ES2839457T3 - Adhesivos sensibles a la presión curables y ópticamente transparentes y usos de los mismos - Google Patents

Abstract

Una composición adhesiva sensible a la presión de silicona curable que comprende una mezcla de: (a) aproximadamente del 10 al 98 % de un producto de reacción de: (i) un polímero de polidimetilsiloxano reactivo; (ii) una resina de silicona reactiva; y (iii) un catalizador ácido o básico que tiene un valor de pKa igual o menor que -6 o igual o mayor que 15; (b) de aproximadamente 1 a aproximadamente 45 % de un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano funcionalizado con (met)acrilato; (c) de aproximadamente 1 a aproximadamente 45 % de una resina de silicona o un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano; y (d) aproximadamente 0,001 a aproximadamente 5 % de un iniciador de radicales; y en donde el adhesivo curado tiene una transmitancia, medida de acuerdo con la norma ASTM E903 a 500 nm, de más del 90 %.

Description

DESCRIPCIÓN

Adhesivos sensibles a la presión curables y ópticamente transparentes y usos de los mismos

Campo de la invención

La invención se refiere a adhesivos sensibles a la presión, curables, ópticamente transparentes. Los adhesivos ópticamente transparentes son adecuados como películas, laminantes, cintas o encapsulantes para adherir dispositivos electrónicos, por ejemplo, pantalla LCD, pantalla LED, pantalla flexible y plegable, pantalla táctil y módulo fotovoltaico de película delgada flexible.

Antecedentes de la invención

Los dispositivos y circuitos electrónicos generalmente están hechos de una capa activa entre una lámina frontal protectora y una lámina posterior de sustrato. Al menos una de las láminas es ópticamente transparente. Las láminas de sustrato y protectoras se adhieren entre sí con una película adhesiva laminada que mejora la transmisión de luz y la claridad óptica. De manera deseable, el adhesivo mantiene la adhesión de los sustratos en un amplio intervalo de temperaturas.

Los adhesivos en forma de películas laminadas mejoran la manejabilidad sobre los adhesivos de base líquida; sin embargo, hay varios inconvenientes del adhesivo a base de película. Las películas tienen una mala humectación del sustrato y un llenado deficiente de huecos durante el proceso de montaje, y este problema se agrava para los sustratos que contienen hendiduras y cavidades creadas por componentes en sustratos como, electrodos, barras de bus, etapas de tinta y circuitos integrados.

Las referencias WO2009148722 y WO2011062932 describen adhesivos de película basados en poliisobutileno con una viscosidad relativamente alta. Para obtener una mejor humectación, el adhesivo de película se aplica sobre el sustrato bajo laminación en caliente. Sin embargo, muchos componentes orgánicos y electrónicos activos son sensibles al calor por encima de los 60 °C, y la exposición prolongada a un calor tan alto tiene como resultado efectos perjudiciales en los componentes electrónicos.

La referencia JP2012057065 divulga películas adhesivas sensibles a la presión no curables. Para humedecer adecuadamente los sustratos y minimizar la formación de huecos, la viscosidad de la película adhesiva se mantiene por debajo de 1.000 Pas (1.000.000 cps) o por debajo de 200.000 g/mol de peso molecular promedio en viscosidad (Mv) a 120 °C; sin embargo, el adhesivo de plástico térmico sin curar exhibe un flujo en frío bajo deformación durante la vida útil del dispositivo. De forma similar, la referencia CN104130740 enseña una película adhesiva sensible a la presión de organosilicona con alta fuerza de extracción. De nuevo, la película no se puede curar con UV y exhibe un flujo frío bajo deformación durante la vida útil del dispositivo.

La referencia CN 103820042 divulga el uso de copolímero de bloque SIS y SBS para preparar un adhesivo termofusible a base de película, curable por calor, para adhesivo transparente óptico termofusible (TOCA). Los enlaces funcionales insaturados C=C en el bloque blando del copolímero de bloque SIS y SBS se oxida fácilmente en el aire bajo luz ultravioleta o a temperatura elevada, y la película adhesiva se decolora a amarillo o marrón con el tiempo, comprometiendo la claridad óptica.

El documento WO 2014/124364 A1 divulga una composición de silicona curable por radicales térmicos estable que puede usarse para aplicaciones electrónicas, que comprende (I) un poliorganopolisiloxano funcional agrupado que tiene uno o más grupos curables por radicales seleccionados entre un grupo acrilato y un grupo metacrilato; (II) una resina y un polímero reactivos; (III) un iniciador de radicales; (IV) un iniciador de curado por humedad; y (V) un reticulante.

La referencia WO2013173976A1 divulga otro desafío conocido como "Mura" para dispositivos ópticos. Mura se define como la aparición de manchas y parches oscuros en dispositivos ópticos, causada por una uniformidad desigual de la pantalla o una tensión localizada. Cualquier tipo de estrés, incluso a niveles bajos, dentro de la capa adhesiva puede causar Mura y esto no es un defecto reparable para dispositivos ópticos. Los adhesivos sensibles a la presión con bajo módulo (blandos) son deseables para superar el Mura.

Los hidrogeles también se han utilizado como capa de película adhesiva para dispositivos electrónicos. Las referencias US5559165 y US6448303 divulgan adhesivos blandos que no dejan residuos de aceite al retirarlos de un sustrato duro. La referencia EP175562 describe adhesivos blandos de tipo hidrogel curables por haz de electrones. De forma similar, la referencia US5262468 describe el uso de cauchos de alta viscosidad (40 Pa.s (40.000 cp) al 25 % en peso en tolueno)) para obtener composiciones termoplásticas gelatinosas. Si bien todas estas composiciones son suaves y flexibles, carecen de adhesión adhesiva y no se adhieren a los sustratos.

Los adhesivos sensibles a la presión con un módulo bajo equilibrado y una adhesión al pelado equilibrada son deseables para superar el problema de Mura y el problema de la deslaminación. También es deseable que el adhesivo sensible a la presión tenga un amplio intervalo de temperaturas de uso.

Por lo tanto, existe una necesidad en la técnica de películas adhesivas sensibles a la presión en dispositivos electrónicos con alta claridad óptica durante un tiempo prolongado, amplio uso de temperatura, alta adhesión al pelado y bajo módulo después del curado. La presente invención satisface esta necesidad.

Breve sumario de la invención

La invención proporciona composiciones y películas adhesivas sensibles a la presión de silicona curables adecuadas para sellar y adherir sustratos para dispositivos electrónicos. La película curada mejora la transmisión de luz y los efectos ópticos durante un tiempo prolongado en un amplio intervalo de temperaturas; proporcionan una alta adhesión, bajos Mura y módulo.

Un aspecto de la invención está dirigido a una composición adhesiva sensible a la presión de silicona curable que comprende una mezcla de:

(a) aproximadamente del 10 al 98 % de un producto de reacción de:

(i) un polímero de polidimetilsiloxano reactivo, que es un polímero de polidimetilsiloxano sellado en el extremo a, u> con un grupo funcional;

(ii) una resina de silicona reactiva; y

(iii) un catalizador ácido o básico que tiene un valor de pKa igual o menor que -6 o igual o mayor que 15;

(b) de aproximadamente 1 a aproximadamente 45 % de un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano funcionalizado con (met)acrilato;

(c) de aproximadamente 1 a aproximadamente 45 % de una resina de silicona o un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano; y

(d) 0,001-5 % de un iniciador de radicales.

El adhesivo curado tiene una transmitancia superior al 90 % medida de acuerdo con la norma ASTM E903 a 500 nm.

Otro aspecto de la invención está dirigido a una composición adhesiva sensible a la presión de silicona curable que comprende una mezcla de:

(a) aproximadamente del 95 al 99,999 % de un producto de reacción en un disolvente orgánico de:

(i) un polímero de polidimetilsiloxano reactivo;

(ii) una resina de silicona reactiva;

(iii) un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano funcionalizado con (met)acrilato y/o metoxilo; y

(iv) un catalizador ácido o básico que tiene un valor de pKa igual o menor que -6 o igual o mayor que 15;

(b) aproximadamente 0,001 a aproximadamente 5 % de un iniciador de radicales; y

(c) opcionalmente, hasta un 45 % de una resina de silicio o un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano.

El adhesivo curado tiene una transmitancia, medida de acuerdo con la norma ASTM E903 a 500 nm, de más del 90 %.

Otro aspecto más de la invención está dirigido a un método para formar una película adhesiva sensible a la presión de silicona curable que comprende las etapas de:

(1) preparar un producto de reacción de (i) un polímero de polidimetilsiloxano reactivo, que es un polidimetilsiloxano sellado en el extremo a, u> con un grupo funcional, (ii) una resina de silicona reactiva; y (iii) un catalizador ácido o básico en un disolvente orgánico para formar una red de silicio no curable; y

(2) combinar la red de silicio no curable con (iv) de aproximadamente 5 a aproximadamente 45 % de un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano terminado en (met)acrilato, (v) 5-45 % de una resina de silicona; (vi) aproximadamente del 0,001 a aproximadamente el 5 % de un iniciador de radicales, y (vii) opcionalmente, un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano que tiene un peso molecular promedio en peso de menos de aproximadamente 50.000 para formar una solución en un disolvente orgánico;

(3) preparar un primer revestimiento antiadherente;

(4) recubrir con la solución el primer revestimiento antiadherente;

(5) dejar que el disolvente orgánico se evapore de la película revestida en el primer revestimiento antiadherente para formar una película sustancialmente libre de disolvente; y

(6) laminar un segundo revestimiento antiadherente sobre la película sustancialmente libre de disolvente.

En un aspecto adicional de la invención se dirige a un método para formar un dispositivo electrónico que comprende las etapas de:

(1) preparar la película adhesiva sensible a la presión de silicona curable preparada combinando un producto de reacción de (i) un polímero de polidimetilsiloxano reactivo (ii) una resina de silicona reactiva; y (iii) un catalizador ácido o básico en un disolvente orgánico con (iv) un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano terminado en (met)acrilato; (v) una resina de silicona; y (vi) un iniciador de radicales,

(2) recubrir la película entre dos revestimientos antiadherentes;

(3) preparar un primer sustrato, en donde el sustrato puede ser una lámina protectora frontal o un sustrato posterior del dispositivo;

(4) retirar uno de los revestimientos antiadherentes;

(5) laminar la película adhesiva sensible a la presión de silicona curable sobre el sustrato del dispositivo a una presión de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 0,5 MPa;

(6) retirar el otro revestimiento antiadherente;

(7) laminar la película adhesiva sensible a la presión de silicona curable sobre el segundo sustrato del dispositivo a una presión de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 0,5 MPa; y/o un vacío de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 0,1 MPa, y/o a una temperatura de aproximadamente 30 a 80 °C;

(8) curar la película adhesiva sensible a la presión de silicona curable con una dosis de UVA&V 1-5 J/cm2 y/o calentar a 80-150 °C;

por lo que la película adhesiva se adhiere sobre el primer dispositivo y los sustratos del segundo dispositivo.

En otro aspecto de la invención se dirige a un método para formar un dispositivo electrónico que comprende las etapas de:

(1) hacer la película adhesiva sensible a la presión de silicona curable preparada combinando un producto de reacción de (i) un polímero de polidimetilsiloxano reactivo; (ii) una resina de silicona reactiva; (iii) un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano terminado en (met)acrilato; y (iv) un catalizador ácido o básico en un disolvente orgánico con (v) un iniciador de radicales y opcionalmente (vi) una resina de silicio o un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano;

(2) recubrir la película entre dos revestimientos antiadherentes.

(3) preparar un primer sustrato, en donde el sustrato puede ser una lámina protectora frontal o un sustrato posterior del dispositivo;

(4) retirar uno de los revestimientos antiadherentes;

(5) laminar la película adhesiva sensible a la presión de silicona curable sobre el sustrato del dispositivo a una presión de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 0,5 MPa;

(6) retirar el otro revestimiento antiadherente;

(7) laminar la película adhesiva sensible a la presión de silicona curable sobre el segundo sustrato del dispositivo a una presión de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 0,5 MPa; y/o un vacío de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 0,1 MPa, y/o a una temperatura de aproximadamente 30 a 80 °C;

(8) curar la película adhesiva sensible a la presión de silicona curable con una dosis de UVA&V 1-5 J/cm2 y/o calentar a 80-150 °C;

por lo que la película adhesiva se adhiere sobre el primer dispositivo y los sustratos del segundo dispositivo.

En otro aspecto más de la invención se dirige a un método para formar un dispositivo electrónico que comprende las etapas de:

(1) hacer la película adhesiva sensible a la presión de silicona curable preparada combinando un producto de reacción de (i) un polímero de polidimetilsiloxano reactivo; (ii) una resina de silicona reactiva; y (iii) un catalizador ácido o básico en un disolvente orgánico con (iv) un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano terminado en (met)acrilato; (v) una resina de silicona; y (vi) un iniciador de radicales;

(2) recubrir la película entre dos revestimientos antiadherentes;

(3) curar la película adhesiva sensible a la presión de silicona curable entre los dos revestimientos antiadherentes, con una dosis de UVA&V 1-5 J/cm2 y/o calentar a 80-150 °C; por lo que la película adhesiva se adhiere sobre el primer dispositivo y los sustratos del segundo dispositivo;

(4) preparar un primer sustrato, en donde el sustrato puede ser una lámina protectora frontal o un sustrato posterior del dispositivo;

(5) retirar uno de los revestimientos antiadherentes;

(6) laminar la película adhesiva sensible a la presión de silicona curable sobre el sustrato del dispositivo a una presión de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 0,5 MPa;

(7) retirar el otro revestimiento antiadherente;

(8) laminar la película adhesiva sensible a la presión de silicona curable sobre el segundo sustrato del dispositivo a una presión de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 0,5 MPa; y/o un vacío de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 0,1 MPa, y/o a una temperatura de aproximadamente 30 a 80 °C.

En otro aspecto de la invención se dirige a un método para formar un dispositivo electrónico que comprende las etapas de:

(1) preparar la película adhesiva sensible a la presión de silicona curable preparada combinando un producto de reacción de fabricación de la película adhesiva sensible a la presión de silicona curable preparada combinando un producto de reacción de (i) un polímero de polidimetilsiloxano reactivo; (ii) una resina de silicona reactiva; (iii) un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano terminado en (met)acrilato; y (iv) un catalizador ácido o básico en un disolvente orgánico con (v) un iniciador de radicales; y opcionalmente (vi) una resina de silicio o un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano;

(2) recubrir la película entre dos revestimientos antiadherentes;

(3) curar la película adhesiva sensible a la presión de silicona curable entre los dos revestimientos antiadherentes, con una dosis de UVA&V 1-5 J/cm2 y/o calentar a 80-150 °C; por lo que la película adhesiva se adhiere sobre el primer dispositivo y los sustratos del segundo dispositivo;

(4) preparar un primer sustrato, en donde el sustrato puede ser una lámina protectora frontal o un sustrato posterior del dispositivo;

(5) retirar uno de los revestimientos antiadherentes;

(6) laminar la película adhesiva sensible a la presión de silicona curable sobre el sustrato del dispositivo a una presión de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 0,5 MPa;

(7) retirar el otro revestimiento antiadherente;

(8) laminar la película adhesiva sensible a la presión de silicona curable sobre el segundo sustrato del dispositivo a una presión de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 0,5 MPa; y/o un vacío de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 0,1 MPa, y/o a una temperatura de aproximadamente 30 a 80 °C.

Estos y otros aspectos de la invención se describen en la descripción detallada a continuación. En ningún caso, el sumario anterior debe interpretarse como una limitación sobre la materia objeto reivindicada, que se define únicamente por lo reivindicado como se establece en el presente documento.

Breve descripción del dibujo

La figura 1 muestra el barrido de temperatura RDA (curva de módulo frente a la temperatura en la deformación <30 %, 10 rad/s) de películas adhesivas sensibles a la presión de silicona curadas.

Descripción detallada de la invención

Todos los documentos citados en el presente documento se incorporan en su totalidad como referencia.

Porcentaje, a menos que se indique de manera expresa de otra manera, significa porcentaje en peso de sólidos secos basado en el peso total de los componentes.

Como se usa en el presente documento, un "oligómero" es un complejo molecular que consta de al menos dos unidades monoméricas pero menos que el número de unidades de un polímero.

Como se usa en el presente documento, un "polímero" es un complejo molecular que consta de unidades monoméricas mayores de aproximadamente 15 unidades monoméricas.

Como se usa en el presente documento, la expresión "ópticamente transparente" o "transparencia óptica" se refiere a la transmisión de una película del 90 % o más medida de acuerdo con la norma ASTM E903 a 500 nm.

Como se usa en el presente documento, las expresiones "adhesivo ópticamente transparente", y "OCA", usadas indistintamente, se refiere al adhesivo que tiene claridad óptica.

Como se usa en el presente documento, las expresiones "dispositivo" y "dispositivo electrónico", usadas indistintamente, hacen referencia a un artículo que tiene varios componentes como, circuitos o capas activas entre una lámina frontal protectora y una lámina posterior de sustrato, y que funciona manipulando el flujo de electrones, por ejemplo, pantallas, incluyendo pantallas flexibles y plegables, pantallas para exterior, pantallas LCD, pantallas LED; difusores; compensadores rígidos; calentadores; polarizadores flexibles; pantallas táctiles; celdas fotovoltaicas de película delgada flexible; teléfono móvil; PC en tableta; TV; PC portátil; cámara digital; marco de foto; navegación para automóviles; y similares.

Como se usan en el presente documento, los términos "película", "cinta", y "encapsulantes" usados indistintamente, se refieren a un adhesivo en una forma independiente que adhiere los componentes y/o sustratos juntos en los dispositivos.

Como se usa en el presente documento, el término "reactivo" se refiere a la capacidad de una molécula para hidrolizarse en presencia de un catalizador ácido o básico.

Como se usan en el presente documento, las expresiones "adhesivo sensible a la presión" o "PSA", usadas indistintamente, se refieren a un material viscoelástico que se adhiere instantáneamente a la mayoría de sustratos con una ligera aplicación de presión y que permanece permanentemente pegajoso.

Como se usan en el presente documento, las expresiones "poNdimetNsiloxano" o "PDMS" usadas indistintamente, se refieren a un polisiloxano sustituido con dimetilo.

Como se usan en el presente documento, las expresiones "polidimetilsiloxano funcionalizado con (met)acrilato, "PDMS funcionalizado con (met)acrilato" o "PDMS-DA" usadas indistintamente, se refieren a un polisiloxano sustituido con dimetilo, con grupos funcionales de (met)acrilato sellado en el extremo a, u>.

La invención proporciona una composición adhesiva sensible a la presión a base de silicona, curable, ópticamente transparente. La composición adhesiva sensible a la presión de silicona curable comprende (a) aproximadamente del 10 al 98 % de un producto de reacción, (b) aproximadamente 1 a aproximadamente 45 % de un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano funcionalizado con (met)acrilato, (c) aproximadamente 1 a aproximadamente 45 % de una resina de silicona o un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano, y (d) aproximadamente 0,001 a aproximadamente 5 % de un iniciador de radicales. El producto de reacción (a) comprende (i) un polímero de polidimetilsiloxano reactivo, que es un polímero de polidimetilsiloxano sellado en el extremo a, u> con un grupo funcional, (ii) una resina de silicona reactiva; y (iii) un catalizador ácido o básico que tiene un valor de pKa igual o menor que -6 o igual o mayor que 15. El adhesivo curado tiene una transmitancia superior al 90 % medida de acuerdo con la norma ASTM E903 a 500 nm. En otra realización, el adhesivo sensible a la presión a base de silicona, curable, ópticamente transparente, comprende (a) aproximadamente 95 aproximadamente 99,999 % de un producto de reacción en un disolvente orgánico de: (i) un polímero de polidimetilsiloxano reactivo, (ii) una resina de silicona reactiva, (iii) un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano funcionalizado con (met)acrilato y metoxilo; y (iv) un catalizador ácido o básico que tiene un valor de pKa igual o menor que -6 o igual o mayor que 15; (b) aproximadamente 0,001 a aproximadamente 5 % de un iniciador de radicales; y (c) opcionalmente, hasta un 45 % de una resina de silicio o un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano. El adhesivo curado tiene una transmitancia, medida de acuerdo con la norma ASTM E903 a 500 nm, de más del 90 %.

La reacción entre el polidimetilsiloxano reactivo y la resina de silicona reactiva se produce en los sellados en el extremo a, u> del sitio del polidimetilsiloxano y en el sitio de la resina de silicona funcionalizada en presencia del catalizador en el disolvente orgánico. La relación del polímero u oligómero de polidimetilsiloxano reactivo a la silicona reactiva varía de 1:9 a 9:1. El producto de reacción es una red ligeramente reticulada covalentemente entre el polidimetilsiloxano y la resina de silicona y, sin embargo, esta red permanece soluble en disolvente orgánico.

El peso molecular promedio en peso (Mw) del polidimetilsiloxano sellado en el extremo a, u> reactivo es de aproximadamente 100 a aproximadamente 1.000.000 g/mol, preferentemente, de aproximadamente 400 a aproximadamente 350.000 g/mol. El polímero de polidimetilsiloxano reactivo preferiblemente está sellado en el extremo con un grupo reactivo como grupos hidroxilo y/o alcoxi. Otro polidimetilsiloxano sellado en el extremo a, u>, tales como los polímeros de diorganosiloxano, se puede usar. Otros sustituyentes de diorgano incluyen, por ejemplo, metilvinilo, metilfenilo, difenilo, metiletilo y 3,3,3-trifluoropropilmetilo. En una realización preferida, los sustitutos de diorgano son todos sustituyentes de dimetilo (PDMS).

Una resina de silicona reactiva es una red de polímero de silicona que contiene una combinación de R³SO ^1/2 (Unidad M), R²SO ^2/2 (Unidad D), RSiO3/2 (Unidad T) y/o SO ^4/2 (Unidad Q) en la estructura química Si-O-Si en forma de jaula. Se puede realizar de acuerdo con los procedimientos de los documentos US2676182, US2814601 y también se obtiene de diversas fuentes comerciales. La resina de silicona funcionalizada preferida es una resina de silicona que tiene tanto la unidad M como la unidad Q, también conocida como resina MQ. Las resinas de silicona MQ reactivas útiles en la invención incluyen resinas de silicona que contienen de 0,05 a 5 por ciento en peso de grupo hidroxilo unido a silicona y además comprenden unidades M y Q en una relación molar de 0,5-1,5 unidades M por cada Q. La resina MQ es soluble en tolueno, xileno, heptano y similares. Los grupos R preferidos de la unidad M en la resina MQ son metilo e hidroxilo. La relación molar de SO ^4/2 (Unidad Q) a R³SO ^1/2 (Unidad M) varía de 1:2 a 2:1. Un grupo R preferido es una combinación de grupos hidroxilo y metilo, con 0,001 a 1 Si-OH por cada Si-Me. La resina MQ preferida tiene un peso molecular promedio en peso de la resina de silicona funcionalizada de aproximadamente 500 a aproximadamente 200.000 g/mol.

Los catalizadores útiles pueden ser cualquier ácido o base y mezclas de los mismos. Los catalizadores preferidos tienen un valor de pKa que tiene un valor de pKa igual o menor que -6 o igual o mayor que 15 en un disolvente de hidrocarburo. Ejemplos del catalizador preferido son KOH, NaOH, LiOH, reactivos de organolitio, reactivos de Grignard, ácido metanosulfónico, ácido sulfúrico o mezclas de los mismos. Otros ejemplos del catalizador incluyen sales organometálicas de metales como estaño, titanio, aluminio, bismuto. También se puede usar la combinación de más de un tipo de los catalizadores anteriores.

La reacción para formar el producto de silicona no curable se realiza en un disolvente orgánico o codisolventes, seleccionados de los hidrocarburos alifáticos, hidrocarburos aromáticos, éteres dietílicos, tetrahidrofurano, cetonas, acetatos, agua y mezclas de los mismos. Los disolventes preferidos incluyen xileno, tolueno, heptano, tetrahidrofurano y mezclas de los mismos.

La reacción del polímero PDMS reactivo y la resina de silicona MQ reactiva puede tener lugar a temperatura ambiente o a temperaturas elevadas o hasta aproximadamente 160 °C. La temperatura preferida está en el intervalo de 60 a 150 °C. Normalmente, la reacción es de aproximadamente 1 a aproximadamente 24 horas. Se puede continuar el calentamiento hasta que se logren las propiedades físicas deseadas, como la adhesión o el módulo de pelado en T para el producto de reacción. El contenido de sólidos de la reacción es de aproximadamente 20 al 80 % y se puede ajustar añadiendo o eliminando disolvente.

A continuación, se combina aproximadamente del 10 al 98 % del producto de reacción anterior con el resto de componentes para formar un adhesivo sensible a la presión ópticamente transparente. Un componente es un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano que contiene grupos funcionales reactivos de radicales libres. Preferentemente, el PDMS funcional (i) tiene un peso molecular promedio en peso (Mw) de aproximadamente 400 a aproximadamente 350.000 g/mol y (ii) contiene al menos un grupo funcional reactivo con radicales libres por cadena de polímero o de oligómero. Un PDMS funcional preferido es un polímero u oligómero de PDMS funcionalizado con (met)acrilato. Preferiblemente, se añade de aproximadamente 1 a aproximadamente 45 % del polímero u oligómero PDMS funcionalizado con (met)acrilato al producto de reacción para formar la composición adhesiva sensible a la presión de silicona curable.

El grupo funcional para el polímero u oligómero de PDMS se selecciona preferiblemente de metacrilatos terminales, metacrilatos pendientes, acrilatos terminales, /o acrilatos pendientes. Ejemplos de oligómeros o macrómeros (met)acrílicos de siloxano incluyen mono (met)acrilato de polidimetilsiloxano, por ejemplo, (met)acrilatos de trialcoxilsililo, (met)acrilatos o metacrilatos de dialcoxisililo. Los macrómeros (met)acrílicos de siloxano preferidos son acrilatos o metacrilatos de PDMS funcionales de trimetoxilsililo y dimetoximetilsililo. El macrómero (met)acrílico de siloxano tiene un contenido de aproximadamente 0,2 a 50 por ciento en peso basado en el peso total de monómeros (met)acrílicos. La cantidad de macrómero (met)acrílico que contiene polisiloxano se utilizará típicamente en cantidades de 0,2 a 50 por ciento en peso, más preferentemente, 1 a 15 por ciento en peso del polímero acrílico. Polímeros u oligómeros de PDMS funcionales ilustrativos incluyen, pero sin limitación, polidimetilsiloxano di(met)acrilado, silquiloxano, monómeros de silano, de Gelest, etc. Un PDMS funcional particularmente preferido es el PDMS terminado en metacriloxipropildimetoxi fabricado por Henkel Corporation, como se describe en el documento US5300608.

Otro polímero acrílico que se puede usar ventajosamente como grupo funcional en el PDMS funcional reactivo son polímeros acrílicos que comprenden grupos funcionales alcoxisililo sellados en el extremo o copolímeros injertados o bloqueados con polisiloxano. Ejemplos de grupos funcionales alcoxisililo sellados en el extremo son grupos funcionales trialcoxilsililo, dialcoxisililo. Los grupos funcionales alcoxisililo sellados en el extremo preferidos son grupos funcionales trimetoxilsililo, dimetoximetilsililo, trietoxilsililo y/o dietoximetilsililo. Ejemplos de tales polímeros son el polímero MS de Kaneka. También son útiles los copolímeros en bloque. Un ejemplo de un copolímero en bloque de polisiloxano es el copolímero en bloque acrílico de polidimetilsiloxano. La cantidad preferida de bloque de siloxano es del 10 al 50 por ciento en peso del polímero en bloque completo.

El adhesivo sensible a la presión ópticamente transparente comprende además una resina de silicona o un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano. La resina de silicona o el polímero u oligómero de polidimetilsiloxano está presente en un nivel de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 45 %.

La resina de silicona puede ser la misma resina MQ que se usó previamente para formar lo descrito anteriormente en el producto de reacción entre PDMS funcionalizado con (met)acrilato y la resina de silicona. Otras resinas de silicona MQ preferidas contienen vinilo, fenilo, (met)acriloxi y mezclas de los mismos en unidades M. Las resinas de silicona MQ también se pueden tratar con Me3SiOSiMe3, ViMe²SiOSiMe²Vi, MeViPhSiOSiPhViMe, Me3SiNHSiMe3 o triorganosilano como Me²SiCl, Me²ViSiCl o MeViPhSiCl para reducir la cantidad de Si-OH en la resina de silicona. La relación molar de SiO4/2 (Unidad Q) a R3SiO1/2 (Unidad M) varía de 1:2 a 2:1. La resina de silicona preferida tiene un peso molecular promedio en peso de la resina de silicona funcionalizada de aproximadamente 500 a 200.000 g/mol. La composición adhesiva sensible a la presión de silicona curable comprende de aproximadamente 1 a aproximadamente 45 % de la resina de silicona.

El polímero u oligómero de polidimetilsiloxano puede ser el mismo PDMS que el descrito previamente para formar el producto de reacción entre el PDMS y la resina de silicona o un polímero u oligómero de PDMS no reactivo. Otro polímero u oligómero de polidimetilsiloxano preferido contiene grupos con extremo metilo, vinilo, epoxi, alcoxilo para mejorar la adhesión o tienen propiedades de curado doble. Otro polímero u oligómero de polidimetilsiloxano preferido es un copolímero en bloque de polidimetilsiloxano con poliimida, poliéster, poliéter, polietilenglicol, polipropilenglicol, que es compatible con el adhesivo curable y proporciona adhesión a varios sustratos. En una realización, el polímero u oligómero de PDMS está sellado en el extremo a, u> con grupos metilo, hidroxilo, hidruro, vinilo, (met)acriloxi. El polímero u oligómero de polidimetilsiloxano tiene un peso molecular promedio en peso (Mw) de aproximadamente 400 a 350.000 g/mol.

El adhesivo sensible a la presión comprende además un iniciador de radicales que genera radicales libres y cura el adhesivo mediante curado por radiación o curado por calor. El término curado por radiación en el presente documento se refiere a reticulación, endurecimiento, fraguado o vulcanización de la parte curable de los adhesivos mediante exposición a radiación actínica. La radiación actínica es una radiación electromagnética que induce un cambio químico en un material, incluido el curado por haz de electrones. En la mayoría de los casos, dicha radiación es ultravioleta (UV) o luz visible. El inicio del curado por radiación se logra mediante la adición de un fotoiniciador apropiado. El curado del adhesivo se logra mediante exposición directa a luz ultravioleta (UV) o visible o mediante exposición indirecta a través de una lámina protectora transparente que está fabricada en poliéster, policarbonato, vidrio y similares.

La selección de un fotoiniciador para el adhesivo curable por radiación es familiar para los expertos en la técnica del curado por radiación y por calor, y depende en gran medida de las aplicaciones específicas en las que se van a usar los adhesivos. El fotoiniciador es un ftoiniciador escindible con Uv y puede comprender uno o más tipos de fotoiniciadores y opcionalmente uno o más fotosensibilizadores. El sistema de iniciación de la fotopolimerización por radicales que comprende uno o más fotoiniciadores y fotosensibilizadores se puede encontrar en Fouassier, J-P.,Photoinitiation, Photopolymerization and Photocuring Fundamentals and Applications 1995, Hanser/Gardner Publications, Inc., Nueva York, NY. Los fotoiniciadores de radicales adecuados incluyen iniciadores de escisión alfa de Tipo I tales como derivados de acetofenona tales como 2-hidroxi-2-metilpropiofenona y 1-hidroxiciclohexil fenil cetona; derivados de óxido de acilfosfina tales como óxido de bis(2,4,6-trimetilbenzoil) fenilfosfina; y derivados de éter de benzoína tales como éter metílico de benzoína y éter etílico de benzoína. Los fotoiniciadores de tipo II también son adecuados para el adhesivo curable, e incluyen benzofenona, isopropiltioxantona y antroquinona. También se pueden usar muchos derivados sustituidos de los compuestos mencionados anteriormente.

Un fotoiniciador adecuado es uno que exhibe un espectro de absorción de luz que es distinto al de las resinas y otros aditivos en el adhesivo. La cantidad de fotoiniciador está típicamente en un intervalo de aproximadamente 0,001 a aproximadamente 10 partes, preferentemente, de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 1 partes, basado en las 100 partes de peso total del adhesivo.

En una realización, el adhesivo se cura a través de una lámina protectora transparente óptica o una lámina frontal, y el fotoiniciador debe ser capaz de absorber radiación en longitudes de onda para las cuales las láminas protectora o de sustrato son transparentes. Por ejemplo, si un adhesivo se va a curar a través de una placa protectora de vidrio de cal sodada, el fotoiniciador debe tener una absorbancia UV significativa por encima de 320 nm. La radiación UV por debajo de 320 nm será absorbida por la placa protectora de vidrio de cal sodada y no puede alcanzar el fotoiniciador en las películas adhesivas. En este ejemplo, sería beneficioso incluir un fotoiniciador desplazado al rojo, o un fotosensibilizador con el fotoiniciador como un sistema fotoiniciador, para aumentar la transferencia de energía al fotoiniciador. Si un adhesivo se va a curar a través de una película de PET con absorbancia de corte a 400 nm o menos, el fotoiniciador debe tener una absorbancia UV superior a 400 nm. Ejemplos de tales fotointiadores incluyen, pero sin limitación, IRGACURE® 819, IRGACURE® 2022, LUCIRIN® TPO, LUCIRIN® TPO-L, que están disponibles en el mercado de BASF. El intervalo de radiación UV puede modificarse según sea necesario, y tales modificaciones están dentro de la experiencia del experto en la técnica.

La expresión "curado por calor" en el presente documento se refiere a endurecimiento, fraguado o vulcanización de la parte curable del adhesivo mediante exposición al calor en el horno, infrarrojo (IR), infrarrojo cercano o microondas. La temperatura de curado por calor está entre 50-200 °C, preferiblemente 60-100 °C. La iniciación del curado por calor se logra mediante la adición de un iniciador de radicales térmico apropiado.

Los iniciadores de radicales para el curado por calor incluyen peróxidos, como, 1,1,3,3-tetrametilbutil peroxi-2-etilhexanoato, 1,1-bis(t-butilperoxi)ciclohexano, 1,1-bis (t-butilperoxi) ciclododecano, peroxiisoftalato de di-t-butilo, peroxibenzoato de t-butilo, peróxido de dicumilo, peróxido de t-butil cumilo, 2,5-dimetil-2,5-di(t-butilperoxi)hexano, 2,5-dimetil-2,5-di (t-butilperoxi)-3-hexino e hidroperóxido de cumeno. La cantidad de iniciador para el curado por calor se encuentra típicamente en un intervalo de aproximadamente 0,001 a aproximadamente 10 partes basado en 100 partes del peso total del adhesivo.

En una realización, el iniciador de curado térmico se selecciona deseablemente para proporcionar una temperatura de iniciación moderada, que sea lo suficientemente alta como para evitar la reticulación prematura, pero también lo suficientemente baja para evitar la exposición de dispositivos electrónicos a temperaturas excesivas. Las temperaturas excesivamente altas pueden degradar los componentes orgánicos reactivos dentro de los dispositivos. Ejemplos de iniciadores térmicos de radicales libres adecuados disponibles en el mercado incluyen, pero sin limitación, LUPEROX TBEC de United Initiators, TRIGONOX 101 y TRIGONOX 201 de Akzo Nobel Polymer Chemicals, LUPEROX 101 y LUPEROX 231 de Arkema, DICUP de GEO Specialty Chemicals, 2,5-Dimetil-2,5 BIS (íer-Butil peroxi) hexino-3, como los disponibles bajo la denominación comercial LUPEROX 130 de Arkema, TRIGONOX 145 de Akzo Nobel Polymer Chemicals; Peróxido de di-ferc-butilo como los disponibles bajo la denominación comercial TRIGONOX B de Akzo Nobel Polymer Chemicals. Las temperaturas de curado típicas para estos iniciadores de radicales libres suelen oscilar entre aproximadamente 80 y aproximadamente 150 °C, pero las temperaturas se pueden aumentar para curados más rápidos.

Opcionalmente, además, se pueden añadir cargas inorgánicas y desecantes al adhesivo curable de la invención. Las cargas inorgánicas se pueden utilizar para mejorar la fuerza cohesiva, reología y propiedades de barrera contra la humedad y el oxígeno de los adhesivos. Las cargas representativas incluyen, pero sin limitación, cuarzo molido, sílice fundida, sílice amorfa, talco, perlas de vidrio, grafito, negro de carbono, alúmina, los polvos de metal, arcillas, grafeno, nanoarcilla, mica, nitruro de aluminio y nitruro de boro. Los desecantes pueden añadirse al adhesivo curable de la invención para mejorar las propiedades de barrera contra la humedad del adhesivo. Se puede encontrar una lista representativa de tales desecantes en Dean, J. Lange's Handbook of Chemistry, 1999, McGraw Hill, Inc., Nueva York, NY, págs. 11,5. En general, los desecantes adecuados incluyen óxidos metálicos, como, CaO, BaO, MgO; otros óxidos, como SiO² , P²O⁵ , Al2O3; hidruros metálicos, como CaH² , NaH, LiAlH4; sales metálicas, como CaSO4, Na2SO4, MgSO4, CaCO3, K2CO3y CaCl² ; zeolitas en polvo, como tamices moleculares 4A y 3A; percloratos metálicos, como, Ba(ClO4)2, Mg(ClO4)2; polímeros superabsorbentes, como, poli(ácido acrílico) ligeramente reticulado; y metales que reaccionan con el agua, como calcio. Los desecantes son capaces de reaccionar con, absorber o adsorber agua y/o vapor de agua.

Opcionalmente, promotores de adhesión poliméricos y/u oligoméricos hidrolizables de silano pueden añadirse además al adhesivo curable de la invención. Ejemplos de promotores de adhesión de silano que son útiles incluyen, pero sin limitación, trialcoxisilano de alquilo C3-C24, (met)acriloxipropiltrialcoxisilano, cloropropilmetoxisilano, viniltrimetoxisilano, viniltrietoxisilano, viniltrismetoxietoxisilano, vinilbencilpropiltrimetoxisilano, aminopropiltrimetoxisilano, viniltriacetoxisilano, glicidoxipropiltrialcoxisilano, beta.- (3,4-epoxiciclohexil)etiltrimetoxisilano, mercaptopropilmetoxisilano, aminopropiltrialcoxisilano y similares. Sin embargo, los promotores de adhesión de silano que reaccionan y degradan cualquier componente orgánico activo no deben agregarse a los adhesivos destinados a su uso en dispositivos electrónicos. Ejemplos de promotores de adhesión poliméricos y/u oligoméricos funcionales que son útiles incluyen, pero sin limitación, polímero u oligómero de PDMS hidrolizable, por ejemplo, el PDMS está sellado en el extremo con grupos (met)acrilatos de trialcoxilsililo, (met)acrilatos o metacrilatos de dialcoxisililo. El promotor de adhesión se utilizará típicamente en cantidades de 0,2 a 40 por ciento en peso, más preferentemente, 1 a 20 por ciento en peso del PSA de silicona curable total. Un promotor de adhesión polimérico y/u oligomérico particularmente preferido es el PDMS terminado en metacriloxipropildimetoxi fabricado por Henkel Corporation, de acuerdo con el documento US5300608. Ocasionalmente, como se sabe en la técnica, el catalizador está junto con los promotores de adhesión para obtener mejores resultados, en cantidades típicas de 0,001 a 5 por ciento en peso del PSA de silicona curable total. Ejemplos de tales catalizadores que son útiles incluyen, pero sin limitación, aminas, catalizador promotor de adhesión y catalizador de estaño, por ejemplo, dilaurato de dibutilestaño.

En otra realización, la relación de (i) el polímero de polidimetilsiloxano reactivo a (ii) la resina de silicona reactiva a (iii) el polímero u oligómero de polidimetilsiloxano funcionalizado con (met)acrilato y/o metoxilo varía de 1:8 a 1:8 a 1:8.

La solución de adhesivos de la invención tiene un intervalo de viscosidad Brookfield de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 100 Pas (100 a aproximadamente 100.000 cps) en el intervalo de aproximadamente 20-40 °C, preferiblemente de aproximadamente 1 Pas a aproximadamente 10 Pas (1.000 a aproximadamente 10.000 cps) a 25-30 °C. Dichos intervalos de viscosidad permiten que el adhesivo se pueda revestir en películas de 15-250 um de espesor a temperatura ambiente. La viscosidad es ajustable en % de sólidos del 20 al 80 %. La solución adhesiva se puede recubrir en películas de PSA para ensayos de laboratorio utilizando el aplicador de película de solución en el laboratorio. El procedimiento de revestimiento es bien conocido por los expertos en la técnica. La película de PSA se puede curar con UV con bombilla D (Fusion Systems) con una dosis de UVA&V 1-5 J/cm2, o curar por calor al calentar a > 80 °C durante 30 min.

La película adhesiva de PSA tiene un módulo bajo cuando se cura con UV o por calor, especialmente en el intervalo de temperatura de -40 a 80 °C. El módulo de elasticidad bajo indica que un adhesivo es suave y puede humedecer fácilmente sustratos rugosos para rellenar huecos. Debido al bajo módulo, la película adhesiva tampoco impondrá ningún Mura en un dispositivo de visualización electrónico, por ejemplo, LCD, mientras mejora significativamente el rendimiento del dispositivo de visualización. Mura se puede minimizar si las películas adhesivas ópticamente transparentes son suaves después del curado en un amplio intervalo de temperaturas. La medición del módulo de elasticidad es bien conocida por un experto en la materia. Los valores del módulo elástico registrados en el presente documento se han medido con una fotorreometría o RDA. El módulo de cizalla elástica (G') del adhesivo curado debe ser preferiblemente menor de 1,0x106 Pa (107 dina/cm2) a 20 °C y 10 rad/s después del curado.

La composición adhesiva sensible a la presión de silicona curada se encuentra en un disolvente orgánico con un porcentaje de contenido de sólidos de aproximadamente 30 a aproximadamente 80 % en peso. Los disolventes orgánicos preferidos incluyen hidrocarburos alifáticos, hidrocarburos aromáticos, éter dietílico, tetrahidrofuranos.

La película adhesiva curada debe tener una buena resistencia al pelado de los sustratos. La adhesión equilibrada al pelado y el módulo blando son importantes para evitar la deslaminación entre la capa adhesiva y el sustrato, cuando los dispositivos electrónicos flexibles están sujetos a flexión, o dispositivos rígidos en posición vertical durante un largo período de tiempo. El ensayo de adhesión al pelado en T se realizó en Instron, de acuerdo con la norma ASTM D1876, una medición bien conocida por un experto en la materia. El ensayo de pelado en T, norma ASTM D1876, evalúa la fuerza requerida para separar progresivamente dos adherentes flexibles, unidos. Las variaciones en la preparación de la muestra de ensayo tal como curado adhesivo, espesor del adhesivo, adherentes y acondicionamiento proporcionan información para la optimización en los procesos y la aplicación. El PSA de silicona curada de la invención tiene preferiblemente una adhesión al pelado en T de > 0,10 N/m (15 onza/pulg.) entre sustratos de PET.

La adhesión al pelado 180 se puede realizar en Instron, de acuerdo con las normas PSTC 101 o ISO 8510 o ASTM D3330, mediciones bien conocidas para un experto en la materia. La película de PSA de silicona curada de la invención tiene preferiblemente una adhesión al pelado 180 de >0,18 N/m (25 onza/pulg.) entre el PET y el panel de acero inoxidable.

Las propiedades ópticas (% de T, % de turbidez e índice de amarillo b*) de la película de PSA curada se pueden medir con Cary 300 de Agilent, de acuerdo con las normas ASTM E903 y ASTM D1003. El adhesivo se considera ópticamente transparente, si la película adhesiva de silicona curada presenta una transmisión óptica de al menos el 90 %, preferiblemente > 99 % entre portaobjetos de vidrio, sobre el intervalo de 500-900nm, y con turbidez y amarillez b* <1 %.

En una realización, la solución de PSA de silicona curable se forma preparando primero un producto de reacción de (i) un polímero de polidimetilsiloxano sellado en el extremo a, w reactivo, (ii) una resina de silicona funcionalizada; y (iii) un catalizador ácido o básico en un disolvente orgánico para formar una red reticulada de silicona soluble y no curable; y después combinar el producto de reacción con (iv) 5-45 % de un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano terminado en (met)acrilato; (v) 5-45 % de resinas de silicona; (vi) 0,001-5 % de un iniciador de radicales; y (vii) opcionalmente, 0-45 % de un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano.

El adhesivo se puede formar como una película de PSA aplicando la solución adhesiva sobre un revestimiento antiadherente como revestimiento, con un peso específico en gramos por metro cuadrado (GPSM), y dejando que el disolvente se evapore en el aire o en el horno a una temperatura elevada. Se aplica un segundo revestimiento antiadherente sobre la película de PSA sustancialmente libre de disolventes, para formar una película laminada de PSA entre los dos revestimientos antiadherentes. Los revestimientos antiadherentes ilustrativos incluyen película de PET, papel Kraft con recubrimientos antiadherentes de fluorosilicona.

La película de PSA de silicona curable se puede suministrar como una película sin curar, denominada película ópticamente transparente curable por UV (UVOCA); o película ópticamente transparente curable por calor (HOCA). Además, la película de PSA de silicona curable se puede suministrar como una película completamente curada, como se llama película ópticamente transparente (OCA). La condición de curado recomendada es por UV con una dosis de UV 1-5 J/cm2, o al calentar a > 80 °C. La película de PSA de silicona puede soportar temperaturas de transporte y almacenamiento bajo tensión. Esta película de PSA mantiene la sensibilidad a la presión a -40 °C o menos y con un flujo de frío mínimo o nulo durante el almacenamiento. Las láminas y los rollos se pueden troquelar posteriormente en tamaños y formas deseables.

El dispositivo electrónico que utiliza la película adhesiva de silicona de la invención se monta de varias formas. En una realización, la película de PSA se coloca entre los dos sustratos de revestimiento antiadherente como se describió anteriormente, y se retira un revestimiento antiadherente. La película adhesiva expuesta se lamina a la lámina de la cubierta frontal o al sustrato posterior del dispositivo. Posteriormente, el otro revestimiento antiadherente se retira de la película de PSA y la superficie adhesiva expuesta se lamina después a la lámina frontal restante o al sustrato. Se puede usar un proceso de laminado con un laminador de rodillos de goma, bajo presión en autoclave, calor y/o vacío para mejorar la laminación y evitar huecos o atrapar aire. Si la película de PSA no se cura como en forma de UVOCA o HOCA, el dispositivo laminado debe someterse después a un curado con radiación UV o calentamiento para reticular la película de PSA y adhiere firmemente la lámina de la cubierta frontal al sustrato posterior.

En otra realización, la película adhesiva se lamina a la lámina de la cubierta frontal y al sustrato posterior simultáneamente. Se calienta con una temperatura que varíe entre aproximadamente 40 °C y aproximadamente 150 °C. Se puede aplicar vacío y/o presión para mejorar la laminación y eliminar cualquier aire atrapado (huecos) entre las capas. Preferentemente, la temperatura de laminación está por debajo de aproximadamente 110 °C, y en algunas aplicaciones por debajo de aproximadamente 80 °C porque los componentes activos orgánicos en los dispositivos electrónicos pueden descomponerse a temperaturas superiores a 120 °C. Si la película de PSA no se cura como en forma de UVOCA o HOCA, el dispositivo laminado debe someterse después a un curado con radiación UV o calentamiento para reticular la película de PSA y adhiere firmemente la lámina de la cubierta frontal al sustrato posterior.

El curado UV se completa exponiendo la película adhesiva a una fuente de luz UV que tiene una longitud de onda de aproximadamente 280 a aproximadamente 700 nm, con una dosis de aproximadamente 1-5 J/cm2. El curado térmico se completa calentando a temperaturas de aproximadamente > 80 °C, preferiblemente a 120 °C durante un período de tiempo.

En otra realización, el adhesivo se cura primero y luego se lamina sobre la lámina de la cubierta frontal y el sustrato posterior. La película adhesiva curada sensible a la presión todavía tiene suficiente pegajosidad y agarre y se adhiere a los sustratos.

En todavía otra realización, la película adhesiva de la invención puede estar en forma de una sola capa o de varias capas en el dispositivo. La película de una sola capa se refiere al adhesivo descrito en la invención como la sola y única película para adherir la cubierta y el sustrato entre sí. Para una forma multicapa, al menos una de las capas es el adhesivo descrito en la invención, y el dispositivo incluye además otra(s) capa(s) que pueden estar fabricadas de otro sustrato o material(es) polimérico(s) adecuado(s), por ejemplo, copolímeros de a-olefinas y ácidos carboxílicos a, p-etilénicamente insaturados (es decir, copolímeros ácidos), copolímeros de ácido iónico parcialmente neutralizados (es decir, ionómeros), copolímeros de etileno/acetato de vinilo, acetales de polivinilo) (incluidos acetales de polivinilo de calidad acústica), poliuretanos, poli(cloruros de vinilo), polietilenos (por ejemplo, polietilenos lineales de baja densidad), elastómeros de copolímero de bloque de poliolefina, copolímeros de a-olefinas y ésteres de ácido carboxílico a, p-etilénicamente insaturados (por ejemplo, copolímeros de etileno acrilato de metilo y copolímeros de etileno butil acrilato), elastómeros de silicona, resinas epoxi y combinaciones de las mismas.

El adhesivo curable de la invención es útil para dispositivos de visualización que requieren claridad óptica y/o sensorial táctil.

En una realización, el adhesivo curable descrito en el presente documento es útil como adhesivo ópticamente transparente (OCA) o como película adhesiva ópticamente transparente curable por rayos ultravioleta (UVOCA) para unir conjuntos ópticos. Los términos OCA y UVOCA están bien establecidos en la técnica. La película OCA y UVOCA une la lente protectora, plástico u otros materiales ópticos al sustrato del módulo de visualización. OCA y UVOCA se utilizan generalmente para mejorar las características ópticas del dispositivo, incluyendo minimizar el Mura, así como mejorar la durabilidad y la eficiencia del proceso. Las principales aplicaciones de OCA y UVOCA incluyen paneles táctiles capacitivos, televisores LED/OLED.

En una realización particular, la película de PSA de silicona curable de la invención es particularmente útil como OCA o UVOCA para dispositivos de visualización flexibles y plegables que requieren resistencia a la curvatura de plegado y doblado.

Hay varias formas de incorporar la película OCA o UVOCA de la invención entre la lente protectora y el sustrato del módulo de visualización en dispositivos de visualización LCD, LED, de panel táctil. La película de OCA o UVOCA de la invención se aplica preferiblemente sobre la lente protectora. La película de OCA o UVOCA generalmente está protegida entre dos revestimientos antiadherentes, el primer revestimiento es más delgado (25-50 pm) y más fácil de quitar, y el otro es más grueso (75-100 pm) y tiene una mayor fuerza antiadherente. La película OCA o UVOCA, después de quitar el primer revestimiento, se aplica sobre la lente protectora presionando y laminando en una dirección con un rodillo de caucho. A continuación, se retira el segundo revestimiento antiadherente y la superficie expuesta de la película adhesiva se lamina al sustrato del módulo de visualización, preferiblemente al vacío (<0,1 MPa) y/o presión en autoclave (<0,5 MPa). Se prefiere la condición de vacío para una unión sin burbujas. También se puede aplicar calentamiento, preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 40 a aproximadamente 80 °C.

El UVOCA de la invención se cura a través del sustrato superior mediante exposición a irradiación electromagnética que comprende una longitud de onda que varía de 200 nm a 700 nm, preferentemente de 450 nm a 500 nm. El grado de curado se puede determinar midiendo la disminución de la absorción de IR en un pico de absorción que es característico de la química de la formulación correspondiente. Esto está bien establecido para el experto en la materia. La irradiación UV se puede suministrar con un sistema de emisión continuo de alta intensidad, como los disponibles en Fusion UV Systems. Una lámpara de halogenuro metálico, una lámpara LED, una lámpara de mercurio a alta presión, una lámpara de xenón, una lámpara de destello de xenón, etc. se pueden utilizar para curado UV, con un intervalo de energía de aproximadamente 1 a aproximadamente 5 J/cm2.

En una realización preferida, el sustrato superior se selecciona de una película de vidrio o polímero, preferiblemente películas de plástico, incluyendo en particular tereftalato de polietileno, polimetil(met)acrilato, película de poliimida y/o triacetato de celulosa (TAC). En otra realización preferida, el sustrato superior es un reflector, lente protectora, panel táctil, película retardante, vidrio retardante, LCD, lente lenticular, espejo, película antideslumbrante o antirreflectante, película anti-astillas, un difusor o un filtro de interferencias electromagnéticas. Por ejemplo, para aplicaciones de TV 3D, se adherirá un retardante de vidrio o película a una pantalla LCD para TV 3D pasiva, o se adherirá una lente lenticular o LCD TN a una LCD TFT normal para 3D a simple vista. El sustrato base es un módulo LCD con película polarizadora en la parte superior. El sustrato base puede ser un panel de visualización, seleccionado preferentemente entre una pantalla de cristal líquido, una pantalla de plasma, una pantalla de diodo emisor de luz (LED), una pantalla electroforética y una pantalla de tubo de rayos catódicos.

Sin embargo, en otra realización, el panel de visualización tiene una función táctil. El adhesivo de la invención y el proceso de aplicación de la invención pueden usarse para cualquier conjunto de sensor de panel táctil. El adhesivo de la invención puede usarse para unir sensores de panel táctil que requieren dos capas de vidrio recubierto de óxido de indio-estaño. El adhesivo se puede utilizar para unir lentes protectoras, en particular para llenar el espacio de aire en los sensores del panel táctil que utilizan una lente protectora, tales como (met)acrilato de polimetilo de plástico transparente y el sensor de panel táctil de vidrio. El adhesivo se puede utilizar para unir directamente la lente protectora a un módulo LCD. En otra realización, la invención comprende la posibilidad de dos o más sustratos superiores unidos uno tras otro sobre un sustrato base con el OCA o UVOCA de la invención entre capas.

En una realización, el adhesivo curable es útil como encapsulante para módulo/celda fotovoltaica flexible (usados indistintamente en el presente documento). El conjunto del módulo fotovoltaico incluye cualquier artículo o material que pueda convertir la luz en energía eléctrica. Al formar la celda fotovoltaica, la lámina o rollo encapsulante, que comprende la película adhesiva curable, se lamina al conjunto del módulo fotovoltaico. La celda fotovoltaica flexible, incluido el encapsulante, debe ser lo suficientemente transparente para permitir que la luz solar adecuada o la luz solar reflejada alcance las celdas fotovoltaicas y resista la curvatura de plegado y flexión durante su uso.

El adhesivo curable se puede volver a trabajar. Si se encuentra un defecto en un dispositivo electrónico, la película se puede quitar fácilmente de la lámina protectora o del sustrato. La película adhesiva permanece como una sola pieza sólida o se rompe en pocas piezas que se pueden quitar sin ningún disolvente o sin dañar los demás componentes del dispositivo. La lámina protectora y el sustrato se pueden reutilizar con otra película adhesiva para formar otro dispositivo electrónico.

Se pueden realizar muchas modificaciones y variaciones de esta invención sin apartarse de su espíritu y alcance, como resultará evidente para aquellos expertos en la materia. Las realizaciones específicas descritas en el presente documento se ofrecen solo a modo de ejemplo y la invención debe estar limitada solamente por los términos de las reivindicaciones adjuntas, junto con el alcance completo de equivalentes a los que tienen derecho dichas reivindicaciones.

Ejemplos

El elastómero 50N (Mw 110000 g/mol) es un polímero de silicona, disponible en el mercado de Wacker.

PDMS-DA es polidimetilsiloxano terminado en metacriloxipropildimetoxi, disponible en el mercado de Henkel.

MQ es una resina de silicona funcional de hidroxilo (Mw ~ 9000 g/mol) disponible en el mercado de Dow Corning, Momentive y Wacker.

El heptano, carbonato de amonio, n-butil litio (1,6 M en hexano) (nBuLi), hidróxido de potasio (solución acuosa 1,0 N) está disponible en el mercado de Aldrich.

TPO es un fotoiniciador, disponible en el mercado de BASF.

Ensayos Ensayo de barrido de temperatura: Se utilizó un Analizador Mecánico Dinámico Reométrico (Modelo RDA 700) para obtener los módulos elásticos (G'), módulo de pérdida (G") y tan delta frente al barrido de temperatura. El instrumento fue controlado por el software Rhios versión 4.3.2. Se utilizaron placas paralelas de 8 mm de diámetro y separadas por un espacio de aproximadamente 2 mm. La muestra se cargó y después se enfrió a aproximadamente -100 °C y se inició el programa de tiempo. El ensayo del programa aumentó la temperatura a intervalos de 5 °C seguido de un tiempo de remojo en cada temperatura de 10 segundos. El horno de convección se lavó continuamente con nitrógeno. La frecuencia se mantuvo a 10 rad/s. La deformación inicial al comienzo del ensayo fue del 0,05 % (en el borde exterior de las placas). Se utilizó una opción de autodeformación en el software para mantener un par medible con precisión durante todo el ensayo. La opción se configuró de manera que la tensión máxima aplicada permitida por el software fuera del 80 %. El programa de autodeformación ajustó la deformación en cada incremento de temperatura si se justificaba mediante el siguiente procedimiento. Si el par era inferior a 200 g-cm, la deformación aumentaba en un 25 % del valor actual. Si el par estaba por encima de 1200 g-cm, se redujo en un 25 % del valor actual. A pares entre 200 y 1200 g-cm no se realizó ningún cambio en la deformación a ese incremento de temperatura. El almacenamiento de cizalla o módulo elástico (G') y el módulo de pérdida de cizalla (G") se calculan por el software a partir de los datos de par y deformación. Su relación, G"/G', también conocido como tan delta, también se calculó. La Tg del bloque blando se tomó como el máximo en tan delta. La temperatura de flujo se trasladó como la temperatura donde los valores del módulo elástico y del módulo de pérdida son iguales entre sí: G"=G'.

Ensayo de pelado en T: El ensayo de adhesión al pelado en T se realizó en Instron Sintech 1/D, de acuerdo con la norma ASTM D1876. El procedimiento fue el siguiente: (1) transferir películas adhesivas entre dos películas PET de 0,05-0,08 mm (2-3 mil); (2) curar con UV el adhesivo laminado con bombilla D (Fusion Systems) con una dosis de UVA&V 1-5 J/cm2; (3) cortar muestras en tiras de 25,4 mm (1,0 pulgada) de ancho x 152,4-304,8 (6-12) de largo; (4) acondicionar a 23 °C y 50 % de humedad relativa durante 12 h; (5) realizar la adhesión al pelado en T a 23 °C y 50 % de humedad relativa: sujetar cada extremo de la muestra de pelado en T en agarraderas de ensayo separadas del Instron a una velocidad de 0,006 m/s (12,0 pulg./min) de longitud de la línea de unión.

Ensayo de transmisión: Las propiedades ópticas (% de T, % de turbidez e índice de amarillo b*) se midieron con un espectrómetro, Cary 300 de Agilent, de acuerdo con las normas ASTM E903 y ASTM D1003. El método de ensayo preferido para la transmisión fue el siguiente: (1) colocar una pequeña película de adhesivo en un micro portaobjetos liso de 75 mm por 50 mm (un portaobjetos de vidrio de Dow Corning, Midland, MI), que se había limpiado tres veces con isopropanol; (2) adherir un segundo portaobjetos de vidrio sobre el adhesivo con fuerza; (3) curar el adhesivo con una bombilla D (Fusion Systems) a u Va y V 1-5 J/cm2; y medir la transmisión óptica de 300 a 900 nm con el espectrómetro.

Ejemplo 1: Una mezcla de polímero de polidimetilsiloxano (elastómero 50 N de Wacker, 15 g), resina de hidroxilo MQ (33 g), (NH4)2CO3 (0,3 g) y heptano (60 g) se agitó a 60 °C durante 2 h. Después, la mezcla de reacción se calentó a reflujo de heptano durante 2 horas, con una purga lenta de N². El producto se enfrió a temperatura ambiente y se rellenó en un frasco de vidrio.

Ejemplos 2-6: Los ejemplos 2-6 se prepararon combinando componentes adicionales con el ejemplo 1, como se expone en la Tabla 1.

Tabla 1.

Como se muestra en la Tabla 1, la adición de más MQ condujo a valores de pelado en T más altos y valores de módulo de cizalla G' más altos.

Ejemplo 7: Una mezcla de polímero de polidimetilsiloxano (15 g), resina de hidroxilo MQ (33 g) y heptano (60 g) se agitó a reflujo durante 2 horas, con manta de gas N². Se añadió catalizador nBuLi (0,3 ml, 1,6 M en hexano) y se mezcló la mezcla durante una hora más. La mezcla de reacción se purgó con CO² durante 1 hora, seguido de N² durante 1 hora. El producto se enfrió a temperatura ambiente y se rellenó en un frasco de vidrio.

Ejemplos 8-15: Los ejemplos 8-15 se prepararon combinando componentes adicionales con el ejemplo 7, como se expone en la Tabla 2.

Tabla 2.

Los productos de la reacción de n-butil litio tienen una mayor adhesión al pelado en T y una menor variación del módulo G' en el intervalo de temperatura de -40 a 80 °C, en comparación con los adhesivos hechos con catalizador de carbonato de amonio. Como se muestra en la Tabla 3, la adición de más MQ condujo a un mayor pelado en T y un mayor módulo de cizalla G'.

Los ejemplos 13-14 tienen un buen equilibrio de adhesión al pelado en T y módulo bajo en todo el intervalo de temperatura de 40 a 80 °C, en comparación con los ejemplos 7-12 (figura 1). Otras propiedades mecánicas y ópticas se muestran en la Tabla 3. Todos los ensayos de barrido de temperatura de RDA de los Ejemplos 12 y 13 se muestran en la Figura 1.

Tabla 3.

Ejemplos 16-17: Las condiciones de reacción para la porción reaccionada del Ejemplo 16 se hicieron similares a las del Ejemplo 1. La porción de reacción del Ejemplo 17 se preparó preparando una mezcla de polímero de polidimetilsiloxano (elastómero 50 N, 20 g), resina MQ de hidroxilo (30 g), polidimetilsiloxano terminado en metacriloxipropildimetoxi (10 g), Se agitó una solución de KOH (1,0 N, 0,05 g) y heptano (50 g) a 60 °C durante 2 h. La mezcla de reacción se purgó con CO² durante 1 hora, y seguido de N² durante 1 hora. Se añadió TPO (0,05 g) y se mezcló durante 30 minutos. El producto se enfrió a temperatura ambiente y se rellenó en un frasco de vidrio.

Tabla 4.

El ejemplo 16 fue una película débil con bajo pelado en T y módulo a 80 °C. El ejemplo 17 tuvo un pelado en T similar al del ejemplo 14, sin embargo, se gelificó en solución almacenada en el plazo de una semana.

Se pueden realizar muchas modificaciones y variaciones de la presente invención sin apartarse de su alcance, como resultará evidente para aquellos expertos en la materia. Las realizaciones específicas descritas en el presente documento se ofrecen solo a modo de ejemplo y la invención debe estar limitada solamente por los términos de las reivindicaciones adjuntas, junto con el alcance completo de equivalentes a los que tienen derecho dichas reivindicaciones.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Una composición adhesiva sensible a la presión de silicona curable que comprende una mezcla de:

(a) aproximadamente del 10 al 98 % de un producto de reacción de:

(i) un polímero de polidimetilsiloxano reactivo;

(ii) una resina de silicona reactiva; y

(iii) un catalizador ácido o básico que tiene un valor de pKa igual o menor que -6 o igual o mayor que 15;

(b) de aproximadamente 1 a aproximadamente 45 % de un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano funcionalizado con (met)acrilato;

(c) de aproximadamente 1 a aproximadamente 45 % de una resina de silicona o un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano; y

(d) aproximadamente 0,001 a aproximadamente 5 % de un iniciador de radicales; y

en donde el adhesivo curado tiene una transmitancia, medida de acuerdo con la norma ASTM E903 a 500 nm, de más del 90 %.

2. La composición adhesiva sensible a la presión de silicona curable de la reivindicación 1, en donde la relación del polímero de polidimetilsiloxano reactivo (i) a la resina de silicona reactiva (ii) varía de 1:9 a 9:1.

3. La composición adhesiva sensible a la presión de silicona curable de la reivindicación 1, en donde el polímero de polidimetilsiloxano reactivo (i) está sellado en el extremo a, w con un grupo hidroxilo y/o alcoxi.

4. La composición adhesiva sensible a la presión de silicona curable de la reivindicación 1, en donde la resina de silicona reactiva consiste en unidades siloxilo tetrafuncionales (SO ⁴/²) y unidades triorganosiloxi (R³SO ¹/²), en donde R es un grupo hidroxilo y un grupo metilo,

en donde la relación molar de las unidades del SO ^4/2 a R3SiO1/2 es de 1:2 a 2:1, y

en donde el peso molecular promedio en peso de la resina de silicona funcionalizada es de aproximadamente 500 a 200.000 g/mol.

5. La composición adhesiva sensible a la presión de silicona curable de la reivindicación 1, en donde el polímero u oligómero de polidimetilsiloxano funcionalizado con (met)acrilato es un polímero u oligómero de PDMS sellado en el extremo a, w con un grupo funcional acrilato o metacrilato, que tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 400 a 350.000 g/mol.

6. La composición adhesiva sensible a la presión de silicona curable de la reivindicación 1, en donde la resina de silicona (c) consiste en unidades siloxilo tetrafuncionales (SiO4/2) y unidades triorganosiloxi (R³SO ¹/²),

en donde R es independientemente, metilo, hidroxilo, hidruro, vinilo, grupo funcional (met)acriloxi, o mezclas de los mismos, en donde la relación molar de la unidad SO ^4/2 a R3SiO1/2 es de 1:2 a 2:1, y

en donde el peso molecular promedio en peso de aproximadamente 500 a 200.000 g/mol.

7. Una composición adhesiva sensible a la presión de silicona curable que comprende una mezcla de:

(a) aproximadamente del 95 al 99,999 % de un producto de reacción en un disolvente orgánico de:

(i) un polímero de polidimetilsiloxano reactivo;

(ii) una resina de silicona reactiva; y

(iii) un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano funcionalizado con (met)acrilato y metoxilo;

(iv) un catalizador ácido o básico que tiene un valor de pKa igual o menor que -6 o igual o mayor que 15;

(b) aproximadamente 0,001 a aproximadamente 5 % de un iniciador de radicales; y

(c) opcionalmente, hasta un 45 % de una resina de silicona o un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano; y

en donde el adhesivo curado tiene una transmitancia, medida de acuerdo con la norma ASTM E903 a 500 nm, de más del 90 %.

8. La composición adhesiva sensible a la presión de silicona curable de la reivindicación 7, en donde la relación del polímero de polidimetilsiloxano reactivo (i) a la resina de silicona reactiva (ii) a un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano funcionalizado con (met)acrilato y metoxilo (iii) varía de 1-8:1-8:1-8.

9. Un método para formar una película adhesiva sensible a la presión de silicona curable que comprende las etapas de:

(1) preparar un producto de reacción de (i) un polímero de polidimetilsiloxano reactivo, (ii) una resina de silicona reactiva; y (iii) un catalizador ácido o básico en un disolvente orgánico para formar una red de silicio no curable; y (2) combinar la red de silicio no curable con (iv) de aproximadamente 5 a aproximadamente 45 % de un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano terminado en (met)acrilato, (v) de aproximadamente 5 a aproximadamente 45 % de una resina de silicona; (vi) de aproximadamente 0,001 a aproximadamente 5 % de un iniciador de radicales, y (vii) opcionalmente, un polímero u oligómero de polidimetilsiloxano que tiene un peso molecular promedio en peso de menos de aproximadamente 350.000 para formar una solución en un disolvente orgánico;

(3) preparar un primer revestimiento antiadherente;

(4) recubrir con la solución el primer revestimiento antiadherente;

(5) evaporar el disolvente orgánico de la película revestida para formar una película sustancialmente libre de disolvente; y

(6) laminar un segundo revestimiento antiadherente sobre la película sustancialmente libre de disolvente.

10. El método para formar una película adhesiva sensible a la presión de silicona curable de la reivindicación 9, en donde la evaporación del disolvente orgánico incluye exponer la mezcla a una temperatura de aproximadamente 40 a aproximadamente 150 °C.