和甲基丙烯酸酯單體的液態(tài)丙烯酸低聚物能夠衍生自約40%至約98%的(甲基)丙 烯酸烷基酯單體。
[0076] 任選地,衍生自(甲基)丙烯酸酯單體的丙烯酸低聚物可摻入另外的單體。另外的 單體可選自乙烯基芳族化合物、乙烯基鹵化物、乙烯基醚、乙烯基酯、不飽和腈類、共軛二烯 和它們的混合物。摻入另外的單體可降低原料的成本或改變丙烯酸低聚物的特性。例如, 將苯乙烯或乙酸乙烯酯摻入丙烯酸低聚物的步驟能夠降低丙烯酸低聚物的成本。
[0077] 通常采用合適的自由基聚合方法制備液態(tài)丙烯酸低聚物。美國(guó)專利 No. 5, 475, 073 (Guo)描述了用于通過(guò)采用烯丙醇或烷氧基化的烯丙醇制備羥基官能丙烯酸 類樹(shù)脂的方法。一般來(lái)講,在聚合反應(yīng)開(kāi)始前,將烯丙基單體添加到反應(yīng)器中。通常在聚合 反應(yīng)期間逐漸送入(甲基)丙烯酸酯。通常,將至少約50重量%或至少約70重量%的(甲 基)丙烯酸酯逐漸添加到反應(yīng)混合物中。以使(甲基)丙烯酸酯在反應(yīng)混合物中保持穩(wěn)定 的低濃度的速率添加(甲基)丙烯酸酯。烯丙基單體與(甲基)丙烯酸酯的比率基本保持 不變。這有助于產(chǎn)生具有相對(duì)均勻的組成的丙烯酸類低聚物。逐漸添加(甲基)丙烯酸酯 能夠允許制備具有足夠低的分子量和足夠高的烯丙醇或烷氧基化的烯丙醇含量的丙烯酸 低聚物。一般來(lái)講,在聚合反應(yīng)期間,逐漸將自由基引發(fā)劑添加到反應(yīng)器中。通常,自由基 引發(fā)劑的添加速率與丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體的添加速率相匹配。
[0078] 溶液聚合法通常與含有羥烷基甲基丙烯酸酯的低聚物一起使用。如在美國(guó)專利 No. 4, 276, 212(Khanna 等人)、No. 4, 510, 284(Gempel 等人)和 No. 4, 501,868(Bouboulis 等人)中提出,該聚合反應(yīng)通常在溶劑的回流溫度下進(jìn)行。溶劑的沸點(diǎn)可為在約90°C至約 180°C的范圍內(nèi)。合適的溶劑的例子有二甲苯、乙酸正丁酯、甲基戊基酮(MAK)和丙二醇甲 基醚乙酸酯(PMAc)。將溶劑添加反應(yīng)器中并加熱至回流溫度,然后將單體和引發(fā)劑逐漸添 加反應(yīng)器中。
[0079] 合適的液態(tài)丙烯酸低聚物包括丙烯酸正丁酯和烯丙基單丙氧基化物的共聚物、丙 烯酸正丁酯和烯丙醇的共聚物、丙烯酸正丁酯和丙烯酸-2-羥乙酯的共聚物、丙烯酸正丁 酯和丙烯酸-2-羥丙酯的共聚物、丙烯酸-2-乙基己酯和烯丙基丙氧基化物的共聚物、丙烯 酸-2-乙基己酯和丙烯酸-2-羥丙酯等以及它們的混合物。可用于所提供的光學(xué)組件中 的示例性丙烯酸類低聚物在例如美國(guó)專利No. 6, 294, 607 (Guo等人)和No. 7, 465, 493 (Lu) 中有所公開(kāi),此外還公開(kāi)了衍生自丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體的丙烯酸類低聚物,其商 品名為J0NCRYL (可得自新澤西州奧立佛山的巴斯夫公司(BASF,Mount 01 ive,NJ))和 ARUF0N(可得自日本東京東亞合成株式會(huì)社(Toagosei Co·, Lt·,Tokyo, Japan))。
[0080] 也可以就地制備提供的丙烯酸低聚物。例如,如果采用網(wǎng)上聚合反應(yīng),則單體組合 物可通過(guò)紫外線或熱誘導(dǎo)的反應(yīng)進(jìn)行預(yù)聚合。該反應(yīng)可在存在分子量控制劑(類似于諸如 硫醇的鏈轉(zhuǎn)移劑或例如苯乙烯、α -甲基苯乙烯、α -甲基苯乙烯二聚體的阻滯劑)的情況 下進(jìn)行,以控制聚合材料的鏈長(zhǎng)度和分子量。當(dāng)控制劑被消耗時(shí),該反應(yīng)可繼續(xù)到更高分子 量并因此形成真正高分子量的聚合物。同樣,能夠以僅有低聚反應(yīng)發(fā)生的方式選擇所述反 應(yīng)的第一步的聚合條件,然后改變聚合條件以產(chǎn)生高分子量的聚合物。例如,在高強(qiáng)度光下 的紫外線聚合反應(yīng)可引起較低程度的鏈長(zhǎng)度增長(zhǎng),而在較低光強(qiáng)度下的聚合反應(yīng)可產(chǎn)生較 高分子量。在一個(gè)實(shí)施例中,分子量控制劑以組合物的約0.025%和約1%之間的量存在, 并且具體地說(shuō)以組合物的約〇. 05%和約0. 5%之間的量存在。
[0081] 該可混溶共混物還包含反應(yīng)性稀釋劑,該反應(yīng)性稀釋劑包括單官能(甲基)丙烯 酸酯單體。反應(yīng)性稀釋劑可以包含不止一種單體,例如2-5種不同單體。這些單體的例子 包括(甲基)丙烯酸烷基酯,其中如果烷基基團(tuán)是直鏈的,則該烷基基團(tuán)包含1至12個(gè)碳, 而如果烷基基團(tuán)是支鏈的,則包含至多30個(gè)碳(例如,衍生自格爾伯特反應(yīng)的丙烯酸酯或 β -烷基化二聚體醇)。這些丙烯酸烷基酯的例子包括(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲 基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸異十三 烷基酯、(甲基)丙烯酸2-辛酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯等。其它 (甲基)丙烯酸酯包括(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯 酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、烷氧基化的(甲基)丙烯酸四氫糠酯以及它們的混 合物。例如,反應(yīng)性稀釋劑可包含(甲基)丙烯酸四氫糠基酯和(甲基)丙烯酸異冰片酯。 在另一個(gè)實(shí)施例中,反應(yīng)性稀釋劑可包含烷氧基化的(甲基)丙烯酸四氫糠酯和(甲基) 丙烯酸異冰片酯。
[0082] 一般來(lái)講,取決于用于形成粘合劑層的其他組分以及粘合劑層的所需性質(zhì),反應(yīng) 性稀釋劑可按任何量使用。相對(duì)于粘合劑層的總重量,粘合劑層可包含約40重量%至約90 重量%、約40重量%至約60重量%的反應(yīng)性稀釋劑。所用的特定反應(yīng)性稀釋劑以及所用 的單體量可取決于多種因素。例如,可選擇特定的單體及其用量使得粘合劑組合物為具有 約100至約2000cps的可涂布粘度的液態(tài)組合物。
[0083] 發(fā)生光反應(yīng)以形成粘合劑層的可混溶共混物還可包含具有環(huán)氧烷官能團(tuán)的單官 能(甲基)丙烯酸酯單體。該具有環(huán)氧烷官能團(tuán)的單官能(甲基)丙烯酸酯單體可包含不 止一種單體。亞烷基官能團(tuán)包括乙二醇和丙二醇。二醇官能團(tuán)由單元構(gòu)成,單體可在任何 地方具有1至10個(gè)環(huán)氧烷單元、1至8個(gè)環(huán)氧烷單元或4至6個(gè)環(huán)氧烷單元。具有環(huán)氧烷 官能團(tuán)的單官能(甲基)丙烯酸酯單體可包括可以Bisomer PPA6得自德國(guó)慕尼黑的科寧 公司(Cognis Ltd.,Munich, Germany)的單丙烯酸丙二醇酯。該單體具有6個(gè)丙二醇單元。 具有環(huán)氧燒官能團(tuán)的單官能(甲基)丙烯酸酯單體可包括以商品名Bisomer MPEG350MA得 自Cognis Ltd.的單甲基丙烯酸乙二醇酯。此單體平均具有7. 5個(gè)乙二醇單元。
[0084] 任選地,該可混溶的光反應(yīng)性共混物還可以包含可自由基共聚的多官能(甲基) 丙烯酸酯或乙烯交聯(lián)劑。這些交聯(lián)劑的例子包括1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己 二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥 甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二乙烯基苯等。低分子量的交聯(lián)劑通常以低于總光反應(yīng)性 共混物的1重量%的含量使用。更通常地,它們以低于總光反應(yīng)性共混物的0. 5重量%的 含量使用??晒簿鄣慕宦?lián)劑還可包含(甲基)丙烯酸酯官能團(tuán)低聚物。這些低聚物可以包 括以下物質(zhì)中的任何一種或多種:多官能氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、多官能聚酯 (甲基)丙烯酸酯低聚物和多官能聚醚(甲基)丙烯酸酯低聚物。多官能(甲基)丙烯酸 酯低聚物可包含在固化期間參與聚合反應(yīng)的至少兩個(gè)(甲基)丙烯酸酯基團(tuán),如2至4個(gè) (甲基)丙烯酸酯基團(tuán)。粘合劑層可包含約5重量%至約60重量%、或約10重量%至約 45重量%的一種或多種多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物。所用的特定多官能(甲基)丙烯 酸酯低聚物以及所用的量可取決于多種因素。例如,可選擇特定的低聚物和/或其用量使 得粘合劑組合物為具有約1〇〇至約2000cps的可涂布粘度的液態(tài)組合物。
[0085] 多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物可包括具有在固化期間參與聚合反應(yīng)的至少2個(gè) (甲基)丙烯酸酯基團(tuán)(如2至4個(gè)(甲基)丙烯酸酯基團(tuán))的多官能氨基甲酸酯(甲基) 丙烯酸酯低聚物。一般來(lái)講,這些低聚物包含多元醇與多官能異氰酸酯反應(yīng)然后用羥基官 能化(甲基)丙烯酸酯封端的反應(yīng)產(chǎn)物。例如,多官能氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚 物可由脂族聚酯或聚醚多元醇形成,而脂族聚酯或聚醚多元醇則由二羧酸(如己二酸或馬 來(lái)酸)與脂族二醇(如二甘醇或1,6-己二醇)縮合制備。在一個(gè)實(shí)施例中,聚酯多元醇 包含己二酸和二甘醇。多官能異氰酸酯可包含亞甲基二環(huán)己基二異氰酸酯或1,6-六亞甲 基二異氰酸酯。羥基官能化(甲基)丙烯酸酯可包括羥烷基(甲基)丙烯酸酯,例如丙烯 酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丙酯或丙烯酸-4-羥丁酯。在一個(gè)實(shí)施例中,多官能 氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物包含聚酯二醇、亞甲基二環(huán)己基二異氰酸酯和丙烯酸 2-羥乙酯的反應(yīng)產(chǎn)物。
[0086] 可用的多官能氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物包括市售產(chǎn)品。例如,多官能 脂族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物可包括可得自賓夕法尼亞州??怂诡D的沙多瑪 公司(Sartomer,Co.,Exton,PA)的氨基甲酸酯二丙烯酸酯 CN9018、CN3108 和 CN3211,可 得自伊利諾伊州奧羅拉的美國(guó)瑞恩公司(Rahn USA Corp.,Aurora,IL)的Genomer4188/ EHA(Genomer4188 與丙烯酸 2-乙基己酯的共混物)、Genomer4188/M22 (Genomer4188 與 Genomerll22 單體的共混物)、Genomer4256 和 Genomer4269/M22(Genomer4269 和 Genomerll22單體的共混物)以及可得自康涅狄格州托靈頓的博瑪精化公司(Bomar Specialties Co.,Torrington, CT)的聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯 BR-3042、BR-3641AA、 BR-3741AB和BR-344。另外的示例性多官能脂族氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯包括可得 自日本東京的優(yōu)必佳公司(U-pica, Tokyo, Japan)的U-PICA8967A和U-PICA8966A氨基甲 酸酯二丙烯酸酯。
[0087] 多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物可包含多官能聚酯(甲基)丙烯酸酯低聚物???用的多官能聚酯丙烯酸酯低聚物包括市售產(chǎn)品。例如,多官能聚酯丙烯酸酯可包括得自康 涅狄格州托靈頓的博瑪精化公司(Bomar Specialties Co. (Torrington, CT))的BE-211和 得自賓夕法尼亞州埃克斯頓的沙多瑪公司(Sartomer,Co. (Exton,PA))的CN2255。
[0088] 多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物可包括疏水的多官能聚醚(甲基)丙烯酸酯低 聚物??捎玫亩喙倌芫勖驯┧狨サ途畚锇ㄊ惺郛a(chǎn)品。例如,多官能聚醚丙烯酸酯低 聚物可包括可得自伊利諾伊州奧羅拉的美國(guó)瑞恩公司(Rahn USA Corp.,Aurora, IL)的 Genomer3414〇
[0089] 除了使用多官能丙烯酸酯或乙烯交聯(lián)劑,還可以采用化學(xué)交聯(lián)劑(例如,多官能 異氰酸酯、過(guò)氧化物、多官能環(huán)氧化合物、多官能氮雜環(huán)丙烷、三聚氰胺等)以在光反應(yīng)性 共混物的固化期間引入有限交聯(lián)。
[0090] 這種可混溶共混物包含生成自由基的引發(fā)劑,特別是生成自由基的光引發(fā)劑。生 成自由基的光引發(fā)劑是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的,并且包括引發(fā)劑,例如可得自紐約州 塔里敦的巴斯夫公司(BASF, Tarrytown,NY)的IRGACURE651,其為2, 2-二甲氧基-2-苯基 苯乙酮。還可用的是可得自新澤西州奧立佛山的巴斯夫公司(BASF,Mount Olive,NJ)的 0八肋(^1?1173(其為2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮)或041?0(^1?4265(其為50%的 Darocurl 173和50%的2, 4, 6-三甲基苯甲?;?二苯基-氧化膦的共混物)。光引發(fā)劑 可還包括安息香、安息香烷基醚、酮、苯酮等。例如,粘合劑組合物可包含以商品名LUCIRIN TP0-L得自巴斯夫公司(BASF Corp.)的2, 4, 6-三甲基苯甲?;交⑺嵋阴セ蛞陨唐访?IRGA⑶RE184得自巴斯夫(BASF)的1-羥基環(huán)己基苯基甲酮。按可聚合組合物(可混溶共混 物)中100份的丙烯酸低聚物和(甲基)丙烯酸酯單體計(jì),光引發(fā)劑通常以份數(shù)為約0.05 份至2份或0. 05份至1份的濃度使用。也可單獨(dú)地或與這些光引發(fā)劑組合地使用熱活化 引發(fā)劑。熱引發(fā)劑的例子包括有機(jī)過(guò)氧化物(例如過(guò)氧化苯甲酰)和偶氮化合物(例如偶 氮雙異丁腈)。這些熱引發(fā)劑以與光引發(fā)劑相似的濃度范圍使用。
[0091] 為了進(jìn)一步優(yōu)化光學(xué)透明的粘合劑的粘合劑性能,還可向本發(fā)明的光學(xué)透明粘合 劑添加促進(jìn)粘附的添加劑,例如硅烷和鈦酸鹽。此類添加劑可通過(guò)聯(lián)接到基底(如LCD的玻 璃和三乙酸纖維素)中的硅烷醇基、羥基或其他反應(yīng)性基團(tuán)來(lái)促進(jìn)粘合劑與基底之間的粘 附。硅烷和鈦酸酯可以在連接到粘合劑的可共聚基團(tuán)或相互作用基團(tuán)的Si或Ti原子上僅 具有烷氧基取代。作為另外一種選擇,硅烷和鈦酸鹽可在連接到粘合劑可共聚基團(tuán)或相互 作用基團(tuán)的Si或Ti原子上具有烷基和烷氧基兩者的取代。粘合劑可共聚基團(tuán)通常可以是 丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基團(tuán),但是也可使用乙烯基和烯丙基基團(tuán)。作為另外一種選擇,硅 烷或鈦酸酯還可與粘合劑中的官能團(tuán)(例如(甲基)丙烯酸羥烷基酯)反應(yīng)。另外,硅烷 或鈦酸酯可具有一個(gè)或多個(gè)能提供與粘合劑基質(zhì)的強(qiáng)相互作用的基團(tuán)。此強(qiáng)相互作用的例 子包括氫鍵鍵合、離子相互作用和酸堿相互作用。合適的硅烷的實(shí)例包括但不限于(3-縮 水甘油釀氧基丙基)二甲氧基娃燒。
[0092] 在另一個(gè)實(shí)施例中,粘合劑組合物向0CA中引入親水性部分以獲得無(wú)濁度的光學(xué) 層合物,這種層合物甚至在高溫/高濕加速老化試驗(yàn)之后仍保持無(wú)濁度。在一個(gè)方面,所提 供的粘合劑組合物衍生自這樣的前體,其包含約75至約95重量份的在烷基中具有1至14 個(gè)碳原子的丙烯酸烷基酯。丙烯酸烷基酯可以包括脂族、脂環(huán)族或芳族烷基??捎玫谋?酸烷基酯(即,丙烯酸烷基酯單體)包括與非叔烷基醇所成的直鏈或帶支鏈的單官能丙烯 酸酯或甲基丙烯酸酯,其烷基具有1至14個(gè)碳原子,特別是具有1至12個(gè)碳原子??捎玫?單體包括(例如)(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸甲 酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(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)丙烯酸正丁酯、(甲基) 丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲 基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸異 冰片酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸芐酯和(甲基)丙烯 酸-2-甲基丁酯以及它們的組合。
[0093] 這種粘合劑組合物前體可還包含約0份至約5份的可共聚極性單體,例如含有羧 酸、酰胺、氨基甲酸酯或脲官能團(tuán)的丙烯酸類單體。還可以包含像N-乙烯基內(nèi)酰胺之類的 弱極性單體。可用的N-乙烯基內(nèi)酰胺是N-乙烯基己內(nèi)酰胺。一般來(lái)講,粘合劑中的極性單 體成分可包括小于約5重量份、或甚至小于約3重量份的一種或多種極性單體。只為弱極 性的極性單體可以較高含量摻入,例如10重量份或以下??捎玫聂人岚ū┧岷图谆?烯酸。可用的酰胺包括N-乙烯基己內(nèi)酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯酰胺、N-甲 基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基甲基(丙烯酰胺)、N-嗎啉代丙 烯酸酯和N-辛基(甲基)丙烯酰胺。
[0094] 基于100份的丙烯酸烷基酯和可共聚極性單體計(jì),這種粘合劑組合物還包含約1 份至約25份的親水性聚合物化合物。這種親水性聚合物化合物通常具有大于約500、或大 于約1000、或甚至更高的數(shù)均分子量(Μη)。合適的親水性聚合物包括聚(環(huán)氧乙烷)鏈段、 羥基官能團(tuán)、或它們的組合。聚合物中的聚(環(huán)氧乙烷)鏈段和羥基官能團(tuán)的組合需要足 夠高,以使所得聚合物具有親水性。"親水性"是指聚合物可摻入至少25重量%的水而無(wú)相 分離。通常,合適的親水性聚合物可包含具有至少10個(gè)、至少20個(gè)、或甚至至少30個(gè)環(huán)氧 乙烷單元的聚(環(huán)氧乙烷)鏈段。作為另外一種選擇,基于該聚合物的烴含量計(jì),合適的親 水性聚合物包含至少25重量%的氧,該氧為聚(環(huán)氧乙烷)的乙二醇基團(tuán)或者為羥基官能 團(tuán)的形式。只要可用的親水性聚合物化合物保持與粘合劑可混溶并且產(chǎn)生光學(xué)透明的粘合 劑組合物,它們就可與粘合劑組合物共聚或非共聚??晒簿鄣摹⒂H水性的聚合物化合物包括 (例如)得自Sartomer Company(Exton,PA)的0)552(為單官能的甲氧基化的甲基丙烯酸 聚乙二醇酯(550))、或也得自Sartomer的SR9036 (為在雙酚A部分和每個(gè)甲基丙烯酸酯基 團(tuán)之間具有30個(gè)聚合環(huán)氧乙烷基團(tuán)的乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯)。其他例子包括得 自Jarchem Industries Inc. (Newark, New Jersey)的苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯。聚合物 型親水性化合物的其它例子包括聚丙烯酰胺、聚-N,N-二甲基丙烯酰胺和聚-N-乙烯基吡 咯烷酮。
[0095] 在另一方面,所提供的層合物包含衍生自這樣的前體的粘合劑組合物,這種前體 包含約50重量份至約95重量份的在烷基基團(tuán)中具有1至14個(gè)碳的丙烯酸烷基酯以及約 〇重量份至約5重量份的可共聚極性單體。丙烯酸烷基酯和可共聚極性單體在上文中有所 描述?;?00份的丙烯酸烷基酯和可共聚極性單體計(jì),這種前體還包含約5重量份至約 50重量份的親水性、羥基官能化的單體化合物。該親水性、羥基官能化的單體化合物通常具 有小于400的羥基當(dāng)量。羥基當(dāng)量分子量定義為單體化合物的分子量除以單體化合物中的 羥基基團(tuán)的數(shù)量??捎玫倪@種類型單體包括丙烯酸-2-羥乙酯和甲基丙烯酸-2-羥乙酯、 丙烯酸-3-羥乙酯和甲基丙烯酸-3-羥乙酯、丙烯酸-4-羥乙酯和甲基丙烯酸-4-羥乙酯、 2_羥乙基丙烯酰胺和N-羥丙基丙烯酰胺。另外,還可使用基于衍生自環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷 的二醇的羥基官能化單體。這種類型的單體的例子包括可以Bisomer PPA6得自德國(guó)科寧 公司(Cognis, Germany)的輕基封端聚丙二醇丙烯酸酯。還設(shè)想到,將輕基當(dāng)量小于400的 二醇和三醇用于親水性單體化合物。除這些親水性的羥基官能單體外,也可使用富醚單體 例如丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯和丙烯酸甲氧基乙氧基乙酯或它們的甲基丙烯酸酯。當(dāng)使用 時(shí),它們可取代親水性的羥基官能單體中的全部或一部分,使得所得粘合劑保持光學(xué)透明, 甚至在當(dāng)暴露于高濕度時(shí)亦是如此。
[0096] 壓敏粘合劑可固有地具有粘性。如果需要,可在壓敏粘合劑的形成之前向前體混 合物中添加增粘劑??捎玫脑稣硠┌ǎɡ纾┧上沲?shù)脂、芳香烴樹(shù)脂、脂肪烴樹(shù)脂和萜 烯樹(shù)脂。一般來(lái)講,可以使用選自氫化松香酯、萜烯或芳香烴樹(shù)脂的淺色增粘劑。
[0097] 可以出于特殊目的添加其他材料,包括(例如)油、增塑劑、抗氧化劑、UV穩(wěn)定劑、 顏料、固化劑、聚合物添加劑和其他添加劑,前提條件是它們不會(huì)顯著降低壓敏粘合劑的光 學(xué)透明度。
[0098] MS 0CA組合物可具有添加到前體混合物的另外的組分。例如,混合物可以包含 多官能交聯(lián)劑。這種交聯(lián)劑包括在制備溶劑涂布型粘合劑的干燥步驟中活化的熱交聯(lián) 劑以及在聚合步驟中共聚的交聯(lián)劑。這種熱交聯(lián)劑可以包括多官能異氰酸酯、氮丙啶、 多官能(甲基)丙烯酸酯和環(huán)氧化合物。示例性的交聯(lián)劑包括雙官能丙烯酸酯,例如 1,6-己二醇二丙烯酸酯,或者多官能丙烯酸酯,例如本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的那些???用的異氰酸酯交聯(lián)劑包括(例如)可以商品名DESMODUR L-75得自德國(guó)科隆的拜耳公司 (Bayer (Cologne, Germany))的芳族二異氰酸酯。紫外光或"UV"活化交聯(lián)劑也可以用來(lái)使 壓敏粘合劑交聯(lián)。這種UV交聯(lián)劑可以包括二苯甲酮和4-丙烯酰氧基二苯甲酮。
[0099] 另外,用于所提供的MS 0CA組合物的前體混合物可包含熱引發(fā)劑或光引發(fā)劑。 熱引發(fā)劑的例子包括過(guò)氧化物諸如過(guò)氧化苯甲酰及其衍生物,或者偶氮化合物,例如可得 自美國(guó)特拉華州威爾明頓(Wilmington, DE)的杜邦公司(E.I.du Pont de Nemours and Co.)的VAZ067(其為2, 2'-偶氮二-(2-甲基丁腈))或可得自美國(guó)弗吉尼亞州里士滿 (Richmond, VA)的和光純藥精細(xì)化工公司(Wako Specialty Chemicals)的 V_601(其為 2, 2' -偶氮二異丁酸二甲酯)。可獲得可以用來(lái)在寬泛溫度引發(fā)熱聚合的多種過(guò)氧化物 或偶氮化合物。前體混合物可以包括光引發(fā)劑。特別可用的是諸如可得自紐約州塔里敦 (Tarrytown,NY)的巴斯夫公司的IRGACURE651(2, 2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮)的引發(fā)劑。 通常,將交聯(lián)劑(如果存在)以基于該混合物中的其他組分計(jì)約0. 05重量份至約5. 00重 量份的量添加到前體混合物。通常,將引發(fā)劑以〇. 05重量份至約2重量份的量添加到前體 混合物。
[0100] 可將壓敏粘合劑前體共混以形成光學(xué)透明的混合物?;旌衔锟梢酝ㄟ^(guò)暴露于熱和 光化輻射(以分解混合物中的引發(fā)劑)而聚合。這可在添加交聯(lián)劑之前進(jìn)行以形成可涂布 的漿料,隨后可向漿料中添加一種或多種交聯(lián)劑以及另外的引發(fā)劑,可將漿料涂布在襯片 上并通過(guò)另外暴露于添加的引發(fā)劑的引發(fā)條件來(lái)進(jìn)行固化(即,交聯(lián))。作為另外一種選 擇,可以將交聯(lián)劑和引發(fā)劑添加到單體混合物中并且可以使這種單體混合物在一個(gè)步驟中 既聚合又固化。所需的涂布粘度可決定使用哪個(gè)工序。可以通過(guò)多種已知的涂布技術(shù)(例 如輥涂、噴涂、刮涂、模具涂布等等)來(lái)涂布本發(fā)明所公開(kāi)的粘合劑組合物或前體。作為另 外一種選擇,也可將粘合劑前體組合物作為液體進(jìn)行遞送來(lái)填充兩個(gè)基底之間的間隙,并 隨后暴露于熱或UV以使該組合物聚合和固化。
[0101]
[0102] 本發(fā)明的MS OCA和層合方法提供MS OCA與基底的點(diǎn)與點(diǎn)接觸,從而避免空氣氣 泡截留在層合物內(nèi)。隨著時(shí)間的推移,由MS0CA中的微結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的開(kāi)放空氣溝槽形成為 單獨(dú)的氣泡而無(wú)需在基底的重量之外施加另外的壓力或重量。隨著時(shí)間的進(jìn)一步推移,或 隨著熱和/或壓力的施加,單獨(dú)的氣泡也消失而無(wú)需在除基底的重量之外施加另外的壓力 或重量。
[0103] 為產(chǎn)生點(diǎn)與點(diǎn)層合,MS 0CA包含下述特征,例如在其主表面中的至少一個(gè)的X、y 平面內(nèi)的至少一個(gè)維度上、優(yōu)選至少兩個(gè)維度上互連的突起和/或壓痕。這些突起和/或壓 痕的形狀和尺寸在MS 0CA的整個(gè)表面上可以是規(guī)則或不規(guī)則的。同樣,這種互連在MS 0CA 的主表面中的至少一個(gè)的x、y平面內(nèi)的至少一個(gè)維度上可以遵循規(guī)則或不規(guī)則的圖案。MS OCA允許層合過(guò)程中在MS OCA和基底之間形成的截留氣泡容易地逸出,從而制備無(wú)氣泡的 層合物,特別是在高壓釜處理之后。因此,在層合并暴露于通過(guò)高壓釜處理加速的過(guò)程一定 時(shí)間后,觀察到最少的層合缺陷。這是壓敏MS 0CA在室溫下以及熱活化MS 0CA在活化溫 度或更高溫度下的真實(shí)情況。
[0104] 可通過(guò)多種方法來(lái)在MS 0CA上形成微結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中,通過(guò)在微結(jié)構(gòu)化的 襯片上流延來(lái)在0CA上賦予微結(jié)構(gòu)。在另一個(gè)實(shí)施例中,可在施加壓力時(shí)用微結(jié)構(gòu)化的襯 片調(diào)換光滑的襯片以壓印微結(jié)構(gòu)。在另一個(gè)實(shí)施例中,可在層合即將開(kāi)始之前或在抵靠第 二基底粘結(jié)0CA時(shí),使用微結(jié)構(gòu)化的模具將微結(jié)構(gòu)壓印到0CA的暴露表面上。
[0105] MS 0CA的微結(jié)構(gòu)可由微結(jié)構(gòu)化的襯片如圖1中所示的超淺襯片、圖2a和2b中所 示的雙特征襯片或圖3的網(wǎng)格襯片形成。圖1示出了超淺襯片的接觸表面的剖視圖。圖1 的微結(jié)構(gòu)化襯片的接觸表面包含互連的正方四邊形椎體特征。在一個(gè)實(shí)施例中,椎體特征 中的每一個(gè)具有為在約5微米和15微米之間的高度及為在約150微米和約250微米之間 的寬度。在另一個(gè)實(shí)施例中,椎體特征中的每一個(gè)具有為在約15微米和100微米之間的高 度。
[0106] 圖2a和2b分別示出了雙特征襯片的接觸表面的剖視圖以及該雙特征襯片的接觸 表面的放大的剖視圖。圖2a和2b的微結(jié)構(gòu)化襯片的接觸表面包含正方四邊形椎體和四邊 形椎體溝槽。在一個(gè)實(shí)施例中,椎體特征中的每一個(gè)具有為在約5微米和15微米之間的高 度及為在約15微米和約50微米之間的寬度。在一個(gè)實(shí)施例中,椎體在相應(yīng)的MSOCA中產(chǎn) 生為在約100度和約150度之間的角。在一個(gè)實(shí)施例中,四邊形椎體溝槽中的每一個(gè)具有 深度為約10微米和約30微米之間及第一寬度和第二寬度。在一個(gè)實(shí)施例中,第一寬度為 在約10微米和約40微米之間,第二寬度為在約1微米和約10微米之間。相應(yīng)的突起或相 應(yīng)的壓痕之間的距離為在約150微米和約250微米之間。
[0107] 圖3示出了網(wǎng)格圖案襯片的接觸表面的剖視圖,該網(wǎng)格圖案是兩維(x-y)的。圖3 的網(wǎng)格圖案由正交的壁構(gòu)成,該壁具有三角形橫截面形狀,高度為約60微米并且節(jié)距為約 200微米。雖然該壁指示為正交的,即網(wǎng)格圖案的相交的壁形成90°角,但網(wǎng)格圖案的相交 的壁間的角可為在0-90°范圍內(nèi)。在0°的角下,壁不再形成網(wǎng)格圖案,而是在單個(gè)(X)維 度上形成一系列平行的行。雖然圖3的壁示出為具有三角形橫截面形狀,但不限于該形狀 并可采用其它形狀,如正方形、矩形、半球形、梯形等。在圖3中,與壁的基部相對(duì)的角示出 為40°。該角不受特別限制并可在約5°至約150°的范圍內(nèi)變化并且結(jié)合對(duì)應(yīng)的所需節(jié) 距來(lái)選擇。節(jié)距可為在約10微米、20微米、50微米或甚至約100微米至約500微米、1,000 微米或甚至約5, 000微米的范圍內(nèi)。壁的高度可為在約5微米至約200微米的范圍內(nèi)。
[0108] 微結(jié)構(gòu)化襯片的微結(jié)構(gòu)化特征的所有關(guān)鍵尺寸如高度、寬度、形狀和間距基于微 結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑的表面中所需的最終形貌特征來(lái)選擇。微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合 劑的表面的形貌特征將具有微結(jié)構(gòu)化襯片的反轉(zhuǎn)形貌特征。
[0109] 雖然圖l、2a和2b示出了椎體形狀而圖3示出了網(wǎng)格形狀的圖案,但微結(jié)構(gòu)化襯 片的接觸表面可包含本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何形狀的特征而不偏離本發(fā)明的預(yù)期范圍。 另外,微結(jié)構(gòu)不必以規(guī)則或重復(fù)的圖案例如線條或十字圖案排列。微結(jié)構(gòu)也可呈無(wú)規(guī)圖案。
[0110] 在實(shí)施過(guò)程中,可通過(guò)首先制備PSA聚合物溶液或熱熔融體并涂布到微結(jié)構(gòu)化的 襯片上來(lái)形成MS 0CA。在一個(gè)實(shí)施例中,使用刮刀涂布機(jī)來(lái)涂布溶液。然后在烘箱中干燥 涂布在襯片上的溶液。在一個(gè)實(shí)施例中,在約l〇〇°C下干燥溶液約10分鐘。然后可將所得 PSA與隔離襯片一起層合,從而制備粘合劑轉(zhuǎn)移膠帶。在第二實(shí)施例中,將粘合劑熱熔融涂 布在微結(jié)構(gòu)化的襯片上。在第三實(shí)施例中,將MS 0CA前體涂布在襯片上并在其表面上批量 聚合。
[0111] 在用于剛性-剛性層合(如,用于電話或平板裝置中的玻璃蓋對(duì)觸摸傳感器玻璃 的層合)的MS 0CA組合物的典型施加中,首先在室溫或高溫下進(jìn)行層合。在一個(gè)實(shí)施例中, 層合在約20°C和約60°C之間的溫度下進(jìn)行。在層合溫度下,粘合劑組合物具有至少0. 3、 特別是至少0. 5、更特別是至少0. 7的損耗角正切值。當(dāng)損耗角正切值太低(S卩,低于0. 3) 時(shí),粘合劑的初始潤(rùn)濕可能困難并且可能需要較高的層合壓力和/或較長(zhǎng)的按壓時(shí)間,以 實(shí)現(xiàn)良好的潤(rùn)濕。這可導(dǎo)致較長(zhǎng)的生產(chǎn)周期和顯示器基底中的一個(gè)或多個(gè)的可能變形。當(dāng) 損耗角正切值太低時(shí),粘合劑還將保持顯著的彈性特性而可能難以完全擦除初始層合時(shí)存 在的微結(jié)構(gòu)。較高的損耗角正切值允許MS 0CA中具有更粘性的特性,從而在粘合劑的交聯(lián) 之前提供更完全地填充微結(jié)構(gòu)的機(jī)會(huì),而不是必須依賴于彈性記憶來(lái)試圖在層合之后移除 微結(jié)構(gòu)。
[0112] 如圖4a和4b中所示,制備層合物100的做法是:從MS 0CA30的第一主表面32 (非 微結(jié)構(gòu)化的表面)移除隔離襯片(未不出)。然后將MS 0CA的第一主表面施加到第一基底 10。在一個(gè)實(shí)施例中,使用橡皮輥將MS 0CA施加到第一基底。然后從MS 0CA的第二主表 面34移除微結(jié)構(gòu)化的襯片(未示出),從而使微結(jié)構(gòu)化的表面暴露,并將MS OCA的第二主 表面施加到第二基底20。在施加時(shí),在微結(jié)構(gòu)化表面的重復(fù)的微結(jié)構(gòu)單元36和第二基底之 間形成點(diǎn)與點(diǎn)接觸,從而形成粘結(jié)線50,粘結(jié)線50在第一基底和第二基底之間延伸。粘結(jié) 線包含開(kāi)放空氣空間40的區(qū)域。
[0113] 隨著第二基底與MS 0CA的微結(jié)構(gòu)化表面接觸,非交聯(lián)或輕度交聯(lián)的MS 0CA的第 二主表面將逐漸潤(rùn)濕第二基底。然后進(jìn)行MS 0CA的均勻鋪展,從而增大接觸面積和減少開(kāi) 放空氣空間的面積。連續(xù)的開(kāi)放空氣空間因此開(kāi)始閉合而形成單獨(dú)的氣泡。隨著時(shí)間的推 移,單獨(dú)的氣泡也減小尺寸直至從粘結(jié)線基本上移除任何空氣空間(圖4b)。當(dāng)潤(rùn)濕到由微 結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的圖案不再肉眼可見(jiàn)并且在顯示器中無(wú)摩爾紋的程度時(shí),層合可視為完成。如果 需要,可在此時(shí)完成MS0CA的進(jìn)一步交聯(lián)。在一個(gè)實(shí)施例中,層合在72小時(shí)內(nèi)、48小時(shí)內(nèi)、 24小時(shí)內(nèi)、20小時(shí)內(nèi)、18小時(shí)內(nèi)和3小時(shí)內(nèi)完成。因此可在無(wú)真空層合下除第二基底的重 量外無(wú)壓力地實(shí)現(xiàn)無(wú)缺陷層合。
[0114] 如果需要,也可在剛性-剛性層合工藝過(guò)程中使層合物經(jīng)受壓力和/或熱以移 除任何截留的氣泡。在一個(gè)實(shí)施例中,在其中施加了壓力和溫度(如,5個(gè)大氣壓和60至 l〇〇°C )的高壓釜中處理層合物以移除任何剩余的截留氣泡。良好的粘合劑流動(dòng)性允許來(lái) 自層合步驟的截留氣泡容易地逸出粘合劑基質(zhì),從而在高壓釜處理之后得到無(wú)氣泡層合 物。當(dāng)經(jīng)受增加的壓力和/或熱時(shí),完成層合所需的時(shí)間量可大大減少。在一個(gè)實(shí)施例中, 當(dāng)經(jīng)受增加的壓力和/或熱時(shí),層合在不到一小時(shí)、特別是不到30分鐘、更特別是不到20 分鐘時(shí)內(nèi)完成。
[0115] 在高壓釜溫度下,MS 0CA具有與通常使用中的溫度范圍(即,40°C至70°C )相同 的損耗角正切值。當(dāng)在典型的高壓釜溫度下的損耗角正切值下降為低于〇. 3時(shí),粘合劑可 能將不能足夠快地軟化以進(jìn)一步潤(rùn)濕基底和讓任何層合步驟截留的空氣氣泡逸出。過(guò)度的 流量可能是不可取的。例如,如果損耗角正切值超過(guò)約1.5,則粘合劑的粘性特性可能太高 而可能導(dǎo)致粘合劑擠出和滲出,尤其是在較高的壓力下。通過(guò)降低溫度,可減小損耗角正切 值并可獲得良好的層合而無(wú)擠出或滲出。因此,良好的基底潤(rùn)濕和易于移除氣泡的組合益 處使得能夠在循環(huán)時(shí)間大大縮短的情況下實(shí)現(xiàn)高效的層合顯示器組件加工。
[0116] 應(yīng)甩
[0117] 在一個(gè)示例性應(yīng)用中,本發(fā)明描述的制品以及制備所述制品的方法可被結(jié)合應(yīng)用 于電子設(shè)備,所述電子設(shè)備例如但不限于:TV LCD面板、有源標(biāo)牌顯示器、手機(jī)、手持式游戲 裝置、導(dǎo)航系統(tǒng)、平板電腦和膝上型計(jì)算機(jī)。所述制品以及制備所述制品的方法也可用在需 要無(wú)氣泡層合但不需要光學(xué)透明的非光學(xué)應(yīng)用中。例如,所描述的制品和方法可用在例如 但不限于跟蹤板和膝上型電腦的裝置中。
[0118] 在一些實(shí)施例中,光學(xué)組件包括液晶顯示組件,其中顯示面板包括液晶顯示面板。 液晶顯示面板是眾所周知的,通常包括設(shè)置在兩塊基本上透明的基底(諸如玻璃基底和聚 合物基底)之間的液晶材料。如本文所用,基本上透明是指每毫米厚度具有在400nm下大 于約85 %、在530nm下大于約90 %以及在670nm下大于約90 %的透射率的基底。用作電極 的透明導(dǎo)電材料設(shè)在基本上透明的基底的內(nèi)表面上。在一些情況下,基本上透明的基底的 外表面上設(shè)有實(shí)質(zhì)上僅一種偏振態(tài)的光通過(guò)的偏振膜。當(dāng)在整個(gè)電極上選擇性地施加電壓 時(shí),液晶材料重新定向,以調(diào)整光的偏振態(tài),使得圖像形成。液晶顯示面板也可包括液晶材 料,液晶材料設(shè)置在具有多個(gè)以矩陣圖案排列的薄膜晶體管TFT的TFT陣列面板與具有共 用電極的共用電極面板之間。
[0119] 在一些實(shí)施例中,光學(xué)組件包括等離子體顯示組件,其中顯示面板包括等離子體 顯示面板。等離子體顯示面板是眾所周知的并通常包括設(shè)置在位于兩塊玻璃面板之間的許 多微小單元中的例如氖氣和氙氣的稀有氣體的惰性混合物??刂齐娐穼?duì)面板內(nèi)的電極充 電,使氣體電離而形成等離子體,該等離子體隨后激發(fā)熒光粉發(fā)光。
[0120] 在一些實(shí)施例中,光學(xué)組件包括有機(jī)電致發(fā)光組件,其中顯示面板包括設(shè)置在兩 塊玻璃面板之間的有機(jī)發(fā)光二極管或發(fā)光聚合物。
[0121] 其他類型的顯示面板也可得益于顯示器粘結(jié),例如具有觸摸屏的電泳顯示器,例 如用在電子紙顯示器中的那些。
[0122] 光學(xué)組件還包括基本上透明的基底,其每毫米厚度具有在400nm下大于約85%、 在530nm下大于約90%以及在670nm下大于約90%的透射率。在通常的液晶顯示組件中, 基本上透明的基底可稱為前蓋板或后蓋板?;旧贤该鞯幕卓砂úAЩ蚓酆衔???捎?的玻璃包括硅酸硼玻璃、鈉鈣硅玻璃(soda-lime)和其它適于作為保護(hù)蓋用于顯示器應(yīng)用 中的玻璃??捎玫木酆衔锇ǖ幌抻诰埘ツと鏟ET、聚碳酸酯膜或板、丙烯酸類板和環(huán)烯 經(jīng)聚合物,例如可得自瑞翁化工(Zeon Chemicals L.P)的Zeonox和Zeonor。這種基本上 透明的基底的折射率尤其接近顯示面板和/或可光聚合層的折射率。例如,在約1. 45和約 1. 55之間?;旧贤该鞯幕椎暮穸韧ǔ榧s0. 5mm至約5mm。
[0123] 在一些實(shí)施例中,基本上透明的基底包括觸摸屏。觸摸屏是本領(lǐng)域眾所周知的并 通常包括設(shè)置在兩塊基本上透明的基底之間的透明導(dǎo)電層。例如,觸摸屏可包括設(shè)置在玻 璃基底與聚合物基底之間的銦錫氧化物。
[0124] 實(shí)魁
[0125] 本發(fā)明在以下實(shí)例中有更具體的描述,這些實(shí)例僅為說(shuō)明性的,因?yàn)楸景l(fā)明范圍 內(nèi)的許多修改形式和變型形式對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見(jiàn)。除非另外指明,否則在下 述實(shí)例中記錄的所有份數(shù)、百分比和比率均以重量計(jì)。
[0126] 測(cè)試方法
[0127] 分子量測(cè)量
[0128] PSA中的每個(gè)的重均分子量均使用常規(guī)凝膠滲透色譜(GPC)技術(shù)以四氫呋喃作為 溶劑、聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)物來(lái)測(cè)定。測(cè)量用使用2XPLgel MIXED-B色譜柱(美國(guó)加利福 尼亞州的安捷倫科技公司(Agilent Technologies, California, USA))和 Optilab rEX 檢 測(cè)器(加利福尼亞州圣巴巴拉的懷雅特技術(shù)公司(Wyatt Technology Corporation, Santa Barbara, California))的1200系列HPLC系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行。樣品濃度為大約0. 1% (重量/重 量)(在THF中)并在1. 0ml/min的流量下遞送,注射量為100 μ 1。
[0129] 動(dòng)杰力學(xué)分析(DMA)測(cè)量
[0130] DMA測(cè)量在美國(guó)特拉華州TA儀器公司(TA Instruments, Delaware, USA)制造的 ARES流變儀上進(jìn)行。測(cè)試采用平行板幾何形狀進(jìn)行。粘合劑樣品厚度為約3mm并通過(guò)堆疊 適宜層數(shù)的非微結(jié)構(gòu)化粘合劑轉(zhuǎn)移膠帶而實(shí)現(xiàn)。溫度斜坡為_(kāi)40°C至200°C。擾動(dòng)頻率為 1Hz。取Tan δ峰的溫度為T(mén)g。該測(cè)試還提供剪切儲(chǔ)能模量值(G')、剪切損耗模量值(G") 和損耗角正切值(即,G"/G')。
[0131] 凝膠含量
[0132] 基于重量計(jì)的凝膠分?jǐn)?shù)采用常規(guī)提取技術(shù)使用甲基乙基酮(MEK)作為溶劑來(lái)測(cè) 定。將一克PSA溶解在40g MEK中并于室溫下?lián)u動(dòng)20小時(shí)。透過(guò)濾紙過(guò)濾溶液,該濾紙可 以商品名"WHATMAN Grade40"得自英國(guó)肯特郡的沃特曼公司(Whatman Pic, Kent, UK)。將 過(guò)濾器上的不溶組分于l〇〇°C下干燥60分鐘。稱取經(jīng)干燥的不溶組分的質(zhì)量并用下式計(jì)算 凝膠分?jǐn)?shù):
[0133] 凝膠含量(%) =(不溶組分的質(zhì)量/初始粘合劑的質(zhì)量)X 100。
[0134] 潤(rùn)濕行為
[0135] 使用光學(xué)顯微鏡觀察各種微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑轉(zhuǎn)移膠帶(MS-0CA-TT)在 玻璃上的潤(rùn)濕行為。如下使用MS-0CA-TT將兩個(gè)玻璃基底層合在一起。切下約40mmX 85mm 的一片MS-0CA-TT并使用橡皮輥層合到約55mm X 85mm X 0· 55mm的浮法玻璃板的中心,使得 MS-0CA-TT和浮法玻璃板的最長(zhǎng)維度對(duì)齊。在此層合步驟中,移除非微結(jié)構(gòu)化的襯片并將非 微結(jié)構(gòu)化的粘合劑表面層合到浮法玻璃板。移除MS-0CA-TT的微結(jié)構(gòu)化襯片并在暴露的微 結(jié)構(gòu)化粘合劑表面上輕輕放置一個(gè)顯微鏡蓋玻片(24_X32_X0. 15mm)。該蓋玻片定位為 使得其與浮法玻璃板的中心對(duì)齊。將層合物置于顯微鏡載物臺(tái)中并監(jiān)測(cè)蓋玻片中心處的潤(rùn) 濕行為隨時(shí)間的變化。
[0136] 180°剝離強(qiáng)度
[0137] 180 °剝離強(qiáng)度在可得自日本東京島津株式會(huì)社(Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan)的 Autograph AG-X 拉伸測(cè)試機(jī)上測(cè)量。剝離速率為 300mm/ min。用于剝離強(qiáng)度測(cè)量的樣品按如下制備。從光學(xué)透明的粘合劑轉(zhuǎn)移膠帶(0CA-TT)移除 RL1。使用橡皮輥將暴露的粘合劑手工層合到一片T60膜。將該T-60膜/粘合劑層合物切 成約100mm長(zhǎng)X 25mm寬的條。從T-60膜/粘合劑層合物移除微結(jié)構(gòu)化的襯片1 (MS-L1) 或RL2,具體取決于使用的是哪個(gè)0CA-TT。將暴露的粘合劑表面層合到50mmX80mmX0. 7mm 玻璃板的表面,該玻璃板可以商品名"EAGLE2000"得自紐約州科寧的科寧公司(Corning Incorporated, Corning, New York)。讓質(zhì)量為約100g的橡皮棍在約300mm/min的速度下 輥壓過(guò)T60膜/粘合劑條,以將T-60膜/粘合劑條層合到玻璃板。層合之后3分鐘進(jìn)行 180°剝離強(qiáng)度測(cè)試。層合之后一小時(shí)在另一制得的樣品上進(jìn)行180°剝離強(qiáng)度測(cè)試。在一 些情況下,另外還在層合之后24小時(shí)對(duì)樣品進(jìn)行剝離強(qiáng)度測(cè)試。
[0138] 所用材料
[0139]
【權(quán)利要求】
1. 一種光學(xué)透明的粘合劑,包括: 第一主表面和第二主表面; 其中所述第一主表面和所述第二主表面中的至少一個(gè)在至少一 個(gè)平面(χ-y)維度上包含互連的微結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)化表面;其中所述光學(xué)透明的粘合劑 在層合溫度下具有至少約〇. 3的損耗 角正切值;并且 其中所述光學(xué)透明的粘合劑是非交聯(lián)的或輕度交聯(lián)的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)透明的粘合劑,其中所述微結(jié)構(gòu)化表面在至少兩個(gè)平面 維度上包含互連的特征。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)透明的粘合劑,其中所述微結(jié)構(gòu)化表面包含深度為約5 微米和約80微米之間的壓痕。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)透明的粘合劑,其中所述第一主表面和所述第二主表面 兩者包含微結(jié)構(gòu)化表面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)透明的粘合劑,其中所述微結(jié)構(gòu)化表面包含壓痕和突 起。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)透明的粘合劑,其中所述光學(xué)透明的粘合劑為熱熔融光 學(xué)透明的粘合劑、溶劑涂布光學(xué)透明的粘合劑、在幅材上聚合的光學(xué)透明的粘合劑和熱活 化的粘合劑中的一種。
7. -種不使用真空來(lái)層合第一基底和第二基底的方法,所述方法包括: 提供微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑,所述微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑包括第一主表面和 第二主表面,其中至少一個(gè)主表面包含微結(jié)構(gòu)化表面,其中所述微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合 劑在層合溫度下具有至少約〇. 3的損耗角正切值; 從所述微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑的所述第一主表面移除隔離襯片; 使所述微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑的所述第一主表面與所述第一基底的表面接觸; 從所述微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑的所述第二主表面移除微結(jié)構(gòu)化隔離襯片以暴露 微結(jié)構(gòu)化表面,其中所述微結(jié)構(gòu)化表面在至少一個(gè)平面維度上包含互連的微結(jié)構(gòu);以及 使所述微結(jié)構(gòu)化表面與所述第二基底的表面接觸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,還包括使所述層合物經(jīng)受熱和壓力中的至少一個(gè)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中所述光學(xué)透明的粘合劑在所述層合溫度下具有至 少約0. 5的損耗角正切值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中所述微結(jié)構(gòu)化表面在至少兩個(gè)維度上包含互連 的特征。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中所述微結(jié)構(gòu)化表面包含深度為約5微米和約80 微米之間的壓痕。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中所述第一主表面和所述第二主表面兩者包含微 結(jié)構(gòu)化表面。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中所述微結(jié)構(gòu)化表面包含壓痕和突起。
14. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中所述光學(xué)透明的粘合劑為熱熔融光學(xué)透明的粘 合劑、溶劑涂布光學(xué)透明的粘合劑、在幅材上聚合的光學(xué)透明的粘合劑和熱活化的粘合劑 中的一種。
15. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中所述光學(xué)透明的粘合劑是非交聯(lián)的或輕度交聯(lián) 的。
16. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中所述第一基底和所述第二基底均是剛性的。
17. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中所述第一基底和所述第二基底中的至少一個(gè)包 含形貌特征。
18. -種無(wú)真空地層合第一基底和第二基底的方法,所述方法包括: 提供微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑,所述微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑包括第一主表面和 第二主表面,其中至少一個(gè)主表面包含微結(jié)構(gòu)化表面,其中所述微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合 劑在約20°C和約60°C之間的溫度下具有至少約0. 3的損耗角正切值; 使微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑的表面與所述第一基底的表面接觸; 向所述微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑的所述微結(jié)構(gòu)化表面施加所述第二基底的表面以 形成粘結(jié)線,其中所述微結(jié)構(gòu)化表面在至少一個(gè)平面維度上包含互連的微結(jié)構(gòu); 允許所述微結(jié)構(gòu)化表面與所述第二基底的表面之間的點(diǎn)與點(diǎn)接觸; 沿所述第二基底的表面均勻地鋪展所述微結(jié)構(gòu)化光學(xué)透明的粘合劑; 填充連續(xù)的開(kāi)放空氣空間以從所述粘結(jié)線基本上移除空氣以形成層合物。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其中所述光學(xué)透明的粘合劑是非交聯(lián)的或輕度交聯(lián) 的。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,還包括使所述層合物經(jīng)受壓力和熱之一。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其中所述光學(xué)透明的粘合劑為熱熔融光學(xué)透明的粘 合劑、溶劑涂布光學(xué)透明的粘合劑、在幅材上聚合的光學(xué)透明的粘合劑和熱活化的粘合劑 中的一種。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其中所述微結(jié)構(gòu)化表面在至少兩個(gè)維度上包含互連 的微結(jié)構(gòu)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其中所述微結(jié)構(gòu)化表面包含深度為約5微米和約80 微米之間的壓痕。
24. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其中所述第一主表面和所述第二主表面兩者包含微 結(jié)構(gòu)化表面。
25. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其中所述第一基底和所述第二基底中的至少一個(gè)包 含形貌特征。
【文檔編號(hào)】C09J7/00GK104144996SQ201280051967
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月24日
【發(fā)明者】諏訪敏宏, A·I·埃弗雷特斯, 三上治幸, 木下康宏 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司