CN107683314A - 用于柔性显示器的基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层 - Google Patents
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Abstract
本发明为用于柔性装置的组件层。该组件层衍生自包含丙烯酸系嵌段共聚物的前体,该丙烯酸系嵌段共聚物包含(a)至少两个A嵌段聚合物单元,该A嵌段共聚物单元是包含甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸芳烷基酯、甲基丙烯酸芳基酯或它们的组合的第一单体组合物的反应产物,其中每个A嵌段的Tg为至少50℃,并且其中该丙烯酸系嵌段共聚物包含5重量%至50重量%的A嵌段,以及(b)至少一个B嵌段聚合物单元,该B嵌段聚合物单元是包含(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸杂烷基酯、乙烯基酯或它们的组合的第二单体组合物的反应产物,其中B嵌段的Tg不高于10℃,并且其中该丙烯酸系嵌段共聚物包含50重量%至95重量%的B嵌段。在介于‑30℃至90℃之间的温度范围内,该组件层在频率为1弧度/秒下的剪切储能模量不超过2MPa,在施加介于50kPa和500kPa之间的剪切应力5秒时测量的剪切蠕变柔量(J)为至少约6×10‑61/Pa,以及在去除所施加的剪切应力后1分钟内在5kPa至500kPa范围内的所施加的剪切应力的至少一个点处的应变恢复率为至少50%。在优选的实施方案中,该A嵌段聚合物单元为聚甲基丙烯酸甲酯,并且该B嵌段聚合物单元由聚丙烯酸正丁酯制成。
Description
技术领域
本发明整体涉及柔性组件层的领域。具体地,本发明涉及基于丙烯酸系嵌段共聚物的柔性组件层。
背景技术
目前工业中压敏粘合剂的常见应用是制造各种显示器,诸如计算机监视器、TV、移动电话以及(汽车、器具、可佩戴物、电子设备等中的)小型显示器。柔性电子显示器(其中显示器可自由弯曲而不会破裂或断裂)是用于使用例如柔性塑料基底制造电子装置的迅速新兴的技术领域。该技术允许将电子功能集成到非平面物体中、符合期望的设计以及在使用期间的柔性,这可产生大批新的应用。
随着柔性电子显示器的出现,对粘合剂,并且特别是对光学透明的粘合剂(OCA)的需求日益增加,以用作电子显示器组件的外盖透镜或薄板(基于玻璃、PET、PC、PMM、聚酰亚胺、PEN、环烯烃共聚物等)和下面的显示模块之间的组件层或间隙填充层。OCA的存在通过增加亮度和对比度而提高显示器的性能,同时还为组件提供结构支撑。在柔性组件中,OCA还将用于组件层,除典型的OCA功能之外,其还可吸收大部分折叠引起的应力,以防止损坏显示器面板的易碎部件,并且保护电子部件在折叠应力下免于断裂。OCA层还可以用于将中性弯曲轴线配置并且保留在显示器的易碎部件处或至少在其附近,诸如例如有机发光显示器的阻挡层、驱动电极或薄膜晶体管(OLED)。
如果在显示器的观察区域或光伏组件的光活性区域外部使用,则柔性组件层没有必要为光学透明的。实际上,此类材料仍然可用作例如组件周边处的密封剂,以允许基底的移动,同时保持足够的粘附力以密封装置。
典型的OCA本质上是粘弹性的,并且意在提供在一定范围的环境暴露条件和高频负载下的耐久性。在此类情况下,保持高水平的粘附力和一些粘弹性平衡,以实现良好的压敏行为并且在OCA中结合阻尼特性。然而,这些特性完全不足以实现可折叠显示器或耐久显示器。
由于柔性显示器组件的明显不同的力学要求,需要开发出新型粘合剂以应用于该新技术领域。除了常规性能属性(诸如光学透明度、粘附力以及耐久性)之外,这些OCA还需要满足一组新的具有挑战性的要求,诸如无缺陷和分层的弯曲性和可恢复性。
发明内容
在一个实施方案中,本发明为用于柔性装置的组件层。该组件层衍生自包含丙烯酸系嵌段共聚物的前体,该丙烯酸系嵌段共聚物包含(a)至少两个A嵌段聚合物单元,该A嵌段共聚物单元是包含甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸芳烷基酯、甲基丙烯酸芳基酯或它们的组合的第一单体组合物的反应产物,其中每个A嵌段的Tg为至少约50℃,并且其中丙烯酸系嵌段共聚物包含约5重量%至约50重量%的A嵌段,以及(b)至少一个B嵌段聚合物单元,该B嵌段聚合物单元是包含(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸杂烷基酯、乙烯基酯或它们的组合的第二单体组合物的反应产物,其中B嵌段的Tg不高于约10℃,并且其中丙烯酸系嵌段共聚物包含约50重量%至约95重量%的B嵌段。在介于约-30℃至约90℃之间的温度范围内,组件层在频率为1弧度/秒下的剪切储能模量不超过约2MPa,在施加介于约50kPa和约500kPa之间的剪切应力5秒时测量的剪切蠕变柔量(J)为至少约6×10-61/Pa,以及在去除所施加的剪切应力后约1分钟内在约5kPa至约500kPa范围内的所施加的剪切应力的至少一个点处的应变恢复率为至少约50%。
在另一个实施方案中,本发明为层合物,该层合物包括第一基底、第二基底以及配置在第一基底和第二基底之间并与第一基底和第二基底接触的组件层。该组件层衍生自包含丙烯酸系嵌段共聚物的前体,该丙烯酸系嵌段共聚物包含(a)至少两个A嵌段聚合物单元,该A嵌段共聚物单元是包含甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸芳烷基酯、甲基丙烯酸芳基酯或它们的组合的第一单体组合物的反应产物,其中每个A嵌段的Tg为至少约50℃,并且其中丙烯酸系嵌段共聚物包含约5重量%至约50重量%的A嵌段,以及(b)至少一个B嵌段聚合物单元,该B嵌段聚合物单元是包含(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸杂烷基酯、乙烯基酯或它们的组合的第二单体组合物的反应产物,其中B嵌段的Tg不高于约10℃,并且其中丙烯酸系嵌段共聚物包含约50重量%至约95重量%的B嵌段。在介于约-30℃至约90℃之间的温度范围内,组件层在频率为1弧度/秒下的剪切储能模量不超过约2MPa,在施加介于约50kPa和约500kPa之间的剪切应力5秒时测量的剪切蠕变柔量(J)为至少约6×10-61/Pa,以及在去除所施加的剪切应力后约1分钟内在约5kPa至约500kPa范围内的所施加的剪切应力的至少一个点处的应变恢复率为至少约50%。
在另一个实施方案中,本发明为粘附第一基底和第二基底的方法,其中第一基底和第二基底两者均是柔性的。该方法包括将组件层配置在第一基底和第二基底之间并且施加压力和/或热以形成层合物。该组件层衍生自包含丙烯酸系嵌段共聚物的前体,该丙烯酸系嵌段共聚物包含(a)至少两个A嵌段聚合物单元,该A嵌段共聚物单元是包含甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸芳烷基酯、甲基丙烯酸芳基酯或它们的组合的第一单体组合物的反应产物,其中每个A嵌段的Tg为至少约50℃,并且其中丙烯酸系嵌段共聚物包含约5重量%至约50重量%的A嵌段,以及(b)至少一个B嵌段聚合物单元,该B嵌段聚合物单元是包含(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸杂烷基酯、乙烯基酯或它们的组合的第二单体组合物的反应产物,其中B嵌段的Tg不高于约10℃,并且其中丙烯酸系嵌段共聚物包含约50重量%至约95重量%的B嵌段。在介于约-30℃至约90℃之间的温度范围内,组件层在频率为1弧度/秒下的剪切储能模量不超过约2MPa,在施加介于约50kPa和约500kPa之间的剪切应力5秒时测量的剪切蠕变柔量(J)为至少约6×10-61/Pa,以及在去除所施加的剪切应力后约1分钟内在约5kPa至约500kPa范围内的所施加的剪切应力的至少一个点处的应变恢复率为至少约50%。
附图说明
图1A是用于测试包括本发明的组件层的柔性显示装置的性能的恢复角测试配置的照片,其中在释放之前试样在芯轴上。
图1B是图1A的恢复角测试配置的照片,其中试样已经解开并且允许其恢复90秒。
具体实施方式
本发明为可用于例如柔性装置(诸如电子显示器、柔性光伏电池或太阳能电池板以及可佩戴电子器件)中的基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层。如本文所用,术语“组件层”是指具有以下特性的层:(1)到至少两个柔性基底的粘附性,以及(2)在反复挠曲过程中足以保持到粘附体上以通过耐久性测试的能力。如本文所用,“柔性装置”被定义为可发生弯曲半径低至200mm、100mm、50mm、20mm、10mm、5mm或甚至小于2mm的反复挠曲或卷起动作的装置。基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层是柔软的,主要是弹性的,对塑料膜或其它柔性基底(如玻璃)具有良好的粘附力,并且对剪切负载具有高耐受性。另外,基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层具有相对低的模量、适度应力下的高百分比柔量、低玻璃化转变温度、在折叠期间产生最小峰值应力,以及在施加和去除应力后的良好应变恢复率,使得其由于其承受反复折叠和展开的能力而适用于柔性组件。在反复挠曲或卷起多层构造的情况下,粘合剂层上的剪切负载变得非常明显,并且任何形式的应力不仅可导致力学缺陷(分层、一个或多个层的屈曲、粘合剂中的气穴气泡等)还可导致光学缺陷或Mura。在特征方面与主要为粘弹性的传统粘合剂不同,本发明的基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层在使用条件下主要为弹性的,但是也保持足够的粘附力以通过一定范围的耐久性要求。在一个实施方案中,基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层为光学透明的并且表现出低雾度、高可见光透明度、抗白化行为以及环境耐久性。
本发明的基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层由选择的不同程度交联的丙烯酸系嵌段共聚物组合物制备,以提供一定范围的弹性特性,同时仍大体上满足所有光学透明的要求。例如,可获得折叠半径低至5mm或更小的层合物内使用的基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层,而不导致层合物分层或屈曲或粘合剂起泡。
如本文所用,术语“丙烯酸”与“(甲基)丙烯酸酯”是同义的,并且是指由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或它们的衍生物制备的聚合物材料。
如本文所用,术语“聚合物”是指为均聚物或共聚物的聚合物材料。如本文所用,术语“均聚物”是指为一种单体的反应产物的聚合物材料。如本文所用,术语“共聚物”是指为至少两种不同单体的反应产物的聚合物材料。如本文所用,术语“嵌段共聚物”是指通过至少两种不同的聚合物嵌段彼此共价键合形成的共聚物,但是其不具有梳状结构。所述两种不同的聚合物嵌段被称为A嵌段和B嵌段。
在一个实施方案中,本发明的组件层包括至少一种多嵌段共聚物(例如,ABA或星形嵌段(AB)n,其中n表示星形嵌段中的臂数)和可选的二嵌段(AB)共聚物。此类嵌段共聚物由于硬嵌段A和软嵌段B的相分离而物理交联。另外的交联可通过共价交联机理(即,热致交联或使用UV辐射、高能辐射(诸如电子束)或离子交联)引入。该另外的交联可在硬嵌段A、软嵌段B或两者中完成。在另一个实施方案中,丙烯酸系嵌段共聚物组件层基于至少一种多嵌段共聚物,该至少一种多嵌段共聚物具有例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)硬嵌段A和一种或多种聚丙烯酸正丁酯(PnBA)软嵌段B。在另一个实施方案中,基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层基于与至少一种AB二嵌段共聚物组合的至少一种多嵌段共聚物,该至少一种多嵌段共聚物具有例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)硬嵌段A和一种或多种聚丙烯酸正丁酯(PnBA)软嵌段B,该AB二嵌段共聚物具有例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)硬嵌段A和聚丙烯酸正丁酯(PnBA)软嵌段B。
组件层包含嵌段共聚物,该嵌段共聚物包含至少两个A嵌段聚合物单元和至少一个B嵌段聚合物单元的反应产物(即,至少两个A嵌段聚合物单元共价键合到至少一个B嵌段聚合物单元)。每个A嵌段的Tg为至少50℃,其为第一单体组合物的反应产物,该第一单体组合物包含甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸芳烷基酯、甲基丙烯酸芳基酯或它们的组合。A嵌段也可由苯乙烯系单体诸如苯乙烯制成。B嵌段的Tg不高于约10℃,具体地不高于约0℃,并且更具体地不高于约-10℃,其为第二单体组合物的反应产物,该第二单体组合物包含(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸杂烷基酯、乙烯基酯或它们的组合。基于嵌段共聚物的重量计,嵌段共聚物包含介于约5重量%和约50重量%之间的A嵌段和介于50重量%至95重量%之间的B嵌段。
组件层中的嵌段共聚物可为三嵌段共聚物(即(A-B-A)结构)或星形嵌段共聚物(即(A-B)n-结构,其中n为至少3的整数)。具有各种支链从其延伸的中心点的星形嵌段共聚物也称为辐射状共聚物。
每个A嵌段聚合物单元以及每个B嵌段聚合物单元可为均聚物或共聚物。A嵌段通常为末端嵌段(即,A嵌段形成共聚物材料的末端),并且B嵌段通常为中间嵌段(即,B嵌段形成共聚物材料的中间部分)。A嵌段通常为作为热塑性材料的硬嵌段,并且B嵌段通常为作为弹性体材料的软嵌段。
A嵌段趋于比B嵌段更具刚性(即,A嵌段的玻璃化转变温度高于B嵌段)。A嵌段的Tg为至少约50℃,并且B嵌段的Tg不高于约10℃。A嵌段趋于为丙烯酸系嵌段共聚物提供结构强度和内聚强度。
经涂覆的嵌段共聚物通常至少在高达约100℃的温度下具有有序的多相形态。由于A嵌段具有与B嵌段足够不同的溶解度参数,所以A嵌段相和B嵌段相通常是分离的。嵌段共聚物可在较软的弹性体B嵌段的基质中具有加强性A嵌段域(例如,纳米域)的不同区域。即,嵌段共聚物通常在基本上连续的B嵌段相中具有离散的不连续的A嵌段相。
每个A嵌段为第一单体混合物的反应产物,该第一单体混合物包含至少一种式I的甲基丙烯酸酯单体:
其中R1为烷基(即,根据式I的单体可为甲基丙烯酸烷基酯)、芳烷基(即,根据式I的单体可为甲基丙烯酸芳烷基酯)或芳基基团(即,根据式I的单体可为甲基丙烯酸芳基酯)。合适的烷基基团通常具有1至6个碳原子。当烷基基团具有多于2个碳原子时,烷基基团可为支链的或环状的。合适的芳烷基基团(即,芳烷基为被芳基基团取代的烷基基团)通常具有7至12个碳原子,而合适的芳基基团通常具有6至12个碳原子。
根据式I的示例性单体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯酯以及甲基丙烯酸苄酯。
除式I的单体之外,A嵌段可包含最多约10份的极性单体,诸如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺或(甲基)丙烯酸羟烷基酯。这些极性单体可用于例如调节A嵌段的Tg(即,A嵌段的Tg保持在至少50℃)和内聚强度。另外,如果需要,这些极性单体可起到化学交联或离子交联的反应性位点的作用。
如本文所用,术语“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和甲基丙烯酸两者。如本文所用,术语“(甲基)丙烯酰胺”是指丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺两者。(甲基)丙烯酰胺可为N-烷基(甲基)丙烯酰胺或N,N-二烷基(甲基)丙烯酰胺,其中烷基取代基具有1至10个、1至6个或1至4个碳原子。示例性(甲基)丙烯酰胺包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-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-二甲基甲基丙烯酰胺和N-辛基丙烯酰胺。
如本文所用,术语“(甲基)丙烯酸羟烷基酯”是指丙烯酸羟烷基酯或甲基丙烯酸羟烷基酯,其中羟基取代的烷基基团具有1至10个、1至6个或1至4个碳原子。示例性(甲基)丙烯酸羟烷基酯包括丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸3-羟丙酯、甲基丙烯酸3-羟丙酯和丙烯酸4-羟丁酯。也可使用羟烷基(甲基)丙烯酰胺。
嵌段共聚物中的A嵌段可为相同或不同的。只要它们满足硬嵌段A的一般标准(例如,它们的Tg为至少约50℃),则它们的组成、分子量或两者都可略有不同。在一些嵌段共聚物中,每个A嵌段为聚(甲基丙烯酸甲酯)。在更具体的示例中,嵌段共聚物可为三嵌段共聚物或星形嵌段共聚物,其中每个末端嵌段为聚(甲基丙烯酸甲酯)。
每个A嵌段的重均分子量(Mw)通常为至少约5,000克/摩尔。在一些嵌段共聚物中,A嵌段的重均分子量为至少约8,000克/摩尔或至少约10,000克/摩尔。A嵌段的重均分子量通常小于约30,000克/摩尔或小于约20,000克/摩尔。A嵌段的重均分子量可为(例如)约5,000克/摩尔至约30,000克/摩尔、约10,000克/摩尔至约30,000克/摩尔、约5,000克/摩尔至约20,000克/摩尔或约10,000克/摩尔至约20,000克/摩尔。
每个A嵌段的Tg为至少约50℃。在一些实施方案中,A嵌段的Tg为至少约60℃、至少约80℃、至少约100℃或至少约120℃。Tg通常不高于约200℃、不高于约190℃或不高于约180℃。例如,A嵌段的Tg可为约50℃至约200℃、约60℃至约200℃、约80℃至约200℃、约100℃至约200℃、约80℃至约180℃或约100℃至约180℃。
A嵌段可为热塑性的。如本文所用,术语“热塑性的”是指在加热时流动并且然后在冷却到室温时返回其初始状态的聚合物材料。然而,在一些条件下(例如,其中期望耐溶剂性或更高温度性能的应用),热塑性嵌段共聚物可共价交联。在交联时,材料失去其热塑性特征并且变成热固性材料。如本文所用,术语“热固性的”是指在加热时变得不可熔化且不可溶解并且在冷却时不可返回其初始化学状态的聚合物材料。热固性材料趋于不可溶解且耐流动。在一些应用中,丙烯酸系嵌段共聚物是在包含能够共价交联的嵌段共聚物的涂层形成之前或期间转化成热固性材料的热塑性材料。
B嵌段为包含(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸杂烷基酯、乙烯基酯或它们的组合的第二单体组合物的反应产物。如本文所用,术语“(甲基)丙烯酸烷基酯”是指丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯。如本文所用,术语“(甲基)丙烯酸杂烷基酯”是指丙烯酸杂烷基酯或甲基丙烯酸杂烷基酯,其中杂烷基具有至少两个碳原子和至少一个悬链杂原子(例如,硫或氧)。
示例性乙烯基酯包括但不限于乙酸乙烯基酯、2-乙基己酸乙烯基酯和新癸酸乙烯酯。
示例性(甲基)丙烯酸烷基酯和(甲基)丙烯酸杂烷基酯通常具有式II:
其中R2为氢或甲基;并且R3为C1-24烷基或C2-24杂烷基。当R2为氢(即,根据式II的单体为丙烯酸酯)时,R3基团可为直链的、支链的、环状的或它们的组合。当R2为甲基(即,根据式II的单体为甲基丙烯酸酯)并且R3具有1或2个碳原子时,R3基团为直链的。当R2为甲基并且R3具有至少3个碳原子时,R3基团可为直链的、支链的、环状的或它们的组合。为了降低丙烯酸系嵌段共聚物的模量并增加其伸长率,减少聚合物中间嵌段的缠结可以是有利的。例如,如果B嵌段是均聚物,则可期望至少主要使用丙烯酸C4-24烷基酯而不是在烷基基团中具有少于4个碳的那些。
根据式II的合适的单体包括但不限于丙烯酸正丁酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸正己酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸异壬酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异硬脂酰酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异十三烷基酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸异肉豆蔻酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸2-甲基丁酯、丙烯酸4-甲基-2-戊酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸正丙酯以及甲基丙烯酸正辛酯。
由不可商购获得或不可直接聚合的根据式II的单体制备的丙烯酸系嵌段可通过酯化反应或酯交换反应提供。例如,可将可商购获得的(甲基)丙烯酸酯水解,然后用醇进行酯化以提供感兴趣的(甲基)丙烯酸酯。这个过程可在B嵌段中留下一些残余酸。另选地,通过(甲基)丙烯酸低级烷基酯与高级烷基醇的直接酯交换反应,可从(甲基)丙烯酸低级烷基酯衍生得到(甲基)丙烯酸高级烷基酯。
只要B嵌段的Tg不高于约10℃,B嵌段就可包含最多至约30份的极性单体。极性单体包括但不限于(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酰胺,诸如N-烷基(甲基)丙烯酰胺和N,N-二烷基(甲基)丙烯酰胺;(甲基)丙烯酸羟烷基酯;羟烷基(甲基)丙烯酰胺以及N-乙烯基内酰胺,诸如N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基己内酰胺。极性单体可被包含在B嵌段中以调节B嵌段的Tg或内聚强度。另外,如果需要,这些极性单体可起到化学交联或离子交联的反应性位点的作用。
B嵌段的Tg通常不高于约20℃。在一些实施方案中,B嵌段的Tg不高于约10℃、不高于约0℃、不高于约-5℃或不高于约-10℃。Tg通常不低于约-80℃、不低于约-70℃或不低于约-50℃。例如,B嵌段的Tg可为约-70℃至约20℃、约-60℃至约20℃、约-70℃至约10℃、约-60℃至约10℃、约-70℃至约0℃、约-60℃至约0℃、-70℃至约-10℃或约-60℃至约-10℃。
B嵌段趋于为弹性体的。如本文所用,术语“弹性体的”是指可拉伸至其初始长度的至少两倍然后在释放时回缩至大约其初始长度的聚合物材料。在一些组件层组合物中,添加另外的弹性体材料。该添加的弹性体材料不应对组件层的光学透明度或粘合剂特性(例如,储能模量)产生不利影响。此类弹性体材料的示例为可与嵌段共聚物的B嵌段混溶的丙烯酸酯共聚物。B嵌段的模量可影响嵌段共聚物的粘着性(例如,如使用动态力学分析确定的具有较低橡胶态高弹区储能模量的嵌段共聚物趋于更发粘)。
在一些实施方案中,根据式II的单体为(甲基)丙烯酸烷基酯,其中在烷基基团具有1至24个、具体地4至24个,或更具体地4个碳原子。(甲基)丙烯酸高级烷基酯(具有至少12个碳的烷基基团)趋于产生具有较低介电常数和低吸水率的材料,这对于对电子噪声、腐蚀或电解迁移敏感的组件是有利的。(甲基)丙烯酸低级烷基酯(诸如具有1或2个碳的那些)可产生太高的Tg,并且它们通常与其它丙烯酸烷基酯共聚以降低聚合物的Tg。在一些示例中,单体为丙烯酸酯。丙烯酸酯单体趋于比它们的甲基丙烯酸酯对应物的刚性低。例如,B嵌段可为聚(丙烯酸正丁酯)。
B嵌段的重均分子量通常为至少约30,000克/摩尔。在一些嵌段共聚物中,B嵌段的重均分子量为至少约40,000克/摩尔或至少约50,000克/摩尔。重均分子量通常不高于约200,000克/摩尔。B嵌段的重均分子量通常不高于150,000克/摩尔、不高于约100,000克/摩尔或不高于约80,000克/摩尔。在一些嵌段共聚物中,B嵌段的重均分子量为约30,000克/摩尔至约200,000克/摩尔、约30,000克/摩尔至约100,000克/摩尔、约30,000克/摩尔至约80,000克/摩尔、约40,000克/摩尔至约200,000克/摩尔、约40,000克/摩尔至约100,000克/摩尔或约40,000克/摩尔至约80,000克/摩尔。
为了降低多嵌段共聚物的物理交联密度,可添加一些二嵌段共聚物。为了可混溶,二嵌段共聚物硬嵌段链段A和软嵌段链段B的组成通常与多嵌段共聚物中的A嵌段和B嵌段相似。然而,一些差异是可能的,只要相应的A嵌段保持可混溶,并且B嵌段至少保留一定程度的可混溶性,尤其是在需要光学透明度的情况下。多嵌段共聚物与二嵌段共聚物共混物的比率通常在介于约100重量/0重量和约20重量/80重量之间的范围内,具体地在介于约100重量/0重量和约25重量/75重量之间的范围内,并且甚至更具体地在介于约100重量/0重量和30重量/70重量之间的范围内。
基于嵌段共聚物的重量计,嵌段共聚物通常包含约5份至约50份的A嵌段和约50份至约95份的B嵌段。例如,该共聚物可包含约5份至约40份的A嵌段和约60份至约95份的B嵌段、约10份至约40份的A嵌段和约60份至约90份的B嵌段、约30份至约40份的A嵌段和约60份至约70份的B嵌段、约20份至约35份的A嵌段和约65份至约80份的B嵌段、约25份至约35份的A嵌段和约65份至约75份的B嵌段,或约30份至约35份的A嵌段和约65份至约70份的B嵌段。较高的A嵌段量趋于增加共聚物的内聚强度。如果A嵌段的量过高,则嵌段共聚物的粘着性可低得无法接受。另外,如果A嵌段的量过高(例如,基于嵌段共聚物的重量计超过50重量份),则嵌段共聚物的形态可从其中B嵌段形成连续相的期望的布置方式反转成其中A嵌段形成连续相的布置方式,并且嵌段共聚物具有热塑性材料而非主要弹性组件层材料的特征。
基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层可固有地发粘。例如,可仅使用一种多嵌段共聚物,或可使用嵌段共聚物的混合物(多于一种多嵌段、具有二嵌段的多嵌段等),产生发粘组件层。如果需要,可在基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层形成之前将增粘剂添加到嵌段共聚物组合物中。可用的增粘剂包括例如:松香酯树脂、芳香烃树脂、脂族烃树脂、萜烯以及萜烯酚醛树脂。一般来讲,优选选自氢化松香酯、萜烯或芳香烃树脂的浅色增粘剂。当包含增粘剂时,增粘剂以介于约1重量份和约70重量份之间,具体地介于约5重量份和约50重量份之间,更具体地介于约5重量份和约40重量份之间,并且最具体地介于5重量份和约30重量份之间的量添加到前体混合物中。
在一个实施方案中,基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层可基本上不含酸,以消除氧化铟锡(ITO)和金属迹线腐蚀,否则可损坏触摸传感器以及他们的集成电路或连接器。如本说明书中所用的“基本上不含”意指小于约2重量份,具体地小于约1重量份,并且更具体地小于约0.5重量份。
可向前体混合物添加其它材料以用于特定目的,包括例如:增塑剂、UV稳定剂、UV吸收剂、纳米颗粒、交联剂、偶联剂以及其它添加剂。通常,将添加剂选择为与嵌段共聚物的A嵌段或B嵌段相容,或可分散在组合物中。如果添加剂导致某种相(例如,A嵌段或B嵌段)的玻璃化转变温度偏移(假定添加剂与该相不具有相同的Tg),则该添加剂就与该相相容。这些类型的添加剂的示例包括增塑剂和增粘剂。在基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层需要光学透明的情况下,可向前体混合物添加其它材料,前提条件是它们不显著降低组件层的光学透明度。如本文所用,术语“光学透明的”是指在400nm至700nm的波长范围内光透射率大于约90%、雾度小于约2%并且不透明度小于约1%的材料。可使用例如ASTM-D 1003-92来确定光透射率和雾度两者。通常,光学透明的组件层在视觉上不含气泡。
还可向前体混合物添加填料。填料通常不改变Tg但可改变储能模量。如果需要光学透明度,则通常选择具有不对压敏粘合剂组合物的光学特性产生不利影响的颗粒尺寸的这些填料。此类填料的示例包括但不限于纳米颗粒,诸如二氧化硅、氧化锆、二氧化钛等。这些纳米颗粒可如本领域已知的那样进行官能化,因此它们更易于分散在聚合物基质中。这些颗粒中的一些也可用于调节组件层的折射率。
基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层可使用例如溶剂浇铸或热熔融过程来处理。
在一个过程中,组件层组分可与溶剂共混以形成混合物。将溶剂选择成对于嵌段共聚物的A嵌段和B嵌段而言均是良好的溶剂。合适的溶剂的示例包括但不限于乙酸乙酯、四氢呋喃和甲基乙基酮。施加涂层并且然后进行干燥以去除溶剂。一旦已经去除溶剂,嵌段共聚物的A嵌段链段和B嵌段链段就趋于分离,以形成有序的内聚强的多相形态。
可通过本领域的技术人员已知的任何种类的涂覆技术(诸如,辊涂、喷涂、刮涂、模涂等等)来涂覆所公开的组合物或前体。另选地,组件层组合物也可作为热熔融体进行递送。例如,组件层的组分可在挤出机中共混并涂覆在离型衬件或基底上。
本发明还提供包括基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层的层合物。层合物被定义为置于两个柔性基底层或其倍数层之间的至少一个组件层的多层复合材料。例如,复合材料可为基底/组件层/基底的3层复合材料;基底/组件层/基底/组件层/基底的5层复合材料等。此类多层叠堆中的柔性组件层中的每层的厚度、力学特性、电特性(诸如介电常数)以及光学特性可相同,但是它们也可不同,以便更好地适配最终柔性装置组件的设计和性能特征。层合物具有以下特性中的至少一个:其中使用层合物的制品的可用寿命期间的光学透射率;其中使用层合物的制品的层与层之间保持足够的粘结强度的能力;抗分层性或避免分层;以及在可用寿命期间的抗起泡性。可使用加速老化测试来评估对气泡形成的抗性和光学透光性的保留。在加速老化测试中,基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层配置在两个基底之间。然后将所得的层合物暴露于升高的温度(通常与升高的湿度组合)一段时间。即使在暴露于升高的温度和湿度后,层合物,包括基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件,也将保留光学透明度。例如,基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层和层合物在70℃和90%相对湿度下老化大约72小时且随后冷却至室温后保持光学透明。老化后,粘合剂在400纳米(nm)和700nm之间的平均透射率大于约90%,并且雾度小于约5%,并且具体地小于约2%。
在使用中,基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层将在远低于冰点(即-30℃、-20℃或-10℃)至约70℃、85℃或甚至90℃的宽温度范围内抵抗数千或更多次折叠循环的疲劳。另外,因为结合了丙烯酸系嵌段共聚物的组件层的显示器可在折叠状态下静置数小时,所以基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层具有最小的乃至没有蠕变,从而防止显示器的显著变形,如果完全变形,则其仅可部分地可恢复。基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层或面板本身的这种永久性变形可导致光学畸变或Mura,这在显示器行业中是不可接受的。因此,基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层能够承受由折叠显示装置引起的相当大的挠曲应力,以及耐受高温、高湿度(HTHH)测试条件。最重要的是,基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层在宽温度范围(包括远低于冰点;因此优选低玻璃化转变温度)内具有异常低的储能模量和高伸长率,并且交联以在静负载下产生很少或没有蠕变的弹性体。
在折叠或展开事件期间,预期基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层将发生显著的变形并且引起应力。抵抗这些应力的力将部分地由折叠显示器的层(包括基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层)的模量和厚度确定。为了确保对折叠的低抗性以及足够的性能、产生最小应力以及弯曲事件中所涉及的应力的良好耗散,基于有机硅的组件层具有足够低的储能模量或弹性模量,其通常表征为剪切储能模量(G')。为了进一步确保该行为在此类装置的预期使用温度范围内保持一致,在宽温度范围和相关温度范围内存在最小的G'变化。在一个实施方案中,相关温度范围介于约-30℃至约90℃之间。在一个实施方案中,剪切模量在整个相关温度范围内小于约2MPa,具体地小于约1MPa,更具体地小于约0.5MPa,并且最具体地小于约0.3MPa。因此,优选将玻璃化转变温度(Tg)(材料转变为玻璃态的温度,其中G'相应变化到通常大于约107Pa的值)配置在该相关操作范围外或低于该相关操作范围。在一个实施方案中,柔性显示器中基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层的Tg低于约10℃,具体地低于约-10℃,并且更具体地低于约-30℃。如本文所用,术语“玻璃化转变温度”或“Tg”是指聚合物材料从玻璃态(例如,脆性、硬性和刚性)转变为橡胶态(例如,柔性的和弹性体的)的温度。例如可使用诸如动态力学分析(DMA)的技术来确定Tg。在一个实施方案中,柔性显示器中基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层的Tg低于约10℃,具体地低于约-10℃,并且更具体地低于约-30℃。
组件层通常以小于约300微米,具体地小于约50微米,具体地小于约20微米,更具体地小于约10微米,并且最具体地小于约5微米的干燥厚度涂覆。组件层的厚度可根据在柔性显示装置中的位置来优化。优选减小组件层的厚度,以降低装置的总体厚度以及使复合结构的屈曲、蠕变或分层失效最小化。
基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层吸收挠曲应力并顺应弯曲或折叠的彻底改变的几何结构的能力可通过此类材料在相关施加的应力下发生高的应变量或伸长量的能力来表征。可通过多种方法(包括常规拉伸伸长测试以及剪切蠕变测试)探测这种顺应性行为。在一个实施方案中,在剪切蠕变测试中,基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层在所施加的剪切应力介于约5kPa至约500kPa之间,具体地介于约20kPa至约300kPa之间,并且更具体地介于约50kPa至约200kPa之间的情况下,表现出至少约6×10-61/Pa,具体地至少约20×10- 61/Pa、约50×10-61/Pa,并且更具体地至少约90×10-61/Pa的剪切蠕变柔量(J)。该测试通常在室温下进行,但也可在与柔性装置的使用相关的任何温度下进行。
基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层还表现出相对低的蠕变,以避免在反复折叠或弯曲事件之后在显示器的多层复合材料中的持续变形。材料蠕变可通过简单的蠕变实验来测量,在该实验中在给定量的时间内对材料施加恒定的剪切应力。一旦去除应力,就可观察到所引起的应变的恢复率。在一个实施方案中,在室温下去除所施加的应力(在约5kPa至约500kPa范围内的所施加的应力的至少一个点处)后1分钟内的剪切应变恢复率为施加剪切应力时观察到的峰值应变的至少约50%,具体地至少约60%、约70%以及约80%,并且更具体地至少约90%。该测试通常在室温下进行,但也可在与柔性装置的使用相关的任何温度下进行。
另外,基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层在折叠或弯曲事件期间产生最小应力和耗散应力的能力对于基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层避免层间失效的能力以及其保护柔性显示器组件的更易碎的部件的能力至关重要。可使用传统的应力弛豫测试来测量应力产生和耗散,在应力弛豫测试中强制材料保持在相关剪切应变量下。当材料保持在该目标应变下时,则随着时间的推移观察到剪切应力的量。在一个实施方案中,在约500%的剪切应变,具体地约600%、约700%以及约800%,并且更具体地约900%的应变之后,5分钟后观察到的残余应力的量(所测量的剪切应力除以峰值剪切应力)小于约50%,具体地小于约40%、约30%以及约20%,并且更具体地小于约10%的峰值应力。该测试通常在室温下进行,但也可在与柔性装置的使用相关的任何温度下进行。
作为组件层,基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层足够好地粘附到显示器组件内的邻近层,以防止该层在包括反复弯曲和折叠动作的装置的使用期间的分层。虽然确切的复合材料层将是特定于装置的,但是可使用对标准基底(诸如PET)的粘附力以传统180度剥离测试模式测定组件层的一般粘合性能。粘合剂还可需要足够高的内聚强度,该内聚强度可作为两个PET基底之间的组件层材料的层合物以传统T剥离模式来测量。
当将基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层置于两个基底之间以形成层合物并且将该层合物折叠或弯曲并保持在相关的曲率半径时,该层合物在所有使用温度(-30℃至90℃)之间不发生可表示在柔性显示装置中的材料失效的事件的屈曲或分层。在一个实施方案中,当在约24小时的时间段内置于将曲率半径强制为小于约200mm、小于约100mm、小于约50mm,具体地小于20mm、约15mm、约10mm以及约5mm,并且更具体地小于约2mm的通道内时,包含基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层的多层层合物没有表现出失效。此外,当从通道中移除并允许从弯曲取向返回到其先前平坦的取向时,包括本发明的基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层的层合物没有表现出永久性变形,并且相当快地返回到几乎平坦的取向。在一个实施方案中,当保持24小时并且然后从以具体地小于约50mm,具体地小于约20mm、约15mm、约10mm以及约5mm,并且更具体地小于约3mm的曲率半径保持层合物的通道移除时,复合材料返回到几乎平坦的取向,其中在将层合物从通道中移除后的1小时内,层合物、层合物弯曲点以及返回表面之间的最终角度小于约50度,更具体地小于约40度、约30度以及约20度,并且更具体地小于约10度。换句话说,在将层合物从通道中移除后的1小时内,折叠的层合物的平坦部分之间的夹角在通道中从0度变为至少约130度,具体地大于约140度、约150度以及约160度,并且更具体地大于约170度的角度。该返回优选在正常使用条件(包括暴露于耐久性测试条件后)下获得。
除上述静态折叠测试行为之外,包括与基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层粘结的第一基底和第二基底的层合物在动态折叠模拟测试期间没有表现出失效,诸如屈曲或分层。在一个实施方案中,层合物在大于约10,000次循环,具体地大于约20,000次循环、约40,000次循环、约80,000次循环,并且更具体地大于约100,000次循环(其中曲率半径小于约50mm,具体地小于约20mm、约15mm、约10mm以及约5mm,并且更具体地小于约3mm)的自由弯曲模式(即,不使用芯轴)下的动态折叠测试期间在所有使用温度之间(-30℃至90℃)没有表现出失效事件。
为了形成柔性层合物,通过将本发明的组件层配置在第一基底和第二基底之间将第一基底粘附到第二基底。还可包括另外的层以制成多层叠堆。然后施加压力和/或热以形成柔性层合物。
本发明的基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层的优点包括具有优异耐候性的光学透明度、UV稳定性、低气味、溶剂或热熔融可加工性、物理交联(不需要另外的化学交联或辐射交联步骤来获得耐久层合物)、即使作为纯弹性体的固有粘着性,以及递送应用于柔性电子器件的宽范围的流变特性和粘合特性的配制空间。
实施例
在以下仅旨在用作例证的实施例中更具体地描述了本发明,这是由于本发明范围内的许多修改和变型对于本领域技术人员而言将显而易见。除非另有说明,否则以下实施例中提及的所有份数、百分比和比率均按重量计。在这些实施例中,RT是指室温。
材料:
测试工序
动态力学特性测试
为了制备用于动态力学特性测试的样品,将三个13密耳厚的光学透明粘合剂(OCA)层层合在彼此的顶部上。所得的粘合剂膜的总厚度为大约1mm。用模具切割8mm直径的圆,并将这些样品安装在Ares 2000EX流变仪(特拉华州纽卡斯尔的TA仪器公司(TAInstruments,New Castle,DE))的8mm直径的不锈钢平行板夹具上。
用于评估储能模量的测试工序是以1弧度/秒的角频率在扭矩模式下的一组温度扫描。第一温度范围为在1%的应变和10,000Pa的应力下使用3℃的步长从-50℃至25℃。第二温度范围为使用5%的应变和10,000Pa的应力以3℃的增量从25℃至185℃并覆盖。在装置的使用温度范围(通常为约-30℃至约90℃)内,期望2MPa或更小的剪切模量。
蠕变测试
使用Discovery HR-3 Hybrid流变仪(特拉华州纽卡斯尔的TA仪器公司(TAinstruments,New Castle,DE))根据以下两阶段工序评估90kPa下的应变百分比和RT下的粘合剂的恢复率百分比:在第一阶段中,确定应变百分比,使粘合剂样品(直径为8mm且厚度约1mm的圆)在室温下进行90kPa的恒定剪切应力5秒。在第二阶段中,去除90kPa的恒定剪切应力,并在室温下在60秒期间测量样品的弛豫。在施加应力之后的任何时刻的剪切蠕变柔量J被定义为该时刻的剪切应变除以所施加的应力的比率。为了确保组件层内的足够的柔量,优选的是在上述测试中在施加负载后的峰值剪切应变大于约200%。注意,在较高的应力(其可为100kPa、200kPa或甚至500kPa)下,峰值应变将增加。此外,为了使柔性组件内的材料蠕变最小化,优选的是材料在所施加的应力被去除后60秒恢复大于约50%的应变。百分比可恢复应变被定义为((S1-S2)/S1)*100,其中S1是在施加应力后5秒时记录的峰值处的剪切应变,并且S2是在去除所施加的应力后60秒时测量的剪切应变。
T剥离粘附力测试
在该测试中,使用“PET/OCA/PET 1”宽构造用于测量。为了在T剥离测试下获得内聚分裂,在层合之前使用BD-20型实验室电晕处理器(Model BD-20Laboratory CoronaTreater)对OCA膜(就实施例7而言为4密耳和2密耳)和PET(3密耳)膜背衬进行电晕处理。通过英斯特朗电子拉力机(Instron)在室温下测量T剥离粘附力,作为两个柔性PET背衬之间沿着OCA粘结线的每单位测试样品宽度的平均力。将T剥离粘附力值记录为两个样品的测量值的算术平均值。如果测试导致期望的内聚失效,则较高的数字指示较高的内聚强度。
恢复角测试
为了模仿作为柔性显示器中的层的OCA机械开发的一些条件(例如,可闭合柔性显示装置,保持闭合一段时间,并且然后再重新打开),以及理解哪种OCA流变特性将实现最佳性能,执行恢复角测试。
通过将OCA层合在大约1"宽×5"长的1.7密耳厚聚酰亚胺条之间来制备试样。OCA样品的厚度为2密耳或4密耳。使试样围绕曲率半径为大约5mm的芯轴弯曲并牢固地固定。在室温下在24小时后,将每个样品的一端解开并允许恢复90秒,然后记录它们的恢复角(相对于平面,如图1B所指出的那样)。图1示出(A)围绕芯轴弯曲的试样的图像、(B)已经解开并允许恢复90秒的试样的图像。
静态折叠测试
将2密耳厚的OCA层合在1.7密耳或1密耳厚的聚酰亚胺片之间。然后将这些层合物切割成1"宽和5"长。然后使该层合物弯曲成约5mm或3mm的曲率半径(R),并在室温下或在-20℃下保持在该位置24小时。在室温下在24小时后,将层合物释放并使其恢复。在释放后90秒和180秒时记录恢复角(相对于初始平面)。在-20℃下24小时后,将样品在室温下保持1小时,然后采集数据。通常优选较小的恢复角。
动态折叠测试
将2密耳厚的OCA层合在1密耳的聚酰亚胺片之间,然后切割成5"长×1"宽。将样品安装在具有两个折叠台的动态折叠装置中,该折叠台从180度(即,样品未弯曲)旋转至0度(即,现在样品被折叠)并循环100,000次。测试速度为约20次循环/分钟。3mm的弯曲半径由闭合状态(0度)的两个刚性板之间的间隙确定。折叠在室温下进行。观察并记录该测试中的失效(诸如分层、屈曲等),但测试也强烈依赖于粘附体的类型和厚度。
光学特性测试
制备两组样品用于评估光学性能的耐久性:第一组样品是将OCA层合在两个SH81PET膜背衬之间,并且第二组样品是将OCA层合到Eagle XC LCD玻璃上,之后将T10离型衬件层合到OCA上以形成具有T10/OCA/LCD玻璃构造的最终层合物。在实施例2和实施例6中粘合剂为2密耳厚,在比较例1中粘合剂为4密耳厚。测量这些样品的初始光学性能。就T10/OCA/LCD玻璃构造而言,每次测量光学特性时,都移除T10离型衬件。将样品放入三种不同的环境条件:85℃,无加湿控制;85℃和85%的相对湿度(RH);以及65℃和90%的相对湿度。在240小时、500小时以及1000小时的环境老化下评估它们的光学性能。
使用ULTRAScanPro仪器(弗吉尼亚州雷斯顿的亨特联合实验室有限公司(HunterAssociates Laboratory,Inc.,Reston,VA))执行透射率、雾度以及b*坐标的测量。使用Program EasyMatchQC Manager版本4.7作为实验的主机(弗吉尼亚州雷斯顿的亨特联合实验室有限公司)使用空气作为标准。光学测试仅在材料将用作OCA时才需要。在此类情况下,将必须满足OCA的规格,即,在400nm至700nm波长范围内,大于约90%的光透射率,小于约5%、具体地小于2%的雾度,以及小于约1%的不透明度。
粘合剂膜制备工序
使用具有A-B-A结构的三级丙烯酸系嵌段共聚物以及具有A-B结构的一级丙烯酸系嵌段共聚物用于配制基于丙烯酸系嵌段共聚物的光学透明粘合剂,所述结构含有聚(甲基丙烯酸甲酯)硬嵌段聚合物单元(A嵌段)和聚(丙烯酸正丁酯)软嵌段聚合物单元(B嵌段)。这些嵌段共聚物可以商品名“LA2330”、“LA2140e”、“LA2250”以及“LA1114”购自可乐丽美国有限公司(Kuraray America,Inc)。它们的说明提供在表1中。实施例C1、实施例C2以及实施例C3是比较例。
将KurarityTM聚合物在乙酸乙酯中的溶液(40%固体)以配制表2中所列组合物所需的比例添加到玻璃容器中。在涂覆之前,通过摇动器将组合的聚合物溶液混合24小时。通过将聚合物溶液刮涂到T10离型衬件上形成粘合剂膜。使用7.5密耳、15密耳以及50密耳的湿间隙以分别获得厚度为大约2密耳、4密耳以及13密耳的粘合剂膜。将湿间隙为7.5密耳和15密耳的涂层置于40℃的烘箱中20分钟,并且将湿间隙为50密耳的涂层置于40℃的烘箱中60分钟,以去除乙酸乙酯溶剂。
表1:KurarityTM丙烯酸系嵌段共聚物。
表2:基于丙烯酸系嵌段共聚物的OCA:组合物。
表3至表10中给出了基于丙烯酸系嵌段共聚物的OCA的环境老化之前和之后的流变特性、应变百分比、T剥离粘附力、恢复率、静态折叠测试结果、动态折叠测试结果以及光学性能。
表3:基于丙烯酸系嵌段共聚物的OCA在三种不同温度下的储能模量。
表4:基于丙烯酸系嵌段共聚物的OCA在90kPa下通过蠕变测试测量的应变%和室温下的恢复率%。
表5:基于丙烯酸系嵌段共聚物的OCA的T剥离粘附力。
表6:在室温下折叠(R=5mm)24小时后释放基于丙烯酸系嵌段共聚物的OCA后90秒时的恢复角测试结果(2密耳的OCA在两个1.7密耳厚的聚酰亚胺膜之间,并且4密耳的OCA在两个1.7密耳厚的聚酰亚胺膜之间)。
表7A:在室温下暴露24小时后的基于丙烯酸系嵌段共聚物的OCA的静态折叠(R=5mm)测试结果(4密耳的OCA在两个1.7密耳厚的聚酰亚胺膜之间)。
表7B:在暴露于-20℃24小时,然后在室温下暴露一小时后的基于丙烯酸系嵌段共聚物的OCA的静态折叠(R=3mm)测试结果(2密耳的OCA在两个1密耳厚的聚酰亚胺膜之间)。
表7C:在室温下暴露24小时后的基于丙烯酸系嵌段共聚物的OCA的静态折叠(R=3mm)测试结果(2密耳的OCA在两个1密耳厚的聚酰亚胺膜之间)。
表8:基于丙烯酸系嵌段共聚物的OCA的动态折叠(R=3mm)测试结果(2密耳的OCA在两个1密耳厚的聚酰亚胺膜之间)。
表9:基于丙烯酸系嵌段共聚物的OCA的光学特性。
*-该雾度值%是由于T10离型衬件的印记造成的。
虽然已参考优选实施方案来描述本发明,但是本领域的技术人员应当认识到,在不脱离本发明的实质和范围的情况下,可在形式和细节上作出修改。
Claims (21)
1.一种用于柔性装置的组件层,其中所述组件层衍生自前体,所述前体包含:
丙烯酸系嵌段共聚物,所述丙烯酸系嵌段共聚物包含:
至少两个A嵌段聚合物单元,所述A嵌段聚合物单元是包含甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸芳烷基酯、甲基丙烯酸芳基酯或它们的组合的第一单体组合物的反应产物,其中每个A嵌段的Tg为至少约50℃,并且其中所述丙烯酸系嵌段共聚物包含约5重量%至约50重量%的A嵌段;以及
至少一个B嵌段聚合物单元,所述B嵌段聚合物单元是包含(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸杂烷基酯、乙烯基酯或它们的组合的第二单体组合物的反应产物,其中所述B嵌段的Tg不高于约10℃,并且其中所述丙烯酸系嵌段共聚物包含约50重量%至约95重量%的B嵌段;
其中在介于约-30℃至约90℃之间的温度范围内,所述组件层在频率为1弧度/秒下的剪切储能模量不超过约2MPa,在施加介于约50kPa和约500kPa之间的剪切应力5秒时测量的剪切蠕变柔量(J)为至少约6×10-61/Pa,以及在去除所施加的剪切应力后约1分钟内在约5kPa至约500kPa范围内的所施加的剪切应力的至少一个点处的应变恢复率为至少约50%。
2.根据权利要求1所述的组件层,其中所述组件层为光学透明的。
3.根据权利要求1所述的组件层,其中所述柔性装置为电子显示装置。
4.根据权利要求1所述的组件层,其中所述丙烯酸系嵌段共聚物的所述B嵌段包含低玻璃化转变温度丙烯酸酯,所述低玻璃化转变温度丙烯酸酯在烷基基团中含有至少4个碳。
5.根据权利要求1所述的组件层,其中所述丙烯酸系嵌段共聚物基于聚甲基丙烯酸甲酯的至少两个A嵌段,和选自以下的至少一个B嵌段:聚丙烯酸正丁酯、聚丙烯酸异辛酯和聚丙烯酸2-乙基己酯。
6.根据权利要求1所述的组件层,还包含以下中的至少一种:增粘剂、增塑剂、UV稳定剂、UV吸收剂、纳米颗粒、交联剂和偶联剂。
7.一种柔性层合物,包括:
第一柔性基底;
第二柔性基底;以及
基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层,所述组件层配置在所述第一柔性基底和所述第二柔性基底之间并与所述第一柔性基底和所述第二柔性基底接触,所述基于丙烯酸系嵌段共聚物的组件层包含:
至少两个A嵌段聚合物单元,所述A嵌段聚合物单元是包含甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸芳烷基酯、甲基丙烯酸芳基酯或它们的组合的第一单体组合物的反应产物,其中每个A嵌段的Tg为至少约50℃,并且其中所述丙烯酸系嵌段共聚物包含约5重量%至约50重量%的A嵌段;以及
至少一个B嵌段聚合物单元,所述B嵌段聚合物单元是包含(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸杂烷基酯、乙烯基酯或它们的组合的第二单体组合物的反应产物,其中所述B嵌段的Tg不高于约10℃,并且其中所述丙烯酸系嵌段共聚物包含约50重量%至约95重量%的B嵌段;
其中在介于约-30℃至约90℃之间的温度范围内,所述组件层在频率为1弧度/秒下的剪切储能模量不超过约2MPa,在施加介于约50kPa和约500kPa之间的剪切应力5秒时测量的剪切蠕变柔量(J)为至少约6×10-61/Pa,以及在去除所施加的剪切应力后约1分钟内在约5kPa至约500kPa范围内的所施加的剪切应力的至少一个点处的应变恢复率为至少约50%。
8.根据权利要求7所述的柔性层合物,其中所述组件层为光学透明的。
9.根据权利要求7所述的柔性层合物,其中所述第一基底和所述第二基底中的至少一者为光学透明的。
10.根据权利要求7所述的柔性层合物,其中所述丙烯酸系嵌段共聚物基于聚甲基丙烯酸甲酯的至少两个A嵌段,和以下的至少一个B嵌段:聚丙烯酸正丁酯、聚丙烯酸异辛酯和聚丙烯酸2-乙基己酯。
11.根据权利要求7所述的柔性层合物,其中所述组件层还包含以下中的至少一种:增粘剂、增塑剂、UV稳定剂、UV吸收剂、纳米颗粒、交联剂和偶联剂。
12.根据权利要求7所述的柔性层合物,其中当在室温下在24小时的时间段内置于将曲率半径强制为小于约15mm的通道内时,所述层合物没有表现出失效。
13.根据权利要求12所述的柔性层合物,其中在室温下在24小时的时间段后,从所述通道中移除后,所述层合物返回到至少约130度的夹角。
14.根据权利要求7所述的柔性层合物,其中当在室温下进行曲率半径小于约15mm的约10,000次折叠循环的动态折叠测试时,所述层合物没有表现出失效。
15.一种粘附第一基底和第二基底的方法,其中所述第一基底和所述第二基底两者均是柔性的,所述方法包括:
将组件层配置在所述第一基底和所述第二基底之间以形成柔性层合物,其中所述组件层衍生自包含以下的组分:
丙烯酸系嵌段共聚物,所述丙烯酸系嵌段共聚物包含:
至少两个A嵌段聚合物单元,所述A嵌段聚合物单元是包含甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸芳烷基酯、甲基丙烯酸芳基酯或它们的组合的第一单体组合物的反应产物,其中每个A嵌段的Tg为至少约50℃,并且其中所述丙烯酸系嵌段共聚物包含约5重量%至约50重量%的A嵌段;以及
至少一个B嵌段聚合物单元,所述B嵌段聚合物单元是包含(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸杂烷基酯、乙烯基酯或它们的组合的第二单体组合物的反应产物,其中所述B嵌段的Tg不高于约10℃,并且其中所述丙烯酸系嵌段共聚物包含约50重量%至约95重量%的B嵌段;
其中在介于约-30℃至约90℃之间的温度范围内,所述组件层在频率为1弧度/秒下的剪切储能模量不超过约2MPa,在施加介于约50kPa和约500kPa之间的剪切应力5秒时测量的剪切蠕变柔量(J)为至少约6×10-61/Pa,以及在去除所施加的剪切应力后约1分钟内在约5kPa至约500kPa范围内的所施加的剪切应力的至少一个点处的应变恢复率为至少约50%;以及
施加压力和热中的至少一种以形成层合物。
16.根据权利要求15所述的方法,其中所述组件层为光学透明的。
17.根据权利要求15所述的方法,其中当在室温下在24小时的时间段内置于将曲率半径强制为小于约15mm的通道内时,所述层合物没有表现出失效。
18.根据权利要求17所述的方法,其中在室温下在24小时的时间段后,从所述通道中移除后,所述层合物返回到至少约130度的夹角。
19.根据权利要求15所述的方法,其中当在室温下进行曲率半径小于约15mm的大于约10,000次折叠循环的动态折叠测试时,所述层合物没有表现出失效。
20.根据权利要求15所述的方法,其中所述丙烯酸系嵌段共聚物的所述B嵌段包含低玻璃化转变温度丙烯酸酯,所述低玻璃化转变温度丙烯酸酯在烷基基团中含有至少4个碳。
21.根据权利要求15所述的方法,其中所述丙烯酸系嵌段共聚物基于聚甲基丙烯酸甲酯的至少两个A嵌段和以下的至少一个B嵌段:聚丙烯酸正丁酯、聚丙烯酸异辛酯和聚丙烯酸2-乙基己酯。
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