TWI661243B - 塗佈液態光學透明黏著劑至剛性基材上之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種用於製造光學總成之方法。該方法包括用塗佈頭安置液態光學透明組合物。將該液態光學透明組合物安置於目標基材上以形成用於黏附光學總成中之元件的光學透明黏著層。該光學總成包括結合至另一光學組件之顯示面板且可用於顯示裝置中。

Description

塗佈液態光學透明黏著劑至剛性基材上之方法
本發明一般係關於塗佈液態光學透明黏著劑之方法。詳言之，本發明係關於在無印刷輔助器幫助的情況下塗佈液態光學透明黏著劑之方法。該方法包括用塗佈頭安置液態光學透明組合物。將液態光學透明黏著劑安置於目標基材上以形成用於黏附光學總成中之各種元件的光學透明黏著層。
光學結合可用於使用光學級黏著劑將兩個光學元件黏附在一起。在顯示應用中，光學結合可用於將諸如顯示面板、玻璃板、觸控面板、漫射體、剛性補償器、加熱器及可撓性膜(諸如偏振器及延遲器)之光學元件黏附在一起。顯示器之光學效能可藉由使內部反射表面之數目減至最少而改良，由此可能需要移除顯示器中光學元件之間的氣隙或至少使氣隙數目減至最少。
液態光學透明黏著劑(LOCA)用於填充光學元件之間的氣隙，在顯示器行業中變得愈來愈普遍。舉例而言，LOCA可填充防護玻璃罩與氧化銦錫(ITO)觸控式感應器之間、ITO觸控式感應器與液晶模組之間或直接介於防護玻璃罩與液晶模組之間的氣隙。
塗覆LOCA之當前方法包括可分配流體(dispensable fluid)或使較厚的潛在觸變性材料在使用模板或螢幕之情況下圖案化。可分配流體之使用包括可流動液態OCA以便 其表現得如同牛頓流體(Newtonian fluid)一樣。為了防止流動超出所需印刷區域，通常需要使用預固化障壁材料(匹配LOCA之折射率)。此包括附加加工步驟，且若未分配精確量及/或在待用LOCA結合之兩個基材之間不存在完美的共面性，則仍可能潛在地引起LOCA外溢。
使用螢幕來印刷LOCA已描述於Kobayashi等人(美國專利申請公開案第2009/0215351號)中。使用模板來印刷LOCA已描述於PCT國際公開案第WO 2012/036980號中。兩種方法均需要使LOCA通過螢幕或模板以實現黏著劑塗佈在基材上之所需區域。
在本文中揭示製造光學總成之方法。在一個實施例中，該方法包含：提供顯示面板；提供實質上透明基材；用塗佈頭將觸變性液態光學透明組合物安置於顯示面板及基材中之至少一者上；將顯示面板及基材中之另一者安置於該液態組合物上；及固化該液態光學透明組合物。
在一個實施例中，光學透明黏著層包括在1秒-1之剪切速率下具有小於約20 Pa．s之黏度的液態光學透明黏著劑及觸變膠。光學透明黏著層之濁度約為2%或小於2%；在10秒-1之剪切速率下，黏度介於約2與約30 Pa．s之間；當施加10 Pa之應力持續約2分鐘時，位移蠕變(displacement creep)約0.2弧度或小於0.2弧度；且在1 Hz之頻率下施加約1,000 μN．m之扭矩持續約60秒，且立即繼之以在1 Hz之頻率下施加80 μN．m之扭矩後，恢復時間為約60秒或小於60秒以達 到35度之增量(delta)。
在另一實施例中，在本文中揭示包含顯示面板之光學總成。該光學總成包含：顯示面板；實質上透明基材；及安置於顯示面板與實質上透明基材之間的黏著層。
本文所揭示之光學總成可用於包含以下之光學裝置中：例如包含顯示器之手持型裝置、電視、電腦監視器、膝上型顯示器或數字標誌。
在另一實施例中，揭示一種製造光學總成之方法。本發明之此等及其他態樣描述於以下實施方式中。以上發明內容決不應解釋為對所主張之標的之限制，該標的僅由如本文中所闡述之申請專利範圍所界定。
可參考以下圖式進一步描述本發明。
此等圖為理想化的，未按比例繪製，且僅意欲為達成說明之目的。
揭示在無印刷輔助器(例如螢幕、遮罩、模板、預固化障壁)幫助的情況下，將LOCA塗佈至剛性基材(例如防護玻璃罩、氧化銦錫(ITO)觸控式感應器堆疊、偏振器、液晶模組等)上的方法。該等方法已用於腹板或膜之黏著劑塗佈以使帶子及膜產物或表面塗佈，且已發現提供合適的方法用於在無滲出之情況下將液態組合物印刷至目標基材上。詳言之，已發現可採用模塗法、刮刀塗法及簾幕式塗佈法來在包括於顯示面板與防護基材之間填充間隙之精密疊層應用中精確且快速地安置液體光學透明組合物(諸如 黏著劑)，諸如包括在LCD顯示器中玻璃面板在顯示面板上之疊層或在觸敏式電子裝置中觸敏式面板在顯示面板上之疊層的應用。塗佈製程藉由增強循環次數及改良產率實現生產量(throughput)之顯著改良。本發明方法可用於在不使用圖案或印刷輔助物(諸如模板、螢幕、遮罩或障壁)之情況下，將液態光學透明黏著劑塗佈至基材上。
在圖1中，待塗佈之基材22包括塗佈區24及環繞該塗佈區之塗佈邊緣。將基材置於塗佈裝置之剛性平台(未圖示)上。塗佈裝置包括位於剛性平台上方之塗佈頭26。將塗佈頭安裝至防止塗佈頭下垂之固定物。該固定物亦具有精確定位，特定言之關於z軸，以實現控制塗佈頭相對於基材之高度。在一個實施例中，可控制z軸位置在約0.002吋(0.00508 cm)內，特定言之在約0.001吋(0.00254 cm)內，且更特定言之在約0.0001吋(0.000254 cm)內。
在塗佈製程期間，塗佈頭在基材22之塗佈邊緣28a與塗佈區24之邊界處開始分配LOCA 23。塗佈頭繼續以相同厚度分配LOCA越過塗佈區至相對塗佈邊緣28b，如圖1中所示。在一個實施例中，分配LOCA使厚度介於約1 μm與約5 mm之間，特定言之介於約50 μm與約1 mm之間，且更特定言之介於約50 μm與約0.3 mm之間。
在一個實施例中，在塗佈製程期間，剛性平台相對於塗佈頭移動，且由此基材亦相對於塗佈頭移動。在另一實施例中，在塗佈製程期間，將基材固定而塗佈頭相對於剛性平台移動。在塗佈製程結束且向上穿過疊層至另一基材 時，塗佈LOCA之高度及尺寸公差保持在一定尺寸公差內。在一個實施例中，經塗佈LOCA之所需邊緣/邊界與經塗佈LOCA之實際邊緣/邊界之間的差異小於約2 mm，特定言之小於約0.8 mm，且更特定言之小於約0.5 mm。在一個實施例中，整個塗佈區之厚度在小於約100 μm目標塗佈厚度內，特定言之在小於約50 μm目標塗佈厚度內，且更特定言之在約30 μm目標塗佈厚度內。在一個實施例中，基材及塗佈頭以相對於彼此介於約0.1 mm/s與約3000 mm/s之間，特定言之相對於彼此介於約1 mm/s與約1000 mm/s之間，且更特定言之相對於彼此介於約3 mm/s與約500 mm/s之間的速度移動。
如圖1中所示，塗佈區用白色虛線表示，其代表塗佈邊緣與塗佈區之間的邊界。將塗佈頭帶至塗佈區左側上之塗佈邊緣與塗佈區之邊界處，且開始分配LOCA。一旦塗佈頭到達塗佈區右側鄰近塗佈邊緣之端點，塗佈頭停止分配LOCA。隨後移除塗佈頭，LOCA留在塗佈區內。在一個實施例中，小於約18% LOCA流動至周圍塗佈邊緣中，特定言之小於約5% LOCA流動至周圍塗佈邊緣中，且更特定言之小於約1% LOCA流動至周圍塗佈邊緣中。
在一個實施例中，塗佈頭包括槽模。已發現槽模印刷及塗佈方法來提供將液態組合物印刷至目標基材上合適的方法，該等槽模印刷及塗佈方法已經用於腹板或膜之黏著劑塗佈以使帶子及膜產物或表面塗佈。可採用槽模來在包括於顯示面板與防護基材之間填充間隙之精密疊層應用中精 確且快速地分配液體光學透明組合物(諸如黏著劑)，諸如包括在LCD顯示器中玻璃面板在顯示面板上之疊層或在觸敏式電子裝置中觸敏式面板在顯示面板上之疊層的應用。
用於分配液態組合物之進料流的槽模的實例描述於由3M Company申請之PCT國際公開案第WO 2011/087983號中。此類槽模可用於將液態光學透明組合物分配至基材上。
圖2A、2B及圖3為說明例示性槽模的示意圖。參考圖2A，進料區塊16自存在於第一流動通道50中之液態組合物產生流動流32。目標基材置放於進料區塊16下。藉由伺服馬達控制槽模塗佈頭在基材上方移動，同時藉由計量泵抽汲黏著劑以自槽模分配液態組合物。可藉由槽模中之螺線管閥控制分配量。
可提供第二流動通道以為液態組合物提供較大容積，或當需要同時分配兩種不同液態組合物時，亦可提供第二流動通道。一個實例顯示於圖2B中。
圖3顯示具有第一流動通道50及第二流動通道52之槽模的透視圖。參考圖3，提供複數個第一管道56a、56b、56c、56d、56e、56f、56g(統稱為「第一管道56(first conduit 56)」)及複數個第二管道58a、58b、58c、58d、58e、58f(統稱為「第二管道58(second conduit 58)」)。視情況，可在外殼48內提供管道加熱器62a及62b(統稱為「管道加熱器62(conduit heater 62)」)及/或槽模加熱器54a及54b(統稱為「槽模加熱器54(slot die heater 54)」)。
第一流動通道50及第二流動通道52與擠壓機流體連通，該等擠壓機分別為第一流動通道50及第二流動通道52供應第一及第二液態組合物進料流(未圖示)。第一流動通道50與第一管道56亦流體連通，且第二流動通道52與第二管道58亦流體連通。第一液態組合物進料流自第一流動通道50內穿過第一管道56流至槽模部分60，且液態組合物進料流自第二流動通道52內穿過第二管道58流至槽模部分60。如圖3中所示，第一管道56包括7個個別第一管道56a、56b、56c、56d、56e、56f、56g，且第二管道58包括6個個別第二管道58a、58b、58c、58d、58e、58f。需要時，相應個別管道可各自在經由進料區塊16產生之流動流32中提供複數個聚合物層之個別聚合物層。
槽模部分60包括複數個槽(顯示在圖4中，如複數個槽70a至70m)，該等槽與第一管道56及第二管道58流體連通。第一及第二進料流分別自第一管道56及第二管道58流至槽模部分60之槽70中。相應熔融流之流動根據槽70之流動尺寸在槽70內重新定向。在一些實施例中，槽模部分60之槽70可包括膨脹歧管部分，其經組態自第一及第二複數個管道56及58接收一或多種液態組合物，且在槽模部分60之寬度方向(x方向)上擴散該等液態組合物至離開進料區塊16之流動流32的大約所需寬度。
可選擇諸如槽高度及/或長度、管道直徑、流動通道寬度之參數來提供所需層厚度分佈。舉例而言，可增加或減少流動通道50及52之截面面積。該面積可沿其長度改變以 提供一定的壓力梯度，其又可影響多層流動流32之層厚度分佈。以此方式，可設計一或多個流動限定部分之尺寸以影響經由進料區塊16所產生之流動流的層厚度分佈，例如根據目標層厚度分佈。
在一個實施例中，塗佈頭包括含有漸縮通道之槽饋入刀模(slot fed knife die)。該模之幾何形狀可為利刃擠壓模或在該模之上游或下游或兩者上具有焊盤之槽饋入刀。漸縮通道為較佳以避免下部腹板起脊及其他塗佈缺陷。(參見Coating and Drying Defects：Troubleshooting Operating Problems,E.B.Gutoff,E.D.Cohen,G.I.Kheboian,(John Wiley and Sons,2006)第131-137頁)。該等塗佈缺陷可在顯示器總成中引起斑及其他顯而易見的光學缺陷。
為了獲得對分配在塗佈邊緣與塗佈區之邊界處LOCA之量的有效控制，可在塗佈頭上游添加抽汲系統或在塗佈頭內添加元件來控制LOCA之流量。通常稱此為「預計量(pre-metered)」塗佈系統。在一個實施例中，「預計量」塗佈系統包括定量泵，諸如控制流體流量之齒輪泵或伺服驅動或棒驅動之正排量泵。在一個實施例中，每單位塗佈寬度W之LOCA的流動速率Q為基材與塗佈頭之間的相對速度U與目標塗佈厚度T的函數。此函數由以下方程表示：Q/W=U×T，假定100%固體。
在一個實施例中，塗佈頭在模中含有至少一個活塞以控制模開口及流體流量。此項技術中已知提供藉由使用計量泵使間隔離散貼片之圖案塗佈至材料之腹板上的設備，該 計量泵自流體儲集器供應塗佈流體至擠壓(或塗佈)模之內腔中。該等模亦可包括單個活塞或與泵的組合，該泵可轉移至腔中或自腔中轉移出來以控制流體流出擠壓/塗佈模。典型地，藉由將活塞轉移至模之腔中將材料自模中轉移出(例如至基材上)。將活塞轉移出腔中典型地停止流體轉移出模。此概念之一個實例為柱塞模(ram die)，其中藉由沿模之內腔且沿其寬度定位之長薄活塞直接提供用於自模排出材料的驅動力。此等類型之塗佈設備亦可利用夾住的隔膜以便當直接附著至活塞時改變引入室內之體積。
在一個實施例中，塗佈頭含有完整的氣囊來控制流量，該氣囊類似於美國專利第7,344,665號(Mikhail等人)中所描述者。
建構塗佈頭以處置壓力從而剪切LOCA至所需黏度範圍內。經由塗佈頭所分配之LOCA可視情況在塗佈頭中預加熱或加熱以降低LOCA之黏度且輔助塗佈製程。
在一個實施例中，真空箱與塗佈頭一起使用以確保在LOCA與基材之間不陷入空氣且使塗佈頭穩定。真空箱亦可用於藉由保持塗佈頭在吾人所需塗佈寬度(例如墊片之寬度)內來控制過量LOCA殘留在塗佈區域。
在一個實施例中，塗佈頭為刮刀塗佈機，其中鋒利邊緣用於計量基材上之流體。塗佈厚度藉由刮刀與基材之間的間隙來測定。該間隙必須充分控制且在一個實施例中，控制在約0.002吋(0.00508 cm)內，特定言之在約0.001吋(0.00254 cm)內，且更特定言之在約0.0001吋(0.000254 cm)內。刮刀塗佈機塗佈頭之實例包括(但不限於)購自Yasui-Seiki Co.,Bloomington,Indiana的β塗佈機SNC-280。
對於LOCA，需要在刮刀上游之適當的液態進料器(liquid feed)。該液態進料器可包括(但不限於)：注射器、針模、料斗或液體分配歧管。液態進料器用於在基材上之塗佈區域分配足夠液態LOCA至特定厚度(潛在地經由使用精密注射泵)。
在另一實施例中，使用超音波噴霧、高壓噴霧或空氣輔助噴霧來分配LOCA至基材上。超音波噴霧、高壓噴霧提供精細薄霧噴霧，減少過量噴霧且具有超低流動速率性能。空氣輔助噴霧藉由使用高速空氣流來輔助小液滴自噴嘴輸送至目標的製程而防止小液滴漂移。此等噴霧方法利用塗佈頭上之噴霧噴嘴或噴霧噴嘴陣列。噴霧噴嘴為促進LOCA分散成噴霧的精密裝置。噴霧可為間歇或連續的。合適的實例包括(但不限於)購自Sono-tek Corp.,Milton,New York的「EXACTACOAT SC」系統。
在又一實施例中，可使用簾幕式塗佈將LOCA塗覆至基材，例如當基材為防護玻璃罩時。簾幕式塗佈製程產生不間斷的簾幕LOCA，其落下至基材上。以經調整之速度經由位於兩個輸送機之間的間隙處之LOCA簾幕將基材輸送至充當輸送帶的剛性平台上來確保模之均勻塗佈。簾幕係由在LOCA儲料槽基底之縫隙而形成，該儲料槽允許LOCA降落在位於基材上的兩個輸送機之間。落在基材上之塗層 的厚度主要藉由剛性平台之速度及殘留在貯槽中之材料的量來決定。
穩定的簾幕需要藉由LOCA使用適當的分配模，諸如上述彼等模來實現。在一個實施例中，簾幕區較佳為至少1000級，或更佳至少100級類型之無塵室區域。此將確保簾幕區將不含會影響塗佈區之光學特性的空浮顆粒或污染物。LOCA可以不夾帶空氣或污染物的方式再循環或可作為廢物丟棄。基材以恆定速度或經使用雙重輸送機通過LOCA簾幕。合適的雙重輸送機之實例包括空氣軸承輸送機，如通常用於LCD製造中。在一個實施例中，整個基材經LOCA塗佈。在另一實施例中，定位基材以使得僅一部分基材經LOCA塗佈，如圖5中所示。
如圖5中所示，基材22具有用白色虛線之假想邊界表示的塗佈區24。基材穿過LOCA之簾幕27，且在與含有LOCA之簾幕之平面垂直的方向上繼續穿過簾幕。基材自LOCA之簾幕顯現均勻塗佈。
本發明方法中所用之液態光學透明黏著劑本質上為觸變性的，在極少剪切至無剪切下展現類似固體之行為(例如在0.01 s-1下至少500 Pa．s)，而在塗佈製程期間當施加適當量之剪切時為可流動的(例如在1至10 s-1下小於50 Pa．s)。觸變性LOCA在塗佈製程之後一定時間段內恢復其觸變特性以確保維持塗佈區之尺寸公差。雖然可使用非觸變性液態光學透明黏著劑(例如高度黏稠，40 Pa．s牛頓流體)，但是顯示器總成製程中之隨後步驟(疊層、檢驗、固化等)將 需要發生在LOCA流動超出所需塗佈區之前的時間窗口中。
在以下段落中將描述製造光學總成中所用之合適的液態組合物，特定言之液態光學透明組合物，諸如黏著劑。
可使用光學材料填充光學總成之光學組件或基材之間的間隙。若用與面板及基材之折射率匹配或幾乎匹配之光學材料填充兩者之間的間隙，則包含結合至光學基材之顯示面板的光學總成可有益。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。相比於具有氣隙之相同總成，具有填充間隙之光學總成亦可展現改良的抗震動性。
用於填充光學組件或基材之間的間隙的光學材料典型地包含黏著劑及各種類型之固化聚合組合物。然而，若以後有人希望在對該等組件極少損害或無損害之情況下拆卸或重做總成，則此等光學材料不適用於製造光學總成。因為組件傾向於易碎及昂貴的，所以對於光學總成需要此可再加工性特徵。舉例而言，若在組裝期間或在組裝之後觀察到缺陷，或若覆蓋片在出售之後損壞，則通常需要自顯示面板移除覆蓋片。需要藉由自顯示面板移除覆蓋片來重做總成而對組件極少損害或無損害。隨著可用顯示面板之尺寸或面積繼續增加，可再加工性變得愈來愈重要。
難以製造具有較大尺寸或面積之光學總成，尤其當需要效率及嚴格的光學品質時。光學組件之間的間隙可藉由將可固化組合物傾倒或注入至間隙中，隨後固化組合物以使 組件結合在一起來填充。然而，此等常用組合物具有較長流出時間，其導致大型光學總成之製造方法效率低下。
本文所揭示之光學總成包含黏著層及光學組件，特定言之顯示面板及實質上透光性基材。黏著層允許吾人重做總成而對組件損害極少或無損害。黏著層可具有約15 N/mm或小於15 N/mm，10 N/mm或小於10 N/mm或6 N/mm或小於6 N/mm之介於玻璃基材之間的劈裂強度(cleavage strength)，以便可獲得可再加工性而對組件損害極少或無損害。在1×1吋(2.54×2.54 cm)面積下，劈裂總能量可為小於約25 kg-mm。
黏著層適用於光學應用。舉例而言，黏著層在460至720 nm範圍內可具有至少85%之透射率。黏著層每毫米厚度之透射率在460 nm處可大於約85%，在530 nm處可大於約90%，且在670 nm處可大於約90%。此等透射率特徵為越過電磁波譜之可見區的光提供均一透射率，其對維持全色顯示器中之色點(color point)而言為重要的。
黏著層之透明度特徵之色彩部分進一步經如由CIE L*a*b*協定表示之其色彩座標定義。舉例而言，色彩之b*組分應小於約1，更佳小於約0.5。b*之此等特徵提供低黃度指數，其對維持全色顯示器中之色點而言為重要的。
黏著層之透明度特徵之濁度部分進一步經如藉由濁度計所量測之黏著層的濁度%值定義，濁度計諸如購自Byk Gardner之HazeGard Plus或購自Hunter Labs之UltraScan Pro。光學透明物品較佳具有小於約5%，較佳小於約2%， 最佳小於約1%之濁度。此等濁度特徵提供低光散射，其對維持全色顯示器中之輸出品質而言為重要的。
由於上述原因，黏著層較佳具有與顯示面板及/或實質上透明基材之折射率匹配或接近匹配之折射率。可藉由適當選擇黏著劑組分來控制黏著劑之折射率。舉例而言，可藉由併入寡聚物、稀釋單體及含有更高含量芳族結構或併入硫或諸如溴之鹵素的類似物來提高折射率。反之，可藉由併入寡聚物、稀釋單體及含有更高含量脂族結構之類似物來調節折射率至更低值。舉例而言，黏著層可具有約1.4至約1.7之折射率。
可藉由適當選擇黏著劑組分使黏著劑保持透明，該等組分包括寡聚物、稀釋單體、填充劑、塑化劑、增黏性樹脂、光引發劑及促進黏著劑之總體特性之任何其他組分。詳言之，除非濁度為所需結果(諸如用於擴散黏著劑應用)，否則黏著劑組分應彼此相容，例如在固化至域尺寸及折射率差異引起光散射且出現濁度之時刻之前或之後，此等組分不應相分離。此外，黏著劑組分應不含在黏著劑調配物中不溶解且足夠大以散射光，從而增進濁度之顆粒。若濁度為需要的，諸如在擴散黏著劑應用中，則此可為可接受的。另外，諸如觸變性材料之各種填充劑應充分分散，以致其不促使可造成光透射率損失及濁度增加的相分離或光散射。又，若濁度為需要的，諸如在擴散黏著劑應用中，則此可為可接受的。此等黏著劑組分亦應藉由例如賦予色彩或增加黏著層之b*或黃度指數而使透明度之色 彩特徵不降級。
黏著層可用於光學總成，其包含：顯示面板；實質上透明基材；及安置於顯示面板與實質上透明基材之間的黏著層。黏著層可具有任何厚度。光學總成中所採用之特定厚度可由多種因素決定，例如，其中使用光學總成之光學裝置的設計在顯示面板與實質上透明基材之間可能需要一定的間隙。黏著層之厚度典型地為約1 μm至約5 mm，約50 μm至約1 mm或約50 μm至約0.2 mm。
可使用液態光學透明黏著劑或液態組合物與觸變膠之組合來製備黏著層，其中液態組合物具有適於有效製造較大光學總成之黏度。較大光學總成可具有約15至約5 m2或約15 cm2至約1 m2之面積。舉例而言，液態組合物之黏度可為約100至140,000 cP，約100至約10,000 cP，約100至約5000 cP，約100至約1000 cP，約200至約700 cP，約200至約500 cP或約500至約4000 cP，其中在25℃及1秒-1下量測組合物之黏度。液態組合物適用於各種製造方法。黏著層可包括具有以下黏度之任何液態光學透明黏著劑，該黏度使得當該黏著劑與觸變膠組合時，在1至10秒-1之剪切速率下，黏著層之黏度不大於30 Pa．s，介於約2與約30 Pa．s之間，且尤其介於約5與約20 Pa．s之間。在1至10秒-1處之此範圍控管黏著層流動及充分填充所需塗佈區域，且使所需塗佈區域中之氣泡存在減至最少的能力。1至10秒-1之範圍為黏著劑在塗佈製程期間的可能剪切速率，但黏著劑可能以更高剪切速率塗佈。在0.01秒-1下，黏著層之黏度為至 少500 Pa．s，至少2,000 Pa．s，且較佳至少10,000 Pa．s。在0.01秒-1處之範圍定義何時黏著層具有非下陷特性。
在一個實施例中，在1至10秒-1之剪切速率下，黏著層中所用之液態光學透明黏著劑具有約20 Pa．s或小於20 Pa．s之黏度。詳言之，在1至10秒-1之剪切速率下，液態光學透明黏著劑具有約10 Pa．s或小於10 Pa．s，且更特定言之約5 Pa．s或小於5 Pa．s之黏度。在此等範圍內，當添加觸變膠時，黏著層之黏度將在適當範圍內。
在一個實施例中，黏著層包括多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物、包含在25℃下黏度為約4至約20 cP之單官能(甲基)丙烯酸酯單體的反應性稀釋劑之反應產物；及塑化劑。通常，(甲基)丙烯酸酯係指丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯官能基兩者。
多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物可包含以下中之任何一或多者：多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物、多官能聚酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物及多官能聚醚(甲基)丙烯酸酯寡聚物。多官能(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反應的(甲基)丙烯酸酯基團，例如2至4個(甲基)丙烯酸酯基團。黏著層可包含約15至約50 wt%，約20至約60 wt%，或約20至約45 wt%之多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物。所用特定多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物以及用量可視各種因素而定。舉例而言，可選擇特定寡聚物及/或其量以使得黏著劑組合物為具有以下黏度之液態組合物：約100至140,000 cP，約100至約10,000 cP，約100至 約5000 cP，約100至約1000 cP，約200至約700 cP，約200至約500 cP或約500至約4000 cP，其中在25℃及1秒-1下量測組合物之黏度。至於另一實例，可選擇特定寡聚物及/或其量以使得黏著劑組合物為具有以下黏度之液態組合物：約100至140,000 cP，約100至約10,000 cP，約100至約5000 cP，約100至約1000 cP，約200至約700 cP，約200至約500 cP或約500至約4000 cP，其中在25℃及1秒-1下量測組合物之黏度且所得黏著層具有小於約30，小於約20或小於約10之肖氏A硬度。至於又一實例，可選擇特定寡聚物及/或其量以使得黏著劑組合物為這樣一種液態組合物，組合物在25℃及1秒-1之剪切速率下之黏度高達約140,000 cP，且組合物在25℃及0.01秒-1之剪切速率下之黏度為至少約500,000 cP。
多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物可包含多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物，該寡聚物具有至少兩個在固化期間參與聚合反應的(甲基)丙烯酸酯基團，例如2至4個(甲基)丙烯酸酯基團。通常，此等寡聚物包含多元醇與多官能異氰酸酯反應，隨後用經羥基官能化之(甲基)丙烯酸酯封端的反應產物。舉例而言，多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物可由脂族聚酯或聚醚多元醇形成，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)縮合來製備。在一實施例中，聚酯多元醇包含己二酸及二乙二醇。多官能異氰酸酯可包含二環己基異氰酸亞甲酯或二異氰酸1,6-六亞甲 酯。經羥基官能化之(甲基)丙烯酸酯可包含(甲基)丙烯酸羥烷酯，諸如丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、丙烯酸4-羥丁酯或聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯。在一個實施例中，多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含聚酯多元醇、二環己基異氰酸亞甲酯及丙烯酸羥乙酯的反應產物。
適用的多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物包括市售可得之產品。舉例而言，多官能脂族胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物可包含購自Sartomer,Co.,Exton,PA之胺基甲酸酯二丙烯酸酯CN9018、CN3108及CN3211；購自Rahn USA Corp.,Aurora IL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)；購自Japan U-Pica Corp.之U-Pica 8966、8967、8967A及其組合及購自Bomar Specialties Co.,Torrington,CT之聚醚胺基甲酸酯二丙烯酸酯BR-3042、BR-3641AA、BR-3741AB及BR-344。
通常，視用於形成黏著層之其他組分以及黏著層之所需特性而定，多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物可以任何量使用。黏著層可包含約15至約50 wt.%，約20至約60 wt.%或約20至約45 wt.%之多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物。
多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物可包含多官能聚酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物。適用的多官能聚酯丙烯酸酯寡聚物包括市售可得之產品。舉例而言，多官能聚酯丙烯酸酯可包含購自Bomar Specialties Co.之BE-211及購自Sartomer Co.之CN2255。
多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物可包含多官能聚醚(甲基)丙烯酸酯寡聚物。適用的多官能聚醚丙烯酸酯寡聚物包括市售可得之產品。舉例而言，多官能聚醚丙烯酸酯可包含購自Rahn USA Corp.之GENOMER 3414。
形成黏著層之反應產物由反應性稀釋劑形成。反應性稀釋劑包含單官能(甲基)丙烯酸酯單體，該單體在25℃下具有約4至約20 cP之黏度。反應性稀釋劑可包含一個以上單體，例如2至5個不同單體。此等單體之實例包括丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸四氫糠酯、烷氧基化丙烯酸四氫糠酯、烷氧基化甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸四氫糠酯及其混合物。舉例而言，反應性稀釋劑可包含(甲基)丙烯酸四氫糠酯及(甲基)丙烯酸異冰片酯。至於另一實例，反應性稀釋劑可包含烷氧基化丙烯酸四氫糠酯及丙烯酸異冰片酯。
通常，視用於形成黏著層之其他組分以及黏著層之所需特性而定，反應性稀釋劑可以任何量使用。相對於黏著層之總重量，黏著層可包含約15至約50 wt%，約30至約60 wt%或約40至約60 wt%之反應性稀釋劑。
所用特定反應性稀釋劑及單體用量可視各種因素而定。 舉例而言，可選擇特定單體及/或其量以使得黏著劑組合物為具有以下黏度之液態組合物：約100至140,000厘泊(cP)，約100至約10,000 cP，約100至約5000 cP，約100至約1000 cP，約200至約700 cP，約200至約500 cP或約500至約4000 cP，其中在25℃及1秒-1下量測組合物之黏度。至於另一實例，可選擇特定單體及/或其量以使得黏著劑組合物為具有以下黏度之液態組合物：約100至140,000 cP，約100至約10,000 cP，約100至約5000 cP，約100至約1000 cP，約200至約700 cP，約200至約500 cP或約500至約4000 cP，其中在25℃及1秒-1下量測組合物之黏度且所得黏著層具有小於約30，小於約20或小於約10之肖氏A硬度。至於又一實例，可選擇特定稀釋劑及/或其量以使得黏著劑組合物為這樣一種液態組合物，組合物在25℃及1秒-1之剪切速率下之黏度高達約140,000 cP，且組合物在25℃及0.01秒-1之剪切速率下之黏度至少為約500,000 cP。至於又一實例，可選擇特定稀釋劑及/或其量以使得黏著劑組合物為這樣一種液態組合物，組合物在25℃及1秒-1之剪切速率下之黏度為18,000至140,000 cP，且組合物在25℃及0.01秒-1之剪切速率下之黏度為700,000至4,200,000 cP。
黏著層包含增加其柔軟度及可撓性的塑化劑。塑化劑為吾人所熟知且典型地並不參與(甲基)丙烯酸酯基團之聚合反應。塑化劑可包含一種以上塑化劑材料。塑化劑可包含油。合適的油包括植物油、礦物油及大豆油。黏著層可包 含大於5至約20 wt%或大於5至約15 wt%之塑化劑。所用之特定塑化劑以及用量可視各種因素而定。舉例而言，可選擇特定塑化劑及/或其量以使得黏著劑組合物為具有以下黏度之液態組合物：約100至140,000 cP，約100至約10,000 cP，約100至約5000 cP，約100至約1000 cP，約200至約700 cP，約200至約500 cP或約500至約4000 cP，其中在25℃及1秒-1下量測組合物之黏度。至於另一實例，可選擇特定塑化劑及/或其量以使得黏著劑組合物為具有以下黏度之液態組合物：約100至140,000 cP，約100至約10,000 cP，約100至約5000 cP，約100至約1000 cP，約200至約700 cP，約200至約500 cP或約500至約4000 cP，其中在25℃及1秒-1下量測組合物之黏度且所得黏著層具有小於約30，小於約20或小於約10之肖氏A硬度。至於又一實例，可選擇特定塑化劑及/或其量以使得黏著劑組合物為這樣一種液態組合物，組合物在25℃及1秒-1之剪切速率下之黏度高達約140,000 cP，且組合物在25℃及0.01秒-1之剪切速率下之黏度為至少約500,000 cP。至於又一實例，可選擇特定稀釋劑及/或量以使得黏著劑組合物為這樣一種液態組合物，組合物在25℃及1秒-1之剪切速率下之黏度為18,000 cP至140,000 cP，且組合物在25℃及0.01秒-1之剪切速率下之黏度為700,000 cP至4,200,000 cP。
形成黏著層之反應產物可進一步包含具有環氧烷官能基之單官能(甲基)丙烯酸酯單體。此具有環氧烷官能基之單官能(甲基)丙烯酸酯單體可包含一種以上單體。伸烷基官 能基包括乙二醇及丙二醇。二醇官能基包括各單元，且單體可具有1至10個環氧烷單元，1至8個環氧烷單元或4至6個環氧烷單元之間的任何數量。具有環氧烷官能基之單官能(甲基)丙烯酸酯單體可包含以BISOMER PPA6形式購自Cognis Ltd.之丙二醇單丙烯酸酯。此單體具有6個丙二醇單元。具有環氧烷官能基之單官能(甲基)丙烯酸酯單體可包含以BISOMER MPEG350MA形式購自Cognis Ltd.之乙二醇單甲基丙烯酸酯。此單體平均具有7.5個乙二醇單元。
黏著層可包含約5至約30 wt.%或約10至約20 wt.%之具有環氧烷官能基的單官能(甲基)丙烯酸酯單體。所用之特定單體以及用量可視各種因素而定。舉例而言，可選擇特定單體及/或其量以使得黏著劑組合物為具有以下黏度之液態組合物：約100至140,000 cP，約100至約10,000 cP，約100至約5000 cP，約100至約1000 cP，約200至約700 cP，約200至約500 cP或約500至約4000 cP，其中在25℃及1秒-1下量測組合物之黏度。至於另一實例，可選擇特定單體及/或其量以使得黏著劑組合物為具有以下黏度之液態組合物：約100至140,000 cP，約100至約10,000 cP，約100至約5000 cP，約100至約1000 cP，約200至約700 cP，約200至約500 cP或約500至約4000 cP，其中在25℃及1秒-1下量測組合物之黏度且所得黏著層具有小於約30，小於約20或小於約10之肖氏A硬度。至於又一實例，可選擇特定單體及/或其量以使得黏著劑組合物為這樣一種液態組合物，組合物在25℃及1秒-1之剪切速率下之黏度高達約 140,000 cP，且組合物在25℃及0.01秒-1之剪切速率下之黏度為至少約500,000 cP。至於又一實例，可選擇特定稀釋劑及/或量以使得黏著劑組合物為這樣一種液態組合物，組合物在25℃及1秒-1之剪切速率下之黏度為18,000 cP至140,000 cP，且組合物在25℃及0.01秒-1之剪切速率下之黏度為700,000 cP至4,200,000 cP。
黏著層具有極少或不具有如上文所述之增黏劑。增黏劑典型地用於增加黏著劑之黏性。所用之特定增黏劑以及用量可視各種因素而定。可選擇增黏劑及/或其量以使得黏著層在玻璃基材之間的劈裂強度為約15 N/mm或小於15 N/mm，10 N/mm或小於10 N/mm，或6 N/mm或小於6 N/mm。可選擇特定增黏劑及/或其量以使得黏著劑組合物為具有以下黏度之液態組合物：約100至140,000 cP，約100至約10,000 cP，約100至約5000 cP，約100至約1000 cP，約200至約700 cP，約200至約500 cP或約500至約4000 cP，其中在25℃及1秒-1下量測組合物之黏度。至於另一實例，可選擇特定增黏劑及/或其量以使得黏著劑組合物為具有以下黏度之液態組合物：約100至140,000 cP，約100至約10,000 cP，約100至約5000 cP，約100至約1000 cP，約200至約700 cP，約200至約500 cP或約500至約4000 cP，其中在25℃及1秒-1下量測組合物之黏度且所得黏著層具有小於約30，小於約20或小於約10之肖氏A硬度。至於又一實例，可選擇特定增黏劑及/或其量以使得黏著劑組合物為這樣一種液態組合物，組合物在25℃及1秒-1之剪切 速率下之黏度高達約140,000 cP，且組合物在25℃及0.01秒-1之剪切速率下之黏度為至少約500,000 cP。至於又一實例，可選擇特定稀釋劑及/或量以使得黏著劑組合物為這樣一種液態組合物，組合物在25℃及1秒-1之剪切速率下黏度為18,000 cP至140,000 cP，且組合物在25℃及0.01秒-1之剪切速率下黏度為700,000 cP至4,200,000 cP。
黏著層可包含：約15至約50 wt.%之多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物與約15至約50 wt.%之反應性稀釋劑的反應產物；及大於5至約25 wt.%之塑化劑。反應產物可進一步包含約10至約20 wt.%之具有環氧烷官能基的單官能(甲基)丙烯酸酯單體。此黏著層可包含小於約15 N/mm，小於約10 N/mm或小於約6 N/mm之玻璃間劈裂力。黏著層可包含：約20至約60 wt.%之多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物與約30至約60 wt.%之反應性稀釋劑的反應產物；及大於5至約25 wt.%之塑化劑。反應產物可進一步包含約10至約20 wt.%之具有環氧烷官能基的單官能(甲基)丙烯酸酯單體。此黏著層可包含小於約15 N/mm，小於約10 N/mm或小於約6 N/mm之玻璃間劈裂力。黏著層可包含：約25至約45 wt.%之多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物與約40至約60 wt.%之反應性稀釋劑的反應產物；及大於5至約15 wt.%之塑化劑。反應產物可進一步包含約10至約20 wt.%之具有環氧烷官能基的單官能(甲基)丙烯酸酯單體。黏著層可包含：約20至約50 wt.%之多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物與約30至約60 wt.%之反應性稀釋劑的反應產物；及大於5至約 25 wt.%之塑化劑。反應產物可進一步包含約10至約20 wt.%之具有環氧烷官能基的單官能(甲基)丙烯酸酯單體。黏著層可包含：約25至約45 wt.%之多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物與約40至約60 wt.%之反應性稀釋劑的反應產物；及大於5至約15 wt.%之塑化劑。反應產物可進一步包含約10至約20 wt.%之具有環氧烷官能基的單官能(甲基)丙烯酸酯單體。黏著層可包含：約30至約60 wt.%之多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物與約20至約30 wt.%之反應性稀釋劑的反應產物；及大於5至約10 wt.%之塑化劑；約5至約10 wt.%之具有環氧烷官能基的單官能(甲基)丙烯酸酯單體及約2至約10 wt.%之煙霧狀二氧化矽。
光學總成可包含顯示面板、實質上透明基材及安置於顯示面板與實質上透明基材之間的黏著層，該黏著層包含多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物與包含在25℃下黏度為約4至約20 cP之單官能(甲基)丙烯酸酯單體的反應性稀釋劑的反應產物，及具有環氧烷官能基之單官能(甲基)丙烯酸酯單體。
多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含以下中之任何一或多者：多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物、多官能聚酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物及多官能聚醚(甲基)丙烯酸酯寡聚物。
在25℃下黏度為約4至約20 cP之單官能(甲基)丙烯酸酯單體可包含(甲基)丙烯酸四氫糠酯及(甲基)丙烯酸異冰片酯。(甲基)丙烯酸四氫糠酯可包含烷氧基化的丙烯酸四氫 糠酯。具有環氧烷官能基之單官能(甲基)丙烯酸酯單體可具有1至10個環氧烷單元。
液態光學透明組合物可包含約20至約60 wt%之多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物與約40至約80 wt%之反應性稀釋劑的反應產物。
光學總成可包含顯示面板、實質上透明基材及安置於顯示面板與實質上透明基材之間的黏著層，該黏著層包含：多官能基於橡膠的(甲基)丙烯酸酯寡聚物與具有4至20個碳原子之側烷基的單官能(甲基)丙烯酸酯單體的反應產物；及液態橡膠。
多官能基於橡膠之(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含以下中之任何一或多者：多官能聚丁二烯(甲基)丙烯酸酯寡聚物、多官能異戊二烯(甲基)丙烯酸酯寡聚物及包含丁二烯與異戊二烯之共聚物的多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物。多官能基於橡膠之(甲基)丙烯酸酯寡聚物可包含多官能聚丁二烯(甲基)丙烯酸酯寡聚物。具有4至20個碳原子之側烷基的單官能(甲基)丙烯酸酯單體可包含具有8至20個碳原子的側基。液態橡膠可包含液態異戊二烯。
適用的多官能聚丁二烯(甲基)丙烯酸酯寡聚物包括購自Sartomer Co.之雙官能聚丁二烯(甲基)丙烯酸酯寡聚物CN307。適用的多官能聚異戊二烯(甲基)丙烯酸酯寡聚物包括購自Kuraray America,Inc.之(甲基)丙烯酸酯化異戊二烯寡聚物UC-102及UC-203。
適用的具有4至20個碳原子之側烷基的單官能(甲基)丙 烯酸酯單體包括丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸異癸酯及丙烯酸硬脂酯。
液態橡膠可包含購自Kuraray,Inc.之LIR-30液態異戊二烯橡膠及LIR-390液態丁二烯/異戊二烯共聚物橡膠以及購自Sartomer Co.,Inc.之RICON 130液態聚丁二烯橡膠。
黏著層可進一步包含如上文所述之塑化劑。
黏著層可包含：約20至約60 wt.%之多官能基於橡膠的(甲基)丙烯酸酯寡聚物與約20至約60 wt.%之具有4至20個碳原子之側烷基的單官能(甲基)丙烯酸酯單體的反應產物；及大於5至約25 wt.%之液態橡膠。
黏著層可包含：約20至約50 wt.%之多官能基於橡膠之(甲基)丙烯酸酯寡聚物與約20至約50 wt.%之具有4至20個碳原子之側烷基的單官能(甲基)丙烯酸酯單體的反應產物；及大於5至約25 wt.%之液態橡膠。
黏著層包含極少或不包含如上文所述之增黏劑。
黏著層可包含增黏劑。增黏劑為吾人所熟知且用於增加黏著劑之黏性或其他特性。存在許多不同類型之增黏劑，但幾乎任何增黏劑可分類為：衍生自木松香、松脂膠或高油松香之松香樹脂；由基於石油之原料製備之烴樹脂；或衍生自木材或某些水果之萜烯原料的萜烯樹脂。黏著層可包含例如0.01至約20 wt.%,0.01至約15 wt.%或0.01至約10 wt.%之增黏劑。黏著層可實質上無增黏劑，例如皆相對於黏著層之總重量包含0.01至約5 wt.%或約0.01至約0.5 wt.%之增黏劑。
黏著層可不含增黏劑。黏著層可為軟的，例如該層可具有小於約30，小於約20或小於約10之肖氏A硬度。
黏著層可展現極少收縮或不展現收縮，視任何可接受之量而定，例如小於約5%。
在另一實施例中，黏著劑可基於聚矽氧。舉例而言，黏著劑可在氫化矽官能性聚矽氧與乙烯基或烯丙基官能性聚矽氧之間使用加成固化化學作用。加成固化聚矽氧在此項技術中為吾人所熟知，且其通常合併可藉由熱或UV輻射活化之基於鉑的催化劑。類似地可使用雙組分聚矽氧液態黏著劑或凝膠形成材料作為此觸變性可印刷材料的基礎。此等類型之聚矽氧可依賴縮合化學作用且需要熱來加速固化機制。
通常，黏著層可包含金屬氧化物顆粒，例如來調節黏著層之折射率或液態黏著劑組合物之黏度(如下文所描述)。可使用實質上透明的金屬氧化物顆粒。舉例而言，黏著層中之金屬氧化物顆粒之1 mm厚圓盤可吸收入射在該圓盤上之小於約15%的光。金屬氧化物顆粒之實例包括黏土、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。金屬氧化物顆粒可經表面處理以改良在黏著層及組合物中之分散性，自該組合物來塗佈層。表面處理化學物質之實例包括矽烷、矽氧烷、羧酸、磷酸、鋯酸鹽、鈦酸鹽及其類似物。塗覆該等表面處理化學物質之技術為已知的。亦可使用有機填充劑，諸如纖維素、蓖麻油蠟及含有聚醯胺之填 充劑。
在一些實施例中，黏著層包含煙霧狀二氧化矽。合適的煙霧狀二氧化矽包括(但不限於)：AEROSIL 200及AEROSIL R805(均購自Evonik Industries)、CAB-O-SIL TS 610及CAB-O-SIL T 5720(均購自Cabot Corp.)以及HDK H2ORH(購自Wacker Chemie AG)。
在一些實施例中，黏著層包含煙霧狀氧化鋁，諸如AEROXIDE ALU 130(購自Evonik,Parsippany,NJ)。
在一些實施例中，黏著層包含黏土，諸如GARAMITE 1958(購自Southern Clay Products)。
可以產生所需作用所需之量使用金屬氧化物顆粒，以黏著層之總重量計，例如以約2至約10 wt.%，約3.5至約7 wt.%，約10至約85 wt.%或約40至約85 wt.%之量使用。可僅添加金屬氧化物顆粒達到其不添加不合需要的色彩、濁度或透射特徵之程度。通常，顆粒可具有約1 nm至約100 nm之平均粒度。
在一些實施例中，液態光學透明黏著劑包含無反應性寡聚流變改質劑。雖然不希望束縛於理論，但是非反應性寡聚流變改質劑在低剪切速率下經由氫鍵結或其他自締合機制構建黏度。合適的無反應性寡聚流變改質劑之實例包括(但不限於)：聚羥基羧酸醯胺(諸如購自Byk-Chemie GmbH,Wesel,Germany之BYK 405)、聚羥基羧酸酯(諸如購自Byk-Chemie GmbH,Wesel,Germany之BYK R-606)、經改質之脲(諸如來自King Industries,Norwalk,CT之 DISPARLON 6100、DISPARLON 6200或DISPARLON 6500，或來自Byk-Chemie GmbH,Wesel,Germany之BYK 410)、金屬磺酸鹽(諸如來自King Industries,Norwalk,CT之K-STAY 501或來自Lubrizol Advanced Materials,Cleveland,OH之IRCOGEL 903)、丙烯酸酯化之寡聚胺(諸如來自Rahn USA Corp,Aurora,IL之GENOMER 5275)、聚丙烯酸(諸如來自Lubrizol Advanced Materials,Cleveland,OH之CARBOPOL 1620)、經改質之胺基甲酸酯(諸如來自King Industries,Norwalk,CT之K-STAY 740)或聚醯胺。
在一些實施例中，選擇與光學透明黏著劑可混溶及相容的非反應性寡聚流變改質劑，以限制相分離且使濁度降至最低。在一些實施例中，黏著層可由觸變性液態光學透明黏著劑形成。如本文所用，若當組合物經受既定時間段之剪切應力時組合物剪切變薄，亦即黏度減小；隨後當減小或移除剪切應力時，黏度恢復或部分恢復，則認為組合物為觸變性的。該等黏著劑在零或接近零之應力條件下展現極少流動或不展現流動。觸變特性之優勢為由於在低剪切速率條件下黏度快速降低，所以黏著劑可藉由如針分配之製程易於分配。觸變性行為優於僅高黏度之主要優勢為高黏度黏著劑在塗覆期間難以分配及流動。可藉由添加顆粒至組合物中使黏著劑組合物成為觸變性。在一些實施例中，以約2至約10 wt%或約3.5至約7 wt%之量添加煙霧狀二氧化矽以對液態黏著劑賦予觸變特性。
在一些實施例中，在1至10秒-1之剪切速率下，黏度不大 於50 Pa．s，介於約2與約30 Pa．s之間，且尤其介於約5與約20 Pa．s之間的任何液態光學透明黏著劑可與觸變劑組合，以形成適於塗佈製程之觸變性液態光學透明黏著劑。觸變劑之效率及光學特性係視液態光學透明黏著劑之組成及其與觸變劑之相互相用而定。舉例而言，在聯合觸變膠或親水性二氧化矽的情況下，高度極性單體(諸如丙烯酸、含有酸或羥基之單體或寡聚物)之存在可破壞觸變性或光學效能。
在一些實施例中，液態光學透明黏著劑之黏度可在兩種或兩種以上的不同剪切速率下受到控制。在一個實施例中，在25℃及10秒-1之剪切速率下，黏著層之黏度介於約2與約50 Pa．s之間，且尤其介於約5與約20 Pa．s之間。在一個實施例中，在25℃及0.01秒-1之剪切速率下，黏著層之黏度介於約500與約10,000 Pa．s之間，且尤其介於約1,000與約8,000 Pa．s之間。在一個實施例中，在25℃及1秒-1之剪切速率下，黏著層之黏度介於約18 Pa．s與約140 Pa．s之間，且尤其介於約30 Pa．s與約100 Pa．s之間。
在一些實施例中，當將10 Pa應力施加至黏著劑持續2分鐘時，黏著層具有約0.2弧度或小於0.2弧度之位移蠕變。特定言之，當將10 Pa應力施加至黏著劑持續2分鐘時，液態光學透明黏著劑具有約0.1弧度或小於0.1弧度之位移蠕變。通常，位移蠕變為藉由在25℃下使用由TA Instruments製造之AR2000流變儀及40 mm直徑×1°錐體所測定之值，且定義為當將10 Pa應力施加至黏著劑時錐體之旋轉角。 在極低應力條件，諸如重力及表面張力下，位移蠕變與觸變性黏著層抵抗流動或下陷之能力有關。
在一些實施例中，當在1 Hz之頻率下在錐板流變儀中施加80微牛．米之扭矩時，液態光學透明黏著劑之增量為45度或小於45度，特定言之42或小於42，特定言之35度或小於35度，且更特定言之30度或小於30度。增量為當對材料施加振盪力(應力)且量測所得位移(應變)時，應力與應變之間的相位延滯。增量指定單位為度。增量與觸變性黏著層之「固體(solid)」行為或其在極低振盪應力下之非下陷特性有關。黏著層亦能夠在穿過諸如模板印刷應用中之橡皮輥的裝備下部之後的短時間量內恢復其非下陷結構。在一個實施例中，黏著層在1 Hz之頻率下施加約1000微牛．米之扭矩持續約60秒，且立即在1 Hz之頻率下繼之以80微牛．米之扭矩之後的恢復時間為小於約60秒，特定言之小於約30秒，且更特定言之小於約10秒以達到35度增量。
當用UV輻射固化時可在液態組合物中使用光引發劑。用於自由基固化之光引發劑包括有機過氧化物、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、安息香烷基醚、酮、苯某酮及其類似物。舉例而言，黏著劑組合物可包含以LUCIRIN TPOL形式購自BASF Corp.之2,4,6-三甲基苯甲醯基苯基亞膦酸乙酯或以IRGACURE 184形式購自Ciba Specialty Chemicals之1-羥基環己基苯基酮。光引發劑通常以可聚合組合物中寡聚及單體材料之重量計約0.1至10 重量百分比或0.1至5重量百分比之濃度使用。
液態組合物及黏著劑層可視情況包括一或多種添加劑，諸如鏈轉移劑、抗氧化劑、穩定劑、阻燃劑、黏度調節劑、消泡劑、抗靜電劑及濕潤劑。若光學黏著劑需要色彩，則可使用著色劑，諸如染料及顏料、螢光染料及顏料、磷光染料及顏料。
上述黏著劑層藉由固化黏著劑組合物或液態組合物而形成。可使用任何形式之電磁輻射，例如可使用UV輻射及/或熱固化液態組合物。亦可使用電子束輻射。上述液態組合物據稱使用光化輻射，亦即引起產生光化學活性之輻射來固化。舉例而言，光化輻射可包含約250至約700 nm之輻射。光化輻射源包括鎢絲鹵素燈、氙弧燈及汞弧燈、白熾燈、殺菌燈、螢光燈、雷射及發光二極體。可使用諸如彼等購自Fusion UV Systems之高強度連續發射系統來供應UV輻射。
在一些實施例中，光化輻射可施加至液態組合物之層以使得該組合物部分聚合。液態組合物可安置於顯示面板與實質上透明基材之間，接著部分聚合。液態組合物可安置於顯示面板或實質上透明基材上且部分聚合，隨後顯示面板及基材中之另一者可安置於部分聚合層上。
在一些實施例中，光化輻射可施加至液態組合物之層以使得該組合物完全或幾乎完全聚合。液態組合物可安置於顯示面板與實質上透明基材之間，接著完全或幾乎完全聚合。液態組合物可安置於顯示面板或實質上透明基材上且 完全或幾乎完全聚合，隨後顯示面板及基材中之另一者可安置於聚合層上。
在組裝過程中，通常需要具有實質上均一的液態組合物層。兩個組件牢固地固持在適當位置。若需要，可施加均一的壓力越過總成之頂部。若需要，可藉由用於將組件彼此以固定距離固持之墊圈、支座、墊片及/或間隔物來控制層厚度。可能需要遮蔽來防止組件溢出。可藉由真空或其他構件防止或消除截留的氣袋。隨後可施加輻射來形成黏著層。
光學總成可藉由在兩個組件之間製造氣隙或氣室，且接著將液態組合物安置於氣室中來製備。此方法之實例描述於美國專利第6,361,389 B1號(Hogue等人)中，且包括在周邊邊緣處將組件黏附在一起以便沿周邊之密封產生氣隙或氣室。只要黏著劑不干擾如上文所述之可再加工性，可使用任何類型之黏著劑進行黏附，例如結合帶(諸如雙面壓敏性膠帶)、墊圈、RTV密封膠等。隨後，液態組合物經由周邊邊緣處之開口傾入至氣室中。或者，可使用一些加壓注射構件(諸如注射器)將液態組合物注入氣室中。需要另一個開口以在填充氣室時允許空氣逸出。諸如真空之排氣構件可用於幫助該製程。如上文所述隨後可施加光化輻射或熱以形成黏著層。
光學總成可使用諸如在中美國專利第5,867,241號(Sampica等人)中所描述之總成固定物來製備。在此方法中，提供一包含平板之固定物，其中插腳按壓至平板中。 該等插腳以預定組態定位以產生與顯示面板及待附著至顯示面板之組件的尺寸相對應之插腳場(pin field)。該等插腳經排列以使得當將顯示面板及其他組件向下降低至插腳場中時，顯示面板及其他組件之四個角中之每一者皆由該等插腳固持於適當位置。固定物有助於光學總成之組件以適當控制的對準公差進行組裝及對準。此組裝方法之附加實施例描述於Sampica等人美國專利第6,388,724 B1號(Campbell等人)中，描述支座、墊片及/或間隔物如何可用於將組件彼此以固定距離固持。
顯示面板可包含任何類型之面板，諸如液晶顯示面板。液晶顯示面板為吾人所熟知，且典型地包含安置於兩個實質上透明基材(諸如玻璃或聚合物基材)之間的液晶材料。如本文所用，實質上透明係指適用於光學應用之基材，例如在460至720 nm範圍內，透射率至少為85%。光學基材每毫米厚度之透射率在460 nm處可大於約85%，在530 nm處可大於約90%，且在670 nm處可大於約90%。在實質上透明基材之內表面上為充當電極之透明導電材料。在一些情況下，在實質上透明基材之外表面上為基本上僅通過一種偏振態之光的偏振膜。當施加電壓選擇性越過電極時，液晶材料重新定向以調節偏振態之光以使得形成影像。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。
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，且典型地包含安置於位於兩個玻璃面板之間微小氣室中之稀有氣體(諸如氖氣及氙氣)之惰性混合物。控制電路為面板內之電極充電，此引起氣體電離且形成電漿，隨後激發磷光體發光。
顯示面板可包含有機電致發光面板。此等面板基本上為安置於兩個玻璃面板之間的有機材料層。有機材料可包含有機發光二極體(OLED)或聚合物發光二極體(PLED)。此等面板為吾人所熟知。
顯示面板可包含電泳顯示器。電泳顯示器已為吾人所熟知，且典型地用於稱為電子紙(electronic paper或e-paper)之顯示技術中。電泳顯示器包含安置於兩個透明電極面板之間的液態帶電材料。液態帶電材料可包含奈米粒子、染料及懸浮於非極性烴中之電荷劑，或用懸浮於烴材料中之帶電顆粒填充之微囊。微囊亦可懸浮於液態聚合物層中。
光學總成中所用之實質上透明基材可包含各種類型及材料。實質上透明基材適用於光學應用且在460至720 nm範圍內典型地具有至少85%之透射率。實質上透明基材每毫米厚度之透射率在460 nm處可大於約85%，在530 nm處可大於約90%，且在670 nm處可大於約90%。
實質上透明基材可包含玻璃或聚合物。適用之玻璃包括硼矽酸鹽玻璃、蘇打石灰(sodalime)玻璃及適用於在顯示器應用中作為保護罩之其他玻璃。一種可使用之特定玻璃包含購自Corning Inc.之EAGLE XG及JADE玻璃基材。適用的聚合物包括聚酯膜(諸如聚對苯二甲酸乙二酯)、聚碳 酸酯膜或板、丙烯酸系膜(諸如聚甲基丙烯酸甲酯膜)及環烯聚合物膜(諸如購自Zeon Chemicals L.P.之ZEONOX及ZEONOR)。實質上透明基材之折射率較佳接近顯示面板及/或黏著層，例如約1.4至約1.7。實質上透明基材典型地具有約0.5至約5 mm之厚度。
實質上透明基材可包含觸控式螢幕。觸控式屏幕為吾人所熟知，且通常包含安置於兩個實質上透明基材之間的透明導電層。舉例而言，觸控式螢幕可包含安置於玻璃基材與聚合物基材之間的氧化銦錫。
可在各種光學裝置中使用本文所揭示之光學總成，該等裝置包括(但不限於)手持型裝置(諸如電話)、電視、電腦監視器、投影儀、標誌。光學裝置可包含背光。
實例
本發明更特定言之描述於以下實例中，該等實例僅意欲作為說明，此係因為在本發明範疇內的大量修改及變化對熟習此項技術者將顯而易知。除非另有註釋，否則在以下實例中所報導之所有份、百分比及比率係以重量計。
測試方法 黏度量測
藉由使用來自TA Instruments,New Castle,Delaware之配備有40 mm，1°不鏽鋼錐體及板的AR2000流變儀來進行黏度量測。在25℃下，頻率為0.01至100秒-1，錐體與板之間的間隙為28 μm，使用穩態流動程序量測黏度。
材料
製程實例 實例1
液態光學透明黏著劑組合物(標記為「LOCA-1」)藉由將以下以重量計之物質混合於高剪切混合機中來製備：59.02份Art Resin SSM7、2.74份Bisomer PPA6、6.35份SR489D、9.08份BEHA、13.62份Pinecrystal KE-311、0.9份Irganox 1076、0.49份Silquest A174、0.9份AO503、5.91份Aerosil 200及0.99份Lucirin TPO-L。LOCA-1在各種剪切速率下之黏度顯示在表1中。
LOCA-1藉由以下程序經簾幕式塗佈至3吋(7.6 cm)×2吋(5.1 cm)×0.06吋(0.15 mm)之玻璃板上。經組態處於垂直降落位置之12.5吋(31.8 cm)寬，利刃擠壓槽模與0.020吋(0.051 cm)墊片配合，該墊片使模開口變狹窄至約5吋(12.7 cm)之寬度。使用2個木銷釘作為「邊緣限制器(side-limiter)」以使簾幕式塗佈之邊緣穩定。將銷釘敲打至模中以使得在塗佈製程期間，流體簾幕之邊緣僅接觸銷釘表面，接著沿銷釘邊緣流動。將模連接至壓力罐。壓力罐含固持LOCA-1之小容器，其具有約1.625吋(4.128 cm)之內徑及約8盎司(237 cm3)之總體積。壓力罐出口，即具有0.25吋(0.64 cm)內徑之聚乙烯管浸沒在LOCA-1中。密封該罐且使用壓縮空氣加壓至30 psi(207 kPa)，引起LOCA-1自模擠出且形成5吋寬的流體簾幕。在流體簾幕下，以約0.15吋/秒(0.38公分/秒)之速率用手饋入玻璃板。在塗佈之後，藉由以下操作固化LOCA-1：在氮氣淨化環境(淨化至約50 ppm氧氣)中，且使H-燈泡在200瓦/吋下操作，以15呎/分鐘(4.6米/分鐘)之輸送機速度，使塗佈板穿過UV固化系統(型號MC-6RQN；購自Fusion UV Systems Inc., Gaithersburg,Maryland)7次。
實例2
選擇Nordson TrueCoatTM槽施料器用於該實例。將目標基材置放在已加載有LOCA-1之施料器下。將施料器安裝在能夠移動施料器之框架上。藉由電動氣動伺服馬達控制施料器在基材上方之移動。藉由計量泵抽汲黏著劑數量以供應至槽模中且藉由槽模塗佈頭中之螺線管閥控制分配量。槽模之移動速度可控制在約0.1至50毫米/秒之間。槽模之塗覆寬度為約500 mm。應理解，塗覆寬度可在約50至1000 mm之間變化。槽模與目標基材之間的間隙為約1 mm。在黏著劑安置於目標基材上之後，檢查平坦度。對於300微米黏著劑塗佈厚度可實現±35微米之平坦度公差。
實例3
選擇相同的Nordson TrueCoatTM槽施料器用於該實例。將目標基材置放在已加載有LOCA-1之施料器下。將施料器安裝在能夠移動施料器之框架上。藉由電動氣動伺服馬達控制施料器在基材上方之移動。藉由計量泵抽汲黏著劑數量以供應至槽模中且藉由槽模塗佈頭中之螺線管閥控制分配量。槽模之移動速度可控制在約0.1至50毫米/秒之間。槽模之塗覆寬度為約500 mm。槽模與目標基材之間的間隙為約5 mm。在黏著劑安置於目標基材上之後，檢查平坦度。對於300微米黏著劑塗佈厚度可實現±35微米之類似平坦度公差。
16‧‧‧進料區塊
22‧‧‧待塗佈之基材
23‧‧‧LOCA
24‧‧‧塗佈區
26‧‧‧塗佈頭
27‧‧‧LOCA之簾幕
28a‧‧‧塗佈邊緣
28b‧‧‧相對塗佈邊緣
32‧‧‧流動流
48‧‧‧外殼
50‧‧‧第一流動通道
52‧‧‧第二流動通道
54a‧‧‧槽模加熱器
54b‧‧‧槽模加熱器
56‧‧‧第一管道
56a、56b、56c、56d、 56e、56f、56g‧‧‧第一管道
58‧‧‧第二管道
58a、58b、58c、58d、 58e、58f‧‧‧第二管道
60‧‧‧槽模部分
62a‧‧‧管道加熱器
62b‧‧‧管道加熱器
70a、70b、70c、70d、70e、70f、70g、70h、70i、70j、70k、70l、70m‧‧‧槽
圖1為本發明分配LOCA之第一個例示性方法；圖2A為槽模之示意性截面圖；圖2B為槽模之示意性截面圖；圖3為槽模之透視圖；圖4為圖3之槽模的仰視圖，及圖5為本發明分配LOCA之簾幕式塗佈法。

Claims (23)

  1. 一種製造光學總成之方法，其包含：提供顯示面板；提供實質上透明基材；用塗佈頭將觸變性液態光學透明組合物安置於該顯示面板及該基材中之至少一者上；將該顯示面板及該基材中之另一者安置於該液態組合物上；及固化該液態光學透明組合物以形成黏著層，其中該黏著層具有小於2%之濁度。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含預計量塗佈系統，其中該預計量塗佈系統係選自定量泵、齒輪泵及正排量泵。
  3. 如請求項2之方法，其中該正排量泵係選自伺服驅動排量泵及棒驅動排量泵。
  4. 如請求項1之方法，其中該塗佈頭為模。
  5. 如請求項4之方法，其中該模具有至少一個活塞。
  6. 如請求項4之方法，其中該模為槽模。
  7. 如請求項6之方法，其中該槽模之幾何形狀係選自利刃擠壓模及具有焊盤之槽饋入刀模。
  8. 如請求項1之方法，其中該液態光學透明組合物包含：以下物質之反應產物：多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物；及反應性稀釋劑，其包含在25℃下黏度為約4至約20cP之單官能(甲基)丙烯酸酯單體；及塑化劑。
  9. 如請求項8之方法，其中該多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含以下中之任何一或多者：多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物；多官能聚酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物；及多官能聚醚(甲基)丙烯酸酯寡聚物。
  10. 如請求項8之方法，其中該單官能(甲基)丙烯酸酯單體包含(甲基)丙烯酸四氫糠酯及(甲基)丙烯酸異冰片酯。
  11. 如請求項8之方法，其中該液態光學透明組合物包含：以下物質之反應產物：約20至約60wt.%之多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物；及約30至約60wt.%之反應性稀釋劑；及大於約5至約25wt.%之塑化劑。
  12. 如請求項1之方法，其中該液態光學透明組合物包含：以下物質之反應產物：多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物；及反應性稀釋劑，其包含在25℃下黏度為約4至約20cP之單官能(甲基)丙烯酸酯單體；及具有環氧烷官能基之單官能(甲基)丙烯酸酯單體。
  13. 如請求項12之方法，其中該多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含以下中之任何一或多者：多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物；多官能聚酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物；及多官能聚醚(甲基)丙烯酸酯寡聚物。
  14. 如請求項12之方法，其中該在25℃下黏度為約4至約20cP之單官能(甲基)丙烯酸酯單體包含(甲基)丙烯酸四氫糠酯及(甲基)丙烯酸異冰片酯，且其中該具有環氧烷官能基之單官能(甲基)丙烯酸酯單體具有1至10個環氧烷單元。
  15. 如請求項12之方法，其中該液態光學透明組合物包含以下物質之反應產物：約20至約60wt.%之該多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物；及約40至約80wt.%之該反應性稀釋劑。
  16. 如請求項1之方法，其中該液態光學透明組合物包含：以下物質之反應產物：多官能基於橡膠之(甲基)丙烯酸酯寡聚物；及具有約4至20個碳原子之側烷基的單官能(甲基)丙烯酸酯單體；及液態橡膠。
  17. 如請求項16之方法，其中該多官能基於橡膠之(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含以下中之任何一或多者：多官能聚丁二烯(甲基)丙烯酸酯寡聚物；多官能異戊二烯(甲基)丙烯酸酯寡聚物；及包含丁二烯與異戊二烯之共聚物的多官能(甲基)丙烯酸酯寡聚物。
  18. 如請求項16之方法，其中該多官能基於橡膠之(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含多官能聚丁二烯(甲基)丙烯酸酯寡聚物。
  19. 如請求項16之方法，其中該液態橡膠包含液態異戊二烯。
  20. 如請求項16之方法，其中該液態光學透明組合物包含：以下物質之反應產物：約20至約60wt.%之該多官能基於橡膠之(甲基)丙烯酸酯寡聚物；及約20至約60wt.%之該具有4至20個碳原子之側烷基的單官能(甲基)丙烯酸酯單體；及大於約5至約25wt.%之該液態橡膠。
  21. 如請求項1之方法，其中該液態光學透明組合物包含二氧化矽。
  22. 如請求項1之方法，其中該液態光學透明組合物係經沈積以形成厚度為約1μm至約5mm之層。
  23. 如請求項1之方法，其進一步包含藉由應用光化輻射來固化該液態光學透明組合物。
TW101135678A 2011-09-28 2012-09-27 塗佈液態光學透明黏著劑至剛性基材上之方法 TWI661243B (zh)

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