CN110461971A - 光固化性树脂组合物、粘合剂、层叠结构、用于制作层叠结构的方法以及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种粘合剂,所述粘合剂能够抑制气泡侵入和粘合剂未固化,所述粘合剂还适用于粘合低透光性部件。该粘合剂包含:(A)每分子具有一个环氧基的单官能环氧化合物,(B)每分子具有两个以上环氧基的多官能环氧化合物,(C)光致阳离子生成剂,(D)丙烯酸类化合物,(E)光致自由基生成剂,和选自由以下各项组成的组中的至少一种:(F)单官能氧杂环丁烷化合物和(H)多官能氧杂环丁烷化合物。
Description
技术领域
本发明总体涉及光固化性树脂组合物、粘合剂、层叠结构、用于制作该层叠结构的方法以及显示装置。更具体地,本发明涉及当暴露于活性能量射线比如紫外线时固化的光固化性树脂组合物、含有这样的光固化性树脂组合物的粘合剂、包括该粘合剂的层叠结构、用于制作这样的层叠结构的方法以及包括该粘合剂的显示装置。
背景技术
电子设备比如液晶面板是通过将多个部件彼此堆叠并且用粘合剂将它们粘合到一起而制作的层叠结构。可以使用多种类型的粘合剂来制作该层叠结构。
仅举一些例子来说,粘合剂的实例包括膜形式的光学透明粘合剂(OCA)和光学透明树脂(OCR)。
例如,专利文献1教导了在触摸屏面板的制造过程期间用OCA粘合基板和传感器。根据专利文献1,利用OCA的粘着性将基板和传感器粘合到一起。
另一方面,专利文献2教导了在显示装置的制造过程期间用UV可固化透明粘合剂将透明触敏开关和液晶显示单元粘合到一起。在此情况下,将透明粘合剂布置在透明触敏开关和液晶显示单元之间,然后通过暴露于紫外线使所述透明粘合剂固化。
引用清单
专利文献
专利文献1:JP 2014-21968 A
专利文献2:JP H09-274536 A
然而,如专利文献1中所公开的使用OCA粘合多个部件可以使得:在将膜形式的OCA51施加到台阶50时,由于未能挤出空气而使气泡52进入台阶50和OCA 51之间的空隙,这如图11所示。
另一方面,如专利文献2中所公开的用UV可固化OCR将多个部件粘合到一起可能使粘合剂55部分未固化而造成粘合不足或树脂泄漏。这是因为,如图12A和12B所示,当用OCR粘合剂55将具有低透光性部分56的部件53和部件54粘合到一起时,入射光57可能被所述部分56遮挡从而可能使粘合剂55在部分56下方的那部分未固化。在将部件53和54贴合到一起后或在组装后造成的树脂泄漏使背光灯、外壳、电路板或任何其他组件被树脂污染。另外,如图13A和13B所示,未固化粘合剂60的存在可能在将部件58和59彼此贴合时使粘合剂60溢出。这样的来自最初设计的粘合剂区域的粘合剂的溢出可能造成缺少足够宽的用于将外壳足够牢固地粘合的粘合区域。具有这样的气泡、树脂泄漏或粘合剂溢出的产品倾向于作为缺陷产品丢弃。另外,在将部件彼此贴合后将组合件暴露于紫外线的需求阻碍了UV可固化粘合剂用于粘合低透光性部件。
发明概述
因此,本发明的一个目的在于提供一种粘合剂,所述粘合剂具有降低气泡进入其自身的可能性和减少残留(left)未固化的可能性的能力,并且具有粘合甚至低透光性部件的适用性,并且还在于提供一种包括这样的粘合剂的层叠结构以及一种使用这样的粘合剂制作层叠结构的方法。
根据本发明一个实施方案的粘合剂含有:作为组分(A)的每分子具有一个环氧基的单官能环氧化合物;作为组分(B)的每分子具有两个以上环氧基的多官能环氧化合物;作为组分(C)的光致阳离子生成剂;作为组分(D)的丙烯酸类化合物;作为组分(E)的光致自由基生成剂;和选自由作为组分(F)的单官能氧杂环丁烷化合物和作为组分(H)的多官能氧杂环丁烷化合物组成的组中的至少一种化合物。
根据本发明另一实施方案的层叠结构包括:所述粘合剂的固化产物;第一部件;和第二部件。所述第一部件和所述第二部件利用所述固化产物固定到一起。
根据本发明另一实施方案的用于制作层叠结构的方法包括:将所述粘合剂的未固化涂层布置在选自由第一部件和第二部件组成的组中的至少一个部件上的布置步骤;在进行所述布置步骤后,用活性能量射线照射所述未固化涂层的照射步骤;在进行所述照射步骤后,通过插入的所述未固化涂层定位所述第一部件和所述第二部件的定位步骤;和在进行所述定位步骤后,通过使所述未固化涂层完全固化将所述第一部件和所述第二部件固定到一起的固化步骤。
本发明提供了一种粘合剂,所述粘合剂具有降低气泡进入其自身的可能性和减少残留未固化的可能性的能力,并且具有粘合甚至低透光性部件的适用性,并且还提供了一种包括这样的粘合剂的层叠结构以及一种使用这样的粘合剂制作层叠结构的方法。
附图简述
图1A是示出在用活性能量射线照射根据本发明一个实施方案的示例粘合剂后立刻测量的储能模量和损耗模量的图;
图1B是示出在用活性能量射线照射该示例粘合剂后立刻测量的储能模量的图;
图2A是示出将粘合剂的涂层布置在部件上的工艺步骤的示意正视图;
图2B是示出将粘合剂的涂层布置在部件上的工艺步骤的示意横截面图;
图3是示出用活性能量射线照射粘合剂的涂层的工艺步骤的示意横截面图;
图4A是示出从粘合剂的涂层移除框的工艺步骤的示意正视图;
图4B是示出从粘合剂的涂层移除框的工艺步骤的示意横截面图;
图5是示出利用粘合剂的涂层将多个部件彼此贴合的工艺步骤的示意横截面图;
图6是示出根据本发明一个实施方案的示例层叠结构的示意横截面图;
图7A是示出根据本发明一个实施方案的将粘合剂的涂层布置在部件上的工艺步骤的示意立体图;
图7B是图7A中的虚线圆圈所指示的部分的放大图;
图8是示出用活性能量射线照射粘合剂的涂层的工艺步骤的示意立体图;
图9是示出利用粘合剂的涂层将多个部件彼此贴合的工艺步骤的示意立体图;
图10是示出根据本发明一个实施方案的示例层叠结构的示意横截面图;
图11是示出在具有高度差(level difference)的部件上布置OCA的情形的示意横截面图;
图12A是示出用OCR粘合包括低透光性部分的部件的情形的示意图;
图12B是图12A中的虚线圆圈所指示的部分的放大图;
图13A是示出利用OCR将多个部件彼此贴合的情形的示意正视图;
图13B是图13A中的虚线圆圈所指示的部分的放大图;
图14是示出根据本发明的层叠结构的一个实施方案的横截面图;
图15A-15G是示出根据本发明的用于制作层叠结构的方法的一个实施方案的示意图;
图16是示出一种用于制作层叠结构的示例系统的示意图;
图17A-17F是示出一种用于制作层叠结构的典型已知方法的示意图;
图18是示出根据本发明的显示装置的一个实施方案的横截面图;
图19A-19G是示出用于根据本发明的显示装置的将盖子和液晶面板粘合到一起的示例工艺步骤的示意图;以及
图20是示出一种示例已知显示装置的示意图。
实施方案描述
现在将描述本发明的实施方案。
1.光固化性树脂组合物
根据一个示例实施方案的光固化性树脂组合物(在下文中也称为组合物(X))是通过用光照射固化的光固化性树脂组合物。如本文中使用的,“光”是指活性能量射线,其实例包括紫外线并且可以包括可见光辐射。
如本文中使用的,在用光照射组合物(X)的同时进行的固化反应在下文中将被称为“一次固化(primary curing)”。当从一次固化起经过预定时间量时开始的且急剧进行的固化反应在下文中将被称为“二次固化(secondary curing)”。组合物(X)从当由于一次固化其储能模量超过其损耗模量的时间点到当二次固化开始时的时间点的状态在下文中将被称为“一次固化状态(primarily cured)”。其粘合强度由于二次固化而升高至1N/m2以上的组合物(X)的状态在下文中将被称为“二次固化状态(secondarily cured)”。已经经历二次固化的组合物(X)的完全固化在下文中将被称为“完全固化”。组合物(X)从二次固化开始起到完全固化所需的时间量在下文中将被称为“固化完成时间”。其储能模量已经饱和的组合物(X)的状态在下文中将被称为“完全固化状态”。
组合物(X)含有:(A)单官能环氧化合物(在下文中称为“组分(A)”);(B)多官能环氧化合物(在下文中称为“组分(B)”);(C)光致阳离子生成剂(在下文中称为“组分(C)”);(D)丙烯酸类化合物(在下文中称为“组分(D)”);(E)光致自由基生成剂(在下文中称为“组分(E)”);(F)单官能氧杂环丁烷化合物(在下文中称为“组分(F)”);(G)弹性体(在下文中称为“组分(G)”);(H)多官能氧杂环丁烷化合物(在下文中称为“组分(H)”);和(I)偶联剂(在下文中称为“组分(I)”)。
在一个实施方案中,组合物(X)包含组分(A)、(B)、(C)、(D)、(E)和(F)作为必要组分,并且可以包含其他组分中的任一种作为任选成分。
在另一个实施方案中,组合物(X)包含组分(B)和(F)作为必要组分,并且可以包含其他组分中的任一种作为任选成分。
在再一个实施方案中,组合物(X)包含组分(A)或(F)中的至少一种以及组分(B)、(C)和(I)作为必要组分,并且可以包含其他组分中的任一种作为任选成分。
下面将逐一描述这些组分(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)、(H)和(I)。
1-1.组分(A)
组分(A)为每分子具有一个环氧基的化合物。换言之,组分(A)为每分子具有一个官能环氧基的化合物。组分(A)使组合物(X)表现出延迟固化性质。如本文中使用的,“延迟固化性质”是指使组合物(X)从用光照射组合物(X)起到完全固化所需的时间量大于用光照射的持续时间的性质。在组合物(X)中,组分(A)的聚合比组分(B)和(H)的聚合优先进行,并且由于组分(B)和(H)之间的交联而延迟凝凝胶化。这赋予组合物(X)延迟固化性质。
组分(A)适当地包括(A1)每分子具有聚醚骨架的单官能环氧化合物(在下文中称为“组分(A1)”)。自然地,组分(A)可以包括(A2)每分子不具有聚醚骨架的单官能环氧化合物(在下文中称为“组分(A2)”)。聚醚骨架有以下化学结构式(1)表示:
[化学式1]
在化学结构式(1)中,R是碳数为1至30的烃基,并且m是2至60的整数。
在化学结构式(1)中,R是碳数为1至10的烃基。这增加组合物(X)从用光照射组合物(X)起到完全固化所需的时间量。
组分(A1)中包含的化合物的实例包括聚乙二醇单缩水甘油醚、聚丙二醇单缩水甘油醚和聚四亚甲基二醇单缩水甘油醚。组分(A)适当地包含这些化合物中的至少一种。
组分(A2)中包含的化合物的实例包括烷基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、对叔丁基苯基缩水甘油醚、甲苯基缩水甘油醚、联苯基缩水甘油醚、二醇缩水甘油醚、烷基苯酚缩水甘油醚、环己烯氧化物和脂肪酸缩水甘油酯。组分(A)可以包含这些化合物中的至少一种。
组分(A)更适当地是没有或几乎没有碳碳双键的化合物。理由是具有碳碳双键的化合物倾向于在热和光的情况下使其β键断裂,由此使组合物(X)及其固化产物容易变色(特别地,由于热氧化降解而变为淡黄色)。如本文中使用的,几乎没有碳碳双键的化合物是指其结构中的双键已经通过氢化反应处理成具有70%以上的氢化率的化合物。另一方面,氢化率低于70%的化合物是不合适的,因为其碳碳双键倾向于在热和光的情况下断裂而使组合物(X)及其固化产物变色(特别地,由于热氧化降解而变为淡黄色)。使用这样的几乎没有碳碳双键的化合物降低了组合物(X)及其固化产物变色的可能性。几乎没有碳碳双键的单官能环氧化合物可以是通过氢化反应处理的单官能环氧化合物。
1-2.组分(B)
组分(B)为每分子具有两个以上环氧基的化合物。换言之,组分(B)为每分子具有至少双官能环氧基的化合物。
组分(B)适当地包括(B1)每分子具有聚醚骨架的多官能环氧化合物(在下文中称为“组分(B1)”)。自然地,组分(B)可以包括(B2)每分子不具有聚醚骨架的多官能环氧化合物(在下文中称为“组分(B2)”)。特别地,都具有聚醚骨架的组分(A)和(B)降低了在组合物(X)固化后聚醚骨架渗出(即,聚醚骨架渗出或浮出到组合物(X)的固化产物的表面上)的可能性。
组分(B1)中包含的化合物的实例包括聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚和聚四亚甲基二醇二缩水甘油醚。组分(B)适当地包含这些化合物中的至少一种。
组分(B2)中包含的化合物的实例包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、具有联苯骨架的联苯型环氧树脂、含萘环的环氧树脂、含蒽环的环氧树脂、脂环族环氧树脂、具有二环戊二烯骨架的二环戊二烯型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、三苯基甲烷型环氧树脂、溴化环氧树脂、脂族环氧树脂、脂族聚醚类环氧树脂和异氰尿酸三缩水甘油酯。组分(B)可以包含这些化合物中的一种或多种。
组分(B)适当地包含(B3)通过氢化反应处理的多官能环氧化合物(在下文中称为“组分(B3)”)。理由是具有双键的多官能环氧化合物倾向于在热和光的情况下使其β键断裂,由此使组合物(X)及其固化产物容易变色(特别地,由于热氧化降解而变为淡黄色)。如本文中使用的,氢化反应是指用于将氢添加至化合物结构中初始包含的双键的还原反应,并且在保持未进行氢化的化合物的结构的情况下使化合物中的双键数量减少。因此,与未通过氢化处理的化合物相比,通过氢化反应处理的化合物较不容易在热和光的情况下使其β键断裂。这就是为什么组合物(X)适当地含有作为组分(B)的几乎没有双键且通过氢化反应处理的组分(B3),由此减少组合物(X)及其固化产物的变色。如本文中使用的,几乎没有碳碳双键的化合物是指其结构中的双键已经通过氢化反应处理从而具有70%以上的氢化率的化合物。另一方面,氢化率低于70%的化合物是不合适的,因为其碳碳双键倾向于在热和光的情况下断裂而使组合物(X)及其固化产物变色(特别地,由于热氧化降解而变为淡黄色)。组分(B3)的实例包括通过氢化反应处理的多官能环氧化合物,比如氢化双酚A型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂和氢化聚丁二烯型环氧树脂。使用这样的氢化原料减少双键数量,同时保持还未进行氢化的组合物的物理性质,由此降低双键断裂的可能性以及还降低组合物由于热氧化而降解或变为淡黄色的可能性。
1-3.组分(C)
组分(C)为通过用光比如紫外线或可见光辐射照射而产生作为强酸性化学物质的阳离子物质的化合物。该化学物质使环氧基或氧杂环丁烷环产生开环自聚合。因此,组分(C)是用于使环氧基或氧杂环丁烷环产生开环自聚合的引发剂。组分(C)可以包括离子性光致生酸剂或非离子性光致生酸剂或它们两者。
离子性光致生酸剂中包含的化合物的实例包括:鎓盐,比如芳族重氮盐、芳族卤鎓(halonium)盐和芳族锍盐,以及有机金属配合物,比如铁-丙二烯配合物、二茂钛配合物、碘鎓盐和芳基硅醇-铝配合物。组分(C)可以含有这些化合物中的一种或多种。组分(C)可以包括可商购的离子性生酸剂。可商购的离子性生酸剂的实例包括:“Adeka Optomer”系列,比如Adeka Optomer SP150和Adeka Optomer SP170(产品名,由ADEKA Corporation生产),CPI-210S和CPI-310B(产品名,由San-Apro Ltd.生产),UVE-1014(产品名,由GeneralElectronics Co.,Ltd.生产),以及CD-1012(产品名,由Sartomer Co.,Ltd.生产)。组分(C)可以包含这些离子性光致生酸剂中的一种或多种。在这些离子性光致生酸剂中,CPI-310B是所谓的硼酸盐型光致阳离子生成剂。使用这样的硼酸盐型光致阳离子生成剂结合下文进一步描述的组分(i)减少待用粘合剂粘合的物体的腐蚀。
非离子性光致生酸剂中包含的化合物的实例包括硝基苄酯、磺酸衍生物、磷酸酯、苯酚磺酸酯、重氮萘醌和N-羟基酰亚胺膦酸酯。组分(C)可以包含这些化合物中的一种或多种。
1-4.组分(D)
组分(D)为作为用于丙烯酸树脂的原料的单体、低聚物或聚合物中的一种。换言之,组分(D)为每分子具有至少一个单官能反应性丙烯酸基团或甲基丙烯酸基团的化合物。组分(D)中包含的化合物的实例包括单官能丙烯酸酯、多官能丙烯酸酯、单官能甲基丙烯酸酯和每分子包含反应性丙烯酸或甲基丙烯酸基团的聚合物。众所周知的是,作为其固化产物的丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂通常具有过高的耐候性而不易变色。增加这样的不易变色的组分的比例有利于防止组合物(X)变色。
单官能丙烯酸酯或单官能甲基丙烯酸酯中包含的化合物的实例包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、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、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基甲硅烷和羟甲基丙烯酰胺。多官能丙烯酸酯或多官能甲基丙烯酸酯中包含的化合物的实例包括1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、环己烷二甲醇二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、三环硅烷二甲醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、树枝状聚合物丙烯酸、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。每分子具有反应性丙烯酸基团或甲基丙烯酸基团的聚合物的实例包括环氧丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸改性的有机硅、环氧甲基丙烯酸酯、氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯、聚酯甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸改性的有机硅。组分(D)可以包含这些化合物中的一种或多种。
1-5.组分(E)
组分(E)为通过用光比如紫外线或可见光辐射照射而产生自由基的化合物。该自由基能够产生丙烯酸类化合物的自由基聚合物。换言之,组分(E)为光致自由基聚合引发剂。组分(E)没有特别限制,并且可以包括任何已知的光致自由基聚合引发剂。已知的是,利用这样的光致自由基生成剂形成的固化产物通常具有低程度的腐蚀性。增加这样的组分的比例使得能够获得具有低程度腐蚀性的固化产物。
组分(E)中包含的化合物的实例包括苯乙酮类、苯偶姻类、二苯甲酮类、噻烷类、烷基苯酮类和酰基氧化膦(acylphosphine oxide)类光致自由基聚合引发剂。组分(E)可以包含这些化合物中的一种或多种。
1-6.组分(F)
组分(F)为每分子具有氧杂环丁烷环的化合物。组分(F)使组合物(X)表现出延迟固化性质。如本文中使用的,“延迟固化性质”是指增加组合物(X)从被光照射组合物(X)起到完全固化所需的时间量的性质。在组合物(X)中,组分(F)的聚合比组分(B)和(H)的聚合优先进行,并且由于组分(B)和(H)之间的交联而延迟凝胶化。这赋予组合物(X)延迟固化性质。
组分(F)中包含的化合物的实例包括3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、2-乙基己基氧杂环丁烷、3-乙基-3-(2-乙基己基氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-(环己基氧基)甲基氧杂环丁烷和3-乙基-3-(苯氧基甲基)氧杂环丁烷。组分(F)可以包含这些化合物中的一种或多种。
1-7.组分(G)
组分(G)为弹性体。与没有弹性体的组合物(X)相比,具有弹性体的组合物(X)可以具有更高的粘度。与没有弹性体的组合物(X)的固化产物相比,具有弹性体的组合物(X)的固化产物可以使其强度、弹性模量和伸长程度更容易控制。这使得能够将组合物(X)的粘度调整至适合于涂布过程的范围。另外,这还使得能够将组合物(X)的弹性模量和伸长程度调整至适合于利用粘合剂将部件彼此贴合的范围。
弹性体中包含的化合物的实例包括聚烯烃类、聚苯乙烯类、聚酯类、聚氨酯类、有机硅类和丙烯酸聚合物高分子物质。组分(G)可以包含这些高分子物质中的一种或多种。当组合物(X)含有弹性体时,弹性体可以以颗粒形式或以溶液形式存在。备选地,颗粒形式的弹性体和溶液形式的弹性体可以共存。
组分(G)更适当地包含(G2)一种通过氢化反应处理的弹性体(在下文中称为“组分(G2)”)。理由是具有双键的弹性体倾向于在热和光的情况下使其β键断裂,由此使组合物(X)及其固化产物容易变色(特别地,变为淡黄色)。这就是为什么组合物(X)适当地含有作为组分(G)的几乎没有双键且通过氢化反应处理的组分(G2),由此减少组合物(X)及其固化产物的变色。如本文中使用的,几乎没有碳碳双键的化合物是指已经通过氢化反应处理其结构中的双键从而具有70%以上的氢化率的化合物。另一方面,氢化率低于70%的化合物是不合适的,因为其碳碳双键倾向于在热和光的情况下断裂而使组合物(X)及其固化产物变色(特别地,由于热氧化降解而变为淡黄色)。组分(G2)的实例包括通过氢化反应处理的弹性体,比如氢化聚苯乙烯类弹性体和氢化聚丁二烯类弹性体。使用这样的氢化原料减少双键数量,同时保持未进行氢化的组合物的物理性质,由此降低双键容易断裂的可能性以及降低组合物由于热氧化而降解或变为淡黄色的可能性。
1-8.组分(H)
组分(H)为每分子具有两个以上氧杂环丁烷环的化合物。组分(H)提高组合物(X)的固化急剧性。如本文中使用的,“固化急剧性”是指通过使组合物(X)的固化速率(由每单位时间的粘度增加表示)在短时间急剧上升而使组合物(X)在较短时间内完全固化的组合物(X)的性质。
组分(H)中包含的化合物的实例包括亚二甲苯双氧杂环丁烷、3-乙基-3{[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基]甲基}氧杂环丁烷和硅酸氧杂环丁烷酯。组分(H)可以包含这些化合物中的一种或多种。
组分(H)更适当地是没有或几乎没有碳碳双键的化合物。理由是具有碳碳双键的化合物倾向于在热和光的情况下使其β键断裂,由此使组合物(X)及其固化产物容易变色(特别地,由于热氧化降解而变为淡黄色)。如本文中使用的,几乎没有碳碳双键的化合物是指已经通过氢化反应处理其结构中的双键从而具有70%以上的氢化率的化合物。同时,氢化率低于70%的化合物是不合适的,因为其碳碳双键倾向于在热和光的情况下断裂而使组合物(X)及其固化产物变色(特别地,由于热氧化降解而变为淡黄色)。几乎没有碳碳双键的多官能氧杂环丁烷化合物的实例包括通过氢化反应处理的多官能氧杂环丁烷化合物。使用这样的没有或几乎没有碳碳双键的多官能氧杂环丁烷化合物使得能够在组合物(X)不变为淡黄色的情况下提高固化急剧性。
1-9.组分(I)
组分(I)为偶联剂。组分(I)包含具有有机官能团的硅烷偶联剂,其在直链碳链中的碳原子数量等于或小于2(在下文中称为“组分(i)”)。组分(I)可以完全由组分(i)组成。备选地,组分(I)的一部分可以是组分(i),并且组分(I)的余量可以是另一种偶联剂。
组分(i)的实例包括由以下结构式(i-1)和(i-2)表示的组分:
[化学式2]
(C2H5O)3SiCH=CH2 (i-1)
在含有组分(i)的组合物(X)中,组分(i)具有碳原子数小的有机官能团,并且具有短的分子链。因此,当使组合物(X)与待用粘合剂粘合的物体(比如电极)的表面紧密接触时,组分(i)将粘贴至物体的表面。另外,当组分(i)与组分(A)和(B)形成化学键时,组分(i)将致密地排列在待用粘合剂粘合的物体的表面上。因此,组分(i)将能够保护待粘合物体的表面,并且将降低组分(C)所产生的强酸对物体的影响的可能性,最终降低物体被腐蚀的可能性。另一方面,在具有长有机官能团的偶联剂中,由组分(C)产生的强酸倾向于通过具有稀疏化学键的空隙渗透物体的表面。因此,即使这样的偶联剂可能在一定程度上是有效的,但是该偶联剂在减少待粘合物体的腐蚀方面不是有效的。
1-10.其他组分
组合物(X)可以根据需要含有多种类型的树脂和添加剂中的任一种。
1-11制备组合物(X)
组合物(X)可以通过以下方式得到:将上述组分(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)、(H)和(I)和其他成分以预定质量比混配到一起,将它们的温度调整至在20℃至100℃范围内的温度,然后用DISPER搅拌混合物,例如,直到混合物具有均匀的组成。该组合物(X)基本上是透明的,并且更具体地是浅黄色。
组合物(X)可以按以下比率包含上述组分(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)、(H)和(I):
相对于100质量份的组合物(X),组分(A)的含量适当地在0质量份至40质量份的范围内,更适当地在1质量份至30质量份的范围内。
相对于100质量份的组合物(X),组分(B)的含量适当地在10质量份至95质量份的范围内,更适当地在15质量份至70质量份的范围内。
相对于100质量份的组合物(X),组分(C)的含量适当地在0.05质量份至5质量份的范围内,更适当地在0.1质量份至3质量份的范围内。
相对于100质量份的组合物(X),组分(D)的含量适当地在0质量份至70质量份的范围内,更适当地在5质量份至30质量份的范围内。
相对于100质量份的组合物(X),组分(E)的含量适当地在0质量份至5质量份的范围内,更适当地在0.1质量份至3质量份的范围内。
相对于100质量份的组合物(X),组分(F)的含量适当地在0质量份至90质量份的范围内,更适当地在2质量份至30质量份的范围内。组分(F)的含量适当地等于或大于5质量份,并且可以在5质量份至90质量份的范围内。
相对于100质量份的组合物(X),组分(G)的含量适当地在0质量份至80质量份的范围内,更适当地在1质量份至50质量份的范围内。
相对于100质量份的组合物(X),组分(H)的含量适当地在1质量份至30质量份的范围内,更适当地在2质量份至15质量份的范围内。
相对于100质量份的组合物(X),组分(I)的含量适当地在0.005质量份至5质量份的范围内,更适当地在0.01质量份至3质量份的范围内,并且甚至更适当地在0.02质量份至1质量份的范围内。含量低于0.005质量份的组分(I)将无法实现实际效果。然而,加入超过5质量份的组分(I)将显著改变树脂的性质。组分(I)的含量特别适当地为1质量份以下,因为该含量足够大以覆盖在基板表面上的电极的表面。
组分(A)和(B)的总含量与所述组分(D)的含量的质量比适当地在5∶95至90∶10的范围内。这使得当用光照射组合物(X)的涂层时涂层变为一次固化状态以具有粘着性(tackiness)而没有粘附性(adhesiveness),同时保持涂层的形状。如本文中使用的,粘着性是指涂层的通过消除涂层和基础部件之间的空间而粘贴至基础部件、可用预定力剥离、再次粘贴至基础部件并且具有与初始状态一样高的粘合强度的能力。另一方面,粘附性在本文中是指物理或化学地紧密粘附至基础部件,但是一旦剥离涂层就失去紧密粘附力并且具有显著降低的粘合强度(具体地,降低至50%以上)的性质。一次固化使涂层能够保持其形状。因此,这降低在运输部件时在部件上形成的涂层变形的可能性。另外,这还降低当利用涂层将多个部件彼此贴合时组合物(X)从粘合部件溢出的可能性。此外,由于组合物(X)以液体形式涂布到部件上,所以即使部件的表面是弯曲的,涂层也可以形成为具有均匀的厚度。此外,由于一次固化使涂层能够保持其形状,可以将具有不同曲率的多个部件彼此贴合为具有均匀的厚度。
组分(A)与组分(B)的质量比适当地在10∶90至70∶30的范围内,更适当地在15∶85至60∶40的范围内,并且甚至更适当地在20∶80至50∶50的范围内。
一次固化和二次固化开始之间的间隔,即组合物(X)保持一次固化状态的持续时间根据各个组分的含量和类型而变化。持续时间随着组合物(X)中的组分(B)和(H)的含量减少而变得更短,并且随着组合物(X)中组分(A)和(F)的含量增加而变得更长。如果组合物(X)长时间保持一次固化状态,则可以利用组合物(X)将多个部件(即待粘合到一起的物体)彼此贴合。具有保持其形状的能力和适当程度的粘着性的组合物(X)将不会流出到另一部件或者容易地移位,因此在制造过程期间非常易于处理。另外,在将多个部件彼此贴合后使组合物(X)的涂层固化使得能够在不受部件的透光率影响的情况下将多个部件结合到一起。此外,消除部件的透光率的影响使得能够用在使组合物(X)更高效地固化的波长范围内的光使组合物(X)固化。此外,这还使得能够均匀地控制组合物(X)的固化状态和持续时间。这消除了提供任何用于二次固化的光源的需求,从而简化了制造过程。另外,即使在制造过程期间改变任何部件,也不再需要光源的调整或确认。此外,组合物(X)也可以应用于粘合不透明部件,从而增加了适用部件的可选择的方式。除此之外,如果在将多个部件彼此贴合后在一次固化产物中发现任何缺陷,则可以将多个部件一次分离,然后在修复一次固化产物中的缺陷后再次彼此贴合。也就是说,这有利于所谓的“返工”。
相对于100质量份的组分(A)和(B)的总含量,各自每分子具有聚醚骨架的环氧化合物的总含量(即(A1)单官能环氧化合物和(B1)多官能环氧化合物的总含量)适当地在0.01质量份至90质量份的范围内,并且更适当地在0.1质量份至30质量份的范围内。
相对于100质量份的组分(A)和(B)的总含量,组分(C)的含量适当地等于或大于0.01质量份。这降低了组合物(X)由于不足的阳离子聚合反应而未固化的可能性。另外,相对于100质量份的组分(A)和(B)的总含量,组分(C)的含量适当地等于或小于10质量份。这降低了阳离子聚合反应速率变得太高而无法确保足够的适用期(pot life)的可能性,并且还降低了组合物(X)的深入固化能力下降的可能性。
相对于100质量份的组分(D)的总含量,组分(E)的含量适当地在0.01质量份至10质量份的范围内。如果组分(E)的含量小于0.01质量份,则组分(D)将会未固化从而可能由于固化不充分而造成树脂泄漏。另一方面,如果组分(E)的含量大于10质量份,则组合物(X)将会过度固化并且可能变得相当脆。
相对于100质量份的组分(A)和(B)的总含量,组分(F)的含量适当地在0.1质量份至30质量份的范围内。这使组合物(X)的粘度在固化期间甚至更急剧地升高。结果,这缩短了固化时间,所述固化时间是指在利用粘合剂将多个部件彼此贴合后粘合剂完全固化所需的时间量。另外,这进一步降低了多个部件在彼此贴合后移位的可能性。
此外,具有聚醚骨架的选自由组分(A)和(B)组成的组中的至少一种组分使得能够甚至更有效地降低阳离子聚合反应速率。这在时间轴上将在用光照射组合物(X)的同时发生的自由基聚合反应与在从用光照射起经过预定时间量时开始进行的阳离子聚合反应分开。
此外,如果选自由组分(A)和组分(B)组成的组中的至少一种组分具有聚醚骨架,并且如果相对于100质量份的组分(A)和(B)的总含量,组分(H)的含量在0.1质量份和30质量份的范围内,则在用光照射组合物(X)的同时发生的自由基聚合反应在时间轴上可与在从用光照射起经过预定时间量时开始进行的光致阳离子反应分开。另外,这还使得阳离子聚合反应在经过预定量的时间后能够更急剧地进行,从而在较短时间内完成固化。
也就是说,组分(A)和(B)不仅使组合物(X)在用光照射组合物(X)的同时通过自由基聚合反应一次固化,而且使得能够在用光照射组合物(X)后的预定时间期间将多个部件彼此贴合。该预定时间确保足够的用于粘合的时间。在将部件彼此贴合后,组分(F)使阳离子聚合反应急剧地进行,从而使组合物(X)完全固化。在较短时间内完成固化使得产品能够在较短时间内被运送出。这使得在厂内工艺期间在制产品能够保持特别少的数量,从而减少制造成本。
如果组合物(X)含有弹性体(组分(G)),则相对于100质量份的组分(A)和(B)的总含量,组分(G)的含量适当地在0.1质量份至90质量份的范围内。这赋予了组合物(X)和组合物(X)的固化产物多种功能。例如,这使得能够根据工厂的生产设备的目标用途来调整组合物(X)的粘度。另外,这还使得能够调整组合物(X)的固化产物的弹性模量。因此,这使得能够控制组合物(X)的弹性模量,所述弹性模量是在待彼此贴合的部件之间存在明显的热膨胀系数差时所需要的。
相对于100质量份的组合物(X),组合物(X)中的没有双键且未通过氢化反应处理的化合物的含量适当地等于或大于50质量份(50质量%)。如上所述,具有双键的化合物倾向于使组合物(X)及其固化产物容易变色,并且通常由于热氧化降解而使它们变为淡黄色。这样的没有双键的化合物的含量越大,组合物(X)及其固化产物越不可能变色。这就是为什么相对于100质量份的组合物(X),这样的没有双键且未通过氢化反应处理的化合物的含量适当地等于或大于50质量份。此外,相对于100质量份的组合物(X),通过氢化反应处理的化合物的含量适当地等于或大于20质量份(20质量%)。例如,这降低了组合物(X)及其固化产物在热和光的情况下变色的可能性。
2.组合物(X)的固化性质
组合物(X)在用光照射前为液体形式,并且在将组合物(X)的涂层施加到给定部件上时将变成与给定部件的形状相符的形状。这降低了气泡进入部件和涂层之间的空隙的可能性。另外,除非用光照射,组合物(X)容易保持液体形式,因此,与应该在冷处储存的热固性树脂不同,其具有足够好的保存稳定性而在常温保存。
此外,在用光照射的同时,组合物(X)具有高于损耗模量的储能模量而处于一次固化状态,并且具有降低的流动性。这使组合物(X)保持涂层形状。这降低了涂层形变的可能性,并且在运输具有组合物(X)的涂层的部件的同时使涂层保持相同形状和相同厚度,并且还减少了在利用涂层将多个部件彼此贴合时的组合物(X)溢出。此外,具有粘着性的一次固化状态的组合物(X)能够使待彼此贴合的部件保持固定在最佳位置并且难以移位。此外,涂层可以形成为任意形状。例如,一次固化的涂层可以通过用光照射已经布置在框内的组合物(X)而形成为片状。例如,形成为线形的涂层可以用于粘合具有复杂形状的部件。也就是说,当形成涂层时,组合物(X)为液体,因此可以根据给定部件的形状以任意形状应用,并且还可以通过用光照射而固化和粘合同时保持该任意形状。
组合物(X)变为一次固化状态的现象源自丙烯酸类化合物和光致自由基生成剂。根据本实施方案的组合物(X)通过以下机制变为一次固化状态。具体地,当组合物(X)吸收光时,立即产生来源于光致自由基生成剂的自由基。该自由基和丙烯酸类化合物彼此反应而产生丙烯酸类化合物的自由基聚合反应。该自由基聚合反应快速地进行。另外,自由基聚合反应仅在用光照射组合物(X)的同时进行。在用光照射组合物(X)后,自由基失活而结束自由基聚合反应。结果,组合物(X)具有快速增大的粘度而变为一次固化状态并且具有降低的流动性。另外,如果组合物(X)中的丙烯酸类化合物的含量过大,则组合物(X)将会完全固化。因此,组合物(X)中的丙烯酸类化合物的含量适当地足够小以防止组合物(X)通过自由基聚合反应完全固化。此外,在用光照射组合物(X)后,环氧化合物(下文描述)立刻与组合物(X)反应以产生来源于光致阳离子生成剂的阳离子。然而,阳离子聚合反应由于组分(A)即单官能环氧化合物和组分(B)即多官能环氧化合物的存在而无法顺利进行。
图1A示出了根据本实施方案的示例组合物的组合物(X)的储能模量G’(帕)和损耗模量G”(帕),这是在用光照射组合物(X)后立刻用流变仪MCR-102(由Anton Paar制造)测量的。注意,“储能”是指弹性体的性质,并且“损耗”是指粘性体的性质。根据这些在用光照射组合物(X)后立刻测量结果,储能模量G’(帕)大于损耗模量G”(帕)。也就是说,在刚用光照射过的组合物(X)中,弹性体的性质超过粘性体的性质。这样的状态的组合物(X)倾向于容易地保持其形状,从而降低了组合物(X)的涂层形变的可能性和在将部件彼此贴合的同时组合物(X)溢出的可能性。
对于从用光照射组合物(X)起的预定时间量,组合物(X)保持一次固化状态而易于保持其形状,并且表现出粘着性但是没有粘附性。另外,当完全固化时,组合物(X)被固定。也就是说,组合物(X)具有延迟固化性质。这就是为什么组合物(X)允许在用光照射组合物(X)后将多个部件彼此贴合的足够的时间量,因此允许足以将那些部件彼此贴合的足够长的适用期。因此,在将多个部件彼此贴合后,部件仍是可分离的并且容易返工。另一方面,如果适用期过长,则进行粘合过程将需要大量时间,从而导致较低的生产率。也就是说,本发明使得固化性质能够被设计在对于生产过程来说合理地长的时间量内,这是本发明实现的优点之一。此外,即使在将多个部件彼此贴合后不额外地对组合物(X)施加热能或其他能量,组合物(X)的固化反应仅通过在将部件彼此贴合之前用光照射也自发地进行并且完成。例如,即使将不透明部件或低透光性部件彼此贴合,这也降低组合物(X)未固化的可能性。组合物(X)的延迟固化性质源自单官能环氧化合物(组分(A))或单官能氧杂环丁烷化合物(组分(F))、多官能环氧化合物(组分(B))和光致阳离子生成剂(组分(C))中的至少一种。
图1B示出了根据本实施方案的示例组合物的组合物(X)的储能模量G’(帕)如何随时间变化,储能模量是在用光照射组合物(X)后立刻用流变仪MCR-102(由Anton Paar制造)测量的。根据图1B所示的结果,在用光照射组合物(X)前,储能模量低,并且组合物(X)为液体。然而,在从刚开始用光照射组合物(X)时的时间点到用光照射结束的时间段内,一次固化使储能模量急剧上升,从而使组合物(X)变为一次固化状态并且产生粘着性。另外,储能模量在用光照射结束后保持恒定一段时间。也就是说,组合物(X)保持一次固化状态。之后,二次固化使储能模量开始急剧上升。储能模量急剧上升的时间段为二次固化的固化开始时间段。另外,由于储能模量的急剧增大而具有等于或大于1N/cmm2的粘合强度的组合物(X)处于二次固化状态。也就是说,二次固化使组合物(X)表现粘合强度。之后,储能模量达到饱和并且开始缓慢上升,从而使组合物(X)完全固化。组合物(X)从二次固化开始到完全固化所需的时间量为固化完成时间。
组合物(X)处于一次固化状态的持续时间根据组合物(X)的化学组成、光的照射强度、组合物(X)的温度和其他参数而变化。也就是说,组合物(X)从用光照射组合物(X)起到开始二次固化所需的时间量是可控的。假设实际上利用组合物(X)将多个部件彼此贴合,紧接着在25℃的温度的气氛中,在50mJ/cm2以上的辐射剂量下,用波长为365nm的光照射组合物(X)后,组合物(X)适当地在一次固化状态停留5秒至60分钟,然后适当地在12小时内固化。组合物(X)适当地调整其化学组成以表现出这样的性质。
如果组合物(X)在一次固化状态停留少于5秒,则没有足够的时间将多个部件彼此贴合,这是不切实际的。然而,如果组合物(X)在一次固化状态停留大于60分钟,则多个部件移位的可能性将由于周围环境的温度变化以及人为因素而增加。另外,组合物(X)完全固化将需要更长的时间。同时,从生产率的观点来看,固化完成时间适当地在12小时内。该时间越短越好。辐射剂量适当地等于或大于50mJ/cm2。如果辐射剂量小于该值,则通过用光照射产生的阳离子物质的量将太小以致于阳离子聚合反应可能停止或者组合物(X)可能未充分固化。另一方面,辐射剂量越大,则阳离子聚合反应将越快,从而缩短组合物(X)在一次固化状态停留的持续时间和固化完成时间。在阳离子聚合反应中,所产生的阳离子物质的量和光的辐射剂量具有正相关性。然而,阳离子聚合反应本身与光无关,但是受温度影响。这就是为什么阳离子聚合反应在低温变慢,但是在高温变快。通过利用该现象,在低温用光照射组合物(X)使组合物(X)在一次固化状态停留较长时间。另外,在将部件彼此贴合后加热部件使得能够缩短固化时间。推测使根据本实施方案的组合物(X)表现出延迟固化性质的机制如下:
当组合物(X)吸收光时,产生来源于光致阳离子生成剂(组分(C))的阳离子物质。该阳离子物质与单官能环氧化合物(组分(A))和单官能氧杂环丁烷化合物(组分(F))反应而引发阳离子聚合反应。组分(A)每分子具有一个环氧基,并且由于阳离子聚合反应而不发生三维交联。组分(F)每分子具有一个氧杂环丁烷环,并且由于阳离子聚合反应而不发生三维交联。因此,对于从用光照射组合物(X)起的一段时间,仅组分(A)和(F)反应并且不发生交联。也就是说,组合物(X)未完全固化。因此,由于丙烯酸类化合物的阳离子聚合反应而变为一次固化状态的组合物(X)的弹性模量几乎不增大。这就是为什么组合物(X)表现为停留在一次固化状态。之后,随着多官能环氧化合物(组分(B))和多官能氧杂环丁烷化合物(组分(H))的阳离子聚合反应进行而也使交联反应进行,组合物(X)的弹性模量保持增大。同时,阳离子物质与组分(B)和(H)反应也引起阳离子聚合反应。组分(B)每分子具有两个以上环氧基,因此由于阳离子聚合反应而形成三维交联结构。组分(H)每分子具有两个以上氧杂环丁烷环,因此由于阳离子聚合反应而形成三维交联结构。因此,当从用光照射组合物(X)起经过一段时间时,组合物(X)变为完全固化状态。
注意,具有这样的延迟固化性质的组合物在本领域中是已知的。然而,已知的缓慢固化组合物使聚醚类或硫醚类缓慢固化剂捕获来源于光致阳离子生成剂的阳离子物质,从而延迟阳离子聚合反应开始的时间。组合物(X)控制聚合反应本身,即生长反应,而不是阳离子聚合反应开始的时间,这是与已知延迟固化组合物的主要区别。
另外,一旦用光照射,组合物(X)就引发上述自由基聚合反应和阳离子聚合反应,并且阳离子聚合反应自发地进行。因此,组合物(X)仅需要一次用光照射短的时间段,并且不必持续用光照射直到组合物(X)固化。此外,为了使组合物(X)固化,组合物(X)不必进行分别使用紫外辐射和热或紫外辐射和水分的多个处理。推测使阳离子聚合反应自发地进行的机制如下:
组合物(X)中含有的组分(A1)和(B1)各自在它们的分子中具有聚醚骨架。因此,如果存在聚醚骨架和阳离子物质,则按照勒夏特列原理(Le Chatelier’s principle),聚醚骨架和阳离子物质根据游离阳离子物质的浓度彼此缔合或解离。也就是说,当组合物(X)中存在大量阳离子物质时,平衡朝缔合侧偏移,并且游离阳离子物质的数量减少。另一方面,当游离阳离子物质的数量减少时,平衡朝解离侧偏移,并且供应一些游离的阳离子物质。
通常,当组分(C)吸收光时,产生阳离子物质。阳离子物质与组分(A)和(F)反应以引起阳离子聚合反应。在该情况下,如果存在大量阳离子物质,则阳离子聚合反应变快。另一方面,如果存在少量阳离子物质,则阳离子聚合反应变慢。
就在用光照射组合物(X)后,由组分(C)产生大量阳离子物质。这些阳离子物质中的一些被组分(A)和(F)之间的阳离子聚合反应消耗,而其他阳离子物质与聚醚骨架缔合。当阳离子聚合反应停止时,组合物(X)中的阳离子物质的数量减少。因此,聚醚骨架和阳离子物质之间的缔合-解离平衡朝解离侧偏移,使得将新的阳离子物质供应至组合物(X)。这些新的阳离子物质保持阳离子聚合反应继续。结果,甚至在用光照射组合物(X)后,阳离子聚合反应也自发地进行。
同时,无论是否用光照射组合物(X),聚醚骨架和阳离子物质的缔合和解离都进行。因此,甚至在用光照射组合物(X)后,失活造成阳离子浓度降低,从而需要供应新的阳离子并且使阳离子聚合反应进行。结果,在用光照射后,组合物(X)在一次固化状态保持一定时间段,然后甚至在没有用光照射或加热的情况下也完全固化。就在用光照射后,组合物(X)具有急剧升高的粘度而变为一次固化状态。然而,之后,粘度更缓慢地上升,使组合物(X)在一次固化状态保持长时间。这确保长的用于将部件粘合到一起的适用期,从而使组合物(X)非常易于处理。
另外,组合物(X)含有组分(A1)和(B1)。因此,甚至在组合物(X)已经固化后,这也降低聚醚骨架渗出(即,聚醚骨架渗出或浮出到组合物(X)的固化产物的表面上)的可能性。如果采用除了具有聚醚骨架的环氧化合物以外的化合物,则具有聚醚骨架的化合物将较不容易掺入组合物(X)的固化产物中,从而使具有聚醚骨架的化合物容易从固化产物的三维网格结构脱离。这使具有聚醚骨架的化合物容易渗出。
另外,组合物(X)含有多官能氧杂环丁烷化合物(作为组分(H)),这使得在组合物(X)开始二次固化时其粘度急剧升高。推测机制如下:
在环氧化合物的阳离子聚合反应中,阳离子物质的链转移可以使阳离子物质转移到分子中,从而可能使反应停止。阳离子物质的链转移通常在环氧化合物中发生,但是很少在组分(H)中发生。因此,含有组分(H)的组合物(X)降低阳离子聚合反应由于链转移而停止的可能性。这使得组合物(X)能够使其粘度急剧升高。也就是说,含有组分(A1)、(B1)和(F)的组合物(X)最初可以使其粘度缓慢升高以在一次固化状态保持预定时间量,然后可以通过组分(H)使其粘度急剧升高。这确保了适用期并且缩短了确保足够的粘合强度所需的时间量(固化完成时间),所述足够的粘合强度使得后续工艺步骤能够顺利进行。
可以通过改变各个组分(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)和(H)的共混比和类型将上述组合物(X)控制为具有所需的固化性质(在组合物(X)在一次固化状态停留的持续时间和固化完成时间方面)。
组合物(X)在一次固化状态停留的持续时间根据组合物(X)的化学组成、光的辐射剂量、组合物(X)的温度或任何其他参数而变化。例如,阳离子聚合反应的反应速率可以通过增大光的辐射剂量或升高用光照射的组合物(X)的温度来提高。备选地,阳离子聚合反应的反应速率也可以通过减小光的辐射剂量或降低用光照射的组合物(X)的温度来降低。因此,组合物(X)在一次固化状态停留的持续时间和固化完成时间通过调整光的辐射剂量或用光照射的组合物(X)的温度可任意控制。任选地,组合物(X)在一次固化状态停留的持续时间也可以通过测量组合物(X)的粘弹性而设计为在预定范围内。
如果组合物(X)含有包括组分(D)和(E)的自由基固化组分以及包括组分(A)、(B)、(C)、(F)和(H)的阳离子固化组分,则组合物(X)中含有的过多的自由基固化组分将会抑制阳离子固化所需的阳离子物质之间的反应,从而使组合物(X)固化不充分。因此,需要适当调整阳离子固化组分与自由基固化组分的共混比,以使得含有比自由基固化组分多的阳离子固化组分。具体地,阳离子固化组分与自由基固化组分的质量比适当地在55∶45至90∶10的范围内。另外,组分(E)仅在用光照射组合物(X)的同时的自由基固化组份的自由基聚合期间起作用,因此不应加入超过所需量。组分(E)与组分(D)的质量比适当地在0.5质量%至5质量%的范围内。当加入在0.5质量%至5质量%范围内的这样的含量时,在一次固化时的自由基聚合反应使自由固化组分充分反应,并且还使二次固化在预定时间内完成而不抑制自由基固化组分的反应。与仅允许产生阳离子固化的情形相比,在该情况下,光致阳离子生成剂的含量更小,从而减少电极的腐蚀。然而,由于在反应过程期间产生强酸,非常有效的是加入偶联剂并且组合使用硼酸盐类光致阳离子生成剂和偶联剂作为针对电极的腐蚀的对策。
根据本实施方案,即使组合物(X)完全不含组分(A),也可以通过将(F)单官能氧杂环丁烷化合物加入至组合物(X)而有效地赋予组合物(X)延迟固化性质。这是因为与单官能环氧化合物相比,单官能氧杂环丁烷化合物具有更低的初始反应速率。这使得能够显著抑制用光照射的组合物(X)的粘度升高,以使得甚至在用光照射组合物(X)后,使得能够利用液态粘合剂将部件彼此贴合的适用期也可以保持足够长。另外,如果组分(A)或组分(B)的环氧组分包含醚键,则可以通过使用醚键结合(F)单官能氧杂环丁烷化合物来使组合物(X)在一次固化状态保持非常长的时间。另外,使用(H)多官能氧杂环丁烷化合物作为另外的组分使得组合物(X)的粘度在经过预定时间量后能够急剧升高,从而缩短组合物(X)完全固化所需的时间量。也就是说,组合使用(F)单官能氧杂环丁烷化合物和(H)多官能氧杂环丁烷化合物赋予组合物(X)有效的延迟固化性质。
此外,如果组合物(X)既不含(E)光致自由基生成剂也不含(D)丙烯酸类化合物,则一次固化状态的组合物(X)没有能力保持其形状,而是保持液体形式。加入用于保护涂布部件上涂布树脂的形状的间隔物可以使部件以均匀的厚度彼此贴合。因此,可以获得缓慢固化的光固化性树脂组合物,所述光固化性树脂组合物由于存在(H)多官能氧杂环丁烷化合物所造成的粘度急剧升高而在短时间内完全固化。然而,在该情况下,组合物(X)在贴合时仍是完全液态,因此将会需要用于保持贴合状态的夹具和/或表现粘合强度的一些时间量。
然而,如果组合物(X)含有(E)光致自由基生成剂和(D)丙烯酸类化合物,则组合物(X)可以如上所述保持在一次固化状态。因此,组合物(X)能够在贴合时保持其形状并且表现出粘着性。组合物(X)能够保持部件彼此贴合,除非在组合物(X)完全固化(二次固化)前施加等于或大于预定力的一些力。光致自由基生成剂和丙烯酸类化合物可以使组合物(X)变为一次固化产物。(F)单官能氧杂环丁烷化合物或(A)单官能环氧化合物可以延迟组合物(X)的二次固化时间,同时使组合物(X)保持粘着性。最终,(H)多官能氧杂环丁烷化合物可以引起急剧的二次固化以控制组合物(X)完全固化所需的时间量。因此,含有(E)光致自由基生成剂、(D)丙烯酸类化合物、(F)单官能氧杂环丁烷化合物和(H)多官能氧杂环丁烷化合物的组合物(X)可以使部件容易地彼此贴合,可以返工,并且可以控制完全固化的时间量,因此生产率高。
3.粘合剂
组合物(X)可以用作粘合剂。特别地,组合物(X)可以用作用于粘合在智能电话和移动电话中使用的光学系统部件的粘合剂。任选地,粘合剂可以通过用适当溶剂稀释组合物(X)来制备。另外,当需要粘合除了光学系统部件以外的部件时,不必认真考虑组合物(X)的着色。含有(E)光致自由基生成剂、(D)丙烯酸类化合物、(F)单官能氧杂环丁烷化合物和(H)多官能氧杂环丁烷化合物的粘合剂能够通过仅用光照射一次而保持其形状并且表现出粘着性,然后将原样固化。因此,该粘合剂非常有效地适用于粘合位于暗处或位于由于进行耐候性处理而用于固化的光不能到达的位置的部件。另外,该粘合剂利用光固化,因此特别有效地适用于可能无法施加热的部件。
4.光固化性树脂组合物的实施方式
根据本实施方案的光固化性树脂组合物具有以下实施方式:
根据本实施方案的光固化性树脂组合物的第一实施方式在暴露于光时固化,并且含有:(B)10质量份至95质量份的多官能环氧化合物;和(F)5质量份至90质量份的单官能氧杂环丁烷化合物。
可以结合第一实施方式采用的根据本实施方案的光固化性树脂组合物的第二实施方式还含有(H)多官能氧杂环丁烷化合物。(B)多官能环氧化合物和(H)多官能氧杂环丁烷化合物的总含量在10质量份至95质量份的范围内。
在可以结合第二实施方式采用的根据本实施方案的光固化性树脂组合物的第三实施方式中,(H)多官能氧杂环丁烷化合物的含量在1质量份至30质量份的范围内。
在可以结合第一至第三实施方式中任一个采用的根据本实施方案的光固化性树脂组合物的第四实施方式中,(B)多官能环氧化合物含有双官能环氧树脂。
可以结合第一至第四实施方式中任一个采用的根据本实施方案的光固化性树脂组合物的第五实施方式还含有(D)丙烯酸类化合物。
可以结合第五实施方式采用的根据本实施方案的光固化性树脂组合物的第六实施方式还含有(A)单官能环氧化合物。(A)单官能环氧化合物和(B)多官能环氧化合物的总含量与(D)丙烯酸类化合物的含量的质量比在5∶95至90∶10的范围内。
根据本实施方案的光固化性树脂组合物的第七实施方式具有在暴露于光时固化的性质,并且含有:(A)单官能环氧化合物或(F)单官能氧杂环丁烷化合物,或这两种化合物(A)和(F);(B)多官能环氧化合物;(C)光致阳离子生成剂;和(I)偶联剂。在该实施方式中,(I)偶联剂含有(i)具有直链碳链碳数为2以下的有机官能团的硅烷偶联剂。
在可以结合第七实施方式采用的根据本实施方案的光固化性树脂组合物的第八实施方式中,(i)具有直链碳链碳数为2以下的有机官能团的硅烷偶联剂含有选自由以下化学结构式(i-1)和(i-2)所表示的两种硅烷偶联剂组成的组中的至少一种硅烷偶联剂。
在可以结合第七或第八实施方式采用的根据本实施方案的光固化性树脂组合物的第九实施方式中,相对于100质量份的总量,(i)具有直链碳链碳数为2以下的有机官能团的硅烷偶联剂的含量等于或大于0.01质量份。
在可以结合第七至第九实施方式中任一个采用的根据本实施方案的光固化性树脂组合物的第十实施方式中,(C)光致阳离子生成剂含有硼酸盐型的光致阳离子生成剂。
根据本实施方案的光固化性树脂组合物的第十一实施方式具有在暴露于光时固化的性质,并且含有:(A)单官能环氧化合物或(F)单官能氧杂环丁烷化合物,或这两种化合物(A)和(F);(B)多官能环氧化合物;和(C)光致阳离子生成剂。在该实施方式中,(B)多官能环氧化合物含有(B3)通过氢化反应处理的多官能环氧化合物。
根据本实施方案的光固化性树脂组合物的第十二实施方式具有在暴露于光时固化的性质,并且含有:(A)单官能环氧化合物或(F)单官能氧杂环丁烷化合物,或这两种化合物(A)和(F);(B)多官能环氧化合物;(C)光致阳离子生成剂;和(G)弹性体。在该实施方式中,(G)弹性体含有(G2)通过氢化反应处理的弹性体。
在可以结合第十二实施方式采用的根据本实施方案的光固化性树脂组合物的第十三实施方式中,(B)多官能环氧化合物含有(B3)通过氢化反应处理的多官能环氧化合物。
可以结合第十一至第十三实施方式中任一个采用的根据本实施方案的光固化性树脂组合物的第十四实施方式还含有(H)多官能氧杂环丁烷化合物。
在可以结合第十一至第十四实施方式中任一个采用的根据本实施方案的光固化性树脂组合物的第十五实施方式中,选自由(A)单官能环氧化合物、(F)单官能氧杂环丁烷化合物和(H)多官能氧杂环丁烷化合物组成的组中的至少一种化合物还含有通过氢化反应处理的化合物。
可以结合第十一至第十五实施方式中任一个采用的根据本实施方案的光固化性树脂组合物的第十六实施方式还含有(D)丙烯酸类化合物。
在可以结合第十六实施方式采用的根据本实施方案的光固化性树脂组合物的第十七实施方式中,(A)单官能环氧化合物和(B)多官能环氧化合物的总含量与(D)丙烯酸类化合物的含量的质量比在5∶95至90∶10的范围内。
在可以结合第十一至第十七实施方式中任一个采用的根据本实施方案的光固化性树脂组合物的第十八实施方式中,未通过氢化反应处理且没有双键的化合物的含量等于或大于50质量%,并且通过氢化反应处理的化合物的含量等于或大于20质量%。
5.层叠结构的第一实施方案以及用于制作该结构的方法
5-1.本实施方案的概述
根据本实施方案的层叠结构包括:含有组合物(X)的粘合剂的固化产物;第一部件;和第二部件。第一部件和第二部件利用固化产物固定到一起。
根据本实施方案的用于制作层叠结构的方法包括:将粘合剂的未固化涂层布置在选自由第一部件和第二部件组成的组中的至少一个部件上的布置步骤;在进行布置步骤后,用活性能量射线(比如紫外线)照射未固化涂层的照射步骤;在进行照射步骤后,利用插入的未固化涂层定位第一部件和第二部件的定位步骤;和在进行定位步骤后,通过使未固化涂层完全固化将第一部件和第二部件固定到一起的固化步骤。
另外,用活性能量射线照射未固化涂层适当地在照射步骤中引起组分(D)和(E)之间的自由基聚合反应以使未固化涂层变为一次固化状态,在定位步骤中使未固化涂层保持一次固化状态,并且在固化步骤中引起组分(A)、(B)、(C)和(F)之间的阳离子聚合反应以使未固化涂层完全固化。
根据本实施方案的层叠结构适当地通过以下方法制作。
将参照图2A至5描述图6所示的用于制作层叠结构1的方法。该层叠结构1包括第一部件10、第二部件11和含有组合物(X)的粘合剂的固化产物20。
5-2粘合剂的描述
根据本实施方案的粘合剂在用活性能量射线照射前为液体形式,并且在作为粘合剂涂层施加到给定部件上时变成与给定部件的形状相符的形状。这降低了气泡进入给定部件和涂层之间的空隙的可能性。
另外,在用活性能量射线照射的同时,粘合剂涂层具有高于损耗模量的储能模量(由于一次固化)并且具有降低的流动性。这使粘合剂保持涂层形状并且减少在将部件彼此贴合时的涂层的形变。这减少了粘合剂的溢出。此外,粘合剂涂层变为任意形状的能力使粘合剂适用于贴合甚至具有复杂形状的部件。
此外,粘合剂在从用活性能量射线照射粘合剂起经过预定时间量时开始固化(即二次固化),然后被完全固化(即完全固化)。因此,在利用粘合剂涂层彼此贴合后,多个部件将被固定到一起。这使得能够将多个部件固定到一起而不受部件的透光率影响,并且降低了由于粘合剂的固化不充分而造成树脂泄漏的可能性。这降低了其他部件被树脂泄漏污染的可能性。
此外,一旦用活性能量射线照射,粘合剂就能够进行一次固化、二次固化和完全固化。因此,待固化的粘合剂不必进行组合使用紫外辐射和热或紫外辐射和水分的多个处理。
5-3.布置步骤
首先,将粘合剂的未固化涂层12布置在第一部件10或第二部件11中的至少一个上。也就是说,可以将涂层12设置在第一部件10上,设置在第二部件11上,或者设置在第一部件10和第二部件11这两者上。可以通过将粘合剂涂布到第一部件10或第二部件11中的至少一个上来形成涂层12。所涂布的粘合剂的量适当地在5mg/cm2至50mg/cm2的范围内。这有利于将多个部件彼此贴合以及使涂层充分固化。涂层的形状没有特别限制,并且例如可以是矩形或线形。在图2A和2B中,将框13布置在第一部件10上,并且将粘合剂供应到框13中以形成未固化涂层12。
5-4.照射步骤
在进行布置步骤后,用活性能量射线照射未固化涂层12,从而使涂层12变为一次固化状态。一次固化状态的涂层12具有粘着性。用于活性能量射线的光源14没有特别限制,但是例如可以是紫外灯。活性能量射线适当地以在50mJ/cm2至30000mJ/cm2范围内的辐射剂量进行辐射。这降低了阳离子聚合反应中途停止而使粘合剂固化不充分的可能性。活性能量射线的辐射持续时间根据包括温度、涂层厚度和辐射剂量的条件适当地调整。在图3中,用由光源14发射出的活性能量射线照射布置在框13中的未固化涂层12。光源14在沿图3中箭头所指示的方向移动的同时用活性能量射线照射整个涂层12。这使涂层12能够形成为片状。片状的涂层12适用于粘合具有按钮孔或相机孔的盖板或者被称为“自由形式”的不具有简单方形的基础部件。在涂层12变为一次固化状态后,如图4A和4B所示移除框13。如果涂层能够例如通过用弹性体调整粘度将涂布时的形状保持一定时间量,则可以用活性能量射线照射刚涂布的涂层。这使贴合时的厚度可控。
5-5.定位步骤
在进行照射步骤后,利用未固化涂层12将第一部件10和第二部件11彼此贴合。此时,涂层12保持一次固化状态,因此能够容易地保持其形状。这降低了涂层12在运输第一部件10和第二部件11的同时形变的可能性。另外,这也降低了粘合剂在将第一部件10和第二部件11彼此贴合的同时溢出的可能性。此外,这也使得第一部件10和第二部件11能够准确地彼此贴合。在图5中,在真空室15中布置已经利用涂层12彼此贴合的第一部件10和第二部件11。在这种状态下降低真空室15中的压力使得第一部件10和第二部件11能够彼此紧密地粘附。这降低了粘附性被进入第一部件10和第二部件11之间的空隙的气泡降低的可能性。在以此方式定位第一部件10和第二部件11后,从真空室15中取出第一部件10和第二部件11的组合件。
5-6.固化步骤
在进行定位步骤后,使涂层12完全固化,从而将第一部件10和第二部件11固定到一起。具体地,通过使其粘度急剧升高来使一次固化状态的涂层12固化以形成粘合剂的固化产物20。该固化产物20将第一部件10和第二部件11固定到一起。在该固化步骤中,甚至在没有任何另外的处理(比如用紫外线照射或施加热或水分)的情况下,涂层12的固化也自发地进行。也就是说,仅需要在进行定位步骤前进行一次用活性能量射线照射。因此,可以将第一部件10和第二部件11固定到一起而不受第一部件10和第二部件11的形状、透光率或任何其他参数影响。另外,这也降低了其他部件被树脂泄漏污染的可能性。
通过进行这些布置、照射、定位和固化步骤得到图6所示的层叠结构1。该层叠结构1包括第一部件10、第二部件11和粘合剂的固化产物20。第一部件10和第二部件11利用固化产物20固定到一起。
5-7.用于制作层叠结构的具体示例方法
将参照图7A至9描述制作图10所示的层叠结构1的方法。该层叠结构1包括作为示例第一部件的盖板16、作为示例第二部件的液晶面板17和含有组合物(X)的粘合剂的固化产物30。
首先,如图7A所示,将粘合剂的涂层18布置在盖板16上(布置步骤)。具体地,通过用分配器21将粘合剂涂布到盖板16上来形成涂层18。如图7B所示,盖板16包括在其边缘部分的形成台阶部161的装饰印刷部160。因此,涂层18设置为覆盖台阶部161。当涂布时,粘合剂为液体形式,从而降低了气泡进入台阶部161和涂层18之间的空隙的可能性。
接下来,如图8所示,用活性能量射线照射涂层18(照射步骤)。具体地,用由光源22发射出的活性能量射线照射在盖板16上的涂层18。这使得涂层18能够变为一次固化状态并且表现出粘着性。
之后,如图9所示,利用涂层18将盖板16和液晶面板17彼此贴合(定位步骤)。具体地,将图8所示的盖板16上下颠倒,并且靠着液晶面板17用辊23压制,使得涂层18夹在液晶面板17和盖板16之间,从而将盖板16和液晶面板17彼此贴合。在该定位步骤中,涂层18保持一次固化状态,这降低了涂层18在运输盖板16的同时形变的可能性。另外,这也降低了粘合剂在将盖板16和液晶面板17彼此贴合的同时溢出的可能性。
之后,通过使涂层18完全固化而将盖板16和液晶面板17固定到一起(固化步骤)。具体地,通过使其粘度急剧升高来使一次固化状态的涂层18固化以形成粘合剂的固化产物30。该固化产物30将盖板16和液晶面板17固定到一起。通过进行这些工艺步骤形成图10所示的层叠结构1。
在前文的描述中,已经作为示例层叠结构描述了盖板和液晶面板的层叠结构。然而,这仅是一个示例,并且不应被解释为限制性的。备选地,例如,粘合剂可以用于将液晶模块和外壳彼此贴合。液晶模块和外壳直接被使用者触摸和观看。因此,在将液晶模块和外壳彼此贴合时的定位准确性影响产品的商业价值。
当利用液态粘合剂将外壳和液晶模块彼此贴合时,粘合剂层的厚度局部地且出人意料地减小而妨碍外壳和液晶模块的高度水平保持一致。因此,在已知产品中,外壳的周边部分设置有凸部以保持液晶模块和外壳的高度水平一致,从而确保目标产品设计。与此相比,根据本实施方案的粘合剂能够通过在涂布后用活性能量射线照射而保持其形状。这使得粘合剂层能够具有一致的厚度,并且甚至在外壳上没有形成另外的凸部的情况下确保目标产品设计。具体地,将粘合剂涂布到外壳的待贴合部分上以形成线形涂层,通过进行与上述照射步骤相同的照射步骤使所述线形涂层变为一次固化状态。粘合剂能够在仍处于一次固化状态的同时保持其形状。因此,即使在之后将液晶模块贴合至外壳时,粘合剂层也仍保持均匀的厚度。因此,这使得外壳和液晶模块能够通过使粘合剂完全固化而以一致的厚度固定到一起。待贴合的部件也可以具有台阶部或弯曲表面。任选地,根据本实施方案的粘合剂也可以用于将用于外壳的强化框粘合至外壳以及将用于液晶层的保护框粘合至液晶层。
6.层叠结构的第二实施方案以及用于制作该结构的方法
6-1.本实施方案的概述
根据本实施方案的层叠结构为其中第一部件和第二部件利用粘合部结合到一起的结构。粘合部包含第一粘合剂的固化产物和第二粘合剂的固化产物。第一粘合剂为以框形供应的坝试剂(dam agent)。第二粘合剂为供应在以框形供应的第一粘合剂内侧的填充试剂。第一粘合剂和第二粘合剂含有具有延迟固化性质的光致阳离子树脂组合物,所述光致阳离子树脂组合物从刚用活性能量射线照射处于未固化状态的第一和第二粘合剂中的每一种的时间点起到开始固化需要预定的时间量。第一粘合剂从刚用活性能量射线照射处于未固化状态的第一粘合剂的时间点起到开始固化所需的时间量小于第二粘合剂从刚用活性能量射线照射处于未固化状态的第二粘合剂的时间点起到开始固化所需的时间量。第一粘合剂的固化产物和第二粘合剂的固化产物利用在将第一部件和第二部件彼此贴合前供应的活性能量进行固化。
根据本实施方案的用于制作层叠结构的方法为用于制作其中第一部件和第二部件利用粘合部结合到一起的层叠结构的方法。粘合部包含第一粘合剂的固化产物和第二粘合剂的固化产物。第一粘合剂为以框形供应的坝试剂。第二粘合剂为被供应在以框形供应的第一粘合剂内侧的填充试剂。第一粘合剂和第二粘合剂含有具有延迟固化性质的光致阳离子树脂组合物,所述光致阳离子树脂组合物从刚用活性能量射线照射处于未固化状态的第一和第二粘合剂中的每一种的时间点起到开始固化需要预定的时间量。所述方法包括:将第一粘合剂和第二粘合剂供应至选自由第一部件或第二部件组成的组中的至少一个部件;用活性能量射线照射所供应的第一粘合剂和第二粘合剂;然后将第一部件和第二部件彼此贴合。通过用活性能量射线照射使第一粘合剂和第二粘合剂固化。
另外,不仅通过用活性能量射线照射而且通过使它们的温度升高而适当地使第一粘合剂和第二粘合剂固化。
6-2.层叠结构的描述
图14示出了根据本实施方案的层叠结构200。层叠结构200形成为包括第一部件211、第二部件212和粘合部213。层叠结构200通过将平板形状的第一部件211、平板形状的第二部件212和平板形状的粘合部213以多层彼此堆叠来形成。层叠结构200形成为用于移动通信设备比如智能电话或移动电话的显示装置。在该情况下,第一部件211作为显示面板201实施,并且第二部件212作为透明板202实施。
显示面板201具有显示文字、图像和其他类型的信息的能力,并且例如可以作为具有背光灯214的液晶显示器或有机EL显示器实施。透明板202具有覆盖和保护显示面板201的功能,并且可以作为聚碳酸酯或丙烯酸树脂的塑料板或者玻璃板实施。层叠结构1与外壳220组装到一起以形成移动通信设备230。在该情况下,层叠结构200和外壳220组装到一起,以使得显示面板201容纳在外壳220中的空间内,并且透明板202封闭外壳220的开口。
第一部件211和第二部件212不透射活性能量射线比如紫外线。如本文中使用的,如果一些部件“不透射活性能量射线”,则意味着能够使组合物(X)固化的活性能量射线通过部件的透射率在0%至5%的范围内。同时,第二部件212包括透明部122,其具有85%至100%的可见光透射率。这使得能够容易通过透明部122观看在第一部件211上显示的文字、图像和其他信息。第二部件212还包括不透明部123。不透明部123是第二部件212除了透明部122以外的其余部分,并且例如可以沿第二部件212的周围边缘部分以框形设置。不透明部123具有低于85%的可见光透射率,其适当地为3%以下。因此,实际上不可能通过不透明部123观看在第一部件211上显示的文字或外壳220的内部。例如,不透明部123可以作为装饰印刷层实施。
粘合部213设置在第一部件211和第二部件212之间以将第一部件211和第二部件212粘合并且固定到一起。第一部件211和第二部件212设置为利用粘合部213固定并且不相互移位或容易地彼此脱层。具体地,粘合部213由第一粘合剂131的固化产物131a和第二粘合剂132的固化产物132a组成。
6-3.粘合剂的描述
第一粘合剂131和第二粘合剂132各自含有具有延迟固化性质的组合物(X)。组合物(X)刚好在用活性能量射线比如紫外线照射后为液体形式,并且将会在从用活性能量射线照射起经过预定时间量时完全固化。第一粘合剂131中含有的组合物(X)和第二粘合剂132中含有的组合物(X)具有不同的固化开始时间。因此,即使同时用活性能量射线照射第一粘合剂131和第二粘合剂132,第一粘合剂131和第二粘合剂132从刚用活性能量射线照射第一粘合剂131和第二粘合剂132的时间点起到开始固化需要不同的时间量。例如,第一粘合剂131从刚用活性能量射线照射处于未固化状态的第一粘合剂131的时间点起到开始固化所需的时间量可以小于第二粘合剂132从刚用活性能量射线照射处于未固化状态的第二粘合剂132的时间点起到开始固化所需的时间量。第一粘合剂131所需的时间量可以是第二粘合剂132所需的时间量的一半以下。第一粘合剂131和第二粘合剂132从刚用活性能量射线照射粘合剂131和132起到开始固化所需的时间量在下文中将被称为“凝胶化时间”。另外,第一粘合剂131和第二粘合剂132从刚用活性能量射线照射粘合剂131和132起到完全固化所需的时间量在下文中将被称为“固化完成时间”。
用作用于第一粘合剂131和第二粘合剂132的材料的组合物(X)含有:(A)每分子具有两个以上环氧基的多官能环氧化合物;(B)每分子具有一个环氧基的单官能环氧化合物;和(C)光致阳离子生成剂。另外,组合物(X)可以不仅含有这些组分(A)、(B)和(C),而且含有(H)多官能氧杂环丁烷化合物或(F)单官能氧杂环丁烷化合物或含有这两种组分(H)和(F)。任选地,组合物(X)可以不仅包含组分(A)、(B)、(C)、(F)和(H),而且还包含(G)弹性体。这样的组合物(X)具有延迟固化性质,并且可以用作具有延迟固化性质的粘合剂。任选地,根据本实施方案的组合物(X)还可以根据需要含有多种其他类型的树脂或添加剂中的任一种作为任选成分,只要不显著影响延迟固化性质即可。
6-4.用于制作层叠结构的方法
图15A至15G示出了一种用于制作层叠结构200的方法。根据该方法,使用第一粘合剂131作为坝试剂,并且使用第二粘合剂132作为填充试剂。将坝试剂以框形供应到第一部件211或第二部件212上以降低填充试剂从框形坝试剂中漏出的可能性并且将第一部件211和第二部件212以框形粘合到一起。填充试剂设置为封闭并且密封在以框形供应的坝试剂内侧的第一部件211和第二部件212之间的空隙,由此将第一部件211和第二部件212几乎以它们的整体粘合。
首先,如图15A所示,将液态的未固化第一粘合剂131供应到安装在支架600上的第一部件211的上表面上。可以通过分配器601或通过任何其他合适的手段供应第一粘合剂131。另外,沿着第一部件211的周围边缘部分以线形供应第一粘合剂131以最终形成在平面图中观看时为框形的坝。
接下来,如图15B所示,将液态的未固化第二粘合剂132供应到第一部件211的上表面上,以使其位于已经以框形供应的第一粘合剂131的内侧。在该工艺步骤中,通过框形的第一粘合剂131阻挡供应到第一部件211的上表面上的第二粘合剂132,以使其不从框中漏出。可以通过分配器602或通过任何其他合适的手段供应第二粘合剂132。另外,以多条线将第二粘合剂132供应到第一部件211的整个上表面上。
之后,如图15C所示,几乎同时地用活性能量射线照射已经供应到第一部件211的上表面上的第一粘合剂131和第二粘合剂132。可以通过UV射线发生器603或任何其他合适的手段辐射活性能量射线。第一粘合剂131和第二粘合剂132具有延迟固化性质。因此,就在用活性能量射线(比如紫外线)700照射第一粘合剂131和第二粘合剂132后,它们的固化(凝胶化)不会快速进行,而是第一粘合剂131和第二粘合剂132实际上仍保持液体形式。
之后,将第一部件211和第二部件212彼此对齐(定位)。例如,通过调整在支架600上方的供给机604来进行该对齐过程。这使得安装在支架600上的第一部件211能够与由供给机604保持的第二部件212对齐。
接下来,在真空中将第一部件211和第二部件212彼此贴合。在该情况下,如图15D所示,将安装在支架600上的第一部件211和由供给机508保持的第二部件212利用插入在它们之间的第一粘合剂311和第二粘合剂312彼此堆叠,然后将组合件装载到真空室701中。然后,降低真空室701内部的压力以使第一部件211和第二部件212彼此紧密地粘附。这将第一粘合剂131的粘度升高至高于用活性能量射线照射前的粘度的两倍的水平。该真空贴合使第一粘合剂131几乎完全固化以形成固化产物131a,第一部件211和第二部件212利用所述固化产物131a粘合到一起。在该工艺步骤中,可以将第一粘合剂131的温度升高至其固化容易进行的温度以加速其固化。同时,第二粘合剂132在框形的固化产物131a内部大致均匀地扩散。然而,第二粘合剂132尚未完全固化,而是仍为液体形式或具有低粘度的状态。因此,就在真空贴合后,仅利用固化产物131a将第一部件211和第二部件212临时地固定以使其不相互移位。注意,未固化的第一粘合剂131和未固化的第二粘合剂132都是液体形式,因此容易填充第一部件211和第二部件212之间的空隙而不在它们之间留下气隙,即使第一部件211和第二部件212的贴合表面具有一些不均匀性。
接下来,如图15E所示,由工作人员606对真空贴合的第一部件211和第二部件212进行质量检查。进行该质量检查是为了检查固化产物131a和第二粘合剂132的任何缺陷,比如存在任何外来物或气泡。如果测试的产品通过该测试,则对产品进行固化。由于该固化,第二粘合剂132完全固化而形成固化产物132a。然后,固化产物131a和固化产物132a形成粘合部213,利用所述粘合部213将第一部件211和第二部件212完全固定到一起以形成如图15F所示的层叠结构200。任选地,在固化过程期间,可以将第二粘合剂132的温度升高至第二粘合剂132的固化容易进行的温度以加速其固化。另一方面,如果产品被发现是缺陷产品,则如图15G所示将已经利用固化产物131a临时固定到一起的第一部件211和第二部件212拆开。然后,将拆开的第一部件211和第二部件212返工。
在根据本实施方案的用于制作层叠结构200的方法中,第一粘合剂131和第二粘合剂132两者都具有延迟固化性质,因此它们将一直到从刚用活性能量射线照射这些粘合剂131和132起经过预定时间量才开始固化。也就是说,这些粘合剂131和132具有长的适用期。因此,在用活性能量射线照射供应到第一部件211上的第一粘合剂131和第二粘合剂132后,可以将第一部件211和第二部件212彼此贴合,然后第一粘合剂131和第二粘合剂132可以利用在将第一部件211和第二部件212彼此贴合前照射的活性能量射线开始固化。因此,几乎不需要在将第一部件211和第二部件212彼此贴合后用活性能量射线照射粘合剂131和132。也就是说,这使得能够将甚至难以透射活性能量射线的第一部件211和第二部件212彼此贴合。另外,这有利于彼此贴合的第一部件211和第二部件212的对齐,从而提高生产率。
另外,第一粘合剂131和第二粘合剂132具有不同的凝胶化时间。因此,仅使具有较短凝胶化时间的第一粘合剂131固化而不使具有较长凝胶化时间的第二粘合剂132固化使得能够将第一部件211和第二部件212临时地固定到一起。这使得能够在第一部件211和第二部件212不容易相互移位的状态下进行质量检查和其他后续工艺步骤。此外,如果由于质量检查而发现任何缺陷产品,则仅临时固定的第一部件211和第二部件212容易相互分离。这使得第一部件211和第二部件212能够容易返工。
在上述实例中,将第一粘合剂131和第二粘合剂132都供应到第一部件11上。然而,这仅是一个示例,并且不应被解释为限制性的。备选地,也可以将第一粘合剂131和第二粘合剂132仅供应至第二部件212。另外,如果第一粘合剂含有(D)丙烯酸树脂,则第一粘合剂在用活性能量射线照射时变粘,从而在真空贴合后立即显著地降低移位的可能性。另外,如果第二粘合剂含有(D)丙烯酸树脂,则第二粘合剂在用活性能量射线照射时也变粘,从而在真空贴合后立即基本上消除移位的可能性。此外,如果组合物(X)含有(E)光致自由基生成剂和(D)丙烯酸类化合物,则组合物(X)可以如上所述为一次固化状态。这使得组合物(X)在粘合工艺步骤期间能够保持其形状并且具有粘着性。除非在完全固化(二次固化)前施加等于或大于预定力的力,否则可以保持贴合状态。因此,在组合物(X)利用(E)光致自由基生成剂和(D)丙烯酸类化合物变为一次固化状态后,可以在保持粘着性的情况下利用(F)单官能氧杂环丁烷化合物或(A)单官能环氧化合物延迟二次固化时间。之后,可以通过(H)多官能氧杂环丁烷化合物引起急剧的二次固化,从而使完全固化的时间可控。因此,含有(E)光致自由基生成剂、(D)丙烯酸类化合物、(F)单官能氧杂环丁烷化合物和(H)多官能氧杂环丁烷化合物的组合物(X)容易贴合,可以返工,并且具有高生产率。
此外,如果将含有(D)丙烯酸树脂的组合物(X)应用于第一粘合剂,则第一粘合剂包含环氧组分和丙烯酸组分,因此无论第二粘合剂是否是环氧类或丙烯酸类的,都容易与第二粘合剂在它们的界面处相容。适当地选择具有相同性质的材料作为用于第一粘合剂和第二粘合剂的材料以避免在界面处的反应抑制。
6-5.已知的用于制作层叠结构的方法的描述
本领域已经提出了通过将显示装置比如液晶面板和透明盖彼此贴合来制作层叠结构的系统(参见例如JP 2015-193004A)。图16示出了一种用于制作层叠结构的示例系统。该制作系统500包括第一工作台501、第二工作台502、第三工作台503和第四工作台504,它们设置为绕轴505旋转。
第一工作台501为装载台。第二工作台502为对齐和坝形成台。第三工作台503为填充剂供应台。第四工作台504为真空贴合台。
在第一工作台501中,由工作人员506装载待通过制作系统500彼此贴合的部件(工件)。例如,第一部件比如显示装置安装在支架上,并且第二部件比如盖子由供给机保持。
在第二工作台502中,将装载到第一工作台501中的部件彼此对齐(定位),并且形成坝。如图17A所示,对齐可以通过在支架507上方旋转供给机508来进行。这使得安装在支架507上的第一部件41能够与由供给机508保持的第二部件42对齐。接下来,供应坝试剂。例如,坝试剂可以是液态的紫外线可固化树脂组合物。如图17B所示,坝试剂43可以由坝试剂供应器509供应到在支架507上的第一部件41的贴合表面(上表面)上以在其上形成框。接下来,使坝试剂43半固化。在该工艺步骤中,如图17C所示,通过由紫外线辐射器510辐射的紫外线511照射供应到第一部件41上的坝试剂43。这使得坝试剂43能够半固化至防止填充试剂44(下文描述)泄漏的点。
在第三工作台503中,在第二工作台502后供应填充试剂44。例如,填充试剂44可以是液态的紫外线可固化树脂组合物。如图17D所示,将填充试剂44从填充试剂供应器512供应到在半固化框形坝试剂43内侧的支架507上的第一部件1的贴合表面(上表面)上。
在第四工作台504中,在第三工作台503后进行真空贴合。在该情况下,将安装在支架507上的第一部件41和由供给机508保持的第二部件42利用插入在它们之间的坝试剂43和填充试剂44彼此重叠。然后,如图17E所示,将组合件装载到真空室513中,并且在真空室513内部的压力降低的情况下将第一部件41和第二部件42彼此堆叠以使其彼此紧密地粘附。
之后,由工作人员506将第一部件41和第二部件42的层叠体从制作系统500中取出,并且进行质量检查。在质量检查后,如图17F所示,用由紫外线辐射器514辐射的紫外线515照射第一部件41和第二部件42的层叠体。这使得坝试剂43和填充试剂44能够完全固化,从而将第一部件41和第二部件42粘附和粘合到一起。
在上述已知方法的实例中,在将第一部件41和第二部件42彼此堆叠后,用透过第一部件41或第二部件42的紫外线照射坝试剂43和填充试剂44。因此,如果第一部件41或第二部件42无法容易地透射紫外线(例如,当第二部件42设置有具有紫外线吸收剂的树脂盖或设置有黑色印刷框时),则每单位时间难以有足够量的紫外线透过第二部件42来照射坝试剂43和填充试剂44。这可能使坝试剂43和填充试剂44固化不充分,或者可能需要过长的时间使坝试剂43和填充试剂44固化,从而造成生产率下降。
与此相比,如章节6-1至6-4已经描述的,上述实施方案提高了所制作层叠结构的生产率。
7.显示装置的实施方案
7-1.本实施方案的概述
根据本实施方案的显示装置包括背光灯、液晶面板和盖子。用粘合部将液晶面板和盖子粘合到一起。粘合部包括:透射来自背光灯的光的透光部;和与透光部相比较不容易透射所述光的光抑制部。光抑制部设置为覆盖透光部的侧面。
在根据本实施方案的显示装置中,光抑制部适当地具有3%以下的总透光率。
在根据本实施方案的显示装置中,光抑制部是适当着色的。
7-2.显示装置的描述
图18示出了根据本实施方案的显示装置830。显示装置830适当地用于移动通信设备比如智能电话或移动电话。显示装置830包括外壳820、背光灯814、液晶面板811、盖子812和粘合部813。
外壳820具有由底部821和侧壁部822形成的U型横截面。底部821和侧壁部822围绕的空间设置为腔室823,其具有与底部821相对的开口。
背光灯814形成为平板形状并且被配置成由发光二极管(LED)发出光。背光灯814执行用于显示装置830的光源的功能。
液晶面板811也形成为平板形状,并且包括液晶层、偏光器、透明电极、滤色器和取向膜。液晶面板811执行在其上显示文字、图像和其他物体的功能。
盖子812也形成为平板形状,并且例如可以由聚碳酸酯或丙烯酸树脂制成的塑料板或者玻璃板形成。盖子812几乎完全由透光的透明部922形成。仅盖子812的周围边缘部分的下表面是不透明部923。不透明部923沿着盖子812的整个周围边缘布置并且形成为框形。透明部922适当地具有85%至100%的可见光透射率。同时,不透明部923具有低于85%的可见光透射率,其适当地为3%以下。在该情况下,要在液晶面板811上或在外壳820内侧显示的文字和其他物体几乎不能通过不透明部923观看或识别。例如,不透明部923可以作为装饰印刷层实施。
粘合部813也形成为平板形状,并且设置在液晶面板811和盖子812之间以将液晶面板811和盖子812粘合并且固定到一起。液晶面板811和盖子812设置为利用粘合部813固定,即,从而不相互移位或容易地彼此脱层。粘合部813包括透光部932a和光抑制部931a。与光抑制部931a相比,透光部932a更透明,并且使得入射光更容易通过。透光部932a适当地具有85%至100%的可见光透射率。同时,与透光部932a相比,光抑制部931a较不透明,并且使得入射光较不容易通过。光抑制部931a具有低于85%、更适当地3%以下的可见光透射率。光抑制部931a围绕粘合部813的整个周围边缘设置并且形成为框形。因此,光抑制部931a设置为在接合部813的整个周边上覆盖透光部932a的侧面(端面)。因此,粘合部813的周围端面由光抑制部931a形成,从而使得几乎没有入射光通过其周围端面进入粘合部813。例如,光抑制部931a可以是着色的,从而减少入射光的透射。就是说,这基本上防止由背光灯814发射出的光绕过液晶面板811而到达粘合部813的周围边缘部分。为了将光抑制部931a着色,例如,可以将着色剂比如黑色颜料或染料加入到光抑制部931a。着色剂可以选择性地保护粘合部813免受波长在可见辐射范围内的光影响,并且可以透射波长为400nm以下的紫外线或波长为700nm以上的红外线。在该情况下,适当地使用由Yamada Chemical Co.,Ltd.生产的波长选择性吸收材料作为着色剂。更具体地,针对(with)所需波长的材料的任意组合可以根据需要选自由以下各项组成的组:铜-卟啉配合物、钴-卟啉配合物、氧化铁、氧化铜、金属酞菁和偶氮染料。任选地,光抑制部931a还可以通过向其中加入白色氧化钛或氧化锌来形成为反射入射光并且防止所述光到达粘合部83的周围边缘部分。
背光灯814容纳在外壳820的腔室823中,并且被放在底部821的表面(即朝向外壳820的开口的表面)上。液晶面板811也容纳在外壳820的腔室823中,并且被放在背光灯814的表面(即朝向外壳820的开口的表面)上。此外,粘合部813也容纳在外壳820的腔室823中,并且形成在液晶面板811的表面(即朝向外壳820的开口的表面)上。盖子812设置为封闭外壳820的开口,并且紧密地粘附至粘合部813的表面(即朝向外壳820的开口的表面)。在该布置中,盖子812的透明部922位于粘合部813的透光部932a的上方,并且盖子812的不透明部923位于粘合部813的光抑制部931a的表面上。盖子812的端部位于外壳820的周围壁部分822的表面上。
在具有这样的构造的显示装置830中,由背光灯814发射出的光如由箭头X指示地依次穿过液晶面板811、粘合部813的透光部932a和盖子812的透明部922,从而使得观看者能够正常地观看和识别在液晶面板811上显示的文字、图像和其他物体。另外,即使由背光灯814发出的光如由箭头Y指示地绕过液晶面板811而到达粘合部813的周围端面,光抑制部931a降低所述光进入粘合部813的透光部932a的可能性。因此,该显示装置830减少了漏光并且使得观看者能够容易地观看和识别在液晶面板811上显示的文字、图像和其他物体。注意,因为在外壳820的周围壁部分822、背光灯814的端面、液晶面板811的端面和粘合部813的端面之间留有空隙825,所以产生漏光。该空隙825是有利于将背光灯814和液晶面板811容纳在腔室823中的空间(所谓的“余隙”)。该空隙825使得由背光灯814发射出的光能够到达粘合部813的周围表面。
7-3.粘合剂的描述
粘合部813可以由两种以上不同类型的粘合剂形成。例如,光抑制部931a由具有低透明度的第一粘合剂931的固化产物制成,而透光部932a由具有透明性的第二粘合剂932的固化产物制成。为了形成着色的光抑制部931a,第一粘合剂931可以含有黑色或白色的颜料或染料。第二粘合剂932适当地具有高透明度。
第一粘合剂931和第二粘合剂932各自包含延迟固化组合物(X)。组合物(X)在刚用活性能量射线比如紫外线照射后为液体,并且在经过预定时间量时完全固化。第一粘合剂931中含有的组合物(X)和第二粘合剂932中含有的组合物(X)具有不同的固化开始时间。因此,即使同时用活性能量射线照射第一粘合剂931和第二粘合剂932,第一粘合剂931从刚用活性能量射线照射第一粘合剂931起到开始固化所需的时间量也与第二粘合剂932从刚用活性能量射线照射第二粘合剂932起到开始固化所需的时间量不同。例如,第一粘合剂931从刚用活性能量射线照射第一粘合剂931起到开始固化所需的时间量小于第二粘合剂932从刚用活性能量射线照射第二粘合剂932起到开始固化所需的时间量。前者可以是后者的一半以下。第一粘合剂931和第二粘合剂932从刚用活性能量射线照射粘合剂931、932起到开始固化所需的时间量在下文中将被称为“凝胶化时间”。第一粘合剂931和第二粘合剂932从刚用活性能量射线照射粘合剂931、932起到完全固化所需的时间段在下文中将被称为“固化完成时间”。
用作用于第一粘合剂931和第二粘合剂932的材料的组合物(X)含有:(A)每分子具有两个以上环氧基的多官能环氧化合物;(B)每分子具有一个环氧基的单官能环氧化合物;和(C)光致阳离子生成剂。另外,组合物(X)可以不仅含有这些组分(A)、(B)和(C),而且含有(H)多官能氧杂环丁烷化合物或(F)单官能氧杂环丁烷化合物或含有这两种组分(H)和(F)。任选地,组合物(X)可以不仅包含组分(A)、(B)、(C)、(F)和(H),而且还包含(G)弹性体。这样的组合物(X)具有延迟固化性质,并且可以用作具有延迟固化性质的粘合剂。任选地,根据本实施方案的光致阳离子可聚合组合物还可以根据需要含有多种类型的树脂、添加剂或其他任选成分中的任一种,只要不显著影响延迟固化性质即可。
7-4.用于制作显示装置的方法(使液晶面板和盖子结合的工艺步骤)
在与外壳820组装到一起前,将液晶面板811和盖子812利用粘合部813结合到一起。也即是说,将液晶面板811和盖子812利用粘合部813结合到一起以形成层叠结构810。然后,将层叠结构810与背光灯814和外壳820组装到一起以形成显示装置830。
图19A-19G示出了将液晶面板和盖子结合到一起的工艺步骤。在该结合工艺步骤中,使用第一粘合剂931作为以框形供应的坝试剂,并且使用第二粘合剂932作为被供应在以框形供应的第一粘合剂931的内侧的填充试剂。
首先,如图19A所示,将液态的未固化第一粘合剂931供应到安装在支架600上的液晶面板811的上表面上。第一粘合剂931可以通过分配器601或通过任何其他合适的手段供应。另外,沿着液晶面板811的周围边缘部分以线形供应第一粘合剂931以最终形成在平面图中观看时为框形的坝。
接下来,如图19B所示,将液态的未固化第二粘合剂932供应到液晶面板811的上表面上,以使其位于已经以框形供应的第一粘合剂931的内侧。在该工艺步骤中,通过框形的第一粘合剂931阻挡供应到液晶面板811的上表面上的第二粘合剂932,以使其不从框中漏出。可以通过分配器602或通过任何其他合适的手段供应第二粘合剂932。另外,第二粘合剂932以多条线供应到液晶面板811的整个上表面上。
之后,如图19C所示,几乎同时地用活性能量射线照射已经供应到液晶面板811的上表面上的第一粘合剂931和第二粘合剂932。可以通过UV射线发生器603或任何其他合适的手段辐射活性能量射线。第一粘合剂931和第二粘合剂932具有延迟固化性质。因此,就在用活性能量射线700照射第一粘合剂931和第二粘合剂932后,它们的固化(凝胶化)不会快速进行,而是第一粘合剂931和第二粘合剂932实际上仍保持液体形式。
之后,将液晶面板811和盖子812彼此对齐(定位)。例如,通过调整在支架600上方的供给机604来进行该对齐过程。这使得安装在支架600上的液晶面板811能够与由供给机604保持的盖子812对齐。
之后,对液晶面板811和盖子812进行真空贴合。在该情况下,如图19D所示,将安装在支架600上的液晶面板811和由供给机604保持的盖子812利用插入在它们之间的第一粘合剂911和第二粘合剂912彼此重叠,然后将组合件装载到真空室701中。然后,降低真空室701内部的压力以使液晶面板811和盖子812彼此紧密地粘附同时使它们的贴合表面脱气。在该真空贴合时,第一粘合剂931几乎完全固化而形成光抑制部931a,液晶面板811和盖子812利用所述光抑制部931a彼此贴合。在该工艺步骤中,使光抑制部931a固化能够使得液晶面板811和盖子812在光抑制部931a的厚度在贴合工艺步骤期间保持一致的情况下彼此贴合。如果第一粘合剂931仍处于未固化的液态,则第一粘合剂931在粘合工艺步骤期间将被推动并且通过贴合表面之间的空隙漏出。同时,第二粘合剂932在框形的光抑制部931a内侧大致均匀地扩散。然而,第二粘合剂932尚未完全固化,而是仍为液体形式或具有低粘度的状态。因此,在真空贴合后,马上利用光抑制部931a就将液晶面板811和盖子812临时地固定以使其不相互移位。注意,未固化的第一粘合剂931和未固化的第二粘合剂932都是液体形式,因此容易填充液晶面板811和盖子812之间的空隙而不在它们之间留下气隙,即使液晶面板811和盖子812的贴合表面具有一些不均匀性。
接下来,如图19E所示,由工作人员606对已经真空贴合的液晶面板811和盖子812的组合件进行质量检查。进行该质量检查以检查光抑制部931a和第二粘合剂932的任何缺陷,比如存在任何外来物或气泡。如果测试的产品通过该测试,则对产品进行固化。由于该固化,第二粘合剂932完全固化而形成透光部932a。然后,光抑制部931a和透光部932a形成粘合部813,利用所述粘合部813将液晶面板811和盖子812完全固定到一起以形成如图19F所示的层叠结构810。另一方面,如果产品被发现是缺陷产品,则如图19G所示将临时固定到一起的液晶面板811和盖子812拆开。然后,将拆开的液晶面板811和盖子812返工。
如上所述,第一粘合剂931和第二粘合剂932两者都具有延迟固化性质,因此它们将一直到从刚用活性能量射线照射这些粘合剂931和932起经过预定时间量才开始固化。也就是说,这些粘合剂931和932具有长的适用期。另外,第一粘合剂931和第二粘合剂932之间的适用期的区别确保了在贴合时的足够厚度。因此,在用活性能量射线照射被供应到液晶面板811上的第一粘合剂931和第二粘合剂932后,可以将液晶面板811和盖子812彼此贴合,然后第一粘合剂931和第二粘合剂932可以利用在将液晶面板811和盖子812彼此贴合前照射的活性能量射线开始固化。因此,几乎不需要在将液晶面板811和盖子812彼此贴合后用活性能量射线照射粘合剂931和932。也就是说,这使得能够将甚至难以透射活性能量射线的液晶面板811和盖子812彼此贴合。另外,这有利于彼此贴合的液晶面板811和盖子812的对齐,从而提高生产率。
另外,第一粘合剂131和第二粘合剂132具有不同的凝胶化时间。因此,仅使具有较短凝胶化时间的第一粘合剂131固化而不使具有较长凝胶化时间的第二粘合剂132固化使得能够在控制它们的厚度的情况下将液晶面板811和盖子812临时地固定到一起。这使得能够在液晶面板811和盖子812不容易相互移位的状态下进行质量检查和其他后续工艺步骤。此外,如果由于质量检查而发现任何缺陷产品,则仅临时固定的液晶面板811和盖子812容易相互分离。这使得液晶面板811和盖子812能够容易地返工。
在上述实例中,将第一粘合剂931和第二粘合剂932都供应到液晶面板811上。然而,这仅是一个示例,并且不应被解释为限制性的。备选地,也可以将第一粘合剂931和第二粘合剂932仅供应至盖子812。
任选地,在上述实施方案中,第一粘合剂931可以是包含丙烯酸类化合物和光致自由基生成剂的光致阳离子聚合产物。在该情况下,当用活性能量射线(任选的能量)照射第一粘合剂931时,立即发生自由基反应而使第一粘合剂931变成适当的凝胶。因此,第一粘合剂变成半固化状态,并且在贴合工艺步骤期间使其厚度更容易控制。另外,当用活性能量射线比如光照射时,光致阳离子组分延迟开始反应,并且在预定时间量内急剧地固化而完全固化。这使得能够得到层叠结构,其中两个部件在贴合时控制它们的厚度的情况下彼此贴合,在光致阳离子组分仍未固化的同时临时地固定到一起,然后在第二粘合剂932固化的情况下固定到一起。这使得能够通过在足够的时间内进行贴合工艺步骤后使固化急剧地进行来缩短完全硬化的时间,从而实现在较短的时间内输出产品。这使得在厂内工艺期间在制产品能够保持非常少的数量,从而减少制造成本。
此外,在上述实施方案中,可以使用包含自由基发生剂和丙烯酸类化合物的自由基聚合化合物作为第一粘合剂931。在该情况下,当用光能照射时,第一粘合剂931立即产生自由基聚合而固化。同时,由于空气中氧的影响,光抑制部931a的表面仍未固化并且是粘性的。这使得能够得到层叠结构,其中两个部件在贴合时控制它们的厚度的情况下彼此贴合,利用来源于粘性的粘着性临时地固定,然后在第二粘合剂932固化的情况下完全固定。然而,在该情况下,第一粘合剂931将不会完全固化,并且实际上将具有低的可靠度。如果所需的结合表面强度不是非常高,或者如果因为可以仅用第二粘合剂932形成层叠结构,所以第一粘合剂931只用于控制贴合厚度,则可以通过仅用光照射一次来得到层叠结构。然而,如果需要第一粘合剂931完全固化,则例如需要进行从贴合表面的侧面用光再次照射第一粘合剂931的另外的工艺步骤。
7-5.已知显示装置的描述
图20示出了已知显示装置300的一个实例(参见例如JP 2015-193004A)。该显示装置300包括背光灯314、液晶面板311和透明盖312。背光灯314和液晶面板311容纳在一侧开口的外壳320中,并且盖子312设置为封闭外壳320的开口。例如,背光灯314可以由LED组成,并且液晶面板311设置在背光灯314的表面(即朝向外壳320的开口的表面)上。液晶面板311形成为包括液晶层、偏光器、透明电极、滤色器和取向膜。液晶面板311的表面(即朝向外壳320的开口的表面)设置有透明粘合部313,盖子312利用所述透明粘合部313结合至液晶面板311的表面。在该显示装置300中,由背光灯314发射出的光依次透过液晶面板311、粘合部313和盖子312,从而在其上显示文字、图像和其他物体。光的正常行进方向由箭头X指示。
在上述已知显示装置300的实例中,由背光灯314发射出的光可能绕过液晶面板311通过粘合部313的侧面进入粘合部313(即可能发生所谓的“漏光”),从而有时使文字、图像和其他物体较不容易观看。由于外壳320内侧的空隙325的存在而发生漏光。也就是说,光入射在空隙325上造成漏光。
与此相比,根据本实施方案,显示装置如章节7-1至7-4中已经描述那样制作,从而提供使得观看者能够在减少漏光的情况下容易地观看和识别文字、图像和其他物体的显示装置。
实施例
现在将通过说明性实施例的方式更具体地描述本发明。
1.实施例(P)
(1)粘合剂的制备
用由PRIMIX公司生产的HOMO DISPER将按以下表1所示的共混比混配到一起的各组分均匀地混合以制备粘合剂。以下表1中所示的各组分的细节如下:
(A)-1:缩水甘油醚,
(A)-2:甲苯基缩水甘油醚,
(A)-3:2-乙基己基缩水甘油醚,
(B)-1:聚丙二醇二缩水甘油醚,
(B)-2:聚丁二烯骨架环氧树脂,
(C):三芳基锍盐,
(D)-1:丙烯酸月桂酯,
(D)-2∶1,9-壬二醇二丙烯酸酯,
(E):1-羟基-环己基-苯基-酮,
(F):3-乙基-3{[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基]甲基}氧杂环丁烷,以及
(G):液态异戊二烯橡胶。
[表1]
(2)层叠结构的制作
将用于智能电话的盖板和液晶面板彼此贴合以制作示例性的层叠结构。盖板用作第一部件,并且液晶面板用作第二部件。盖板具有156mm的长边尺寸、79mm的短边尺寸和1mm的厚度。盖板具有带有厚度为20μm的黑色装饰性印刷的边缘。液晶面板具有135mm的长边尺寸、77mm的短边尺寸和0.4mm的厚度。通过利用粘合剂的固化产物将盖板和液晶面板固定到一起来制作其中盖板和液晶面板彼此平行地布置的层叠面板。
通过依次进行上述布置步骤、照射步骤、定位步骤和固化步骤来制作层叠面板。
在布置步骤中,将粘合剂涂布到盖板上以形成涂层。以1.56g/m2的速率涂布粘合剂,并且涂层的厚度为150μm。
在照射步骤中,用紫外线照射布置在盖板上的涂层。作为紫外光源,使用UV-LED光源LC-L2(由Hamamatsu Photonics K.K.制造并且具有365nm的中心波长)。紫外线以1000mW/cm2的照度照射3秒,使得总辐射剂量为3000mJ/cm2。当紫外线照射结束时,涂层表现出粘着性并且失去流动性。
在定位步骤中,将盖板和液晶面板彼此贴合为将已经用紫外线照射的涂层夹在其间。涂层在定位步骤中保持其形状。另外,当在定位步骤中将盖板和液晶面板彼此贴合时,不发生由于粘合剂固化不充分而造成的粘合剂的溢出或树脂泄漏。
在固化步骤中,将彼此贴合的盖板和液晶面板静置100分钟以使粘合剂涂层固化。由此,将盖板和液晶面板固定到一起。由于固化步骤,涂层没有未固化的部分。
以此方式,得到包括作为第一部件的盖板、作为第二部件的液晶面板和粘合剂的固化产物并且利用粘合剂的固化产物将盖板和液晶面板固定到一起的层叠结构。
2.实施例(Q)
[第一粘合剂和第二粘合剂的制备]
用DISPER将按以下表2所示的共混比(质量%)混配到一起的各组分均匀地混合以制备第一粘合剂和第二粘合剂:
[表2]
用波长为400nm以下的紫外线使第一粘合剂固化。第一粘合剂从刚用紫外线照射第一粘合剂起到开始固化所需的时间量(即凝胶化时间)为5分钟。第一粘合剂从刚用紫外线照射第一粘合剂起到完全固化所需的时间量为90分钟。
用波长为400nm以下的紫外线使第二粘合剂固化。第二粘合剂从刚用紫外线照射第二粘合剂起到开始固化所需的时间量(即凝胶化时间)为15分钟。第二粘合剂从刚用紫外线照射第二粘合剂起到完全固化所需的时间量为90分钟。
[层叠结构的制作]
制作用于智能电话的显示装置作为示意性的层叠结构。在该层叠结构中,显示面板用作其第一部件,并且透明板用作其第二部件。第一部件为具有130mm的长边尺寸、75mm的短边尺寸和0.4mm的厚度的液晶面板。第一部件不透射作为活性能量射线的波长为400nm以下的紫外线。第二部件为具有140mm的长边尺寸、80mm的短边尺寸和1mm的厚度的聚碳酸酯透明板。第二部件不透射作为活性能量射线的波长为400nm以下的紫外线,并且在可见辐射范围内具有95%的透光率。利用由第一粘合剂和第二粘合剂各自的固化产物组成的粘合部将第一部件和第二部件粘合并固定到一起,从而制作其中第一部件和第二部件彼此平行地布置的层叠面板。
为了制作层叠面板,依次进行粘合剂布置步骤、照射步骤、定位步骤、贴合步骤和固化步骤。
在粘合剂布置步骤中,将第一粘合剂涂布到第一部件的上表面上以在其上形成第一粘合剂的框。以1mm的宽度和289.7g/m2的涂布速率涂布第一粘合剂。另外,在用于形成框而涂布的第一粘合剂内侧,将第二粘合剂涂布到第一部件的上表面上以形成多个线。以1mm的宽度和144.9g/m2的涂布速率涂布第二粘合剂。
在照射步骤中,用紫外线同时照射涂布到第一部件的上表面上的第一粘合剂和第二粘合剂。作为紫外光源,使用UV-LED光源LC-L2(由Hamamatsu Photonics K.K.制造并且具有365nm的中心波长)。紫外线以100mW/cm2的照度照射30秒,使得总辐射剂量为3000mJ/cm2。
在定位步骤中,将第二部件布置在已经进行过照射步骤的第一部件上,以将第二部件与第一部件对齐。在该工艺步骤中,将第一部件和第二部件彼此平行地布置,使得第二部件的下表面朝向第一部件的粘合剂涂布表面。
在贴合步骤中,在进行定位步骤后,将第一部件和第二部件利用插入在它们之间的未固化粘合剂彼此重叠以进行真空贴合60秒。由于该工艺步骤,第一粘合剂完全固化,第二粘合剂仍未固化,并且第一部件和第二部件利用第一粘合剂的固化产物临时地固定。
在固化步骤中,将彼此贴合的第一部件和第二部件静置10分钟以使第二粘合剂完全固化。
以此方式,得到其中第一部件和第二部件利用作为第一和第二粘合剂各自固化产物的粘合部结合并固定到一起的层叠结构。
层叠面板不必如上所述制作,而是也可以按以下程序制作。
以如上所述的相同方式,依次进行粘合剂布置步骤、照射步骤、定位步骤、贴合步骤和固化步骤。
在粘合剂布置步骤中,将第一粘合剂涂布到第一部件的上表面上以在其上形成第一粘合剂的框。以1mm的宽度和289.7g/m2的涂布速率涂布第一粘合剂。另外,在用于形成框而涂布的第一粘合剂内侧,将第二粘合剂涂布到第一部件的上表面上以形成多个线。以1mm的宽度和144.9g/m2的涂布速率涂布第二粘合剂。另外,涂布时的温度设定为20℃,其低于室温(25℃),并且粘合剂已经预先冷却。
在照射步骤中,用紫外线同时照射被涂布到第一部件的上表面上的第一粘合剂和第二粘合剂。作为紫外光源,使用UV-LED光源LC-L2(由Hamamatsu Photonics K.K.制造并且具有365nm的中心波长)。紫外线以100mW/cm2的照度照射30秒,使得总辐射剂量为3000mJ/cm2。
在定位步骤中,将第二部件布置在已经进行过照射步骤的第一部件上,以将第二部件与第一部件对齐。在该工艺步骤中,将第一部件和第二部件彼此平行地布置,使得第二部件的下表面朝向第一部件的粘合剂涂布表面。
在贴合步骤中,在进行定位步骤后,将第一部件和第二部件利用插入在它们之间的未固化粘合剂彼此重叠以进行真空贴合60秒。在该工艺步骤中,将用第一粘合剂涂覆的部分加热至60℃,其高于室温。由于该工艺步骤,第一粘合剂完全固化,第二粘合剂仍未固化,并且第一部件和第二部件由于加热而在较短的时间内利用第一粘合剂的固化产物临时地固定到一起。
在固化步骤中,将彼此贴合的第一部件和第二部件静置10分钟以使第二粘合剂完全固化。另外,在该固化步骤中,也将第一和第二粘合剂加热至60℃,从而使第二粘合剂在较短的时间内顺利地固化。
以此方式,得到其中第一部件和第二部件通过在固化期间将粘合剂加热至与涂布期间相比更高的温度而在较短的时间内利用作为第一和第二粘合剂各自固化产物的粘合部结合并固定到一起的层叠结构。
3.实施例(R)
(实施例R1)
[第一粘合剂和第二粘合剂的制备]
用DISPER将按以下表3所示的共混比(质量%)混配到一起的各组分均匀地混合以制备第一粘合剂和第二粘合剂:
[表3]
第一粘合剂从刚用紫外线照射第一粘合剂起到开始固化所需的时间量(即凝胶化时间)为5分钟。第一粘合剂从刚用紫外线照射第一粘合剂起到完全固化所需的时间量为15分钟。第一粘合剂的固化产物(光抑制部)在可见辐射范围内具有3%的透光率。
第二粘合剂从刚用紫外线照射第二粘合剂起到开始固化所需的时间量(即凝胶化时间)为15分钟。第二粘合剂从刚用紫外线照射第二粘合剂起到完全固化所需的时间量为30分钟。第二粘合剂的固化产物(透光部)在可见辐射范围内具有95%的透光率。
[层叠结构的制作]
液晶面板具有130mm的长边尺寸、75mm的短边尺寸和0.4mm的厚度。液晶面板不透射紫外线。盖子为具有140mm的长边尺寸、80mm的短边尺寸和1mm的厚度的聚碳酸酯透明板。经过耐候性处理的盖子不透射紫外线。盖子的透明部在可见辐射范围内具有95%的透光率,而盖子的不透明部在可见辐射范围内具有0%的透光率。利用由第一粘合剂和第二粘合剂各自的固化产物组成的粘合部将液晶面板和盖子粘合并固定到一起,从而制作其中液晶面板和盖子彼此平行地布置的层叠面板。
为了制作层叠面板,依次进行粘合剂布置步骤、照射步骤、定位步骤、贴合步骤和固化步骤。
在粘合剂布置步骤中,将第一粘合剂涂布到液晶面板的上表面上以在其上形成第一粘合剂的框。以1mm的宽度和289.7g/m2的涂布速率涂布第一粘合剂。另外,在已经被涂布而形成框的第一粘合剂内侧,将第二粘合剂涂布到液晶面板的上表面上以形成多个线。以1mm的宽度和144.9g/m2的涂布速率涂布第二粘合剂。
在照射步骤中,用紫外线同时照射被涂布到液晶面板的上表面上的第一粘合剂和第二粘合剂。作为紫外光源,使用UV-LED光源LC-L2(由Hamamatsu Photonics K.K.制造并且具有365nm的中心波长)。紫外线以100mW/cm2的照度照射30秒,使得总辐射剂量为3000mJ/cm2。
在定位步骤中,将盖子布置在已经进行过照射步骤的液晶面板上,以将盖子与液晶面板对齐。在该工艺步骤中,将液晶面板和盖子彼此平行地布置,使得盖子的下表面朝向液晶面板的粘合剂涂布表面。
在贴合步骤中,在进行定位步骤后,将液晶面板和盖子利用插入在它们之间的未固化粘合剂彼此重叠以进行真空贴合60秒。由于该工艺步骤,第一粘合剂完全固化,第二粘合剂仍未固化,并且液晶面板和盖子利用第一粘合剂的固化产物临时地固定。
在固化步骤中,将彼此贴合的液晶面板和盖子仍然静置30分钟以使第二粘合剂完全固化。
以此方式,得到其中液晶面板和盖子利用作为第一和第二粘合剂各自固化产物的粘合部结合并固定到一起的层叠结构(参见图1)。
(实施例R2)
除了用作为备选组分的氧化钛替代实施例R1中作为着色剂使用的溶剂黑以外,以与实施例R1相同的方式得到层叠结构。
(比较例R1)
除了不加入实施例R1中作为着色剂使用的溶剂黑以外,以与实施例R1相同的方式得到层叠结构。
在液晶面板上显示的文字和图像的可视性和光从背光灯泄漏到液晶面板的程度方面评价实施例R1和R2以及比较例R1中得到的层叠结构。结果在以下表4中概述:
[表4]
在实施例R1中,液晶面板上显示的文字和图像清楚地可读取,并且可视性出色。另外,在实施例R1中,几乎没有光从背光灯泄漏到液晶面板。因此,实施例R1在该方面也出色。
实施例R2在可视性和漏光方面稍微劣于实施例R1,但是表现出好到足以实际使用的可视性和漏光性能。
比较例R1表现出与实施例R2一样好的可视性,但是造成光泄漏到液晶面板。
在实施例R1中,使用溶剂黑作为着色剂。然而,这仅是一个示例,并且不应被解释为限制性的。备选地,也可以使用具有保护目标免受光影响的能力的炭黑。任选地,可以将实施例R2中使用的氧化钛、氧化锌和其他具有高反射率的材料以与着色剂相同量添加以造成第一粘合剂的透光率降低,防止漏光,提高显示屏的亮度,从而改善可视性。
在上述实施例中,溶剂黑或炭黑用于造成透光率降低并且防止漏光。然而,也可以通过仅对于在可见辐射范围内的光造成透射率降低来改善可视性。在该情况下,可以将等量的铜-卟啉配合物或Co酞菁加入到第一粘合剂。
4.实施例(S)
[1.组合物(X)的制备]
用由PRIMIX公司生产的DISPER将按以下表5所示的质量比混配到一起的各组分均匀地混合以制备组合物(X)。以下表5中所示的各组分的细节如下:
(A2-1):缩水甘油醚,
(A2-2):甲苯基缩水甘油醚,
(B1):聚丙二醇二缩水甘油醚,
(B2):聚丁二烯骨架环氧树脂,
(B3):氢化双酚A型环氧树脂,
(C-1):三芳基锍盐,
(C-2):三芳基锍硼酸盐,
(D-1):丙烯酸月桂酯,
(D-2):1,9-壬二醇二丙烯酸酯,
(E):1-羟基-环己基-苯基-酮,
(F):2-乙基己基氧杂环丁烷,
(G1):液态异戊二烯橡胶(未氢化),
(G2):氢化聚丁二烯橡胶,以及
(H-1):3-乙基-3{[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基]甲基}氧杂环丁烷。
[2.评价]
<时间延迟>
使用在25℃室温的气氛中用紫外线照射粘合剂后的粘度变化作为延迟固化性质的指标,以测量时间延迟。具体地,在用紫外线照射组合物前,用UV辐射流变仪MCR-100(由Anton Paar Japan制造)测量表1所示的代表实施例和比较例的各组合物的粘度,并且还在用紫外线照射组合物后测量它们的粘度变化。作为紫外光源,使用UV-LED光源LC-L2(由Hamamatsu Photonics K.K.制造并且具有365nm的中心波长)。紫外线以100mW/cm2的照度照射5秒,使得总辐射剂量为500mJ/cm2。
时间延迟定义为液态光致阳离子聚合组合物的粘度从刚用紫外线照射光致阳离子聚合组合物起到达到50000Pa·s所需的时间量。采用该定义是因为几乎完全失去流动性而不能贴合的粘度为约50000Pa·s。如果时间延迟等于或小于15秒,则几乎没有允许贴合的时间。然而,如果时间延迟等于或大于60分钟,则部件很有可能会相互移位。
另外,如果组合物包含光致自由基生成剂和丙烯酸类化合物,则组合物在被用光照射时将变为一次固化状态并且具有粘着性。之后,光致阳离子聚合组合物组分将固化而变为二次固化状态,从而具有50000Pa·s的粘度。在该情况下,仅在用光照射组合物的同时发生一次固化。时间延迟被视为组合物达到具有特定的弹性、粘着性和50000Pa·s的粘度所需的时间量。当组合物含有光致自由基生成剂时,时间延迟可以大于60分钟。然而,由于组合物为一次固化状态,可以在该状态将部件彼此贴合,并且还可以在由于粘着性而保持形状的同时运送组合件,从而确保长的适用期。结果,例如,用夹具保持部件的所谓“固化时间”变得较短。
<变色>
使用两个玻璃板和间隔物,将组合物(X)夹在玻璃板之间,使得树脂部分具有1mm的厚度。将组合物(X)用活性能量射线以3000mJ/cm2的剂量照射,然后在室温固化一天,得到测试件。
将通过该方法得到的测试件装载到95℃的恒温室中。当经过预定时间量后,确定测试件是否变色。
以该程序进行变色测试以将测试件评定为以下等级之一:
A:未变色;
B:轻度但是对于实际使用来说过多的变色;
C:明显变色;以及
D:显著变色
[3.结果]
在不含光致自由基生成剂和丙烯酸类化合物的实施例S1-S4中,用光照射的组合物是液体形式,并且产生在组合物开始固化前的一些时间延迟。
不含组分(A)的实施例S1包含(B)具有醚骨架的多官能环氧化合物和(F)单官能氧杂环丁烷化合物,从而开始固化需要两小时以上。含有(B)没有醚骨架的多官能环氧化合物的实施例S2开始固化需要两小时。
接下来,调整(F)单官能氧杂环丁烷化合物的含量以提高环氧基含量。结果,如实施例S3和S4中那样,组合物在60分钟内开始固化。另外,含有少量醚骨架的组合物可以具有延长的开始固化前时间。
另一方面,含有(E)光致自由基生成剂和(D)丙烯酸类化合物的实施例S5在用光照射后为一次固化状态的同时变为粘着性的,并且在固化前保持粘着性60分钟。
实施例S6和S7含有氢化环氧树脂和弹性体,因此可以在抑制它们的变色的情况下在60分钟内开始固化。
5.实施例(T)
[1.组合物(X)的制备]
用由PRIMIX公司生产的DISPER将按以下表6和7所示的质量比混配到一起的各组分均匀地混合以制备组合物(X)。以下表6和7中所示的各组分的细节如下:
(A):月桂醇缩水甘油醚,
(B-1):聚丁二烯型环氧树脂,
(B-2):聚丙二醇二缩水甘油醚,
(B-3):氢化双酚A型环氧树脂,
(C-1):三芳基锍,特殊的磷类阴离子盐,
(C-2):三芳基锍硼酸盐,
(D):丙烯酸月桂酯,
(E):1-羟基-环己基-苯基-酮,
(F):2-乙基己基氧杂环丁烷,
(G):氢化聚丁二烯橡胶,
(H):3-乙基-3-{[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基]甲基}氧杂环丁烷,
(i1):乙烯基三乙氧基硅烷(参见结构式(i-1)),
(i2):2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷(参见结构式(i-2)),
(i3):3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(参见结构式(i-3)),以及
(i4):3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(参见结构式(i-4))。
[化学式3]
[2.评价]
<电阻值变化>
在基板的表面上形成氧化铟锡(ITO)的叉指式电极,并且将代表实施例和比较例的光固化性树脂组合物涂布到基板的表面上以覆盖叉指式电极。接下来,将光固化性树脂组合物用紫外线照射并且通过紫外线固化以制作测试件。作为紫外光源,使用UV-LED光源LC-L2(由Hamamatsu Photonics K.K.制造并且具有365nm的中心波长)。紫外线以100mW/cm2的照度照射5秒,使得总辐射剂量为500mJ/cm2。之后,将测试件在向其施加10V的DC电压的情况下置于温度为60℃且湿度为80%的高温高湿环境中300小时。
然后,测量在置于高温高湿环境中之前和之后的叉指式电极的电阻值变化。当测量电阻值时,向其施加10V的DC电压,并且测量此时流过的电流值。其置于高于高湿环境中后的电阻值相对于其置于高温高湿环境中前的电阻值(初始值)变化一位数以上的测试件用叉(X)表示,而其电阻值变化小于一位数的测试件用圆圈(O)表示。
注意,测试件的叉指式电极未设置有保护涂层。在实际产品中,电极材料的表面可以涂覆有电解质比如Si2O4的抗腐蚀绝缘膜以提高抗腐蚀性。这显著地降低了电极腐蚀的风险。
<外观变化>
用裸眼观察在置于高温高湿环境中之前和之后的光固化性树脂组合物的固化产物的外观以确认是否发生任何变化。基于观察结果,将测试件评定为三种等级之一:未观察到变化,着色,或消失。
[3.结果]
如以下表6所示,在没有偶联剂的比较例T1中,电极由于由光致阳离子生成剂C-1产生的强酸而消失,并且电阻值显著变化。在包含具有长有机官能团的偶联剂的比较例T2和T3中,电极也消失,并且电阻值也如在比较例T1中那样显著变化。同时,在包含具有碳数少且分子链短的有机官能团的偶联剂的实施例T1和T2中,电极的外观没有变化,并且没有检测到电阻变化。
接下来,在其中改变偶联剂含量的实施例T3和T4中,电极确实着色,但是当偶联剂的含量为0.017%时,电阻值变化不显著,这证明了实现一些效果。然而,当偶联剂的含量为0.003%以下时,电阻值显著变化,这表明这样的组合物不可实际使用。
接下来,如以下表7所示,在不含偶联剂的比较例T4中,当将光致阳离子生成剂改变为所谓的“硼酸盐类”光致阳离子生成剂时,电极不消失,但是着色。这大概是因为硼酸盐类光致阳离子生成剂的酸性离子分子大于其他类型并且不能在固化产物内容易地移动,从而减少了分子与在基础部件表面上的电极的接触并且使分子较不容易氧化。然而,在没有偶联剂的情况下,电阻值变化过于显著而无法实际使用该组合物。另外,在包含具有长有机官能团的偶联剂的比较例5和6中,电极也不消失,并且也着色。然而,电阻值变化过于显著而无法实际使用该组合物。与此相比,在包含具有碳数少且分子链短的有机官能团的偶联剂的实施例T5和T6中,电极的外观没有变化,并且没有检测到电阻变化,这是非常好的结果。考虑比较例T5和T6的结果以及实施例T5和T6的这些结果可以看出,组合使用硼酸盐类光致阳离子生成剂和具有短分子链的偶联剂是非常有效且可靠地适用于防止电极的腐蚀。
在上述实施例中,已经作为实施例描述了包含环氧化合物和光致阳离子生成剂的组合物。这是因为当组合物包含光致自由基生成剂(自由基聚合引发剂)和丙烯酸类化合物时,这些组分不产生造成电极腐蚀的强酸。也就是说,很好地证明了偶联剂显著减少由光致阳离子生成剂产生的强酸的有害影响的效果。
在包含光致阳离子生成剂、环氧化合物、光致自由基生成剂、丙烯酸类化合物和偶联剂的实施例T7中,未观察到电极的腐蚀,并且电阻值变化非常不显著。
注意,关于该实施例描述的物质仅是一种实例,并且不应解释为限制性的。该实施例教导了偶联剂能够有效地保护易腐蚀性物质比如电极免受由光致阳离子生成剂产生的强酸影响。另外,组合使用几乎没有腐蚀性的硼酸盐类材料(即,硼酸盐型光致阳离子生成剂)和偶联剂能够显著降低电极腐蚀的风险。特别地,这允许增加包含光致阳离子生成剂的材料的适用选择的数量,所述材料甚至在用光照射后可以贴合或返工并且在一定时间量内开始固化。
6.实施例(U)
[1.组合物(X)的制备]
用由PRIMIX公司生产的DISPER将按以下表8所示的质量比混配到一起的各组分均匀地混合,以制备组合物(X)。以下表8中所示的各组分的细节如下:
(A2-1):烷基缩水甘油醚(其烷基的碳数为10至15;没有双键),
(A2-2):甲苯基缩水甘油醚(没有双键),
(B1):聚丙二醇二缩水甘油醚(未氢化),
(B2):双酚A型环氧树脂(未氢化),
(B3):氢化双酚A型环氧树脂(氢化),
(C):三芳基锍盐,
(D-1):丙烯酸月桂酯,
(D-2):1,9-壬二醇二丙烯酸酯,
(E):1-羟基-环己基-苯基-酮,
(F):2-乙基己基氧杂环丁烷,
(G1):聚丁二烯橡胶(未氢化),
(G2):氢化聚丁二烯橡胶(氢化),
(H-1):3-乙基-3{[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基]甲基}氧杂环丁烷(没有双键),以及
(H-2):亚二甲苯双氧杂环丁烷(没有双键)
[2.评价]
<变色>
使用两个玻璃板和间隔物,将组合物(X)夹在玻璃板之间,使得树脂部分具有1mm的厚度。将组合物(X)用活性能量射线以3000mJ/cm2的剂量照射,然后在室温固化一天,得到测试件。
将通过该方法得到的测试件装载到95℃的恒温室中。当经过预定时间量后,确定测试件是否变色。
变色程度通过黄度指数(Y1)评价。用由Konica Minolta,Inc.制造的CM-5进行测量。
以该程序进行变色测试以将测试件评定为以下四种等级之一:
A:未变色;
B:轻度但是对于实际使用来说过多的变色;
C:明显变色;或
D:显著变色
[3.结果]
通过氢化反应处理的包含多官能环氧化合物或弹性体的实施例U1-U5显示出降低的变色程度。特别地,其中多官能环氧化合物和弹性体都通过氢化反应处理的组合物显示出进一步降低的变色。此外,当在不使用具有双键的单官能环氧化合物的情况下使用没有双键的单官能环氧化合物时,变色程度进一步降低。
如由前文的描述可以看到的,根据第一方面的粘合剂含有:作为组分(A)的每分子具有一个环氧基的单官能环氧化合物;作为组分(B)的每分子具有两个以上环氧基的多官能环氧化合物;作为组分(C)的光致阳离子生成剂;作为组分(D)的丙烯酸类化合物;作为组分(E)的光致自由基生成剂;和选自由作为组分(F)的单官能氧杂环丁烷化合物和作为组分(H)的多官能氧杂环丁烷化合物组成的组中的至少一种化合物。
具有该组成的粘合剂在用活性能量射线照射前为液体形式,并且在作为粘合剂涂层施加到给定部件上时变成与给定部件的形状相符的形状。这降低了气泡进入给定部件和涂层之间的空隙的可能性。另外,在用活性能量射线照射的同时,粘合剂涂层具有高于损耗模量的储能模量并且具有降低的流动性。这使粘合剂保持涂层形状并且减少在将部件彼此贴合时的涂层的形变。这减少了粘合剂的溢出。此外,粘合剂涂层变为任意形状的能力使粘合剂适用于贴合甚至具有复杂形状的部件。此外,粘合剂在从用活性能量射线照射粘合剂起经过预定时间量时开始固化,然后完全固化。因此,在利用粘合剂涂层彼此贴合后,多个部件将被固定到一起。这使得能够将多个部件固定到一起而不受部件的透光率影响,并且降低了由于粘合剂的固化不充分而造成树脂泄漏的可能性。这降低了其他部件被树脂泄漏污染的可能性。此外,一旦用活性能量射线照射,粘合剂就能够进行一次固化、二次固化和完全固化。因此,待固化的粘合剂不必进行组合使用紫外辐射和热或紫外辐射和水分的多个处理。
在可以结合第一方面实施的根据第二方面的粘合剂中,组分(A)包括选自由以下各项组成的组中的至少一种化合物:聚乙二醇单缩水甘油醚;聚丙二醇单缩水甘油醚;和聚四亚甲基二醇单缩水甘油醚,并且组分(B)包括选自由以下各项组成的组中的至少一种化合物:聚乙二醇二缩水甘油醚;聚丙二醇二缩水甘油醚;和聚四亚甲基二醇二缩水甘油醚。
在该情况下,这两种组分(A)和(B)都具有聚醚骨架。这降低了聚醚骨架部分在粘合剂固化后渗出的可能性。
在可以结合第一方面或第二方面实施的根据第三方面的粘合剂中,组分(A)和(B)的总含量与组分(D)的含量的质量比在5∶95至90∶10的范围内。
这使得粘合剂涂层能够在用活性能量射线照射时变为一次固化状态,从而具有粘着性而没有粘附性,同时保持涂层形状。这降低了部件上的涂层在运送部件的同时形变的可能性,并且还抑制了在将多个部件利用插入它们之间的涂层彼此贴合时的粘合剂的溢出。另外,这还使得能够将多个具有不同曲率半径的部件以一致的膜厚度彼此贴合。
根据第四方面的层叠结构(1)包括:根据第一至第三方面中任一个的粘合剂的固化产物(20);第一部件(10);和第二部件(11)。第一部件(10)和第二部件(11)利用固化产物(20)固定到一起。
这降低了层叠结构(1)由于气泡侵入或粘合剂固化不充分而产生缺陷的可能性。另外,这还使得能够将甚至具有低透光率的第一部件(10)和第二部件(11)足够牢固地粘合到一起。
根据第五方面的用于制作层叠结构(1)的方法包括:将根据第一至第三方面中任一个所述的粘合剂的未固化涂层(12)布置在选自由第一部件(10)或第二部件(11)组成的组中的至少一个部件上的布置步骤;在进行所述布置步骤后,用活性能量射线照射所述未固化涂层(12)的照射步骤;在进行所述照射步骤后,通过插入的所述未固化涂层(12)定位所述第一部件(10)和所述第二部件(11)的定位步骤;和在进行所述定位步骤后,通过使所述未固化涂层(12)完全固化将所述第一部件(10)和所述第二部件(11)固定到一起的固化步骤。
这使得粘合剂的涂层(12)能够容易地保持其形状,并且降低了气泡入侵和粘合剂固化不充分的可能性。另外,这还使得能够将甚至具有低透光率的第一部件(10)和第二部件(11)足够牢固地粘合到一起。
在可以结合第五方面实施的根据第六方面的用于制作层叠结构(1)的方法中,用活性能量射线照射未固化涂层在照射步骤中引起组分(D)和(E)之间的自由基聚合反应,以使未固化涂层(12)变为一次固化状态;在定位步骤中使未固化涂层(12)保持一次固化状态;并且在固化步骤中引起组分(A)、(B)、(C)和(F)之间的阳离子聚合反应以使未固化涂层(12)完全固化。
这抑制了当将多个部件彼此贴合时的粘合剂的溢出,并且使该粘合剂适用于结合低透光性部件。此外,这还使得粘合剂的涂层(12)能够变为任意形状,从而使粘合剂适用于结合甚至具有复杂形状的部件。
附图标记列表
1 层叠结构
10 第一部件
11 第二部件
12 涂层
20 固化产物
Claims (37)
1.一种粘合剂,所述粘合剂包括:
作为组分(A)的每分子具有一个环氧基的单官能环氧化合物;
作为组分(B)的每分子具有两个以上环氧基的多官能环氧化合物;
作为组分(C)的光致阳离子生成剂;
作为组分(D)的丙烯酸类化合物;
作为组分(E)的光致自由基生成剂;和
选自由作为组分(F)的单官能氧杂环丁烷化合物和作为组分(H)的多官能氧杂环丁烷化合物组成的组中的至少一种化合物。
2.权利要求1所述的粘合剂,其中
所述组分(A)包括选自由以下各项组成的组中的至少一种化合物:聚乙二醇单缩水甘油醚;聚丙二醇单缩水甘油醚;和聚四亚甲基二醇单缩水甘油醚;并且
所述组分(B)包括选自由以下各项组成的组中的至少一种化合物:聚乙二醇二缩水甘油醚;聚丙二醇二缩水甘油醚;和聚四亚甲基二醇二缩水甘油醚。
3.权利要求1或2所述的粘合剂,其中
所述组分(A)和(B)的总含量与所述组分(D)的含量的质量比在5∶95至90∶10的范围内。
4.一种层叠结构,所述层叠结构包括:
权利要求1至3中任一项所述的粘合剂的固化产物;
第一部件;和
第二部件,
所述第一部件和所述第二部件利用所述固化产物固定到一起。
5.一种用于制作层叠结构的方法,所述方法包括:
将权利要求1至3中任一项所述的粘合剂的未固化涂层布置在选自由第一部件和第二部件组成的组中的至少一个部件上的布置步骤;
在进行所述布置步骤后,用活性能量射线照射所述未固化涂层的照射步骤;
在进行所述照射步骤后,通过插入的所述未固化涂层定位所述第一部件和所述第二部件的定位步骤;和
在进行所述定位步骤后,通过使所述未固化涂层完全固化将所述第一部件和所述第二部件固定到一起的固化步骤。
6.权利要求5所述的方法,其中
用活性能量射线照射所述未固化涂层:
在所述照射步骤中引起所述组分(D)和(E)之间的自由基聚合反应以使所述未固化涂层变为一次固化状态;
在所述定位步骤中保持所述未固化涂层处于一次固化状态;并且
在所述固化步骤中引起所述组分(A)、(B)、(C)和(F)或(H)之间的阳离子聚合反应以使所述未固化涂层完全固化。
7.一种层叠结构,其中第一部件和第二部件利用粘合部结合到一起,
所述粘合部包含第一粘合剂的固化产物和第二粘合剂的固化产物,
所述第一粘合剂为以框形供应的坝试剂,
所述第二粘合剂为被供应在以框形供应的所述第一粘合剂内侧的填充试剂,
所述第一粘合剂和所述第二粘合剂含有具有延迟固化性质的光致阳离子树脂组合物,所述光致阳离子树脂组合物从刚用活性能量射线照射处于未固化状态的所述第一和第二粘合剂中的每一种的时间点起到开始固化需要预定的时间量,
所述第一粘合剂从刚用活性能量射线照射处于未固化状态的所述第一粘合剂的时间点起到开始固化所需的时间量小于所述第二粘合剂从刚用活性能量射线照射处于未固化状态的所述第二粘合剂的时间点起到开始固化所需的时间量,
所述第一粘合剂的固化产物和所述第二粘合剂的固化产物利用在将所述第一部件和所述第二部件彼此贴合前供应的活性能量进行固化。
8.一种用于制作层叠结构的方法,在所述层叠结构中第一部件和第二部件利用粘合部结合到一起,
所述粘合部包含第一粘合剂的固化产物和第二粘合剂的固化产物,
所述第一粘合剂为以框形供应的坝试剂,
所述第二粘合剂为被供应在以框形供应的所述第一粘合剂内侧的填充试剂,
所述第一粘合剂和所述第二粘合剂含有具有延迟固化性质的光致阳离子树脂组合物,所述光致阳离子树脂组合物从刚用活性能量射线照射处于未固化状态的所述第一和第二粘合剂中的每一种的时间点起到开始固化需要预定的时间量,
所述方法包括:
将所述第一粘合剂和所述第二粘合剂供应到选自由所述第一部件或所述第二部件组成的组中的至少一个部件;
用活性能量照射已经供应的所述第一粘合剂和所述第二粘合剂;然后
将所述第一部件和所述第二部件彼此贴合,
通过用所述活性能量照射使所述第一粘合剂和所述第二粘合剂固化。
9.权利要求8所述的方法,其中
不仅通过用所述活性能量照射而且通过使它们的温度升高来使所述第一粘合剂和所述第二粘合剂固化。
10.权利要求8或9所述的方法,其中
所述具有延迟固化性质的光致阳离子树脂组合物包含以下各项作为必要组分:
作为组分(A)的每分子具有两个以上环氧基的多官能环氧化合物;
作为组分(B)的每分子具有一个环氧基的单官能环氧化合物;
作为组分(C)的光致阳离子生成剂;和
选自由作为组分(F)的单官能氧杂环丁烷化合物和作为组分(H)的多官能氧杂环丁烷化合物组成的组中的至少一种化合物。
11.权利要求10所述的方法,其中
选自由所述组分(A)和所述组分(B)组成的组中的至少一种组分含有每个分子中都具有聚醚骨架的环氧化合物,并且
所述组分(A)与所述组分(B)的质量比在90∶10至30∶70的范围内。
12.权利要求10或11所述的方法,其中
相对于所述组分(A)和(B)的总质量,选自由所述组分(F)和(H)组成的组中的至少一种组分的含量在0.01%至30%的范围内。
13.权利要求10至12中任一项所述的方法,其中
所述具有延迟固化性质的光致阳离子树脂组合物含有作为组分(G)的弹性体。
14.一种显示装置,所述显示装置包括背光灯、液晶面板和盖子,所述液晶面板和所述盖子利用粘合部结合到一起,
所述粘合部包括:
被配置成透射来自所述背光灯的光的透光部;和
被配置成与所述透光部相比较不容易透射所述光的光抑制部,
所述光抑制部设置为覆盖所述透光部的侧面。
15.权利要求14所述的显示装置,其中
所述光抑制部的总透光率为3%以下。
16.权利要求14或15所述的显示装置,其中
所述光抑制部是着色的。
17.权利要求14至16中任一项所述的显示装置,其中
所述粘合部为液态粘合剂的固化产物。
18.权利要求14至17中任一项所述的显示装置,其中
所述粘合剂为具有延迟固化性质的光致阳离子树脂组合物。
19.一种具有在暴露于光时固化的性质的光固化性树脂组合物,所述光固化性树脂组合物包含:
(B)10质量份至95质量份的多官能环氧化合物;和
(F)5质量份至90质量份的单官能氧杂环丁烷化合物。
20.权利要求19所述的光固化性树脂组合物,所述光固化性树脂组合物还包含(H)多官能氧杂环丁烷化合物,其中
所述(B)多官能环氧化合物和所述(H)多官能氧杂环丁烷化合物的总含量在10质量份至95质量份的范围内。
21.权利要求20所述的光固化性树脂组合物,其中
所述(H)多官能氧杂环丁烷化合物的含量在1质量份至30质量份的范围内。
22.权利要求19至21中任一项所述的光固化性树脂组合物,其中
所述(B)多官能环氧化合物含有双官能环氧树脂。
23.权利要求19至22中任一项所述的光固化性树脂组合物,所述光固化性树脂组合物还包含(D)丙烯酸类化合物。
24.权利要求23所述的光固化性树脂组合物,所述光固化性树脂组合物还包含(A)单官能环氧化合物,其中
所述(A)单官能环氧化合物和所述(B)多官能环氧化合物的总含量与所述(D)丙烯酸类化合物的含量的质量比在5∶95至90∶10的范围内。
25.一种具有在暴露于光时固化的性质的光固化性树脂组合物,所述光固化性树脂组合物包含:
(A)单官能环氧化合物或(F)单官能氧杂环丁烷化合物,或这两种化合物(A)和(F);
(B)多官能环氧化合物;
(C)光致阳离子生成剂;和
(I)偶联剂,
所述(I)偶联剂含有(i)具有直链碳链的碳数为2以下的有机官能团的硅烷偶联剂。
26.权利要求25所述的光固化性树脂组合物,其中
所述(i)具有直链碳链的碳数为2以下的有机官能团的硅烷偶联剂含有选自由以下化学结构式(i-1)和(i-2)所表示的两种硅烷偶联剂组成的组中的至少一种硅烷偶联剂:
[化学式1]
(C2H5O)3SiCH=CH2 (i-1)
27.权利要求25或26所述的光固化性树脂组合物,其中
相对于100质量份的总量,所述(i)具有直链碳链的碳数为2以下的有机官能团的硅烷偶联剂的含量等于或大于0.01质量份。
28.权利要求25至27中任一项所述的光固化性树脂组合物,其中
所述(C)光致阳离子生成剂含有硼酸盐型的光致阳离子生成剂。
29.一种具有在暴露于光时固化的性质的光固化性树脂组合物,所述光固化性树脂组合物包含:
(A)单官能环氧化合物或(F)单官能氧杂环丁烷化合物,或这两种化合物(A)和(F);
(B)多官能环氧化合物;
(C)光致阳离子生成剂;和
(G)弹性体,
所述(B)多官能环氧化合物含有(B3)通过氢化反应处理的多官能环氧化合物。
30.一种具有在暴露于光时固化的性质的光固化性树脂组合物,所述光固化性树脂组合物包含:
(A)单官能环氧化合物或(F)单官能氧杂环丁烷化合物,或这两种化合物(A)和(F);
(B)多官能环氧化合物;
(C)光致阳离子生成剂;和
(G)弹性体,
所述(G)弹性体含有(G2)通过氢化反应处理的弹性体。
31.权利要求30所述的光固化性树脂组合物,其中
所述(B)多官能环氧化合物含有(B3)通过氢化反应处理的多官能环氧化合物。
32.权利要求29至31中任一项所述的光固化性树脂组合物,所述光固化性树脂组合物还包含(H)多官能氧杂环丁烷化合物。
33.权利要求29至32中任一项所述的光固化性树脂组合物,其中
选自由所述(A)单官能环氧化合物、所述(F)单官能氧杂环丁烷化合物和所述(H)多官能氧杂环丁烷化合物中的至少一种化合物还含有通过氢化反应处理的化合物。
34.权利要求29至33中任一项所述的光固化性树脂组合物,所述光固化性树脂组合物还包含(D)丙烯酸类化合物。
35.权利要求34所述的光固化性树脂组合物,其中
所述(A)单官能环氧化合物和所述(B)多官能环氧化合物的总含量与所述(D)丙烯酸类化合物的含量的质量比在5∶95至90∶10的范围内。
36.权利要求29至35中任一项所述的光固化性树脂组合物,其中
未通过氢化反应处理且没有双键的化合物的含量等于或大于50质量%,并且通过氢化反应处理的化合物的含量等于或大于20质量%。
37.一种包含权利要求19至36中任一项所述的光固化性树脂组合物的粘合剂。
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