CN103717692B - 可辐射固化的压敏粘结剂片材 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可辐射固化的压敏粘结剂片材,所述可辐射固化的压敏粘结剂片材能够产生在照射之前对粘附体具有良好初始粘附力的压敏粘结剂片材和在照射之后具有良好刚性的压敏粘结剂片材两者。可辐射固化的压敏粘结剂片材包含具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物和能够在照射时与所述(甲基)丙烯酸共聚物粘合的增塑剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种可辐射固化的压敏粘结剂片材,以及一种层合物及其制备方法。
背景技术
诸如便携式电话终端、计算机显示器等的电子器件的图像显示模块以及诸如触控面板的光学构件通常具有层合于其上的玻璃或塑料膜作为表面保护层。此类表面保护层经由将框形条带或粘结剂施加于图像显示部分的外部空白区域或触控面板的有效操作区域外部而固定至图像显示模块或触控面板。因此,图像显示部分或触控面板的有效操作区域与表面保护层之间形成空隙。
近年来,已广泛使用一种改善透明度并且增加图像清晰度的方法,其中表面保护层与图像显示模块或触控面板之间的空隙由透明材料取代,以使得表面保护层、触控面板及图像显示模块的显示表面之间的折射率的差值低于空气的折射率(换句话讲,折射率接近于玻璃或塑料的折射率的透明材料)。此类透明材料的例子包括压敏粘结剂、粘结剂、有机硅凝胶等。如果使用粘结剂,则可能难以仅将粘结剂施加于特定区域,并且可能需要昂贵的设备来进行施加。此外,固化反应期间由收缩产生的应力将引起剥离或粘附体翘曲。有机硅凝胶由于粘结性低而存在长期可靠性问题。与此相反,压敏粘结剂(例如压敏性粘结剂(PSA)片材)可预先加工成预定形状且接着加以施加,并且也具有足够粘结强度并且可再施加,使得此类材料可有效地将表面保护层施加于图像显示模块或触控面板上。
诸如图像显示模块、光学构件或表面保护层的粘附体的表面可能不平坦。可出于装饰性或阻光目的来印刷表面保护层的表面,尤其是与压敏粘结剂片材接触的表面。在许多例子中,通过印刷部分可在表面保护层的表面上形成三维表面形貌,诸如10μm高的凸起部分。当压敏粘结剂片材用于将表面保护层施加于图像显示模块或触控面板上时,存在例如与压敏粘结剂片材的三维形貌不充分适形可引起在三维表面形貌上或附近形成空隙的问题。此外,因由压敏粘结剂变形所引起的应力所致的翘曲可在具有畸变敏感性的粘附体(如LCD)中产生色斑。为避免这些问题,正常需要赋予压敏粘结剂片材大约十倍于三维表面形貌高度的厚度。如果使用具有不良应力缓解性的压敏粘结剂,则即使材料厚度为三维表面形貌高度的十倍或大于十倍,在施加时也可能不会满足所要求的品质。
日本未经审查的专利申请公开No.2010-163591描述了一种透明压敏粘结剂片材,其用于在图像显示设备中将表面保护层或触控面板固定至图像显示单元的显示表面,或用于将表面保护层固定至触控面板,其中该透明压敏粘结剂片材包含单体共聚物,其包含特定的(甲基)丙烯酸烷基酯、特定的极性单体和特定的(甲基)丙烯酸酯或特定的亲水单体。
发明人此前发明了一种可UV交联的压敏粘结剂片材,其包含具有可UV交联的位点的丙烯酸共聚物。此压敏粘结剂片材的优点在于表现出通过在UV交联阶段之前施加热和/或压力,对三维表面形貌(诸如凸起部分或隆起块)具良好的适形性,即使片材厚度大致等于三维表面形貌的高度(例如20μm至30μm)。此外,此优点在与图像显示模块或光学构件一起使用时有助于获得例如优异的粘结剂适用性(即,减少诸如凸起部分或隆起块的部分周围的空隙及其他缺陷),并且有助于防止在减少的内应力下(即,在未将过度应力置于粘附体或压敏粘结剂片材上的条件下)的应用期间出现颜色偏差等等。
顺便地,为了获得足够强度,通常是为了实现足够的耐触针或手指按压性,在一些应用中需要强效压敏粘结剂,并且通常这些应用将为图像显示模块或光学构件具有由塑料树脂(例如聚酯、聚碳酸酯等)形成的较薄(例如大约100μm至300μm)表面保护层的应用。根据上述发明,在交联后具有相当高的硬度的压敏粘结剂片材可经由用UV光照射(一种辐射类型)来形成。
然而,需要一种可实现进一步改善压敏粘结剂片材对粘附体的初始粘附力,同时进一步提高固化压敏粘结剂片材的硬度的压敏粘结剂片材。
本发明的一个目的为提供一种可辐射固化的压敏粘结剂片材,其在照射之前具有热熔性并且伴随有良好流动性以及对粘附体具有良好初始粘附力,而且在照射之后具有良好硬度。
发明内容
在本发明的一个实施例中,提供一种可辐射固化的压敏粘结剂片材,其包含具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物和能够在照射时与该(甲基)丙烯酸共聚物粘合的增塑剂。
根据本发明,提供一种可辐射固化的压敏粘结剂片材,其在照射之前具有热熔性并且伴随有良好流动性以及对粘附体具有良好初始粘附力,而且在照射之后具有良好硬度。
附图说明
图1为呈层合物形式的图像显示设备的一个实施例的剖视图,所述层合物包括根据本发明的可辐射固化的压敏粘结剂片材。
图2为呈层合物形式的触控面板单元的一个实施例的剖视图,所述层合物包括根据本发明的可辐射固化的压敏粘结剂片材。
具体实施方式
下文中出于示例性目的进一步详细地描述了本发明的一个代表性实施例,但本发明不受限于此实施例。本发明内的描述不应视为全面揭示本发明的所有实施例或与本发明有关的所有优点。
如本发明中所用,术语“辐射反应性位点”是指可由照射活化且能够与另一位点反应的位点。术语“辐射”包括电离辐射及非电离辐射。术语“可UV交联的位点”是指可由UV照射活化且能够与另一位点交联的位点。
术语“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸”或“甲基丙烯酸”,并且术语“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”或“甲基丙烯酸酯”。术语“多官能(甲基)丙烯酸酯”是指分子具有两个或更多个官能团的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
术语“增塑剂”是指与尚未将此物质添加至靶标中时相比具有改善靶标的柔韧性及流动性中的至少一者的作用的物质。改善的柔韧性的一个指数为储能模量减小,并且改善的流动性的一个指标为熔体流动速率增加。
术语“储能模量”是指在1Hz和-40℃至200℃的温度范围5℃/分钟的温度增加速率下以剪切模式测量粘弹性时特定温度下的储能模量。
术语“亲水单体”是指与水具有良好亲和力的单体;具体而言,在20℃下至少有5g将溶解于100g水中的单体。
在本发明的一个实施例中,提供一种可辐射固化的压敏粘结剂片材(下文也称为“压敏粘结剂片材”),其包含具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物和能够在照射时与该(甲基)丙烯酸共聚物粘合的增塑剂。
根据本发明的一个实施例的可辐射固化的压敏粘结剂片材在照射之前具有热熔性并且伴随有良好流动性并对粘附体具有良好初始粘附力,而且在照射之后具有高硬度(具体地讲,高储能模量)(这是获得例如优异的耐触针按压性所需的)。
可用于固化可辐射固化的压敏粘结剂片材的辐射类型包括UV光、可见光、电子束等。在一个典型实施例中,可辐射固化的压敏粘结剂片材为经受UV照射时即经历交联的压敏粘结剂片材(下文也称为“可UV交联的压敏粘结剂片材”)。如以上所定义,辐射反应性位点为可由照射活化且能够与另一位点反应的位点。其他位点属于具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物和增塑剂。
根据本发明的可辐射固化的压敏粘结剂片材与例如液体粘结剂相比较易于操作。此外,因为本发明的可辐射固化的压敏粘结剂片材设计成在照射后粘结强度增加,所以当该片材用于所需应用时在照射之前的所需阶段可容易地进行暂时接合和再定位。因此,该片材可有利地用于将表面保护层施加于大粘附体(例如大液晶模块)上的应用。
根据本发明的可辐射固化的压敏粘结剂片材在照射之前具有良好流动性。因此,在正常工作温度下将压敏粘结剂片材施加于粘附体之后,可通过加热和/或加压来使得压敏粘结剂片材适形于粘附体(例如表面保护层)表面上的凸起部分、突出或其他三维表面形貌。压敏粘结剂片材的内聚能力随后经由照射而增强,产生高度可靠的粘结及高强度(具体地讲,高耐触针按压性),这是因为固化压敏粘结剂片材具有高硬度(具体地讲,高储能模量)。
下文进一步描述包含于可辐射固化的压敏粘结剂片材中的各种组分。
具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物
根据本发明的一个实施例的可辐射固化的压敏粘结剂片材包含具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物(也简称为(甲基)丙烯酸共聚物)。在(甲基)丙烯酸共聚物中,辐射反应性位点与将与该位点反应的另一位点可存在于相同或不同分子中。
辐射反应性位点典型地为可光交联的位点,并且更典型地为可UV交联的位点。辐射反应性位点通常存在于(甲基)丙烯酸共聚物的侧链中。
具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物为包含两种或更多种单体的单体组分的聚合产物。在共聚物的一个典型例子中,两种或更多种单体中的至少一者为具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酰基单体,并且共聚物为已添加有具有辐射反应性位点的单体的(甲基)丙烯酸共聚物。
具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酰基单体(例如具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸酯)的量通常为总单体组分质量的大约0.1质量%、大约0.2质量%或大约0.3质量%。为总单体组分质量的大约0.1质量%或更多的具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酰基单体的量使经由照射形成的固化压敏粘结剂片材对粘附体的粘结强度增加,从而能够获得高度可靠的粘附力。具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酰基单体相对于总单体组分质量的量越大,则固化压敏粘结剂片材的硬度增加效果变得越显著。
可采用各种结构作为充当辐射反应性位点的结构。在一个优选的实施例中,辐射反应性位点具有烯键式不饱和结构。烯键式不饱和结构通常存在于(甲基)丙烯酸共聚物的侧链中。具有烯键式不饱和结构的(甲基)丙烯酸共聚物是有利的,因为其使用UV照射可容易地交联。具有烯键式不饱和结构的(甲基)丙烯酸共聚物与能够由可见光和UV光激发的光引发剂一起使用的一个实施例是有利的,因为(甲基)丙烯酸共聚物可不仅通过UV照射而且通过可见光照射来交联。
烯键式不饱和结构可为包含(甲基)丙烯酰基的结构、包含乙烯基的结构等。从反应性和可共聚合性来考虑,包含(甲基)丙烯酰基的结构是可用的。
具有烯键式不饱和结构的(甲基)丙烯酸共聚物(例如在侧链中具有(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸共聚物)通常可通过使在侧链中具有反应性基团的(甲基)丙烯酸共聚物与反应性(甲基)丙烯酸酯反应来获得。在侧链中具有(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸共聚物通常经由两阶段反应来获得。在第一阶段中,合成在侧链中具有反应性基团的(甲基)丙烯酸聚合物。在第二阶段中,使所合成的聚合物与反应性(甲基)丙烯酸酯反应。
在侧链中具有反应性基团的(甲基)丙烯酸聚合物与反应性(甲基)丙烯酸酯的各种组合是可能的。一个此类组合的例子为在侧链中具有羟基作为反应基团的(甲基)丙烯酸聚合物与具有异氰酸酯基团作为反应基团的(甲基)丙烯酸酯。
尽管不限于此,但在侧链中具有羟基的(甲基)丙烯酸聚合物的例子为包括至少一种选自以下的单体的(甲基)丙烯酸酯单体共聚物:丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸2-羟丁酯、甲基丙烯酸2-羟丁酯及丙烯酸4-羟丁酯。
具有异氰酸酯基团的(甲基)丙烯酸酯的具体例子的不完全列表包括但不限于异氰酸2-丙烯酰氧基乙酯、异氰酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯及异氰酸1,1-双(丙烯酰氧基甲基)乙酯。
将给出辐射反应性位点为可UV交联的位点的一种情况的一个优选例子。可对可UV交联的位点采用能够例如通过UV照射激发并且从相同分子或不同(甲基)丙烯酸共聚物分子以及增塑剂分子内夺取氢基团的结构。此类结构的例子包括二苯甲酮结构、苄基结构、邻苯甲酰基苯甲酸酯结构、噻吨酮(thioxantone)结构、3-香豆素酮(ketocoumarin)结构、2-乙基蒽醌结构、樟脑醌结构等。所有上述结构皆能够通过UV照射激发且当呈其激发态时从(甲基)丙烯酸共聚物分子及增塑剂分子夺取氢基团。因此,在(甲基)丙烯酸共聚物及增塑剂中产生基团,并且在体系内发生各种反应,诸如由所产生的基团粘合在一起形成交联结构,由与氧分子反应产生过氧化物基团及经由所形成的过氧化物基团形成交联结构,通过所产生的基团引出其他氢基团等。最后,(甲基)丙烯酸共聚物在(甲基)丙烯酸共聚物与增塑剂之间形成交联结构。
在另一个优选的实施例中,辐射反应性位点具有二苯甲酮结构。就透明性及反应性而言该实施例是有利的。具有二苯甲酮结构的(甲基)丙烯酸共聚物也是有利的,因为其可单独通过UV照射来固化。可用于获得具有二苯甲酮结构的(甲基)丙烯酸共聚物的单体例子包括具有二苯甲酮结构的(甲基)丙烯酸酯,并且具体例子包括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、以及它们的混合物。
单体组分可包含除上述具有辐射反应性位点的单体以外的(甲基)丙烯酸烷基酯。在一个优选的实施例中,从相对于粘附体的有利润湿性和赋予压敏粘结剂片材有利粘弹性来考虑,单体组分包括在烷基中具有2至26个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯。此类(甲基)丙烯酸烷基酯的例子包括非叔烷基醇的(甲基)丙烯酸酯、它们的混合物等,其中烷基具有2至26个碳原子。特定优选例子的不完全列表包括但不限于: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、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸异辛酯、异壬基丙烯酸盐、丙烯酸癸酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸十三烷酯、甲基丙烯酸十三烷酯、丙烯酸十四烷酯、甲基丙烯酸十四烷酯、丙烯酸十六烷酯、甲基丙烯酸十六烷酯、丙烯酸硬脂酰酯、甲基丙烯酸硬脂酰酯、丙烯酸异硬脂酰酯、甲基丙烯酸异硬脂酰酯、丙烯酸二十烷酯、甲基丙烯酸二十烷酯、丙烯酸二十六烷酯、甲基丙烯酸二十六烷酯、丙烯酸2-甲基丁酯、丙烯酸4-甲基-2-戊酯、甲基丙烯酸4-叔丁基环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯、它们的混合物等。
在烷基中具有2至26个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯的量相对于总单体组分质量,通常为大约60质量%或更高、大约70质量%或更高,或大约80质量%或更高,及大约95质量%或更低、大约92质量%或更低,或大约90质量%或更低。如果相对于总单体组分质量,在烷基中具有2至26个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯的量为大约95质量%或更低,则可有利地确保压敏粘结剂片材的粘结力,并且如果其量为大约60质量%或更高,则压敏粘结剂片材的弹性将在适合范围内,并且对于粘附体而言压敏粘结剂片材的润湿性将是有利的。
单体组分可在使得压敏粘结剂片材的性质不会损失的程度上包括除上述单体以外的其他单体。例子包括除上述以外的(甲基)丙烯酸单体;以及乙烯基单体,诸如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯乙烯等。
在单体组分中可包括亲水单体。通过使用亲水单体,有可能改善压敏粘结剂片材的粘结强度和/或赋予压敏粘结剂片材亲水性。如果将赋予有亲水性的压敏粘结剂片材用于例如图像显示设备上,则由于压敏粘结剂片材具有吸收图像显示设备内的水蒸气的能力,而可控制由水蒸气冷凝造成的发混现象。当表面保护层具有低蒸气渗透性的材料时和/或当已施加压敏粘结剂片材的图像显示设备用于高温高湿环境中时,这是尤其有利的。
此类亲水单体的例子包括具有酸性基团的烯键式不饱和单体,诸如羧酸、磺酸等、乙烯酰胺、N-乙烯基内酰胺、(甲基)丙烯酰胺、以及它们的混合物。具体例子的不完全列表包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、苯乙烯磺酸、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈、以及它们的混合物。
考虑到调节(甲基)丙烯酸共聚物的弹性模量以确保相对于粘附体的润湿性,可使用以下项作为亲水单体:在烷基中具有4个或更少碳原子的(甲基)丙烯酸羟基烷基酯;包含氧化乙烯基、氧化丙烯基、氧化丁烯基或具有连接在一起的多个这些基团的基团的(甲基)丙烯酸酯;在醇残基中具有羰基的(甲基)丙烯酸酯、它们的混合物等。
也可使用具有碱基的亲水单体,诸如氨基。从包含具有碱基的亲水单体的单体获得的(甲基)丙烯酸共聚物可与从包含具有酸基的亲水单体的单体获得的(甲基)丙烯酸共聚物共混,从而允许通过增加涂料溶液的粘度来使涂层厚度增加、控制粘结强度等。具体例子的不完全列表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-二乙氨基乙酯、N,N-二甲氨基乙基丙烯酰胺、N,N-二甲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、乙烯基咪唑等。
上述亲水单体可单独或组合使用。考虑到更有效地防止上述发混现象且获得高柔韧性及粘结强度,如果使用亲水单体,则基于总单体组分质量计,亲水单体的量通常为大约5质量%或更高及大约40质量%或更小,或大约10质量%或更高及大约30质量%或更小。
具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物可通过使单体组分在存在聚合引发剂的情况下聚合来形成。例如,如果辐射反应性位点具有烯键式不饱和结构,则具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物可通过使在其侧链中具有反应基团的(甲基)丙烯酸共聚物与反应性(甲基)丙烯酸酯反应来形成。对聚合方法无特别限制,并且单体组分可通过普通基团聚合方法来聚合,例如溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合、本体聚合等。一般而言,采用使用热聚合引发剂的基团聚合以使得辐射反应性位点在聚合期间不起反应。热聚合引发剂的例子包括有机过氧化物,诸如过氧化苯甲酰、过苯甲酸叔丁酯、氢过氧化枯烯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二正丙酯、过氧化二碳酸二(2-乙氧基乙基)酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化特戊酸叔丁酯、过氧化(3,5,5-三甲基己酰)、过氧化二丙酰、过氧化二乙酰等;和偶氮型化合物,诸如2,2'-偶氮二异丁腈、2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)、1,1'-偶氮二(环己烷-1-腈)、2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮二(2,4-二甲基-4-甲氧基戊腈)、二甲基2,2'-偶氮二(2-甲基丙酸酯)、4,4'-偶氮二(4-氰基戊酸)、2,2'-偶氮二(2-羟甲基丙腈)、2,2'-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]等。
具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物的重均分子量通常为大约30,000或更大、或大约50,000或更大、或大约100,000或更大,及大约1,000,000或更小、或大约500,000或更小、或大约300,000或更小。在本发明中,加权平均分子量的值通过凝胶渗透色谱法测得的聚苯乙烯当量来表示。
具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物的玻璃化转变温度Tg通常为大约40℃或更低、大约20℃或更低,或大约0℃或更低。在本发明中,玻璃化转变温度的值基于测量动态弹粘性。
增塑剂
根据本发明的一个实施例的可辐射固化的压敏粘结剂片材包含能够经由照射与具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物形成粘合的增塑剂。包含此类增塑剂的可辐射固化的压敏粘结剂片材在UV照射之前具有热熔性并且伴随有高初始粘附力和良好流动性,而且在照射之后具有高硬度(尤其是储能模量)。更通常地,根据本发明的一个实施例的可辐射固化的压敏粘结剂片材与单独使用具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物形成的压敏粘结剂片材相比在照射之前具有改善的热熔性,并且与单独使用具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物形成的压敏粘结剂片材相比在辐射之后具有高硬度。
能够与具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物粘合的结构的一个例子为烯键式不饱和结构。增塑剂通常在分子内具有两个或更多个能够与具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物粘合的结构。
在一个优选的实施例中,增塑剂包含多官能(甲基)丙烯酸酯。就与具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物粘合的能力以及与该(甲基)丙烯酸共聚物的可混溶性而言,多官能(甲基)丙烯酸酯是有利的。多官能(甲基)丙烯酸酯的例子包括双官能丙烯酸酯,诸如乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、丙氧基化双酚A二丙烯酸酯、1,10-癸二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二羟甲基二丙烯酸酯、乙氧基化2-甲基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙烯酸2-羟基-3-丙烯酰氧基丙酯、丙氧基化乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和异氰脲酸双(丙烯酰氧基乙基)羟乙酯;双官能甲基丙烯酸酯,诸如乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二甲基丙烯酸酯、2-甲基-1,8-辛二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、三环癸烷二羟甲基二甲基丙烯酸酯和甘油二甲基丙烯酸酯、三丙二醇二甲基丙烯酸酯;三官能丙烯酸酯,诸如乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、异戊四醇三丙烯酸酯和异氰脲酸三(丙烯酰氧基乙基)酯;三官能甲基丙烯酸酯,诸如三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯及乙氧基化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯;具有四个或更多个丙烯酰基的丙烯酸酯,诸如乙氧基化四丙烯酸季戊四醇酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、丙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯及二戊赤藓醇六丙烯酸酯;具有两个或更多个丙烯酰基的聚氨酯丙烯酸酯;多支链丙烯酸酯(例如STAR-501,由大阪有机化学工业有限公司(Osaka Organic Chemical Industry Ltd.)生产)等。
在一个优选的实施例中,增塑剂包含环状结构。包含环状结构的增塑剂是有利的,因为其倾向于具有低固化收缩率,从而允许减小固化压敏粘结剂片材中的内应力。包含环状结构的增塑剂也是有利的,因为其倾向于具有高Tg,从而增加固化后的弹性模量。包含环状结构的增塑剂的例子包括三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、异氰脲酸双(丙烯酰氧基乙基)羟乙酯、异氰脲酸三(丙烯酰氧基乙基)酯、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯等。考虑到光学,尤其优选的例子包括在环状结构内包括环脂族部分的三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯和三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯。
增塑剂优选与具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物具有良好可混溶性。具体而言,优选的是(甲基)丙烯酸共聚物与增塑剂的混合物的各相不会分离。能够获得良好可混溶性的优选增塑剂的例子为上述多官能(甲基)丙烯酸酯。如果具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物与增塑剂具有良好可混溶性,则可辐射固化的压敏粘结剂片材能够令人满意地解决常规压敏粘结剂片材的问题。具体而言,使用本发明的一个特定实施例的可辐射固化的压敏粘结剂片材可令人满意地解决由一种压敏粘结剂片材的渗出或微观或宏观相分离引起的压敏粘结剂片材的透明性降低问题,该压敏粘结剂片材由可常规交联的热熔压敏粘结剂形成,由不具有辐射反应性位点的热塑性基体聚合物与可单体交联的组分的混合物形成。在这种情况下,可辐射固化的压敏粘结剂片材甚至更有利,因为其具有尤其高的透明性。高透明性尤其可用于要求优异光学性质的应用,诸如就与图像显示设备、触控面板等一起使用而言。
从改善的流动性和粘结性来考虑,相对于100质量份的具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物,增塑剂在可辐射固化的压敏粘结剂片材中的量优选为大约1质量份或更多、或大约5质量份或更多,及优选大约20质量份或更少、或大约10质量份或更少。
其它组分
根据本发明的一个实施例的可辐射固化的压敏粘结剂片材可包含除以上所述的具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物和增塑剂以外的其他任选的组分。任选的组分的例子包括填充剂、抗氧化剂等。
在一个实施例中,如在例如包含其中辐射反应性位点具有烯键式不饱和结构的(甲基)丙烯酸共聚物的可辐射固化的压敏粘结剂片材的情况下,压敏粘结剂片材包含用于辐射固化的光引发剂,并且经由使用UV光、可见光、电子束或其他类型的辐射的照射来固化。
光引发剂的例子包括苄基二甲基缩酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉基苯基)丁烷-1-酮-1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、氧化双酰基膦、氧化酰基膦、氧化2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦、氧化2,6-二甲基苯甲酰基二苯基膦、氧化苯甲酰基二乙氧基膦、氧化双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基膦、安息香烷基醚(例如安息香甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香异丁醚、正丁基安息香醚等)、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯丙烷-1-酮、对叔丁基三氯苯乙酮、对叔丁基二氯苯乙酮、苄基、苯甲酰基、苯乙酮、二苯甲酮、噻吨酮(2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮)、二苯并环庚酮、4,4'-二氯二苯甲酮、4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮、3,3',4,4'-四(叔丁基过氧基羰基)二苯甲酮、苯亚甲基丙酮、二乙酰、α,α-二氯-4-苯氧基苯乙酮、二硫化四甲基秋兰姆、α,α'-偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、3,3'-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、甲酸甲基苯甲酰酯、2,2-二乙氧基苯乙酮、酰基肟酯、氯化苯乙酮、羟基苯乙酮、苯乙酮二乙基缩酮、4'-异丙基-2-羟基-2-甲基苯丙酮、苯基乙醛酸甲酯、甲基邻-苯甲酰基苯甲酸苯甲酸酯、对二甲基氨基苯甲酸甲酯、2,2'-双(邻-氯苯基)-4,5,4',5-四苯基-1,2'-双咪唑、10-丁基-2-氯吖啶酮、樟脑醌、3-香豆素酮、蒽醌类(例如,蒽醌、2-乙基蒽醌、α-氯蒽醌、2-叔丁基蒽醌等)、苊、4,4'-二甲氧基苄基、4,4'-二氯苄基等。市售的光引发剂的例子包括由巴斯夫公司(BASF)以商标Irgacure和Darocur出售和由维西克尔公司(Velsicol)以商标Velsicur出售的光引发剂。
上述化合物可单独地或以两种或更多种类型的混合物形式使用。光引发剂与敏化剂也可一起使用。基于100质量份的(甲基)丙烯酸共聚物计,光引发剂的量通常为大约0.01质量份或更多以及大约1质量份或更少。
在另一个实施例中,如例如在包含其中辐射反应性位点具有二苯甲酮结构的(甲基)丙烯酸共聚物的可UV交联的压敏粘结剂片材的情况下,(甲基)丙烯酸共聚物能够通过照射来单独固化。在此情况下,任选地使用光引发剂。
压敏粘结剂片材在照射之前的储能模量在30℃及1Hz下优选为大约1.0×104Pa或更大,或大约5.0×104Pa或更大,并且优选为大约1.0×106Pa或更小。如果储能模量在30℃和1Hz下为大约1.0×104Pa或更大,则压敏粘结剂片材将具有优异内聚能力,并且令人满意地获得有利性质,诸如可加工性、易处理性和形状保持性。如果储能模量在30℃和1Hz下为大约1.0×106Pa或更小,则将获得施加压敏粘结剂片材所需要的初始粘度(即粘性)的令人满意水平。
压敏粘结剂片材在照射之前的储能模量在80℃和1Hz下优选为大约5.0×104Pa或更小。如果储能模量在80℃和1Hz下为大约5.0×104Pa或更小,则可获得以下优点:当在应用中加热时,在特定时间(例如几秒至几分钟)内压敏粘结剂片材适形于粘附体的三维表面形貌并且能够流动以防止在其附近形成空隙。
压敏粘结剂片材在照射之后的储能模量在30℃和1Hz下可为大约2.0×106Pa或更大,或大约2.5×106Pa或更大。如果压敏粘结剂片材的储能模量在30℃和1Hz下为大约2.0×106Pa或更大,则压敏粘结剂片材将具有如下优点:在照射之后具有高硬度,并且具有优异的耐触针按压性等,例如当与具有由相对较软的塑料树脂形成的较薄(例如75μm至300μm)表面保护层的图像显示模块或光学构件一起使用时。
此外,压敏粘结剂片材在照射之后的储能模量在130℃和1Hz下优选为大约1.0×103Pa或更大,或大约1.0×104Pa或更大。如果压敏粘结剂片材在照射之后的储能模量在130℃和1Hz下为大约1.0×103Pa或更大,则压敏粘结剂片材的流动在固化之后将受到抑制,并且可获得具有良好长期可靠性的粘合。具体地讲,如果压敏粘结剂片材在照射之后的储能模量在130℃和1Hz下为大约1.0×104Pa或更大,则由于固化压敏粘结剂片材的硬度将获得良好粘合。
压敏粘结剂片材的储能模量可通过改变构成包含于压敏粘结剂片材中的(甲基)丙烯酸共聚物的单体的类型、分子量或比例、(甲基)丙烯酸共聚物的聚合度、增塑剂的类型及比例等来修改。例如,如果使用具有酸基的烯键式不饱和单体,则储能模量倾向于增加。同样,储能模量倾向于随例如以下项的量的增加而减少:在烷基中具有2至26个碳原子的(甲基)丙烯酸烷酯;在烷基中具有不超过4个碳原子的(甲基)丙烯酸羟基烷酯;包含氧化乙烯基、氧化丙烯基、氧化丁烯基或有多个此类基团链接在一起的基团的(甲基)丙烯酸酯;或在醇残基中具有羰基的(甲基)丙烯酸酯。增加(甲基)丙烯酸共聚物的聚合度也倾向于增加储能模量。
压敏粘结剂片材的厚度可基于应用而适当地确定,并且例如可为大约5μm至大约1mm。确定压敏粘结剂片材的厚度的一个标准为粘附体表面上的三维表面形貌的高度。根据本发明一个实施例的压敏粘结剂片材,压敏粘结剂片材的厚度可大致与三维表面形貌的高度相同,同时抑制诸如空隙、斑块化等缺陷。在粘附体的表面基本上平坦的实施例中,如果粘附体表面上的三维表面形貌的高度相对于垂直于压敏粘结剂片材在施加于粘附体时的扩展表面的方向(即压敏粘结剂片材的厚度方向)来测定,则与三维表面形貌的最大厚度相比,压敏粘结剂片材的厚度可为大约0.8倍或更大、大约1倍或更大或大约1.2倍或更大,以及大约5倍或更小、大约3倍或更小或大约2倍或更小。此类厚度将允许包括粘附体的层合物的厚度保持较低,能够例如减小图像显示设备的尺寸和厚度,或增加触控面板的敏感性。在一个实施例中,可辐射固化的压敏粘结剂片材可施加于具有高度大致为30μm的三维表面形貌的粘附体,该片材具有与三维表面形貌大致相同的厚度。
压敏粘结剂片材可使用常规方法(例如溶液浇注、挤出法等)仅由(甲基)丙烯酸共聚物和增塑剂,或由(甲基)丙烯酸共聚物、增塑剂与任选组分的混合物来形成。此外,压敏粘结剂片材可在其一侧或两侧具有脱模膜,诸如经有机硅处理的聚酯膜、聚乙烯膜等。
根据本发明的一个实施例的可辐射固化的压敏粘结剂片材可有利地用于各种应用,诸如与图像显示模块或光学构件一起使用。期望应用的例子为将由薄聚酯形成且具有凸起油墨部分的表面保护层粘合至触控面板。
本发明的另一个实施例为一种层合物,其包括基材和上述可辐射固化的压敏粘结剂片材。基材的例子包括表面保护层、图像显示模块和触控面板。此类层合物可用作构成用于各类应用(例如图像显示模块、光学构件等)的产品的一部分的构件。此类层合物可通常使用包括以下步骤的方法来制备:将可辐射固化的压敏粘结剂片材与基材相邻设置,加热和/或加压可辐射固化的压敏粘结剂片材,以及在可辐射固化的压敏粘结剂片材上照射辐射线。
本发明的另一个实施例为一种层合物,其包括第一基材、第二基材和上述可辐射固化的压敏粘结剂片材,所述可辐射固化的压敏粘结剂片材设置在第一基材和第二基材之间,其中第一基材的至少一个表面与可辐射固化的压敏粘结剂片材接触。该层合物的各种构型是可能的。例如,第一基材可为表面保护层,并且第二基材可为图像显示模块或触控面板。
当第一基材和第二基材中的至少一者在粘结于压敏粘结剂片材的表面上具有三维表面形貌(例如凸起部分、隆起等)时,本发明尤其适用。
在第一基材和第二基材中的至少一者是畸变敏感的情况下,本发明也尤其适用。在本发明的上下文中,“畸变敏感的”意指易于由翘曲引起性能降低,并且指例如由于畸变而在LCD中形成色斑的趋势。具体地讲,畸变敏感的基材易于表现出由该基材中的局部应力而产生的光学畸变。畸变敏感的基材的例子包括LCD、有源矩阵式有机发光二极管(AMOLED)显示器、用于3D图像显示器(例如3D电视)的3D透镜等。
根据本发明实施例的层合物可通常使用包括以下步骤的方法来制备:将可辐射固化的压敏粘结剂片材与第一基材的至少一个表面相邻设置,将第二基材与可辐射固化的压敏粘结剂片材相邻设置,加热和/或加压可辐射固化的压敏粘结剂片材,以及在可辐射固化的压敏粘结剂片材上照射辐射线。这些步骤的顺序不局限于以上顺序。例如,可采用将压敏粘结剂片材夹在第一基材和第二基材之间,然后进行加热和/或加压的方法;或将与第一基材相邻设置的压敏粘结剂片材加热和/或加压,然后将第二基材与压敏粘结剂片材相邻设置的方法。
本发明的另一个实施例为一种制备层合物的方法,该层合物包括第一基材、第二基材和上述可辐射固化的压敏粘结剂片材,所述可辐射固化的压敏粘结剂片材设置在第一基材和第二基材之间,
其中第一基材和第二基材中的至少一者具有在其主表面的至少一部分上延伸的三维表面形貌;该方法包括以下步骤:
将可辐射固化的压敏粘结剂片材与第一基材的至少一个表面相邻设置;
将第二基材与可辐射固化的压敏粘结剂片材相邻设置;
加热和/或加压该可辐射固化的压敏粘结剂片材以适形于该三维表面形貌;以及
在该可辐射固化的压敏粘结剂片材上照射辐射线。
在根据本发明实施例的方法中,压敏粘结剂片材与基材相邻设置,以使得当加热和/或加压时压敏粘结剂片材将与基材的三维表面形貌接触并与其适形。根据以上方法,三维表面形貌的附近可由压敏粘结剂片材填充,并且在三维表面形貌附近之空隙形成得以抑制。更具体而言,压敏粘结剂片材的良好流动性使具有三维表面形貌的基材表面上的压敏粘结剂片材的内应力减小,并且可形成具有良好润湿性的层合物。尽管不限于此,但应用上述方法的层合物的构型的例子为第一基材为具有三维表面形貌(例如凸起部分或隆起)的表面保护层且第二基材为具有或缺少此类三维表面形貌的图像显示模块或触控面板的构型。上述方法中的步骤的顺序不限于上文所给定。
在一个例子中,在将压敏粘结剂片材夹在第一基材和第二基材之间后,加热和/或加压压敏粘结剂片材。此例子具有以下优点:可防止三维表面形貌附近的空隙形成,并且在第一基材和第二基材中的一者在粘结表面上具有三维表面形貌的情况下以及在第一基材和第二基材两者在粘结表面上具有三维表面形貌的情况下获得良好粘合。第一基材和第二基材均具有三维表面形貌的构型的例子为第一基材为表面保护层并且第二基材为固定至图像显示模块的起偏振片(压敏粘结剂片材施加于其上)的构型。
在此例子中,首先将压敏粘结剂片材与第一基材的至少一个表面相邻设置,并且将第二基材与压敏粘结剂片材相邻设置。此时,压敏粘结剂片材夹在第一基材和第二基材之间以使得三维表面形貌面向压敏粘结剂片材。接着,加热和/或加压压敏粘结剂片材,并且使压敏粘结剂片材适形于三维表面形貌。接着,自第一基材和/或第二基材侧经由这些基材用辐射线来照射压敏粘结剂片材以固化压敏粘结剂片材。通过以此方式使压敏粘结剂片材适形于第一基材和/或第二基材的三维表面形貌,可在三维表面形貌附近不形成空隙的情况下使第一基材和第二基材粘合。
在上述例子中,第一基材和第二基材中的至少一者为至少部分透明的,以使得压敏粘结剂片材可以固化所需的辐射线来照射。例如,如果第一基材和第二基材中的一者具有三维表面形貌,并且该三维表面形貌不传输辐射线,则当从具有三维表面形貌的基材侧进行辐射线的照射时辐射线不会直接传输至三维表面形貌部分下方;然而,由于照射部分中所形成的基团的运动,甚至在未照射部分中压敏粘结剂片材的固化也仍将进行至某种程度。在此类情况下,如果不具有三维表面形貌的基材为透明基材(例如触控面板),则有可能通过不具有三维表面形貌的基材侧照射辐射线来将辐射线照射于与三维表面形貌部分对应的压敏粘结剂片材的一部分上,从而甚至更能够固化压敏粘结剂片材。
本发明的另一个实施例为一种制备层合物的方法,该层合物包括第一基材、第二基材和上述可辐射固化的压敏粘结剂片材,
其中第一基材和第二基材中的至少一者是畸变敏感的;该方法包括以下步骤:
将可辐射固化的压敏粘结剂片材与第一基材的至少一个表面相邻设置;
将第二基材与可辐射固化的压敏粘结剂片材相邻设置;
加热和/或加压该可辐射固化的压敏粘结剂片材;以及
在该可辐射固化的压敏粘结剂片材上照射辐射线。
畸变敏感的基材的例子如上所述。
在本实施例中,此类步骤的顺序不限于上文所给定。在一个例子中,在将压敏粘结剂片材夹在第一基材和第二基材之间后,加热和/或加压压敏粘结剂片材。在另一个例子中,将压敏粘结剂片材与畸变敏感的或不畸变敏感的第一基材相邻设置,加热和/或加压该压敏粘结剂片材的开放面,并且将畸变敏感的第二基材与压敏粘结剂片材相邻设置。根据本发明的压敏粘结剂片材在固化之前具有良好流动性和柔韧性。这提供了以下优点:当将片材粘合于畸变敏感的基材时从而可防止将过度应力施加于基材上,并且减小内应力的粘合是可能的。当在经受热和/或压力之后将压敏粘结剂片材施加于畸变敏感的基材时,以上优点尤其显著。
本实施例中的各个步骤可按与使用具有三维表面形貌的基材的以上实施例中所给出的相同的顺序来进行。
在加热和/或压缩本发明的压敏粘结剂片材的步骤中,该加热和/或压缩可使用对流烘箱、热板、热压机、热层合机、高压釜等来进行。为了增强压敏粘结剂片材的流动性以使得压敏粘结剂片材将更有效地沿循基材的形状轨迹,优选地使用热层合机、热压机、高压釜等在加热的同时进行压缩。以高压釜压缩尤其有利于从压敏粘结剂片材中移除气泡。压敏粘结剂片材的加热温度可为其中压敏粘结剂片材软化或流动以充分沿循基材形状的轮廓轨迹时的温度,并且通常可为大约30℃或更高、大约40℃或更高、或大约60℃或更高、和大约150℃或更低、大约120℃或更低、或大约100℃或更低。如果将压力施加于压敏粘结剂片材,则所施加的压力通常可为大约0.05MPa或更高、或大约0.1MPa或更高、和大约2MPa或更低、或大约1MPa或更低。
在照射压敏粘结剂片材的步骤中,可使用UV光、可见光、电子束等作为辐射线。如果使用UV光,则可使用诸如带式传送机型紫外光照射装置的通用UV照射装置进行照射,该通用UV照射装置使用低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、氙灯、金属卤化物灯、无电极灯、LED等作为光源。在这种情况下,UV照射量通常为大约1,000mJ/cm2至大约5,000mJ/cm2。
出于示例性的目的,将参考图1和图2来描述一个实施例,其中第一基材为在表面上具有凸起部分作为三维表面形貌的表面保护层并且第二基材为图像显示模块或触控面板。
表面保护层设置在图像显示模块或触控面板的最外表面上并且从外部对其进行保护。表面保护层可为常规用作图像显示模块或触控面板的保护材料的任何层,其例子包括诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的丙烯酸类树脂、聚碳酸酯树脂膜、诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的聚酯树脂膜或玻璃片。尽管不限于此,但膜或玻璃片材的厚度的例子为大约0.1mm至大约5mm。
可在图像显示模块的观察者侧或触控面板的使用者侧的表面保护层上提供用于赋予诸如以下的功能或性质的层:耐磨损性、耐磨性、耐污染性、抗反射性、耐静电性等。用于赋予耐磨损性和耐磨性的层可通过涂覆能够形成硬涂层的可固化树脂组合物并使其固化来形成。例如,可涂覆由胶态二氧化硅和硅烷混合物(其主要组分为烷基三烷氧基硅烷)的部分冷凝产物组成的涂布材料,然后进行加热固化以形成固化涂层;或可涂覆主要组分为聚官能化丙烯酸酯的涂布材料,然后使用UV照射来固化以形成固化涂层。为了确保耐色斑性,可形成包含有机硅化合物、氟化物化合物等的树脂层。为了获得耐静电性,可形成包含表面活性剂、导电性粒子等的树脂层。用于赋予这些功能或性质的层优选在可展示该层的功能的程度内不会妨碍表面保护层的透明性并且优选地尽可能的薄。赋予功能或赋予性质的层的厚度通常为大约0.05μm至大约10μm,但不限于此。
在此描述的实施例在与压敏粘结剂片材相邻的表面保护层的部分表面上具有附加的印刷层、沉积层等,并且在表面保护层的该表面上形成凸起部分。例如,该印刷层或沉积层以框状形状形成于图像显示模块的外部周边且充当将该区域自视野中隐蔽的阻光层。如果层为具有高阻光作用的黑色,则用作此类阻光层的印刷层或沉积层的厚度通常为大约10μm至大约20μm,或如果该层为白色或另一易于传输光的颜色,则厚度为大约40μm至大约50μm。
图像显示模块的例子包括但不限于反射和背光LCD单元、等离子体显示单元、电致发光(EL)显示器、电子纸等。图像显示模块的显示表面可具有附加层(一层或多层),诸如(例如)光偏振片(其可具有具有凹槽和突出的表面)。下文所述的触控面板也可存在于图像显示模块的显示表面上。
触控面板为透明薄膜状装置,由此当用户使用手指或笔(触针)触碰或按压触控面板上的某一位置时,可检测到并指定此位置。此外,当同时触碰多个点时,可直接输入动作,诸如主题运动、旋转、图像缩放等。位置检测方法通常为通过在触控面板上施加压力来操作的电阻膜方法,检测指尖与触控面之间的静电电容变化的静电电容方法等。触控面板设置在诸如CRT显示器、液晶显示器等的图像显示设备上,并且用于ATM、PC(个人计算机)、移动终端(例如移动电话)和便携式装置(例如PDA)等中。
图1为呈层合物形式的图像显示设备的一个实施例的剖视图,所述层合物包括可辐射固化的压敏粘结剂片材。图像显示设备10具有压敏粘结剂片材3与表面保护层4在图像显示模块1的表面上按所述顺序层合的结构。表面保护层4由连续层5和提供于连续层5的下表面的局部部分中的阻光层6(在压敏粘结剂片材3侧)构成,并且在其表面上形成凸起部分。阻光层6通过以下步骤而形成:将着色剂共混至可固化树脂组合物涂料溶液中,使用网版印刷或另一适合方法将该涂料涂覆于连续层5的特定区域,和使用UV照射或另一适合固化方法固化涂层。压敏粘结剂片材3施加于具有凸起部分的表面保护层4的一个表面。由于压敏粘结剂片材3在固化之前经加热和/或加压,因此该片材充分适形于阻光层6中形成的凸起部分,并且在凸起部分的附近没有形成空隙。另外,由于压敏粘结剂片材的其余内应力减小,因此可防止图像显示设备中的显示变形。图像显示设备10通过将例如由表面保护层4和压敏粘结剂片材3形成的层合物2施加于图像显示模块1来获得。
图2为呈层合物形式的触控面板单元的一个实施例的剖视图,所述层合物包括可辐射固化的压敏粘结剂片材。触控面板单元20具有压敏粘结剂片材3与表面保护层4在触控面板7的表面上按所述顺序层合的结构。压敏粘结剂片材3和表面保护层4按所述顺序层化的层合物2的结构与图1中所示相同。由于压敏粘结剂片材3在固化之前进行加热和/或加压,因此该片材充分适形于阻光层6中形成的凸起部分,并且在凸起部分的附近没有形成空隙。触控面板单元20通过将例如由表面保护层4和压敏粘结剂片材3形成的层合物2施加于触控面板7来获得。在上侧上具有显示表面的图像显示模块(未示出)也可直接地附接于触控面板7的下侧或附接于触控面板7与另一压敏粘结剂片材的两者间。
在本发明的另一实施例中,提供包括上述图像显示模块的电子设备。此类电子装置不限于以下装置,但例子包括移动电话、个人数字助理(PDA)、便携式游戏设备、电子书终端、汽车导航系统、便携式音乐播放器、监视器、电视(TV)、摄像机、视频播放器、数字照相机、全球定位系统(GPS)装置、个人计算机(PC)等。
实例
下文中使用实例进一步详细地描述本发明,但本发明不受这些实例限制。
单体和引发剂缩写
2-EHA:丙烯酸2-乙基己酯
ISTA:丙烯酸异十八烷基酯(可得自大阪有机化学工业有限公司(Osaka Organic Chemical Industry Ltd.))
AA:丙烯酸
AEBP:4-丙烯酰氧基乙氧基二苯甲酮
DCP-A:三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯
DCP-M:三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯
SR-399:五丙烯酸二戊赤藓醇酯(可得自沙多玛公司(Sartomer))
V-65:热引发剂(2,2'-唑双(2,4-二甲基戊腈))(可得自和光纯药工业株式会社(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.))
MOI:2-甲基丙烯酸异氰酸基乙酯(可得自昭和电工(ShowaDenko))
TPO:氧化2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦
EtOAc:乙酸乙酯
MEK:甲基乙基酮
制备工序
制备例1
压敏粘结剂片材(PSA片材1)如下制备。合成包含具有可UV交联的位点作为辐射反应性位点的丙烯酸酯的单体的丙烯酸共聚物。使用4-丙烯酰氧基乙氧基二苯甲酮作为具有可UV交联的位点的丙烯酸酯。
制备比率为37.5:50.0:12.5:0.95(以质量计)的2-EHA/ISTA/AA/AEBP的混合物,然后用乙酸乙酯/甲基乙基酮(EtOAc:MEK=20质量%:80质量%)混合溶剂稀释以获得45质量%的单体浓度。接着,以相对于单体组分质量而言0.2质量%的量添加V-65作为引发剂,并且将体系用氮气吹扫10分钟。在恒温浴中在50℃下促使反应持续24小时以获得透明粘稠溶液。所获得的丙烯酸共聚物(聚合物1)的重均分子量为210,000(聚苯乙烯当量,以凝胶渗透色谱法测定)。
随后,将DCP-A添加至所获得的聚合物溶液中。将固体聚合物组分与DCP-A的比率调节至95:5(质量)。
随后,使用已调节至间隙为220μm的刮刀式涂胶机将所获得的溶液涂覆于50μm厚的脱模膜(Cerapeel MIB(T)的较绷紧侧;由东丽先进薄膜公司(Toray Advanced Film)生产),然后在烘箱中在100℃下干燥八分钟。干燥压敏粘结剂的厚度为50μm。接着,将38μm厚的脱模膜(Purex(R)A-31;可得自杜邦帝人薄膜公司(Teijin DupontFilm))层合至压敏粘结剂的表面上以获得压敏粘结剂片材(转移粘结剂条带)(PSA片材1)。
制备例2
转移粘结剂条带(PSA片材2)以与PSA片材1相同的方式制备,不同的是将固体聚合物组分与DCP-A的比率调节至90:10(以质量计)。
制备例3
转移粘结剂条带(PSA片材3)以与PSA片材1相同的方式制备,不同的是将固体聚合物组分与DCP-A的比率调节至85:15(以质量计)。
制备例4
转移粘结剂条带(PSA片材4)以与PSA片材1相同的方式制备,不同的是以固体聚合物组分:DCP-M为90:10(以质量计)的比率使用DCP-M。
制备例5
PSA片材5如下制备。
首先,合成包含丙烯酸酯的丙烯酸共聚物。制备比率为37.5:50.0:12.5(以质量计)的2-EHA/ISTA/AA的混合物,然后用乙酸乙酯/甲基乙基酮(EtOAc:MEK=20质量%:80质量%)混合溶剂稀释以获得45质量%的单体浓度。接着,以相对于单体组分质量而言0.2质量%的量添加V-65作为引发剂。接着将体系用氮气吹扫十分钟。在恒温浴中在50℃下促使反应持续24小时以获得透明粘稠溶液。所获得的丙烯酸共聚物(聚合物2)的重均分子量为270,000。
接着,将MOI添加至所获得的聚合物溶液中以将甲基丙烯酰基引入聚合物结构中。MOI的异氰酸酯的反应通过在23℃下老化24小时来进行。将固体聚合物组分/MOI比率调节至100质量%:0.5质量%。接着,获得具有甲基丙烯酰基的丙烯酸共聚物(聚合物3)的溶液。
接着,将DCP-A和TPO添加至所获得的聚合物溶液中。将聚合物固体组分/DCP-A/TPO比率调节至95:5:0.5(以质量计)。
随后,使用已调节至间隙为220μm的刮刀式涂胶机将所获得的溶液涂覆于50μm厚的脱模膜(Cerapeel MIB(T)的较绷紧侧;由东丽先进薄膜公司(Toray Advanced Film)生产),然后在烘箱中在100℃下干燥八分钟。干燥压敏粘结剂的厚度为50μm。接着,将38μm厚的脱模膜(Purex(R)A-31;可得自杜邦帝人薄膜公司(Teijin DupontFilm))层合至压敏粘结剂的表面上以获得压敏粘结剂片材(转移粘结剂条带)(PSA片材5)。
比较制备例1
转移粘结剂条带(PSA片材6)以与PSA片材1相同的方式制备,不同的是聚合物1溶液系直接被涂覆而没有与任何其他组分混合。
比较制备例2
将TPO添加至聚合物3溶液中以获得比率为100:0.5(以质量计)的固体聚合物组分/TPO,并且根据用于PSA片材1的相同工序涂覆其涂料以制备转移粘结剂条带(PSA片材7)。
比较制备例3
将DCP-A和TPO添加至聚合物2溶液中以获得比率95:5:0.5(以质量计)为固体聚合物组分/DCP-A/TPO,并且根据用于PSA片材1的相同工序涂覆其涂料以制备转移粘结剂条带(PSA片材8)。
剥离强度(粘附测试)(实例1至实例5和比较例1与比较例2)
用于粘附测试的样品如下制备。
将脱模膜自压敏粘结剂片材剥离,并且将所暴露的压敏粘结剂施加于阳极化铝带(宽30mm)。该铝带的厚度为135μm。接着,剥离剩下的脱模膜,并将所暴露的压敏粘结剂施加于50μm厚的未经加工的聚酯(PET)膜(Lumirror T60;可得自东丽公司(Toray))。使用橡胶辊(2,000g)沿两个方向对样品加压,并使其在室温下静置30分钟。
使用双面胶带将样品的PET侧固定至不锈钢片材上。根据90℃下剥离速率为300mm/min的剥离,通过将由铝带支撑的压敏粘结剂从PET剥离来测量粘结强度。结果示于表1中。
表1
表1:压敏粘结剂片材的剥离强度
从表1中可看出,使用DCP-A或DCP-M以及丙烯酸共聚物制备的压敏粘结剂片材的剥离强度大于仅使用丙烯酸共聚物制备的压敏粘结剂片材的剥离强度。
(UV照射条件)
压敏粘结剂片材使用由辐深紫外系统公司(Fusion UV Systems,Inc.)制造的F-300UV照射装置(H灯炮,120W/cm,15mpm×15遍)经由脱模膜用UV光照射。使用EIT UV Power Puck(R)II测量总UV能量,对于UV-A(320nm至390nm)为1,940mJ/cm2,对于UV-B(280nm至320nm)为74mJ/cm2。
UV照射前后压敏粘结剂片材的流动性/适形能力和储能模量(动
态机械分析)(实例6至实例10和比较例3与比较例4)
为了评估压敏粘结剂片材在UV照射之前和在UV照射之后的相对流动性/适形能力和储能模量,使用ARES动态粘弹仪(由TA仪器公司(TA Instruments)制造)进行压敏粘结剂片材的动态机械分析(DMA)。通过用8mmφ冲头从已成层为厚度大约3mm的经照射和未照射的压敏粘结剂片材中冲孔出样品来制备试样,并将其用于测量。在剪切模式(1Hz)下,按每分钟5℃的温度增加速率,在-40℃至200℃的温度范围内进行测量。储能模量(G')的结果示出于表2中。
从表2中的结果可看出,PSA片材6和PSA片材7在UV照射之前的储能模量相对大于PSA片材1至PSA片材5(聚合物/DCP-A或DCP-M的混合体系)。另一方面,PSA片材6和PSA片材7在UV照射之后的储能模量相对低于PSA片材1至PSA片材5。因此,混合体系允许可获得UV照射之前的良好流动性与UV照射之后的足够硬度。
耐按压性(实例11至实例13和比较例5与比较例6)
首先,如下制备层合物。
实例11
剥离PSA片材3的脱模膜,并将PSA片材3施加于188μm的PET(酯膜E-5101;可得自东洋纺公司(Toyobo Co.,Ltd.))。接着,移除另一脱模膜,并将PSA片材3施加于一片玻璃上以制备层合物(PET/压敏粘结剂片材/玻璃)。
接着,使用由辐深紫外系统公司(Fusion UV Systems,Inc.)制造的F-300UV照射装置(H灯炮,120W/cm)从层合物的PET侧进行UV照射。穿透PET膜的总UV能量对于UV-A(320nm至390nm)为3,885mJ/cm2,对于UV-B(280nm至320nm)为140mJ/cm2。变形的目测确认如下进行。
使聚缩醛触针(曲率半径R=0.8mm)与层合物的PET侧垂直接触。将500g砝码置于触针上五秒。在移去触针之后立即(几秒内)用肉眼观察PET表面上的变形迹线,并评估迹线的尺寸。结果示于表3中。
实例12
如同实例11进行层合物的制备和评估,不同的是用PSA片材4取代PSA片材3。结果示于表3中。
实例13
如同实例11进行层合物的制备和评估,不同的是用PSA片材5取代PSA片材3。结果示于表3中。
比较例5
如同实例11进行层合物的制备和评估,不同的是用PSA片材6取代PSA片材3。结果示于表3中。
比较例6
如同实例11进行层合物的制备和评估,不同的是用PSA片材7取代PSA片材3。结果示于表3中。
表3
表3:压敏粘结剂片材的耐按压性
a)提起触针后迹线立即消失
从表3中的结果可看出,PSA片材6和PSA片材7上的迹线的相对尺寸大于PSA片材1至PSA片材5(聚合物/DCP-A或DCP-M的混合体系)上的迹线。因此,混合体系允许可获得良好耐刮擦性。
保持力(实例14和比较例7)
首先,如下制备层合物。
实例14
将PSA片材5切成25mm×25mm,并在移除一侧的脱模膜后施加于30mm×60mm×2mm厚度的玻璃片。接着,移除另一脱模膜并施加于30mm×60mm×2mm厚度的玻璃片上以形成层合物(玻璃/压敏粘结剂片材/玻璃)。
接着,使用高压釜在0.5MPa和60℃下处理30分钟。在自高压釜中移出层合物之后,使用由辐深紫外系统公司(Fusion UV Systems)制造的F-300UV照射装置(H灯炮,120W/cm)从一个玻璃侧进行UV照射。穿透玻璃的总UV能量对于UV-A(320nm至390nm)为1,908mJ/cm2,对于UV-B(280nm至320nm)为20mJ/cm2。
随后,使用夹具将层合物悬挂于加热至80℃的烘箱中,以使得玻璃表面与底部表面垂直,并将砝码置于一个玻璃片上以使得200g的砝码平行施加于玻璃表面。一个小时后,以玻璃在最初置于烘箱中时的边缘位置作为起始点,测量玻璃移动的距离。结果示于表4中。
比较例7
如同实例14进行层合物的制备和评估,不同的是用PSA片材8取代PSA片材5。结果示于表4中。
表4
表4:压敏粘结剂片材的保持力
从表4中的结果可看出,与PSA片材8相比PSA片材5展示较大保持力。PSA片材5中的聚合物能够与增塑剂DCP-A共聚,因为其具有辐射反应性位点,但PSA片材8中的聚合物不能与DCP-A共聚合,因为其不具有此类位点。PSA片材5能够产生相对较高的保持力,因为其允许包括增塑剂的强效交联。
Claims (10)
1.一种可辐射固化的压敏粘结剂片材,包含具有辐射反应性位点的(甲基)丙烯酸共聚物和能够在照射时与所述(甲基)丙烯酸共聚物粘合的增塑剂,其中所述压敏粘结剂片材在照射之前的储能模量在30℃和1Hz下为1.0×104Pa或更大和1.0×106Pa或更小,并且在80℃和1Hz下为5.0×104Pa或更小;并且所述压敏粘结剂片材在照射之后的储能模量在130℃和1Hz下为1.0×103Pa或更大,其中所述辐射反应性位点具有二苯甲酮结构。
2.根据权利要求1所述的可辐射固化的压敏粘结剂片材,其中所述辐射反应性位点具有烯键式不饱和结构。
3.根据权利要求1所述的可辐射固化的压敏粘结剂片材,其中所述增塑剂包括多官能(甲基)丙烯酸酯。
4.根据权利要求1所述的可辐射固化的压敏粘结剂片材,其中所述增塑剂包含环脂族部分。
5.根据权利要求1所述的可辐射固化的压敏粘结剂片材,其中所述压敏粘结剂片材在照射之后的储能模量在130℃和1Hz下为1.0×104Pa或更大。
6.一种层合物,包括基材和如权利要求1-5之一所述的可辐射固化的压敏粘结剂片材。
7.一种层合物,包括第一基材、第二基材和如权利要求1-5之一所述的可辐射固化的压敏粘结剂片材,所述可辐射固化的压敏粘结剂片材设置在所述第一基材和所述第二基材之间,其中所述第一基材的至少一个表面与所述可辐射固化的压敏粘结剂片材接触。
8.根据权利要求7所述的层合物,其中所述第一基材为表面保护层,并且所述第二基材为图像显示模块或触控面板。
9.一种制备层合物的方法,所述层合物包括第一基材、第二基材和如权利要求1-5之一所述的可辐射固化的压敏粘结剂片材,所述可辐射固化的压敏粘结剂片材设置在所述第一基材和所述第二基材之间,其中所述第一基材和所述第二基材中的至少一者具有在其主表面的至少一部分上延伸的三维表面形貌;所述方法包括以下步骤:
将所述可辐射固化的压敏粘结剂片材与所述第一基材的至少一个表面侧相邻设置;
将所述第二基材与所述可辐射固化的压敏粘结剂片材相邻设置;
加热和/或加压所述可辐射固化的压敏粘结剂片材以适形于所述三维表面形貌;以及
在所述可辐射固化的压敏粘结剂片材上照射辐射线。
10.一种制备层合物的方法,所述层合物包括第一基材、第二基材和如权利要求1-5之一所述的可辐射固化的压敏粘结剂片材,其中所述第一基材和所述第二基材中的至少一者是畸变敏感的;所述方法包括以下步骤:
将所述可辐射固化的压敏粘结剂片材与所述第一基材的至少一个表面侧相邻设置;
将所述第二基材与所述可辐射固化的压敏粘结剂片材相邻设置;
加热和/或加压所述可辐射固化的压敏粘结剂片材;以及
在所述可辐射固化的压敏粘结剂片材上照射辐射线。
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