液态光学胶及具有其的3d影像结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种液态光学胶及具有其的3D影像结构。该液态光学胶包括基体树脂和光引发剂，基体树脂包括低聚物和活性稀释剂，该液态光学胶还包括重量含量为1～10％的固体颗粒，固体颗粒的折射率与固化后的液态光学胶的折射率的差值在±0.02之间。将固体颗粒作为液态光学胶的组分，并通过对固体颗粒的用量的控制，提高了由该液态光学胶形成的胶层和粘接物之间的润滑作用，改善压合真空吸附造成的难以对位移动的问题，使该液态光学胶能够满足目前3D影响结果的对位移动要求；并且通过选择与固化后的液态光学胶的折射率的差值在±0.02之间的固体颗粒，使本申请的液态光学胶的粘结特性和光学特性不受影响。
【专利说明】
液态光学胶及具有其的3D影像结构
技术领域
[0001] 本发明涉及胶黏剂技术领域，具体而言，涉及一种液态光学胶及具有其的3D影像 结构
【背景技术】
[0002] 目前，制造3D影像的器件需要把3D柱镜、玻璃、PMMA、PS和3D打印画进行粘接，在粘 接过程中必须要用到胶黏剂。
[0003] 传统的压敏胶黏剂是一类具有对压力有敏感性的胶黏剂，主要用于制备压敏胶 带。压敏胶的粘附力（胶粘带与被粘表面加压粘贴后所表现的剥离力）必须大于粘着力（BP 所谓用手指轻轻接触胶粘带时显示出来的手感粘力）。压敏胶黏剂按其主要成分可分为橡 胶型和树脂型两类。除主要成分外，还要加入其他辅助成分，如增粘树脂、增塑剂、填料、粘 度调整剂、硫化剂、防老剂、溶剂等配合而成。形成上述压敏胶黏剂的成分一般为具有对压 力有敏感性的高分子粘弹体物质，且需要具有一定的流动性、与基材紧密结合、足够的内聚 力和弹性、持久的高粘度、应用需要施压等特性，且粘结强度和温度、压力、时间关系较大， 而通常粘接强度的高分子粘弹体物质的耐候性能、透光度、粘接性能均存在不足。
[0004] 0CA光学胶黏剂是用于胶结透明光学组件的特种胶黏剂，特点是无色透明、光透过 率90%以上、胶结强度良好、可在室温或中温固化、固化收缩小等特点，主要用于ΙΤ0膜、电 子纸、透明器件、投影屏组装、镜头组装、电阻式触摸屏、电容式触摸屏、面板及其他相关电 子光学器械的粘接等。光学胶黏剂由于使用的原材料不同、或同种原材料配置计量的不同 导致种类繁多，配置光学胶黏剂使用的主料有:有机硅橡胶、聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸型树 脂及不饱和聚酯等，在配置时通常需要加入一些透明的辅料，以改进其光学性能或降低固 化收缩率，此外这些透明的辅料可提供耐久粘接效果。其中的丙烯酸酯型胶黏剂具有使用 方便、固化速度快、便于流水线生产等优点，而且适用面比较广，对多种材料都有较好的黏 结性能;此外，其电气绝缘性能较好，因此非常适合于作为0CA光学胶带的光学胶黏剂使用。 但是，丙烯酸酯系胶黏剂的缺点也比较明显，比如耐热性能较差，固化迅速难以大面积的胶 接，难用于充填性胶接。
[0005] 液态光学胶(L0CA)通常是指在室温下呈液体的光学胶，主要优点有：1、粘合速度 快，便于连续化、自动化生产，且成本低;2、不含挥发性的有机溶剂，无需干燥处理，固化时 会形成交联网络结构，具有较高的耐热性能;3、具有很好的粘结强度和柔韧性;4、与传统的 热固化技术相比，紫外光固化具有固化速率快、能耗低等特点。适用玻璃与玻璃、PS与PET等 材料之间粘接强度好，正在逐渐替代传统的0CA胶带胶合方式。但是现有的液态光学胶 (L0CA)不满足现有技术为得到最佳显示效果而需要进行对位移动的需求。
[0006] 申请号为201510544910.0的专利申请中使用微米级Si〇2粉体、微米级Al2〇3粉体和 硅烷偶联剂、松香树脂、帖稀树脂、偶氣化合物、N-亚硝基化合物等制备的压敏|父，粘接性能 优异，耐高温性能佳，以及在温差变化下的粘接稳定性好。但是此压敏胶加入较多的微米级 Si02粉体、微米级Al2〇3粉体，压敏胶的颜色深、透明度差、无法满足光学显示需求。
[0007] 申请号为201310612903.0的专利申请中使用丙烯酸酯胶黏剂、增稠剂、偶联剂、稳 定剂等制成的OCA光学胶带，对多种材料均有较佳的黏结性能，如SUS板、亚克力板、玻璃等。 但是OCA胶带在返修性能、大尺寸贴合气泡、贴合良率、工时成本方面都比较高。
[0008] 申请号为201410089531.2的专利申请中使用树脂低聚物、活性稀释剂、光敏剂、交 流增粘剂、抗氧剂等制成的液态光学胶，具有高耐候性，_50°C低温下不变脆，能耐120°C的 高温，能耐水和弱酸弱碱，粘接强度高，透光性高，固化收缩率小，制作工艺简单，环保等优 点。但是此液态光学胶在3D影像对位移动性能方面不足。
【发明内容】
[0009] 本发明的主要目的在于提供一种液态光学胶及具有其的3D影像结构，以解决现有 技术中液态光学胶不能满足3D影像结构对位移动的要求的问题。
[0010] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种液态光学胶，包括基体树 脂和光引发剂，基体树脂包括低聚物和活性稀释剂，该液态光学胶还包括重量含量为1~ 10%的固体颗粒，固体颗粒的折射率与固化后的液态光学胶的折射率的差值在±0.02之 间。
[0011] 进一步地，上述固体颗粒为PMMA粒子，优选PMMA粒子的粒径为5~30μπι。
[0012] 进一步地，以重量份计，上述液态光学胶包括:30~60份的低聚物;40~70的活性 稀释剂;1~5份的光引发剂；以及1~10份的PMMA粒子。
[0013] 进一步地，上述低聚物包括聚氨酯丙烯酸酯、硫醇和增粘树脂，优选聚氨酯丙烯酸 酯为具有1~2个官能基的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
[0014] 进一步地，上述低聚物中硫醇的重量含量为1~5%，优选低聚物中增粘树脂的重 量含量为1~20%。
[0015] 进一步地，上述硫醇为四（3-巯基丁酸)季戊四醇酯。
[0016] 进一步地，上述活性稀释剂选自丙烯酸异冰片酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、四 氢呋喃丙烯酸酯、4-丙烯酸羟丁酯和2.5穆尔丙氧化壬基酚丙烯酸酯中的一种或多种，其中 丙烯酸异冰片酯的重量含量不超过活性稀释剂的20%。
[0017] 进一步地，上述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮和/或2,4,6(三甲基苯甲酰基） ^苯基氧化勝。
[0018] 进一步地，上述液态光学胶还包括助剂，助剂选自UV吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂 中的一种或多种。
[0019] 进一步地，上述UV吸收剂在液态光学胶中的重量含量为0.1~1.5 % ;优选光稳定 剂在液态光学胶中的重量含量为〇. 1~5 % ;优选抗氧化剂在液态光学胶中的重量含量为 0.1~3%，且助剂的重量为基体树脂重量的0.1~5%。
[0020] 为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种3D影像结构，以液态光 学胶作为其部分胶黏剂，该液态光学胶为上述的液态光学胶。
[0021] 应用本发明的技术方案，将固体颗粒作为液态光学胶的组分，并通过对固体颗粒 的用量的控制，提高了由该液态光学胶形成的胶层和粘接物之间的润滑作用，改善压合真 空吸附造成的难以对位移动的问题，使该液态光学胶能够满足目前3D影响结果的对位移动 要求;并且通过选择与固化后的液态光学胶的折射率的差值在±0.02之间的固体颗粒，使 本申请的液态光学胶的粘结特性和光学特性不受影响。
【具体实施方式】
[0022] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
[0023] 如【背景技术】所记载的，现有技术中的液态光学胶不能满足3D影像结构的对位移动 的要求，为了解决该问题，在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种液态光学胶，包括 基体树脂和光引发剂，基体树脂包括低聚物和活性稀释剂，该液态光学胶还包括重量含量 为1~10%的固体颗粒，该固体颗粒的折射率与固化后的液态光学胶的折射率的差值在± 0.02之间。
[0024] 本申请将固体颗粒作为液态光学胶的组分，并通过对固体颗粒的用量的控制，提 高了由该液态光学胶形成的胶层和粘接物之间的润滑作用，改善压合真空吸附造成的难以 对位移动的问题，使该液态光学胶能够满足目前3D影响结果的对位移动要求;并且通过选 择与固化后的液态光学胶的折射率的差值在±0.02之间的固体颗粒，使本申请的液态光学 胶的粘结特性和光学特性不受影响。上述固体颗粒的粒径可以参考现有技术中常用的二氧 化硅粉末的粒径大小。
[0025] 可用于本申请的固体颗粒有多种，比如玻璃颗粒、二氧化硅颗粒，为了使固体颗粒 与液态光学胶的其他成分更好地相容，优选上述固体颗粒为PMMA粒子，进一步优选该PMMA 粒子的粒径为5~30μπι。
[0026] 在本申请一种优选的实施例中，以重量份计，液态光学胶包括：30~60份的低聚 物;40~70份的活性稀释剂；1~5份的光引发剂；以及1~10份的PMMA粒子。将各成分控制在 上述范围内，相互之间形成良好的配合，从而能够适当提高液态光学胶的粘结强度。
[0027] 为了进一步增加液态光学胶在被粘接物上的附着力，优选上述低聚物包括脂肪族 聚氨酯丙烯酸酯、硫醇和增粘树脂。此外，使低聚物具有较好的相容性，优选脂肪族聚氨酯 丙烯酸酯为具有1~2个官能基的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，比如为型号为EBECRYL 8413、 61]30302381300、4188/^撤、085400的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。利用不同不饱和聚合物的优 点，使各自之间的兼容性好，从而增加液态光学胶的粘接强度、反应活性和耐水性，并将低 液态光学胶的黄化率低。
[0028] 本申请在利用硫醇提高液态光学胶在被粘接物上的附着力的同时，为了避免其用 量过多限制固体颗粒的润滑作用的发挥，优选上述低聚物中硫醇的重量含量为1~5%。 [0029]为了在实现增加粘结性的同时保持较好的对位移动性能，优选低聚物中增粘树脂 的重量含量为1~20%，进一步优选为5~10%
[0030] 用于本申请的硫醇可以采用常规的硫醇，为了降低成本，优选硫醇为四（3-巯基丁 酸)季戊四醇酯。
[0031] 在本申请另一种优选的实施例中，优选上述活性稀释剂选自丙烯酸异冰片酯、乙 氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯、4-丙烯酸羟丁酯和2.5穆尔丙氧化壬基酚丙 烯酸酯中的一种或多种，其中丙烯酸异冰片酯的重量含量不超过活性稀释剂的20%。上述 几种单体均为单官能团丙烯酸酯，丙烯酸异冰片酯具有稀释能力强，刚性;乙氧基乙氧基乙 基丙烯酸酯具有柔软性；四氢呋喃丙烯酸酯具有密着好;4-丙烯酸羟丁酯具有反应速度快； 2.5穆尔丙氧化壬基酚丙烯酸酯具有气味低，密着好。
[0032]此外，本申请优选上述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮和/或2，4,6(三甲基苯 甲酰基)二苯基氧化膦。其中，羟基环己基苯基甲酮具有表面固化快的优势，2,4,6(三甲基 苯甲酰基)二苯基氧化膦具有深层固化的优势，因此能够促进光学胶的固化。
[0033] 为了提高液态光学胶的固化速率、光稳定性和抗氧化能力，优选上述液态光学胶 还包括助剂，该助剂UV吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂中的一种或多种。
[0034] 上述各种物质只是作为助剂进行添加，因此其用量可以参考现有技术中助剂的用 量，优选UV吸收剂在液态光学胶中的重量含量为0.1~5 %，优选为0.1~1.5 % ;优选光稳定 剂在液态光学胶中的重量含量为0.1~5 %，进一步优选为0.5~2 % ;优选抗氧化剂在液态 光学胶中的重量含量为1~5%，进一步优选为1~3%，且助剂的重量为基体树脂重量的0.1 ~5%。将各助剂的用量控制在上述范围内，既能实现各自相应的作用，又能够避免对基体 树脂的负面影响。
[0035]在本申请另外一种典型的实施方式中，提供了一种3D影像结构，以液态光学胶作 为其部分胶黏剂，该液态光学胶为上述的液态光学胶。由于本申请的液态光学胶具有能够 改善压合真空吸附造成的难以对位移动的问题，因此，使利用该液态光学胶的3D影像结构 的3D显示效果较好。
[0036] 以下将结合实施例和对比例，进一步说明本申请的有益效果。
[0037] 实施例和对比例所用的原料来源见表1。
[0038] 表1
[0039]
[0040] 实施例1至7和对比例1至3
[0041] 在常温常压下，分别按照表2中指定质量份数的各组分将活性稀释剂加入到容器 内混合均匀；然后向容器内缓慢加入低聚物，同时搅拌，以防结块，至低聚物与活性稀释剂 完全溶解成无色透明液体;再向容器内加入光引发剂，然后加热至50°C，在加热的同时搅 拌，至光引发剂完全溶解成无色透明液体;接着向容器内加入紫外线吸收剂、光稳定剂、抗 氧化剂;最后再向容器内加入聚甲基丙烯酸甲酯粒子(PMMA粒子)继续搅拌2小时，静止1小 时后，抽样检测合格，过滤即制成各实施例和对比例的液态光学胶。
[0042] 表 2
[0043]
[0045]对各实施例和对比例的液态光学胶采用表3所示的仪器进行检测，检测结果见表 3〇
[0046]表 3
[0048]由表3中的数据对比可以看出：当固体颗粒含量不在本申请范围内时严重影响胶 水的透明度和粘结性。
[0049]将上述各实施例制备而成的液态光学胶进行施工后，经UV干燥机(UV能量200MJ/ cm2)，照射时间15秒，制得的液态光学胶用于粘接聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯 (PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、玻璃等，涂布24微米厚度 的液态光学胶，以2kg辊X 2次往复地将该试验片分别贴附在被粘体上，将其切成25mm宽，将 所得的材料作为试验片，贴附1小时后在23°C、50%RH的气氛下测定180摄氏度剥离强度。结 果如下表4。
[0050]表 4
[0053]由表4可以看出，活性稀释剂/低聚物比例低于30:70时，各种塑料基材粘结性能均 不足，活性稀释剂/低聚物比例增加至50:50时粘接性能明显提高，甚至更高时，但胶液粘度 过高，不易操作;添加 UV吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂等均不影响液态光学胶的粘接性能。 [0054]将利用前述的方法制成的粘合膜贴附在PET，所得的材料作为试验片。测试得到的 耐老化性能如下表5。
[0055]表 5
[0057]检测方法和结果说明
[0058] 初期黄变度(b*)的测定方法:利用可见光分光光谱仪，仪器型号ColorQUEST XE， 依照JIS K7105测定出初期黄变度(b*)。
[0059] 耐光黄变度(b*(UV))测定方法:所制试样经过QUV测试仪内后，利用可见光分光光 谱仪，仪器型号ColorQUEST XE，依照JIS K7105测定出初期黄变度(b*)。
[0060] 耐热黄变度(b* (热）测定方法:所制得试样经过，在85 °C X 85 % RH气氛下放置250 小时及500小时，利用可见光分光光谱仪，仪器型号ColorQUEST XE，依照JIS K7105测定出 初期黄变度(b*)
[0061] 耐水煮性测定方法:所制得试样在沸水（100°C)条件下蒸煮，经过不同时间测试粘 合力情况。
[0062] 由表5可以看出，添加 UV吸收剂耐UV性能得到显着提尚，光稳定可提尚耐UV性能和 水煮性能，抗氧化剂提尚耐热性能。
[0063]对位移动性能：在40*60cm试样的PS板上，涂胶贴合PET固化前，板样水平放置，利 用拉力机测试剪切强度MPa。由表5中的对位移动性能数据可以看出，添加固体颗粒后剪切 强度降低，说明其润滑性得到改善。
[0064] 从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
[0065] 本申请将固体颗粒作为液态光学胶的组分，并通过对固体颗粒的用量的控制，提 高了由该液态光学胶形成的胶层和粘接物之间的润滑作用，改善压合真空吸附造成的难以 对位移动的问题，使该液态光学胶能够满足目前3D影响结果的对位移动要求;并且通过选 择与固化后的液态光学胶的折射率的差值在±0.02之间的固体颗粒，使本申请的液态光学 胶的粘结特性和光学特性不受影响。
[0066]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种液态光学胶，包括基体树脂和光引发剂，所述基体树脂包括低聚物和活性稀释 剂，其特征在于，所述液态光学胶还包括重量含量为1~10%的固体颗粒，所述固体颗粒的 折射率与固化后的所述液态光学胶的折射率的差值在±0.02之间。2. 根据权利要求1所述的液态光学胶，其特征在于，所述固体颗粒为PMMA粒子，优选所 述PMMA粒子的粒径为5~30μπι。3. 根据权利要求2所述的液态光学胶，其特征在于，以重量份计，所述液态光学胶包括： 30~60份的所述低聚物； 40~70的所述活性稀释剂； 1~5份的所述光引发剂；以及 1~10份的所述PMMA粒子。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的液态光学胶，其特征在于，所述低聚物包括聚氨 酯丙烯酸酯、硫醇和增粘树脂，优选所述聚氨酯丙烯酸酯为具有1~2个官能基的脂肪族聚 氨酯丙烯酸酯。5. 根据权利要求4所述的液态光学胶，其特征在于，所述低聚物中所述硫醇的重量含量 为1~5%，优选所述低聚物中所述增粘树脂的重量含量为1~20%。6. 根据权利要求4所述的液态光学胶，其特征在于，所述硫醇为四（3-巯基丁酸)季戊四 醇酯。7. 根据权利要求1所述的液态光学胶，其特征在于，所述活性稀释剂选自丙烯酸异冰片 酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯、4-丙烯酸羟丁酯和2.5穆尔丙氧化壬 基酚丙烯酸酯中的一种或多种，其中所述丙烯酸异冰片酯的重量含量不超过所述活性稀释 剂的20 %。8. 根据权利要求1所述的液态光学胶，其特征在于，所述光引发剂为1-羟基环己基苯基 甲酮和/或2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦。9. 根据权利要求1所述的液态光学胶，其特征在于，所述液态光学胶还包括助剂，所述 助剂选自UV吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂中的一种或多种。10. 根据权利要求9所述的液态光学胶，其特征在于，所述UV吸收剂在所述液态光学胶 中的重量含量为〇. 1~1.5% ;优选所述光稳定剂在所述液态光学胶中的重量含量为0.1~ 5% ;优选所述抗氧化剂在所述液态光学胶中的重量含量为0.1~3%，且所述助剂的重量为 所述基体树脂重量的〇. 1~5%。11. 一种3D影像结构，以液态光学胶作为其部分胶黏剂，其特征在于，所述液态光学胶 为权利要求1至10中任一项所述的液态光学胶。
【文档编号】C09J4/02GK106047184SQ201610355233
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】尹万安, 丁清华, 陈明源
【申请人】张家港康得新光电材料有限公司