包含(甲基)丙烯酰基侧基的粘合剂、制品和方法_2

文档序号:8476343阅读:来源:国知局
粘合剂。此类粘合剂可用于多种应用, 特别是用作电子显示器组件(即,显示装置)中的光学透明的粘合剂(0CA)。
[0039] 在一个实施例中,本公开提供了包含(甲基)丙烯酸酯共聚物的粘合剂,所述(甲 基)丙烯酸酯共聚物具有(甲基)丙烯酰基侧基,其中所述(甲基)丙烯酸酯共聚物具有 50, 000道尔顿至600, 000道尔顿的重均分子量和等于至少6, 000道尔顿的介于(甲基)丙 烯酰基之间的平均分子量。
[0040] 该(甲基)丙烯酸酯共聚物(通常添加有引发剂)可被光化辐射和/或热能以受 控的方式固化,用于生成部分或完全固化的材料。换句话讲,固化反应以可以将固化水平调 整至期望的应用或工序所需的程度的速率进行。
[0041] 值得注意的是,本公开的未固化的(特别是部分固化的)(甲基)丙烯酸酯共聚物 可在被转变形态后存储起来或发货,此时其仍具有额外的固化潜力,例如,一旦被客户施加 至基材(例如电子显示器)便能够活化。因此,任选地,本公开的(甲基)丙烯酸酯共聚物 可由客户完全固化,或者其可在生产设备中完全固化以产生内聚强度更高的粘合剂产品。
[0042] 在某些实施例中,该共聚物在制造过程中可以是"A相的"(部分固化的),用于产 生尺寸稳定且流变稳定的模切物。该"A相的"中间物随后可进一步固化,并通常在制造过 程中或由客户(例如在组装耐用显示模块的过程中)完全固化为"B相"。处于其完全固化 状态的粘合剂可能非常有弹性,使得返工期间易于将粘合剂残余物除去。通常,该阶段的聚 合物具有较高的内聚强度,因而可将其从基材剥离或拉伸移除(以相对显示器平面的小角 度),而不会遗留明显的残余物。
[0043] 该粘合剂的未固化或部分固化的(甲基)丙烯酸酯共聚物不仅具有加工(例如, 通常在升高的温度(通常40至80摄氏度(°C))下执行的层合和高压釜步骤)过程中所需 的高流动性,还使人们能够定制该聚合物在涂布(例如,在室温下成为干燥粘合剂)和固化 后的内聚强度和伸长率。这还使所述特性的独特组合能够产生这样的粘合剂,其具有良好 的转换加工(例如,切割或模切)特性且在室温下显现膜状物特征,同时能在升高的温度下 保持高度粘性的特性(以及由此具有的低弹性和较短的应力弛豫时间)。因此,这些材料的 性质类似于"片材样式的液态0CA"。这类材料适用于显示器组件,因为其在加工过程中不仅 具有优异的可操纵性、还具有出色的流动性,这种性能组合有助于控制云纹缺陷并以最低 的气泡形成风险成功地覆盖较大的油墨梯级。可通过调整聚合物的玻璃化转变温度和剪切 储能模量(G')来进一步强化所述材料的性质,使得模切物的室温刚度能够改善。鉴于此, 在某些实施例中,此类粘合剂可以是压敏粘合剂,并且在某些实施例中,此类粘合剂可以是 热活化粘合剂。
[0044] 这种粘合剂的未固化的(甲基)丙烯酸酯共聚物具有重均分子量(50, 000道尔 顿至600, 000道尔顿)和被适当平衡以提供所需的可固化特性的一定程度的反应性官能 度((甲基)丙烯酰基之间的平均分子量等于至少6, 000道尔顿)。这些值适用于未固化 的共聚物。所述重均分子量可以为至少50, 000道尔顿、至少75, 000道尔顿、至少100, 000 道尔顿、至少125, 000道尔顿、至少150, 000道尔顿、至少175, 000道尔顿、至少200, 000道 尔顿、至少225, 000道尔顿、或至少250, 000道尔顿。所述重均分子量可以为最多600, 000 道尔顿、最多550, 000道尔顿、最多500, 000道尔顿、最多450, 000道尔顿、最多400, 000道 尔顿、最多350, 000道尔顿、或最多300, 000道尔顿。(甲基)丙烯酰基之间的平均分子量 可以等于至少6, 000道尔顿、至少8, 000道尔顿、至少10, 000道尔顿、至少12, 000道尔顿、 至少14, 000道尔顿、至少16, 000道尔顿、至少18, 000道尔顿、至少20, 000道尔顿、至少 25, 000道尔顿、至少30, 000道尔顿、至少35, 000道尔顿、至少40, 000道尔顿、至少45, 000 道尔顿、或至少50, 000道尔顿。按聚合物分子计(甲基)丙烯酰基的平均个数通常大于1, 例如至少1. 2个、至少1. 5个、至少2个、至少5个、或至少10个。
[0045] 通常,在这些范围之外的分子量和反应性官能度水平会导致材料固化过快、固化 过慢、完全不固化、需要过多的能量才能固化、粘性过大、弹性过大、以及/或者具有过长的 应力弛豫时间,从而不能有效地覆盖显示器中的较高油墨梯级或不能有效地避免在显示器 中产生云纹缺陷。
[0046] 该粘合剂的(甲基)丙烯酸酯共聚物具有(甲基)丙烯酰基侧基和任选地羟基侧 基。该化学性质提供了独特的固化机制,在某些实施例中,该固化机制看起来与现有方法面 临的固化深度挑战无关。
[0047] 所述(甲基)丙烯酰基侧基之间的平均分子量等于至少6, 000道尔顿。该平均分 子量可通过用前体(甲基)丙烯酸酯共聚物的质量加上不饱和试剂化合物的质量的总和除 以(甲基)丙烯酰基单元的摩尔数来计算。(甲基)丙烯酰基的摩尔数由不饱和试剂化合 物来提供。
[0048] 如本文所用,术语"(甲基)丙烯酰基"是指式为CH2= CHR ^(CO)-的基团,其中 R1为氢或甲基。(甲基)丙烯酰基在R1为甲基时是甲基丙烯酰基,而在R 1为氢时是丙烯酰 基。(甲基)丙烯酰基通常是式为a^iCHRiycoho-的(甲基)丙烯酰氧基,或式为CH 2 =〇^-(〇))-順-的(甲基)丙烯酰氨基。
[0049] 如本文所用,"前体(甲基)丙烯酸酯共聚物"或"前体"是指与不饱和试剂化合物 反应之前的共聚物。所述前体通常具有可与不饱和试剂化合物反应以产生具有(甲基)丙 烯酰基侧基的(甲基)丙烯酸酯共聚物的羟基侧基(-OH基团)或羧酸侧基(-C00H基团)。
[0050] 如本文所用,术语"不饱和试剂化合物"是指具有(甲基)丙烯酰基及能够与前体 (甲基)丙烯酸酯共聚物上的羟基侧基或羧酸侧基反应的基团的用于制备具有(甲基)丙 烯酰基侧基的(甲基)丙烯酸酯共聚物的化合物。
[0051] (甲基)丙烯酰基侧基通过连接基团间接地连接到(甲基)丙烯酸酯共 聚物的主链。所述侧基通常具有式CH2= CHRi-^C^-Q-L-,其中L为连接基团,并 且Q为-0-或-NH-。基团L包括亚烷基、亚芳基、或它们的组合,并且还可任选地包 括-0-、-0(〇))-、-见1((1))-、-见1-、或它们的组合。合适的亚烷基(即,亚烷基为二价烷烃基 团)通常具有1至10个碳原子、1至6个碳原子、或1至4个碳原子。合适的亚芳基(即, 亚芳基为芳族羧基化合物的二价基团)通常具有6至12个碳原子、6至10个碳原子、或6 个碳原子。亚芳基通常是亚苯基。
[0052] 在某些优选的实施例中,(甲基)丙烯酸酯共聚物是未固化的。在某些优选的实 施例中,(甲基)丙烯酸酯共聚物是完全固化的。在某些优选的实施例中,(甲基)丙烯酸 酯共聚物是部分固化的。这种部分固化通常是(例如)生产尺寸稳定的模切制品所需的。
[0053] 在上下文中,"未固化的"(甲基)丙烯酸酯共聚物意指由至少两种不同类型的单 体聚合制备得到且用(甲基)丙烯酰基侧基官能化的(甲基)丙烯酸酯共聚物,但这种共 聚物尚未经受用于引起此类(甲基)丙烯酰基侧基之间的反应(在存在引发剂的同时)且 在它们之间形成共价连接的能量源处理。在一些例子中,未固化的共聚物是(甲基)丙烯 酰基侧基的〇%至5%已反应的那些。也就是说,(甲基)丙烯酰基侧基的95%至100%保 持未反应。
[0054] 在上下文中,"部分固化的"(甲基)丙烯酸酯共聚物意指在添加或不必添加新的 引发剂的情况下(甲基)丙烯酰基侧基仍能够进一步反应的(甲基)丙烯酸酯共聚物。换 句话讲,可用的(甲基)丙烯酰基侧基的至少一些但不是全部已发生反应(例如通过自由 基固化),并且所述(甲基)丙烯酰基侧基中的一些(即,多于5%)但不是全部(即,不到 75% )已通过暴露于一个或多个能量源(例如热能源或光化辐射源,如紫外线辐射)而发 生了反应。在某些实施例中,部分固化意指(甲基)丙烯酰基的多于5%、多于10%、或多 于20 %已发生反应。在某些实施例中,部分固化意指此类基团的不超过75 %或不超过70 % 已发生反应。如果已部分固化,则粘合剂的物理特性(例如,如通过流变性试验测量的弹性 模量和损耗角正切值)将在进一步暴露于用于使所述(甲基)丙烯酸酯共聚物固化的条件 时发生改变。在一些例子中,部分固化的共聚物是(甲基)丙烯酰基侧基的多于5重量% 至75重量%已反应的那些。也就是说,(甲基)丙烯酰基侧基的25%至不到95%保持未 反应。
[0055] 在上下文中,"完全固化的"共聚物是其中(甲基)丙烯酰基的多于75%且优选全 部已消耗掉且不再能够进一步反应的共聚物。在固化进行过程中,固化的聚合物材料的移 动性可能足够低,然而剩余的(甲基)丙烯酰基全部反应掉是不可能的。一旦能够反应的 基团已全部反应掉,粘合剂的物理特性(如通过流变性试验测量的弹性模量和损耗角正切 值)便不再改变,即便在进一步暴露于用于使所述(甲基)丙烯酸酯共聚物固化的条件时 也是如此。在一些示例中,完全固化的共聚物是(甲基)丙烯酰基侧基的多于75%至100% 已反应的那些。也就是说,(甲基)丙烯酰基侧基的0%至不到25%保持未反应。优选地, 未反应的量尽可能低。
[0056] 另外,本公开的粘合剂(无论是未固化的、部分固化的或完全固化的)通常具有基 于粘合剂的总重量计不大于10重量% (优选地不大于5重量%,并且更优选地不大于2重 量% )的未聚合单体(例如,来自至少两种不同类型的用于形成前体(甲基)丙烯酸酯共 聚物或用作不饱和试剂化合物的单体的聚合反应的残余反应物单体)。在某些实施例中,本 公开的粘合剂基本上不具有单体,尤其是残余单体。在上下文中,"基本上不具有"未聚合的 单体意指基于粘合剂的总重量计不到1重量%或不到〇. 5重量%。为实现这样低的残余物 含量,可能需要在聚合(甲基)丙烯酸酯共聚物之后实施彻底的真空汽提步骤或其它方法 以除去残余单体。在某些实施例中,所述残余单体包括含酸单体。不含此类残余单体使材 料与其中组件的潜在迀移性令人担忧的电子应用的相容性更好。
[0057] 因此,在某些实施例中,(甲基)丙烯酸酯共聚物"按原样"施用,S卩,不添加其它游 离的或未聚合的单体来与所述共聚物进一步聚合,并且在被施加至基材前未部分固化。
[0058] 因此,本公开的粘合剂可用于多种应用,包括光学相关应用和非光学相关应用。一 般来讲,本公开的粘合剂能够以片材形式使用,例如,以各式各样的粘合剂转移带的形式使 用。此类粘合剂转移带可通过将粘合剂组合物涂布在差异化剥离衬垫(即,双面剥离衬垫, 其中该衬垫的两个主表面均包含剥离涂层并且所述剥离涂层是不同的)上而制得。通常将 粘合剂涂布到具有较高剥离值的衬垫的侧面上。待粘合剂组合物干燥和/或冷却后,将涂 布粘合剂的剥离衬垫卷绕成卷,以得到转移粘合剂。当展开粘合剂转移带时,粘合剂保持粘 附于具有较高剥离值的衬垫的侧面。在使用时,将转移粘合剂展开并层合至基材表面(例 如,将在下文更详细公开的光学相关设备,或非光学相关设备和制品诸如涂漆的面板、金属 面板、窗玻璃、汽车覆盖件等中的那些基材表面)。转移粘合剂对基材表面的粘附性高于对 剥离衬垫的粘附性,并因此从剥离衬垫转移到基材表面。
[0059] 本公开的粘合剂还可以是粘合带的形式。在此类实施例中,常规的背衬材料为 (例如)纸张(如牛皮纸)或聚合物膜例如聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚酯(如聚对苯二甲酸 乙二醇酯)、乙烯-乙酸乙烯酯、醋酸纤维素和乙基纤维素。背衬材料可以是非织造幅材、挤 出膜、金属箔或片材背衬(例如,回归反射片或图案膜片)的形式。
[0060] 参见附图,图1描绘具有第一基材12的示例性制品10的横截面图。无机导电迹 线14设置在基材的第一表面12a上。该迹线在第一表面12a上形成网格或图案。该迹线 未将第一表面12a完全盖住。即,第一基材12a的有些区域是暴露的。该迹线的边缘止于 电连接器垫16。
[0061] 基材12的示例性材料包括玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、环烯烃共聚物、聚碳酸 酯、三乙酸纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯或另一种聚丙烯酸酯。在某些实施例中,基材是(例 如)透镜、触摸传感器、光发射显不器、光反射显不器或偏振膜,或其一部分。
[0062] 用于生产无机导电迹线14的示例性材料包括银、铟锡氧化物、掺杂ZnO和锑锡氧 化物。这些导电迹线还可以由银或银纳米线制成。所述导电迹线可与其它导电迹线(例如 由铜
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