液態光學透明可光固化的粘合劑的制作方法
【專利說明】液態光學透明可光固化的粘合劑
[0001] 本發明涉及一種特定的液態光學透明可光固化的粘合劑和該粘合劑的若干用途。 本發明還涉及用液態光學透明可光固化的粘合劑粘結基材，并且還涉及包括該光學透明的 粘合劑的光學組件。
[0002] 已經發現，光學透明的粘合劑并且尤其是液態光學透明的粘合劑在光學顯示方面 有廣泛應用。在顯示應用中光學粘結劑被用于粘結光學元件例如顯示面板、玻璃面板、觸摸 面板、擴散器、剛性補償器、加熱器和柔韌性薄膜如偏光器和延遲器（retarder)。尤其感興 趣的是將該粘合劑用于粘結觸摸式顯示器，例如電容式觸摸顯示器。由于新型的電子顯示 產品例如無線閱讀裝置的不斷發展增加了對光學透明粘合劑的需求，因此光學透明的粘合 劑的重要性仍然在增長。但是仍然有一些需要掌握的挑戰。關鍵問題是Mura。"Mura"是 用于"不均勻性"的日本術語。在一些液晶顯示器（IXD)面板上可能有時會出現暗斑或斑 塊。這種渾濁現象被認為是"Mura"。"Mura"用于描述在特定情況下導致屏幕不均勻一致 性的低對比、不規則圖案或區域。因此Mura是顯示效果并且可能由向LCD施加的應力而導 致發生。任何一種應力即使低水平的應力也可能導致LCD的Mura。由于Mura是不可修復 的，因此需要不斷克服Mura。由于顯示器的厚度變得越來越薄，例如智能手機，IXD/OLED顯 示器和頂部透鏡、觸摸面板或其他支撐件之間的應力導致的Mura問題甚至變得更為關鍵。
[0003] 通過本發明的主題解決了 Mura問題，所述主題是液態光學透明可光固化的粘合 劑組合物，其包含：
[0004] (a)5-30重量％的聚氨酯丙烯酸酯，
[0005] (b) 30-80重量％的增塑劑，
[0006] (c)0. 02-5重量％，優選0? 2-5重量％的光引發劑，
[0007] (d) 0-30重量％，優選0. 01-20重量％的丙烯酸酯單體和/或低聚物。
[0008] 該液態光學透明可光固化的粘合劑能夠粘結光學組件的部件，例如將蓋板玻璃粘 結至IXD模塊而沒有任何Mura問題或者至少最大可能預防Mura。
[0009] 現有技術已經確立了術語"液態光學透明可光固化的粘合劑"并且為本領域技術 人員所熟知。液態光學透明的粘合劑（LOCA)廣泛用于觸摸面板和顯示裝置，以將蓋板玻 璃、塑料或其他光學材料粘結至主傳感器單元或者彼此粘結。液態光學透明的粘合劑一般 用于提高裝置的光學性質和提高其他屬性例如耐久性。液態光學透明可光固化的粘合劑一 般用于例如將觸摸面板粘結至主液晶顯示器，以及將任何防護蓋如透鏡粘結至觸摸面板。 液態光學透明可光固化的粘合劑的主要應用包括電容式觸摸面板、3D電視和玻璃延遲器。 尤其是該粘合劑是光學透明的，如果它顯示出至少85%的光透射率。本領域技術人員知道 光透射率的測量。可根據以下優選的測試方法優選在100微米厚的樣品上測量。
[0010] 用于透射率的優選的測試方法：
[0011] 將一小滴光學透明的粘合劑置于75毫米X50毫米的光面載玻片上（來自Dow Coring的載玻片，Midland，MI)，將該載玻片用異丙醇擦拭3次，然后在其兩端固定兩個100 微米厚的間隔膠帶。用力將第二個載玻片固定在粘合劑上。然后在UV光源下徹底固化該 粘合劑。用來自Agilent的分光儀Cary 300測量波長380nm~780nm下的光透射率。一 個空白載玻片用作背景。
[0012] 本發明涉及液態光學透明可光固化的粘合劑組合物，驗證其具有以下益處：顯示 了超低模量以及超低硬度并且幾乎沒有收縮，在惡劣條件下顯示優異的光學性能。由于超 低模量和硬度，該粘合劑對LCD沒有施加任何Mura，同時顯著提高了 LCD顯示器的性能。至 少本發明能夠最大可能預防Mura。各種可靠條件后，該粘合劑顯示沒有變黃。該粘合劑具 有長的保存期并且在層合期間顯示良好的可加工性。
[0013] 本發明的粘合劑適合在不均勻表面上施用，可用于大的面板，理想用于填充間隙， 避免冷凝和起霧，可以耐受極端溫度，使顯示器設計非常薄。
[0014] 根據本發明的一個優選實施方案，聚氨酯丙烯酸酯應優選具有-80°c至-10°c的 Tg值，尤其是攜帶烷基（甲基）丙烯酸酯的UV可固化基團，并且優選在25°C、2.55 S4的剪 切速率下應當具有5, 000-500, OOOmPa的粘度，所述粘度可通過具有錐板（35毫米直徑）的 HAAKE旋轉流變儀測量。優選的聚氨酯丙烯酸酯為脂族聚醚聚氨酯丙烯酸酯。
[0015] Tg為玻璃化轉變溫度。Tg可優選通過差示掃描量熱法（DSC)來測定。該技術為 本領域技術人員所熟知。在一個優選的實施方案中，通過DSC法在10°C /分鐘的加熱速率 下測定玻璃化轉變溫度。
[0016] 聚氨酯丙烯酸酯優選包含多官能聚醚（甲基）丙烯酸酯低聚物。該聚醚（甲基） 丙烯酸酯低聚物包含至少一個（甲基）丙烯酸酯基團，例如1-4個（甲基）丙烯酸酯基團。 雙官能脂族聚氨酯丙烯酸酯低聚物是優選的。
[0017] 例如，多官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物可由脂族聚酯多元醇或脂族聚醚多元醇形 成，所述脂族聚酯多元醇或脂族聚醚多元醇由二元酸如己二酸或馬來酸和脂族二元醇如二 乙二醇或1，6-己二醇的縮合制備而成。在一個實施方案中，聚酯多元醇可包含己二酸和二 乙二醇。多官能異氰酸酯可包括亞甲基二環己基異氰酸酯或1，6-六亞甲基二異氰酸酯。羥 基官能的丙烯酸酯可包括羥基烷基丙烯酸酯如2-羥基乙基丙烯酸酯、2-羥基丙基丙烯酸 酯、4-羥基丁基丙烯酸酯或聚乙二醇丙烯酸酯。在一個實施方案中，多官能聚氨酯丙烯酸酯 低聚物可包括聚酯多元醇、亞甲基二環己基異氰酸酯和羥基乙基丙烯酸酯的反應產物。
[0018] 根據本發明可使用的合適的聚氨酯丙烯酸酯例如是脂族聚醚聚氨酯二丙烯酸酯， 尤其是購自 Bomar Specialties Co.，Torrington, CT 的 BR-3042、BR-3641AA、BR-3741AB 和 BR-344。其他優選的脂族聚氨醋丙稀酸醋例如是購自Sartomer Companry Inc，Exton，PA的 CN-9002、CN-980、CN-981、CN-9019。聚氨酯丙烯酸酯樹脂例如來自 Rahn AG, Switzerland 的 Genomer 4188/EHA、Genomer 4269/M22、Genomer 4425和 Genomer 1122、Genomer 6043 也是優選的。聚氨醋丙稀酸醋低聚物例如來自Nippon Soda, Tokyo, Japan的UV-3630ID80、 UV-3630ID80、UV-NS054和UV-NS077也是優選的。雙官能的脂族聚酯聚氨酯丙烯酸酯低聚 物以及雙官能的脂族聚酯/聚醚聚氨酯丙烯酸酯低聚物也是優選的聚氨酯丙烯酸酯。
[0019] 根據本發明的一個優選的實施方案，增塑劑選自聚異戊二烯樹脂、聚丁二烯樹脂、 氫化聚丁二烯、二甲苯聚合物、羥基封端的聚丁二烯和/或羥基封端的聚烯烴。也可以使 用萜烯聚合物樹脂、鄰苯二甲酸酯、苯三甲酸酯、己二酸酯、苯甲酸酯、己酸酯和/或二羧酸 酯。當然還可以使用購自市場的其他特定增塑劑。
[0020] 合適的增塑劑例如聚異戊二烯樹脂、聚丁二烯樹脂、氫化聚丁二烯、二甲苯聚合物 等可優選具有50~50, 000的數均分子量（Mn)，以及優選0-1的官能度。這里的官能度意 指可參與丙烯酸酯的固化反應的官能團，例如丙烯酸酯雙鍵。這里羥基不算作官能度。
[0021] 在本發明中可使用的優選的聚異戊二烯樹脂和/或聚丁二烯樹脂為例如購自 Sartomer Companry Inc, Exton, PA 的聚丁二稀Polybd45CT、Polybd2000CT、Polybd3000CT、 CN307。還可優選使用購自 Kuraray Co. Ltd, Tokyo, Japan 的聚異戊二烯 LI