CN105303967A

CN105303967A - 光可透过基材的贴合方法

Info

Publication number: CN105303967A
Application number: CN201510361946.5A
Authority: CN
Inventors: 李宛谕; 林佑忠; 李虹仪; 林子枫
Original assignee: Daxin Materials Corp
Current assignee: Daxin Materials Corp
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2016-02-03
Also published as: JP2016009192A; TW201600907A; TWI518412B

Abstract

一种光可透过基材的贴合方法，包含以下步骤：(a)提供待贴合件，包括显示装置及光可透过基材；(b)将可固化黏着组合物施用在该显示装置与该光可透过基材中的至少一者上，以形成涂布层，其中，该可固化黏着组合物包含可固化的寡聚物及光引发剂组份；(c)使用波长大于380nm的光照射该涂布层，以形成半固化黏膜；(d)将该显示装置与该光可透过基材贴合，并使用波长380nm以下的光照射该半固化黏膜，以形成固化率范围为大于90％的固化膜，且通过该固化膜将该显示装置与光可透过基材贴合。

Description

光可透过基材的贴合方法

技术领域

本发明是有关于一种光可透过基材的贴合方法，特别是指一种分别使用波长大于380nm的光以及波长380nm以下的光进行固化的光可透过基材的贴合方法。

背景技术

日本专利公开号2013152339揭示一种显示设备的制造方法，包含以下步骤：将液态的光硬化性树脂组合物形成在具有遮光层的光可透过基材上，并施予一紫外光照射，使该光硬化性树脂组合物固化形成硬化树脂层，接着，将一显示装置贴合至该硬化树脂层上，然后，再使用紫外光照射该显示装置与该具有遮光层的光可透过基材间的硬化树脂层，使该硬化树脂层完全固化。

然而，在形成该硬化树脂层阶段使用紫外光固化时，不易控制光硬化性树脂组合物固化程度，当曝光能量大于300mJ/cm²(UVA累计能量)时，易造成该光硬化性树脂组合物较快固化，因而使得硬化树脂层硬度较高，同时，因该光硬化性树脂组合物固化快及硬化树脂层硬度高，无法弥平该显示装置或具有遮光层的光可透过基材的不平整表面，使得当该显示装置与具有遮光层的光可透过基材进行贴合时，导致该显示装置与具有遮光层的光可透过基材无法紧密贴合而夹带有气泡，继而导致该硬化树脂层容易存在有附着性较差的问题，以及导致因遮光层存在产生的段差不易被填满的问题。且当曝光能量不足时，则存在有该硬化树脂层无法定型的问题。

中国专利公开号102981301揭示一种显示设备的制造方法，包含以下步骤：(1)粘结剂层形成步骤：在选定的粘结剂形成面上形成粘结剂层，该选定的粘结剂形成面包括显示装置的上表面和/或待贴合元件的下表面；(2)对位贴合步骤：在选定波长的对位光的照射下，对该显示装置和待贴合元件进行对位并使二者相贴合，该对位光为可见光或者红外光，其波长大于400nm；(3)固化步骤：利用选定波长的固化光照射该粘结剂层而使其固化，以将该显示装置和待贴合元件固定在一起，该固化光为可见光或者长波紫外光，该固化光的波长介于315nm至760nm之间，且该选定波长的固化光与该选定波长的对位光分别属于不同的波段。该中国专利公开案通过固化光采用对液晶影响较小的长波长紫外光或者可见光，因此在利用该固化光照射显示装置和待贴合元件之间的粘结剂层而使其固化时，可以有效保证显示装置和待贴合元件的对位效果以及减少液晶的老化现象，从而提高显示装置的品质，并延长显示装置的使用寿命。

然而，该中国专利公开案于对位贴合步骤前，该粘结剂层仍为液态，故当对位贴合步骤进行时，容易有溢出的情况，导致需费时对显示设备的外观进行清洁，且该显示装置和该待贴合元件会因为粘结剂层具有的流动性，导致该显示装置和该待贴合元件滑动，继而影响对位准确性。再者，当该待贴合元件是贴合至显示装置的非显示区时，会因非显示区存在有遮光区，造成光线不易穿透，而需使用具有侧边曝光功能的设备，导致设备成本的增加，同时，因该具有侧边曝光功能的设备是搭配线光源，容易存在有对位准确性不佳的问题，且该粘结剂层固化效果不佳，导致未固化的粘结剂回渗至固化后的粘结剂层内，造成固化后的粘结剂层被澎润，使得固化后的粘结剂层膜厚不均，继而使得当显示装置受到外力作用时，显示装置的非显示区会有树枝状剥离的现象产生，且逐渐扩散至显示装置的显示区。

经上述说明可知，提供一可改善上述问题的光可透过基材的贴合方法，是此技术领域相关技术人员可再突破的课题。

发明内容

因此，本发明的目的，即在提供一种可控制固化率且形成附着性及柔软度佳的涂布层的光可透过基材的贴合方法。

于是本发明光可透过基材的贴合方法，包含以下步骤：

(a)提供待贴合件，包括显示装置及光可透过基材；

(b)将可固化黏着组合物施用在该显示装置与该光可透过基材中的至少一者上，以形成涂布层，其中，该可固化黏着组合物包含可固化的寡聚物及光引发剂组份；

(c)使用波长大于380nm的光照射该涂布层，以形成半固化黏膜；

(d)将该显示装置与该光可透过基材贴合，并使用波长380nm以下的光照射该半固化黏膜，以形成固化率范围为大于90％的固化膜，且通过该固化膜将该显示装置与光可透过基材贴合。

本发明之功效在于：通过在形成半固化黏膜的阶段使用波长大于380nm的光固化，使光引发剂在该波长使用下被驱动，当在高曝光能量时，仍可有效地控制半固化黏膜所欲的固化率并可维持一定值，以赋予其具有良好附着性及柔软度，以利后续贴合制程的操作。同时，当该光可透过基材具有遮光层时，该半固化黏膜因具有较佳的柔软度，而可填满遮光层存在产生的段差。

该涂布层的厚度范围为5μm至1,000μm。

为能使半固化黏膜具有柔软性以弥平该显示装置或光可透过基材的表面不平整性，且使固化膜具有更佳的附着性，继而避免该显示装置与光可透过基材贴合时，该显示装置与光可透过基材无法紧密贴合，而夹带气泡，较佳地，于步骤(c)中，该半固化黏膜的表面固化率范围为10％至80％，且该半固化黏膜与该待贴合件的接触面的固化率范围为60％至90％。所谓的表面固化率及接触面的固化率是使用搭配有ATR(衰减全反射，AttenuatedTotalReflection)治具的红外线光谱仪测量并经计算峰的积分面积所获得，且测量深度为0.6μm至6μm。

因氧气对自由基固化有抑制作用，故本发明可通过氧气调整于步骤(c)中半固化黏膜的表面固化率，较佳地，该固化过程需于具有氧气的环境下进行。

<<显示装置>>

该显示装置例如但不限于液晶显示器(LiquidCrystalDisplay)、等离子体显示器(PlasmaDisplayPanel)、3D立体显示器、有机发光二极管显示器(OrganicLight-EmittingDiode)、发光二极管显示器(LEDDisplay)，或触控面板(TouchPanel)等。

<<光可透过基材>>

该光可透过基材可贴合至显示装置的显示区上、非显示区上或显示装置中的内部元件上。该光可透过基材例如但不限于触控面板、视差档板光栅或透镜光栅和包含有液晶的模组元件。

较佳地，该光可透过基材为具有遮光区的光可透过基材。该具有遮光区的光可透过基材可贴合至显示装置的边框处，以遮蔽内部电路达到外观美观效果。

为避免该具有遮光区的光可透过基材的遮光区产生的段差，导致该显示装置与该具有遮光区的光可透过基材的界面存在空隙而产生气泡，较佳地，该涂布层的厚度大于该具有遮光区的光可透过基材的遮光区的厚度。更佳地，该半固化黏膜的厚度范围为该具有遮光区的光可透过基材的遮光区的厚度的1.1倍至100倍。该具有遮光区的光可透过基材的遮光区的厚度范围为0.1μm至200μm。

<<可固化黏着组合物>>

该可固化黏着组合物施用在该显示装置与该光可透过基材中的至少一者上。该可固化黏着组合物施用在该显示装置或该光可透过基材时，可以是施用在该显示装置或该光可透过基材的平坦区域或具有段差区域。该施用的方式例如但不限于涂布于欲形成涂布层的表面或将欲形成涂布层的表面浸渍于该可固化黏着组合物中等方式。

<可固化的寡聚物>

该可固化的寡聚物例如但不限于光可固化的寡聚物或光及热可固化的寡聚物。较佳地，该光可固化的寡聚物选自(甲基)丙烯酸酯系寡聚物、聚丁二烯(polybutadiene)系寡聚物，或乙烯基酯树脂(VinylEsterResin)等。该(甲基)丙烯酸酯系寡聚物例如但不限于环氧(甲基)丙烯酸酯(epoxy(meth)acrylate)系寡聚物、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(polyurethane(meth)acrylate)系寡聚物、聚酯(甲基)丙烯酸酯(polyester(meth)acrylate)系寡聚物、聚醚(甲基)丙烯酸酯(polyether(meth)acrylate)系寡聚物，或有机硅(甲基)丙烯酸酯系寡聚物等。该环氧(甲基)丙烯酸酯系寡聚物例如但不限于环氧聚甲基丙烯酸树脂或环氧聚丙烯酸树脂等。该聚氨酯(甲基)丙烯酸酯系寡聚物例如但不限于脂肪族聚氨酯丙烯酸酯或芳香族聚氨酯丙烯酸酯等。

<光引发剂组份>

该光引发剂组份包括吸收光谱具有吸收波长340nm以下的特征峰以及吸收波长大于340nm的特征峰的第一光引发剂。较佳地，该第一光引发剂的用量为可固化黏着组合物总量的0.001倍时，该第一引发剂于310至320nm波长处的吸收面积为该光引发剂组份于300至400nm波长处的吸收面积总量的0.05倍以上，且，于370至380nm波长处的吸收面积为该光引发剂组份于300至400nm波长处的吸收面积总量的0.05倍以上。该第一光引发剂可单独或混合使用，且该第一光引发剂例如但不限于Ciba公司制的市售品(1173、651、907)或IGMResins公司制的市售品(Omnipol2712、Omnirad4PBZ、Omnirad73)。

较佳地，该光引发剂组份包括吸收光谱具有吸收波长340nm以下的特征峰的第二光引发剂，与，吸收光谱具有吸收波长大于340nm的特征峰的第三光引发剂。

较佳地，该第二光引发剂的用量为可固化黏着组合物总量的0.001倍时，该第二引发剂于310至320nm波长处的吸收面积为该光引发剂组份于300至400nm波长处的吸收面积总量的0.1倍以上。该第二光引发剂可单独或混合使用，且该第二光引发剂例如但不限于Ciba公司制的市售品(2959、184)或IGMResins公司制的市售品(Omnipol100F、Omnipol910、Omnipol1001、Omnipol2702、Omnipol9220、OmnipolASA、OmnipolBP、OmnipolPL-2104、OmnipolPL-2300、Omnirad4HBL、Omnirad481、Omnirad500、Omnirad659)。

该第三光引发剂可单独或混合使用，且该第三光引发剂例如但不限于Chitec公司制的市售品(1256)或Ciba公司制的市售品(TPO、819、369)等。较佳地，该第三光引发剂的吸收光谱具有吸收波长大于350nm至小于400nm的特征峰。较佳地，该第三光引发剂的用量为可固化黏着组合物总量的0.001倍时，该第三引发剂于380至400nm波长处的吸收面积为该光引发剂组份于300至400nm波长处的吸收面积总量的0.1倍以上。

较佳地，该第二光引发剂与第三光引发剂的重量比值范围为1至100。

较佳地，该可固化黏着组合物还包含溶剂。

<溶剂>

该溶剂只要能溶解该可固化黏着组合物中的各成份，并使该可固化黏着组合物为均相即可。该溶剂可单独或混合使用，且该溶剂例如但不限于甲醇、乙醇、丙酮，或甲苯等。较佳地，以该可固化黏着组合物的总量为100wt％计，该溶剂的含量范围为0.01wt％至50wt％。

较佳地，该可固化黏着组合物还包含可固化单体。

<可固化单体>

该可固化单体可单独或混合使用，且该可固化单体例如但不限于丙烯酸十二烷基酯(laurylacrylate)或丙烯酸异冰片酯(isobornylacrylate)等。

较佳地，该可固化黏着组合物还包含热引发剂。

<热引发剂>

该热引发剂可单独或混合使用，且该热引发剂例如但不限于过氧化物系热引发剂或偶氮类热引发剂。该过氧化物系热引发剂可单独或混合使用，且该过氧化物系热引发剂例如但不限于AKZONOBEL公司制的市售品(187-C30、TRIGONOX181、IPP-NS27)等。该偶氮类热引发剂可单独或混合使用，且该偶氮类热引发剂例如但不限于AKZONOBEL公司制的市售品(PERKADOXACCN、PERKADOXAIBN、PERKADOXAMBN-GR)等。

较佳地，该可固化黏着组合物还包含添加剂。

该添加剂例如但不限于可塑剂或增黏剂等。

<增黏剂>

该增黏剂可以提升该半固化黏膜的黏着性，于该显示装置与光可透过基材贴合时，可使该显示装置与光可透过基材紧密贴合，而不会夹带气泡。该增黏剂可单独或混合使用，且该增黏剂例如但不限于氢化聚丁二烯寡聚物、CrayValley公司的市售品(Wingtack10、WingtackEXTRA、Wingtack86、131、142、184)、NipponSoda公司的市售品(Bseries、BIseries、GIseries、TEseries、GQseries、JPseries、Eseries)，及Kuraray公司的市售品(LIR-50、LIR-310、LIR-390、LIR-410、UC-102、UC-203、LIR-290、LIR-700、LBR-307、LBR-305、LBR-352)等。较佳地，以该可固化黏着组合物的总量为100wt％计，该增黏剂的含量范围为大于0wt％至60wt％以下。

<可塑剂>

该可塑剂可以提升该半固化黏膜的柔软性，于该显示装置与光可透过基材贴合时，可使该显示装置与光可透过基材紧密贴合，而不会夹带气泡。该可塑剂可单独或混合使用，且该可塑剂例如但不限于南亚公司的市售品(DEHP、DIDP、DINP、DBP、DOA、DINA、TOTM、DHIN、DHEH、DOTP)等。较佳地，以该可固化黏着组合物的总量为100wt％计，该可塑剂的含量范围为大于0wt％至60wt％以下。

具体实施方式

本发明将就以下实施例作进一步说明，但应了解的是，该实施例仅为例示说明之用，而不应被解释为本发明实施之限制。

<实施例1>

(a)提供一待贴合件，包括一显示装置及一具有遮光区的光可透过基材(遮光区厚度：0.1μm至50μm)；(b)将一可固化黏着组合物施用在该显示装置的显示区上，以形成一150μm的涂布层，其中，该可固化黏着组合物包含可固化的寡聚物(厂牌：DAXIN；型号：URX-3100；成分：丙烯酸酯系寡聚物)、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸异冰片酯、GI3000(厂牌：Nippon-soda；成分：氢化聚丁二烯寡聚物)及光引发剂(厂牌：Ciba；型号：Irgacure651；成分：2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone)；(c)使用光源(厂牌：Uhao；波长：395nm)于一般大气环境下照射该涂布层，以形成一固化率为38.02％的半固化黏膜；(d)将该显示装置与该具有遮光区的光可透过基材贴合，并使用金属卤素灯(厂牌：Opas；型号：XLITE7250G)照射该半固化黏膜，以形成固化率为94％的固化膜，且通过该固化膜将该显示装置与该具有遮光区的光可透过基材贴合。

<实施例2至7及比较例1至2>

实施例2至7及比较例1至2是以与实施例1相同的步骤，不同的地方在于：改变光引发剂种类以及曝光能量，如表1所示。光引发剂(厂牌：Ciba；型号：Irgacure184；成分：1-hydroxycyclohexyphenylketone；吸收特征峰：246、280及333nm)。光引发剂[厂牌：Ciba；型号：Irgacure819；成分：phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine；吸收特征峰：295及370nm]。

<评价项目>

固化率测量：将实施例1至7及比较例1至2的可固化黏着组合物分别涂布于一第一载玻片(2.5mmx7.5mm)上，并于该第一载玻片上形成直径为6mm且厚度为0.15mm的涂布层。使用搭配有ATR(衰减全反射，AttenuatedTotalReflection)治具的红外线光谱仪(厂牌：Perkin-Elmer)测量该涂布层，并侦测1,600cm^-1至1,660cm^-1的C＝C吸收峰及2,700cm^-1至3,100cm^-1的C-H吸收峰。该涂布层C＝C吸收峰与C-H吸收峰的积分面积分别为A1及A2。

接着，使用光源(厂牌：Uhao；波长：395nm)于一般大气环境下照射该等涂布层，以形成半固化黏膜。照射条件：曝光量为500mJ/cm²至1,500mJ/cm²且曝光强度100mW/cm²。使用上述红外线光谱仪测量该半固化黏膜与该第一载玻片的接触面以及该半固化黏膜表面，并分别侦测1,600cm^-1至1,660cm^-1的C＝C吸收峰及2,700cm^-1至3,100cm^-1的C-H吸收峰，其中，该半固化黏膜与该第一载玻片的接触面的测量方式是将该半固化黏膜自该第一载玻片上剥离进行测量。该半固化黏膜与载玻片的接触面的C＝C吸收峰与C-H吸收峰的积分面积分别为C1及C2。该半固化黏膜表面的C＝C吸收峰与C-H吸收峰的积分面积分别为D1及D2。

将一第二载玻片与该具有半固化黏膜的载玻片贴合。然后，使用金属卤素灯(厂牌：Opas；型号：XLITE7250G)照射该半固化黏膜，以形成固化膜。照射条件：曝光量为500mJ/cm²且曝光强度100mW/cm²。使用上述红外线光谱仪测量该固化膜与第一载玻片的接触面以及该固化膜与第二载玻片的接触面，并分别侦测1,600cm^-1至1,660cm^-1的C＝C吸收峰及2,700cm^-1至3,100cm^-1的C-H吸收峰，其中，该固化膜与该等载玻片的接触面的测量方式是将该固化膜自该等载玻片上剥离进行测量。该固化膜与第一载玻片的接触面的C＝C吸收峰与C-H吸收峰的积分面积分别为E1及E2。该固化膜与第二载玻片的接触面的C＝C吸收峰与C-H吸收峰的积分面积分别为F1及F2。

X：半固化黏膜表面固化率(％)＝{1-[(D1×A2)/(D2×A1)]}×100％；

Y：半固化黏膜与待贴合件的接触面的固化率

(％)＝{1-[(C1×A2)/(C2×A1)]}×100％；

S：固化膜与第二载玻片的接触面的固化率

(％)＝{1-[(F1×A2)/(F2×A1)]}×100％；

T：固化膜与与第一载玻片的接触面的固化率

(％)＝{1-[(E1×A2)/(E2×A1)]}×100％；

半固化黏膜固化率(％)＝(X+Y)/2；

固化膜固化率(％)＝(S+T)/2。

固化率控制情况评价：

优：半固化黏膜的表面固化率为60％至80％，且该半固化黏膜与该待贴合件的接触面的固化率为60％至90％。

可：半固化黏膜的表面固化率为10％至小于60％，且该半固化黏膜与该待贴合件的接触面的固化率为60％至90％。

差：半固化黏膜的表面固化率为小于10％或大于80％，且该半固化黏膜与该待贴合件的接触面的固化率为小于60％或大于90％。

附着力测量：将实施例1至7及比较例1至2的可固化黏着组合物分别涂布于一载玻片(2.5mmx7.5mm)上，并于该载玻片上形成直径为6mm且厚度为0.15mm的涂布层，接着，使用光源(厂牌：Uhao；波长：395nm)于一般大气环境下照射该等涂布层，以形成半固化黏膜。照射条件：曝光量为50mJ/cm²至1,500mJ/cm²且曝光强度100mW/cm²。将另一载玻片与该具有半固化黏膜的载玻片贴合，并贴合成十字型。然后，使用金属卤素灯(厂牌：Opas；型号：XLITE7250G)照射该半固化黏膜，以形成固化膜。照射条件：曝光量为500mJ/cm²且曝光强度100mW/cm²。将其中一片载玻片固定，并以岛津拉力试验机(型号：ShimatsuEZ-Test)推开另一片载玻片，且推开速度为每分钟5mm。最后，将推拉力计所测量到的最大推力除以涂布层面积，即可得到附着力。

柔软度检测：将实施例1至7及比较例1至2的可固化黏着组合物做成符合ASTMD638条件的狗骨头形状待测样品。接着，将该等待测样品置于岛津拉力试验机(型号：ShimatsuEZ-Test)的夹具上，并以夹具分别夹住该等待测样品的两端，然后，以50mm/min速度拉动该等待测样品，并直至其断裂，即可获得杨式模量(Young’smodulus)。

综上所述，通过在形成半固化黏膜的阶段使用波长大于380nm的光固化，使光引发剂在该波长的使用下被驱动，当在高曝光能量时，仍可有效地控制半固化黏膜所欲的固化率并可维持一定值，以赋予其具有良好附着性及柔软度，以利后续贴合制程的操作。同时，当该光可透过基材具有遮光层时，该柔软度可填满遮光层存在产生的段差，故确实能达成本发明之目的。

惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即大凡依本发明权利要求书及专利说明书内容所作之简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖之范围内。

Claims

1.一种光可透过基材的贴合方法，包含以下步骤：

(a)提供待贴合件，包括显示装置及光可透过基材；

2.如权利要求1所述的光可透过基材的贴合方法，其中，该半固化黏膜的表面固化率范围为10％至80％，且该半固化黏膜与该待贴合件的接触面的固化率范围为60％至90％。

3.如权利要求1所述的光可透过基材的贴合方法，其中，该光引发剂组份包括吸收光谱具有吸收波长340nm以下的特征峰以及吸收波长大于340nm的特征峰的第一光引发剂。

4.如权利要求1所述的光可透过基材的贴合方法，其中，该光引发剂组份包括吸收光谱具有吸收波长340nm以下的特征峰的第二光引发剂，与，吸收光谱具有吸收波长大于340nm的特征峰的第三光引发剂。

5.如权利要求4所述的光可透过基材的贴合方法，其中，该第二光引发剂与第三光引发剂的重量比值范围为1至100。

6.如权利要求1所述的光可透过基材的贴合方法，其中，该光可透过基材为具有遮光区的光可透过基材。

7.如权利要求6所述的光可透过基材的贴合方法，其中，该涂布层的厚度大于该具有遮光区的光可透过基材的遮光区的厚度。

8.如权利要求7所述的光可透过基材的贴合方法，其中，该涂布层的厚度范围为该具有遮光区的光可透过基材的遮光区的厚度的1.1倍至100倍。

9.如权利要求1所述的光可透过基材的贴合方法，其中，该可固化黏着组合物还包含热引发剂。