光学粘合片的制作方法

文档序号:11285076阅读:138来源:国知局
本发明涉及具有优异的耐排斥性(repulsionresistance)和优异的溶胀率的光学粘合片及其制造方法。
背景技术
:对通过使用触摸屏来输入、操作和显示信息的图像显示装置(例如电视机、计算机、移动通信终端、车辆用导航和自动柜员机)的需求日益增加。图像显示装置包括在图像显示单元(例如液晶显示器(lcd))上的保护单元,例如玻璃基底或透明塑料基底,并且由于光不透过图像显示装置的边缘区域,所以图像显示装置的边缘区域可由包括图像等在其上不显示的部和图像显示装置主体的端部来形成。图像显示装置的边缘区域被称作边框(bezel),并且在边框中,图像显示装置的图像显示单元和保护单元可通过光学粘合片彼此粘合。此外,如上所述,在图像显示装置的边框中,使图像显示单元和保护单元粘合的光学粘合片可通过例如丙烯酸类粘合剂等来形成。技术实现要素:技术问题本发明的一个目的是提供具有优异的耐排斥性和优异的溶胀率的光学粘合片。本发明的另一目的是提供这样的制造方法,其应用光固化条件以允许光学粘合片具有如上所述的优异的耐排斥性和优异的溶胀率。技术方案本发明的一个方面可提供光学粘合片,其包括:基底;以及形成在所述基底的至少一个表面上的粘合剂层,其中所述粘合剂层通过在20℃至30℃的环境温度下用uv强度为6mw/cm2至8mw/cm2的uv光辐照使粘合剂组合物固化而形成,所述粘合剂组合物包含通过使包含丙烯酸乙基己酯和丙烯酸异冰片酯的单体混合物聚合而形成的丙烯酸类共聚物,以及所述粘合剂层的由以下方程式1计算的溶胀率为60%或更大。[方程式1]溶胀率(%)=(w1/w2)×100其中,w1=初始重量,为在将通过将固化的粘合剂层切割成预定尺寸而获得的样品浸入溶剂之前样品的重量,以及w2=后重量,为如下获得的样品的重量:将样品浸入溶剂,使样品保持预定时间,使用过滤装置过滤样品,然后干燥样品。其中,在环境温度下辐照到粘合剂组合物上的总uv剂量可以为1,500mj/cm2或更大。其中,粘合剂组合物还可包含选自以下的光引发剂:基于苯偶姻的引发剂、基于羟基酮的引发剂、基于氨基酮的引发剂、己内酰胺、及其组合。其中,基底可以是热塑性泡沫或热固性泡沫。本发明的另一个方面可提供用于制造光学粘合片的方法,所述方法包括:形成粘合剂组合物,所述粘合剂组合物包含通过使包含丙烯酸乙基己酯和丙烯酸异冰片酯的单体混合物聚合而形成的丙烯酸类共聚物;以及通过使形成在基底的至少一个表面上的粘合剂组合物uv固化来形成粘合剂层,其中uv固化通过在20℃至30℃的环境温度下使用uv强度为6mw/cm2至8mw/cm2的uv光进行,以及所述粘合剂层的由以下方程式1计算的溶胀率为60%或更大。[方程式1]溶胀率(%)=(w1/w2)×100其中,w1=初始重量,为在将通过将固化的粘合剂层切割成预定尺寸而获得的样品浸入溶剂之前样品的重量,以及w2=后重量,为如下获得的样品的重量:将样品浸入溶剂,使样品保持预定时间,使用过滤装置过滤样品,然后干燥样品。其中,在环境温度下辐照到粘合剂组合物上的总uv剂量可以为1,500mj/cm2或更大。其中,粘合剂组合物还可包含选自以下的光引发剂:基于苯偶姻的引发剂、基于羟基酮的引发剂、基于氨基酮的引发剂、己内酰胺、及其组合。其中,基底可以是热塑性泡沫或热固性泡沫。有益效果根据本发明的光学粘合片中包含的粘合剂层中充分确保了能够被溶剂浸渍的空间,因此,由于粘合层的柔性提高,所以可以实现在高温/高湿度下优异的耐排斥性和可靠性。具体实施方式为了更容易地理解本发明,为了方便起见,本文定义了具体术语。除非本文另外定义,否则本发明中所使用的科学术语和技术术语具有本领域普通技术人员通常理解的含义。此外,应理解,除非在上下文中特别指出,否则单数形式的术语包括其复数形式,并且复数形式的术语也包括其单数形式。下文中,将更加详细地描述根据本发明一个示例性实施方案的光学粘合片。通常,在图像显示装置的边框中,由不同材料(例如玻璃和塑料或者玻璃和金属)形成的图像显示单元和保护单元通过光学粘合带彼此粘合,并且所述光学粘合带可通过例如丙烯酸类粘合剂等来形成。然而,通过使通常使用的丙烯酸类粘合剂uv固化而形成的固化产品可被溶剂浸渍的程度非常难以调整,因此,当如上所述使由不同材料形成的部件彼此粘合时,耐排斥性太低以致于发生如下问题:在高温和高湿度条件下,升离、气泡等发生,或者部件甚至分离。因此,在本发明中,在通过使粘合剂组合物uv固化而形成的固化产品(粘合层)中充分确保了能够被溶剂浸渍的空间,因此,通过提高粘合层的柔性得到了用于实现在高温/高湿度下优异的耐排斥性和可靠性的uv固化条件。固化产品包括通过uv固化等交联的树脂,并且在交联连接之间可存在微孔或微空间等,当将固化产品浸入溶剂时,溶剂渗入微孔中,因此,固化产品可被溶剂浸渍,并且固化产品被溶剂浸渍的程度越高,固化产品的柔性就可变得越高。也就是说,即使粘合剂组合物具有相同的组成,粘合剂组合物也可根据uv固化条件具有明显不同的物理特性,并且这对于使得粘合片具有适合于用途的物理特性以防止粘合片产生气泡和粘合片的分离现象是必不可少的。考虑到这些情况,本发明的一个方面可提供光学粘合片,其包括:基底;以及形成在所述基底的至少一个表面上的粘合剂层,其中所述粘合剂层通过使包含丙烯酸类共聚物的粘合剂组合物固化而形成,所述丙烯酸类共聚物通过使包含丙烯酸乙基己酯和丙烯酸异冰片酯的单体混合物聚合而形成。其中,粘合剂组合物通过在20℃至30℃的环境温度下uv强度为6mw/cm2至8mw/cm2的uv光来固化。在此情况下,粘合剂层的由以下方程式1计算的溶胀率为指示粘合剂组合物在固化之后的交联密度的指数,并且粘合剂层可形成为溶胀率为60%或更大,更优选60%至90%。[方程式1]溶胀率(%)=(w1/w2)×100其中,w1=初始重量,为在将通过将固化的粘合剂层切割成预定尺寸而获得的样品浸入溶剂之前样品的重量,以及w2=后重量,为如下获得的样品的重量:将样品浸入溶剂,使样品保持预定时间,使用过滤装置过滤样品,然后干燥样品。作为溶剂,可以使用例如氯仿、乙酸乙酯、丙酮、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、二甲基甲酰胺等;作为过滤装置,可以使用例如300目钢筛,但实例不限于此。将样品浸入并保持在溶剂中的时间可以为例如24小时至48小时,但只要在该时间内除凝胶之外的其他组分可溶解在溶剂中并分离,该时间就是足够的,并且没有特别限制。此外,干燥通过过滤装置过滤而获得的样品的温度和时间条件可以为在100℃至150℃下1小时至2小时,但是干燥可在足以干燥样品的温度和时间条件下适当地进行,并且温度和时间条件没有特别限制。通过使粘合剂组合物固化而形成的粘合剂层的溶胀率为60%至90%,从而实现了足够的粘合特性并同时实现了优异的耐久性。此外,粘合剂层具有在该范围内的溶胀率,因而可表现出优异的耐排斥性。如果粘合剂层的溶胀率小于60%,则粘合剂组合物被固化的程度太轻微以致于粘合剂层可能流下而不实现预定形状,而如果粘合剂层的溶胀率大于90%,则粘度极其高,以致于粘合剂层聚集,因此,粘合性能可能劣化。因此,优选地,使根据本发明的光学粘合片中包含的粘合剂层形成为具有在上述范围内的溶胀率,并且具有所述溶胀率的粘合剂层的形成可通过在20℃至30℃的环境温度下用uv强度为6mw/cm2至8mw/cm2的uv光辐照粘合剂组合物而施加到粘合剂组合物中的总uv剂量来实现。其中,在环境温度下辐照到粘合剂组合物上的总uv剂量可以为1,500mj/cm2或更大,优选为1,550mj/cm2或更大。更优选地,总uv剂量为1,575mj/cm2或更大且1,750mj/cm2或更小。当在环境温度下辐照到粘合剂组合物上的总uv剂量小于1,500mj/cm2时,增加溶胀率和耐排斥性的效果可能不足。相反,当在环境温度下辐照到粘合剂组合物上的总uv剂量大于1750mj/cm2时,溶胀率和耐排斥性可进一步增加,但动态蠕变相反减小,因此,存在粘合片的耐久性可能降低的问题。其中,丙烯酸类共聚物的重均分子量可以为500,000g/mol至2,000,000g/mol。当丙烯酸类共聚物的分子量超过2,000,000g/mol时,存在粘合剂组合物的比重增加的问题,而当其分子量小于500,000g/mol时,存在耐久性可能较弱的问题,并且当将样品保持在高温和高湿度下时可能产生气泡。此外,基于100重量份的丙烯酸类共聚物,粘合剂组合物还包含0.1重量份至0.5重量份的固化剂。作为固化剂,可以使用通常用于uv固化型粘合剂的基于(甲基)丙烯酸酯的固化剂。粘合剂组合物还包含选自以下的光引发剂:基于苯偶姻的引发剂、基于羟基酮的引发剂、基于氨基酮的引发剂、己内酰胺、及其组合。基于100重量份的丙烯酸类共聚物,光引发剂可以以0.3重量份至0.5重量份的量添加。更具体地,光引发剂的实例包括:基于α-羟基酮的化合物(例如,irgacure184、irgacure500、irgacure2959和darocur1173,由cibaspecialtychemicalsinc.制造);基于苯甲酰甲酯的化合物(例如,irgacure754和darocurmbf,由cibaspecialtychemicalsinc.制造);基于苄基二甲基缩酮的化合物(例如,irgacure651,由cibaspecialtychemicalsinc.制造);基于α-氨基酮的化合物(例如,irgacure369、irgacure907和irgacure1300,由cibaspecialtychemicalsinc.制造);基于单酰基膦的化合物(mapo)(例如,darocurtpo,由cibaspecialtychemicalsinc.制造);基于双酰基膦的化合物(bapo)(例如,irgacure819和irgacure819dw,由cibaspecialtychemicalsinc.制造);基于氧化膦的化合物(例如,irgacure2100,由cibaspecialtychemicalsinc.制造);基于金属茂的化合物(例如,irgacure784,由cibaspecialtychemicalsinc.制造);碘盐(例如,irgacure250,由cibaspecialtychemicalsinc.制造)等。此外,基于100重量份的丙烯酸类共聚物,粘合剂组合物还包含0.5重量份至2重量份的添加剂。添加剂的实例包括粘合增强剂、抗氧化剂、光稳定剂、uv吸收剂、聚合抑制剂等。粘合增强剂是使粘合剂组合物中包含的单体彼此良好地聚合的组分,并且添加其以提高粘合剂层在固化之后的粘合水平。在本发明中,作为基底,可以使用热塑性泡沫,例如基于烯烃的泡沫、丙烯酸类泡沫或基于聚氨酯基的泡沫;或者热固性泡沫,特别优选地聚乙烯泡沫。聚乙烯泡沫基底具有优异的耐冲击性例如耐排斥性,但是问题在于,与热塑性塑料膜(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜)的耐久性相比,其耐久性略微劣化。因此,通过使用丙烯酸异冰片酯作为基于(甲基)丙烯酸酯的单体,可以抑制当在聚乙烯泡沫上形成粘合剂层时可能产生的气泡。此外,通过在上述光固化条件下使粘合剂层固化可以弥补聚乙烯泡沫不足的耐久性。相比之下,当使用热塑性塑料膜(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜)代替聚乙烯泡沫时,即使使粘合剂层在上述光固化条件下固化也可能难以确保适当水平的耐冲击性,例如耐排斥性。形成在基底的至少一个表面上的粘合剂层的厚度可以为10μm至50μm。通常,只有当粘合剂层的厚度为约25μm或更大时才可以表现出粘结特性,但是通过上述uv固化条件使根据本发明的光学粘合片中的粘合剂层固化,结果是即使在小的厚度下也可以保持优异的粘结特性、优异的耐排斥性等。下文中,将提出本发明的具体实施例。然而,提供以下描述的实施例仅用于具体举例说明或解释本发明,并且本发明不受限于此。实施例1通过将5重量%通过使丙烯酸乙基己酯(eha)、丙烯酸异冰片酯(iboa)和丙烯酸(aa)共聚而形成的共聚物,总计75重量%的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸,0.1重量%的双官能固化剂6-己二醇二丙烯酸酯(hdda),0.1重量%的六官能固化剂二季戊四醇六丙烯酸酯(dpha),光引发剂和其他添加剂混合并搅拌来制备粘合剂组合物。此外,随后,通过将粘合剂组合物施加到聚乙烯(pe)泡沫的一个表面上并在20℃的环境温度下用uv强度为7.38mw/cm2的uv光辐照粘合剂组合物来使粘合剂组合物固化。在这种情况下,测得辐照到粘合剂组合物上的总uv剂量为1,578mj/cm2。实施例2在实施例2中,通过在25℃的环境温度下用uv强度为7.38mw/cm2的uv光辐照来使具有与实施例1相同的组成的粘合剂组合物固化。在这种情况下,测得辐照到粘合剂组合物上的总uv剂量为1,635mj/cm2。比较例1在比较例1中,通过在5℃的环境温度下用uv强度为7.38mw/cm2的uv光辐照来使具有与实施例1相同的组成的粘合剂组合物固化。在这种情况下,测得辐照到粘合剂组合物上的总uv剂量为1,282mj/cm2。比较例2在比较例2中,通过在10℃的环境温度下用uv强度为7.38mw/cm2的uv光辐照来使具有与实施例1相同的组成的粘合剂组合物固化。在这种情况下,测得辐照到粘合剂组合物上的总uv剂量为1,319mj/cm2。比较例3在比较例3中,通过在15℃的环境温度下用uv强度为7.38mw/cm2的uv光辐照来使具有与实施例1相同的组成的粘合剂组合物固化。在这种情况下,测得辐照到粘合剂组合物上的总uv剂量为1,436mj/cm2。比较例4在比较例4中,以与实施例1相同的方式使粘合剂组合物固化,不同之处在于使用丙烯酸甲酯(ma)代替实施例1中粘合剂组合物中的丙烯酸异冰片酯(iboa)。比较例5在比较例5中,以与实施例1相同的方式使粘合剂组合物固化,不同之处在于使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜代替实施例1中使用的聚乙烯(pe)泡沫。评估方法1)溶胀率的测量:溶胀率根据以下方程式1来计算。[方程式1]溶胀率(%)=(w1/w2)×100其中,w1=初始重量,为在将通过将固化的粘合剂层切割成预定尺寸而获得的样品浸入溶剂之前样品的重量,以及w2=后重量,为如下获得的样品的重量:将样品浸入溶剂,使样品保持预定时间,使用过滤装置过滤样品,然后干燥样品。测量条件:溶剂(乙酸乙酯),过滤装置(300目钢筛),将样品浸入溶剂并使样品保持的时间(24小时),以及干燥通过过滤装置过滤而获得的样品的温度和时间(110℃,1小时)。2)耐排斥性的测量:对于根据实施例和比较例的粘合片,通过以下描述的方法测量各粘合层从由不同材料形成的板上剥离的时间,并且测得的时间被评估为耐排斥性。①使用铝材料制备尺寸为155mm×30mm×0.5mm的第一板,使用聚碳酸酯材料制备尺寸为170mm×35mm×2mm的第二板,然后将这些板用乙酸异丙酯(ipa)洗涤一次并用庚烷洗涤三次。②通过将每个双面粘合带切割成150mm×20mm的尺寸来制备各个样品。③通过将边缘布置成在纵向上彼此重合来将样品放置在第一板的一个表面上,然后使用7kg辊将样品向下压两次,随后,通过将边缘布置成在纵向上彼此重叠来将第二板放置在样品的一个表面上,然后使用7kg辊将第二板向下压两次,由此形成具有第二板/样品/第一板的层合结构的层合样品。④使层合样品在60℃下老化30分钟,然后将其两端以第二板的宽度(170mm)与测试夹具的长度(165mm)彼此平行的方向安装并插入由铝材料形成且尺寸为210mm×165mm×5mm的测试夹具中,因此,层合样品处于弯曲状态。因此,两端之一包括层合样品的所有层(第二板/样品/第一板),而另一端仅包括第二板。⑤将弯曲状态的层合样品放入在85℃/85%条件下的高温/高湿度室中并保持2小时,通过在仅包括第二板的一段以10分钟的间隔观察层合在第二板上的样品,测量样品与第一板和第二板中的至少一个剥离所需的时间。3)耐久性的测量根据实施例和比较例在基底上形成粘合剂层,并将样品在85℃和85%相对湿度下储存3天,然后用肉眼观察样品以确认是否产生气泡(没有产生气泡=通过;产生气泡=失败)。[表1]分类溶胀率(%)耐排斥性(分钟)耐久性实施例162.1120通过实施例263.8122通过比较例142.815失败比较例250.626失败比较例343.549通过比较例458.6115失败比较例551.353通过根据表1的结果,即使粘合剂组合物由相同的组成构成,粘合剂层(固化产品)的物理特性根据uv固化条件也发生了显著变化。即,在其中固化条件设定为使得在20℃至30℃的环境温度下辐照到粘合剂组合物上的总uv剂量为1500mj/cm2或更大,优选1550mj/cm2或更大的实施例1和实施例2的情况下,表现出比比较例1至3更好的溶胀率,因此,耐排斥性也提高。相比之下,关于测量耐久性的结果,在比较例1、比较例2和比较例4的情况下,观察到气泡产生,因此,可以确定,与实施例相比,比较例1、比较例2和比较例4的耐久性不足。如上所述,已描述了本发明的示例性实施方案,但是应理解,在不脱离权利要求书中所描述的本发明精神的范围内,本领域普通技术人员可以通过增加、改变或删除构成元素以各种方式修改和改变本发明,并且所述修改和改变包括在本发明的权利范围内。当前第1页12
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