CN105566917B - 触摸屏贴合用光学透明树脂及贴合工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触摸屏贴合用光学透明树脂及贴合工艺。所述触摸屏贴合用光学透明树脂是具有湿气固化功能的有机硅UV树脂，以重量百分比计，包括100份乙烯基烷氧基硅封端聚二甲基硅氧烷、5‑100份MQ树脂、0.1‑20份巯基硅油、0.1‑2份湿气固化触媒和0.1‑2份紫外线光引发剂。本发明的贴合用光学透明树脂涂胶之后经紫外线照射呈压敏状态具有良好的初粘力，贴合之后不会发生位移，贴合好的触摸屏通过空气中的湿气固化最终达到良好粘接强度。

Description

触摸屏贴合用光学透明树脂及贴合工艺

技术领域

本发明属于光学胶粘剂/密封胶制备及电子信息技术领域，具体涉及一种触摸屏贴合用光学透明树脂及贴合工艺。

背景技术

目前智能手机和平板市场大都采用直接贴合技术（Direct Bonding or fulllamination）来消除LCM（液晶模组）和触摸屏玻璃或薄膜之间的空隙。许多触控面板厂在进行玻璃贴合时，习惯采用生产效率较高、厚度均一的光学胶带OCA（Optical ClearAdhesive）贴合技术，但OCA类似于一种透明的双面压敏胶，粘接强度较小，不适于多粘接强度要求较高的贴合。同时采用此技术在贴合时，容易产生气泡而增加不良率，并且贴合时无法发现的微小气泡亦可能随着时间而扩大。除气泡问题会影响良率外，由于OCA不易返修，瑕疵品多半只能报废，从而导致生产效益低下并增加贴合厂成本压力。

相比OCA，紫外线固化液体光学透明树脂LOCA（Liquid Optical Clear Adhesive）由于贴合设备简单，可以返修，容易脱泡，材料成本低，不受油墨段差的影响等特点，受到越来越多的触控面板生产厂家的欢迎。但同时由于触控面板边框部分印刷有不透光的油墨，紫外线不能透过油墨照射到这些地方，从而产生未固化区域，这些区域即使另外进行侧光源照射也不能确保固化完全，这大大增加了设备成本，降低了生产效率。

专利申请CN 103992650公开了一种紫外线/湿气双固化有机硅树脂组成物，透光部分可以紫外线固化，阴影部分可以湿气固化，避免了通常的紫外线树脂阴影部分不固化的问题。但紫外线照射之后并不能呈现压敏特性，一旦经过紫外线照射即刻固化，此时由于树脂表面已经固化不具有粘性了，不能再进行盖板玻璃或薄膜的贴合。而市场上迫切要求能够提供一种紫外线照射之后呈现压敏状态，具有很好的初粘力，贴合之后不会位移，放置一段时间达到很高的粘接强度的树脂材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种光学透明的、具有湿气固化功能的触摸屏贴合用光学透明树脂及贴合工艺。

本发明的贴合用光学透明树脂在LCM上涂胶之后，在盖板玻璃或薄膜真空贴合之前进行紫外线照射，因为不存在盖板玻璃或薄膜上边缘部分油墨的遮光，不会出现普通的紫外线固化液体光学透明树脂的阴影部分不固化的问题。

本发明的贴合用光学透明树脂在LCM上涂胶之后经紫外线照射呈现压敏状态具有良好的初粘力，贴合之后不会发生位移，贴合好的触摸屏通过空气中的湿气固化最终达到良好粘接强度。

实现本发明目的的技术解决方案是：触摸屏贴合用光学透明树脂，以重量百分比计，包括100份乙烯基烷氧基硅封端聚二甲基硅氧烷、5-100份MQ树脂、0.1-20份巯基硅油、0.1-2份湿气固化触媒和0.1-2份紫外线光引发剂。

本发明采用具有湿气固化功能的有机硅UV树脂（紫外线固化树脂），在LCM上涂胶之后经紫外线照射，然后进行盖板玻璃或薄膜的真空贴合，贴合好的触摸屏通过空气中的湿气固化最终达到良好粘接强度。

其中，所述的乙烯基烷氧基硅封端聚二甲基硅氧烷具有如下结构：

X1、X2、X3和X4代表甲氧基、乙氧基、甲基和乙基中任一基团，X1、X2、X3、X4可以相同，也可以不同，X1、X2、X3、X4优选甲氧基或乙氧基，n为100-10000的整数。

所述的MQ硅树脂是由四官能度硅氧烷缩聚链节（Q）与单官能度硅氧烷链节（M）构成的有机硅树脂，其摩尔质量为1000-8000，M/Q比值为0.6-1.0。MQ树脂可以是液体也可以是固体。

所述的巯基硅油具有如下结构：

R1、R2、R3代表甲基、乙基、丙基、乙烯基、苯基、长链的饱和或不饱和烷基中任一基团。R1、R2、R3可以相同，也可以不同。R1、R3优选甲基，R2优选丙基，m和n为4-1000的整数。

以重量百分比计，所述的巯基硅油中巯基含量为0.1-30wt%，巯基含量优选为0.1-20wt%。

所述的紫外线光引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（1173）、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦（TPO）、2,4,6-三甲基二苯甲酮和4-甲基二苯甲酮的混合物（Esacure TZT）、安息香双甲醚（651）、二苯甲酮、1-羟基-环己基苯甲酮（184）、α,α′-乙氧基苯乙酮（DEAP）或α-胺烷基苯酮中一种或几种的混合。优选2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（1173）或1-羟基-环己基苯甲酮（184）。

所述的湿气固化触媒为有机锡化合物、钛酸酯类化合物、α硅烷偶联剂、路易斯酸类或路易斯碱类化合物。优选有机锡化合物或钛酸酯类化合物。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1.本发明的贴合工艺是在贴合之前进行紫外线光固化，避免了盖板玻璃或薄膜边缘油墨阴影部分不固化的问题。

2.紫外线光固化之后能呈现压敏状态，贴合之后不会发生位移，和目前的OCA性能类似，可以采用现有的OCA贴合设备及工艺进行贴合，而不必增添新的贴合设备。

3.本发明的光学透明树脂在盖板玻璃或薄膜真空贴合之后还能够进一步湿气固化，大大提高了LCM和盖板玻璃或薄膜之间的粘接强度。

4.本发明选用的MQ树脂，经实验发现，其不仅能提高紫外线照射之后的初粘力，也会大大提高树脂的透明性，这在触摸屏贴合中具有实际意义。

具体实施方式

下面将结合实施例和对比例对本发明做进一步地说明。

本发明提供一种光学透明的，具有湿气固化功能的UV树脂（紫外线固化树脂）及新型贴合工艺。

所述具有湿气固化功能的有机硅UV树脂由五种成分构成，乙烯基烷氧基硅封端的聚二甲基硅氧烷、MQ树脂、巯基硅油交联剂、湿气固化触媒和紫外线光引发剂。但本发明的组成物不限于这五种成分，根据需要可以添加透明无机填料、反应型或非反应型增塑剂、稀释剂、热稳定剂、流平剂、消泡剂、触变剂、防腐剂、光稳定剂等等。

其中，本发明中的乙烯基烷氧基硅封端聚二甲基硅氧烷具有如下结构：

X1，X2，X3，X4代表甲氧基或乙氧基，n为100-10000的整数。

本发明中的乙烯基烷氧基硅封端聚二甲基硅氧烷可以采用端羟基聚二甲基硅氧烷和乙烯基烷氧基硅烷偶联剂在触媒存在下反应来制备，也可以采购已经封端的聚二甲基硅氧烷作为组成物的原料。

制备时，用于封端的乙烯基烷氧基硅烷偶联剂可以是乙烯基三烷氧基硅烷偶联剂，也可以是乙烯基二烷氧基硅烷偶联剂。烷氧基可以是甲氧基或乙氧基或者是甲氧基和乙氧基的化合物。甲氧基的湿气固化活性要远高于乙氧基的活性。采用乙烯基甲氧基硅烷还是乙烯基乙氧基硅烷可以根据湿气固化速度的需要进行选择。

本发明的MQ树脂是由四官能度硅氧烷缩聚链节（Q）与单官能度硅氧烷链节（M）构成的有机硅树脂，其摩尔质量为1000-8000，M/Q比值为0.6～1.0。MQ树脂可以是液体也可以是固体。按照硅原子上的官能团不同，MQ树脂可以分为甲基MQ树脂、苯基MQ树脂、甲基苯基MQ树脂、乙烯基MQ树脂、含氢MQ树脂。本发明优选甲基MQ树脂和乙烯基MQ树脂。

本发明选用了MQ树脂，发现其不仅能提高紫外线照射之后的初粘力，也会大大提高树脂的透明性。

本发明中的巯基硅油结构如下：

R1、R3为甲基，R2为丙基，m和n为4-1000的整数。其中，以重量百分比计，巯基硅油中巯基含量为0.1-30wt%，优选0.1-20wt%。

本发明中的紫外线光引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（1173）、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦（TPO）、2,4,6-三甲基二苯甲酮和4-甲基二苯甲酮的混合物（Esacure TZT）、安息香双甲醚（651）、二苯甲酮、1-羟基-环己基苯甲酮（184）、α,α′-乙氧基苯乙酮（DEAP）或α-胺烷基苯酮中一种或几种的混合。优选2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（1173）、DEAP或1-羟基-环己基苯甲酮（184）。

本发明采用的湿气固化触媒有五大类，有机锡化合物、钛酸酯类化合物、α-硅烷偶联剂、路易斯酸类和路易斯碱类化合物。

常用的有机锡类湿气固化触媒包括：二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二乙基己酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡、二甲基马来酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、二乙酸二辛基锡、二硬脂酸二辛基锡、二月桂酸二辛基锡、二甲基二丁基锡、二苯氧基二丁基锡、二甲氧基二丁基锡、二乙酰丙酮二丁基锡、二乙酰乙酸乙酯二丁基锡、双三乙氧基硅酸二丁基锡、双三乙氧基硅酸二辛基锡以及二烷氧基氧化锡和硅酸盐化合物的反应产物等等四价锡类化合物；辛酸锡、环烷酸锡、硬脂酸锡等二价锡类化合物；三辛酸单丁基锡、三异丙氧基但丁基锡等但丁基锡或单辛基锡化合物，或上述有机锡的其中一种或几种混合。

常用的钛酸酯类化合物包括：四异丙基钛酸酯、四正丁基钛酸酯、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和三乙醇胺的螯合物、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、焦磷酸型单烷氧基类钛酸酯、二（辛烷基苯酚聚氧乙烯醚）磷酯、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯、或上述化合物的一种或几种混合等等。

常用的α硅烷偶联剂包括：氯甲基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、二乙氨基甲基三乙氧基硅烷、二乙氨基甲基甲基二乙氧基硅烷、乙二氨基甲基三乙氧基硅烷、正丁氨基甲基三乙氧基硅烷、正丁氨基甲基甲基二乙氧基硅烷、二正丁氨基甲基三乙氧基硅烷、己二氨基甲基甲基二乙氧基硅烷、己二胺基甲基三乙氧基硅烷、苯胺基甲基三乙氧基硅烷、苯胺基甲基三甲氧基硅烷、苯胺基甲基甲基二乙氧基硅烷、乙酰氧基氨基甲基三乙氧基硅烷、异氰酸根甲基三乙氧基硅烷、或上述偶联剂的一种或几种混合。

常用的路易斯酸化合物包括：长链脂肪酸、烷基苯磺酸、酸性磷酸酯类化合物、三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼乙酸络合物、三氟化硼四氢呋喃络合物、三氟化硼甲醇络合物、三氟化硼单乙胺络合物、三氟化硼乙腈络合物、三氟化硼苯酚络合物、三氟化硼对甲基苯酚络合物、三氟化硼苄胺络合物、三氟化硼甲醚络合物、三氟化硼丁醚络合物、三氟化硼碳酸二甲酯络合物或者相应的三溴化硼、三碘化硼络合物、或上述化合物中的一种或几种混合。特别优选三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼单乙胺络合物、三氟化硼乙腈络合物、三氟化硼碳酸二甲酯络合物一种或几种混合。

常用的路易斯碱化合物包括：丙胺、丁胺、戊胺、己胺、辛胺、2-乙基己胺、壬胺、癸胺、十二烷胺、十六烷胺、十八烷胺、环己胺等伯胺化合物；二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二癸胺、二（十二烷胺）、二（十六烷胺）、二（十八烷胺）等烷基取代仲胺类化合物；三乙胺、三己胺、三辛胺等脂肪族叔胺类化合物；十二烷基苯胺、十八烷基苯胺、三苯胺等芳香族叔胺类化合物；乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙基三胺、三乙基四胺、环己胺、苄基胺、六亚甲基二胺、胍类化合物、玛琳类化合物、咪唑类化合物、1，8-二氮杂双环（5，4，0）十一碳烯-7（DBU）等等其它环状或带有取代官能团的胺类化合物、或上述化合物中的一种或几种混合。

本发明的湿气固化触媒优选有机锡化合物、和钛酸酯类化合物。

本发明的涂胶工艺可采用刮涂，滚涂，狭缝涂布（SLOTDIE），落帘涂布，线棒涂布，丝网印刷及自动点胶等各种方式，只要能够均匀涂布在LCM上即可。也可以涂胶在盖板玻璃上然后和LCM真空贴合。

透光率的测试采用GB/T 2410-2008，换算成100μm透光率。

下面结合具体实例进行说明。

本发明具有湿气固化性的、光学透明的有机硅UV树脂，其具体配方如下：

【实例-1】将粘度为20000mPa.s的乙烯基二甲氧基封端的聚二甲基硅氧树脂100份添加到行星搅拌机中，加入50份甲基MQ树脂，80度加热溶解之后加入1.0份巯基硅油（巯基硅油中巯基含量为20wt%）搅拌均匀。最后降温至室温加入1.0份紫外线光引发Irgacure184，0.5份四叔丁基钛酸酯，在真空状态下搅拌30min，充填到330mL硅胶桶中，然后进行触摸屏贴合实验。

【贴合工艺】采用狭缝涂布方式在20英寸LCM上均匀涂覆实例-1的光学透明树脂，涂胶层厚度为200μm，高压汞灯照射能量为1000mJ/cm²，照射完毕马上进行盖板玻璃真空贴合，此时光学透明树脂胶层呈现出压敏特性，真空贴合之后盖板玻璃不会产生位移，可以进入下一个制程升温加压脱泡。贴合好的触摸屏经过-20度（30min），60度（30min）冷热冲击100次，60度95%相对湿度240h的高温高湿实验，用自制的治具检测触摸屏四个角的剥离强度，结果见表-1。

【实例2-5】制备方法同实例-1，配方及物理性能见表-1。

【比较例1】将粘度为20000mPa.s的乙烯基二甲氧基封端的聚二甲基硅氧树脂100份添加到行星搅拌机中，加入30份乙烯基MQ树脂，80度加热溶解之后加入1.0份巯基硅油（巯基硅油中巯基含量为20wt%）搅拌均匀。最后降温至室温加入1.0份紫外线光引发Irgacure184，不添加湿气固化触媒四叔丁基钛酸酯，在真空状态下搅拌30min，充填到330mL硅胶桶中，然后进行触摸屏贴合实验。

【比较例2-4】制备方法同比较例-1，配方及物理性能见表-2。

表-1

表-2

实施例1采用粘度为20000mPa.s的乙烯基二甲氧基封端聚二甲基硅氧烷、MQ树脂、巯基硅油、紫外线光引发Irgacure184和四叔丁基钛酸酯的组合物，在触摸屏上涂胶UV照射之后呈现压敏特性，真空贴合后四个角的剥离强度平均值为4.2N，初期强度虽然较小，但经过冷热冲击和高温高湿实验之后，完成了湿气固化，因此剥离强度大幅度提高，远远超过了客户的剥离强度规格值15N。表-1中虽然没有列出，贴合好的触摸屏即使不经过冷热冲击和高温高湿实验，仅仅是常温放置7天，其剥离强度也能达到30N，超过了客户规格值15N的标准。

实施例2-5采用不同粘度的乙烯基甲氧基封端聚二甲基硅氧烷、不同MQ树脂、不同巯基含量硅油和不同的触媒分别得到具有湿气固化性的有机硅UV树脂组成物。采用同样的真空贴合工艺，其剥离强度均超过了客户的规格值15N。

作为对比，比较例1-4没有添加湿气固化触媒，初期的剥离强度虽然和实施例相差不大，但经过冷热冲击和高温高湿实验之后，因为不具有湿气固化特性，剥离强度没有得到大幅度提升，没有达到客户规定的最低规格值15N。同时还可以发现比较例2和4没有添加MQ树脂，其透光率比相应添加了MQ树脂的降低了3%以上。

Claims (9)

1.触摸屏贴合用光学透明树脂，其特征在于：以重量百分比计，包括100份乙烯基烷氧基硅封端聚二甲基硅氧烷、5-100份MQ树脂、0.1-20份巯基硅油、0.1-2份湿气固化触媒和0.1-2份紫外线光引发剂；

其中，所述的MQ树脂是由四官能度硅氧烷缩聚链节（Q）与单官能度硅氧烷链节（M）构成的有机硅树脂，其摩尔质量为1000-8000，M/Q比值为0.6-1.0，所述的MQ树脂是液体或者固体。

2.根据权利要求1所述的触摸屏贴合用光学透明树脂，其特征在于：所述的乙烯基烷氧基硅封端聚二甲基硅氧烷具有如下结构：

，

X1、X2、X3和X4代表甲氧基、乙氧基、甲基和乙基中任意一基团，n为100-10000的整数。

3.根据权利要求2所述的触摸屏贴合用光学透明树脂，其特征在于： X1、X2、X3、X4为甲氧基或乙氧基。

4.根据权利要求1所述的触摸屏贴合用光学透明树脂，其特征在于：所述的巯基硅油具有如下结构：

，

R1、R2、R3代表甲基、乙基、丙基、乙烯基、苯基、长链的饱和或不饱和烷基中任意一基团，m和n为4-1000的整数。

5.根据权利要求4所述的触摸屏贴合用光学透明树脂，其特征在于：R1、R3为甲基，R2为丙基。

6.根据权利要求1或4所述的触摸屏贴合用光学透明树脂，其特征在于：以重量百分比计，所述的巯基硅油中巯基含量为0.1-30wt%。

7.根据权利要求1所述的触摸屏贴合用光学透明树脂，其特征在于：所述的紫外线光引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基二苯甲酮和4-甲基二苯甲酮的混合物、安息香双甲醚、二苯甲酮、1-羟基-环己基苯甲酮、α,α′-乙氧基苯乙酮或α-胺烷基苯酮中一种或几种的混合。

8.根据权利要求1所述的触摸屏贴合用光学透明树脂，其特征在于：所述的湿气固化触媒为有机锡化合物、钛酸酯类化合物、α硅烷偶联剂、路易斯酸类或路易斯碱类化合物中任意一种或几种。

9.一种触摸屏贴合工艺，其特征在于：采用如权利要求1所述的触摸屏贴合用光学透明树脂在镀有导电膜的基片上进行涂胶，然后进行紫外线照射，光学透明树脂呈现压敏状态，真空贴合盖板玻璃或薄膜，贴合完成之后在空气中放置进行湿气固化。