CN101842725B - 具有光学粘合剂层和偏振器的光学元件 - Google Patents

具有光学粘合剂层和偏振器的光学元件 Download PDF

Info

Publication number
CN101842725B
CN101842725B CN2008801141936A CN200880114193A CN101842725B CN 101842725 B CN101842725 B CN 101842725B CN 2008801141936 A CN2008801141936 A CN 2008801141936A CN 200880114193 A CN200880114193 A CN 200880114193A CN 101842725 B CN101842725 B CN 101842725B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical element
substrate
methyl
polarizer
element according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008801141936A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101842725A (zh
Inventor
胡学群
普拉德尼亚·V·纳加尔卡
杰拉尔德·N·恩宽塔
迈克尔·K·格拉克
詹姆斯·P·迪齐奥
格雷格·S·坎纳沃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Publication of CN101842725A publication Critical patent/CN101842725A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101842725B publication Critical patent/CN101842725B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/0073—Optical laminates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/28—Web or sheet containing structurally defined element or component and having an adhesive outermost layer
    • Y10T428/2848—Three or more layers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

一种光学元件，其包括：包括取向的亚乙烯基链段的偏振器；基片；设置在所述偏振器和所述基片之间的粘合剂层，所述粘合剂层包含脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、(甲基)丙烯酰基单体、硅烷和交联剂，所述交联剂包括二丙烯酸乙二醇酯和/或三丙烯酸季戊四醇酯。所述光学元件可以具有额外的层例如硬涂层、额外的粘合剂层和/或额外的基片。还公开了一种制造光学元件的方法，以及包括光学元件的光学设备。

Description

具有光学粘合剂层和偏振器的光学元件
本申请要求2007年11月2日在美国提交的美国专利申请11/934549的优先权，该专利申请的公开内容通过引用全部并入本文。
技术领域
本公开涉及具有用于接合两个光学层的光学粘合剂层的光学元件。特别地，所述光学粘合剂层用于将偏振器接合至基片。
背景技术
一般地，线性光偏振器由于其各向异性的特性而具有选择性透过沿指定电磁辐射矢量振动的辐射和吸收沿第二指定电磁辐射矢量振动的电磁辐射的性能。二向色偏振器是吸收型线性偏振器，其在入射光的吸收中具有矢量各向异性。本文所用的术语“二向色性”是指根据入射光束的分量的振动方向而不同地吸收和透射分量的性质。一般地，二向色偏振器将透射沿一个电磁矢量的辐射能量，并吸收沿垂直电磁矢量的能量。入射光束在进入二向色偏振器时遇到两种不同的吸收系数，一个低，一个高，使得出射光基本上在低吸收(高透射)方向上振动。
合成的二向色偏振器的实例是本征偏振器，例如基于聚亚乙烯基的偏振器，例如K型偏振器。本征偏振器的二向色性源自其基体的光吸收性质，而不是源自染料添加剂、着色剂或悬浮的结晶材料的光吸收性质。典型地，本征偏振器包括具有聚乙烯醇脱水产物即聚亚乙烯基的取向悬浮体的取向聚(乙烯醇)的片或膜。这种类型的本征偏振器典型地通过如下方法形成：在酸性蒸气脱水催化剂如氢氯酸的蒸气存在下加热聚合物膜以产生共轭的聚亚乙烯基，并且在脱水步骤之前、之后或期间单向拉伸聚合物膜以使聚乙烯醇基体排列。通过使聚(乙烯醇)基体单向取向，共轭聚亚乙烯基或发色团的跃迁距也取向，因而材料明显变成二向色性的。在脱水步骤之后，可以应用第二取向步骤或拉伸步骤和硼化处理。改进的K型偏振器称为KE型偏振器，并且在不同条件如高温下具有提高的稳定性。
发明内容
在一个方面中，本文公开了一种光学元件，其包括：包括取向的亚乙烯基链段的偏振器；基片；设置在所述偏振器和所述基片之间的粘合剂层，所述粘合剂层包括脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、(申基)丙烯酰基单体、硅烷和交联剂，所述交联剂包括二丙烯酸乙二醇酯和/或三丙烯酸季戊四醇酯。在一个实施方案中，所述偏振器包括KE型偏振器。所述基片可包括纤维素，例如三醋酸纤维素。
在一个实施方案中，所述粘合剂层中使用的脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物可以源自聚酯多元醇、多官能异氰酸酯和(甲基)丙烯酸酯单体。所述硅烷可以包括(3-环氧丙氧基丙基)三甲氧基硅烷或[3-(2-氨基乙基氨基)丙基]三甲氧基硅烷。在一个实施方案中，所述粘合剂层包括约20至约40wt％的脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、约40至约60wt％的(甲基)丙烯酰基单体、约2至约10wt％的硅烷和约3至约25wt％的交联剂。所述光学元件可以包括额外的层，例如硬涂层、额外的粘合剂层和/或额外的基片。
在另一方面中，本文公开了一种制造光学元件的方法，其包括：提供包括取向的亚乙烯基链段的偏振器；提供基片；将UV可固化的粘合剂分配在所述偏振器和所述基片之间以在所述偏振器和所述基片之间形成UV可固化的层，所述UV可固化粘合剂包括脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、(甲基)丙烯酰基单体、硅烷和交联剂，所述交联剂包括二丙烯酸乙二醇酯和/或三丙烯酸季戊四醇酯；和施加光化辐射以使所述UV可固化层固化。
在另一方面中，本文公开了一种光学设备，其包括：光源和上述光学元件。在一个实施方案中，所述光学设备包括投影系统。
本发明的这些和其它方面在下文的详细说明中描述。无论如何，上述发明内容都不应视为是对所要求保护主题的限制，其仅由此处所述的权利要求所限定。
附图说明
结合以下附图，考虑以下详细说明，可以更充分地理解本发明：
图1和2示出示例性光学元件；
图3示出用于制备示例性光学元件的示例性设备的示意图；和
图4-6示出作为温度函数的示例性光学元件和对比光学元件的机械性能。
具体实施方式
本文公开的光学元件可以提供一个或更多个优点。使用粘合剂组合物将具有亚乙烯基链段的偏振器接合至基片，尤其是纤维素基片。在一些实施方案中，利用粘合剂组合物形成的粘合剂层保持偏振器和基片之间的良好接合，同时使偏振器开裂最小化(在一些情况下防止其开裂)，甚至在光学元件经受高温和潮湿环境时也是如此。在一些实施方案中，无论偏振器的机械各向异性如何，光学粘合剂层都可以提供足够的接合。如上所述，通过沿着使聚合物链取向所需的机器方向单轴拉伸制得包含取向的亚乙烯基链段的偏振器。该拉伸赋予膜各向异性机械性质，使其在高拉伸强度值下表现出脆性疲劳。尽管每个层可能出现尺寸变化，光学粘合剂层也可以提供足够的接合。
所述光学元件的有利之处还在于它是利用UV可固化的粘合剂组合物形成的。UV可固化的粘合剂组合物的使用能够实现较高的生产能力(不需要粘合剂涂布并随后固化的分离的工艺)、快速固化和较薄的涂层。在一些实施方案中，在制造期间不排放出溶剂或其他挥发物质。
在一些实施方案中，光学元件还可以具有如下优点：在用于投影系统时具有耐环境性，在85℃和100℃以及在60℃和90％相对湿度下的寿命高达约1000小时。在一些实施方案中，用于制造光学元件的方法与常规制造方法相比可以是有利的，在常规制造方法中，例如，为了使三醋酸纤维素粘合至KE型偏振器，必须将其水解。
图1示出一个示例性光学元件10，其可以用作光学设备的部件。光学元件10包括接合偏振器14和基片16的粘合剂层12。图2示出另一示例性光学元件20，其包括粘合剂层12、偏振器14、基片16和任选的额外层。偏振器14利用压敏粘合剂层22粘合至第二基片24。如图所示，在基片16上设置硬涂层26和抗反射层28。
偏振器可以根据期望应用而大幅变化，其中合适的偏振器包括取向的聚亚乙烯基链段。在一个实施方案中，偏振器可以是本征偏振器，例如K型偏振器或KE型偏振器，其可由3M公司获得。KE型偏振器具有优异的长时间耐高温性，这使其优选用于显示器和投影系统。还可以使用吸收型二向色平面偏振膜如H型偏振器和染料偏振器。本征偏振器例如记载于美国5666223(Bennett等)和美国2005/073065Al(Mack等)；和Cael，JJ.和Trapani，G.Macromol Symp.154，45-57(2000)中。偏振器可具有任意期望的厚度，例如约5至约100μm、约10至约50μm或约15至约40μm。
基片可以具有一种或更多种非常适合用于光学设备、尤其是投影系统的物理和光学性质。基片应该优选具有物理性质，例如选择为使光学元件中的总应力最小化的热膨胀系数。例如，可固化组合物优选在制造工艺期间具有小于约10％、更优选小于约5％的体积收缩率。物理性质的合适选择可以延长光学元件的寿命，并且提供更高的光学性能。合适材料的实例包括纤维素材料，例如纤维素酯。具体实例包括三醋酸纤维素(TAC)、醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、硝化纤维素、聚碳酸酯、基于降冰片烯的环烯烃共聚物膜、和聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯。在一个实施方案中，基片包含TAC。基片可以具有任意期望的厚度，例如约40至约125μm。在一些实施方案中，基片可以对用于使粘合剂层固化的UV辐射是至少部分透明的。
粘合剂层包括包含脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物的几种组分的反应产物。本文使用的(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯官能团。一般地，这些低聚物包含多官能异氰酸酯与多元醇的反应产物，随后用羟基官能化的(甲基)丙烯酸酯封端。例如，脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物可以由脂肪族聚酯或聚醚多元醇形成，所述脂肪族聚酯或聚醚多元醇由脂肪族二羧酸如己二酸或马来酸和脂肪族二醇如二乙二醇或1，6-己二醇的缩合而制成。在一个实施方案中，聚酯多元醇包括己二酸和二乙二醇。多官能异氰酸酯也可以是脂肪族的，例如亚甲基双环己基异氰酸酯或1，6-六亚甲基二异氰酸酯。羟基官能化的(甲基)丙烯酸酯可包括(甲基)丙烯酸羟基烷基酯，例如丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸4-羟丁酯或(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯。在一个实施方案中，脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物包括聚酯多元醇、亚甲基双环己基异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯的反应产物。粘合剂层包括约20至约40wt％的脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物。
用于制备粘合剂层的另一组分是(甲基)丙烯酰基单体。有用的(甲基)丙烯酰基单体包括(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酰胺，例如丙烯酸异冰片基酯和N，N-二甲基丙烯酰胺。其它单体可包括亲水(甲基)丙烯酸酯例如丙烯酸乙氧基乙氧基乙基酯，或者具有较高折射率的(甲基)丙烯酸酯如丙烯酸苯基乙基酯，或者促进粘合的(甲基)丙烯酸酯如丙烯酸四氢糠基酯。粘合剂层包括约40至约60wt％的(甲基)丙烯酰基单体。
硅烷也用于粘合剂层组合物中。一般地，添加硅烷是为了提高粘合剂层的粘合性。可用的硅烷是具有反应性端基的三烷氧基硅烷。实例包括(3-环氧丙氧基丙基)三甲氧基硅烷和[3-(2-氨基乙基氨基)丙基]三甲氧基硅烷。其它硅烷可以包括3-氨基丙基三乙氧基硅烷、B-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅和3-异氰酸基丙基三乙氧基硅烷。粘合剂层包括约2至约10wt％的硅烷。
粘合剂层还包括交联剂，尤其是二丙烯酸乙二醇酯和/或三丙烯酸季戊四醇酯。所用的交联剂的量可以为粘合剂层的约3至约25wt％。具体用量将取决于组合物中存在的具体组分，以及它们各自的量，并且还取决于所用的交联剂，或者是否都使用。具体的交联剂和用量可以选择为使得粘合剂层的刚性大至足以防止偏振器的开裂或至少使偏振器的开裂最小化。另一方面，对偏振器的粘合可随交联剂的量增加而降低。因此，具体的交联剂和量可以选择为使对偏振器粘合的任何损失最小化。如果粘合足够地降低，则可能观察到边缘分层。此外，期望的是，交联剂选择为使得它不干扰粘合剂层与偏振器或基片的粘合，否则，如果交联剂不期望地与硅烷反应则会出现所述情况。
粘合剂层中所用组分以及其各自的量的具体选择可受多种因素影响。其一，它们应该选择为使得粘合剂层在偏振器和基片之间提供充分的接合。例如，这可以通过在85℃下至少约400g/0.5英寸的剥离强度(根据下文实施例中描述的方法测量)来表征。组分和其相对量还应该选择为使得根据下文描述的边缘切割测试观察不到裂纹和边缘分层。在一个实施方案中，粘合剂层包含约20至约40wt％的脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、约40至约60wt％的(甲基)丙烯酰基单体、约2至约10wt％的硅烷和约3至约25wt％的交联剂。
不具体限制粘合剂层的厚度。一般地，粘合剂层制成尽可能地薄，只要获得期望的光学元件性能即可。粘合剂层的厚度可以为约3至约10μm。
粘合剂层组合物还可包含光敏引发剂以提高组合物的固化速率和转化百分比。可以使用常规光敏引发剂，例如二苯甲酮、苯乙酮衍生物如α-羟基烷基苯基酮、二苯乙醇酮烷基醚和偶苯酰缩酮、单酰基膦氧化物和二酰基膦氧化物。光敏引发剂典型地以小于1.0wt％的量使用。
粘合剂组合物可以通过暴露于任意形式的光化辐射如可见光或UV辐射而固化，但是优选暴露于UVA(320至390nm)或UVB(395至445nm)辐射。一般地，光化辐射的量应足以形成尺寸稳定的固体物质；使组合物固化所需的能量可以为约0.2至20.0J/cm2。可以使用任意合适的光源进行光致聚合，包括碳弧灯、低压、中压或高压汞蒸气灯、旋流等离子体弧灯(swirl-flow plasma arc lamps)、氙气闪光灯、发射紫外光的二极管(LED)、发射紫外光的激光器和LED光源。
可固化组合物可以通过任意合适的涂覆装置施加，一个实例示于图3中。KE偏振器32通过辊40向前移动，基片34通过辊42向前移动。辊相互定位为产生压区压印，图中未显示。也就是说，两个辊相互接触，并且其接触的程度可以通过长度或压区压印表征。例如，合适的压区压印可以是几毫米，或约8mm或甚至更高。使用注射器38在两层之间提供粘合剂组合物36以产生三层结构46，其通过UV固化站44。
光学元件可以包括如上文关于图2描述的额外层。在一个实施方案中，所述光学元件还包括设置在基片上的与粘合剂层相反的硬涂层。硬涂层可用于保护偏振器的表面。用于硬涂层的示例性制剂记载于例如US11/756056(Pokorny等)中。典型的硬涂层包含(甲基)丙烯酸酯官能化的纳米颗粒与多官能(甲基)丙烯酸酯单体的混合物。可以在硬涂层上设置抗反射层。
在一个实施方案中，光学元件还包括设置在偏振器上的与粘合剂层相反的压敏粘合剂层。压敏粘合剂层可用于将光学元件粘合到第二基片。可以使用光学压敏粘合剂，例如用异氰酸酯交联的高分子量(甲基)丙烯酸酯。可用的光学压敏粘合剂层可得自Soken Chemical & Engineering，Ltd.。
第二基片可用于防止机械应力、热降解和环境污染。第二基片一般是光学透明材料，例如熔融的硅石、蓝宝石玻璃、石英玻璃、硼硅酸盐玻璃或陶瓷玻璃。诸如聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯和基于降冰片烯的环烯烃共聚物膜的聚合物材料也是合适的。
光学元件还可以包括如下结构，其中所述光学元件包括：第一基片和第二基片；设置在所述第一基片和第二基片之间的偏振器，所述偏振器包括取向的亚乙烯基链段；和分别设置在所述偏振器与所述第一基片和第二基片之间的第一粘合剂层和第二粘合剂层，所述粘合剂层分别包括脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、(甲基)丙烯酰基单体、硅烷和交联剂，所述交联剂包括二丙烯酸乙二醇酯和/或三丙烯酸季戊四醇酯。粘合剂层可以相同或不同。基片可以相同或不同。
本文公开的光学元件可用于各种光学设备，典型地是包括光源的显示器装置。在一个实施方案中，光学设备包括投影系统，例如，如US2006/0139574 A1(Ralli等)中记载的。光学元件尤其适合用于其中亮度、对比度和色彩均匀性均重要的透射高温投影系统。典型应用包括适合于商务应用的前屏投影仪、适合于电视和电影播放的后屏投影仪、和适合于车辆的彩色单板显示器。其他光学设备包括LCD设备，例如计算机显示器和电视，以及各种手持设备。
考虑以下实施例，可以更充分地理解本发明。
实施例
材料
KE偏振器包括高分子量聚乙烯醇(聚合度2400，MW大于90K)的脱水取向片，其在长度方向上拉伸约7.5倍。聚乙烯醇片包含12wt％的甘油作为增塑剂，并且在拉伸前为约75μm厚。进行脱水，以将约2-3％的羟基转化成亚乙烯基链段。然后将脱水的膜暴露于热的硼酸，其与未转化的羟基相互作用以形成含硼的聚乙烯醇的松散网络。KE偏振器的最终厚度为约25μm。将具有在PET上的压敏粘合剂的保护衬层(得自Lintec)层合到KE偏振器的一侧。
三醋酸纤维素膜(TAC)是得自Island Pyrochemical Industries的127μm PF-S级膜；该膜在使用之前经受电晕放电处理。硬涂层由如US5677050中所述类似地制备的并且包含PETA和丙烯酸化胶体硅石的UV固化ceramer层构成。在结束前，将保护罩层(得自Novacel Inc.的NOVACEL 9026)层合至硬盖。NOVACEL 9026是挤出的聚乙烯背衬的0.2密尔罩膜。
如下表4中所述的通过混合10.0g市售粘合剂(得自HenkelTechnologies的LOCTITE 3105)和0.32g[3-(2-氨基乙基氨基)丙基]三甲氧基硅烷(得自GE Silicones的SILQUEST A1120)来制备对照粘合剂组合物。
机械性能
根据ASTM D-4065确定和报告塑料的动态机械性能(ASTM D-4065Determining and Reporting Dynamic Mechanical Properties of Plastics)、ASTM D-4092塑料的动态机械测量标准术语(ASTM D-4092StandardTerminology to Dynamic Mechanical Measurements on Plastics)、ASTME-473与热分析相关的术语(ASTM E-473Terminology Relating toThermal Analysis)、和ASTM E-11359-1热机械分析(TMA)部分1一般原理(ASTM E-11359-1 Thermomechanical Analysis  (TMA)Part 1General Principles)中所述的步骤来测试样品。
利用采用膜张力几何学的TA仪器Q800系列动态机械分析仪(DMA)测量机械性能。在动态应变模式下在-40℃至200℃的范围内以2℃/分种的速度进行温度蠕变实验。作为温度的函数报告储能(弹性)模量和tanσ(损失因子)。利用Perkin Elmer热机械分析仪TMA-7和膜张力几何学进行热膨胀测量。在膨胀模式下在20℃至150℃的范围内以10℃/分种的速度进行温度蠕变实验。作为用于第二热循环的70℃至120℃之间的温度的函报告热膨胀系数(CTE)。
动态模量实验细节：
仪器：TA仪器Q800动态机械分析仪。
模式：DMA多频。
几何学：膜张力。
样品长度：～15mm。
应变幅度：15μm。
样品温度范围：-40℃至200℃。
加热速率：2℃/分种。
膨胀系数实验细节：
仪器：Perkin-Elmer TMA-7。
几何学：膜张力。
样品长度：～12mm。
基准力：25mN。
样品温度范围：0℃至150℃。
加热速率：10℃/分种。
测量0.5英寸×3.0英寸的KE偏振器样品的拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量。结果示于表1中。拉伸测试之前对样品做出的切口显示出机器方向上更大的敏感性。在横向上，难以获得样品在100℃下的数据，其原因是脆性疲劳增加，而对样品做出切口对横向机械性能有最小的影响。
表1
性能   室温，机器方向   室温，横向   85℃，机器方向   85℃，横向   100℃，机器方向
  拉伸强度(MPa)   262   78   177   53   119
  断裂伸长率(％)   2.33   3.5   3.5   2.5   1.8
弹性模量(MPa)   25191   4580   9202   3167   9700
对于光学元件的各个部件实施动态机械分析和热机械分析。结果示于表2和表3中。被称为对照粘合剂的多层结构通过在KE偏振器和TAC之间涂覆对照粘合剂组合物来制备，如下文所述。对对照样品实施热机械分析和动态机械分析；结果分别示于图4和5中。
表2
实施例   24℃下的模量(MPa)   70℃下的模量(MPa)   120℃下的模量(MPa)
  127μmTAC   3790   2860   1700
  具有3μm硬涂层的127μm TAC   4160   3370   2130
  25μmKE偏振器   9420   8080   10000
  7μm KE对照粘合剂   0.8   360   小于极限值
表3
实施例   CTE(μm/m℃)   120℃下的收缩率(％) 80℃下的膨胀率(％)   120℃下的膨胀率(％)
  127μmTAC   31   0.46 na1   na
  具有3μm硬涂层的127μmTAC   55   na 0.24   0.41
  25μm KE偏振器   na   2.03 na   na
  7μm KE对照粘合剂 na na 16.3   na
1.不可得
粘合剂组合物的制备
如表4中所述的制备粘合剂组合物1-4、对比粘合剂组合物1-8和对比粘合剂。低聚物包含基于二乙二醇和己二酸的聚酯多元醇的脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物，其用亚甲基二环己基异氰酸酯扩链并用丙烯酸羟乙酯封端。用于制备低聚物的这些组分的重量比分别为约33∶49∶14∶4的二乙二醇、己二酸、亚甲基双环己基异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯。(甲基)丙烯酰基单体包括重量比分别为约3∶2的丙烯酸异冰片基酯和N，N-二甲基丙烯酰胺的混合物。硅烷包括重量比分别为约6∶1的(3-环氧丙氧基丙基)三甲氧基硅烷和[3-(2-氨基乙基氨基)丙基]三甲氧基硅烷。光敏引发剂包括重量比分别为约4∶1的IRGACURE 651和三苯基膦溴化氢。
粘合剂组合物分别通过混合10.0g市售粘合剂(得自HenkelTechnologies的LOCTITE 3105)；0.32g[3-(2-氨基乙基氨基)丙基]三甲氧基硅烷(得自GE Silicones的SILQUEST A1120)；和0、1.0或2.0g交联剂来制备。
表4
  粘合剂组合物   低聚物(wt％)   (甲基)丙烯酸单体(wt％) 硅烷(wt％) 交联剂 光敏引发剂(wt％)
1 28.5 55.3 4.5   8.8PETA 2.8
  2   26.2   50.9   4.1   16.2PETA   2.6
3 28.5 55.3 4.5   8.8EGDA 2.8
4 26.2 50.9 4.1   16.2EGDA 2.6
对比例1 28.5 55.3 4.5   8.8DEGDA 2.8
对比例2 26.2 50.9 4.1   16.2DEGDA 2.6
对比例3 28.5 55.3 4.5   8.8TEGDA 2.8
对比例4 26.2 50.9 4.1   16.2TEGDA 2.6
对比例5 28.5 55.3 4.5   8.8P575EGDA 2.8
对比例6 26.2 50.9 4.1   16.2P575EGDA 2.6
对比例7 28.5 55.3 4.5   8.8P700EGDA 2.8
对比例8 26.2 50.9 4.1   16.2P700EGDA 2.6
  对照   31.3   60.7   4.9   无   3.1
PETA＝三丙烯酸季戊四醇酯，EGDA＝二丙烯酸乙二醇酯，DEGDA＝二丙烯酸二乙二醇酯，TEGDA＝二丙烯酸三乙二醇酯，P575EGDA＝分子量为约575的聚二丙烯酸乙二醇酯，P700EGDA＝分子量为约700的聚二丙烯酸乙二醇酯。
光学元件的制备
如下评价粘合剂组合物1-4、对比粘合剂组合物1-8和对照粘合剂。利用如图3所示的装置，通过将约160mL/小时的粘合剂组合物(老化约2.5小时)递送到由KE增塑剂和TAC层形成的层合压区中。片的速度为约5.4英尺/分种，压区压印为约8.3mm。每一粘合剂组合物的总沉积为约7μm。然后使三层结构通过装配有UV灯(H灯泡)的UV固化站，设定点为60％，冷板温度为50℃。利用光学PSA，将该结构粘合至玻璃。使固化的光学元件经受如下环境测试。
粘合剂组合物的评价
对于每个光学元件，切割21个小片，并且小心移除衬层。利用锋利的剪刀切割偏振器，以在小片的长边上形成两个切口(机器方向上的切口)。切口长约1-1.5mm，并且与小片角大致等距。边上的切口不必与相对边上的切口精确对齐。然后将小片置于金属容器中以防止暴露于炉的空气流。然后将金属容器放在100℃的炉中64小时。在灯箱上利用十字偏振器检测小片随时间推移的破裂。一个小片上的任意单个部分或完全的破裂，对该小片而言都是不合格(破裂)。也评估边缘分层并指定为不合格(应力线)。
还利用以下步骤测量光学元件的剥离力(接合强度)。为了确定KE偏振器和TAC基片之间的接合强度，在Instron测试仪上进行180°剥离试验。制备KE/粘合剂/TAC条的样品用于测试，每个样品在机器方向上为13mm×152mm(1/2″×6″)。TAC膜的自由端被夹在一端上，并且夹住KE的自由端以在180℃下以0.5″/分种的速率剥离。样品在85℃下保持1分钟，然后用50psi的预载荷剥离。结果显示于表5中。
表5
光学元件 粘合剂组合物 通过   不合格(破裂)   不合格(应力线)   剥离力(85℃，g/0.5英寸)
  1   1   14   0   7   438.0
  2   2   21 0 0 445.0
  3   3   6   10   5   462.5
  4   4   20   0   1   416.5
  对比例1   对比例1   0   19   2   424.0
  对比例2   对比例2   0   19   2   345.0
  对比例3   对比例3   0   21   0   352.5
对比例4 对比例4 0 15 6 291.5
  对比例5   对比例5   2   19   0   390.5
  对比例6   对比例6   0   21   0   277.5
  对比例7   对比例7   0   21   0   366.0
  对比例8   对比例8   0   21   0   304.0
  对照   13   0   21   0   625.0
对光学元件实施动态机械分析。一个光学元件含有具有12.5wt％EDGA交联剂的粘合剂，一个含有具有17.5wt.％EDGA交联剂的粘合剂。动态机械分析结果示于图6中，并且与对照样品的结果进行比较。

Claims (23)

1.一种光学元件，包括：
包括取向的亚乙烯基链段的本征偏振器；
基片；和
设置在所述本征偏振器与所述基片之间的粘合剂层，所述粘合剂层包括脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、(甲基)丙烯酰基单体、硅烷和交联剂，所述交联剂包括二丙烯酸乙二醇酯和三丙烯酸季戊四醇酯中的至少一种，
其中，所述粘合剂层包括20wt％至40wt％的脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、40wt％至60wt％的(甲基)丙烯酰基单体、2wt％至10wt％的硅烷、和3wt％至25wt％的交联剂。
2.根据权利要求1所述的光学元件，所述本征偏振器包括K型偏振器或KE型偏振器。
3.根据权利要求1所述的光学元件，所述基片包括纤维素。
4.根据权利要求1所述的光学元件，所述基片包括三醋酸纤维素。
5.根据权利要求1所述的光学元件，所述脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物包括聚酯多元醇。
6.根据权利要求5所述的光学元件，所述聚酯多元醇包括二乙二醇和己二酸。
7.根据权利要求1所述的光学元件，所述脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物包括聚酯多元醇、亚甲基双环己基异氰酸酯、和丙烯酸羟乙酯。
8.根据权利要求1所述的光学元件，所述(甲基)丙烯酰基单体包括丙烯酸异冰片基酯和N，N-二甲基丙烯酰胺。
9.根据权利要求1所述的光学元件，所述硅烷包括(3-环氧丙氧基丙基)三甲氧基硅烷和[3-(2-氨基乙基氨基)丙基]三甲氧基硅烷。
10.根据权利要求1所述的光学元件，还包括设置在所述基片上的与所述粘合剂层相反的硬涂层。
11.根据权利要求1所述的光学元件，还包括设置在所述本征偏振器上的与所述粘合剂层相反的压敏粘合剂层。
12.根据权利要求11所述的光学元件，还包括设置在所述压敏粘合剂层上的第二基片。
13.根据权利要求1所述的光学元件，其中所述本征偏振器和所述基片之间的剥离强度在85℃下为至少400g/0.5英寸。
14.一种光学元件，包括：
第一基片和第二基片；
设置在所述第一基片与第二基片之间的本征偏振器，所述本征偏振器包括取向的亚乙烯基链段；和
分别设置在所述本征偏振器与所述第一基片和第二基片之间的第一粘合剂层和第二粘合剂层，所述粘合剂层分别包括脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、(甲基)丙烯酰基单体、硅烷和交联剂，所述交联剂包括二丙烯酸乙二醇酯和三丙烯酸季戊四醇酯中的至少一种，
其中，每个所述第一粘合剂层和第二粘合剂层包括20wt％至40wt％的脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、40wt％至60wt％的(甲基)丙烯酰基单体、2wt％至10wt％的硅烷、和3wt％至25wt％的交联剂。
15.根据权利要求14所述的光学元件，所述本征偏振器包括K型偏振器或KE型偏振器。
16.根据权利要求14所述的光学元件，所述第一基片和第二基片包括三醋酸纤维素。
17.根据权利要求14所述的光学元件，所述脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物包括聚酯多元醇、亚甲基双环己基异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯；所述(甲基)丙烯酰基单体包括丙烯酸异冰片基酯和N，N-二甲基丙烯酰胺；所述硅烷包括(3-环氧丙氧基丙基)三甲氧基硅烷和[3-(2-氨基乙基氨基)丙基]三甲氧基硅烷。
18.根据权利要求14所述的光学元件，其中所述本征偏振器与每个所述第一基片和第二基片之间的剥离强度在85℃下为至少400g/0.5英寸。
19.一种制造光学元件的方法，包括：
提供包括取向的亚乙烯基链段的本征偏振器；
提供基片；
将UV可固化粘合剂分配在所述本征偏振器和所述基片之间，以在所述本征偏振器和所述基片之间形成UV可固化层，所述UV可固化粘合剂包括脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、(甲基)丙烯酰基单体、硅烷和交联剂，所述交联剂包括二丙烯酸乙二醇酯和三丙烯酸季戊四醇酯中的至少一种；和
施加光化辐射以固化所述UV可固化层，
其中所述UV可固化粘合剂层包括20wt％至40wt％的脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、40wt％至60wt％的(甲基)丙烯酰基单体、2wt％至10wt％的硅烷、和3wt％至25wt％的交联剂。
20.一种光学设备，包括：
光源，和
权利要求1所述的光学元件。
21.根据权利要求20所述的光学设备，包括投影系统。
22.一种光学设备，包括：
光源，和
权利要求14所述的光学元件。
23.根据权利要求22所述的光学设备，包括投影系统。
CN2008801141936A 2007-11-02 2008-10-31 具有光学粘合剂层和偏振器的光学元件 Expired - Fee Related CN101842725B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/934,549 US7846541B2 (en) 2007-11-02 2007-11-02 Optical element having optical adhesive layer and polarizer
US11/934,549 2007-11-02
PCT/US2008/082021 WO2009059157A1 (en) 2007-11-02 2008-10-31 Optical element having optical adhesive layer and polarizer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101842725A CN101842725A (zh) 2010-09-22
CN101842725B true CN101842725B (zh) 2013-03-13

Family

ID=40588373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801141936A Expired - Fee Related CN101842725B (zh) 2007-11-02 2008-10-31 具有光学粘合剂层和偏振器的光学元件

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7846541B2 (zh)
JP (1) JP5099228B2 (zh)
CN (1) CN101842725B (zh)
WO (1) WO2009059157A1 (zh)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102077131B (zh) * 2008-05-07 2013-06-19 3M创新有限公司 光学组件，制作该光学组件的方法和包括该光学组件的光学装置
WO2011119180A1 (en) * 2010-03-24 2011-09-29 3M Innovative Properties Company Optical assembly having a display panel and methods of making and disassembling same
CN102770481B (zh) 2009-12-17 2015-01-14 3M创新有限公司 显示面板组件及其制造方法
EP2550553A1 (en) * 2010-03-24 2013-01-30 3M Innovative Properties Company Optical assembly having a display panel and methods of making and disassembling same
US20130011683A1 (en) * 2010-03-24 2013-01-10 Busman Stanley C Optical assembly having a display panel and methods of making and disassembling same
JP2013542455A (ja) * 2010-08-18 2013-11-21 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 応力緩和光学接着剤を含む光学アセンブリ及びそれを作製する方法
WO2012043333A1 (ja) * 2010-09-29 2012-04-05 Dic株式会社 活性エネルギー線硬化型樹脂組成物、偏光板用接着剤及び偏光板
JP6139507B2 (ja) 2011-04-04 2017-05-31 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 接着剤を含む光学スタック
JP2012226000A (ja) * 2011-04-15 2012-11-15 Seiko Epson Corp 光学素子、投射型映像装置及び光学素子の製造方法
CN102898958B (zh) * 2011-07-25 2016-11-02 汉高股份有限公司 一种粘合剂组合物
JP6175717B2 (ja) * 2011-08-19 2017-08-09 エルジー・ケム・リミテッド 偏光板
JP5733175B2 (ja) * 2011-11-28 2015-06-10 東亞合成株式会社 活性エネルギー線硬化型接着剤組成物
WO2013105163A1 (ja) * 2012-01-13 2013-07-18 日本化薬株式会社 光学部材及びその製造に用いる紫外線硬化型接着剤
CN104271344B (zh) 2012-03-21 2016-02-17 日本化药株式会社 光学构件及用于制造该光学构件的紫外线固化型胶粘剂
KR101994384B1 (ko) * 2012-05-30 2019-06-28 엑사테크 엘.엘.씨. 플라스틱 어셈블리, 이의 제조 방법과 사용 방법, 및 이를 포함하는 물품
JP6381542B2 (ja) * 2012-12-10 2018-08-29 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 液体光学接着剤組成物
JP2015028607A (ja) * 2013-06-26 2015-02-12 Ｋｊケミカルズ株式会社 偏光板用活性エネルギー線硬化性接着剤
JP6209034B2 (ja) * 2013-09-20 2017-10-04 日東電工株式会社 光学フィルム用接着剤、積層光学フィルムおよびその製造方法
EP3049484B1 (en) * 2013-09-27 2017-08-16 Covestro Deutschland AG Formable hard coated pc/pmma coextruded films
KR102502463B1 (ko) * 2015-06-19 2023-02-21 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 프로텍트 필름을 갖는 편광판의 제조 방법
CN107531917B (zh) 2015-09-22 2020-07-14 株式会社Lg化学 偏光器保护膜、偏光板和用于制备偏光板的方法
JP6675179B2 (ja) * 2015-11-18 2020-04-01 三星エスディアイ株式会社Samsung SDI Co., Ltd. ポリエン（ｐｏｌｙｅｎｅ）系偏光フィルム（ｆｉｌｍ）の製造方法、ポリエン系偏光フィルム、積層偏光フィルム、及び表示装置
TWI790849B (zh) 2021-12-09 2023-01-21 財團法人工業技術研究院 黏著組成物、液晶顯示器與其拆解方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5484864A (en) * 1994-01-26 1996-01-16 Caschem, Inc. Urethane adhesive compositions
US5910522A (en) * 1995-04-03 1999-06-08 Institut Fur Neue Materialien Gemeinnutzige Gmbh Composite adhesive for optical and opto-electronic applications
US6337118B1 (en) * 1998-08-20 2002-01-08 Jsr Corporation Adhesive for optical disks
CN1667071A (zh) * 2004-03-08 2005-09-14 日东电工株式会社 粘合剂组合物、粘合片类以及表面保护薄膜

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5666223A (en) 1995-12-01 1997-09-09 Polaroid Corporation High-efficiency K-sheet polarizer
JPH11100419A (ja) * 1997-09-26 1999-04-13 Jsr Corp 放射線硬化性樹脂組成物
US5973834A (en) * 1997-12-19 1999-10-26 Polaroid Corporation Method for the manufacture of a light-polarizing polyvinylene sheet
TW554025B (en) 2000-04-13 2003-09-21 Lintec Corp Adhesive compositions and adhesive optical elements using thereof
JP4982923B2 (ja) * 2000-08-15 2012-07-25 Ｊｓｒ株式会社 光ディスク用接着剤組成物
EP1268699B1 (en) 2000-12-21 2007-06-13 LG Chem Ltd. Acrylic adhesive compositions for polarizing film and the polarizer film using the same
US20050073065A1 (en) 2002-04-06 2005-04-07 Mack Jon M. Process for making an intrinsic polarizer
US7927703B2 (en) 2003-04-11 2011-04-19 3M Innovative Properties Company Adhesive blends, articles, and methods
US20070272354A9 (en) 2004-11-22 2007-11-29 Yongcai Wang Cover sheet comprising an adhesion promoting layer for a polarizer and method of making the same
US7391569B2 (en) * 2004-12-29 2008-06-24 3M Innovative Properties Company Projection system including intrinsic polarizer
TWI288168B (en) 2005-01-11 2007-10-11 Optimax Tech Corp Adhesive for polarizer
US20060225831A1 (en) 2005-04-08 2006-10-12 Herong Lei Process for forming polarizer plate
JP4736562B2 (ja) * 2005-06-23 2011-07-27 コニカミノルタオプト株式会社 偏光板及び表示装置
WO2007029936A1 (en) 2005-09-05 2007-03-15 Lg Chem, Ltd. Acrylic pressure-sensitive adhesive composition for polarizing film

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5484864A (en) * 1994-01-26 1996-01-16 Caschem, Inc. Urethane adhesive compositions
US5910522A (en) * 1995-04-03 1999-06-08 Institut Fur Neue Materialien Gemeinnutzige Gmbh Composite adhesive for optical and opto-electronic applications
US6337118B1 (en) * 1998-08-20 2002-01-08 Jsr Corporation Adhesive for optical disks
CN1667071A (zh) * 2004-03-08 2005-09-14 日东电工株式会社 粘合剂组合物、粘合片类以及表面保护薄膜

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009059157A1 (en) 2009-05-07
JP5099228B2 (ja) 2012-12-19
CN101842725A (zh) 2010-09-22
US7846541B2 (en) 2010-12-07
JP2011503646A (ja) 2011-01-27
US20090117378A1 (en) 2009-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101842725B (zh) 具有光学粘合剂层和偏振器的光学元件
CN104419331B (zh) 光固化性粘接剂组合物、偏光板及其制造方法、光学构件以及液晶显示装置
CN112724870B (zh) 透明粘合片材
CN102791816B (zh) 光学的压敏粘合片
WO2009099049A1 (ja) 偏光板、光学部材および液晶表示装置
JP2009104002A (ja) 画像表示装置用保護フィルム及びそれを含む画像表示装置
KR20150046044A (ko) 디스플레이 적용을 위한 액체 광학적으로 투명한 광경화성 접착제
TW201908401A (zh) 光學膜、防眩性膜及偏光板
CN104937059A (zh) 透明双面粘接片、使用该透明双面粘接片的用于构成图像显示装置的叠层体、该叠层体的制造方法、以及使用该叠层体而形成的图像显示装置
CN102388324A (zh) 具有显示面板的光学组件及其制备和拆卸方法
CN104718472A (zh) 包含硬涂膜的偏光板
CN103374274A (zh) 压敏胶粘剂组合物和压敏胶粘片
CN102177211A (zh) 可光致固化的涂料组合物
CN106716196A (zh) 偏振膜的制造方法
JP2016522838A (ja) 偏光子保護フィルム用樹脂組成物、偏光子保護フィルム、これを含む偏光板および偏光板の製造方法
WO2008066157A1 (fr) Film protecteur pour plaque polarisante, plaque polarisante et écran tactile résistif
JP2007114270A (ja) 光学フィルムの製造方法
JP6455993B2 (ja) 偏光子保護フィルム用樹脂組成物、偏光子保護フィルム、これを含む偏光板および偏光板の製造方法
CN112334799B (zh) 起偏镜、偏振膜、光学膜、以及图像显示装置
JP2013107281A (ja) 積層体
JP2008183812A (ja) 液晶フィルムの製造方法および光学素子用積層フィルム
WO2014157964A1 (ko) 편광자 보호 필름용 수지 조성물, 편광자 보호 필름, 이를 포함하는 편광판 및 편광판의 제조방법
KR101937566B1 (ko) 광학투명점착시트, 이를 제조하기 위한 조성물 및 이를 이용한 표시장치
TW201721192A (zh) 複合偏光板及使用該偏光板之液晶面板
JP2006284735A (ja) 液晶フィルムおよび光学素子用積層フィルム

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130313

Termination date: 20141031

EXPY Termination of patent right or utility model