包括具有含氮聚合物的聚丙烯酸酯底漆的制品和方法
【專利說明】包括具有含氮聚合物的聚丙稀酸醋底漆的制品和方法
【背景技術】
[0001] W0 2012/138495描述了光學疊堆，其包括第一光學膜，所述第一光學膜包括設置 在第一表面上的多個結構，使得所述結構的一部分穿入所述粘合劑層并且在所述粘合劑層 和所述第一表面之間提供分隔，所述結構包括主要被設計成用于提供光學增益的光學活性 部W及可任選地光學上非活性的粘結部，所述第一表面粘結到具有透光性粘合劑層的第二 光學膜。所述光學疊堆表現出高剝離強度和高保持亮度的組合，特別是在老化后。
[0002] 粘合劑層優選地包含聚丙締酸醋組分與可聚合單體的反應產物即互穿網絡，并且 所述粘合劑層在25°C下具有在100M化至2000M化范圍內的彈性模量。

【發明內容】

[0003] 雖然包含聚丙締酸醋組分與可聚合單體的反應產物的互穿網絡的粘合劑層能夠 為許多光學膜提供高剝離強度，但已經發現當試圖去將一種(例如棱柱或柱)結構粘結到微 結構化(例如漫射體)層時，剝離強度可大幅降低。但是，已經發現通過在微結構化(例如漫 射體)層上提供一定的底漆層可W獲得高剝離強度。
[0004] 在一個實施例中，描述了一種光學膜疊堆，其包括第一光學膜，所述第一光學膜連 接至具有固化的粘合劑層的第二光學膜的微結構化表面層。所述固化的粘合劑層包含聚丙 締酸醋組分與可聚合單體的互穿網絡。第二光學膜還包括設置在固化的粘合劑層和第二基 底的微結構化表面之間的底漆層。所述底漆層包含聚丙締酸醋組分和含氮聚合物。
[0005] 在一個優選的實施例中，所述第一光學膜包括設置在第一表面上的多個結構，使 得所述結構的一部分穿入所述粘合劑層并且在所述粘合劑層和所述第一表面之間提供分 隔，所述結構包括主要被設計成用于提供光學增益的光學活性部，所述第一表面粘結到第 二光學膜的微結構化表面層，所述第二光學膜具有固化的粘合劑層。
[0006] 推測運種底漆層有益于粘結其他基底。因此，在另一個實施例中，描述了 一種制 品，其包括基底和設置在基底上的底漆層，其中所述底漆層包含聚丙締酸醋和含氮聚合物。 所述制品還包含設置到底漆層上的粘合劑組合物，其中所述粘合劑組合物包含聚丙締酸醋 組分。在一些實施例中，所述粘合劑還粘結到(例如，第二)第二基底或剝離襯片。所述(例如 第二)基底還可W包括微結構化表面層，其中所述底漆層設置在所述固化的粘合劑層和所 述微結構化表面之間。
[0007] 還描述了制備制品的方法。在一個實施例中，描述了制備基底的方法，所述方法包 括用底漆層涂布基底，所述底漆層包含聚丙締酸醋和含氮聚合物；W及將粘合劑層設置到 所述底漆層上，其中所述粘合劑組合物包含聚丙締酸醋組分。
【附圖說明】
[000引圖1為第一基底、底漆層、粘合劑層和第二基底的剖視圖；
[0009] 圖2為包括微結構化表面層的第一基底、底漆層、粘合劑層和第二基底的剖視圖；
[0010] 圖3為光定向膜的示意性側視圖；
[0011]圖4為部分穿入光學層的整體分立結構的示意性側視圖；
[001^ 圖54和5B為光定向膜的示意性Ξ維視圖；
[0013] 圖6為光定向膜的示意性側視圖；
[0014] 圖7A和7B為光學疊堆的示意性側視圖；
[0015] 圖8為光定向膜的示意性側視圖；
[0016] 圖9為光學疊堆的示意性側視圖；
[0017]圖10是顯示系統的示意性側視圖；
[0018] 圖11為另一個光學疊堆的示意性側視圖；
[0019] 圖12為適用于測量光學增益的光學系統的示意性側視圖；
[0020] 圖13為另一個光學疊堆的示意性側視圖。
[0021] 優選實施例的【具體實施方式】
[0022] 參見圖1，本發明整體設及一種制品200,其包括基底220,設置在基底上的底漆層 225, W及設置在底漆層上的粘合劑層250。所述粘合劑層通常還粘結到（例如，第二)基底 221或剝離襯片(未示出），所述剝離襯片可設置在粘合劑層250上而不是設置在基底221上。
[0023] 參見圖2,在一個優選的實施例中，基底220還包括微結構化(例如漫射體)層222。 底漆層225設置在微結構化(例如漫射體)層上，并且粘合劑層250設置在底漆層上。所述粘 合劑層通常還粘結到(例如，第二)基底221或剝離襯片(未示出），所述剝離襯片可設置在粘 合劑層250上而不是設置在基底221上。基底221可W是與基底220相同的基底或不同的基 底。
[0024] 在一些實施例中，所述第二基底包括所述微結構化(例如漫射體)層222。該命名規 則被選擇為與W0 2012/138495中所使用的命名規則一致。但是，在其他實施例中，包括底漆 的基底是"第一基底"。在該實施例中，包含在第一基底或第二基底上的微結構化(例如漫射 體)層是可選的。
[0025] 對于包括在第一或第二基底上的微結構化(例如漫射體)層的實施例，基底220和/ 或221的表面可被粗糖化或紋理化W提供微結構化(例如漫射體)層(例如222)。運可W通過 本領域已知的多種方式實現，包括使用已經通過噴砂處理或W其他方式粗糖化的合適工具 將所述下層進行壓印。
[00%]微結構化(例如漫射體)層222也可W通過將涂料組合物施用到基底220和/或221 來制備，所述涂料組合物包括適當大小的顆粒，如石英砂，玻璃珠，或聚合物珠。所述平均粒 度通常在約1至10微米的范圍內。運種粒子的濃度可W在所述微結構化(例如，漫射體)層 222的至少2重量％至約10重量％或^上的范圍內。當其濃度小于2重量％ (例如，1.8重 量％、1.6重量％、1.4重量％、1.2重量％、1.0重量％、0.8重量％、0.6重量％ )時，該濃度通 常不足W使光澤減少到期望的程度(運還促使增加霧度）。
[0027]在另一個實施例中，微結構化(例如漫射體)層(例如222)-般可W由工具使用微 復制通過誘鑄和固化與工具表面接觸的可聚合樹脂組合物而制造，如美國專利5,175,030 (Lu等人)和5，183,597(Lu)中所述。工具可使用任何可用的制造方法，如通過使用雕刻或金 剛石車削來制造。示例性金剛石車削系統和方法可包括和利用快速刀具伺服機構(FTS)，其 描述于W02010/141354中；將該文獻W引用方式并入本文。另選地，所述工具可W通過電沉 積來制造。在一個實施例中，所述工具通過下述方法制備:利用第一電鍛工藝使金屬電沉積 形成金屬的第一層，w產生具有第一平均粗糖度的第一層的第一主表面;并且通過利用第 二電鍛工藝使金屬電沉積在所述第一主表面上形成金屬的第二層，W產生第二層的第二主 表面，所述第二層的第二主表面具有比第一平均粗糖度小的第二平均粗糖度;如在2012年 11月21日提交的申請序列號61/728,868中所描述;將該文獻W引用方式并入本文。
[0028] 當微結構化(例如漫射體)層由工具使用微復制通過誘鑄和固化與工具表面接觸 的可聚合樹脂組合物而制造時，所述微結構化表面層包括多個峰并且大多數（即至少50%) 和通常基本上所有的峰沒有(如嵌入式)磨砂粒子。
[0029] 基底(220和/或221)將部分基于預期用途所需的(例如，光學和機械)性能來選擇。 運類機械性能通常將包括柔初性、尺寸穩定性和抗沖擊性。對于大多數的應用，基底厚度為 至少0.02毫米，并且不超過小于約0.5毫米或0.2毫米。可任選地對基底進行處理W改善粘 合性，例如化學處理，電暈處理如空氣或氮氣電暈，等離子，火焰，或光化福射。但是，在一些 實施例中，所述基底不經過運類處理W提高粘合性。
[0030] 在優選的實施例中，所述基底為光學膜。在一些實施例中，所述"光學膜"為在顯示 器的光路中的透光膜，與不存在光學膜的情況下觀察顯示器相比，所述光學膜不會顯著改 變至少一個光學特性。在該實施例中，所述"光學膜"通常為高度透明的，表現出至少80%、 85%或90%的可見光（即400nm至700nm)的透射率。可W用多種已知的技術來測量光學膜的 透射率。如本文所用，同軸透射率用W商品名"Haze-Guard Plus(目錄號4725)"從畢克加特 納公司（BYK Gardner)商購獲得的儀器來測量。通常包括低表面能涂層的耐污垢的膜是基 本上不改變至少一個光學特性的光學膜的示例。
[0031] 光學膜可W包含玻璃或陶瓷材料。光學膜通常包含透光聚合物材料，所述透光聚 合物材料包括例如乙酸下酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、Ξ乙酸纖維素、聚酸諷、聚甲基丙締 酸甲醋、聚氨醋、聚醋、聚碳酸醋、聚氯乙締、間規立構聚苯乙締、環狀締控共聚物、聚糞二甲 酸乙二醇醋、和基于糞二甲酸的共聚物或共混物。任選地，所述光學膜可包含運些材料的適 宜混合物或組合。
[0032] 在優選的實施例中，"光學膜"是指在顯示器的光路中的透光膜，與不存在光學膜 的情況下觀察顯示器相比，光學膜顯著改變至少一個光學特性。此類光學膜的示例包括偏 光膜，棱柱膜如增亮光定向膜(如在圖5A、圖5B和圖6中所示），W及漫射膜。其他光學膜包括 啞光或防眩膜、防反射膜、光準直膜(也稱為防窺濾光器及具有降低指紋可見度的涂層 的某些膜，例如美國公布2012/0154811中所述;將該文獻W引用方式并入本文。降低指紋可 見度的膜表現出霧度的降低，初始(模擬)指紋可見度與20分鐘時的(模擬)指紋可見度的霧 度比小于 0.80、0.70、0.60或0.50。
[0033] 在一些實施例中，單個光學膜可(例如，同時）改變不止一個光學特性。例如，其包 括微結構化(例如漫射體)層(如圖5B中所示出）的增亮光定向膜可同時提高亮度或"增益" W及還用作漫射體。
[0034] 參見圖5B，所述微結構化(例如漫射體)層222的微結構與光學膜的（例如棱柱)結 構2110不同。在一個方面，所述微結構化(例如漫射體)層222的微結構形成不規則圖案或者 好像是隨機的偽隨機圖案。與此相反，光學膜的（如棱柱)結構通常具有名義上的規則圖案。 在另一方面，所述微結構化(例如漫射體)層222的微結構通常比光學膜的（例如棱柱)結構 更小。例如，所述微結構化(例如漫射體)層222的微結構通常具有不大于5微米的平均峰谷 高;而(例如棱柱)結構通常具有大于8、9或10微米的峰谷高。在一些實施例中，漫射體層(包 括底漆和粘合劑層)的微結構化表面可被表征為具有范圍為1.5微米至7.5微米的表面粗糖 度(Rz)和/或0.75微米至4微米的平均高度;如在2013年10月2日提交的申請序列號61/885， 723中所述;將該文獻W引用方式并入本文。在另一方面，光學膜的（例如棱柱)結構具有基 本上相同的坡度(例如約90°的頂角）；而微結構化(例如漫射體)層222具有不同幅度坡度的 微結構，其稱為互補累積坡度幅度分布內。(0)。在一些實施例中，微結構化的漫射體具有如 在前引用的2013年10月2日提交的申請系列號61 /885，723中所述的坡度幅度分布Fee(Θ)。在 許多實施例中，至少90%的微結構化漫射體的微結構具有小于20度或15度的坡度幅度。
[0035] 底漆層225包括少量分散在聚丙締酸醋(例如，壓敏)粘合劑中的含氮聚合物。
[0036] 多種含氮聚合物可用在所述粘合劑組合物中。含氮聚合物包括均聚物和共聚物， 其包括具有單獨的或與相鄰雙鍵氧原子組合的游離(即未結合)電子對的氮原子。
[0037] 不希望受理論的束縛，在一些實施例中，可W推測，所述含氮聚合物能夠防止存在 于底漆界面處的粘合劑組合物中的陽離子可聚合單體的聚合。運依次產生具有梯度特性的 粘合劑層，其中所述粘合劑具有較低的模量，并在底漆界面處具有提高的壓敏性。粘合劑在 與第一基底(例如棱柱或柱結構)接觸的粘合劑層界面相對方向上的硬度提高。
[0038] 在其他實施例中，在底漆中包含含氮聚合物可提高對于難W粘結基底如PEN的粘 合力。當粘合劑中包含含氮聚合物時，含氮聚合物的存在通常對粘合劑性能具有一些影響， 特別是在老化之后。當含氮聚合物存在于底漆中時，所述粘合劑保護底漆免于暴露于氧氣 W及由于暴露在氧氣中產生的降解產物。
[0039] 底漆層包含占底漆組合物的至少約0.5重量％、1.0重量％、2重量％ (即固體)并且 通常不大于約10重量％、9重量％、8重量％、7重量％、6重量％或5重量％的量的一種或多種 含氮聚合物。當聚合物是共聚物時，甚至可W使用更高的濃度。例如，具有1:1重量比的含氮 單體和缺少先前描述的氮原子的第二共聚單體的共聚物可W通常W相比于其含氮聚合物 兩倍的濃度來使用。
[0040] 含氮聚合物的重均分子量(Mw)大于制備該聚合物的單體物質。示例性含氮單體包 括例如含η-乙締基的單體如乙締基己內酷胺和乙締基化咯燒酬，含有(例如側基)含氮部分 的（甲基)丙締酸醋單體如丙締酸Ν，Ν-二甲基氨基乙醋，W及丙締臘。乙基Ρ§挫嘟是另一種 含氮單體。合適的含氮單體(任選與共聚單體組合)可W在加入聚丙締酸醋或底漆組合物的 任何其它任選成分之前聚合(例如原位）。
[0041] 各種含氮聚合物可方便地從多個來源商購獲得。例如，乙締基化咯燒酬(PVP)和乙 酸乙締醋（VA)的共聚物可W商品名"PVPNA"從紐約州韋恩的國際特殊產品公司 (International Specialties P;roducts(Wayne,N.J.))商購獲得，也可W商品名 "Luviskol Va"和"Kol 1 idon"從紐約州芒特奧利夫的己斯夫公司（BASF(Mount 01 ive , N. J.))商購獲得。聚乙締基己內酷胺均聚物可W商品名"Luviskol Plus"從BASF商購獲得。 此外，乙締基化咯燒酬、乙締基己內酷胺和二甲氨基甲基丙締酸乙醋的Ξ元共聚物可W商 品名"Advantage S"從德克薩斯州德克薩斯城的國際特殊產品公司（International Specialty Products,Texas City,Tex.)商購獲得。乙基挫嘟和取代乙基挫嘟的直鏈聚合 物也可W商品名"Aqiiazol"從International Specialty Products商購獲得。此外，丙締 臘-苯乙締共聚物和丙締臘-下二締-苯乙締 Ξ元共聚物可分別W商品名"Tyril"和 "Magnum"從密歇根州米德蘭的陶氏化學公司（Dow化emicals ,Midland,Mich.)商購獲得。 在一些實施例中，含氮聚合物不含可聚合(例如締鍵式不飽和)基團。
[0042] 如例如針對聚環氧乙燒標樣采用GPC法所測量的，含氮均聚物或共聚物通常具有 至少約2，000克/摩爾的Mw。通常所述Mw為至少5000克/摩爾、10000克/摩爾、15000克/摩爾 或20000克/摩爾。雖然所述Mw可在最多約1百萬的范圍內變化，但是通常所述Mw不大于約 500,000克/摩爾或250,000克/摩爾。使用含氮聚合物可有利地得到更低的殘余單體含量。 例如，底漆層的殘余含氮單體含量通常小于50ppm，往往小于25ppm，并且優選地小于lOppm。
[0043] 在優選的實施例中，特別是在粘合其中光學質量為重要的光學膜或其它制品的情 況下，所述含氮聚合物可溶于所述聚丙締酸醋底漆組合物中。在粘合劑的單體已經聚合后， 將所述含氮聚合物加入到聚丙締酸醋(例如PSA)中。所謂"可溶性"是指含氮聚合物溶解于 底漆(排除溶劑）中的聚丙締酸醋組分使得形成光學均勻透明的溶液，可通過觀察3英寸直 徑試管中的組合物來檢測。除了含有可溶性含氮聚合物(一種或多種）的底漆組合物為均勻 透明的之外，運種組合物也是穩定的，意指在環境溫度下膽存6個月或更長時間后(例如1-2 年)組合物不會分離。
[0044] 對于其中基底為光學膜的實施例而言，粘合劑可被表