光學級壓克力樹脂應用-使用於觸控面板之光學膠的專利解析

 

刊登日期:2013/3/28
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光學膠材料特性
光學膠在電容式觸控顯示技術的應用有兩項,一是黏著與固定觸控顯示器的外層透明保護膜(Transparent Protective Lens)與觸控感測器(Touch Sensor)的玻璃電極;二是黏著與固定觸控面板的玻璃與顯示面板表面。

一般而言,光學膠的主要材料特性包含黏度、膜厚、黏著特性、光學特性、信賴性、無酸、抗靜電特性、分子量等;光學特性包含透光度(Transmittance)、霧度(Haze)與折射率(Refractive Index);信賴性測試包含耐UV黃變測試、耐高溫黃變測試、耐高溫/高濕測試、耐高溫測試、耐低溫測試與冷熱衝擊測試等。

光學膠的材料特性要求嚴苛, 國內業者雖已能自製壓克力單體或擁有民生膠帶的生產技術,但仍無法製作完全符合觸控顯示技術需求的光學膠,因此台灣市場的光學膠來源仍然由外商壟斷。光學膠依外觀可分為液態與薄膜兩種形式,在台灣市場,液態光學膠的主要製造商包含DuPont、Sony與協力化學;薄膜光學膠又稱為光學感壓膠或簡稱為感壓膠,主要製造商包含3M、Nitto Denko與Mitsubishi Plastics(表一)。因液態與薄膜光學膠的最終功能都是用來緊密黏合與固定顯示面板與觸控面板或觸控面板與外層透明保護膜,所以兩者的材料特性泰半相同,但配方成分與生產技術因製造商不同而有所差異。

表一、台灣市場光學膠的主要國外製造商

光學膠專利解析
3. 專利US 2005/0202238
此專利製作雙面感壓膠的實施程序分為四步驟,第一步驟為合成壓克力高分子,其組成成分包含丙烯酸正丁酯(Butyl Acrylate; BA)單體、丙烯酸(Acrylic Acid; AA)單體、乙酸乙酯(Ethyl Acetate; EAC)溶劑與2,2'-偶氮二(2-甲基丙) (2,2'-Azobis(2-methylpropionitrile; AIBN))起始劑,各成分比例如表二所示,依比例配置反應液,然後在63˚C與氮氣氛下反應10小時,即可得到壓克力高分子溶液,其分子量為550,000,固含量為30 wt%。

第二步驟為合成寡聚合體,其組成成分包含具有環狀結構的甲基丙烯酸環己酯(Cyclohexyl Methacrylate; CHMA)單體、具有羰基的AA單體、硫代乙二醇(2-Mercapto Ethanol; HSEtOH)鏈轉移劑、AIBN起始劑與甲苯溶劑,各成分比例如表三所示,依比例配置反應液,先後在70˚C與75˚C及氮氣氛下,各反應3小時與2小時,即可得到寡聚合體溶液,其分子量為4,000,固含量為50 wt%。

第三步驟為製作塗料,混合100份的高分子溶液、20份的寡聚合體溶液與0.05份的1,3-雙(N,N-二縮水甘油氨甲基)環己烷(Tetrad C, 1,3-bis (N,Ndiglycidylaminomethyl)cyclohexane [65992-66-7], Mitsubishi Gas)四環氧基交聯劑,即可得到雙面感壓膠塗料;第四步驟為使用淋幕塗佈機(Curtain Coater)塗佈塗料,塗佈程序是先將塗料塗佈在離型膜上,再於130˚C烘烤3分鐘以烤乾溶劑且同時進行交聯反應,處理後的薄膜為第一層透明感壓膠,膜厚為25 μm;再於第一層透明感壓膠的表面壓合一透明基材,透明基材的材質為PET(Polyethyleneterephthalate),膜厚為25 μm;然後將同樣的塗料塗佈在透明基材上,同樣於130˚C烘烤3分鐘以烤乾溶劑與進行交聯反應,處理後的第二層透明感壓膠膜厚亦為25 μm;最後於第二層透明感壓膠的表面壓合另一離型膜以做為保護,並且在50˚C的環境下熟成(Aging) 3天,即可完成透明雙面感壓膠的製作,其總膜厚為75 μm。


圖五、Nitto Denko在2005年聲明之雙面感壓膠的結構

6. 專利US 2002/6887917
此專利的聲明內容是一種黏膠組成,其組成包含壓克力共聚合高分子、單一壓克力官能基的寡聚合體、多重壓克力官能基的寡聚合體與自由基光起始劑,其中多重壓克力官能基的寡聚合體包含2~5個官能基;黏膠組成膠化後形成的結構至少是一種不完全相互穿插(Semi-interpenetrating)的高分子網狀結構,該結構在兩交聯點(Crosslink)間的平均分子量約高於3,000,該膠化後之黏膠的剝離強度約大於40 N/dm。此專利之實施程序分為三步驟。第一步驟為準備以下溶液,在EAC與甲苯的混合溶劑合成壓克力共聚合高分子,其組成比例為-----以上內容為重點摘錄,如欲詳全文請見原文

作者:鄭昭德 / 工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌315期」,更多資料請見:https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=10946


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