液体涂布的基板上的离散液体涂层以及在形成层合物方面的用图
【专利说明】液体涂布的基板上的离散液体涂层以及在形成层合物方面 的用途
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本专利申请要求2012年12月6日提交的美国临时专利申请No. 61/734,242的优 先权，该专利的公开内容以引用方式全文并入本文。
技术领域
[0003] 本公开整体涉及施加涂层至基板，更具体地讲，涉及不自流平到液体涂布的基板 上的粘性液体的精密涂布，以及由此类涂布的基板形成层合物。
【背景技术】
[0004] 已经开发出用于将低至中等粘度的贴片、自流平液体诸如光学透明的液体粘合剂 (LOCA组合物）涂布到基板上的若干涂布工艺。一种已知的用于将液体贴片施加到基板上 的工艺在应用条件下采用低粘度的牛顿涂布液体。为了防止由于此类低粘度牛顿液体的自 流平而流出所需的印刷区域，通常需要使用预固化的屏障材料。这涉及另外的工艺步骤，并 且如果未分配足够精确的量，则可能导致涂布液体溢出。另外已知的是以若干已知的变型 形式从狭槽式模头执行贴片涂布。一种这样的变型形式通过使用计量泵直接在基板上产生 间隔的离散贴片的图案，所述计量泵间歇地从储液罐向挤出（或涂布）模头的内腔提供涂 布液体。直接在基板上涂布液体贴片的早期示例在将贴片定位在基板上的方面获得有限的 准确度和精确度。
[0005] 最近，更高精确度的应用，包括将LOCA组合物贴片直接涂布到基板上，需要改进 的工艺以控制边缘和整体厚度均匀度满足严格的规范要求。例如，使用筛网在基板上精确 印刷液体贴片在例如Kobayashi等人（美国专利申请公布No. 2009/0215351)中有所描述。 另外，使用模版精确印刷LOCA组合物贴片在PCT国际公布No. WO 2012/036980中有所描 述。已经发现，可用于将LOCA组合物涂布到基板上的此类工艺可用于层合用于制备各种电 子装置中使用的显示面板的光学组件。
【发明内容】
[0006] 在一个方面，本公开描述了一种方法，所述方法包括提供第一涂布头，所述第一涂 布头具有与第一涂布液体的供应源流体连通的第一外部开口；相对于基板定位第一涂布头 以限定第一外部开口与基板之间的间隙；在第一涂布方向上产生第一涂布头与基板之间的 相对运动；以及将预定量的第一涂布液体从第一外部开口分配到基板的至少一个主表面的 至少一部分上，从而在基板的主表面的至少一部分上的预定位置形成第一涂布液体的离散 贴片。贴片具有厚度和周边。
[0007] 该方法还包括提供第二涂布头，所述第二涂布头包括与第二涂布液体的供应源流 体连通的第二外部开口；相对于基板上的贴片定位第二涂布头以限定第二外部开口与贴片 的主表面之间的间隙；在第二涂布方向上产生第二涂布头与基板之间的相对运动；以及将 预定量的第二涂布液体从第二外部开口分配到与基板相对的贴片的主表面的一部分上，从 而在贴片的主表面上形成第二涂布液体的不连续图案。
[0008] 在分配时第一涂布液体和第二涂布液体中的至少一者（或两者）表现出至少1帕 斯卡-秒的粘度。目前优选的是，不使用筛网或模版形成离散的贴片和图案。在一些示例 性实施例中，第一涂布液体在组成上不同于第二涂布液体。在其它另选的实施例中，第一涂 布液体在组成上与第二涂布液体相同。
[0009] 示例件卖施例列表
[0010] 在一些示例性实施例中，以至少约1秒4的剪切速率分配第一涂布液体。在其它 示例性实施例中，以至少约10、约50、约100、约1000和约10000秒H的剪切速率分配第一 涂布液体。任选地，以不大于约100, 〇〇〇秒H的剪切速率分配第一涂布液体。在某些此类 示例性实施例中，在约20°c至约100°C的温度下分配第一涂布液体。在一些此类示例性实 施例中，第一涂布液体在分配时表现出约2帕斯卡-秒至约20帕斯卡-秒的粘度。
[0011] 在任何上述涂布工艺的其它示例性实施例中，第一涂布液体和第二涂布液体中的 至少一者表现出选自触变性流变行为和假塑性流变行为中的至少一种特别的流变特性。在 某些此类示例性实施例中，第一涂布液体和第二涂布液体中的至少一者表现出至少为5的 触变指数，所述触变指数被定义为在〇. 1秒η的剪切速率下测量的低剪切粘度与在100秒η 的剪切速率下测量的高剪切粘度的比率。在任何上述涂布工艺的一些示例性实施例中，第 一涂布液体和第二涂布液体中的至少一者表现出在1秒η的剪切速率下在完全放松状态的 涂布液体上测量的平衡粘度足够高以至于能够防止涂布液体在基板上的自流平。任选地， 在0. 01秒H的剪切速率下测量的平衡粘度为至少80Pa-s。
[0012] 在任何上述涂布工艺的另外的示例性实施例中，第一涂布液体和第二涂布液体中 的至少一者为光学透明的液体粘合剂组合物。在一些此类实施例中，光学透明的液体粘合 剂组合物包含多官能（甲基）丙烯酸酯低聚物和反应性稀释剂的反应产物，所述反应性稀 释剂包含单官能（甲基）丙烯酸酯单体，所述单官能（甲基）丙烯酸酯单体具有在1秒4的 剪切速率和25°C的温度下测量为0. 004帕斯卡-秒至0. 020帕斯卡-秒的粘度；以及塑化 剂或具有亚烷基氧官能团的单官能（甲基）丙烯酸酯单体中的至少一者。在任何上述涂布 工艺的某些此类示例性实施例中，多官能（甲基）丙烯酸酯低聚物包括多官能聚氨酯（甲 基）丙烯酸酯低聚物、多官能聚酯（甲基）丙烯酸酯低聚物和多官能聚醚（甲基）丙烯酸 酯低聚物中的任何一种或多种。
[0013] 在任何上述涂布工艺的其它示例性实施例中，光学透明的液体粘合剂组合物包含 多官能橡胶基（甲基）丙烯酸酯低聚物和具有约4至20个碳原子的侧链烷基基团的单官 能（甲基）丙烯酸酯单体的反应产物，以及液体橡胶。在某些此类示例性实施例中，多官能 橡胶基（甲基）丙烯酸酯低聚物包括多官能聚丁二烯（甲基）丙烯酸酯低聚物、多官能异 戊二烯（甲基）丙烯酸酯低聚物和包含丁二烯和异戊二烯的共聚物的多官能（甲基）丙烯 酸酯低聚物中的任何一种或多种。任选地，液体橡胶包含液体异戊二烯。
[0014] 在任何上述涂布工艺的其它示例性实施例中，光学透明的液体粘合剂组合物为可 固化组合物，所述可固化组合物包含（a)MwS 5kDa至30kDa并且T g小于20°C的（甲基）丙 烯酰低聚物，所述（甲基）丙烯酰低聚物包含：（i.)大于50重量份的（甲基）丙烯酸酯单 体单元；（ii.) 10至49重量份的羟基官能单体单元；（iii.) 1至10重量份的具有侧链（甲 基）丙烯酸酯基团的单体单元；（iv. )〇至20重量份的极性单体单元；(v. )0至10重量份 的硅烷官能单体单元，其中所述单体单元的总和为100重量份；(b)稀释剂单体组分；以及 (c)光引发剂。可固化组合物优选地不包含交联剂。
[0015] 在某些此类实施例中，稀释剂单体组分包含至少一种选自以下的单体：（甲基）丙 稀酸醋单体单元、羟基官能单体单元；具有侧链（甲基）丙稀酸醋基团的单体单元、极性单 体单元和硅烷官能单体单元。
[0016] 在涂布工艺的任何上述示例性实施例中，光学透明的液体粘合剂组合物还包含至 少一种选自以下的添加剂：热稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、增稠剂、填料、颜料、染料、着色 剂、触变剂、加工助剂、纳米粒子和纤维。在某些此类实施例中，相对于光学透明的液体粘合 剂组合物的质量，添加剂以0. 01重量％至10重量％的量存在。在一些示例性实施例中， 相对于光学透明的液体粘合剂组合物的总重量，光学透明的液体粘合剂组合物还包含1重 量％至10重量％的具有Inm至约IOOnm的中值粒径的金属氧化物纳米粒子。
[0017] 在涂布工艺的任何上述示例性实施例中，贴片可仅覆盖基板的第一主表面的一部 分。
[0018] 在涂布工艺的任何上述实施例中，第一涂布方向可与第二涂布方向相同。在上述 涂布工艺的一些另选的实施例中，第一涂布方向可与第二涂布方向不同。在其中第二涂布 方向与第一涂布方向不同的一个特定示例性实施例中，第二涂布头相对于贴片在静态位置 保持一定的时间间隔，在该时间间隔内，将第二涂布液体的至少一部分施加到贴片上，从而 在贴片的主表面上形成第二涂布液体的半球状隆起块。
[0019] 在另外的或另选的示例性实施例中，贴片的周边表现出选自正方形、矩形或平行 四边形的几何形状。在某些此类实施例中，选择贴片的预定位置使得贴片周边的中心接近 基板主表面的中心。
[0020] 在任何上述涂布工艺的其它示例性实施例中，贴片的厚度可为不均匀的。在一些 此类实施例中，贴片的厚度在接近贴片中心处较大，并且贴片的厚度在接近贴片周边处较 小。
[0021] 在任何上述涂布工艺的某些示例性实施例中，不连续图案包括从基板的主表面向 外延伸的至少一个凸起的离散突出体。在其它此类示例性实施例中，所述至少一个凸起的 离散突出体包括延伸越过基板的主表面的至少一部分的至少一个凸起的肋。在一些此类实 施例中，所述至少一个凸起的肋包括至少两个横向布置在基板的主表面上的凸起的肋。在 某些此类实施例中，所述至少两个肋在接近贴片周边的中心处相交并重叠。
[0022] 在上述涂布工艺的其它示例性实施例中，所述至少一个凸起的离散突出体为多个 凸起的离散突出体。在某些此类示例性实施例中，所述多个凸起的离散突出体选自多个凸 起的离散隆起物、多个凸起的离散肋或它们的组合。在某些此类实施例中，所述多个凸起的 离散隆起物包括半球形隆起物。任选地，所述多个凸起的离散隆起物以阵列模式布置。在 一些特定实施例中，所述多个凸起的离散肋形成狗骨形图案。
[0023] 在上述涂布工艺的其它示例性实施例中，所述多个凸起的离散肋包括椭圆形肋。 在一些此类实施例中，所述多个凸起的离散肋被布置成使得每个肋被布置为基本上平行于 每个相邻的肋。在某些此类实施例中，所述多个凸起的离散肋中的至少两个被布置成基本 上彼此平行，并且所述多个凸起的离散肋中的至少一个被布置成基本上垂直于所述至少两 个基本上平行的凸起的离散肋。
[0024] 在前两段中描述的那些实施例的另选示例性实施例中，贴片的厚度是基本上均匀 的。任选地，贴片的平均厚度为约Iym至约500 μπι。在一些此类示例性实施例中，贴片的 厚度具有平均厚度的+/-10%或更佳的均匀度。
[0025] 在任何上述涂布工艺的其它示例性实施例中，贴片的周边由贴片的多个侧向边缘 限定。在一些此类实施例中，贴片的至少一个侧向边缘相对于基板的边缘定位在目标位置 的 +/-500 μ m 内。
[0026] 在上述涂布工艺的另外的示例性实施例中，基板为发光显示器部件或光反射装置 部件。在一些示例性实施例中，基板基本上是透明的。在某些示例性实施例中，基板包括玻 璃。在一些特定实施例中，基板是柔性的。
[0027] 在任何上述涂布工艺中的另外的示例性实施例中，第一涂布头选自单个狭缝式模 头、多个狭缝式模头、单孔模头和多孔模头。在某些此类实施例中，涂布头为具有单个模头 狭缝的单个狭缝式模头，另外，其中外部开口包括模头狭缝。在一些特定的此类实施例中， 单个狭缝式模头的几何形状选自锐缘挤出狭缝式模头、具有基体的狭缝进料刀模或有缺口 的狭缝式模头。在任何上述实施例中，第二涂布头选自单孔模头或多孔模头。
[0028] 在任何上述涂布工艺的其它示例性实施例中，第一涂布液体的供应源和第二涂布 液体的供应源包括选自以下的预先计量式涂布液体递送系统：注射泵、计量泵、齿轮泵、伺 服驱动的正位移泵、杆驱动的正位移泵或它们的组合。
[0029] 在任何上述涂布工艺的一些特定实施例中，与第一涂布液体的供应源通信的至少 一个压力传感器用于测量第一涂布液体的递送压力，另外，其中递送压力用于控制第一涂 布液体至基板的递送速率或贴片的质量特性中的至少一者。
[0030] 在一些特定的另外的或另选的实施例中，与第二涂布液体的供应源通信的至少一 个压力传感器用于测量第二涂布液体的递送压力，另外，其中递送压力用于控制第二涂布 液体至基板的递送速率或贴片主表面上的第二涂布液体的不连续图案的质量特性中的至 少一者。
[0031] 相对于前面两个段落，合适的质量特性可包括贴片和/或不连续图案的厚度均匀 度、基板上的贴片和/或不连续图案位置相对于目标位置的位置准确度和/或精确度、贴片 周边的均匀度（例如，具有正方形周边的贴片的"方正度"）、贴片边缘的平直度、不存在涂 层缺陷（例如，起泡、空隙、夹带杂质、表面不规则部分等等）、形成贴片的第一涂布液体和/ 或形成不连续图案的第二涂布液体的量（例如，按重量或体积计）等等。
[0032] 任何上述涂布工艺还可以包括重复段落4至段落5的步骤。
[0033] 在任何上述工艺的另外的其它示例性实施例中，所述方法还包括相对于第一基板 设置第二基板，使得第一涂布液体的贴片和第二涂布液体的不连续图案定位在第一基板与 第二基板之间，其中贴片和不连续图案中的至少一者（或两者）接触第一基板或第二基板 的至少一部分，从而形成层合物。
[0034] 在一些此类实施例中，所述工艺还包括通过施加热、光化辐射、电离辐射或它们的 组合来固化涂布液体。
[0035] 在任何上述工艺的一些特定示例性实施例中，层合物包括有机发光二极管显示 器、有机发光晶体管显示器、液晶显示器、等离子体显示器、表面传导电子发射显示器、场发 射显示器、量子点显示器、液晶显示器、微型机电系统显示器、铁液显示器、厚膜电介质电致 发光显示器、伸缩像素显示器或激光荧光体显示器。
[0036] 已汇总了本发明的示例性实施例的各个方面和优点。上述
【发明内容】
并非旨在描述 本发明当前的某些示例性实施例的每个例示实施例或每种实施方式。随后的附图和具体实 施方式将更具体地举例说明使用本文所公开的原理的某些优选实施例。
【附图说明】
[0037] 图1为涂布设备的示意图。
[0038] 图2A为基板材料片材的一部分的俯视图，所述基板材料片材具有设置在其上的 涂布液体的贴片。
[0039] 图2B为沿着不定长度材料的幅材的长度的一部分的俯视图，所述幅材具有沿其 设置的涂布液体的一系列贴片。
[0040] 图3为用于将另外的涂布液体分配到液体涂布的基板上的设备的示意图。
[0041] 图4A为贴片的示例的侧视图，所述贴片具有设置在其上的预定量的第二涂布流 体。
[0042] 图4B为图4A的贴片的俯视图。
[0043] 图5为结合图4A和图4B描述的设置在透明基板上的贴片的照片。
[0044] 图6A为在使第二涂布液体的预定部分的不连续图案沉积在其上后，设置在透明 基板上的涂布液体的示例性贴片的另选实例的侧视图。
[0045] 图6B为图6A的异形贴片的俯视图。
[0046] 图7为在使第二涂布液体的预定部分的五个半球状隆起物的不连续图案沉积在 其上后，设置在透明基板上的涂布液体的示例性贴片的照片。
[0047] 图8A为具有设置在其上的涂布液体的示例性贴片的基板材料片材的一部分的侧 视图，所述贴片具有不均匀的侧面轮廓。
[0048] 图8B为图8A的涂布片材的俯视图。
[0049] 图9A为基板材料片材的一部分的侧视图，所述基板材料片材具有设置在其上的 涂布液体的贴片，以及涂布液体的示例性不连续图案，其设置在贴片上，呈以基本上彼此垂 直的交叉方式布置的两个椭圆形肋的形式。
[0050] 图9B为图9A的涂布片材的俯视图。
[0051] 图10为根据图9B的基板材料片材的一部分的照片。
[0052] 图11为类似于图10的照片，不同的是两个椭圆形肋不垂直于涂布方向和横向方 向。
[0053] 图12为基板材料片材的一部分的俯视图，所述基板材料片材具有设置在其上的 涂布液体的贴片，以及涂布液体的示例性不连续图案，其设置在贴片上，呈以交叉方式布置 从而形成狗骨形图案的五个椭圆形肋的形式。
[0054] 图13为基板材料片材的一部分的俯视图，所述基板材料片材具有设置在其上的 涂布液体的贴片，以及涂布液体的示例性不连续图案，其表现出布置在基板主表面上的多 个基本上平行的椭圆形肋的示例性不均匀侧面轮廓。
[0055] 图14为基板材料片材的一部分的俯视图，所述基板材料片材具有设置在其上的 涂布液体的贴片，以及涂布液体的示例性不连续图案，其表现出布置在基板主表面上的多 个基本上平行的椭圆形肋的示例性不均匀侧面轮廓，以及以基本上垂直于所述多个基本上 平行的椭圆形肋的交叉方式布置的单个肋。
[0056] 在附图中，类似的附图标号指示类似的元件。虽然可不按比例绘制的以上附图示 出了本公开的各个实施例，但还可以想到其它实施例，如在【具体实施方式】中所指出的。在所 有情况下，本公开都通过示例性实施例的表示而非通过表述限制来描述当前公开的发明。 应当理解，本领域的技术人员可以设计出许多其它的修改形式和实施例，这些修改形式和 实施例也在本发明的实质和范围内。
【具体实施方式】
[0057] 最近，PCT国际公布No. W02011/119828中公