TWI812150B - 具可撓性之光學疊構及包含該光學疊構的有機發光二極體顯示器 - Google Patents

具可撓性之光學疊構及包含該光學疊構的有機發光二極體顯示器 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種光學疊構及有機發光二極體顯示器，該光學疊構具有一黏合層，該黏合層設置於一蓋板與一圓偏組件之間、該圓偏組件與一觸控組件之間、或該觸控組件與該顯示組件之間，其中，該黏合層在60°C的儲能模量介於15kPa至30kPa之間，該黏合層在-30°C的儲能模量與在60°C的儲能模量的比值介於6至16之間。該有機發光二極體顯示器包含該光學疊構。

Description

具可撓性之光學疊構及包含該光學疊構的有機發光二極體顯示器
本發明係有關於一種具可撓性之光學疊構及包含該光學疊構的有機發光二極體顯示器，特別是關於一種具有穩定可撓性的超薄型之光學疊構及包含該光學疊構的有機發光二極體顯示器。
目前，圓偏光片(Circular Polarizer, CPOL)主要是由相位延遲層(Retarder)與線偏光片結合而成，然而在顯示器領域，顯示裝置必須結合電訊號處理元件(例如觸控電極)與光學元件(例如偏光膜、相位延遲膜等光學膜)才能滿足終端客戶的應用需求，而電訊號處理元件與光學元件之間通常透過光學透明膠進行結合。然而，由於顯示裝置的使用環境、儲存環境及/或製備環境等近來變得嚴峻，且在可撓式顯示裝置的應用也日趨成熟，因此，顯示裝置上各膜層特性均需要互相搭配。特別是，為了將顯示裝置應用在可撓情境，前述的光學透明膠扮演重要的角色，例如光學透明膠可以在顯示裝置的彎折狀態下吸收應力，以避免前述電訊號處理元件或光學元件的失效。
中華民國專利第I590119號(以下簡稱專利I590119)公開一種可撓式顯示裝置，其利用第一黏合膜將光電部分與觸控功能部分進行組裝；又利用第二黏合膜將觸控功能部分與視窗膜進行組裝。
專利I590119已揭示可撓式顯示裝置之黏合膜，並針對其儲能模量加以討論，例如分析黏合膜的儲能模量在-20℃至80℃下具有-9.9至0的平均斜率，以及具有在80℃下10KPa至1000KPa的儲能模量。然而，專利I590119只進行拉伸實驗，其無法有效驗證該黏合膜在彎曲情境下的態樣，也就是說，專利I590119無法提供一種在低溫下(如-30℃~-20°C)適用於可彎折/可撓/可捲曲產品的黏合材料。因此，如何找出一種較佳的規格準則，使得黏合膜在高低溫環境下(例如-30℃至60℃)都能適用的，是一亟待解決的問題。
因此，鑒於上述缺失，遂有本發明之產生。
本發明的目的係提供一種具可撓性之光學疊構，其中，該光學疊構包含至少一黏合層，並且光學疊構由電訊號處理元件與光學元件整合而成，透過該黏合層使得兩種特性/功能不同的元件在搭配時不會損及各自的特性，同時又能薄化產品，符合整合的需求，藉此實現可彎折且超薄型之光學疊構及其產品。
本發明的另一目的係提供一種具可撓性之光學疊構，其中，該黏合層在60°C的儲能模量介於15kPa至30kPa之間；該黏合層在-30°C的儲能模量與在60°C的儲能模量的比值介於6至16之間，藉此，可以實現在寬的溫度範圍內維持黏彈性質以及可具有極佳的恢復性質的黏合層。
本發明的具可撓性之光學疊構，包括：至少一黏合層，其係設置於一蓋板與一圓偏組件之間、該圓偏組件與一觸控組件之間、或該觸控組件與該顯示組件之間；其中，該黏合層在60°C的儲能模量介於15kPa至30kPa之間；該黏合層在-30°C的儲能模量與在60°C的儲能模量的比值介於6至16之間。
較佳地，根據本發明之光學疊構，其中，該黏合層在60°C的儲能模量為27，且該黏合層在-30°C的儲能模量與在60°C的儲能模量的比值為6.6；或者該黏合層在60°C的儲能模量為17，且該黏合層在-30°C的儲能模量與在60°C的儲能模量的比值為15.8；該黏合層在60°C的儲能模量為28，且該黏合層在-30°C的儲能模量與在60°C的儲能模量的比值為13.3。
較佳地，根據本發明之光學疊構，其中，該黏合層的玻璃轉換溫度小於-30℃。
較佳地，根據本發明之光學疊構，其中，該黏合層的材料為含羥基的丙烯酸類聚合物。
較佳地，根據本發明之光學疊構，其中，該黏合層與該圓偏組件之間的介面附著力在-30°C至60°C範圍內均大於500g/inch。
又，本發明進一步提供一種具穩定可撓性之有機發光二極體，其係應用如上述的光學疊構，該有機發光二極體包含有：一第一黏合層，其係設置於一蓋板與一圓偏組件之間；；一第二黏合層，其係設置於該圓偏組件與一觸控組件之間；一第三黏合層，其係設置於該觸控組件與一顯示組件之間；其中，該蓋板設置於該有機發光二極體顯示器的最上層，該第一、第二、第三黏合層在60°C的儲能模量介於15kPa至30kPa之間，該第一、第二、第三黏合層在-30°C的儲能模量與在60°C的儲能模量的比值介於6至16之間。
本發明所提供之具可撓性之光學疊構，其中，該光學疊構包含至少一黏合層，並且光學疊構由電訊號處理元件與光學元件整合而成，透過該黏合層使得兩種特性/功能不同的元件在搭配時不會損及各自的特性，同時又能薄化產品，符合整合的需求，藉此實現可彎折且超薄型之光學疊構及其產品。並且，該黏合層在60°C的儲能模量介於15kPa至30kPa之間；該黏合層在-30°C的儲能模量與在60°C的儲能模量的比值介於6至16之間，藉此，可以確保黏合層11具有內聚強度和黏合強度的優異平衡，實現在寬的溫度範圍內維持黏彈性質以及可具有極佳的恢復性質的黏合層，具備極佳的可靠度及耐久度。
為使熟悉所屬技術領域中具有通常知識者瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體實施例，並配合所附圖式，對本發明詳加說明。
以下將參照所附圖式，更詳細地闡述依據本發明的示例性實施例，本發明的優點、特徵及其達成方法將顯而易見。然而，應注意的是，本發明並非僅限於以下示例性實施例，而是可以各種形式來實施。
本文所用術語僅用於闡述特定實施例，並非旨在限制本發明。除非上下文中清楚地另外指明，否則本文所用的單數形式的用語「一」及「該」亦包括複數形式。
此外，應理解的是，當稱一個元件位於另一元件「上」時，所述元件可直接位於所述另一元件上，或可存在中間元件。另外，本文所指的厚度值並非絕對，本領域通常知識者可理解所指的厚度可能包含製作公差、量測誤差等，較佳地，本文所列舉的厚度可具有10%、20%的範圍。
亦應理解，儘管本文中可能使用用語「第一」、「第二」等來闡述各種元件，然而，該些元件不應受限於該些用語。該些用語僅用於區分各個元件。因此，某些實施例中的第一元件可在其他實施例中被稱為第二元件，並不背離本發明的教示內容。在本說明書中，相同的參考編號表示相同的元件。另外，光學元件在本文中會以“板”、“層”、 “膜”或其他類似用語交替使用，除非有特別說明，否則僅是名稱上的不同。
請參照圖1，其繪示根據本發明之例示性的光學疊構100。具可撓性之光學疊構100包括至少一黏合層11。黏合層11可以設置於基板12、13之間，在本發明中，基板12、13可至少為蓋板、圓偏組件、觸控組件、顯示組件等，舉例而言，黏合層11可以設置在蓋板(即基板13)與圓偏組件(即基板12)之間；或者在另一實施方式中，黏合層11可以設置在圓偏組件(即基板13)與觸控組件(即基板12)之間；或者在另一實施方式中，黏合層11可以設置在觸控組件(即基板13)與顯示組件(即基板12)之間，上述僅為示例之用，非用於限制本發明。根據本發明之黏合層11的特性，兩層或多層以上的組件可以在寬的操作溫度下(例如-30℃至60℃)，實現可彎折且超薄型之整合式觸控模組及其產品。
具體地，根據一些實施例，黏合層11可以是光學透明膠(OCA)，其材料可以是含羥基的丙烯酸類聚合物。具體地，在一些實施例中，黏合層11的材料可以包含（甲基）丙烯酸烷基酯單體、具有環氧乙烷（ethylene oxide）的單體、具有環氧丙烷（propylene oxide）的單體、具有胺基的單體、具有醯胺基的單體、具有烷氧基的單體、具有磷酸基的單體、具有磺酸基（sulfonic acid group）的單體、具有苯基的單體以及具有矽烷基的單體中的至少一種。更具體的說，黏合層11可以具有小於或等於-30℃的玻璃轉換溫度。
另外，在本揭露的一些實施方式中，圓偏組件可以是透過至少一層相位延遲層與線性偏光層的組合構成一種抗反射光學元件。為了達到前整合及產品薄化的目的，在本發明的一實施例之中，相位延遲層可以選用厚度45um的環烯烴聚合物(COP)，其可作為四分之一相位補償層(又稱1/4波片(板)或1/4波長延遲片)。另外，在本揭露的一些實施方式中，線性偏光層可為一般市售的偏光板，其具有大於98%的偏振度(degree of polarization，DOP)，但不此為限。線性偏光層可為兩片保護膜(如三醋酸纖維素，TAC)將聚乙烯醇(PVA)材料固定於中間(後文簡稱為A類型偏光層)，或者為單一保護膜(如TAC)與聚乙烯醇(PVA)材料的組合(後文簡稱為B類型偏光層)，以上兩種偏光層或任何其他形式的偏光層都適用本發明，不以實施例為限。在本發明的一實施例之中，相位延遲層可以為四分之一相位補償層與二分之一相位補償層(又稱1/2波片或1/2波長延遲片)的組合。在本發明的一實施例之中，相位延遲層可以為二分之一相位補償層。本發明實施例會提出待測物厚度方向垂直的平面所量到的相位延遲值，亦即平面內相位延遲值(in plane retardance/retardation (R 0))來說明光學膜的特性。本發明實施例使用商用設備型號: AxoScan(製造商Axometrics, Inc)測量可見光波長範圍下待測物的平面內相位延遲值。
需要進一步說明的是，由於本發明涉及黏合層11的儲能模量，以下先就量測方法進行說明。儲能模量可對黏合層11進行動態載荷測試/動態力學分析（DMA）所測得，基本原理是在黏合層11上施加一定頻率的週期應力，分析應變大小及施加的動態力與黏合層11形變間的相位差，由此得到材料的動態性能，例如剛度(亦即儲能模量)和阻尼(亦即損耗模量)。為了模擬材料在實際工情況下的受力方式，動態應力可以是正弦波、三角波、以及方波等。例如在材料上施加應力，應力與應變的比值為複數模量，二者的相位差可以定義為相角δ，其係表示材料變形的滯後程度。需要進一步說明的是，複數模量在複數座標內，複數模量與x軸的夾角即為相角δ，儲能模量和損耗模量分別是複數模量在實軸和虛軸的投影，並且透過定義tanδ為損耗因數代表黏合層11的損耗特性。
值得一提的是，由於本發明涉及黏合層11與上述不同組件之間的剝離強度(亦稱介面附著力)，以下先就量測方法進行說明。請參閱圖2，圖2為說明剝離強度測試之疊構的示例性示意圖。首先，將待測的黏合組成物塗布到導帶22(材料為聚乙烯對苯二甲酸酯（PET）膜)上，黏合組成物固化後形成第一黏合膜21，其和導帶22相互結合構成黏合片200，其中，導帶22的的厚度為50μm；之後，將第一黏合膜21的另一面與待測組件23結合形成黏著介面，其中，待測組件23可以是蓋板、圓偏組件、觸控組件、以及顯示組件等，使用者可以視其需求替換不同的元件進行測試，並且待測組件23可以是透過第二黏合膜24固定於玻璃25上；最後，將黏合片200的一側反摺180°並且於不同溫度環境下施加拉力以300mm/min的速率拉動黏合片200，由此測量待測的黏合組成物與待測組件23形成的黏著介面於不同溫度環境下的剝離強度。值得一提的是，由於第一黏合膜21與第二黏合膜24由相同的黏合組成物形成，故不論剝離的介面發生在第一黏合膜21與待測組件23之間或是待測組件23與第二黏合膜24之間，都可以視為待測的黏合組成物與待測組件23之間的剝離強度。
值得再提的是，由於本發明涉及黏合層11的彎折測試，以下先就測試方法進行說明。本文中所使用的術語「通過彎折測試」是指通過以下流程未產生下述之失效行為。請參閱圖3，圖3為說明彎折測試之疊構的示例性示意圖。本發明所述之彎折測試主要針對圖3之待測疊構進行測試，其中，待測疊構主要是模擬實際的觸控顯示裝置是否能通過彎折測試，因此進行彎折測試時，主要針對待測疊構中替換不同的光學膠材於不同溫度環境下評估彎折可行性，後文會再針對各層結構進行詳細說明。彎折測試的方法是將待測疊構於不同溫度環境下進行至少20萬次彎折測試；之後，確認待測疊構是否產生斷裂、挫曲和脫層等失效行為；最後，當確認待測疊構未產生失效行為即可判斷光學膠材通過彎折測試。
以下說明圖3，其繪示根據本發明之例示性的觸控顯示裝置1。觸控顯示裝置1包括：蓋板131、第一黏合層111、由線偏片132與1/2波長延遲片133所組成的圓偏組件、第二黏合層112、由1/4波長延遲片135及位於其上下表面的觸控電極134、136所構成的觸控組件121、第三黏合層113、顯示組件122。其中，為了測試成本考量，顯示組件122由一層50um的透明聚醯亞胺薄膜(Colorless PI，CPI)代替有機發光二極體顯示器(OLED)。
蓋板131可以作為觸控顯示裝置1最外層的構件，也可以定義為使用者可以觸碰的構件。蓋板131可以為無機封裝材料的單層、無機封裝材料的多層堆疊、或成對的無機封裝材料與有機封裝材料的堆疊，所使用的無機封裝材料例如但不限於為氮化矽(SiN x)、氧化矽(SiO x)、氮氧化矽(SiON x)、氧化鋁(AlO x)、或氧化鈦(TiO x)、玻璃、樹脂層等等。在本具體實施例中，蓋板131為50 um的透明聚醯亞胺薄膜(Colorless PI，CPI)。
圓偏組件大致上由線性偏光片與相位延遲片組成，其功能常被使用為抗反射片，以解決來自外界環境之入射光所產生的反射光，減少顯示方面的困擾，其中，所使用的相位延遲片可以為1/4波板(quarter wave plate, QWP)或1/2波板(half wave plate, HWP)。理論上，當外界的入射光經過最外層的線性偏光片時，線性偏光片將入射光轉換為線偏振入射光，該線偏振入射光之偏振方向為垂直方向，接著，線偏振入射光進入作為相位延遲片的1/4波板，使該線偏振入射光產生相位延遲，而將線偏振入射光轉換為左旋偏振光；接著，當光被顯示面板反射後，將形成反向的右旋偏振光，再經過作為相位延遲層的1/4波板，最終使得線偏振入射光之偏振方向與該線偏振入射光之偏振方向正交，而導致外界環境之入射光無法穿過線性偏光片，故不會被人眼所觀察到，以達到抗反射的效果。也就是說，本實施例的線偏片132與1/2波長延遲片133的組合可構成一種抗反射光學元件。其中，線偏片132透過第一黏合層111耦接於蓋板131，且1/2波長延遲片133透過第二黏合層112耦接於觸控組件121。更具體而言，1/2波長延遲片133為液晶型相位延遲層，其可以為單一層的液晶塗層，其在550nm的相位延遲值R 0(550)可介於230nm~310nm之間，優選為至少為250nm，例如採用市售產品：Reactive Mesogen (RM)反應型液晶所製成，厚度約2um，慢軸約為15度，其在550nm的相位延遲值為260nm，然而本發明不限於此。另外，線偏片132為上述B類型偏光層，其為市售產品SPN32-1805M(供應商：SAPO)，且液晶型的1/2波長延遲片133是藉由聚乙烯醇(PVA)系的水膠貼合在線偏片132上。
本發明的觸控組件121可以將氧化銦錫(ITO)、金屬網格(metal mesh)、奈米銀(silver nanowire, SNW)、奈米碳管(carbon nanotube, CNT)、石墨烯(graphene)、和導電高分子如聚3,4-乙撐二氧噻吩(poly(3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT)等透明導電材料經過圖案化製程在基板上形成觸控電極。在圖3所示的實施例中，觸控組件121由1/4波長延遲片135及位於其上下表面的觸控電極134、136所構成的，換言之，1/4波長延遲片135可作為觸控電極134、136的承載基板，1/4波長延遲片135在550nm的相位延遲值R 0(550)可介於100nm~160nm之間，優選為至少為130nm。具體而言，1/4波長延遲片135為厚度25um的環狀烯烴共聚物（Cyclo Olefin Polymer；COP）材料(供應商：KONICA MINOLTA)，其在550nm的相位延遲值在550nm的相位延遲值為131nm。本實施例的觸控組件121是由奈米銀所製作，所使用的方法可以是將含奈米銀線的分散液塗佈在1/4波長延遲片135的上下兩表面，例如將奈米銀線混入溶劑，例如：水、醇、酮、醚、烴或芳族溶劑(苯、甲苯、二甲苯等)形成塗料/漿料；上述塗料/漿料亦可包含添加劑、介面活性劑或黏合劑，例如：羧甲基纖維素(carboxymethyl cellulose, CMC)、2-羥乙基纖維素(hydroxyethyl Cellulose,  HEC)、羥基丙基甲基纖維素(hydroxypropyl methylcellulose, HPMC)、磺酸酯、硫酸酯、二磺酸鹽、磺基琥珀酸酯、磷酸酯或含氟界面活性劑等。塗佈完成後，再通過固化步驟形成奈米銀線層，此奈米銀線層即可再利用本領域人員公知的圖案化方法(例如利用光阻的黃光微影製程搭配蝕刻製程等等)形成所述的觸控電極134、136。
較佳的，奈米銀線會固著於高分子相位延遲層20之表面上而不至脫落而形成所述的奈米銀線層，且奈米銀線可彼此接觸以提供連續電流路徑，進而形成一導電網路(conductive network)，換言之，奈米銀線彼此在交叉位置處形成相互接觸以構成傳遞電子的路徑。也就是說，一根奈米銀線層與另一奈米銀線層在交叉位置處會形成直接接觸的態樣，故形成低電阻的傳遞電子路徑。在一實施例中，當一區域或一結構的片電阻高於10 8歐姆/平方(ohm/square)即可被認定為電絕緣,較佳地是高於10 4歐姆/平方(ohm/square)、3000歐姆/平方(ohm/square)、1000歐姆/平方(ohm/square)、350歐姆/平方(ohm/square)或100歐姆/平方(ohm/square)的情況。在一實施例中，由奈米銀線所構成的奈米銀線層的片電阻小於100歐姆/平方。奈米銀線電極具有高穿透率，例如在可見光範圍的光穿透率(Transmission)大於約88%、90%、91%、92%、93%或以上。
在一實施例中，可進一步設置高分子層，使高分子層覆蓋於奈米銀線上。在具體實施例中，將適當的高分子/聚合物塗布于奈米銀線上，具有流動狀態/性質的聚合物可以滲入奈米銀線之間而形成填充物，奈米銀線會嵌入高分子/聚合物中，待高分子固化後即形成複合結構。也就是說，在此步驟中，塗布高分子/聚合物以外加高分子層于奈米銀線上，而奈米銀線會內嵌於高分子層而形成複合結構。于本發明的部分實施方式中，高分子層由絕緣材料所形成。舉例而言，高分子層的材料可以是非導電的樹脂或其他有機材料，諸如聚丙烯酸酯、環氧樹脂、聚胺基甲酸酯、聚矽烷、聚矽氧、聚(矽-丙烯酸)、聚乙烯(polyethylene；PE)、聚丙烯(Polypropylene；PP)、聚乙烯醇縮丁醛（Polyvinyl butyral；PVB)、聚碳酸酯(polycarbonate；PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile butadiene styrene；ABS)等等。于本發明的部分實施方式中，可以藉由旋塗、噴塗、印刷等方式形成高分子層。於部分實施方式中，高分子層的厚度大約為20nm至10mm、或50nm至200nm、或30nm至100nm，舉例而言，高分子層的厚度大約可為90nm或100nm。以上所述具體作法可參照並全文引入US20190227650A、CN101292362等文獻，而奈米銀線漿料與高分子塗布物均由供應商Cambrios提供。
請參閱表1以及圖3所示，表1為說明根據本發明第一比較例及第二比較例的黏合材料所製成的黏合層111、112、113應用圖3的結構中，並於不同溫度下進行動態載荷測試所量測的儲能模量以及彎折測試結果，具體地，如表1所示，根據本發明第一比較例及第二比較例之黏合材料在60°C的儲能模量超過30kPa，且第一比較例及第二比較例之黏合材料在-30°C的儲能模量與在60°C的儲能模量的比值大於16。更具體而言，第一比較例之黏合材料在-30°C的儲能模量為4000kPa，第一比較例之黏合層11在60°C的儲能模量為100kPa，第一比較例之黏合層11在-30°C的儲能模量與在60°C的儲能模量兩者的比值高達40。更具體而言，第二比較例之黏合材料在-30°C的儲能模量為3800kPa，第二比較例之黏合材料在60°C的儲能模量為40kPa，第二比較例之黏合材料在-30°C的儲能模量與在60°C的儲能模量兩者的比值高達95。
表1
   第一比較例 第二比較例
   儲存模量(G') -30°C 4000kPa 3800kPa
-20°C 3800kPa 3800kPa
25°C 550kPa 140kPa
60°C 100kPa 40kPa
G'(-30°C)/G'(60°C) 40 95
   彎折測試 -20°C FAIL FAIL
25°C PASS PASS
60°C FAIL FAIL
可以理解的是，根據第一比較例及第二比較例之黏合層在高溫(如60°C)下之儲能模量，顯見第一比較例及第二比較例之黏合材料的儲能模量在高溫下是過大的，過大的儲能模量代表黏合材料的性質偏硬、黏性變差，故在高溫彎折測試下，樣品會出現前述脫層/起泡等現象，也就是無法滿足產品可撓的需求。而隨溫度出現大幅的變異，就穩定性而言，當儲能模量大幅的變異使得光學疊構在高低溫條件下常更易碎，穩定性不佳。根據第一比較例及第二比較例，我們發現當儲能模量變異過大時，例如第一比較例中黏合材料在-30°C的儲能模量與在60°C的儲能模量兩者的比值高達40，也就造成在低溫下(例如-30°C~-20°C)情況下，黏合材料將無法因應彎折產生變形，造成應力集中產生斷裂的風險，可能導致光學疊構100破碎造成機械損傷或光學失真(Mura)等風險。因此，從第一比較例及第二比較例的彎折結果，本發明認為必須找到黏合材料在60°C的儲能模量的適用範圍及-30°C的儲能模量與在60°C的儲能模量兩者的比值範圍，才能使產品(如圖3所模擬的顯示觸控產品)在高低溫範圍條件下滿足可撓的需求。
請參閱表2以及圖2所示，表2為說明根據本發明第一比較例及第二比較例之黏合材料針對不同介面於不同溫度下所量測的剝離強度。具體地，如表2所示，根據本發明第一比較例及第二比較例之黏合材料在-20°C的剝離強度低於500g/in。更具體而言，第一比較例之黏合層11針對光學元件13(偏光層及相位延遲層)以及電訊號處理元件12(觸控組件)在-20°C的剝離強度僅為175g/inch、127g/inch以及124g/inch，第二比較例之黏合層11針對光學元件13(偏光層及相位延遲層)以及電訊號處理元件12(觸控組件)在-20°C的剝離強度僅為122g/inch、349g/inch以及241g/inch。顯見第一比較例及第二比較例之黏合層11在低溫環境中無法因應彎折產生變形，造成應力集中連帶影響黏合層11的黏合強度，無法維持長期可靠的黏附功能，此一剝離強度的數據可以說明在低溫下第一比較例及第二比較例之黏合材料無法通過前述彎折測試的原因。
表2
介面 溫度 第一比較例 第二比較例
偏光層 -20°C 175 122
相位延遲層 -20°C 127 349
觸控組件 -20°C 124 241
請參閱表3以及圖3所示，表3為說明根據本發明第一實施例至第三實施例的黏合材料所製成的黏合層111、112、113應用圖3的結構中，並於不同溫度下進行動態載荷測試所量測的儲能模量以及彎折測試結果。具體地，如表3所示，根據本發明第一實施例至第三實施例之黏合材料在60°C的儲能模量介於15kPa至30kPa之間，且第一實施例至第三實施例之黏合材料在-30°C的儲能模量與在60°C的儲能模量的比值介於6至16之間。更具體而言，第一實施例之黏合材料在-30°C的儲能模量為270kPa且通過彎折測試，第一實施例之黏合材料在60°C的儲能模量為17kPa且通過彎折測試，第一實施例之黏合材料在-30°C的儲能模量與在60°C的儲能模量兩者的比值為15.8。更具體而言，第二實施例之黏合材料在-30°C的儲能模量為371kPa且通過彎折測試，第二實施例之黏合材料在60°C的儲能模量為28kPa且通過彎折測試，第二實施例之黏合材料在-30°C的儲能模量與在60°C的儲能模量兩者的比值為13.3。更具體而言，第三實施例之黏合材料在-30°C的儲能模量為177kPa且通過彎折測試，第三實施例之黏合材料在60°C的儲能模量為27kPa且通過彎折測試，第三實施例之黏合材料在-30°C的儲能模量與在60°C的儲能模量兩者的比值為6.6。
表3
   第一實施例(3M，3501) 第二實施例 (3M，3601) 第三實施例 (日東，FL15)
   儲存模量(G') -30°C 270kPa 371kPa 177kPa
-20°C 106kPa 162kPa 93kPa
25°C 29kPa 46kPa 37kPa
60°C 17kPa 28kPa 27kPa
G'(-30°C)/ G'(60°C) 15.8 13.3 6.6
   彎折測試 -20°C PASS PASS PASS
25°C PASS PASS PASS
60°C PASS PASS PASS
可以理解的是，根據第一實施例至第三實施例之黏合材料在測試範圍下之儲能模量的比值，顯見第一實施例至第三實施例之黏合材料的儲能模量在測試條件範圍下不會隨溫度出現大幅的變異，就穩定性而言，第一實施例至第三實施例之黏合層11在寬的溫度範圍內仍維持黏彈性質以及可具有極佳的恢復性質，具有極佳的穩定性。如果G'(-30°C)/ G'(60°C)大於16，顯示黏合材料在-30°C的儲能模量過大，造成黏合材料的性質偏硬、黏性變差；另一方面，本發明認為G'(-30°C)/ G'(60°C)的比值也不是越小越好，雖然黏合材料在-30°C有小的儲能模量，有助於產品的彎折，但實際上，過低的儲能模量也代表黏合材料內部分子的內聚力、分子聚合度也很小，如此導致黏合材料的強度過低，不利於加工，也就是說在過低的材料強度並不利於實際的生產製造過程。專利I590119揭露了儲能模量在-20℃至80℃下的平均斜率與各溫度下的儲能模量，但並未公開-30℃的儲能模量，故本發明採用一般實驗研究常見的內插法/外插法分析，專利I590119所公開的9組具體實施例的G'(-30°C)/ G'(60°C)，其值介於2~4之間，根據前文討論，專利I590119的黏合材料應有材料強度過低、不利於加工的缺陷。
此外，由於第一比較例沒有通過60°C的彎折測試，我們判斷黏合層在60°C的儲能模量不可大於40kPa，而進一步根據第一實施例至第三實施例，我們發現當黏合層在60°C的儲能模量低於30kPa時，可充分確保黏合材料的儲能模量在高溫環境下仍足夠小，使得第一實施例至第三實施例之光學疊構100在高溫條件下通過彎折測試，保證黏合材料在高溫環境下仍可實現長期可靠之黏附。需要進一步說明的是，雖然儲能模量低可以確保黏合材料因應彎折產生變形，防止產生斷裂及破碎的風險，但當儲能模量過低時，使得黏合材料無法維持加工、處理、保持形狀及其類似操作所必要之內聚強度，造成黏合材料在製程上的困難。從而，根據第一實施例至第三實施例的數據加以歸納，本發明提供一種較佳的黏合材料的規格，當黏合材料在60°C的儲能模量介於15kPa至30kPa之間時，在此範圍內，可以確保黏合材料具有內聚強度和黏合強度的平衡。
請參閱表4以及圖2所示，表4為說明根據本發明第一實施例至第三實施例之黏合層11針對不同介面於不同溫度下所量測的剝離強度。具體地，如表4所示，根據本發明第一實施例至第三實施例之黏合層11在不同介面於-20°C的剝離強度皆高於500g/inch。更具體而言，第一實施例之黏合材料針對光學元件13(偏光層及相位延遲層)以及電訊號處理元件12(觸控組件)在-20°C的剝離強度為2812g/inch、2132g/inch以及1531g/inch，其他數據可依此進行解讀。配合前述彎折測試及表4的剝離強度，顯見在使用溫度範圍內，當黏合材料與其他介面間的剝離強度高於500g/inch，仍維持極佳的可靠度及耐久度。
表2
介面 溫度 第一實施例 第二實施例 第三實施例
   偏光層 -20°C 2812 3151 2168
25°C 1278 1412 1307
60°C 792 867 689
   相位延遲層 -20°C 2132 2258 1982
25°C 876 855 768
60°C 575 663 659
   觸控組件 -20°C 1531 1616 1453
25°C 985 595 537
60°C 528 544 590
可以理解的是，本發明所屬技術領域中具有通常知識者能夠基於上述示例再作出各種變化和調整，在此不再一一列舉。以下將重點放在應用根據實施例的具穩定可撓性之有機發光二極體顯示器，以使本發明所屬技術領域中具有通常知識者更清楚的理解可能的變化。以與上述實施例相同的元件符號指示的元件實質上相同於上述參照圖1-3所敘述者。與光學疊構11相同的元件、特徵、和優點將不再贅述。
需要進一步說明的是，在本實施例中，第一黏合層111、第二黏合層112以及第三黏合層113的厚度可以介於25微米至50微米，此外，第一黏合層111、第二黏合層112以及第三黏合層113可以包括在厚度為25微米至50微米時霧度為5%或更少的黏合膜，特定地為3%或更少，且更特定地為1%或更少。在此範圍內，當所述黏合層11用於顯示時，其展現極佳的透明度，然而本發明不限於此。
在本實施例中，第一黏合層111、第二黏合層112以及第三黏合層113可以由相同的材料製備。在本發明中，「相同的材料」表示組成（component）及物理性質相同。在另一實施例中，第一黏合層111、第二黏合層112以及第三黏合層113可以由不同的材料製備。在另一實施例中，第二黏合層112的厚度可比第一黏合層111以及第三黏合層113的厚度還厚。因此，第二黏合層112可具有比第一黏合層111以及第三黏合層113更高的黏合度。因此，藉由調整黏合層11的厚度可以增加有機發光二極體顯示器的可靠度，同時實現光學元件的平坦化等功效。
最後，將本發明的技術特徵及其可達成之技術功效彙整如下：
一、根據本發明之光學疊構100，黏合材料在60°C的儲能模量介於15kPa至30kPa之間，並且在-30°C的儲能模量與在60°C的儲能模量的比值介於6至16之間，藉此，可以確保黏合層11具有內聚強度和黏合強度的優異平衡，符合實際應用需求的光學疊構及其產品。
二、根據本發明之光學疊構100的黏合材料在使用溫度下與不同介面的剝離強度皆高於500g/inch，顯見根據本發明之黏合層11即使在嚴峻的使用環境、儲存環境及/或製備環境中，仍維持極佳的可靠度及耐久度，符合實際應用需求。
以上藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，所屬技術領域具有通常知識者可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之技術特徵、優點、以及功效。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之範圍。凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。
1:觸控顯示裝置
100:光學疊構
11:黏合層
111:第一黏合層
112:第二黏合層
113:第三黏合層
12:電訊號處理元件
121:觸控組件
122:顯示組件
13:光學元件
131:蓋板
132:線偏片
133:1/2波長延遲片
134、136:觸控電極
135:1/4波長延遲片
200:黏合片
21:第一黏合膜
22:PET膜
23:待測組件
24:第二黏合膜
25:玻璃
圖1為根據本發明之例示性的光學疊構示意圖； 圖2為說明剝離強度測試之疊構的示例性示意圖；以及 圖3為說明彎折測試之疊構的示例性示意圖。
100:光學疊構
11:黏合層
12:電訊號處理元件
13:光學元件

Claims (6)

  1. 一種光學疊構，包括：至少一黏合層，其係設置於一蓋板與一圓偏組件之間、該圓偏組件與一觸控組件之間、或該觸控組件與一顯示組件之間；其中，該黏合層在60℃的儲能模量介於15kPa至30kPa之間，該黏合層在-30℃的儲能模量與在60℃的儲能模量的比值介於6至16之間。
  2. 如請求項1所述之光學疊構，其中，該黏合層在60℃的儲能模量為27，且該黏合層在-30℃的儲能模量與在60℃的儲能模量的比值為6.6；或者該黏合層在60℃的儲能模量為17，且該黏合層在-30℃的儲能模量與在60℃的儲能模量的比值為15.8；該黏合層在60℃的儲能模量為28，且該黏合層在-30℃的儲能模量與在60℃的儲能模量的比值為13.3。
  3. 如請求項1所述之光學疊構，其中，該黏合層的玻璃轉換溫度小於-30℃。
  4. 如請求項1所述之光學疊構，其中，該黏合層的材料為含羥基的丙烯酸類聚合物。
  5. 如請求項1所述之光學疊構，其中，該黏合層與該圓偏組件之間的介面附著力在-30℃至60℃範圍內均大於500g/inch。
  6. 一種有機發光二極體顯示器，其包含有：一第一黏合層，其係設置於一蓋板與一圓偏組件之間；一第二黏合層，其係設置於該圓偏組件與一觸控組件之間；一第三黏合層，其係設置於該觸控組件與一顯示組件之間；其中，該蓋板設置於該有機發光二極體顯示器的最上層，該第一、第二、第三黏合層在60℃的儲能模量介於15kPa至30kPa之間，該第一、第二、第三黏合層在-30℃的儲能模量與在60℃的儲能模量的比值介於6至16之間。
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KR20160065030A (ko) * 2014-11-28 2016-06-08 삼성에스디아이 주식회사 광학 필름용 점착제 조성물, 점착제층, 광학부재 및 화상표시장치
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