專利名稱：光學膠組合物及光學基材的貼合方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于結合兩光學基材的光學膠組合物，特別涉及一種含有光可固化(photocurable)膠與固態(tài)填充劑粒子的光學膠組合物，以及一種可配合前述光學膠組合物使用的光學基材貼合方法。
背景技術：
光學組件對于許多電子裝置而言為不可或缺的零件之一，且其質量良麻直接影響電子裝置顯示質量的好壞。一般而言，于光學組件的制造過程中，常涉及將光學基材結合或貼合(bonding)的工藝，例如將玻璃基材與玻璃基材貼合或將玻璃基材與非玻璃(如聚合物)基材貼合的工藝。于現(xiàn)有技術中，光學基材的貼合工藝主要可區(qū)分為兩類。于第一類工藝中，先于真空環(huán)境下將光學膠布(如3M公司的產品Optically Clear Adhesive (OCA))貼至一光學基材，之后將另一光學基材覆蓋于光學膠布上，并利用外加壓力將兩片光學基材與介于其間的光學膠布進行壓合。于第二類工藝中，將一光學基材的一面涂布液態(tài)UV膠(如SonyChemical公司的產品SRV-1321)，以機械方式將光學基材翻轉180度，使膠液垂流，并將光學基材涂有膠液的一面移至距另一光學基材的適當距離處后維持固定，同時照射UV光而使UV膠固化。盡管前述兩種作法是目前光學基材貼合工藝的主流，然其卻分別存在諸多問題亟待克服。舉例而言，于第一類工藝中，由于在黏貼膠布或壓合的過程中(特別是當待壓合的光學基材均為硬質者，如玻璃時)容易有氣泡殘留于光學基材之間，故常有制成品性質不甚理想的問題；此外，由于在第一種工藝中，為使膠層平整，常會施加外力進行壓平或整平，故制成品亦常有應力殘留的問題。至于第二類工藝，由于是利用液態(tài)膠液配合機構方式來維持光學基材間的間隙厚度，故容易有間隙不均的問題；此外，由于等待UV膠固化的時間較長，故此類工藝的產能與效率都非常低。除此之外，前述兩類工藝都有貼合成品良率過低的問題，且光學膠布與液態(tài)UV膠的高售價也是光學組件制造商亟欲克服之處。因此，有必要提出一種經改良的光學基材貼合工藝以及與其對應的光學膠組合物。

發(fā)明內容
有感于前述技術的缺憾，本申請案乃提供一種新穎的光學基材貼合工藝以及可搭配該工藝使用的光學膠組合物。本發(fā)明的目的之一，在于提供一種可用于結合兩光學基材的光學膠組合物，其包括一光可固化膠以及一固態(tài)填充劑粒子，其中，該固態(tài)填充劑粒子較佳均勻分布于該光可固化膠之中，且每毫升光學膠組合物中較佳至少含有50顆固態(tài)填充劑粒子。通過在光可固化膠中添加一定數(shù)量的固態(tài)填充劑粒子，于貼合時可先于一片光學基材上施用一定量的光學膠組合物，并利用其中的固態(tài)填充劑粒子來界定一定高度，而將另一片光學基材以均勻的間隙高度覆蓋至光學膠組合物。此外，若是在光學基材上只施用少量的光學膠組合物，例如僅在光學基材上至少特定三處分別提供少量且體積實質相同的光學膠組合物，則將光學膠組合物中光可固化膠成分固化所需的時間可大幅縮短，進而達成提升工藝產能與效率的功效。于一較佳的實施例中，固態(tài)填充劑粒子包含聚合物。此外，聚合物較佳選自硬度小于或等于欲貼合的光學基材的至少一者，且其較佳具有高透光率，如大于約95%者。于另一較佳的實施例中，固態(tài)填充劑粒子的折射率與光可固化膠的折射率相同或相近，如介于該光可固化膠的折射率的95%至105%。本發(fā)明的再一目的，在于提供一種光學基材的貼合方法，其包括以下步驟(1)提 供一第一光學基材；(2)于該第一光學基材的上表面提供一光學黏合膠組合物，該光學黏合膠組合物包括一液態(tài)光可固化膠以及至少一固態(tài)填充劑粒子；(3)將一第二光學基材覆蓋至該光學黏合膠組合物上；以及(4)使該液態(tài)光可固化膠固化。此外，前述方法較佳更包括以下步驟(5)填充一光學填充膠至該第一光學基材與該第二光學基材間該光學黏合膠組合物以外的部分；(6)使該光學填充膠固化。有別于現(xiàn)有技術中利用光學膠布的工藝，本發(fā)明所提供的工藝并不涉及光學膠布的使用，故可減少或完全克服氣泡殘留或應力殘留的問題；而相較于傳統(tǒng)僅利用液態(tài)UV膠的工藝，本發(fā)明的光學膠組合物可利用固態(tài)填充劑粒子來界定光學基材間的間隙高度，減少對于固定機構的依賴，并可提升間隙的均勻度以及工藝的產能與效率。尤有甚者，本發(fā)明的工藝以及光學膠組合物更可大幅提升傳統(tǒng)工藝的產品良率。
具體實施例方式為充分說明本發(fā)明的目的、特征及功效，使本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者能了解本發(fā)明的內容并可據(jù)以實施，現(xiàn)通過下述具體的實施例，對本發(fā)明進行詳細說明如后。定義于本文中，用語「包含」、「包括」、「具有」或其任何變化均旨在涵蓋非排他性的包括。舉例而言，包含一系列要素的方法、工藝、物品或裝置不必然僅限于該等要素，而是也可包含該方法、工藝、物品或裝置未清楚列出或固有的其它要素。此外，「或」指涵蓋性的「或」而非排他性的「或」。舉例而言，條件「A或B」在下列三種情形均屬滿足:A為真(或存在)且B為偽(或不存在)、A為偽(或不存在)且B為真(或存在)以及A、B均為真(或存在)。于本文中，「一」乃用以描述本發(fā)明的要素及組分。此用法只是為了方便，同時提供本發(fā)明一般性的概念，且此種描述方式應包含一或至少一，且除非很明顯可知不含復數(shù)，否則單數(shù)也應包含復數(shù)。若數(shù)量、濃度或其它數(shù)值或參數(shù)以范圍、較佳范圍或一系列上限與下限表示，則其應理解成是特定揭露由任一對任何范圍的上限或較佳值與任何范圍的下限或較佳值構成的所有范圍，不論該等范圍是否有分別揭示。此外，于本文中若提到數(shù)值的范圍時，除非另有說明，否則該范圍應包括其端點以及范圍內的所有整數(shù)與分數(shù)。于本發(fā)明中，在可達成發(fā)明目的的前提下，數(shù)值應理解成具有該數(shù)字有效位數(shù)的精確度。舉例來說，數(shù)字40應理解成涵蓋從35. O至44. 9的范圍，而數(shù)字40. O則應理解成涵蓋從39. 50至40. 49的范圍。組合物的制備于本發(fā)明中，光學膠組合物的一實施例主要包括以下兩種成分光可固化膠與固態(tài)填充劑粒子。其中，光可固化膠可使用目前市面上可購得的各種可透過光照進行固化的膠液，且可包括但不限于諸如聚硅氧類、丙烯酸類、甲基丙烯酸類、環(huán)氧類的光學級膠液。舉例而言，于本發(fā)明中，一種可使用的光可固化膠為SonyChemical公司的液態(tài)UV膠，其產品型號為SRV-1321。由于光可固化膠的特性、組成與使用方式屬于本領域技術人員所能知曉的，故本文中將不再贅述。
于本發(fā)明中，可采用的固態(tài)填充劑粒子種類一般而言并不特別限制，只要所形成的光學膠組合物可符合最終產品的光學要求/規(guī)格即可。舉例而言，固態(tài)填充劑粒子可以是無機材料，例如玻璃，亦可為有機材料，例如有機聚合物。固態(tài)填充劑粒子的尺寸大小主要與兩片光學基材間的間隙高度有關，且該間隙高度可介于30微米至500微米之間，如50微米至300微米之間或100微米至200微米之間，但并不以此為限。于一較佳實施例中，固態(tài)填充劑粒子由聚合物所組成，例如PC、PMMA或PET等。由于該等材料的固態(tài)粒子屬于市場上可購得者，故在此不再贅述。欲制備本發(fā)明的光學膠組合物，可先將固態(tài)填充劑粒子進行加工，例如依照所欲達成的間隙高度、光學性質進行精密加工，以取得符合特定篩目標準的粒子大小，之后并將粒徑大致相同的粒子加入光可固化膠內攪拌均勻即可。一般而言，單位體積的光可固化膠中所添加的固態(tài)填充劑粒子數(shù)目并不特別限定，但較佳使所形成的光學膠組合物I毫升中含有至少50顆固態(tài)填充劑粒子，更佳使光學膠組合物I毫升中含有至少100至1000顆固態(tài)填充劑粒子，最佳使光學膠組合物I毫升中含有至少100至500顆固態(tài)填充劑粒子。據(jù)此，本發(fā)明通過在液態(tài)的膠液中添加固態(tài)的粒子，可使單位體積的膠液具有一定的高度與結構強度，同時通過固態(tài)的粒子作為填充劑，可于兩片光學基材之間界定均勻的間隙高度，進而克服單純使用僅含液態(tài)成分的膠液所產生的間隙不均的問題。于一較佳實施例中，固態(tài)填充劑粒子的選用可符合最終產品的光學特性要求，舉例而言，固態(tài)填充劑粒子可選擇自符合特定透光率或折射率者。為避免固態(tài)填充劑粒子過度阻擋光線的穿透，固態(tài)填充劑粒子可選擇具有高透光率者，例如透光率大于約95%者，較佳透光率大于約98%者。此外，為避免光學膠組合物中光可固化膠與固態(tài)填充劑粒子的光折射率差異過大而對最終產品的光學特性造成不良影響，固態(tài)填充劑粒子較佳具有和光可固化膠相同或相近的折射率。舉例來說，若光可固化膠的折射率為1.4(空氣為1)，則較佳選用折射率介于I. 3至I. 5的材料作為固態(tài)填充劑粒子，或選用折射率介于光可固化膠的折射率的95%至105%的材料來作為固態(tài)填充劑粒子，更佳選用折射率介于光可固化膠的折射率的98%至102%的材料來作為固態(tài)填充劑粒子。于本發(fā)明另一較佳實施例中，可選用具有特定硬度的材料來作為固態(tài)填充劑粒子。舉例來說，可選用硬度小于或等于欲貼合的光學基材的材料來作為固態(tài)填充劑粒子，如此一來，則較無需擔心于貼 合過程中固態(tài)填充劑粒子會刮傷光學基材，并可增加工藝的可重工性。若兩片欲貼合的光學基材均為玻璃，則可選用符合特定光學要求(如前述的折射率、透光率等)同時硬度又小于或等于玻璃的材料作為固態(tài)填充劑粒子。無庸置疑地，固態(tài)填充劑粒子的材料可以與光學基材的材料相同或相似，亦可為不相同或不相似。于某些實施例中，光學膠組合物除了可包含光可固化膠與固態(tài)填充劑粒子外，尚可包括其它成分，只要此類成分不會對光學膠組合物的黏合特性或光學特性造成嚴重不良影響即可。此外，應特別注意者，本發(fā)明的光學膠組合物應理解成包含進行固化前的液態(tài)形式光學膠組合物，也包含固化后的固態(tài)形式光學膠組合物。組合物的使用欲利用本發(fā)明的光學膠組合物進行光學基材的貼合，可先提供兩光學基材(以下稱「第一光學基材」與「第二光學基材」)。一般而言，光學基材種類的選擇并不特別受限，且包括具有特定光學性質(如透光率、折射率等)者，如可為鏡片、薄膜等等。此外，兩片光學基材的材料可以相同，也可以不相同。于一較佳實施例中，所選用的光學基材可以是PC (聚碳酸酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)及玻璃中的任一者。接著，于第一光學基材的上表面提供一用以黏合的光學膠組合物，其成分如前所述，主要包含光可固化膠與固態(tài)填充劑粒子。于較佳的實施例中，僅于第一光學基材上表面特定幾處提供光學黏合膠組合物，而非整面涂布。舉例來說，可于第一光學基材上表面至少三處分別提供體積實質相同的光學黏合膠組合物，以通過三處光學黏合膠組合物中的固態(tài)填充劑粒子分別界定大致相同的高度(利用三點決定一平面的原理)。若欲貼合的光學基材體積較大，亦可于第一光學基材上表面的四、六或八處提供光學黏合膠組合物。此外，光學黏合膠組合物的施用量可取決于光學基材間的間隙高度，然于較佳的實施例中，任一施用處的光學黏合膠組合物中均同時含有光可固化膠與固態(tài)填充劑粒子。此外，于另一較佳實施例中，光學黏合膠組合物的施用量可介于O. 01毫升至O. I毫升之間。于光學黏合膠組合物施用完畢后，即可將第二光學基材覆蓋至光學黏合膠組合物上。此時，由于光學黏合膠組合物中含有固態(tài)成分，故可于兩片光學基材間界定一定的間隙高度，并均勻支撐第二光學基材，使其不致與第一光學基材接觸。之后，并可利用光照的方式使液態(tài)光可固化膠固化，以于兩片光學基材之間提供一定的黏合力。由上可知，本發(fā)明通過在光可固化膠中添加一定數(shù)量的固態(tài)填充劑粒子，于貼合時可先于一片光學基材上施用一定量的光學膠組合物，并利用其中的固態(tài)填充劑粒子來界定一定高度，而將另一片光學基材以均勻的間隙高度覆蓋至光學膠組合物。相較于利用光學膠布的工藝，本發(fā)明所提供的工藝并不涉及光學膠布的使用，故可減少或完全克服氣泡殘留或應力殘留的問題；相較于僅利用液態(tài)UV膠的工藝，本發(fā)明的光學膠組合物可利用固態(tài)填充劑粒子來界定光學基材間的間隙高度，減少對于固定機構的依賴，并可提升間隙的均勻度以及工藝的產能與效率，此外，由于本發(fā)明可以使用少量的光學黏合膠組合物，故所需進行的光固化時間遠較傳統(tǒng)工藝來得更短且效率更高。除此之外，于本發(fā)明一較佳實施例中，于利用光學黏合膠組合物暫時性黏合兩片光學基材后，進一步在第一光學基材與第二光學基材之間，該光學黏合膠組合物以外的部分填充一光學填充膠并使其固化，以進一步將兩片光學基材黏合、固定。一般而言，光學填充膠的種類可以是單劑型，也可以是雙劑型(即含有主劑與硬化劑者)，且其固化方式可以是熱固化、厭氧固化或光學固化者，但并不以此為限，而可選用的光學填充膠包括聚硅氧類、環(huán)氧類等等。于本發(fā)明一實施例中，光學填充膠為喬越實業(yè)有限公司的產品SE-1740。據(jù)此，本發(fā)明在上文中已以較佳實施例描述，然本領域技術人員應理解的是，該實施例僅用于描述本發(fā)明，而不應解讀 為限制本發(fā)明的范圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效的變化與置換，均應視為涵蓋于本發(fā)明的范疇內。因此，本發(fā)明的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。
權利要求
1.一種用于結合兩光學基材的光學膠組合物，其特征在于，包括 一光可固化(photocurable)膠；以及 一固態(tài)填充劑粒子。
2.如權利要求I所述的光學膠組合物，其特征在于，該固態(tài)填充劑粒子均勻分布于該光可固化膠之中，且每毫升光學膠組合物中至少含有50顆固態(tài)填充劑粒子。
3.如權利要求I所述的光學膠組合物，其特征在于，該固態(tài)填充劑粒子包括一聚合物。
4.如權利要求3所述的光學膠組合物，其特征在于，該聚合物的硬度小于或等于該等光學基材的至少一者。
5.如權利要求3所述的光學膠組合物，其特征在于，該聚合物的透光率大于約95%。
6.如權利要求I所述的光學膠組合物，其特征在于，該固態(tài)填充劑粒子的折射率介于該光可固化膠的折射率的95%至105%。
7.一種光學基材的貼合(bonding)方法,其特征在于,包括 (1)提供一第一光學基材； (2)于該第一光學基材的上表面提供一光學黏合膠組合物，該光學黏合膠組合物包括一液態(tài)光可固化膠以及至少一固態(tài)填充劑粒子； (3)將一第二光學基材覆蓋至該光學黏合膠組合物上；以及 (4)使該液態(tài)光可固化膠固化。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，步驟(2)于該第一光學基材的上表面至少三處分別提供體積實質相同的該光學黏合膠組合物。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，更包括 (5)填充一光學填充膠至該第一光學基材與該第二光學基材間該光學黏合膠組合物以外的部分。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，更包括 (6)使該光學填充膠固化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可用于結合兩光學基材的光學膠組合物，其包括光可固化膠以及固態(tài)填充劑粒子。通過在光可固化膠中添加一定數(shù)量的固態(tài)填充劑粒子，于貼合時可先于一片光學基材上施用一定量的光學膠組合物，并利用其中的固態(tài)填充劑粒子來界定一定高度，而將另一片光學基材以均勻的間隙高度覆蓋至光學膠組合物。此外，本發(fā)明還涉及一種可配合前述光學膠組合物使用的光學基材貼合方法。
文檔編號C09J5/00GK102634297SQ20111003644
公開日2012年8月15日 申請日期2011年2月11日 優(yōu)先權日2011年2月11日
發(fā)明者吳麗珍, 陳錦裕 申請人:吳麗珍, 陳錦裕