TWI516562B - 包含應力消除光學附著劑之光學組件及其製造方法 - Google Patents

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Description

包含應力消除光學附著劑之光學組件及其製造方法
本發明係關於包含光學附著劑之光學組件。
光學透明附著劑(OCA)在光學顯示器方面獲得廣泛應用。在顯示器應用中，可使用光學結合將光學元件(諸如顯示面板、玻璃板、觸控面板、漫射體、硬質補償器、加熱器及可撓性膜(諸如偏光器及延遲器))附著在一起。光學透明附著劑通常用於觸摸顯示器(例如電容性觸摸顯示器)中之結合。光學透明附著劑不僅提供基板之機械結合，且其亦可藉由消除會降低亮度及對比度之氣隙來極大提高顯示器之光學品質。可藉由最小化內部反射面數目來改良顯示器之光學效能，因此可能需要移除或至少最小化顯示器中光學元件之間的氣隙數。
新穎電子顯示器產品(諸如無線閱讀裝置)之發展使得對具有應力消除性質以結合顯示器之光學透明附著劑之需要增加。最近，需要軟光學透明附著劑-在寬溫度範圍內具有低模數及高tan δ值(如由動態機械分析(dynamic mechanical analysis；DMA)量測)之附著劑。該等軟光學透明附著劑可對濃墨實現良好濕潤，該等濃墨當沈積於顯示器上時通常具有例如50 μm之厚度。軟光學透明附著劑亦可消除可在顯示器裝置之初始組裝期間產生之應力。
因此，需要用於電子顯示器上之應力消除軟光學透明附著劑。需要對具有優良光學特性之顯示基板具有優良附著性且抗氣泡形成(尤其在曝露於熱及濕氣一段時間後)之光學透明附著劑。亦需要適用於該等目的之液體光學透明附著劑及附著片。
在一態樣中，提供光學組件，其包含顯示面板、實質上透明基板及安置於顯示面板與實質上透明基板之間的附著層，該附著層包含可互溶摻合物之反應產物，該摻合物包含丙烯酸系寡聚物、包含一或多種單官能(甲基)丙烯酸酯單體混合物之反應性稀釋劑、及自由基產生引發劑，其中丙烯酸系寡聚物包含衍生自(甲基)丙烯酸酯單體之丙烯酸系寡聚物。自由基引發劑可包含光引發劑且反應產物可包含光反應產物。丙烯酸系寡聚物可包含丙烯酸系多元醇。顯示面板可為電子裝置之部件且可為液晶顯示器、電漿顯示器、發光二極體(LED)顯示器、電濕潤顯示器或陰極射線顯示器。附著劑組合物亦可包含增塑劑、增黏劑、填充劑或其組合。附著劑組合物可藉由曝露於能量(包含熱或光化輻射)來固化。熱或光化輻射可由引發劑或光引發劑吸收以引發產生反應產物之反應。
在另一態樣中，提供製造光學組件之方法，其包含提供顯示面板及實質上透明基板，在顯示面板上安置反應性附著劑組分之可互溶摻合物，使基板與附著劑組分接觸以形成顯示面板、附著劑組分及基板之光學透明層板，及使光學組件曝露於至少部分地由引發劑吸收之能量，其中可互溶摻合物包含丙烯酸系寡聚物、包含一或多種單官能(甲基)丙烯酸酯單體混合物之反應性稀釋劑、及自由基產生引發劑，其中丙烯酸系寡聚物包含衍生自(甲基)丙烯酸酯單體之丙烯酸系寡聚物。寡聚物可包含丙烯酸系多元醇。
在又一態樣中，提供製造光學組件之方法，其包含提供顯示面板及實質上透明基板，及層壓設置於顯示面板與實質上透明基板之間的固化附著劑。固化附著劑可如下製備：在兩個離型襯墊之間安置反應性附著劑組分之可互溶摻合物，使光學組件曝露於至少部分地由引發劑吸收之能量以完全固化附著劑組分，其中可互溶摻合物包含丙烯酸系寡聚物、包含一或多種單官能(甲基)丙烯酸酯單體混合物之反應性稀釋劑、及自由基產生引發劑，且其中丙烯酸系寡聚物包含衍生自(甲基)丙烯酸酯單體之丙烯酸系寡聚物。引發劑可包含光引發劑且能量可包含光化輻射。
在又一態樣中，提供附著性物品，其包含襯底材料及安置於襯底材料上的壓敏性附著劑組合物，其中壓敏性附著劑組合物包含可互溶摻合物之反應產物，該可互溶摻合物包含a)約60份至約5份之一或多種(甲基)丙烯酸系寡聚物混合物，b)約40份至約95份之一或多種單官能(甲基)丙烯酸酯單體混合物，及c)以100份組分a)及b)計，約0.01份至約1.0份之一或多種自由基產生引發劑，其中衍生自(甲基)丙烯酸酯單體之丙烯酸系寡聚物實質上不交聯於固化之組合物中。丙烯酸系寡聚物可包含丙烯酸系多元醇。
本發明中：「丙烯酸寡聚物」係指具有重複單元之低分子量聚合物，該等重複單元為自單官能丙烯酸系單體產生之(甲基)丙烯酸系重複單元；「墨階」係指與上面印有油墨之基板之高度相比，所印油墨圖案之邊緣之高度；「(甲基)丙烯酸酯」或「(甲基)丙烯酸系」係指丙烯酸或甲基丙烯酸，或丙烯酸或甲基丙烯酸之衍生物，或其混合物；「多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物」係指具有重複單元之低分子量聚合物，該等重複單元為自多官能丙烯酸系單體產生之(甲基)丙烯酸系重複單元；且「光引發劑」係指可吸收所選波長之光化輻射(通常在紫外線區中)之物質，其可直接或藉由能量傳遞至自由基引發物質來形成自由基引發物質。
所提供之光學組件及製造可機械結合基板之上述附著劑的方法可藉由消除氣隙提高組件之光學顯示元件之光學品質。此外其可藉由最小化內部反射面數目來降低亮度及對比度。所提供之光學組件適用於電子顯示器裝置(諸如手持型電子裝置)以降低氣泡形成且向觀測者提供均一外觀。
上述發明內容不意欲描述每次實施本發明之各種所揭示實施例。以下圖式簡單說明及實施方式更特定地舉例說明說明性實施例。
在以下描述中，參考一組附圖，其形成此描述之一部分且為了說明若干特定實施例而展示。應理解，涵蓋其他實施例且可在不偏離本發明之範疇或精神的情況下產生。因此，以下詳細描述不應視為具限制性意義。
除非另有說明，否則說明書及申請專利範圍中所使用之表達特徵大小、量及物理性質的所有數字均應理解為在所有情形下由術語「約」修飾。因此，除非有相反說明，否則前述說明書及所附申請專利範圍中所陳述之數值參數為近似值，其可視熟習此項技術者利用本文中所揭示之教示內容而設法獲得之所要性質而變化。藉由端點使用數值範圍包含該範圍內之所有數值(例如1至5包含1、1.5、2、2.75、3、3.80、4及5)及該範圍內之任何範圍。
可使用光學材料填充光學組件之光學元件或基板之間的間隙。若用匹配或接近匹配面板及基板之折射率的光學材料充滿兩者之間的間隙，則包含結合於光學基板之顯示面板的光學組件可有益。舉例而言，可降低顯示面板與外部覆蓋片之間固有的日光及環境光反射。可在環境條件下改良顯示面板之色域及對比度。與具有氣隙之相同組件相比，間隙被填充的光學組件亦可呈現改良之抗衝擊性。
難以製造較大尺寸或面積之光學組件，尤其當需要效率及嚴格光學品質時。可藉由將可固化組合物澆注或注射入間隙中接著固化組合物以使元件結合在一起來填充光學元件之間的間隙。然而，該等常用組合物具有較長流出時間，導致大型光學組件之生產方法效率低下。
若涉及機械扭曲敏感性組件(諸如LCD或OLED)或基板具有顯著局部特徵(諸如墨階可高達60-70 μm之印刷覆蓋透鏡)，則該等光學顯示器之組裝過程可尤其具挑戰性。當使用液體光學透明附著劑時，需要注意固化收縮及對元件(如LCD)產生之應力，其可能扭曲而產生可見光學缺陷。由於油墨邊緣處存在附著劑厚度之突然變化，因此固化之液體附著劑之過度收縮及高彈性可引起光學扭曲及應力集中於該邊緣附近，從而可能引起顯示器故障。所提供之附著劑組合物可提供低收縮與低模數之獨特組合以防止此故障。一旦液體附著劑完全固化，則光學透明附著劑亦需能夠經受所組裝之顯示器之耐久性測試，該測試要求附著性、光學特性及墜落測試耐受性達成優良平衡。由於需要填充的室隙厚度有時明顯(甚至達到mm級)，因此在該等附著劑效能屬性與固化特性之間找到合適平衡具有挑戰性。
光學透明附著劑亦可以轉移帶形式使用(而非使用液體形式)，以填充顯示器基板之間的氣隙。此過程中，本發明之液體附著劑組合物可施用於兩個矽化離型襯墊之間，其中至少一個離型襯墊對於適用於固化之UV輻射為透明的。接著附著劑組合物可藉由曝露於至少部分地由其中所含光引發劑吸收之波長之光化輻射來固化(聚合)。因此可形成包含壓敏性附著劑之轉移帶。形成轉移帶可藉由允許固化附著劑在層壓前鬆弛來降低應力。舉例而言，在典型組裝過程中，可移除轉移帶之一離型襯墊且可將附著劑施加於顯示組件上。接著，可移除第二離型襯墊且完成與基板之層壓。當基板及顯示面板呈硬質時，可藉助於真空層壓設備達成附著劑結合以確保附著劑中或附著劑與基板或顯示面板之間的界面處不形成氣泡。最後，所組裝之顯示器元件可經受熱壓步驟以完成結合且使光學組件不含層壓缺陷。
當層壓介於所印透鏡與第二顯示基板之間的固化附著劑轉移帶時，防止光學缺陷可更具挑戰性，因為完全固化之附著劑有時可能需要保形為較大墨階(亦即50-70 μm)且顯示器中可接受之總附著劑厚度可能僅為150-250 μm。在初始組裝期間(舉例而言，當所印透鏡經本發明之光學透明附著劑轉移帶層壓至第二基板時)完全濕潤此較大墨階極其重要，因為任何夾帶氣泡在後續顯示器組裝步驟中可能變得極難移除。光學透明附著劑轉移帶需要具有足夠貼合性(例如當在1 Hz頻率下量測時，在層壓溫度(通常25℃)下具有小於105帕斯卡(Pa)之低剪切儲存模數G')以藉由能夠快速變形而實現優良油墨濕潤且貼合墨階輪廓之尖銳邊緣。轉移帶上之附著劑亦須具有足夠流動性，以不僅貼合墨階，而且更完全濕潤油墨表面。附著劑之流動性可以寬溫度範圍內材料之高tan δ值反映(亦即在附著劑之Tg(由DMA量測)與約50℃或略高於50℃之溫度之間，tan δ>0.4)。與熱膨脹係數失配所引起之普通應力(諸如應力可經數小時而非數秒或更短時間消除的偏光器連接應用中)相比，由墨階引起之光學透明附著劑帶之快速變形產生之應力要求附著劑更快速地反應。然而，自體流變學觀點看來，即使彼等附著劑可達成此初始墨階濕潤，但仍可能導致過多彈性且可引起所結合組件產生不可接受之扭曲。即使該等顯示器元件在尺寸上穩定，但儲存之彈性能(歸因於墨階上附著劑之快速變形)可藉由始終對附著劑施加應力來尋求自身消除之方式，最終引起故障。因此，如同顯示器元件在液體結合的情況下，設計可成功結合顯示器元件之轉移帶需要附著性、光學特性、墜落測試耐受性達成微妙的平衡以及對高墨階之貼合性及優良流動性(即使當墨階擠入附著層中多達其厚度之30%或30%以上時)。
在一態樣中，提供包含顯示面板之光學組件。顯示面板可包含任何類型面板，諸如液晶顯示面板。液晶顯示面板已為吾人所熟知且通常包含安置於兩個實質上透明基板(諸如玻璃基板或聚合物基板)之間的液晶材料。如本文中所用，實質上透明係指適用於光學應用之基板，例如在460 nm至720 nm範圍內，透射率為至少85%。光學基板每毫米厚度之透射率在460 nm可大於約85%、在530 nm可大於約90%及在670 nm可大於約90%。實質上透明基板之內表面上可存在充當電極之透明導電材料。在一些情況下，實質上透明基板之外表面上可存在起偏膜，其基本上僅可通過一種偏振態之光。當跨越電極選擇性施加電壓時，液晶材料可再定向以修改光之偏振態從而可產生影像。液晶顯示面板亦可包含安置於具有複數個以矩陣圖案排列之薄膜電晶體之薄膜電晶體陣列面板與具有共同電極之共同電極面板之間的液晶材料。
在一些其他實施例中，顯示面板可包含電漿顯示面板。電漿顯示面板已為吾人所熟知且通常包含安置於位於兩個玻璃面板之間微小氣室中之惰性氣體(諸如氖氣及氙氣)之惰性混合物。控制電路使面板內之電極帶電可引起氣體離子化且形成電漿，接著電漿可激發其中所含磷光體發光。
在其他實施例中，顯示面板可包含發光二極體(LED)顯示面板。發光二極體可使用有機或無機電致發光材料製造且為一般技術者所熟知。該等面板基本上為安置於兩個導電玻璃面板之間的電致發光材料層。有機電致發光材料包含有機發光二極體(OLED)或聚合物發光二極體(PLED)。
在一些實施例中，顯示面板可包含電泳顯示器。電泳顯示器已為吾人所熟知且通常用於稱為電子紙(electronic paper或e-paper)之顯示技術中。電泳顯示器可包含安置於兩個透明電極面板之間的液體帶電材料。液體帶電材料包含懸浮於非極性烴中之奈米粒子、染料及帶電荷劑或填充有懸浮於烴材料中之帶電粒子之微膠囊。微膠囊亦可懸浮於液體聚合物層中。在一些實施例中，顯示面板可包含陰極射線管顯示器。
所提供之光學組件包含實質上透明基板。實質上透明基板可包含玻璃或聚合物。適用玻璃可包含硼矽酸玻璃、鹼石灰玻璃及適用於顯示器應用中作為保護性覆蓋物之其他玻璃。可使用之一種特定玻璃包含可自Corning Inc.,Corning NY購得之EAGLE XG及JADE玻璃基板。適用聚合物包含聚酯膜(諸如聚對苯二甲酸伸乙酯)、聚碳酸酯膜或板、丙烯酸膜(諸如聚甲基丙烯酸甲酯膜)及環烯烴聚合物膜(諸如可自Zeon Chemicals(Louisville,KY)購得之ZEONOX及ZEONOR)。實質上透明基板通常具有與顯示面板及/或附著層近似之折射率；例如約1.4及約1.7。實質上透明基板之厚度通常為約0.5 mm至約5 mm。
所提供之光學組件可為觸敏式。觸敏式光學組件(觸敏式面板)可包含電容式感測器、電阻式感測器及投影電容式感測器。該等感測器包含覆蓋顯示器之實質上透明基板上之透明導電元件。導電元件可與可使用電信號探測導電元件之電子元件組合以測定顯示器附近或與顯示器接觸之物品之位置。觸敏式光學組件已為吾人所熟知且揭示於例如美國專利公開案第2009/0073135號(Lin等人)、第2009/0219257號(Frey等人)及PCT公開案第WO 2009/154812號(Frey等人)中。亦熟知且揭示包含力感測器(例如包含力量測之觸控式螢幕顯示感測器)之位置觸敏式觸摸面板，其包含基於應變計之實例，諸如美國專利第5,541,371號(Baller等人)中揭示；基於駐留於感測器內不同層(藉由介電材料或包含材料及空氣之介電結構分離)上之導電跡線或電極之間電容變化之實例，諸如美國專利第7,148,882號(Kamrath等人)及第7,538,760號(Hotelling等人)中揭示；基於駐留於感測器內不同層(藉由壓阻複合材料分離)上之導電跡線之間電阻變化之實例，諸如美國專利公開案第2009/0237374號(Li等人)中揭示；及基於駐留於感測器內不同層(藉由壓電材料分離)上導電跡線之間偏振發展之實例，諸如美國專利公開案第2009/0309616號(Klinghult等人)中揭示。位置觸控式螢幕亦揭示於例如U.S.S.N. 61/353,688(Frey等人)中。
用於所提供之光學組件中時，附著層需要適用於光學應用。舉例而言，附著層在460至720 nm範圍內可具有至少85%透射率。附著層每毫米厚度之透射率在460 nm可大於約85%、在530 nm可大於約90%及在670 nm可大於約90%。該等透射特性在電磁波譜之可見光區域內提供均一光透射，其對維持全色顯示器中之色點具重要作用。此外，附著層之折射率通常與顯示面板及/或實質上透明基板之折射率匹配或近似匹配。舉例而言，附著層之折射率可為約1.4至約1.7。
附著層可具有任何厚度。光學組件中所用特定厚度可由多種因素確定，舉例而言，設計使用光學組件之光學裝置可能需要顯示面板與實質上透明基板之間存在某一間隙。附著層之厚度通常可為約1 μm至約5 mm，約50 μm至約1 mm或約50 μm至約0.2 mm。附著層可由可互溶摻合物之反應產物製成，其中可互溶摻合物具有適用於有效製造大型光學組件之黏度。本文中將可互溶摻合物稱為「液體組合物」或「液體光學透明附著劑」，但附著劑實際上為可互溶摻合物在光學組件曝露於至少部分地由其中所含一或多種光引發劑吸收之波長之光化輻射後之反應產物。大型光學組件之面積可為約15 cm2至約5 m2或約15 cm2至約1 m2。舉例而言，液體組合物之黏度可為約100厘泊(cps)至約40000 cps，約500 cps至約10000 cps，或約1000 cps至約5000 cps，其中組合物之黏度係在25℃下量測。若組合物由於其包含搖溶劑而呈搖溶性，則其可超過黏度上限。液體組合物可用於多種生產方法中。
所提供之光學組件包含安置於顯示面板與實質上透明基板之間的附著層，該附著層包含可互溶摻合物之光反應產物，該摻合物具有丙烯酸系寡聚物、包含一或多種單官能(甲基)丙烯酸酯單體混合物之反應性稀釋劑、視情況選用之多官能丙烯酸酯或乙烯基交聯劑、及自由基產生光引發劑。丙烯酸系寡聚物可為衍生自(甲基)丙烯酸酯單體之實質上水不溶性丙烯酸系寡聚物。通常，(甲基)丙烯酸酯係指丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯官能基。
丙烯酸寡聚物可用於控制本發明之固化組合物之黏性與彈性平衡且寡聚物主要起流變性黏性組分之作用。為使丙烯酸寡聚物起固化組合物之黏性流變性組分作用，可以使得寡聚物之玻璃轉移溫度低於25℃，通常低於0℃之方式選擇用於丙烯酸系寡聚物中之(甲基)丙烯酸系單體。寡聚物可由(甲基)丙烯酸系單體製成且重量平均分子量(Mw)可為至少1,000，通常為2,000。其不應超過組合物之纏結分子量(Me)。若分子量過低，則組分之除氣及遷移可能存在問題。若寡聚物之分子量超過Me，則產生之纏結所引起的彈性作用不太理想(相對於附著劑組合物之流變性)。可由GPC測定Mw。可藉由量測作為分子量之函數之純材料之黏度來測定Me。藉由在雙對數座標圖(log/log plot)中作出零剪切黏度與分子量之關係曲線，斜率變化可定義為纏結分子量。在Me以上，斜率將由於纏結相互作用而顯著增加。或者，對於既定單體組合物，若已知聚合物密度，則亦可於動態機械分析中由聚合物之橡膠平線區模數值測定Me，如一般技術者所知。通用費雷方程式(Ferry equation)G0=rRT/Me提供Me與模數G0之間的關係。(甲基)丙烯酸系聚合物之典型纏結分子量約為30,000-60,000。
可以使得丙烯酸系寡聚物、單官能(甲基)丙烯酸酯單體、視情況選用之多官能丙烯酸酯或乙烯基交聯劑、及用於形成附著層之可互溶摻合物之其他組分在固化時保持相容以產生本發明之光學透明組合物之方式選擇(甲基)丙烯酸系單體及其用於丙烯酸系寡聚物中之比率。如測試方法中所描述，光學透明定義為可見光透射率為至少90%且混濁度不超過2%。通常，此亦意謂可互溶摻合物中丙烯酸系寡聚物或寡聚物及其他組分之溶解度參數相對較近或相同。可使用來自文獻之不同的已知方程式及理論計算溶解度參數之理論值。該等溶解度參數可用於縮小丙烯酸系寡聚物之選擇範圍，但需要進行實驗驗證(亦即固化及混濁度量測)以證實理論預測。
通常，丙烯酸寡聚物可大體上不含多種自由基可共聚合基團(諸如側接或末端甲基丙烯酸基、丙烯酸基、反丁烯二酸基、乙烯基、烯丙基或苯乙烯基)。通常不含自由基可共聚合基團以避免固化組合物之過度交聯。然而，可接受有限量的共反應性，限制條件為本發明之固化組合物之彈性流變性組分不由於此共反應性而顯著增加。因此，丙烯酸系寡聚物可含有一個自由基反應性可共聚合基團(諸如側接或末端甲基丙烯酸基、丙烯酸基、反丁烯二酸基、乙烯基、烯丙基或苯乙烯基)。
丙烯酸系寡聚物可包含衍生自(甲基)丙烯酸酯單體之實質上水不溶性丙烯酸系寡聚物。衍生自(甲基)丙烯酸酯單體之實質上水不溶性丙烯酸系寡聚物已為吾人所熟知且通常用於胺基甲酸酯塗層技術中。由於其易於使用，較佳丙烯酸系寡聚物包含衍生自(甲基)丙烯酸酯單體之液體丙烯酸系寡聚物。衍生自(甲基)丙烯酸酯單體之液體丙烯酸系寡聚物之數量平均分子量(Mn)可在約500至約10,000範圍內。市售液體丙烯酸系寡聚物亦具有約20 mg KOH/g至約500 mg KOH/g之羥基數且玻璃轉移溫度(Tg)為約-70℃。該等衍生自(甲基)丙烯酸酯單體之液體丙烯酸系寡聚物通常包含羥基官能性單體之重複單元。羥基官能性單體的使用量足以賦予丙烯酸系寡聚物所需羥基數及溶解度參數。通常，羥基官能性單體之使用量係在液體丙烯酸系寡聚物之約2重量%至約60重量%(wt%)範圍內。亦可使用其他極性單體(諸如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、反丁烯二酸、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、經N-烷基及N,N-二烷基取代之丙烯醯胺及甲基丙烯醯胺、N-乙烯基內醯胺、N-乙烯基內酯及其類似物)而非羥基官能性單體來控制丙烯酸系寡聚物之溶解度參數。該等極性單體亦可組合使用。衍生自丙烯酸酯及(甲基)丙烯酸酯單體之液體丙烯酸寡聚物亦通常包含一或多種(甲基)丙烯酸C1至C20烷基酯(其均聚物之Tg低於25℃)之重複單元。重要的是選擇具有低均聚物Tg之(甲基)丙烯酸酯，因為液體丙烯酸系寡聚物否則可能具有高Tg且可能在室溫下不保持液態。然而，丙烯酸系寡聚物無需始終為液體，限制條件為其可易於在本發明所用附著劑摻合物之其餘組分中溶解。合適商用(甲基)丙烯酸酯之實例包含丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異壬酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯及其混合物。衍生自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯單體之丙烯酸系寡聚物中丙烯酸C1至C20烷基酯或甲基丙烯酸C1至C20烷基酯之重複單元之比例視多種因素而定，但最主要為所得附著劑組合物之所需溶解度參數及Tg。通常，衍生自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯單體之液體丙烯酸系寡聚物可衍生自約40%至約98%(甲基)丙烯酸烷基酯單體。
衍生自(甲基)丙烯酸酯單體之丙烯酸系寡聚物可視情況合併有其他單體。其他單體可選自乙烯基芳族物、鹵化乙烯、乙烯醚、乙烯酯、不飽和腈、共軛二烯及其混合物。併入其他單體可降低原材料成本或修改丙烯酸系寡聚物性質。舉例而言，將苯乙烯或乙酸乙烯酯併入丙烯酸系寡聚物中可降低丙烯酸系寡聚物之成本。
通常藉由合適自由基聚合製程製備液體丙烯酸系寡聚物。美國專利第5,475,073號(Guo)描述使用烯丙醇或烷氧基化烯丙醇製造羥基官能性丙烯酸系樹脂之方法。通常，在開始聚合前將烯丙基單體添加入反應器中。通常，在聚合期間逐步添加(甲基)丙烯酸酯。通常，至少約50重量%或至少約70重量%(甲基)丙烯酸酯逐步添加至反應混合物中。(甲基)丙烯酸酯係以維持其於反應混合物中之穩定、低濃度之速率添加。烯丙基單體與(甲基)丙烯酸酯之比率基本上保持恆定。此有助於產生具有相對均一組成之丙烯酸系寡聚物。逐步添加(甲基)丙烯酸酯能夠製備具有足夠低之分子量及足夠高之烯丙醇或烷氧基化烯丙醇含量之丙烯酸系寡聚物。通常，在聚合過程中向反應器中逐步添加自由基引發劑。通常，自由基引發劑之添加速率與丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體之添加速率匹配。
在含有甲基丙烯酸羥烷基酯之寡聚物情況下，通常使用溶液聚合。通常在溶劑之回流溫度下進行聚合，如美國專利第4,276,212號(Khanna等人)、第4,510,284號(Gempel等人)及第4,501,868號(Bouboulis等人)中教示。溶劑之沸點可在約90℃至約180℃範圍內。合適溶劑之實例為二甲苯、乙酸正丁酯、甲基戊基酮(MAK)及丙二醇甲基醚乙酸酯(PMAc)。溶劑裝入反應器中且加熱至回流溫度，且隨後向反應器中逐步添加單體及引發劑。
合適液體丙烯酸系寡聚物包含丙烯酸正丁酯與烯丙基單丙氧基化物之共聚物；丙烯酸正丁酯與烯丙醇之共聚物；丙烯酸正丁酯與丙烯酸羥基乙酯之共聚物；丙烯酸正丁酯與丙烯酸羥基丙酯之共聚物；丙烯酸2-乙基己酯與烯丙基丙氧基化物之共聚物；丙烯酸2-乙基己酯與丙烯酸羥基丙酯之共聚物；及其類似物，以及其混合物。適用於所提供之光學組件中之例示性丙烯酸系寡聚物揭示於例如美國專利第6,294,607號(Guo等人)及第7,465,493號(Lu)中，且可為具有商品名JONCRYL(可自BASF,Mount Olive,NJ購得)及ARUFON(可自Toagosei Co.,Lt.,Tokyo,Japan購得)之衍生自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯單體之丙烯酸系寡聚物。
亦可現場製備所提供之丙烯酸系寡聚物。舉例而言，若使用網上聚合(on-web polymerization)，則可藉由UV或熱誘導反應預先聚合單體組合物。反應可在分子量控制劑(例如鏈轉移劑或阻滯劑，諸如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯二聚物)存在下進行，以控制聚合材料之鏈長及分子量。當控制劑耗盡時，反應可繼續進行，同時形成較高分子量及真實高分子量聚合物。類似地，可以使得僅發生寡聚之方式選擇反應之第一步驟之聚合條件，接著變為產生高分子量聚合物之聚合條件。舉例而言，高強度光下之UV聚合可降低鏈長增長，而較低光強度下之聚合可提高分子量。
可互溶摻合物亦包含反應性稀釋劑，其包含單官能性(甲基)丙烯酸酯單體。反應性稀釋劑可包含一種以上單體，例如2至5種不同單體。該等單體之實例包含(甲基)丙烯酸烷基酯，其中若烷基為直鏈，則烷基含有1至12個碳，且若烷基為分支鏈，則烷基含有至多30個碳(例如由格爾伯特反應(Guerbet reaction)獲得之丙烯酸酯，或β-烷基化二聚醇)。該等丙烯酸烷基酯之實例包含(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸異十三烷基酯、(甲基)丙烯酸2-辛酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯及其類似物。其他(甲基)丙烯酸酯包含(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸四氫呋喃甲基酯、(甲基)丙烯酸四氫呋喃甲基酯、(甲基)丙烯酸烷氧基化四氫呋喃甲基酯及其混合物。舉例而言，反應性稀釋劑可包含(甲基)丙烯酸四氫呋喃甲基酯及(甲基)丙烯酸異冰片酯。在另一實施例中，反應性稀釋劑可包含(甲基)丙烯酸烷氧基化四氫呋喃甲基酯及(甲基)丙烯酸異冰片酯。
通常，視用於形成附著層之其他組分以及附著層之所需性質而定，反應性稀釋劑可以任何量使用。以附著層之總重量計，附著層可包含約40重量%至約90重量%或約40重量%至約60重量%反應性稀釋劑。所用特定反應性稀釋劑及單體用量可視多種因素而定。舉例而言，可選擇特定單體及其量使得附著劑組合物為具有約100 cps至約1000 cps之黏度的液體組合物。舉另一例而言，可選擇特定單體及其量使得附著劑組合物為具有約100 cps至約1000 cps之黏度的液體組合物。
進行光反應以形成附著層之可互溶摻合物可進一步包含具有環氧烷官能基之單官能性(甲基)丙烯酸酯單體。具有環氧烷官能基之該單官能性(甲基)丙烯酸酯單體可包含一種以上單體。伸烷基官能基包含乙二醇及丙二醇。二醇官能基包含單元且單體可在任何處具有1至10個環氧烷單元，1至8個環氧烷單元或4至6個環氧烷單元。具有環氧烷官能基之單官能性(甲基)丙烯酸酯單體可包含單丙烯酸丙二醇酯，其可自Cognis Ltd.,Munich,Germany以BISOMER PPA6購得。該單體具有6個丙二醇單元。具有環氧烷官能基之單官能性(甲基)丙烯酸酯單體可包含乙二醇單甲基丙烯酸酯，其可自Cognis Ltd.以BISOMER MPEG350MA購得。該單體具有平均7.5個乙二醇單元。
可互溶光反應性摻合物亦可視情況包含自由基可共聚多官能性(甲基)丙烯酸酯或乙烯基交聯劑。該等交聯劑之實例包含1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二乙烯基苯及其類似物。低分子量交聯劑使用量通常低於全部光反應性摻合物之1重量%。其使用量更通常低於全部光反應性摻合物之0.5重量%。可共聚交聯劑亦可包含(甲基)丙烯酸酯官能性寡聚物。該等寡聚物可包含以下任一者或多者：多官能性胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物、多官能性聚酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物及多官能性聚醚(甲基)丙烯酸酯寡聚物。多官能性(甲基)丙烯酸酯寡聚物可包含至少兩個在固化期間參與聚合的(甲基)丙烯酸酯基，例如2至4個(甲基)丙烯酸酯基。附著層可包含約5重量%至約60重量%或約20重量%至約45重量%之一或多種多官能性(甲基)丙烯酸酯寡聚物。所用特定多官能性(甲基)丙烯酸酯寡聚物以及用量可視多種因素而定。舉例而言，可選擇特定寡聚物及/或其量使得附著劑組合物為具有約100 cps至約1000 cps之黏度的液體組合物。舉另一例而言，可選擇特定寡聚物及/或其量使得附著劑組合物為具有約100 cps至約1000 cps之黏度的液體組合物。
多官能性(甲基)丙烯酸酯寡聚物可包含具有至少兩個在固化期間參與聚合之(甲基)丙烯酸酯基(例如2至4個(甲基)丙烯酸酯基)的多官能性胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物。通常，該等寡聚物包含多元醇與多官能性異氰酸酯反應、隨後經羥基官能性(甲基)丙烯酸酯封端之反應產物。舉例而言，多官能性胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物可由脂族聚酯或聚醚多元醇(由二羧酸(例如己二酸或順丁烯二酸)與脂族二醇(例如二乙二醇或1,6-己二醇)縮合製備)形成。在一實施例中，聚酯多元醇包含己二酸及二乙二醇。多官能性異氰酸酯可包含二環己基二異氰酸亞甲酯或二異氰酸1,6-己二酯。羥基官能性(甲基)丙烯酸酯可包含(甲基)丙烯酸羥基烷基酯，諸如丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯或丙烯酸4-羥基丁酯。在一實施例中，多官能性胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含聚酯二醇、二環己基二異氰酸亞甲基酯及丙烯酸羥基乙酯之反應產物。
適用的多官能性胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含市售產品。舉例而言，多官能性脂族胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物可包含可自Sartomer,Co.,Exton,PA購得之胺基甲酸酯二丙烯酸酯CN9018、CN3108及CN3211；可自Rahn USA Corp.,Aurora IL購得之GENOMER 4188/EHA(GENOMER 4188與丙烯酸2-乙基己酯之摻合物)、GENOMER 4188/M22(GENOMER 4188與GENOMER 1122單體之摻合物)、GENOMER 4256及GENOMER 4269/M22(GENOMER 4269與GENOMER 1122單體之摻合物)；及可自Bomar Specialties Co.,Torrington,CT購得之聚醚胺基甲酸酯二丙烯酸酯BR-3042、BR-3641AA、BR-3741AB及BR-344。其他例示性多官能性脂族胺基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯包含可自U-pica,Tokyo,Japan購得之U-PICA 8967A及U-PICA 8966A胺基甲酸酯二丙烯酸酯。
多官能性(甲基)丙烯酸酯寡聚物可包含多官能性聚酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物。適用的多官能性聚酯丙烯酸酯寡聚物包含市售產品。舉例而言，多官能性聚酯丙烯酸酯可包含可自Bomar Specialties Co.,Torrington,CT購得之BE-211及可自Sartomer Co,Exton,PA購得之CN2255。
多官能性(甲基)丙烯酸酯寡聚物可包含疏水性多官能性聚醚(甲基)丙烯酸酯寡聚物。適用的多官能性聚醚丙烯酸酯寡聚物包含市售產品。舉例而言，多官能性聚醚丙烯酸酯寡聚物可包含可自Rahn USA Corp.,Aurora,IL購得之GENOMER 3414。
亦可使用化學交聯劑(諸如多官能性異氰酸酯、過氧化物、多官能性環氧化物、多官能性氮丙啶、三聚氰胺及其類似物)而非使用多官能性丙烯酸酯或乙烯基交聯劑，以在光反應性摻合物固化期間引入有限交聯。
所提供之光學顯示組件包含含有自由基產生光引發劑的可互溶摻合物。自由基產生光引發劑已為一般技術者所熟知且包含諸如可自Ciba Chemicals,Tarrytown,NY購得之IRGACURE 651(其為2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮)引發劑。亦可使用可自BASF,Mount Olive,NJ購得之DAROCUR 1173(其為2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮)或DAROCUR 4265(其為50% DAROCUR 1173與50% 2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-膦氧化物之摻合物)。光引發劑亦可包含有機過氧化物、偶氮化合物、奎寧、硝基化合物、醯基鹵、腙、巰基化合物、正哌喃離子化合物、咪唑、氯三嗪、安息香(benzoin)、安息香烷基醚、酮、苯基酮及其類似物。舉例而言，附著劑組合物可包含2,4,6-三甲基苯甲醯基苯基亞膦酸乙酯(如可自BASF Corp.購得之LUCIRIN TPO-L)或1-羥基環己基苯基酮(如可自BASF購得之IRGACURE 184)。以可聚合組合物(可互溶摻合物)中100份丙烯酸系寡聚物及(甲基)丙烯酸酯單體計，光引發劑之使用濃度通常為約0.1份至10份或0.1份至1份。
附著層可包含增黏劑。增黏劑已為吾人所熟知且用於增強附著劑之黏性或其他性質。增黏劑存在許多不同類型，但幾乎任何增黏劑均可分類為：由木松香、松脂膠或高油松香獲得之松香樹脂；由以石油為基礎之原料製得之烴類樹脂；或由木材或某些果實之萜烯原料獲得之萜烯樹脂。附著層可包含例如0.01重量%至約20重量%，0.01重量%至約15重量%或0.01重量%至約10重量%增黏劑。附著層可實質上不含增黏劑，包含例如0.01重量%至約5重量%或約0.01重量%至約0.5重量%增黏劑(均以附著層之總重量計)。附著層亦可完全不含增黏劑。
通常，附著層可包含間隔珠粒以「設定」特定層厚度。間隔珠粒可包含陶瓷、玻璃、矽酸鹽、聚合物或塑膠。間隔珠粒通常為球形且直徑為約1 μm至約5 mm，約50 μm至約1 mm或約50 μm至約0.2 mm。通常，珠粒可為無色且其折射率與固化附著層匹配，從而其不會干擾固化組合物之光學特性。
通常，附著層亦可包含不吸光性金屬氧化物粒子，例如以修改附著層之折射率。可使用實質上透明之不吸光性金屬氧化物粒子。舉例而言，附著層中1 mm厚度之不吸光性金屬氧化物粒子盤可吸收小於約15%的入射至盤上的光。不吸光性金屬氧化物粒子之實例包含Al2O3、ZrO2、TiO2、V2O5、ZnO、SnO2、ZnS、SiO2及其混合物以及其他充分透明的非氧化物陶瓷材料。金屬氧化物粒子可經表面處理以改良於附著層及塗層組合物中之分散性。表面處理化學物質之實例包含矽烷、矽氧烷、羧酸、膦酸、鋯酸鹽、鈦酸鹽及其類似物。已知施用該等表面處理化學物質之技術。
不吸光性金屬氧化物粒子可以產生所需作用需要之量使用，例如以附著層之總重量計約10重量%至約85重量%或約40重量%至約85重量%之量。不吸光性金屬氧化物粒子可僅以使其不會添加不合需要之顏色、混濁度或透射特性之量添加。通常，粒子之平均粒度可為約1 nm至約100 nm。
液體組合物及附著層可視情況包含一或多種添加劑，諸如鏈轉移劑、抗氧化劑、穩定劑、阻燃劑、黏度修改劑、消泡劑、抗靜電劑、濕潤劑、著色劑(諸如染料及顏料、螢光染料及顏料、或磷光染料及顏料)。
藉由固化附著劑組合物或液體組合物來形成上述附著層。可使用任何形式之電磁輻射，例如可使用UV輻射或可見光來固化液體組合物。亦可使用電子束輻射。上述液體組合物據稱可使用光化輻射(亦即可產生光化活性之輻射)固化。舉例而言，光化輻射可包含約250 nm至約700 nm之輻射。光化輻射源包含鎢絲鹵素燈、氙氣燈及汞弧燈、白熾燈、殺菌燈、螢光燈、雷射及發光二極體。可使用高強度連續發光系統(諸如可自Fusion UV Systems獲得之系統)供應UV輻射。需要時，使用光化輻射之固化可藉助於熱進行。可使用熱固化機制替代UV或可見光誘導之固化。對於熱固化，如一般技術者所熟知，可使用熱活化引發劑(諸如過氧化物或偶氮化合物)來替代組合物中之光活化引發劑。
在一些實施例中，可將光化輻射施加於液體組合物層，以使組合物部分聚合。可將液體組合物安置於顯示面板與實質上透明基板之間且接著部分聚合。可將液體組合物安置於顯示面板或實質上透明基板上且部分聚合，接著可在部分聚合之層上安置其他顯示面板及基板。
在一些實施例中，可將光化輻射施加於液體組合物層，使得組合物完全或幾乎完全聚合。可將液體組合物安置於顯示面板與實質上透明基板之間且接著完全或幾乎完全聚合。可將液體組合物安置於顯示面板或實質上透明基板上且完全或幾乎完全聚合，接著可在聚合之層上安置其他顯示面板及基板。
在組裝過程中，通常需要液體組合物層實質上均一。將兩個元件可靠地固持就位。需要時，可跨越組件頂部施加均一壓力。需要時，可藉由用於使元件彼此保持固定距離之墊圈、支座、墊片及/或間隔物來控制層厚度。可能需要遮罩以防止組分溢出。可藉由真空或其他手段防止或消除夾帶之氣穴。接著可施加輻射以形成附著層。
可藉由在兩個元件之間產生氣隙或氣室且接著將液體組合物安置於氣室中來製備光學組件。該方法之實例描述於美國專利第6,361,389號(Hogue等人)中且包括將周邊邊緣處之組分附著在一起，使得沿周邊之密封物產生氣隙或氣室。可使用任何類型之附著劑進行附著，例如膠帶(諸如雙面壓敏性膠帶)、墊圈、RTV密封物等，只要附著劑不妨礙如上文所描述之可再加工性。接著，液體組合物經周邊邊緣處之開口傾入氣室中。或者，可使用一些加壓注射手段(諸如注射器)將液體組合物注入氣室中。需要另一開口以在填充氣室時允許空氣逸出。可使用諸如真空之排氣手段以促進製程進行。接著可如上文所描述施加光化輻射以形成附著層。
可使用組裝夾具(諸如美國專利第5,867,241號(Sampica等人)中描述之夾具)製備光學組件。該方法中，提供包含平板與壓入平板中之插腳的夾具。插腳以預定組態定位以產生對應於顯示面板及待連接至顯示面板之元件之尺寸的插腳區域。插腳排列成使得當顯示面板及其他元件下降至插腳區域中時，顯示面板及其他元件之四個角中之每一者均由插腳固定就位。夾具有助於光學組件之元件以適當控制的對準容限進行組裝及對準。該組裝方法之其他實施例描述於Sampica等人之美國專利第6,388,724號(Campbell等人)中，其描述如何使用支座、墊片及/或間隔物將元件彼此以固定距離固持。本文中揭示之光學組件可包含通常呈層形式的其他元件。舉例而言，包含氧化銦錫層或另一合適材料之層的熱源可安置於一個元件上。其他元件描述於例如美國專利公開案第2008/0007675號(Sanelle等人)中。
可使用包含固化附著層之轉移帶(而非在顯示面板與實質上透明基板之間安置可互溶摻合物以填充顯示器基板之間的氣隙)製造光學組件。該方法中，本發明之液體附著劑組合物施加於兩個矽化離型襯墊之間，其中至少一個離型襯墊對固化輻射波長為透明的，且接著將光學組件曝光以使調配物聚合或固化。通常，液體附著劑組合物實質上完全固化。所得附著劑組合物現為位於兩個離型襯墊之間的完全聚合之光學透明黏性附著片，稱為轉移帶。在典型組裝過程中，可移除轉移帶之一離型襯墊且可使用滾筒施加之壓力將附著劑施加於顯示組件之第一基板上。接著，可移除第二離型襯墊且可完成與第二基板之層壓。若第一基板為可撓性，則可藉由簡單滾筒層壓進行與第二可撓性或硬質基板之層壓。若第一基板及第二基板均為硬質，則仍可使用滾筒層壓，但光學透明附著片與一個或兩個基板之間可能夾帶氣泡。為最小化夾帶氣泡之風險，顯示器組裝工業亦通常使用真空層壓方法。該方法中，由光學透明附著片覆蓋之第一基板定位於固持板上，而第二基板定位於第二固持板上。所有組分均駐留於真空室內部且在第一步驟期間，頂板與底板實體上分離，因此施加於第一基板上之黏性附著片不與第二基板實體接觸，但其仍完美對準。在第二步驟中，進行抽真空以排除真空室中的所有空氣且從而排除現待層壓之顯示器基板之間的空氣。一旦達到最低真空壓力，則頂部固持板與底部固持板合在一起且板及顯示組件元件受壓而產生最終層板。最後，釋放固持板與真空室之間的壓力以獲得現組裝而成之顯示面板。需要時，組裝而成之顯示面板可經受熱壓步驟，其中施加熱及壓力以改良顯示器之結合強度且消除所夾帶之任何殘餘氣泡。
光學組件中所用的實質上透明基板可包含多種類型及材料。實質上透明基板適用於光學應用且在460 nm至720 nm範圍內通常具有至少85%透射率。實質上透明基板每毫米厚度之透射率在460 nm可大於約85%、在530 nm可大於約90%及在670 nm可大於約90%。
所提供之光學組件可用於多種光學裝置中，包含(但不限於)電話、電視、電腦監視器、導航系統、投影儀或有源標牌。光學裝置亦可包含背光。
藉由以下實例進一步說明本發明之目標及優點，但該等實例中所述特定材料及其量以及其他條件及細節不應視為不適當地限制本發明。
實例
製備液體光學透明附著劑(LOCA) 實例1-2及比較實例C1-C4
根據表2製備實例1及2以及比較實例C1及C2之LOCA。對於既定組合物，將LOCA組分裝入FlackTek Inc.,Landrum,South Carolina之黑色混合容器Max 200(約100 cm3)中且使用FlackTek Inc.之Hauschild SPEEDMIXER DAC 600 FV混合(2200 rpm下操作4分鐘)。
實例1之組合物以300微米之厚度塗佈於塗有5 mil聚矽氧之PET離型襯墊之間且使用在Fusion H燈泡下傳遞21次(總能量為9 J/cm2)來固化。移除離型襯墊且將2.35 g固化組合物及7.65 g甲基乙基酮溶劑置放於玻璃小瓶中。在間歇性搖動下，固化組合物在45分鐘內完全溶解。結果表明固化組合物未交聯且丙烯酸系寡聚物未參與引起固化組合物交聯之任何反應。
壓敏性附著劑(PSA)製備 實例3-4及比較實例C5
根據表3製備實例3-4及比較實例C5之PSA。對於每一實例及比較實例，自2EHA、IBOA、HEA及DAROCUR 1173製備單體預混物。該混合物在富含氮氣之氛圍下藉由曝露於紫外線輻射而部分聚合以得到黏度為約1,000 cps之糊漿。曝露於UV輻射後，接著將各實例及比較實例之剩餘組分(如表3中指示)混入部分聚合之預混物中。接著將最終組合物以175密耳(4.45 mm)之厚度刮塗於兩個經聚矽氧處理之聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)離型襯墊之間。接著使所得複合物曝露於在300-400 nm具有光譜輸出且在351 nm具有最大光譜輸出的紫外線輻射(總能量為2,000 mJ/cm2)。
測試方法 光學性質量測
使用ULTRASCAN PRO分光光度計(Hunter Associates Laboratory,Inc.,Reston,VA)、使用標準技術量測光學性質(透射率、混濁度及顏色)。用於光學性質量測之附著劑樣品製備如下。LOCA置放於多種結合基板(玻璃、PMMA、PC及PET)之2"(5.1 cm)×3"(7.6 cm)平板之間。約3/16吋(0.5 cm)寬、10密耳(0.254 mm)厚之附著帶圍繞底部基板之邊緣置放以產生10密耳(0.254 mm)厚度間隙。LOCA置放於間隙中且頂部基板置放於LOCA頂部上，產生約10密耳(0.254 mm)厚度LOCA層。樣品藉由曝露於UV輻射、藉由各自通過UV光系統(配備有H型燈泡及LC-6型傳送系統之F300S型(均得自Fusion UV Systems,Inc,Gaithersburg,MD))達到3000 mJ/cm2之總UVA劑量來固化。對於PSA樣品，移除襯墊，將樣品層壓至清潔顯微鏡載片上。
流變性量測
使用配備有40 mm、1°不鏽鋼錐及板之AR2000流變計(得自TA Instruments,New Castle,DE)進行黏度量測。在25℃、1 sec-1頻率下使用穩態流動程序量測黏度(錐與板之間的間隙為28 μm)。報導1 sec-1及25℃下之黏度。搖溶性指數以0.1 sec-1下之黏度與1 sec-1下之黏度比率報導。
動態機械分析(DMA)量測
在使用平行板幾何形狀之8 mm直徑板的Ares G2流變計(可自TA Instruments,New Castle,DE獲得)上進行DMA量測。用刀模切割測試材料之固化膜(在經聚矽氧塗佈之PET離型襯墊之間固化)得到樣品。藉由首先移除一個襯墊且將測試材料施加於8 mm板上，接著移除第二襯墊來使樣品堆疊至最小高度0.5 mm。在已位於8 mm板上的現有層上堆疊後續層。將頂部8 mm板降落在測試材料之最終堆疊上且施加20公克法線力且藉由自體張力維持。以動態振盪模式在1 Hz下進行測試。自體應變用於維持500 μ/cm2之最小扭力直至20%應變(應變保持於樣品之線性應變範圍內)。溫度對於LOCA附著劑係以3℃/分鐘之速率自低設定溫度(-40℃)勻速上升至高設定溫度(75℃)且對於PSA附著劑係以3℃/分鐘之速率自-20℃勻速上升至100℃。
收縮率量測
使用Micromeritics Instrument Corporation,Norcross,GA之ACCUPYC II 1340比重瓶量測體積收縮百分比。已知質量之未固化LOCA樣品置放於比重瓶之銀瓶中。銀瓶置放於比重瓶中且量測樣品體積且根據樣品體積及質量測定LOCA之密度。樣品質量為約3.5公克。根據與未固化之LOCA樣品相同之程序量測固化之LOCA樣品之密度。如下於模具中製備固化之LOCA樣品。模具包含三個元件：玻璃基體、PET離型襯墊及具有凹穴之聚四氟乙烯板。凹穴尺寸為3.27 mm厚度×13.07 mm直徑。在填充LOCA前將模具之三個元件：玻璃基體、離型襯墊及聚四氟乙烯板夾持在一起。填充之模具藉由各自通過UV光系統(配備有H型燈泡及LC-6型傳送系統之F300S型，均得自Fusion UV Systems,Inc,Gaithersburg,Maryland)來曝露於UV輻射。模具以4"/秒(10公分/秒)之速率通過系統5次。接著翻轉模具且以4"/秒(10公分/秒)之速率再通過光系統5次，經玻璃板曝露部分固化之LOCA以確保LOCA完全固化。每一側所接收之總UVA能量為約2,500 mJ/cm2，如由得自EIT,Inc. Sterling,Virginia之UV POWER PUCK II量測。接著由以下方程式計算體積收縮率：
{[(1/平均液體密度)-(1/平均固化密度)]/(1/平均液體密度)}×100%
附著性量測
使用經修改之ASTM D 1062-02張力測試方法進行附著性量測。LOCA置放於標準1"(2.5 cm)×3"(7.6 cm)玻璃顯微鏡載片之間(覆蓋面積為1 in2(6.4 cm2))。藉由使用10密耳(0.254 mm)厚附著帶作為玻璃載片之間的間隔物獲得10密耳(0.254 mm)附著劑厚度。用具有高壓200瓦汞汽UV燈之OMNICURE S2000 UV/可見光點光源固化系統(得自EXFO Photonic Solutions,Inc.,Mississauga,Ontario)固化LOCA 10秒(約3000 mJ/cm2 UVA能量)。在72℉(22.2℃)下使用MTS Insight 30 EL機電測試系統(MTS Systems Corp.,Eden Prairie,MN)以2吋/分鐘(5公分/分鐘)量測張力。結果以最大剝離力(N/cm2)及總能量(kg-mm)報導。失效模式以附著或黏著報導。
油墨濕潤能力
對表3中所示之完全固化PSA樣品進行此測試且量測附著劑在大規模上墨步驟中變形後浸潤油墨及抵抗新氣泡形成之能力。使用真空層壓器層壓介於平坦矩形(19 cm×12 cm)玻璃面板與矩形(19 cm×12 cm)玻璃面板(四個邊緣具有黑色油墨(50 μm高×0.6 cm寬))之間的PSA樣品(13 N/cm2壓力歷時15秒，30 Pa真空)。接著對層板進行熱壓處理(40℃，0.4 MPa壓力歷時30分鐘)且接著檢驗油墨邊緣附近之附著劑中形成之氣泡(氣泡妨礙顯示器之觀察區域)。符號具有以下含義：O意謂油墨周圍存在最少氣泡(<5)，Δ意謂油墨周圍存在少量氣泡(<10)且X意謂油墨周圍存在顯著氣泡(>10)。
實例1及2以及比較實例C1至C4對玻璃之附著力、收縮率及模數資料展示於表4中，而實例1及比較實例C1之DMA資料展示於圖1中。
來自光學透明附著劑之應力在耐久性顯示器中起重要作用。在顯示器構造及可靠性測試之不同階段由附著劑誘導之應力可概述為：
在顯示器結合中，當以液體形式施加附著劑(LOCA)時，UV固化期間之收縮率在顯示器效能中起顯著作用。附著劑自未固化狀態至固化狀態之體積急劇降低可引起LCD扭曲，導致螢幕影像均一性不均。又，在不同類型之可靠性測試期間產生之其他應力可增強LCD變形，引起光學效能不均一(斑點)、附著劑自一個或兩個結合基板分層及/或形成氣泡/氣隙。
較低收縮率與較低模數、與結合基板匹配之熱膨脹及較高附著力搭配對於優良顯示器結合而言為理想的。然而，難以開發提供所有該等性質之組合的附著劑。所提供之光學組件包含提供低應力特性之最佳組合同時保留高附著力及張力性質的附著劑組合物。
所評估之添加劑(諸如實例C2-C4中之增塑劑)與其餘附著劑組分不相容，引起固化後模糊外觀。大豆油(C1)及丙烯酸系寡聚物(實例1及實例2)均在固化後產生透明膜，表明與其他附著劑組分之相容性優良，但與含有丙烯酸系寡聚物之實例(實例1及實例2)相比，大豆油(C1)引起附著力值顯著降低。總而言之，含有丙烯酸系寡聚物之附著劑組合物(實例1及實例2)提供耐久性顯示器所需之低應力(歸因於低模數與低收縮率之組合)與優良附著性質之平衡。
實例3、實例4及比較實例5之DMA資料展示於圖2中。與比較實例C5相比，實例3及4之DMA量測通常展示較高tan δ值(>0.4)，尤其在超過約25℃之溫度下。較高tan δ值為具有較佳附著劑流動性(有利於濕潤油墨)及較佳應力鬆弛性之附著劑之特性。實例展示可藉由將丙烯酸系寡聚物併入附著劑中來獲得具有高tan δ值及改良之油墨濕潤性之附著劑。
對於熟習此項技術者顯而易見的是，在不偏離本發明之範疇及精神的情況下，可對本發明作出各種修改及變更。應瞭解，本發明不希望受到本文所述之說明性實施例及實例之不當限制且該等實例及實施例僅為了舉例而呈現且希望本發明之範疇僅由下文所述之申請專利範圍限制。本發明所引用之所有參考文獻均以全文引用的方式併入本文中。
以下為所提供之包含應力消除光學附著劑之光學組件及其製造方法之例示性實施例。
實施例1為光學組件，其包含：顯示面板；實質上透明基板；及安置於顯示面板與實質上透明基板之間的附著層，該附著層包含可互溶摻合物之反應產物，該摻合物包含丙烯酸系寡聚物；包含單官能性(甲基)丙烯酸酯單體的反應性稀釋劑；及自由基產生引發劑，其中丙烯酸系寡聚物包含衍生自(甲基)丙烯酸酯單體之丙烯酸系寡聚物。
實施例2為根據實施例1之光學顯示組件，其中可互溶摻合物之反應產物包含光反應產物。
實施例3為根據實施例1之光學顯示組件，其中自由基產生引發劑包含光引發劑。
實施例4為根據實施例1之光學顯示組件，其中可互溶摻合物包含：a)約60份至約5份之一或多種丙烯酸系寡聚物混合物；b)約40份至約95份之一或多種單官能性(甲基)丙烯酸酯單體混合物；c)以100份組分a)及b)計，約0.01份至約1.0份之一或多種自由基產生引發劑。
實施例5為根據實施例1之光學組件，其進一步包含多官能性丙烯酸酯或乙烯基交聯劑。
實施例6為根據實施例1之光學組件，其進一步包含增黏劑。
實施例7為根據實施例1之光學組件，其中附著層進一步包含增塑劑、填充劑、附著促進劑、穩定劑、顏料或其組合。
實施例8為根據實施例4之光學組件，其中一或多種丙烯酸系寡聚物之混合物包含丙烯酸系多元醇。
實施例9為根據實施例4之光學組件，其中一或多種(甲基)丙烯酸酯單體之混合物包含至少一種(甲基)丙烯酸烷基酯。
實施例10為根據實施例9之光學組件，其中至少一種(甲基)丙烯酸烷基酯係選自(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸甲酯、丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯及其組合。
實施例11為根據實施例1之光學組件，其中顯示面板係選自液晶顯示器、電漿顯示器、發光二極體(LED)顯示器、電泳顯示器及陰極射線管顯示器。
實施例12為根據實施例11之光學組件，其中顯示面板為觸敏式。
實施例13為根據實施例1之光學組件，其中實質上透明基板係選自反射器、偏光器、反射鏡、防眩膜或抗反射膜、防爆膜、漫射體或電磁干擾過濾器。
實施例14為根據實施例4之光學組件，其中一或多種丙烯酸系寡聚物之重量平均分子量大於1000且不超過纏結分子量Me。
實施例15為根據實施例3之光學組件，其中附著劑組合物已藉由曝露於至少部分地由光引發劑吸收之波長之光化輻射而固化且其中丙烯酸系寡聚物實質上不交聯於固化組合物中。
實施例16為製造光學組件之方法，其包含：提供顯示面板及實質上透明基板；在顯示面板上安置光反應性附著劑組分之可互溶摻合物；使基板與附著劑組分接觸以形成顯示面板、附著劑組分及基板之光學透明層板；及使光學組件曝露於至少部分地由引發劑吸收之能量，其中可互溶摻合物包含：丙烯酸系寡聚物；包含單官能性(甲基)丙烯酸酯單體之反應性稀釋劑；及自由基產生引發劑，其中丙烯酸系寡聚物包含衍生自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯單體之實質上丙烯酸系寡聚物。
實施例17為根據實施例16之製造光學組件之方法，其中引發劑包含光引發劑且能量包含光化輻射。
實施例18為根據實施例16之製造光學組件之方法，其中可互溶摻合物包含：a)約60份至約5份之一或多種丙烯酸系寡聚物混合物；b)約40份至約95份之一或多種單官能性(甲基)丙烯酸酯單體混合物；及c)以100份組分a)及b)計，約0.01份至約1.0份之一或多種自由基產生引發劑。
實施例19為根據實施例16之製造光學組件之方法，其進一步包含多官能性丙烯酸酯或乙烯基交聯劑。
實施例20為根據實施例16之製造光學組件之方法，其中顯示面板係選自液晶顯示器、發光二極體顯示器、電泳顯示器及陰極射線管顯示器。
實施例21為根據實施例20之製造光學組件之方法，其中實質上透明基板為觸敏式。
實施例22為根據實施例16之製造光學組件之方法，其中實質上透明基板係選自反射器、偏光器、反射鏡、防眩膜或抗反射膜、防爆膜、漫射體或電磁干擾過濾器。
實施例23為製造光學組件之方法，其包含：提供顯示面板及實質上透明基板；層壓介於實質上透明基板與顯示面板之間的固化附著層，其中附著層包含可互溶摻合物之反應產物，該可互溶摻合物包含：丙烯酸系寡聚物；包含單官能性(甲基)丙烯酸酯單體之反應性稀釋劑；及自由基產生引發劑，其中丙烯酸系寡聚物包含衍生自(甲基)丙烯酸酯單體之丙烯酸系寡聚物。
實施例24為根據實施例23之製造光學組件之方法，其中反應產物包含光反應產物且引發劑包含光引發劑。
實施例25為根據實施例24之製造光學組件之方法，其中藉由包含以下步驟之方法製備固化之附著層：在兩個離型襯墊之間安置可互溶摻合物，至少一個離型襯墊對UV輻射為實質上透明；及使可互溶摻合物曝露於至少部分地由光引發劑吸收之波長的光化輻射以產生固化之附著層。
實施例26為附著物品，其包含：襯底材料；及安置於襯底材料上的壓敏附黏著劑組合物，其中壓敏性附著劑組合物包含可互溶摻合物之反應產物，該可互溶摻合物包含：a)約60份至約5份之一或多種丙烯酸系寡聚物混合物；b)約40份至約95份之一或多種單官能性(甲基)丙烯酸酯單體混合物；及c)以100份組分a)及b)計，約0.01份至約1.0份之一或多種自由基產生引發劑，其中衍生自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯單體之丙烯酸系寡聚物實質上不結合於固化之組合物。
所提供之光學組件及其製造方法之較佳實施例之以上描述係為說明及描述目的而呈現。不希望其為詳盡的或使本發明限於所揭示之精確形式，因為可根據上述教示對其進行多種修改或變更。所有該等修改及變更均屬於本發明之範疇內。選擇及描述本文所述之實施例是為了最佳地解釋本發明之原理及其實際應用，從而允許熟習此項技術者能夠以各種實施例及適用於本發明所涵蓋之特定用途之各種修改形式利用本發明。本發明之範疇當根據其合法且公正適用之完整寬度解釋時，希望由隨附申請專利範圍限定。
圖1為所提供之光學組件之實施例中所用光學附著劑及比較性附著劑之tan δ與溫度(-40℃以110℃)之關係的曲線圖。
圖2為所提供之光學組件之實施例中所用光學附著劑及比較性附著劑之tan δ與溫度(-20℃至100℃)之關係的曲線圖。
(無元件符號說明)

Claims (10)

  1. 一種光學組件，其包含：顯示面板；實質上透明基板；及附著層，其安置於該顯示面板與該實質上透明基板之間，該附著層包含可互溶摻合物之反應產物，該可互溶摻合物包含：衍生自約40%至約98%(甲基)丙烯酸烷基酯單體之丙烯酸系寡聚物；反應性稀釋劑，其包含單官能性(甲基)丙烯酸酯單體；及自由基產生引發劑，其中該丙烯酸系寡聚物包含衍生自(甲基)丙烯酸酯單體之丙烯酸系寡聚物。
  2. 如請求項1之光學顯示組件，其中該可互溶摻合物包含：a)約60份至約5份之一或多種丙烯酸系寡聚物混合物；b)約40份至約95份之一或多種單官能性(甲基)丙烯酸酯單體混合物；及c)以100份組分a)及b)計，約0.01份至約1.0份之一或多種自由基產生引發劑。
  3. 如請求項2之光學組件，其中該一或多種丙烯酸系寡聚物之重量平均分子量大於1000且不超過纏結分子量Me。
  4. 如請求項1之光學組件，其中該附著劑組合物已藉由曝 露於至少部分地由該光引發劑吸收之波長之光化輻射而固化，且其中該丙烯酸系寡聚物實質上不交聯於該固化組合物中。
  5. 一種製造光學組件之方法，其包含：提供顯示面板及實質上透明基板；在該顯示面板上安置光反應性附著劑組分之可互溶摻合物；使該基板與該等附著劑組分接觸以形成該顯示面板、附著劑組分及基板之光學透明層板；及使該光學組件曝露於至少部分地由該引發劑吸收之能量，其中該可互溶摻合物包含：衍生自約40%至約98%(甲基)丙烯酸烷基酯單體之丙烯酸系寡聚物；反應性稀釋劑，其包含單官能性(甲基)丙烯酸酯單體；及自由基產生引發劑，其中該丙烯酸系寡聚物包含衍生自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯單體之實質上丙烯酸系寡聚物。
  6. 如請求項5之製造光學組件之方法，其中該可互溶摻合物包含：a)約60份至約5份之一或多種丙烯酸系寡聚物混合物；b)約40份至約95份之一或多種單官能性(甲基)丙烯酸酯單體混合物；及 c)以100份組分a)及b)計，約0.01份至約1.0份之一或多種自由基產生引發劑。
  7. 一種製造光學組件之方法，其包含：提供顯示面板及實質上透明基板；及將固化附著層層壓於該實質上透明基板與該顯示面板之間，其中該附著層包含可互溶摻合物之反應產物，該可互溶摻合物包含：丙烯酸系寡聚物；反應性稀釋劑，其包含單官能性(甲基)丙烯酸酯單體；及自由基產生引發劑，其中該丙烯酸系寡聚物包含衍生自(甲基)丙烯酸酯單體之丙烯酸系寡聚物。
  8. 如請求項7之製造光學組件之方法，其中反應產物包含光反應產物且該引發劑包含光引發劑。
  9. 如請求項8之製造光學組件之方法，其中該固化附著層係藉由包含以下步驟之方法製備：將該可互溶摻合物安置於兩個離型襯墊之間，至少一個離型襯墊對UV輻射為實質上透明；及使該可互溶摻合物曝露於至少部分地由該光引發劑吸收之波長之光化輻射，以產生該固化附著層。
  10. 一種附著物品，其包含：襯底材料；及 壓敏性附著劑組合物，其安置於該襯底材料上，其中該壓敏性附著劑組合物包含可互溶摻合物之反應產物，該可互溶摻合物包含：a)約60份至約5份之一或多種衍生自約40%至約98%(甲基)丙烯酸烷基酯單體之丙烯酸系寡聚物混合物；b)約40份至約95份之一或多種單官能性(甲基)丙烯酸酯單體混合物；及c)以100份組分a)及b)計，約0.01份至約1.0份之一或多種自由基產生引發劑，其中該衍生自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯單體之丙烯酸系寡聚物實質上不結合於該固化組合物。
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