CN111363512A - 一种3d喷墨全贴合光学胶 - Google Patents

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Abstract

本发明一种3D喷墨全贴合光学胶，旨在提供一种可以精确控制产品形状，成形后半固化定型，可避免溢胶、擦胶的问题，排泡性更好，无需较大压力压合，避免电子屏幕组装时的损毁概率，极大的减少了胶体损耗，并大幅降低成本3D喷墨全贴合光学胶；其技术要点是：低粘度基体树脂5～50质量份；复配稀释剂10～80质量份；附着力促进剂0.05～5质量份；复配光引发剂0.1～5质量份；消泡和流平剂0.1～1质量份；所述的低粘度基体树脂黏度为40～2000cps@25℃的酯类低聚物，玻璃化转变温度在0℃以下；所述的复配光学胶水黏度为5～40cps@25℃；属于触控屏或显示屏全贴合封装领域。

Description

一种3D喷墨全贴合光学胶
技术领域
本发明涉及到一种全贴合光学胶制备技术，属于触控屏或显示屏全贴合封装领域。
背景技术
目前各类液晶显示与触控屏之间的贴合以全贴合为主要发展趋势，主要是因为触控屏或盖板玻璃与LCD或OLED显示屏之间的空隙被光学胶所填充，一方面减少了光线的折射现象，提供了更好的显示效果。同时可以规避杂物或水汽等进入，并因胶体支撑，产品具有更好的使用寿命。
电子显示屏幕的全贴合技术目前还是以无基材压敏胶(OCA)和液态光学胶为主。OCA光学胶为固态光学胶，其优势是可以裁切所需要的形状，全贴合的效率较高；但其也存在明显的缺点，由于为固态压敏胶，贴合时需要适加一定的压力，且其初粘性强，困在胶体与被贴合基材之间的气泡较难排出。因此OCA光学胶主要应用在中小尺寸的全贴合，如手机、平板等。但目前由于显示技术的发展，以及人们的需求，屏幕越来越薄，也越来越脆弱,OCA的需加压以及强粘性的工艺特点，对此类产品的贴合良率存在较大影响，也需要更理想的贴合工艺。
液态光学胶分为几种，如丙烯酸酯类光固化胶水，有机硅光学胶。此类胶水一般粘度较大，常采用灌胶、印刷刮胶、狭缝涂胶、点胶等工艺路线。由于液态光学胶易流动的特点，其排泡性好，也不需要使用较大的压力去贴合。但是其也存在很明显的缺点，液态胶尺寸不易控制，因此非常容易溢胶。因此水胶一般应用在尺寸较大领域，在手机或平板领域几乎没有使用。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种有别于传统无基材压敏胶和液态光学胶的新型光学胶，结合了传统固态和液态光学胶的优点，本发明提供的光学胶粘度极低，可以适应3D喷墨打印机技术，特别适合要求较高的全贴合产品。
为达到上述目的，采取了如下的技术方案：
Figure BDA0002431892940000021
所述的低粘度基体树脂黏度为40～2000(cps@25℃)的酯类的低聚物，玻璃化转变温度在0℃以下；
所述的复配光学胶黏度为5～40(cps@25℃)。
进一步优选的，上述3D喷墨全贴合光学胶，所述的低粘度基体树脂为酯类的低聚物，其包括但不限于环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂、纯丙烯酸树脂、乙烯基树脂中的一种或多种。所述的低聚物作为光学胶的基体树脂，要求有较好的耐黄变性、透光性，优选的是聚氨酯丙烯酸酯。
进一步优选的，上述3D喷墨全贴合光学胶，所述的复配稀释剂包括但不限于单官能团(甲基)丙烯酸酯单体，双官能(甲基)丙烯酸酯单体，三官能(甲基)丙烯酸酯单体，多官能(甲基)丙烯酸酯单体，乙烯基类活性稀释剂，乙烯基醚类活性稀释剂的一种或多种。
进一步优选的，上述3D喷墨全贴合光学胶，所述的稀释剂可以为硬酯丙烯酸甲酯、十二烷基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基甲基丙烯酸酯、丙烯酸异葵酯、3,3,5三甲基环己烷丙烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异辛酯、十三烷基丙烯酸酯、丙烯酸己内酯、(4)乙基化壬基苯酚丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇的单甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇的单丙烯酸酯、烷氧化壬基苯酚丙烯酸酯、环己烷二甲醇二丙烯酸酯、二缩三乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、十二烷基二甲基丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯、三环葵烷二甲醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯中、三烯丙基异氰脲酸酯中的一种或几种。
更进一步的，考虑到稀释剂的粘度和反应活性以及玻璃化转变温度，更优选的是十二烷基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、3,3,5三甲基环己烷丙烯酸酯中的一种或几种复配。所述复配稀释剂其黏度为5～40(cps@25℃)。
进一步优选的，上述3D喷墨全贴合光学胶，所述的附着力促进剂包括但不限于硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯偶联剂的一种或多种。进一步优选的是指3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷、双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丁酯、双(乙酰丙酮基)二异丙基钛酸酯、(乙酰乙酸乙酯基)二异丙氧基铝酸酯中的一种或几种。更进一步的考虑到与酯类相容性以及附着力增强的反应活性，更优选的是2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷。
进一步优选的，上述3D喷墨全贴合光学胶，所述的光引发剂为自由基型，包括但不限于裂解自由基型和夺氢自由基型的一种或多种。进一步优选的是指2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基-苯基甲酮，2-羟基-1-(4-(2-羟基-2-甲基丙酰基苯基)苄基)-2-甲基-1-丙酮，1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2甲基-1-丙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、苯甲酰甲酸甲酯、α-羟基酮低聚物、二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、肟酯类光引发剂中的一种或几种。更进一步的，考虑到光学胶的表干和深层固化，以及黄变问题，更优选的是苯甲酰甲酸甲酯和2,4,6-三甲基苯甲酰基苯-二苯基氧化膦的复配。
进一步优选的，上述3D喷墨全贴合光学胶，所述的消泡和流平剂包括但不限于低级醇、有机极性化合物、矿物油、有机聚合物(聚醚、聚丙烯酸酯)、有机硅树脂(聚二甲基硅油、改性聚硅氧烷)等类型中的一种或多种。优选的是有机硅树脂，更进一步的是指市售的德谦5300、迪高Foamex810、迪高FoamexN、迪高Airex986、毕克BYK088、毕克BYK020、德谦431、德谦432、德谦488、德谦810、迪高Glide100、迪高Glide432、迪高Glide435、迪高Glide440、迪高Flow300、迪高Flow425等中的一种或几种，较佳的是迪高Flow425，其较佳的添加量为0.1～1份。
所述的3D喷墨全贴合光学胶制备技术，其包括以下步骤：
1)按所配比将所述的树脂、添加剂投入到搅拌器中搅拌均匀；
2)将搅拌釜中抽真空，脱去混合液中的气泡；
3)过滤出杂质，并真空灌装进不透光容器中。
与现有光学胶技术相比，本发明中的光学胶水，使用3D喷墨打印机在显示面板上绘制设定图形，同时采用UV灯进行预光固化，下一步通过设备自动机械手臂将触控屏或玻璃盖板叠在光学胶上，轻压排掉气泡，最后再进行UV本固制得全贴合显示成品，使光学胶图案定形，且定形后的光学胶层与底层不存在气泡，最后再与贴合面板层叠进行UV本固达到较好的极好的粘接效果。
本发明提供的技术方案能减少材料的损耗，无溢胶，无需擦试，易排泡、释加压力小，对于轻薄类、高精度显示屏幕的全贴合极具优势，明显降低成本和提高良率。
具体实施方式
为更好的说明本发明内容，下面结合具体实施例作进一步说明。
实施例1
称取黏度为40(cps@25℃)、玻璃化转变温度约为-20℃的超支化聚氨酯丙烯酸树脂50g，十二烷基丙烯酸酯45g，丙烯酸异辛酯15g，附着力增强剂2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷5g，光引发剂苯甲酰甲酸甲酯2g，2,4,6-三甲基苯甲酰基苯-二苯基氧化膦3g；流平剂迪高Flow425 0.1g放入搅拌釜中搅拌均匀，真空脱去气泡，最后过滤灌装制得黏度约为28(cps@25℃)光固化光学胶水。
实施例2
称取黏度为40(cps@25℃)、玻璃化转变温度约为-20℃的环氧丙烯酸树脂50g，稀释剂十二烷基丙烯酸酯45g，附着力增强剂2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷0.05g，光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基苯-二苯基氧化膦0.05g，苯甲酰甲酸甲酯0.05g，流平剂为迪高Flow425量为0.1份放入搅拌釜中搅拌均匀，真空脱去气泡，最后过滤灌装制得黏度约为34(cps@25℃)光固化光学胶水。
实施例3
称取黏度为40(cps@25℃)、玻璃化转变温度约为-20℃的超支化聚氨酯丙烯酸树脂称取50g，稀释剂十二烷基丙烯酸酯45g，附着力增强剂2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷0.05g，光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基苯-二苯基氧化膦0.1g，苯甲酰甲酸甲酯1g，流平剂为迪高Flow425量为1份放入搅拌釜中搅拌均匀，真空脱去气泡，最后过滤灌装制得黏度约为32(cps@25℃)光固化光学胶水。
实施例4
称取黏度为40(cps@25℃)、玻璃化转变温度约为-20℃的超支化聚氨酯丙烯酸树脂50g，稀释剂十二烷基丙烯酸酯45g，附着力增强剂2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷0.8g，光引发剂苯甲酰甲酸甲酯1g，光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基苯-二苯基氧化膦1g，流平剂为迪高Flow425量为0.2份放入搅拌釜中搅拌均匀，真空脱去气泡，最后过滤灌装制得黏度约为30(cps@25℃)光固化光学胶水。
实施例5
称取黏度为2000(cps@25℃)、玻璃化转变温度约为-30℃的乙烯基树脂5g，稀释剂十二烷基丙烯酸酯80g，附着增强剂2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷0.8g，苯甲酰甲酸甲酯1g，光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基苯-二苯基氧化膦1g，流平剂为迪高Flow425量为0.2g放入搅拌釜中搅拌均匀，真空脱去气泡，最后过滤灌装制得黏度约为25(cps@25℃)光固化光学胶水。
实施例6
称取黏度为500(cps@25℃)、玻璃化转变温度约为-40℃的纯丙烯酸树脂30g，稀释剂十二烷基丙烯酸酯60g，稀释剂季戊四醇四丙烯酸酯10g，附着增强剂2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷0.8g，光引发剂苯甲酰甲酸甲酯1g，2,4,6-三甲基苯甲酰基苯-二苯基氧化膦1g，流平剂为迪高Flow425量为0.2g放入搅拌釜中搅拌均匀，真空脱去气泡，最后过滤灌装制得黏度约为70(cps@25℃)光固化光学胶水。
实施例7
称取黏度为200(cps@25℃)、玻璃化转变温度约为-45℃的超支化聚氨酯丙烯酸树脂40g，稀释剂十二烷基丙烯酸酯40g，稀释剂季戊四醇四丙烯酸酯10g，稀释剂3,3,5三甲基环己烷丙烯酸酯为10g，附着增强剂2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷0.8g，光引发剂苯甲酰甲酸甲酯1g，2,4,6-三甲基苯甲酰基苯-二苯基氧化膦1g，流平剂为迪高Flow425量为0.2g放入搅拌釜中搅拌均匀，真空脱去气泡，最后过滤灌装制得黏度约为35(cps@25℃)光固化光学胶水。
实施例8
称取黏度为200(cps@25℃)、玻璃化转变温度约为-45℃的聚酯丙烯酸树脂称40g，稀释剂十二烷基丙烯酸酯45g，稀释剂季戊四醇四丙烯酸酯5g，稀释剂3,3,5三甲基环己烷丙烯酸酯为10g，附着增强剂2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷0.8g，光引发剂苯甲酰甲酸甲酯1g，2,4,6-三甲基苯甲酰基苯-二苯基氧化膦1g，流平剂为迪高Flow425量为0.2g放入搅拌釜中搅拌均匀，真空脱去气泡，最后过滤灌装制得黏度约为30(cps@25℃)光固化光学胶水。
实施例9
称取黏度为200(cps@25℃)、玻璃化转变温度约为-45℃的聚醚丙烯酸树脂10g，稀释剂十二烷基丙烯酸酯75g，稀释剂季戊四醇四丙烯酸酯5g，稀释剂3,3,5三甲基环己烷丙烯酸酯为10g，附着增强剂2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷0.8g，光引发剂苯甲酰甲酸甲酯1g，2,4,6-三甲基苯甲酰基苯-二苯基氧化膦1g，流平剂为迪高Flow425量为0.2份放入搅拌釜中搅拌均匀，真空脱去气泡，最后过滤灌装制得黏度约为20(cps@25℃)光固化光学胶水。
对上述实施例1-9进行以下性能测试试验：
上述实施例中的光学胶在测试中，均采用365nmLED进行固化，预固化能量为500mj/cm2，本固能量为1500mj/cm2。
1.透光率
以一片5cm×10cm大小，厚度为1mm，透光率约为92％的超白玻璃为基材，将光学胶涂在玻璃基材上，厚度控制在100μm,预固化后，将另一片相同规格超白玻璃叠在光学胶上，释加约0.15mpa压力排除气泡再进行本固，采用透光率计测试其光学性能。
2.耐湿热性
以一片10cm×10cm大小，厚度为1mm，透光率约为92％的超白玻璃为基材，将光学胶涂在玻璃基材上，厚度控制在100μm,预固化后，将另一片相同规格超白玻璃叠在光学胶上，释加约0.15mpa压力排除气泡再进行本固。将制得样品放入温度为60℃、相对湿度为90％的环境试验箱中240h，到时间后在25℃、相对湿度为50％环境下静置30min。最后观察制得样品是否有脱层、气泡或其它外观异常，同时测试环测前后黄色值计算其变化。
上述样品性能测试结果如表1所示。
表1性能测试实验结果
Figure BDA0002431892940000071
Figure BDA0002431892940000081
结果分析：从实施例1-9测试结果可以看到，调试的光学胶样品在性能上均可以满足透光率、湿热环测试的要求。但颜色发现存在一定变化，一方面与所使用树脂的结构是否有生色团有关，同时比如光引发剂也是产生黄变的一个重要因素，发现引发剂添加量越多，黄变值越大。
综上所述，本发明中所述的光学胶黏度较小、同时基本性能符合光学胶的要求，因此采用3D喷墨打印工艺路线具有较好的可操作性，可以精确控制产品形状，成形后半固化定型，可避免溢胶、擦胶的问题，极大的减少了胶体损耗并大幅降低成本。
上述实施例仅为本发明优选的实施案例，不能以此来限定本发明所要求保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的及替换均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种3D喷墨全贴合光学胶，其特征在于：其黏度为20～70cps@25℃，由以下重量份的原料制备而成：
Figure FDA0002431892930000011
所述的低粘度基体树脂黏度为40～2000cps@25℃时的酯类低聚物，玻璃化转变温度在0℃以下；
所述的复配光学胶水黏度为5～40cps@25℃。
2.根据权利要求1所述的3D喷墨全贴合光学胶，其物征在于，所述的低粘度基体树脂为酯类低聚物。
3.根据权利要求2所述的3D喷墨全贴合光学胶，其物征在于，所述的酯类低聚物为环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂、纯丙烯酸树脂、乙烯基树脂中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的3D喷墨全贴合光学胶，其物征在于，所述的酯类低聚物为聚氨酯丙烯酸树脂。
5.根据权利要求1所述的3D喷墨全贴合光学胶，其特征在于，所述的复配稀释剂为十二烷基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、3,3,5三甲基环己烷丙烯酸酯种两种或三种的复配物。
6.根据权利要求1所述的3D喷墨全贴合光学胶，其特征在于，所述的附着力促进剂为2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷。
7.根据权利要求1所述的3D喷墨全贴合光学胶，其特征在于，所述的光引发剂为苯甲酰甲酸甲酯和2,4,6-三甲基苯甲酰基苯-二苯基氧化膦的混合物。
8.根据权利要求1所述的3D喷墨全贴合光学胶，其特征在于，所述的消泡和流平剂为有机硅树脂。
9.根据权利要求1所述的3D喷墨全贴合光学胶，其特征在于，所述的消泡和流平剂为迪高Flow42。
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