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CN106893531A - 光学胶及显示器 - Google Patents

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CN106893531A
CN106893531A CN201610944834.7A CN201610944834A CN106893531A CN 106893531 A CN106893531 A CN 106893531A CN 201610944834 A CN201610944834 A CN 201610944834A CN 106893531 A CN106893531 A CN 106893531A
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optical cement
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optical
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陈彦年
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Sumika Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种光学胶及显示器，该光学胶(optical adhesive)包括基底以及添加物。基底包括丙烯酸系感压胶(acrylic pressure sensitive adhesive)以及醇酸树脂(alkyd resin)，丙烯酸感压胶占基底的重量百分比实质介于85至95之间，压克力改性醇酸树脂占基底的重量百分比实质介于5至15之间。添加物包括多异氰酸烷基化合物(alkyl isocyanate compound)和环氧化合物(epoxy compound)其中至少一者。添加物的添加量实质介于基底的重量的0.1％至4％之间。

Description

光学胶及显示器
技术领域
本发明的实施例是有关于一种粘着剂。特别是有关于一种光学胶(opticaladhesives)及显示器。
背景技术
随着科技的蓬勃发展，可携式电子装置，以移动通讯装置为例，一般都会搭配触控显示屏幕。而随着触控面板技术的演进及薄型化的需求，如何提高触控面板在使用上的安全性，也成为一项重要的课题。尤其在医疗、机械设备、车载等工业使用的触控面板，对于在外力冲击下的破片要求都会比较严格，务求当面板破裂时，玻璃碎片不可以往外飞溅，以免伤害使用者。
因此，有需要提供一种先进的光学胶及其应用装置，来实现显示面板与触控面板的贴合，以解决现有技术所面临的问题。
发明内容
根据本说明书的一实施例是提供一种光学胶(optical adhesive)包括基底以及添加物。基底包括丙烯酸系感压胶(acrylic pressure sensitive adhesive)以及醇酸树脂(alkyd resin)，丙烯酸感压胶占基底的重量百分比实质介于85至95之间，压克力改性醇酸树脂占基底的重量百分比实质介于5至15之间。添加物包括多异氰酸烷基化合物(alkylisocyanate compound)和环氧化合物(epoxy compound)其中至少一者。添加物的添加量实质介于基底的重量的0.1％至4％之间。
根据上述，本说明书的实施例提出一种光学胶的组成物，包括至少一种基底以及至少一种添加物。基底包括丙烯酸系感压胶以及醇酸树脂。丙烯酸感压胶占基底的重量百分比实质介于85至95之间；压克力改性醇酸树脂占基底的重量百分比实质介于5至15之间。添加物包括多异氰酸烷基化合物和环氧化合物，或包括多异氰酸烷基化合物和环氧化合物二者其中之一。添加物的添加量实质介于基底的重量的0.1％至4％之间。
由于此光学胶具备适当的柔软度和包覆性，可提供较佳的缓冲效果。应用在触控显示装置上，可制作成一种光学胶带，将触控面板全平面地贴合于显示面板上。加上，光学胶具有稳定的粘着力。当触控面板破裂时可以将破裂的玻璃粘着在一起，防止破裂的玻璃碎片飞散，可取代现有的防爆膜，达到减少元件、简化组装制程、薄型化触控显示装置的效果。且由于省略了防爆膜的设置，并不会在触控面板与显示面板之间产生空气间隙，可解决使用防爆膜所造成的牛顿环、迭影或眩光等问题，提供使用者更良好的视觉效果。
另外，光学胶未经紫外光照射完全固化之前，仍可轻易地将显示面板与触控面板分离。若有贴合不良，需要拆解重工时，由于此光学胶尚未完全固化，分离后并不会在显示面板与触控面板上余留残胶。重工之后，仅需重新贴合并且照射紫外光固化即可。可大幅提升制程良率，降低材料损失。
附图说明
无
具体实施方式
本说明书是提供一种具有防爆功能的光学胶，应用在触控显示装置上，可取代防爆膜解决使用防爆膜所造成的牛顿环、迭影或眩光等问题等。为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举数种实施例详细说明。
但必须注意的是，这些特定的实施案例与方法，并非用以限定本发明。本发明仍可采用其他特征、元件、方法及参数来加以实施。较佳实施例的提出，仅系用以例示本发明的技术特征，并非用以限定本发明的权利要求保护范围。该技术领域的技术人员，将可根据以下说明书的描述，在不脱离本发明的精神范围内，作均等的修改与变化。
根据本说明书的一实施例提供一种光学胶的组成物，至少包括一种基底以及一种添加物。基底包括丙烯酸系感压胶以及醇酸树脂。其中，丙烯酸感压胶占基底的重量百分比实质介于85至95之间；压克力改性醇酸树脂占基底的重量百分比实质介于5至15之间。
在本说明书的一些实施例之中，丙烯酸系感压胶可以是一种可藉由紫外光(Ultraviolet，UV)固化的感压胶，又称作后照式的丙烯酸系感压胶。其中，丙烯酸系感压胶可以选自于甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、甲基丙烯酸丙酯(n-propylmethacrylate)、甲基丙烯酸丁酯(butyl methacrylate)、甲基丙烯酸正辛酯(n-octylmethacrylate)、甲基丙烯酸异辛酯(iso-octyl methacrylate)、甲基丙烯酸2-乙基己酯(2-ethylhexyl methacrylate)、丙烯酸甲酯(methacrylate，MA)、丙烯酸丙酯(n-propylacrylate)、丙烯酸丁酯(butyl acrylate)、丙烯酸正辛酯(n-octyl methacrylate)、丙烯酸异辛酯(iso-octyl acrylate)、丙烯酸2-乙基己酯(2-ethylhexyl acrylate，2-EHA)、丙烯酸异冰片酯(iso-bornyl acrylate，IBOA)和上述的任意组合所组成的一族群。
在本说明书的一些实施例之中，醇酸树脂可以选自于由大豆油脂肪酸变性的短油性醇酸树脂、蓖麻油脂肪酸变性的高固成份醇酸树脂、非油变性的短油性醇酸树脂、脂肪酸变性的短油性醇酸树脂、椰子油脂肪酸变性的短油性醇酸树脂、棕榈核仁油脂肪酸变性的短油性醇酸树脂、压克力改性醇酸树脂以及上述任意组合所组成的一族群。
在本说明书的一实施例之中，醇酸树脂可以是压克力改性醇酸树脂，其具有以下的重复单元(repeating unit)：
其中n可以实质介于500至10000之间。在另一些实施例中，n可以实质介于500至2000之间。R代表包含至少一个碳以上的烷基、碳氢侧炼或是任何可能的原子基团。添加于光学胶中的添加物，可以包括多异氰酸烷基化合物和环氧化合物二者其中之一，或同时包括二者。在本书明书的一些实施例中，多异氰酸烷基化合物和环氧化合物用来作为照式的丙烯酸系感压胶的交联硬化剂。此添加物的添加量，可以是基底重量的0.1％至4％之间。
多异氰酸烷基化合物可以选自于由六亚甲基二异氰酸酯(hexamethylenediisocyanate，HDI)、间苯二甲基异氰酸酯(xylylene diisocyanate，XDI)、和甲苯二异氰酸酯(toluene diisocyanate，TDI)上述的任意组合所组成的一族群。
另外，光学胶中还可以额外添加硅烷偶合物。硅烷偶合物的添加量，可以介于基底重量的0.01％至0.1％之间。硅烷偶合物可以选自于由环氧基硅烷偶合物(epoxysilanecoupling agent)、乙烯基硅烷偶合物(vinylsilane coupling agent)、氨基硅烷偶合物(aminosilane coupling agent)、(甲基)丙烯酸硅烷偶合物、异氰酸硅烷偶合物及上述的任意组合所组成的一族群。光学胶中还可以再额外添加非硅酮丙烯酸酯聚合物。非硅酮丙烯酸酯聚合物的添加量，可以介于基底重量的0.01％至0.1％之间，用来作为光学胶的消泡剂。
将前述的组成分物均匀混合后，可制成具有耐候性佳，即耐高温高湿、透明度佳、密着及重工性良好的光学胶。例如，在本说明书的一些实施例中，光学胶在实质介于25℃至55℃的温度范围的环境下，具有实质介于1×105Pa至3×104Pa的弹性模数。而当照射过紫外光之后，在实质介于25℃至85℃的温度范围的环境下，光学胶具有实质介于为1.5×105Pa至2.7×104Pa的弹性模数。
以下特举出数种含有不同组成物及含量的实施例(实施例1至4)，并藉由对实施例1至4进行信赖性测试、加速信赖性测试、黄化测试、加速黄化测试、断裂长度测试、粘着力测试、粘弹特性测试、落球测试及重工性测试；同时与多个比较例(比较例1至10)进行对照，来验证实施例1至4所提供的光学胶确实具有较优良的工作特性。
其中，信赖性测试是将实施例1至4与比较例1至10所提供的光学胶，以薄膜方式，如以光学胶带方式贴合于两片玻璃中间，进行加压脱泡之后，再以紫外光照射加以固化。将样本分别置入80℃相对湿度90％的烤箱环境和温度90℃至95℃的烤箱环境中持续500小时(hrs)。取出样本后，采用雾度计量测全光线透过率Tt及Haze(％)；并以观察样本的发泡性和剥离性。
加速信赖性测试与信赖性测试的步骤类似，差别仅在于烘烤持续时间与信赖性测试有所不同。在本说明书的一些实施例之中，加速信赖性测试是将样本分的烘烤时为72小时。
发泡程度可区分为轻微发泡、少许发泡和全面发泡三种程度。其中，轻微发泡是指：目视难以辨识，需用光学显微镜观察的程度，且多半发生在边缘角落。少许发泡是指：目视可看出的程度，仅发生于特定区域，且发泡不密集。全面发泡是指：发生区域全面密集。
剥离程度也可区分为轻微剥离、部分剥离和严重剥离三种程度。其中，轻微剥离是指：剥离距离膜边小于1毫米(mm)。部分剥离是指：剥离距离膜边介于1毫米至5毫米。严重剥离是指：剥离距离膜边大于5。
黄化测试是将实施例1至4与比较例1至10所提供的光学胶以薄膜方式贴合于玻璃上并进行固化，在温度为60℃的条件下，以功率0.89瓦(W)的紫外光灯泡进行照射，照射时间持续500小时。再使用分光光度计(spectrophotometer)量取b值变化量。判断标准是以不超过0.1为合格。加速黄化测试，则是将样本固化之后，先投入150℃的烤箱中烘烤3小时再量取b值的变化量。判断标准是以不超过0.1为合格。
断裂长度测试，是将实施例1至4与比较例1至10所提供的光学胶以薄膜方式贴合于两片玻璃中间，样本长度为10厘米(cm)，并且以10毫米/分钟(mm/min)的速度匀速下降，量测断裂时的载荷即为断裂强度。其单位为力的单位，例如牛顿(N)。并计算断裂时所延伸的长度与样本原来长度的比值，是为延伸率(％)。
粘着力测试，是根据日本工业标准规范JIS Z2037，将实施例1至4与比较例1至10所提供的光学胶，作成宽度固定为25毫米的接着层粘附于厚度为100微米(μm)的聚对苯二甲二乙酯(polyethylene terephthalate；PET)薄膜上，并利用2公斤的滚轮来回滚压两次，以使接着层与被着体紧密贴合。然后，进行加压脱泡制程，其中温度设定为50℃且压力为0.5MPa。经过20分钟后，将前述的被着体于温度为23℃及相对湿度为65％的环境下静置24小时。接着，藉由万能拉力机量测光学胶层的粘着力，其中拉伸速度设定为300毫米/分钟，且拉伸角度为180度。
粘弹特性测试，将实施例1至4与比较例1至10所提供的光学胶，熟成完毕后以薄膜方式一面贴合于基材上，并裁成4厘米×4厘米。将相同的样本分别区分为二组，一组不照射紫外光；另一组则照射紫外光，照射能量为2000mJcm2。再采用流变仪来进行分析，在温度范围实质介于25℃至85℃之间、频率为1Hz的操作条件下，量测其储存弹性模数G'。
落球测试，是将实施例1至4与比较例1至10所提供的光学胶，以薄膜方式一面贴合于8吋玻璃(玻璃厚度0.7毫米)，4角架高距离地面高2毫米处；使用重量67克(g)的钢球，自高度100厘米处垂直自由落下(球体落下的动能为0.66焦耳(J))，每片共测试5点，每点1次，观察样品与玻璃破裂情况并做破裂程度判定。
重工性测试，是将实施例1至4与比较例1至10所提供的光学胶，以薄膜方式贴合于两片玻璃中间，并利用2公斤的滚轮来回滚压两次，以使薄膜接着层与被着体紧密贴合。利用细线分离于两片玻璃中间的薄膜接着层后，再利用醋酸乙酯(ethyl acetate，EAC)溶剂擦拭后观察玻璃表面。
信赖性测试、加速信赖性测试、黄化测试、加速黄化测试、断裂长度测试、粘着力测试、粘弹特性测试、落球测试及重工性测试的结果详列如表一：
表一
由上述结果显示，本实施例1至4所提供的光学胶，在光学测试和其他性能测试的结果(例如，产品的防爆功能、透光性、粘着特性和包覆性)都优于比较例1至10所提供的光学胶。而值得注意的是，实施例1至4的光学胶在贴合后未经紫外光照射完全固化之前，将其撕除并不会在玻璃基材上余留残胶。显示本实施例1至4所提供的光学胶具有较佳的重工特性。
另外，当制作光学胶所采用的醇酸树脂为压克力改质醇酸树脂时，用来组成压克力改质醇酸树脂的重复单元中的甲基丙烯酸酯单体数量(即n的数目)，会影响光学胶的防爆功能、透光性、包覆性和重工特性。
以下特举出采用包含有2000个甲基丙烯酸酯单体(即n＝2000)的重复单元的压克力改质醇酸树脂所形成的光学胶，以及采用仅包含有1个甲基丙烯酸酯单体(即n＝1)的重复单元的醇酸树脂丙烯酸酯所形成的光学胶作为实施例进行说明。其中包含醇酸树脂丙烯酸单体的光学胶详细规格详述如表二；包含压克力改质醇酸树脂的光学胶详细规格详述如表三:
表二
N＝1 包含醇酸树脂丙烯酸单体的光学胶
表三
N＝2000 包含压克力改质醇酸树脂的光学胶
接着对二种光学胶进行前述的加速信赖性测试、加速黄化测试、断裂长度测试、粘着力测试、粘弹特性测试、及重工性测试，藉以比较二者的防爆功能、透光性、包覆性和重工特性。比较结果详列如表四：
表四：
醇酸树脂丙烯酸酯与压克力改质的醇酸树脂的比较
由表二可看出，包含压克力改质醇酸树脂(即n＝2000)的光学胶比包含酸树脂丙烯酸酯(即n＝1)的光学胶具有更佳的防爆功能、透光性、包覆性和重工特性。
根据上述，本说明书的实施例系提出一种光学胶的组成物，包括基底以及添加物。基底包括丙烯酸系感压胶以及醇酸树脂，丙烯酸感压胶占基底的重量百分比实质介于85至95之间，压克力改性醇酸树脂占基底的重量百分比实质介于5至15之间。添加物包括多异氰酸烷基化合物和环氧化合物其中至少一者。添加物的添加量实质介于基底的重量的0.1％至4％之间。在一实施例中，可采用本说明书的实施例所提出的光学胶组成物来制作成一种光学胶带。其中，此光学胶带的组成包括基底以及添加物。基底包括丙烯酸系感压胶以及醇酸树脂，丙烯酸感压胶占基底的重量百分比实质介于85至95之间，压克力改性醇酸树脂占基底的重量百分比实质介于5至15之间。添加物包括多异氰酸烷基化合物和环氧化合物其中至少一者。添加物的添加量实质介于基底的重量的0.1％至4％之间。
由于此光学胶带具备适当的柔软度和包覆性，可提供较佳的缓冲效果。应用在触控显示装置上，可将触控面板直接贴合于显示面板上。在一实施例中，触控面板系藉由此种光学胶带全平面地贴合于显示面板上。加上，此种光学胶带具有稳定的粘着力，当触控面板破裂时，可以将破裂的玻璃粘着在一起，防止破裂的玻璃碎片飞散，可取代现有的防爆膜，达到减少元件、简化组装制程、薄型化触控显示装置的效果。且由于省略了防爆膜的设置，不会在触控面板与显示面板之间产生空气间隙，可解决防爆膜所造成的牛顿环、迭影或眩光等问题，提供使用者更良好的视觉感受。
另外，此种光学胶带未经紫外光照射完全固化之前，仍可轻易地将显示面板与触控面板分离。若有贴合不良，需要拆解重工时，由于光学胶带尚未完全固化，分离后并不会在显示面板与触控面板上余留残胶。重工之后，仅需重新贴合并且照射紫外光固化即可。可大幅提升制程良率，降低材料损失。
虽然本说明书已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明。此处所述的制程步骤和结构并未涵盖的完整制造过程。本发明可以和许多目前已知或未来被发展出来的作技术合并实施。本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此，本发明的保护范围当视后附的权利要求保护范围所界定者为准。

Claims (11)

1.一种光学胶，其特征在于，包括：
一基底，包括一丙烯酸系感压胶以及一醇酸树脂，该丙烯酸感压胶占该基底的重量百分比实质介于85至95之间，该压克力改性醇酸树脂占该基底的重量百分比实质介于5至15之间；以及
一添加物，该添加物包括一多异氰酸烷基化合物和一环氧化合物其中至少一者。
2.如权利要求1所述的光学胶，其特征在于，该添加物具有实质介于该基底之的重量的0.1％至4％之间的一添加量。
3.如权利要求1所述的光学胶，其特征在于，该醇酸树脂选自于由大豆油脂肪酸变性的短油性醇酸树脂、蓖麻油脂肪酸变性的高固成份醇酸树脂、非油变性的短油性醇酸树脂、脂肪酸变性的短油性醇酸树脂、椰子油脂肪酸变性的短油性醇酸树脂、棕榈核仁油脂肪酸变性的短油性醇酸树脂、压克力改性醇酸树脂以及上述任意组合所组成的一族群。
4.如权利要求1所述的光学胶，其特征在于，该醇酸树脂为一压克力改性醇酸树脂，具有以下重复单元：
其中n实质介于500至10000之间。
5.权利要求1所述的光学胶，其特征在于，该丙烯酸系感压胶选自于甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异冰片酯和上述的任意组合所组成的一族群。
6.如权利要求1所述的光学胶，其特征在于，该多异氰酸烷基化合物选自于由六亚甲基二异氰酸酯、间苯二甲基异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和上述的任意组合所组成的一族群。
7.如权利要求1所述的光学胶，其特征在于，还包括一硅烷偶合物，具有实质介于该基底的重量的0.01％至0.1％之间的一添加量。
8.如权利要求7所述的光学胶，其特征在于，该硅烷偶合物选自于由环氧基硅烷偶合物、乙烯基硅烷偶合物、氨基硅烷偶合物、(甲基)丙烯酸硅烷偶合物、异氰酸硅烷偶合物及上述的任意组合所组成的一族群。
9.如权利要求1所述的光学胶，其特征在于，还包括一非硅酮丙烯酸酯聚合物，具有实质介于该基底的重量的0.01％至0.1％之间的一添加量。
10.如权利要求1所述的光学胶，其特征在于，该光学胶在实质介于25℃至55℃的温度范围内，具有实质介于1×105Pa至3×104Pa的一弹性模数；以及
照射紫外光(UV)之后，在实质介于25℃至85℃的温度范围内，具有实质介于为1.5×105Pa至2.7×104Pa的一弹性模数。
11.一显示器，其特征在于，包含：
一触控面板；
一显示面板；以及
一光学胶带，由如权利要求1至10中任一所述的光学胶所制成，用来将该触控面板贴附于该显示面板上。
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