CN115386306A - 一种光学胶及其制备方法和相关产品 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及胶黏剂及光学显示技术领域,具体涉及一种光学胶及其制备方法和相关产品。该光学胶由丙烯酸酯单体和有机硅化合物聚合而成。本发明的光学胶应用于折叠显示终端时具有介电常数低、高温段模量保有率高、蠕变回复率高等优点,从而具有优异的触控灵敏度。

Description

一种光学胶及其制备方法和相关产品
技术领域
本申请涉及胶黏剂及光学显示技术领域,具体涉及一种光学胶及其制备方法和相关产品。
背景技术
近年来,折叠显示终端电子产品市场容量持续增大,如折叠手机、折叠平板等电子产品兴起,对光学胶OCA(Optically Clear Adhesive)提出了更高的要求,OCA不单单仅仅满足于常规OCA在盖板玻璃和显示模组之间的粘结功能,提高亮度和对比度功能。在折叠显示模组应用中,还需要承受用户端多次反复的动态弯折。此时光学胶最重要的任务是为显示模组中的复合结构提供机械支撑,要求OCA在具备常规OCA通用的高粘结强度和耐环境老化性的同时具备出色的蠕变回复性能。出色的蠕变回复性能具体指OCA收到一个恒定应力产生应变后,当撤走应力后,应变可以快速的回复。可回复的应变达到90%。要求OCA在低温段到高温段很长的温度范围内保持模量的稳定,即主要表现是低温段到高温段模量不出现明显的下降趋势。高温段相比于常温,模量保有率>80%。
另一方面,由于目前折叠手机和折叠平板显示模组均为电容式。投射电容因显示器的特定点位的电容的变化来感测触摸。为了提高触控灵敏度,介电常数或者电容率对于显示屏接触的手指或者触控笔的影响是最重要的因素。目前的折叠手机和折叠平板为了轻量化和更优异的光学显示性能考虑,通常使用较薄的设计装置,使用OCA直接将触控模组粘结在盖板玻璃上,即常说的Oncell结构,在这种情况下,需要最小化OCA的介电常数实现最优的触控效果。
现有的折叠电子产品(折叠手机/折叠平板)的发展趋势要求更稳定的折叠性能,更好的触控体验,对于显示模组里面核心的OCA光学胶组件,最突出的技术要求体现在稳定的模量(高温段模量不发生明显下降),快速的蠕变回复效果,以及更低的介电常数,三个条件缺一不可。
现有的OCA主要树脂成分完全是丙烯酸酯树脂,其主要制作步骤是先通过光引发制备得到一定聚合度的丙烯酸酯预聚物,然后加入功能单体,稀释单体后得到混合好的成品胶水,通过光照形成一定厚度的胶膜,即OCA。通过这种技术路线得到的OCA应用于折叠显示模组时通常有以下弊端:
1.介电常数高
丙烯酸酯聚合物的介电常数一般为4.0-5.0之间。由于配方设计的需要,为了提高OCA的黏着力和高温高湿的耐候性,往往需要再添加一些功能单体,一般是含羟基或者是含有羧基的一些极性单体,这类单体加入后会使丙烯酸酯OCA的介电常数进一步提高,可能会提升到5.0以上。这样不符合低介电常数的设计要求,为了追求更好的触控灵敏度,需要将OCA的介电常数控制在2.0-3.0。
2.高温区模量相比低温区模量明显降低
如果单纯完全以丙烯酸酯树脂作为基体树脂准备形成OCA,由于丙烯酸酯主链中的C-H、C-O键能有限,C-H键能为414KJ/mol,C-O键能为326kJ/mol,OCA在高温高湿情况下,由于C-H、C-O易于受热后水解后发生断裂,导致OCA在高温区模量相比常温区段明显降低,表现在OCA产品性能上,主要是OCA贴合盖板玻璃和模组后,出现气泡或脱层等不良现象。
3.蠕变回复性能不够
如果单纯以丙烯酸酯树脂作为基体树脂制备得到OCA,由于丙烯酸树脂本身的脆性较大,主链中的C-H、C-O键角相对较小,化学键无法自由旋转,导致以丙烯酸树脂为主体的OCA当收到外应力作用时,由于本身柔韧性不够,应变无法快速响应,当外应力消失,应变无法快速完全回复而残留相当一部分的塑性形变部分。蠕变回复率不足会导致OCA在折叠显示模组应用过程中经过反复的弯折折叠后,出现折痕,直接影响屏幕的显示效果。
公开号为CN 109536051A的专利以丙烯酸酯树脂为基体树脂制备OCA,为了实现低介电的效果,加入纳米尺寸改性的微球,通过提供微孔结构,降低OCA光学的密度的方式,达到降低介电常数的作用。但这种类似外添加微球的方式并没有考虑到实际微球与丙烯酸酯基体树脂之间的相容性问题,由此产生的相容性不良的问题可能会引发OCA在高温高湿的严苛老化环境中,微球的析出或沉降导致OCA最终出现外观不良。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种光学胶及其制备方法和相关产品。该光学胶应用于折叠显示终端时具有介电常数低、高温段模量保有率高、蠕变回复率高等优点,从而具有优异的触控灵敏度。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明第一方面提供了一种光学胶,该光学胶由丙烯酸酯单体和有机硅化合物聚合而成。
本发明技术原理:通过采用含双键的有机硅树脂或有机硅单体与丙烯酸树脂共聚改性的方式,在丙烯酸酯主链节上引入硅氧烷链节。基于硅氧键化学键键能高、键角大、可自由旋转等基本特点,有机硅树脂具有以下几个特点:低极性,耐热性优异,耐低温,耐高温性优异,柔韧性优异。
将有机硅中的硅氧烷链节引入到丙烯酸酯主链后,可以明显降低丙烯酸酯的介电常数,提高丙烯酸酯的耐温性,使OCA的高温区的储能模量相对于纯丙烯酸酯OCA的高温区模量更加稳定,实现更高的高温段模量保有率。另外由于有机硅树脂出色的柔韧性,对丙烯酸树脂进行增韧改性后使丙烯酸酯OCA脆性大的确定得以改善,从而提高了蠕变回复率。
本发明采用有机硅树脂改性丙烯酸酯方法,不同于一般物理共混或者是通过添加纳米粒子、纳米微球等方式,这样做最大的优点是将含有双键的有机硅链节通过共聚合的方式引入到丙烯酸酯主链上,这样方法制备形成的OCA稳定性和信赖性方法更为优异,在经过85℃、85RH%老化条件下,不会因为有机硅树脂相容性不好的问题,发生迁移等问题,导致产品失效。
优选地,丙烯酸酯单体选自软单体、硬单体、功能单体中的至少一种;
优选地,功能单体选自含羟基功能单体和/或多官能功能单体;
在本发明提供的具体实施例中,丙烯酸酯单体为软单体、硬单体、含羟基功能单体的混合物。
在本发明提供的具体实施例中,丙烯酸酯单体为软单体、硬单体、含羟基功能单体、多官能功能单体的混合物。
优选地,软单体选自丙烯酸-2乙基己酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸月桂酯,丙烯酸异葵酯中的至少一种;
优选地,硬单体选自丙烯酸异冰片酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯睛、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯中的至少一种。
优选地,含羟基功能单体选自丙烯酸-4-羟基丁酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-3-羟基丙酯、丙烯酸-2-羟基丁酯、丙烯酸-5-羟基戊酯、丙烯酸-6-羟基己酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-3-羟基丙酯中的至少一种;
优选地,多官能功能单体选自1,6-己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、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中的至少一种。
优选地,有机硅化合物选自有机硅单体、有机硅低聚物、有机硅树脂、硅烷偶联剂中的至少一种;
在本发明提供的具体实施例中,有机硅化合物选自有机硅单体、有机硅低聚物、有机硅树脂、硅烷偶联剂中的一种;
优选地,有机硅单体选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷、3-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟丙基)丙基双(三甲基硅氧烷)甲基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲基三(三甲基硅氧基)硅烷、单甲基丙烯酰氧基丙基聚二甲基硅氧烷单体、单甲基丙烯酰氧基乙基酰胺氧基乙基氧基丙基聚二甲基硅氧烷单体、双封端乙烯基聚二甲基硅氧烷、双封端甲基丙烯酸酯基聚二甲基硅氧烷中的至少一种;
优选地,有机硅低聚物选自聚硅氧烷化聚氨酯丙烯酸酯、聚硅氧烷化丙烯酸酯中的至少一种;
优选地,有机硅树脂选自乙烯基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油中的至少一种;
优选地,硅烷偶联剂选自γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷中的至少一种。
优选地,有机硅化合物的重量与丙烯酸酯单体和有机硅化合物总重的质量百分含量为5%~30%;
值得注意的是含硅的单体或者是含硅树脂、含硅的低聚物的添加量(占有机硅化合物和丙烯酸酯单体总量的比重)需要控制在5-30%以内,当含硅单体,含硅树脂或者含硅低聚物含量过低(<5%)时,则起不到很好的降低介电常数,提高高温段模量的作用。但当含硅单体,含硅树脂或者含硅低聚物含量过高(>30%)时,则可能导致OCA整体的黏着力的下降。
优选地,光学胶中的羟基摩尔数小于或等于0.035。
本发明在引入有机硅树脂改性的前提下,通过合理控制羟基占整个聚合物的摩尔比,使100gOCA的羟基摩尔数控制为0.035以内,羟基摩尔数的控制对OCA光学胶的介电常数,至关重要。虽然引入有机硅树脂有利于降低整体树脂的极性及介电常数,但是如果丙烯酸链节中极性基团过多会引起介电常数显著上升从而影响触控灵敏度。
本发明第二方面提供了一种该光学胶的制备方法,包括如下步骤:在惰性气体氛围下,将丙烯酸酯单体、有机硅化合物和光引发剂混合,对混合物进行曝光,得到预聚物;将预聚物涂布在离型膜上,对预聚物进行曝光,得到光学胶。
在本发明提供的具体实施例中,丙烯酸酯单体为软单体、硬单体、含羟基功能单体、多官能功能单体的混合物。光学胶的制备方法包括如下步骤:
在惰性气体氛围下,将软单体、硬单体、含羟基功能单体、有机硅化合物和部分光引发剂混合,对所得第一混合物进行曝光,得到预聚物;将预聚物、多官能功能单体和余量光引发剂混合,将所得第二混合物涂布在离型膜上,对第二混合物进行曝光,得到光学胶;
或者,在惰性气体氛围下,将软单体、硬单体、含羟基功能单体和部分光引发剂混合,对所得第一混合物进行曝光,得到预聚物;将预聚物、有机硅化合物、多官能功能单体和余量光引发剂混合,将所得第二混合物涂布在离型膜上,对第二混合物进行曝光,得到光学胶。
优选地,丙烯酸酯单体、有机硅化合物与光引发剂的质量比为(70~96):(5~30):(0.1~1.0)。
在本发明提供的具体实施例中,丙烯酸酯单体为软单体、硬单体、含羟基功能单体的混合物。软单体、硬单体、含羟基功能单体的质量比为(50~80):(10~23):(2~5)。
在本发明提供的具体实施例中,丙烯酸酯单体为软单体、硬单体、含羟基功能单体、多官能功能单体的混合物。软单体、硬单体、含羟基功能单体、多官能功能单体的质量比为(50~80):(10~23):(2~5):(0.05~0.20)。
优选地,曝光的强度为1~5mw/cm2,时间为5~15min;
优选地,预聚物的黏度为3000~5000cps。
本发明第三方面提供了另一种该光学胶的制备方法,包括如下步骤:
在惰性气体氛围下,将丙烯酸酯单体、有机硅化合物、热引发剂和有机溶剂混合,对混合物进行加热反应,得到预聚物;将预聚物涂布在离型膜上,烘干溶剂后,得到光学胶。
优选地,丙烯酸酯单体、有机硅化合物、热引发剂与有机溶剂的质量比为(70~96):(5~30):(0.1~1.0):(100~200);
优选地,加热反应的温度为60~100℃,时间为4~8h;
优选地,预聚物的黏度为3000~10000cps;
优选地,烘干的温度为80~100℃,时间为2~5min。
本发明第四方面提供了一种折叠显示终端,包括显示模组、光学胶层和柔性盖板;光学胶层由上述光学胶制成。
本发明第五方面提供了一种电子设备,包括上述折叠显示终端;
优选地,电子设备包括但不限于手机、电脑、智能手表、媒体播放器或电视。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果为:
本发明的光学胶应用于折叠显示终端时具有介电常数低、高温段模量保有率高、蠕变回复率高等优点,从而具有优异的触控灵敏度。
具体实施方式
本发明公开了一种光学胶及其制备方法和相关产品,本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
本发明力求解决OCA应用于折叠显示终端模组中的触控灵敏度不够的问题。需要达成以下3个技术目标:
1.低介电常数:具体指OCA在100KHz的介电常数不高于3.0。此项参数直接影响触控灵敏度。
2.高温段模量保有率:具体指OCA在100℃条件下的储能模量/OCA在25℃条件下的储能模量的比值>80%。此项参数直接影响OCA在信赖性测试后的外观表现(OCA贴合触控盖板和模组后经过85℃、85RH%条件下老化不出现气泡及分层脱层等不良现象)。
3.蠕变回复率:具体指OCA在收到一个恒定应力(通常为100KPa)后施加应力300s,得到应变值Φ1,此时撤走外应力,允许OCA在300s完成蠕变回复,记录回复结束最终状态下的应变值Φ2,以Φ1-Φ2/Φ1计算蠕变回复率。要求回复率>95%。此项参数直接影响OCA的可折叠性能。蠕变回复率不足在经过动态弯折测试后出现折痕或者脱层。
本发明有机硅改性丙烯酸酯OCA可以通过光固化成型胶膜的方式制备,也可以通过热固化成型胶膜的方式制备。
以光固化成型方式为例,大体步骤为:将丙烯酸酯单体(软单体,硬单体,功能单体)与有机硅化合物(有机硅单体,或者是有机硅低聚物,或者有机硅树脂,或者硅烷偶联剂),以及光引发剂一起加入到反应瓶中,通入氮气,隔绝氧气,控制曝光灯源的光强,以及曝光时间,形成一定聚合物含量、黏度的预聚物,再将预聚物涂布在上下两层离型膜夹心结构的中间,隔绝氧气,给予一定光强度,一定时间的曝光。形成固定厚度的OCA胶膜。
以热固化成型方式为例,大体步骤为:将丙烯酸酯单体(软单体,硬弹体,功能单体)与含硅化合物(有机硅单体,或者是有机硅低聚物,或者有机硅树脂,或者硅烷偶联剂),以及有机溶剂、热引发剂,一起加入到反应瓶中,通入氮气,隔绝氧气,加热反应,形成一定固含量和黏度的聚合物,再将聚合物涂布在离型膜上,放置于烘箱中一定时间,烘干溶剂后形成固定厚度的OCA胶膜。
本发明中所用试剂、材料等均可通过商业渠道获得。
下面结合实施例,进一步阐述本发明:
实施例1
将丙烯酸-2乙基己酯(2-Ethylhexyl acrylate,2-EHA)60份、丙烯酸异冰片酯(IBOA)10份、丙烯酸-4-羟基丁酯(4-HBA)2份、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(购自日本信越,KBM503)28份和1-羟基环己基苯基甲酮(光引发剂-184)0.2份,加入到四口反应烧瓶中,通入氮气30min,以照射波段为365nm的LED灯(光强为2mw/cm2)照射反应混合物10min后,得到4000cps的预聚物后冷却出料。在预聚物补加入0.2份1-羟基环己基苯基甲酮和0.1份1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA),混合均匀后置于脱泡机进行消泡处理,将浆液涂覆在重离型膜(RF32N,SKC公司),在其上方覆盖轻离型膜(RF02N,SKC公司),然后用波段为365nm的LED灯(光强为2mw/cm2,总能量为800mj/cm2)照射夹心结构8min后固化成型,得到的OCA胶膜厚度为50μm。
实施例2
将丙烯酸-2-乙基己酯60份、丙烯酸异冰片酯10份、丙烯酸-4-羟基丁酯2份、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷28份、乙酸乙酯150份和偶氮二异庚腈0.3份,加入到四口反应烧瓶中,通入氮气30min,水浴加热反应烧瓶,控制反应回流温度为78℃,反应4h,然后追加0.2份偶氮二异庚腈,再反应2h后冷却出料。将聚合物涂覆在重离型膜(RF32N,SKC公司)上,置于90℃恒温烘箱中烘烤3min后,在其上方覆盖轻离型膜(RF02N,SKC公司),得到的OCA总厚度为50μm。
实施例3
将丙烯酸-2-乙基己酯70份、丙烯酸异冰片酯15份、丙烯酸-4-羟基丁酯2份和1-羟基环己基苯基甲酮0.2份,加入到四口反应烧瓶中,通入氮气30min,以照射波段为365nm的LED灯(光强为2mw/cm2)照射反应混合物10min后,得到4000cps的预聚物后冷却出料。在混合好的预聚物中另加入13份聚硅氧烷化聚氨酯丙烯酸酯(购自沙多玛化学CN990)、0.2份1-羟基环己基苯基甲酮和0.1份1,6-己二醇二丙烯酸酯,将混合均匀的预聚物置于脱泡机进行消泡处理,将浆液涂覆在重离型膜(RF32N,SKC公司),在其上方覆盖轻离型膜(RF02N,SKC公司),然后用波段为365nm的LED灯(光强为2mw/cm2,总能量为800mj/cm2)照射夹心结构8min后固化成型,得到OCA胶膜厚度为50μm。
实施例4
将丙烯酸-2-乙基己酯80份、丙烯酸异冰片酯13份、丙烯酸-4-羟基丁酯2份和1-羟基环己基苯基甲酮0.2份,加入到四口反应烧瓶中,通入氮气30min,以照射波段为365nm的LED灯(光强为2mw/cm2)照射反应混合物10min后,得到4000cps的预聚物后冷却出料。在预聚物中补加入0.2份1-羟基环己基苯基甲酮、0.1份1,6-己二醇二丙烯酸酯和5份乙烯基硅油(购自山东大易化工,DY-V401)。预聚物经过脱泡处理后涂覆在重离型膜(RF32N,SKC公司),在其上方覆盖轻离型膜(RF02N,SKC公司),然后用波段为365nm的LED灯(光强为2mw/cm2,总能量为800mj/cm2),照射夹心结构8min后固化成型,得到的OCA胶膜厚度为50μm。
实施例5:
将丙烯酸-2-乙基己酯70份、丙烯酸异冰片酯18份、丙烯酸-4-羟基丁酯2份、3-缩水甘油醚基丙基三乙氧基硅烷30份(购自日本信越KBE403)、150份乙酸乙酯和0.3份偶氮二异庚腈,加入到四口反应烧瓶中,通入氮气30min,水浴加热反应烧瓶,控制反应回流温度为78℃,反应4h,然后追加0.2份偶氮二异庚腈,再反应2h后冷却出料。将聚合物涂覆在重离型膜(RF32N,SKC公司)上,置于90℃恒温烘箱中烘烤3min后,在其上方覆盖轻离型膜(RF02N,SKC公司),得到的OCA胶膜厚度为50μm。
实施例6:
将丙烯酸-2-乙基己酯70份、丙烯酸异冰片酯23份、丙烯酸-4-羟基丁酯2份、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5份(购自日本信越KBM503)和1-羟基环己基苯基甲酮0.2份,加入到四口反应烧瓶中,通入氮气30min,以照射波段为365nm的LED灯(光强为2mw/cm2)照射反应混合物10min后,得到4000cps的预聚物后冷却出料。将预聚物中补加入0.2份1-羟基环己基苯基甲酮和0.1份1,6-己二醇二丙烯酸酯,混合均匀后置于脱泡机进行消泡处理后涂覆在重离型膜(RF32N,SKC公司),在其上方覆盖轻离型膜(RF02N,SKC公司),然后用波段365nm的LED灯(光强为2mw/cm2,总能量为800mj/cm2)照射夹心结构10min后固化成型,得到的OCA胶膜厚度为50μm。
实施例7:
将丙烯酸-2-乙基己酯65份、丙烯酸异冰片酯15份、丙烯酸-4-羟基丁酯5份和0.2份1-羟基环己基苯基甲酮,加入到四口反应烧瓶中,通入氮气30min,以照射波段为365nm的LED灯(光强为2mw/cm2)照射反应混合物10min后,得到4000cps的预聚物后冷却出料。在混合好的预聚物中另加入20份聚硅氧烷化聚氨酯丙烯酸酯(购自沙多玛化学,CN990)、0.2份1-羟基环己基苯基甲酮和0.1份1,6-己二醇二丙烯酸酯。将混合均匀的预聚物进行脱泡处理后涂覆在重离型膜(RF32N,SKC公司),在其上方覆盖轻离型膜(RF02N,SKC公司),然后用波段为365nm的LED灯(光强为2mw/cm2,总能量为800mj/cm2)照射夹心结构8min后固化成型,得到OCA胶膜厚度为50μm。
对比例1:
与实施例1相比,该对比例未加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KBM503,即未引入有机硅树脂改性的步骤,并调整了反应物的用量。具体步骤如下:
将丙烯酸2-乙基己酯70份、丙烯酸异冰片酯20份、丙烯酸-4-羟基丁酯10份和1-羟基环己基苯基甲酮0.2份,加入到四口反应烧瓶中,通入氮气30min,以照射波段为365nm的LED灯(光强2mw/cm2)照射反应混合物10min后,得到4000cps的预聚物冷却出料。在预聚物中补加入0.2份1-羟基环己基苯基甲酮和0.1份1,6-己二醇二丙烯酸酯,将混合均匀的预聚物经过脱泡处理后涂覆在重离型膜(RF32N,SKC公司),在其上方覆盖轻离型膜(RF02N,SKC公司),然后用波段为365nm的LED灯(光强为2mw/cm2,总能量为800mj/cm2)照射夹心结构8min后固化成型,得到OCA胶膜厚度为50μm。
对比例2:
与实施例2相比,该对比例未加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KBM503,即未引入有机硅树脂改性的步骤,并调整了反应物的用量。具体步骤如下:
将丙烯酸2-乙基己酯70份、丙烯酸异冰片酯20份、丙烯酸-4-羟基丁酯10份、偶氮二异庚腈0.3份和乙酸乙酯150份加入到四口反应烧瓶中,通入氮气30min,水浴加热反应烧瓶,控制反应回流温度为78℃,反应4h,然后追加0.2份偶氮二异庚腈,再反应2h后冷却出料。将聚合物涂覆在重离型膜(RF32N,SKC公司)上,置于90℃恒温烘箱中烘烤3min后,在其上方覆盖轻离型膜(RF02N,SKC公司),得到的OCA胶膜厚度为50μm。
对比例3:
与实施例1相比,该对比例未加入丙烯酸-4-羟基丁酯4-HBA和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KBM503,即未加入含羟基功能单体,未引入有机硅树脂改性的步骤,并调整了反应物的用量。具体步骤如下:
将丙烯酸2-乙基己酯70份、丙烯酸异冰片酯30份和1-羟基环己基苯基甲酮0.2份,加入到四口反应烧瓶中,通入氮气30min,以照射波段为365nm的LED灯(光强2mw/cm2)照射反应混合物10min后,得到4000cps的预聚物冷却出料。在预聚物中补加入0.2份1-羟基环己基苯基甲酮和0.1份1,6-己二醇二丙烯酸酯,将混合均匀的预聚物经过脱泡处理后涂覆在重离型膜(RF32N,SKC公司),在其上方覆盖轻离型膜(RF02N,SKC公司),然后用波段为365nm的LED灯(光强为2mw/cm2,总能量为800mj/cm2)照射夹心结构8min后固化成型,得到OCA胶膜厚度为50μm。
对比例4:
将丙烯酸-2乙基己酯(2-Ethylhexyl acrylate,2-EHA)80份、丙烯酸异冰片酯(IBOA)13份、丙烯酸-4-羟基丁酯(4-HBA)2份和1-羟基环己基苯基甲酮(光引发剂-184)0.2份,加入到四口反应烧瓶中,通入氮气30min,以照射波段为365nm的LED灯(光强为2mw/cm2)照射反应混合物10min后,得到4000cps的预聚物后冷却出料。在预聚物补加入0.2份1-羟基环己基苯基甲酮、0.1份1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、5份纳米二氧化硅,混合均匀后置于脱泡机进行消泡处理,将浆液涂覆在重离型膜(RF32N,SKC公司),在其上方覆盖轻离型膜(RF02N,SKC公司),然后用波段为365nm的LED灯(光强为2mw/cm2,总能量为800mj/cm2)照射夹心结构8min后固化成型,得到的OCA胶膜厚度为50μm。
对比例5:
将丙烯酸-2乙基己酯(2-Ethylhexyl acrylate,2-EHA)48份、丙烯酸异冰片酯(IBOA)10份、丙烯酸-4-羟基丁酯(4-HBA)2份、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(购自日本信越,KBM503)40份和1-羟基环己基苯基甲酮(光引发剂-184)0.2份,加入到四口反应烧瓶中,通入氮气30min,以照射波段为365nm的LED灯(光强为2mw/cm2)照射反应混合物10min后,得到4000cps的预聚物后冷却出料。在预聚物补加入0.2份1-羟基环己基苯基甲酮和0.1份1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA),混合均匀后置于脱泡机进行消泡处理,将浆液涂覆在重离型膜(RF32N,SKC公司),在其上方覆盖轻离型膜(RF02N,SKC公司),然后用波段为365nm的LED灯(光强为2mw/cm2,总能量为800mj/cm2)照射夹心结构8min后固化成型,得到的OCA胶膜厚度为50μm。
表1
Figure BDA0003798733110000141
试验例测试方法:
(1)100g OCA中羟基的摩尔数按照以下公式计算得到:
Figure BDA0003798733110000142
W1,W2,…Wi在100g OCA中含羟基的单体1,2,……i的质量;
M1,M2,…Mi含羟基单体1,2,......i的分子量;
N1,N2,…Ni含羟基单体1,2,………i单体中含有羟基的数目。
(2)对表1中得到的OCA产品进行介电常数的测定:
测试方法:将OCA叠层至300μm,采用介电常数测试仪器(Keysight公司,型号:E4980AL),在25℃条件下测试100KHz频率下的介电常数。
(3)对表1中得到的OCA进行黏着力测试:
将OCA裁切成25mm*15cm的样品条,撕去轻离型膜后,贴附于玻璃基板上,表面复合一层25μm PET基材,采用2kg滚轮以300mm/min速度辊压3个来回,于恒温恒湿条件下放置30min后,使用拉力机以300mm/min速度测试OCA对玻璃板的黏着力。
(4)对表1中得到的OCA产品进行储能模量模量保有率的测定:
测试方法:将OCA叠层至1000um,采用流变仪(TA公司型号DHR-2)测定储能模量。采用平行板夹具,设定测试模式为震荡模式,应变控制为0.1%。测定OCA弹性模量随温度的变化情况。温度扫描范围-40-150℃,升温速率3℃/min,频率为1Hz。计算储能模量在25℃和100℃比值,以100℃储能模量数值除以25℃储能模量数值得到模量保有率。
(5)对表1中得到的OCA产品进行蠕变恢复率的测定:
测试方法:将OCA叠层至1000μm,采用流变仪(TA公司,型号DHR-2)测定蠕变回复,应力设定为100KPa,应力持续时间为5s。5s后撤走施加的应力Φ1,并记录下此时OCA胶膜的最大的应变值,允许OCA胶膜在夹具中恢复60s,记录回复结束最终状态下的应变值Φ2,以Φ1-Φ2/Φ1的方法计算OCA蠕变回复率。
(6)对表1中得到的OCA产品进行动态折叠测试:
将50μm厚度的OCA样品移除轻离型膜,贴附在50μm CPI薄膜上,然后移除重离型膜,贴附在另一层50μm CPI薄膜上,构成CPI/OCA/CPI结构,以相同的方式继续进行贴合,形成CPI/OCA/CPI/OCA/CPI的5层结构,把贴合好的样品安装在具有两个折叠台的动态折叠装置中,折叠台以180度(样品初始状态)旋转至0度(样品被折叠),以40次循环/分钟的测试速度进行不间断的动态折叠,总计折叠次数为10万次。折叠测试在室温状态下进行。动态折叠结束后,将样品取出装置,在室温条件下静置30min后,观察折叠处是否存在折痕或气泡等外观不良。
实验结果如下:
表2
Figure BDA0003798733110000161
Figure BDA0003798733110000171
由表2实验数据可知,实施例1-实施例7主要采用了以丙烯酸酯为主体树脂,加入含硅单体、含硅低聚物或含硅树脂,由于加入的含硅组分都含有碳碳双键,可以很好的参与到丙烯酸酯的聚合反应中,使含硅组分的硅氧烷链节接枝在丙烯酸酯聚合物的主链上,避免OCA胶液涂布后出现相容性不好,导致含硅组分析出进而导致物理性能下降的弊端。同时由于硅氧烷链节本身的特性(键能高,键角大,化学键可自由旋转,柔韧性好,耐高温性能优异),可以有效的降低丙烯酸酯OCA的极性,降低OCA的介电常数,提高OCA高温下的模量稳定性,提高高温下模量保有率,提高OCA的蠕变回复率,使OCA满足适用于折叠显示模组的应用要求。
通过丙烯酸酯单体用量的优选,使得OCA的羟基摩尔数(100gOCA)控制在0.035以下,保证OCA的整体极性不至于过高,从而保证OCA的介电常数在3.0以下,满足折叠手机模组对触控灵敏度的要求。
通过丙烯酸酯单体和含硅组分的优选,实现高温段下的模量的保有率≥80%(即100℃下储能模量/25℃下储能模量比值≥80%),这个性能指标保证了OCA在做高温高湿老化试验中,不会出现气泡以及出现与折叠模组之间发生脱层等粘结失效的不良现象。
通过丙烯酸酯单体和含硅组分的优选,实现OCA的蠕变回复率≥95%,这个性能指标保证了OCA在进行动态弯折时,可以对外在应力有较快的相应速度,当外应力结束时,OCA的残留应变可以快速的降低,将OCA在反复动态弯折中产生的不可逆的塑形形变的因素降到最低,保证OCA在黏贴显示模组,动态弯折过程中不出现折痕或气泡等不良现象。
对比例1-3中,没有引入含硅组分,导致OCA不但介电常数偏高≥4.0,且蠕变回复率不足(≤95%),在实际进行弯折测试中出现折痕不良,动态弯折测试不通过。对比例4虽然有引入含硅组分,但是通过直接添加纳米二氧化硅的方式,由于纳米二氧化硅无法有效的接枝在丙烯酸酯主链上,不仅无法起到降低介电常数的作用,还会导致OCA涂布后的产品剥离力不足,动态弯折测试中出现脱层(与被贴物分离)的问题,动态弯折不通过。对比例5中虽然引入了含硅单体,也有效的参与到丙烯酸酯的共聚过程中,但由于添加量过大(>30%),虽然可以明显降低OCA的介电常数,但过高的硅氧烷含量导致OCA整体的极性过于低,储能模量低,OCA对玻璃的粘结力不足,在实际的动态弯折中出现与盖板玻璃层之间的气泡不良。动态弯折不通过。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光学胶,其特征在于,所述光学胶由丙烯酸酯单体和有机硅化合物聚合而成。
2.根据权利要求1所述的光学胶,其特征在于,所述丙烯酸酯单体选自软单体、硬单体、功能单体中的至少一种;
所述功能单体选自含羟基功能单体和/或多官能功能单体;
优选地,所述软单体选自丙烯酸-2乙基己酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸月桂酯,丙烯酸异葵酯中的至少一种;
优选地,所述硬单体选自丙烯酸异冰片酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯睛、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯中的至少一种;
优选地,含羟基功能单体选自丙烯酸-4-羟基丁酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-3-羟基丙酯、丙烯酸-2-羟基丁酯、丙烯酸-5-羟基戊酯、丙烯酸-6-羟基己酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-3-羟基丙酯中的至少一种;
优选地,多官能功能单体选自1,6-己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、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中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的光学胶,其特征在于,所述有机硅化合物选自有机硅单体、有机硅低聚物、有机硅树脂、硅烷偶联剂中的至少一种;
优选地,所述有机硅单体选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷、3-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟丙基)丙基双(三甲基硅氧烷)甲基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲基三(三甲基硅氧基)硅烷、单甲基丙烯酰氧基丙基聚二甲基硅氧烷单体、单甲基丙烯酰氧基乙基酰胺氧基乙基氧基丙基聚二甲基硅氧烷单体、双封端乙烯基聚二甲基硅氧烷、双封端甲基丙烯酸酯基聚二甲基硅氧烷中的至少一种;
优选地,所述有机硅低聚物选自聚硅氧烷化聚氨酯丙烯酸酯、聚硅氧烷化丙烯酸酯中的至少一种;
优选地,所述有机硅树脂选自乙烯基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油中的至少一种;
优选地,所述硅烷偶联剂选自γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的光学胶,其特征在于,所述有机硅化合物的重量与丙烯酸酯单体和有机硅化合物总重的质量百分含量为5%~30%;
优选地,所述光学胶中的羟基摩尔数小于或等于0.035。
5.权利要求1-4中任一项所述光学胶的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:在惰性气体氛围下,将丙烯酸酯单体、有机硅化合物和光引发剂混合,对混合物进行曝光,得到预聚物;将预聚物涂布在离型膜上,对预聚物进行曝光,得到光学胶。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述丙烯酸酯单体、有机硅化合物与光引发剂的质量比为(70~96):(5~30):(0.1~1.0);
优选地,所述曝光的强度为1~5mw/cm2,时间为5~15min;
优选地,所述预聚物的黏度为3000~5000cps。
7.权利要求1-5中任一项所述光学胶的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
在惰性气体氛围下,将丙烯酸酯单体、有机硅化合物、热引发剂和有机溶剂混合,对混合物进行加热反应,得到预聚物;将预聚物涂布在离型膜上,烘干溶剂后,得到光学胶。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述丙烯酸酯单体、有机硅化合物、热引发剂与有机溶剂的质量比为(70~96):(5~30):(0.1~1.0):(100~200);
优选地,所述加热反应的温度为60~100℃,时间为4~8h;
优选地,所述预聚物的黏度为3000~10000cps;
优选地,所述烘干的温度为80~100℃,时间为2~5min。
9.一种折叠显示终端,其特征在于,包括显示模组、光学胶层和柔性盖板;所述光学胶层由权利要求1-5中任一项所述光学胶制成。
10.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求9所述的折叠显示终端;
优选地,所述电子设备包括手机、电脑、智能手表、媒体播放器、或电视。
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