CN105593323A - 包含聚丙烯酸酯压敏底漆以及含聚丙烯酸酯组分的粘合剂的制品 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种制品，所述制品包括基底、设置于所述基底上的压敏聚丙烯酸酯底漆层以及设置到所述底漆层上的粘合剂层；其中所述粘合剂层包含聚丙烯酸酯组分。所述粘合剂层通常还粘结至第二基底或隔离衬片。在一些实施例中，至少一个基底还包括微结构化表面层，并且所述底漆层粘结至所述微结构化表面层。在其他实施例中，所述粘合剂层还粘结至(例如，柱子)结构。在一些实施例中，所述制品为光学膜或光学膜叠层。本发明还描述了制备(例如，被粘合剂涂覆的)制品的方法。

Description

包含聚丙烯酸酯压敏底漆以及含聚丙烯酸酯组分的粘合剂的制品
发明内容
在一个实施例中，描述了一种制品，该制品包括基底、设置于基底上的压敏聚丙烯酸酯底漆层以及设置到底漆层上的粘合剂层；其中粘合剂层包含聚丙烯酸酯组分。粘合剂层通常还粘结至第二基底或隔离衬片。在一些实施例中，至少一个基底还包括微结构化表面层，并且底漆层粘结至微结构化表面层。在其他实施例中，粘合剂层还粘结至(例如，柱子)结构。在一些实施例中，所述制品为光学膜或光学膜叠层。
在另一个实施例中，描述了一种制备(例如，涂覆有粘合剂的)制品的方法，该方法包括在基底上涂覆底漆层，该底漆层包含聚丙烯酸酯压敏粘合剂；以及将粘合剂层设置到底漆层上，其中粘合剂组合物包含聚丙烯酸酯组分。
附图说明
图1为第一基底、底漆层、粘合剂层和第二基底的剖视图；
图2为包括微结构化表面层的第一基底、底漆层、粘合剂层和第二基底的剖视图；
图3为导光膜的示意性侧视图；
图4为部分穿入光学层的单一分立结构的示意性侧视图；
图5A和图5B为导光膜的示意性三维视图；
图6为导光膜的示意性侧视图；
图7A和图7B为光学叠层的示意性侧视图；
图8为导光膜的示意性侧视图；
图9为光学叠层的示意性侧视图；
图10为显示系统的示意性侧视图；
图11为另一个光学叠层的示意性侧视图；
图12为适于测量光学增益的光学系统的示意性侧视图；
图13为另一个光学叠层的示意性侧视图。
具体实施方式
参见图1，本发明整体涉及制品200，该制品包括基底220、设置于该基底上的聚丙烯酸酯压敏底漆层225以及设置于该底漆层上的粘合剂层250。该粘合剂层包含聚丙烯酸酯组分。粘合剂层通常还粘结至(例如，第二)基底221，或者隔离衬片(未示出)可代替基底221而设置于粘合剂层250上。
参见图2，在一个实施例中，基底220还包括微结构化(例如，漫射)层222。聚丙烯酸酯压敏底漆层225设置于微结构化(例如，漫射)层上，并且粘合剂层250设置于底漆层上。粘合剂层通常还粘结至(例如，第二)基底221，或者隔离衬片(未示出)可代替基底221而设置于粘合剂层250上。基底221可以是与基底220相同的基底或不同的基底。
在一些实施例中，第二基底包括微结构化(例如，漫射)层222。选择该命名规范，以符合WO2012/138495中所采用的命名规范。然而，在其他实施例中，包含底漆的基底为“第一基底”。在该实施例中，在第一基底或第二基底上包含微结构化(例如，漫射)层是任选的。
对于在第一基底或第二基底上包括微结构化(例如，漫射)层的实施例，基底220和/或基底221的表面可以是粗糙的或纹理化的，以提供微结构化(例如，漫射)层(例如，222)。这可以通过本领域已知的多种方式实现，包括使用已经通过喷砂处理或以其他方式粗糙化的合适工具将下面层一起压印。
微结构化(例如，漫射)层222还可通过将涂料组合物施涂于基底220和/或基底221来制备，所述涂料组合物包含合适尺寸的颗粒诸如石英砂、玻璃珠、或聚合物珠。平均粒度通常在约1微米至10微米的范围内。这种颗粒的浓度可以在微结构化(例如，漫射)层222的至少2重量％至约10重量％或更大的范围内。当其浓度小于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％)时，该浓度通常不足以使光泽度以理想的程度降低(还会使雾度增加)。
在另一个实施例中，微结构化(例如，漫射)层(例如，222)通常可使用工具采用微复制法通过浇注和固化可聚合树脂组合物以与工具表面接触来制造，诸如美国专利No.5,175,030(Lu等人)和No.5,183,597(Lu)中所述。可使用任何可用的制造方法，诸如通过使用雕刻或金刚石车削来制造工具。示例性金刚石车削系统和方法可包括和利用快速刀具伺服机构(FTS)，如WO2010/141345中所述；该专利以引用方式并入本文。另选地，该工具可以通过电沉积制成。在一个实施例中，该工具的制备方法为：通过使用第一电镀工艺电沉积金属以形成第一金属层，使第一层的第一主表面具有第一平均粗糙度；以及通过使用第二电镀工艺将金属电沉积在第一层的第一主表面上以在第一主表面上形成第二金属层，使第二层的第二主表面具有小于第一平均粗糙度的第二平均粗糙度；如WO2014/081693中所述；该专利以引用方式并入本文。
当使用工具采用微复制法通过浇注和固化可聚合树脂组合物以与工具表面接触来制造微结构化(例如，漫射)层时，该微结构化表面层包括多个峰并且大部分峰(即，至少50％)且通常基本上全部峰不含(例如，嵌入的)哑光颗粒。
基底(220和/或221)将部分地基于预期用途所需的(例如，光学和机械)特性进行选择。这类机械特性通常将包括柔韧性、尺寸稳定性和抗冲击性。对于多数应用而言，基底厚度为至少0.02mm且不大于或小于约0.5mm或0.2mm。基底可任选地经过处理(例如，化学处理、电晕处理(诸如空气或氮气电晕处理)、等离子体、火焰或光化辐射)以改善粘合力。然而，在一些实施例中，基底不通过此类处理来改善粘合力。
在有利的实施例中，基底为光学膜。在一些实施例中，“光学膜”为显示器的光路中的透光膜，与在不存在光学膜的情况下观察显示器相比，光学膜基本上不改变至少一种光学特性。在该实施例中，“光学膜”通常为高度透明的，表现出至少80％、85％或90％的可见光(即400nm至700nm)的透光率。可以用多种已知的技术来测量光学膜的透光率。如本文所用，同轴透光率用可以商品名“Haze-GuardPlus(目录号4725)”从毕克加特纳公司(BYKGardner)商购获得的仪器来测量。通常包括低表面能涂层的防污膜是基本上不改变至少一种光学特性的光学膜的一个示例。
光学膜可以由玻璃或陶瓷材料构成。光学膜常常包含透光性聚合物材料，该材料包括例如乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、三乙酸纤维素、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、间规立构聚苯乙烯、环烯烃共聚物、聚萘二甲酸乙二醇酯和基于萘二甲酸的共聚物或共混物。任选地，光学膜可包含这些材料的合适的混合物或组合。
在有利的实施例中，“光学膜”是指在显示器的光路中的透光膜，与在不存在光学膜的情况下观察显示器相比，光学膜基本上改变至少一个光学特性。此类光学膜的示例包括偏振膜、棱柱膜诸如亮度增强导光膜(如图5A、图5B和图6所示)、以及漫射膜。其他光学膜包括磨砂或防眩膜、防反射膜、光准直膜(也称为防窥滤光器)以及具有降低指纹可见度的涂层的某些膜，诸如美国专利公布No.2012/0154811中所述；该专利公布以引用方式并入本文。降低指纹可见度的膜表现出雾度的降低，初始(模拟)指纹可见度与20分钟时的(模拟)指纹可见度的雾度比小于0.80、0.70、0.60或0.50。
在一些实施例中，单个光学膜可(例如，同时)改变不止一种光学特性。例如，包括微结构化(例如，漫射)层(诸如图5B所示)的亮度增强导光膜可同时改善亮度或“增益”并还用作漫射体。
参见图5B，微结构化(例如，漫射)层222的微结构不同于光学膜的(例如，棱柱)结构2110。在一个方面，微结构化(例如，漫射)层222的微结构形成不规则图案或看似随机的伪随机图案。相比之下，光学膜的(例如，棱柱)结构一般具有标称的规则图案。在另一方面，微结构化(例如，漫射)层222的微结构通常小于光学膜的(例如，棱柱)结构。例如，微结构化(例如，漫射)层222的微结构通常具有不大于5微米的平均峰谷高度；而(例如，棱柱)结构通常具有大于8微米、9微米或10微米的峰谷高度。在一些实施例中，漫射层(包括底漆和粘合剂层)的微结构化表面的特征可在于具有1.5微米至7.5微米的表面粗糙度(Rz)和/或0.75微米至4微米的平均高度；如2013年10月2日提交的专利申请序列号61/885,723所述；该专利申请以引用方式并入本文。在另一方面，光学膜的(例如，棱柱)结构具有基本上相同的倾斜度(例如，顶角为约90°)；而微结构化(例如，漫射)层222具有微结构，该微结构具有不同的倾斜度量值，称为互补累积倾斜度量值分布Fcc(θ)。在一些实施例中，微结构化漫射体具有倾斜度量值分布Fcc(θ)，如先前引用的2013年10月2日提交的专利申请序列号61/885,723所述。在许多实施例中，微结构化漫射体中至少90％的微结构具有小于20度或15度的倾斜度量值。
对于其中基底为光学膜的实施例，粘合剂的特征可在于光学粘合剂，意指它在未固化和固化这两种状态或其中一种状态下为光学透射的，例如光学清晰的。光学清晰度允许粘合剂用于制备光学元件。粘合剂还可在正常使用条件下保持光学清晰度(例如透射度)持续可用的时间段，如一些加速老化测试所表明。优选的(例如，未固化的)光学粘合剂可表现出至少约90％的透光率。在固化后，如根据ASTM-D1003-95所测量，固化粘合剂的光学清晰度可在相同范围内。
粘合剂(在不存在合适尺寸的颗粒以提高雾度的情况下)通常具有小于约2％的雾度和小于约1％的不透明度。然而，可加入合适尺寸的颗粒(如上文针对微结构化表面层所述)以将雾度提高到至少2％、或5％、或10％。对于大部分用途，雾度通常小于50％、45％或40％。
包含互穿聚合物网络(IPN)的固化粘合剂层是用于粘结基底(例如，光学叠层)和中间体的粘合剂层的有利粘合剂组合物。一种有利的粘合剂组合物包含聚丙烯酸酯和可聚合单体，其中在固化后，所述粘合剂形成互穿聚合物网络(IPN)。
存在至少两类互穿聚合物网络，即不在组分之间反应的互穿聚合物网络和在不同组分之间反应而形成化学键的互穿聚合物网络(相互反应的IPN)。特别地，IPN的一种形式包含聚丙烯酸酯聚合物和聚合单体(例如环氧树脂或多(甲基丙烯酸酯))，所述聚合单体将聚合物链缠结成机械缠结的网状物。IPN的机械缠结增加粘合剂的强度和完整性并且可以防止相分离和清晰度损耗。根据本发明的IPN的第二种形式包括相互反应后的互穿聚合物网络，其中所述环氧树脂组分与所述聚丙烯酸酯组分直接地或间接地化学键合。此处，可聚合单体含有可与聚丙烯酸酯直接地或间接地反应的反应性官能团。例如，环氧基团可直接与聚丙烯酸酯组分的羟基或酸性官能团反应。或者，聚丙烯酸酯和环氧树脂组分可化学键合至中间化学组分，所述中间化学组分诸如二官能或多官能聚合物、交联剂、大分子单体或低聚物。中间化学组分以化学方式将环氧树脂组分连接至聚丙烯酸酯，从而产生IPN。
底漆层和粘合剂层均包含聚丙烯酸酯。由至少50重量％的一种或多种此类(甲基)丙烯酸酯单体制备的聚合物将统称为“聚丙烯酸酯”。丙烯酸酯单体和甲基丙烯酸酯单体在本文中统称为(甲基)丙烯酸酯单体。聚合物可为均聚物或共聚物，任选地与其他非(甲基)丙烯酸酯烯键式不饱和单体(诸如乙烯基不饱和单体)组合。聚丙烯酸酯在与粘合剂的可聚合单体混合之前发生聚合。聚丙烯酸酯通常在与底漆的含氮聚合物混合之前发生聚合。
根据本发明的可用的聚丙烯酸酯聚合物的具体示例包括由可自由基聚合的丙烯酸酯单体或低聚物制备的那些，诸如美国专利5,252,694第5栏第35-68行中所述。虽然本发明可用任何种类的不同(甲基)丙烯酸酯单体和聚丙烯酸酯来实现，但在一个有利的实施例中，聚丙烯酸酯包含一个或多个反应性官能团，所述反应性官能团可发生反应以使得聚丙烯酸酯直接地或间接地连接至环氧树脂组分，即用于将聚丙烯酸酯连接至环氧树脂组分以产生互穿聚合物网络。这些反应性官能团可以是任何已知反应性基团，例如羟基(-OH)或酸性(例如羧基，-COOH)反应性基团。所述基团可例如通过在制备聚丙烯酸酯时包含适当单体(诸如丙烯酸单体)而被包含于聚丙烯酸酯中。或者，聚丙烯酸酯与环氧树脂之间的此相互反应可通过使用双官能单体或多官能单体(诸如环氧丙烯酸酯)结合可与聚丙烯酸酯反应的接枝基团而实现。可用单体的示例特别(但非排他地)包括以下类别：
(i)烷基醇(优选非叔醇)的丙烯酸酯，其中所述醇含有1至14(优选4至14)个碳原子，包括例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异壬酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸苯氧乙酯、丙烯酸癸酯和丙烯酸十二烷基酯；
(ii)烷基醇(优选非叔醇)的甲基丙烯酸酯，其中所述醇含有1至14(优选4至14)个碳原子，包括例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯和甲基丙烯酸叔丁酯；
(iii)诸如1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、多种丁基二醇、多种己二醇、甘油的多羟基烷基醇的(甲基)丙烯酸单酯，使得所得的酯被称为羟烷基(甲基)丙烯酸酯。
通常选择底漆层和粘合剂层两者的聚丙烯酸酯组分的单体重复单元，使得聚丙烯酸酯组分为压敏粘合剂。
底漆层为聚丙烯酸酯压敏粘合剂。在一些实施例中，粘合剂的聚丙烯酸酯组分也是压敏粘合剂。
压敏粘合剂(PSA)组合物是本领域普通技术人员所熟知的，具有包括如下的特性：(1)干粘性和永久粘性，(2)在不超过手指压力下具有粘附性，(3)足以保持到粘附体上的能力；以及(4)足够的内聚强度。已发现作为PSA充分发挥作用的材料包含经设计和配制以表现出所需粘弹特性的聚合物，所述粘弹特性实现粘着力、剥离粘合力与剪切保持力的所期望的平衡。在1Hz的频率下，压敏粘合剂底漆在施涂温度(通常室温25℃)的模量小于3×106达因/cm。在一些实施例中，在1Hz的频率下，压敏粘合剂底漆在施涂温度，通常室温(25℃)下的模量小于2×106达因/cm或1×106达因/cm。
虽然粘合剂层可包含聚丙烯酸酯压敏粘合剂作为一种组分，但是在粘合剂层的可聚合组分固化后，经固化的粘合剂层具有高于压敏粘合剂的模量。在固化之前，粘合剂的聚丙烯酸酯组分通常在25℃下也具有相同的PSA模量特性，如针对底漆所述。
聚丙烯酸酯的PSA特性通常通过包含足量的含C4-C12烷基的单体重复单元而提供。此类烷基基团通常为支链的。在一些实施例中，聚丙烯酸酯包含异辛基重复单元。在另一些实施例中，聚丙烯酸酯包含丁基和/或己基重复单元。在又一些实施例中，聚丙烯酸酯包含C4-C12烷基(诸如己基和丁基)的组合。C4-C12烷基单体重复单元的量(重量百分比)可根据聚丙烯酸酯中存在的C4-C12烷基的链长而变化。就异辛基而言，其浓度通常为聚丙烯酸酯的至少50重量％至60重量％。然而，当C4-C12烷基具有大于辛基的链长时，浓度可以更低。另外，当C4-C12烷基具有小于辛基的链长时，浓度可以更高。因此，C4-C12烷基重复单元的浓度可在聚丙烯酸酯的约40重量％至约70重量％的范围内。
对于还包含可共聚单体的总粘合剂组合物或固化粘合剂层，C4-C12烷基重复单元(诸如异辛基)的浓度通常在约15重量％至50重量％的范围内。
聚丙烯酸酯还通常包含衍生自丙烯酸的重复单元。衍生自丙烯酸的重复单元的浓度通常在0重量％至15重量％的范围内。在一个实施例中，环氧单体的环氧乙烷部分与聚丙烯酸酯的丙烯酸部分共聚合，形成相互反应后的互穿聚合物网络。
通过包含足量的聚丙烯酸酯，未固化的粘合剂通常具有足够压敏性。这使得未固化的粘合剂能够便利并精确地施用和设置在例如基底与待粘结至基底的材料(例如，另一基底)之间。随后，可将可固化粘合剂固化以形成结构化粘结。在一些实施例中，经固化的粘合剂在该粘合剂已固化后不再表现出压敏粘合剂特性。
粘合剂组合物或固化粘合剂层通常包含至少35重量％或40重量％的聚丙烯酸酯。另外，当利用环氧树脂作为粘合剂层的可聚合单体时，聚丙烯酸酯的浓度一般不大于70重量％或75重量％。然而，当利用多(甲基)丙烯酸酯作为粘合剂层的可聚合单体时，经固化的粘合剂层可包含80％、85％、90％、95％、甚至100％的聚丙烯酸酯。当粘合剂组合物或经固化的粘合剂层包含填料时，这种浓度是指粘合剂组合物或经固化的粘合剂层的未填充部分。
底漆层中聚丙烯酸酯压敏粘合剂的浓度一般为至少75％、80％、85％、90％、95％或更大百分比的聚丙烯酸酯。底漆可以仅包含聚丙烯酸酯和含氮聚合物，而不含其他有机组分或无机组分。
粘合剂组合物包含至少一种可聚合单体。在一些实施例中，使用单一单体。在其他实施例中，使用单体的混合物。单体或单体的混合物在室温(例如，25℃)下通常为液体；而聚丙烯酸酯组分在室温下为固体。单体被选择成使得聚丙烯酸酯溶解于单体中。因此，可聚合单体的这一功能被用作聚丙烯酸酯的活性稀释剂。无意于受理论束缚，在固化前稀释聚丙烯酸酯(暂时)会降低聚丙烯酸酯的模量，该模量可适应部分地穿入粘合剂层的单一结构。
未固化粘合剂中可聚合单体(或固化粘合剂的已聚合单体)的浓度通常为至少20重量％或25重量％。另外，可聚合单体的浓度通常不大于60重量％或65重量％。
在一个有利的实施例中，可聚合单体包含官能团(诸如环氧基或(甲基)丙烯酸酯基)。可聚合单体的分子量通常小于每个可阳离子聚合基团150克/摩尔，并且优选小于每个官能团145克/摩尔或140克/摩尔。在一些实施例中，可聚合单体的分子量除以可阳离子聚合基团的数目为至少110克/摩尔、115克/摩尔、或120克/摩尔。每个官能团的可聚合单体的分子量通常为至少90克/摩尔。
根据本发明适用的环氧树脂材料也应当为化学以及粘合剂和结构粘合剂领域的普通技术人员所认识。此类环氧树脂材料包括可阳离子聚合单体，各种各样的可阳离子聚合单体为化学和粘合剂领域所熟知。可用环氧树脂组分的一般示例包括环氧单体和大分子单体以及多官能环氧树脂交联剂。在一些实施例中，环氧单体或大分子单体为脂族并且可包含环状脂族基团。在其他实施例中，环氧单体或大分子单体包含芳族基团。双酚F环氧树脂和尤其是双酚A环氧树脂可从若干供应商购得。
在一个实施例中，粘合剂的可聚合单体为(例如，环状)脂族环氧单体，诸如可以商品名“Uvacure1500”从美国新泽西州伍德兰帕克的氰特工业公司(CytecIndustries,WoodlandParkNJ)商购获得。
在另一个实施例中，粘合剂的可聚合单体为乙二醇环氧单体，诸如可以商品名“D.E.R.736”从陶氏化学公司(DowChemical)商购获得。
在其他实施例中，粘合剂组合物包含聚丙烯酸酯(例如，PSA聚合物)和多(甲基)丙烯酸酯可聚合单体。在此实施例中，粘合剂组合物通常包含用于固化多(甲基)丙烯酸酯的自由基引发剂。
多(甲基)丙烯酸酯包含至少两个可聚合(甲基)丙烯酸酯基，包括二官能化(甲基)丙烯酸酯化合物、三官能化(甲基)丙烯酸酯化合物等。然而，具有至少三个(甲基)丙烯酸酯基团的(甲基)丙烯酸酯单体(一般称为交联剂)优选用于获得每个官能团(例如，(甲基)丙烯酸酯)小于150克/摩尔的有利分子量，如前文所述。优选交联剂的示例包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯、丙氧基化季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯和二(三羟甲基丙烷)四(甲基)丙烯酸酯。可以采用任何一种交联剂或多种交联剂的组合。
至少一种引发剂被包含于粘合剂中以固化粘合剂。按优选的总粘合剂组合物的重量计，引发剂的典型含量可在约0.1至约5重量份、约0.5至约3重量份的范围内。
可用的阳离子光引发剂包括多种已知可用于固化环氧树脂的材料中的任何一种，包括诸如盐和某些有机金属络合物的示例。示例性有机金属络合物以及其与许多环氧树脂和丙烯酸酯一起使用的描述可见于例如美国专利No.5,252,694、No.5,897,727和No.6,180,200，这些专利的全部公开内容以引用方式并入本文。
示例性盐已被描述为具有结构AX，其中：A可为有机阳离子，例如，选自重氮、碘和锍阳离子，优选地选自二苯基碘、三苯基锍、和苯基噻吩基二苯基锍；并且X为阴离子，盐的抗衡离子包括那些其中X为有机磺酸根、或卤化金属或类金属的离子。
尤其可用的盐包括但不限于芳基重氮盐、二芳基碘盐和三芳基锍盐。盐的另外示例在美国专利No.5,086,086(第4栏第29-61行)中有所描述，该专利的全部公开内容以引用方式并入本文。
可用于将聚丙烯酸酯与接枝剂和/或环氧丙烯酸酯、或多官能丙烯酸酯交联剂一起聚合的自由基光引发剂包括安息香醚，诸如安息香甲醚或安息香异丙醚；被取代的安息香醚，诸如茴香偶姻甲醚；被取代的苯乙酮，诸如2,2-二乙氧基苯乙酮和2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮；被取代的α-酮醇，诸如2-甲基-2-羟基苯丙酮；芳族磺酰氯，诸如2-萘-磺酰氯；和光活性肟，诸如1-苯基-1,2-丙二酮-2(O-乙氧基羰基)-肟。在一些实施例中，自由基光引发剂为氧化膦，诸如2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦和双(2,4,6-三曱基苯甲酰基)-苯基氧化膦。
光敏剂可被用于可固化粘合剂组合物中。光敏剂可被用于改变光引发剂的波长敏感性。光敏剂的代表性示例包括蒽、二苯甲酮、二萘嵌苯、吩噻嗪、呫吨酮、噻吨酮、苯乙酮、芴酮、蒽醌、9-甲基蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、樟脑醌和1,3-二苯基异苯并呋喃。
可被包含在可固化粘合剂中的其他材料包括一元醇和多元醇、增粘剂、加固剂和其他调节剂，其中一些可以与可自由基聚合单体或可阳离子聚合单体、低聚物或者聚合物共聚合，或者独立地聚合。当存在时，此类光学材料通常以不大于5重量％或10重量％的量被使用。在有利实施例中，粘合剂不含在环境温度下为液体的增粘剂和增塑剂，因为包含此类物质会在老化后降低弹性模量和/或增加蠕变。
在一些实施例中，经固化的粘合剂组合物可通过使用动态力学分析进行表征。经固化的粘合剂的弹性模量通常为至少100MPa。在一些实施例中，弹性模量为至少200MPa、或300MPa、或400MPa、或500MPa。弹性模量通常不大于2000MPa。在25℃下的弹性模量(E’)据推测与保持亮度和/或随着老化过程的穿入至少部分地相关。
在一些实施例中，在25℃和3％/min的应变速率下的平均韧度通常为至少1MJ/m3。在一些实施例中，平均韧度为至少2MJ/m3、或3MJ/m3、或4MJ/m3、或5MJ/m3。平均韧度通常不大于15MJ/m3。
在一些实施例中，经固化的粘合剂组合物的伸长率据推测与剥离强度至少部分地相关。在一些实施例中，在25℃和3％/min的应变速率下的平均断裂伸长率为至少15％或20％，并且在一些实施例中，为至少25％、50％或至少约100％。平均断裂伸长率通常不大于300％。
为了获得薄粘合剂层，粘合剂涂料组合物通常包含量在85％至97％的溶剂(即不是反应性稀释剂)。代表性溶剂优选有机溶剂，包括丙酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、庚烷、甲苯、环戊酮、乙酸甲氧乙酯、二氯甲烷、硝基甲烷、甲酸甲酯、γ-丁内酯、丙二醇碳酸酯和1,2-二甲氧基乙烷(甘醇二甲醚)。在典型工艺中，通过干燥移除溶剂以产生薄粘合剂。
可固化粘合剂组合物可通过混合聚丙烯酸酯组分、(例如，环氧)可聚合单体等的常规方法进行制备。请参见例如美国专利No.5,252,694和美国专利No.6,180,200。
制备(例如，光学叠层)制品或中间体的方法一般包括通过将粘合剂层直接涂覆和设置(优选地通过直接涂覆)到底漆层上，从而将底漆层设置到基底上。另选地，在一些实施例中，粘合剂可首先施涂于隔离衬片上，该隔离衬片然后与底漆层接触。之后，可剥去隔离衬片以暴露光学粘合剂层2060的主表面(例如，图7A和图7B的2061)，该主表面可以例如粘结至另一个(例如，光学膜)基底或表面。用于从隔离衬片剥离光学粘合剂层的剥离力通常小于约50克力/英寸。
底漆和可固化粘合剂组合物可通过任何常规的施涂方法来施涂，这些方法包括但不限于凹版涂布、淋幕式涂布、槽式涂布、旋涂、丝网涂布、转移涂布、刷涂或辊涂等等。在一些实施例中，底漆层具有1/4波或多个1/4波(例如，1/2波、3/4波)的光学厚度。在该实施例中，第二光学基底与底漆层的组合或微结构化表面层与底漆层的组合可提供抗反射性。在典型实施例中，所述(即，干燥的)底漆层和(即，干燥的)粘合剂层独立地具有至少0.5微米、0.6微米、0.7微米、0.8微米、0.9微米或1微米的厚度。在一些实施例中，所述(即，干燥的)底漆层和(即，干燥的)粘合剂层独立地具有至少1.5微米、2微米、2.5微米、3微米、3.5微米、4微米、4.5微米或5微米的厚度。所述(即，干燥的)粘合剂层通常具有大于底漆的厚度。在一些实施例中，所述(即，干燥的)底漆层与粘合剂层的组合不大于约20微米、15微米或10微米。
一旦光学叠层已被组装，粘合剂将被固化，通常通过光固化进行固化。提供200nm至800nm波长区域内的光的照射源可有效固化根据本发明的粘合剂。底漆可任选地与粘合剂同时固化。优选的波长区域在250nm至700nm之间。合适辐射源包括汞蒸汽放电灯、碳弧、石英卤素灯、钨丝灯、氙气灯、荧光灯、激光、日光等。实现聚合所需的曝光量可取决于以下因素，诸如具体可自由基聚合单体和可阳离子聚合单体的种类和浓度、暴露材料的厚度、基底类型、辐射源的强度和与辐射相关的热量。
在一种制备光学构造的方法中，该方法包括将底漆层和粘合剂组合物施涂于基底(例如，基底的微结构化表面)；使突起结构与基底接触，由此使得该结构部分地穿入粘合剂层，从而在粘合剂层与第一表面之间形成间距；以及固化粘合剂。该间距通常填充有空气。参见图7A和图7B，包括(例如，光学)粘合剂层2060的主表面2061的平面的大部分区域可与空气接触，而不接触第二基底或第二基底的(例如，柱子)结构。在该实施例中，(例如，光学)粘合剂层2060的主表面2061的少于50％、40％、30％、20％或10％的总表面积可与第二基底或第二基底的(例如，柱子)结构接触。
在其他实施例中，压敏聚丙烯酸酯底漆可改善粘合力使得难以粘结基底(例如，不含结构或微结构表面)诸如PEN。
在一些实施例中，底漆层225任选地包含分散于聚丙烯酸酯(例如，压敏)粘合剂中的微量含氮聚合物。
多种含氮聚合物可用于粘合剂组合物中。含氮聚合物包括均聚物和共聚物，该均聚物和共聚物包含仅具有一对游离的(即，未键合的)电子对的氮原子，或者与相邻的双键氧原子结合的氮原子。
尽管无意于受理论的束缚，在一些实施例中，认为含氮聚合物可防止存在于底漆界面处的粘合剂组合物中的可阳离子聚合单体发生聚合。这继而形成具有梯度特性的粘合剂层，其中粘合剂具有较低的模量，并且使底漆界面处的压敏性越来越大。粘合剂使得在相对的粘合剂层界面的方向上的硬度增大，该相对的粘合剂层界面接触第一基底(例如，第一基底的棱柱或柱子结构)。
底漆层可任选地包含以底漆组合物的至少约0.5重量％、1.0重量％、2重量％(即，固体)且通常不大于约10重量％、9重量％、8重量％、7重量％、6重量％或5重量％的量存在的一种或多种含氮聚合物。当聚合物为共聚物时，甚至可采用更高的浓度。例如，其中含氮单体与不含前述氮原子的第二个共聚单体的重量比为1:1的共聚物相比于其含氮聚合物，将通常以两倍的浓度来使用。
含氮聚合物具有大于制备该聚合物所用单体物质的重均分子量(Mw)。示例性含氮单体包括例如含n-乙烯基的单体，诸如乙烯基己内酰胺和乙烯基吡咯烷酮，含(例如，侧基式)含氮部分的(甲基)丙烯酸酯单体，诸如N,N-二甲氨基乙基丙烯酸酯以及丙烯腈。乙基唑啉为另一种含氮单体。合适的含氮单体(任选地与共聚单体结合)可以在加入聚丙烯酸酯以及底漆组合物的任何其他任选成分之前发生聚合(例如，原位聚合)。
各种含氮聚合物可从若干来源商购获得。例如，乙烯基吡咯烷酮(PVP)和乙酸乙烯酯(VA)共聚物可从美国新泽西州韦恩的国际特品公司(InternationalSpecialtiesProducts,Wayne,NJ)以商品名“PVPNA”商购获得，也可从美国新泽西州芒特奥利夫的巴斯夫公司(BASF,MountOlive,NJ)以商品名“LuviskolVa”和“Kollidon”商购获得。聚(乙烯基己内酰胺)均聚物可从巴斯夫公司(BASF)以商品名“LuviskolPlus”商购获得。另外，乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己内酰胺和二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯的三元共聚物可从美国德克萨斯州德克萨斯城的国际特品公司(InternationalSpecialtyProducts,TexasCity,Tex.)以商品名“AdvantageS”商购获得。乙基唑啉和取代的乙基唑啉的线性聚合物也可从国际特品公司(InternationalSpecialtyProducts)以商品名“Aquazol”商购获得。另外，丙烯腈-苯乙烯共聚物和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物可从美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(DowChemicals,Midland,MI)分别以商品名“Tyril”和“Magnum”商购获得。在一些实施例中，含氮聚合物不含可聚合(例如，烯键式不饱和)基团。
例如使用聚环氧乙烷标样采用GPC法测得，含氮均聚物或共聚物通常具有至少约2000克/摩尔的分子量。通常，分子量为至少5000克/摩尔、10000克/摩尔、15000克/摩尔或20000克/摩尔。虽然分子量可为至多约1百万克/摩尔，但通常分子量不大于约500000克/摩尔或250000克/摩尔。使用含氮聚合物能够有利地得到较低的残余单体含量。例如，底漆层的残余含氮单体含量通常小于50ppm，往往小于25ppm，并且优选地小于10ppm。
在一些实施例中，尤其是就其中光学质量非常重要的粘结光学膜或其他制品而言，当使用时，含氮聚合物可溶于聚丙烯酸酯底漆组合物中。当粘合剂的单体已发生聚合后，含氮聚合物可加入聚丙烯酸酯(例如，PSA)。所谓“可溶性”意指含氮聚合物溶解于底漆(包括溶剂)的聚丙烯酸酯组分中，使得其形成光学均匀透明的溶液，如可通过观察3英寸直径试管中的组合物来检测。除了含有可溶性含氮聚合物的底漆组合物为均匀透明的之外，这种组合物也是稳定的，意即在环境温度下储存6个月或更长时间后(例如1-2年)组合物不会分离。
本文所公开的(例如，导光)光学膜和光学叠层可用于可能期望增加亮度、减少单独的元件数或层数、和降低总体厚度的任何应用中。示例性应用包括电视机、计算机监视器、投影仪、便携式显示器(诸如便携式视频播放器)和手持装置(诸如手机)。其他示例性应用包括大显示器(诸如大面积电视机)和小显示器(诸如手机显示器)。其他示例性应用包括用于显示图像或信息的显示器或者一般照明光学系统。
在一些实施例中，光学膜叠层包括被设计成用来提高增益的单个导光(例如，棱柱)膜以及非棱柱型微结构化漫射体。在其他实施例中，光学叠层包括被设计从用来提高增益的至少两个导光(例如，棱柱)膜。棱柱膜通常堆叠起来，使得第一棱柱膜的顶端与第二棱柱膜的顶端正交。在一个实施例中，光学膜或光学膜叠层包括光学非活性粘结部分，如WO2011/130155、WO2011/130144、WO2011/130151和WO2013/138495中所述。
在一个实施例中，第一光学膜包括具有突起的光学部件，诸如具有多个用于导光和/或循环利用光的单一分立结构的导光膜的光学活性结构。光学膜可粘结至表面，诸如第一光学膜的主表面，或包含底漆层和设置于底漆层上的(例如，光学)粘合剂层的玻璃。单一分立结构部分地穿入具有高剥离强度的(例如，光学)粘合剂层中。在穿入光学粘合剂中的状态下所述结构在初始时和老化后无变化或很少变化，这种变化可导致光学特性(诸如光学增益或有效光学透射)损耗。
所述结构包括被设计成主要用来提供光学增益的光学活性部分。包括多个结构的各种光学膜是已知的。一种有利类型的结构为棱柱微结构。
在一些实施例中，整个结构(例如结构化表面)具有光学活性的。在有利实施例中，第一光学膜或结构的至少一部分包括粘结部分。粘结部分穿入粘合剂层。在有利实施例中，所述结构的光学活性部分未穿入粘合剂层。
图3为包括第一结构化主表面110和相对的第二主表面120的导光膜100的示意性侧视图。第一结构化主表面110包括多个单一分立结构150。各个单一分立结构150包括上部或粘结部分170以及下部或导光部分160。如本文所用，单一结构是指作为单个单元的结构，其中所述结构的不同部分或区段之间不存在内部或内面的物理界面或可察觉界面。换句话讲，单一结构不包括任何界面，诸如所述结构的内部内的清晰界面、梯度界面、或分布式界面。在一些情况下，单一结构由相同的材料组成制备，这意味着所述结构内的不同位置或部分具有相同的材料组成和相同的折射率。在一些情况下，单一结构可具有不均一的材料组成或折射率分布。例如，在一些情况下，单一结构可沿着例如所述单一结构的厚度方向具有梯度折射率分布。
例如，各个单一分立结构150包括上部170和下部160，所述上部和下部形成单个单元且在所述上部与下部之间不存在物理界面或可察觉界面。在一些情况下，上部170和下部160可具有相同的材料组成。在这种情况下，如果可在两个部分之间察觉到界面，则所述结构仍将被视为非单一的。单一结构通常是在单个步骤中制备或制造的，这意味着制造单一结构的过程不能被合理地分割成多个步骤或独立步骤。然而，在一些情况下，可在两个或更多个步骤中制备或制造单一结构。非单一的结构或复合的结构通常是在多个步骤中制备的。
单一分立结构150可具有在应用中可能需要的任何形状，例如任何规则或不规则的形状。例如，在一些情况下，单一分立结构150可以是或可包括三维直线体(诸如，四面体、棱柱、或棱锥)或者此类形体的一部分或组合(诸如，平截头体)。在一些情况下，单一分立结构150可以是或可包括三维曲线体，例如球体、非球体、椭圆体、类球体、抛物体、圆锥体、或圆柱体的片段。在一些情况下，单一分立结构150中的至少一些具有棱柱型面。
单一结构150为分立的，这意味着各个单一结构可被单个地辨认并且可被辨认为与设置在基底130上的其他类似的单一结构分离开。各个单一分立结构150包括被设计成主要用来导光的导光部分160。导光部分160也可被设计成执行其他功能，但导光部分的主要功能为通过例如折射或反射(诸如全内反射)光来重新导向光。
通常，导光部分160可具有在应用中可能需要的任何形状，例如任何规则或不规则的形状。例如，在一些情况下，导光部分160可以是或可包括三维直线体(诸如，四面体、棱柱、或棱锥)或者此类形体的一部分或组合(诸如，平截头体)。在一些情况下，导光部分160可以是或可包括三维曲线体，诸如球体、非球体、椭圆体、类球体、抛物体、圆锥体、或圆柱体的片段。在一些情况下，导光部分160可具有旋转对称的子弹形结构。
导光部分160包括多个第一侧小面162。例如，在示例性导光膜100中，导光部分160A包括第一侧小面162A和相对的第一侧小面162B。通常，导光部分160可具有两个或更多个侧小面。
本文所公开的单一分立结构的导光部分被设计成主要用来通过例如折射或反射来重新导向光。
例如，图4为单一分立结构500的示意性侧视图，所述单一分立结构500包括上部或粘结部分570以及下部或导光部分560，所述导光部分560包括第一侧小面562A和562B并且被设计成主要用来导向光。例如，导光部分560通过下述方式将光线540导向为光线542：首先在侧小面562B处将光线540全内反射为光线541并且随后在侧小面562A处将光线541全内反射为光线542。又如，导光部分560通过在侧小面562A处折射光线545来将光线545导向为光线546。
再次参见图3，导光膜100的单一分立结构150的各个导光部分160具有基面，所述基面为导光部分中平行于导光膜平面的最大横截面并且由导光部分的侧小面来限定。例如，导光部分160具有基面164，所述基面为导光部分在平行于导光膜的平面105的方向上的最大横截面并且由侧小面162C和162D限定。示例性导光膜100限定在xy平面内的导光膜的平面105。
在示例性导光膜100中，基面164包括沿x方向的最小尺寸d1。通常，导光部分的基面的最小尺寸可为在应用中可能需要的任何值或大小。例如，在一些情况下，最小尺寸d1可小于约500微米、或小于约400微米、或小于约350微米、或小于约300微米、或小于约250微米、或小于约200微米、或小于约150微米、或小于约100微米、或小于约90微米、或小于约80微米、或小于约70微米、或小于约60微米、或小于约50微米、或小于约40微米、或小于约30微米、或小于约20微米。
通常，导光部分的基面可具有在应用中可能需要的任何形状(诸如任何规则或不规则的形状)和任意大小的最小尺寸。
通常，导光部分的基面可为线性的，这意味着基面沿其线性方向的尺寸(诸如平均尺寸)显著大于基面沿正交方向的尺寸(诸如平均尺寸)。例如，在这种情况下，基面沿线性方向的平均尺寸与基面沿正交方向的平均尺寸的比率为至少约10、或至少约50、或至少约100、或至少约500、或至少约1000。在一些情况下，诸如当基面沿线性方向的平均尺寸与基面沿正交方向的平均尺寸的比率为至少约10000时，可将基面和导光部分以及与基面相联的单一分立结构视为沿线性方向具有无限或不受限制的量值或尺寸并且沿正交方向具有有限或受限制的量值或尺寸。在一些情况下，导光部分的基面可呈直线图形的形状，诸如多边形。在一些情况下，多边形可为不规则多边形(诸如矩形)或正多边形(诸如，等边三角形、正方形、正六边形、或正八边形)。在一些情况下，基面可为不规则四边形、梯形、平行四边形、菱形、或扁方形。在一些情况下，基面可呈曲线图形的形状，诸如圆、椭圆、或抛物线形。
导光部分160具有最大高度h1，所述最大高度为基面164与粘结部分170之间在垂直于基面164或平面105的方向上的最大尺寸或距离。
在一些情况下，导光部分的各个第一侧小面与导光膜的平面成约30度至约60度范围内的角度。如，在导光膜100中，侧小面162C与导光膜的平面105成角度α1，并且侧小面162D与导光膜的平面105成角度α2，其中α1和α2各自在约30度至约60度的范围内。在一些情况下，导光部分的各个第一侧小面与导光膜的平面成约35度至约55度、或约40度至约50度、或约41度至约49度、或约42度至约48度、或约43度至约47度、或约44度至约46度范围内的角度。在一些情况下，导光部分的各个第一侧小面与导光膜的平面成约45度的角度。例如，在一些情况下，角度α1和α2可各自为约45度。
如图3中所描绘，在有利的实施例中，单一分立结构150可包括被设计成主要用来将导光膜粘结至表面的粘结部分170。在一些情况下，粘结部分170还可执行或被设计成执行其他功能，但导光部分的主要功能为经由例如粘合剂层将导光膜粘结至相邻表面。参见图4，粘结部分570可为光学非活性的或光学活性显著小于导光部分560。粘结部分170设置在导光部分160上。粘结部分170也设置在侧小面162之上和之间。例如，粘结部分170A设置在侧小面162C与162D之上和之间。
通常，粘结部分170可具有在应用中可能需要的任何形状，诸如任何规则或不规则的形状。例如，在一些情况下，粘结部分170可以是或可包括三维直线体(诸如，四面体、棱柱、或棱锥)或者此类形体的一部分或组合(诸如，平截头体)。在一些情况下，粘结部分170可以是或可包括三维曲线体，诸如球体、非球体、椭圆体、类球体、抛物体、圆锥体、或圆柱体的片段。
粘结部分170包括多个侧小面172。例如，在示例性导光膜100中，粘结部分170A包括侧小面172A和相对侧小面172B。通常，粘结部分170可具有两个或更多个侧小面。
本文所公开的单一分立结构的粘结部分被设计成主要用来将导光部分粘结至相邻表面。例如，参见图4，单一分立结构500包括粘结部分570，所述粘结部分包括侧小面572A和572B并且将导光部分560粘结或附接到底漆层600的相邻表面595上。粘结部分570的主要功能为将单一分立结构500或导光部分560粘结至表面595。在一些情况或应用中，粘结部分570也可导光。例如，粘结部分570可将光线550导向为光线551，但这种导光功能并非粘结部分的主要功能。确切地说，导光功能为粘结部分的次要功能。
本文所公开的单一分立结构的粘结部分和导光部分具有许多或多个侧小面。通常，本文所公开的侧小面可具有在应用中可能需要的任何形状，诸如任何规则或不规则的形状。例如，在一些情况下，侧小面可以是或可包括平面部分。
导光膜100的单一分立结构150的各个粘结部分170具有基面，所述基面为粘结部分中平行于导光膜平面的最大横截面并且由粘结部分的侧小面限定。基面174由侧小面172限定。例如，粘结部分170具有基面174，所述基面为粘结部分中平行于导光膜的平面105的最大横截面并且由粘结部分的侧小面172A和172B限定。
在示例性导光膜100中，粘结部分的基面174包括沿x方向的最小尺寸d2。通常，粘结部分的基面可具有在应用中可能需要的任何形状(诸如任何规则或不规则的形状)和任意大小的最小尺寸。通常，粘结部分的基面可为线性的，这意味着基面沿其线性方向的尺寸(诸如平均尺寸)显著大于基面沿正交方向的尺寸(诸如平均尺寸)。例如，在这种情况下，基面沿线性方向的平均尺寸与基面沿正交方向的平均尺寸的比率为至少约10、或至少约50、或至少约100、或至少约500、或至少约1000。在一些情况下，诸如当基面沿线性方向的平均尺寸与基面沿正交方向的平均尺寸的比率为至少约10000时，可将基面、粘结部分以及与基面相联的单一分立结构视为沿线性方向具有无限或不受限制的量值或尺寸并且沿正交方向具有有限或受限制的量值或尺寸。在一些情况下，粘结部分的基面可呈直线图形的形状，诸如多边形。在一些情况下，多边形可为不规则多边形(诸如矩形)或正多边形(诸如，等边三角形、正方形、正六边形、或正八边形)。在一些情况下，基面可为不规则四边形、梯形、平行四边形、菱形、或扁方形。在一些情况下，基面可呈曲线图形的形状，诸如圆、椭圆、或抛物线形。
再次参见图3，粘结部分170具有最大高度h2，所述最大高度是基面174与粘结部分的顶部之间在垂直于导光膜的基面174或平面105的方向上的最大尺寸或距离。通常，本文所公开的粘结部分的高度可沿着一个或多个方向而变化。通常，本发明所公开的线性单一分立结构的高度可保持恒定或沿着单一分立结构的长度而变化。在一些情况下，粘结部分的各个侧小面与导光膜的平面成大于约60度的角度。在一些情况下，粘结部分的各个侧小面与导光膜的平面成大于约65度、或大于约70度、或大于约75度、或大于约80度、或大于约85度的角度。
在一些情况下，本文所公开的导光膜中的各个单一分立结构包括多个侧小面，其中与导光膜的平面成约35度至约55度、或约40度至约50度、或约41度至约49度、或约42度至约48度、或约43度至约47度、或约44度至约46度范围内的角度的侧小面形成或限定单一分立结构的导光部分，并且与导光膜的平面成大于约60度、或大于约65度、或大于约70度、或大于约75度、或大于约80度、或大于约85度的角度的侧小面形成或限定单一分立结构的粘结部分。
在一些情况下，单一分立结构的粘结部分的基面的最小尺寸显著小于单一分立结构的导光部分的基面的最小尺寸。例如，参见图3，在一些情况下，最小尺寸d2显著小于最小尺寸d1。例如，在这种情况下，最小尺寸d2小于最小尺寸d1的约20％、或约18％、或约16％、或约14％、或约12％、或约10％、或约9％、或约8％、或约7％、或约6％、或约5％、或约4％、或约3％、或约2％、或约1％。
在一些情况下，粘结部分170具有大于1的纵横比。例如，在一些情况下，粘结部分170的最大高度h2与粘结部分的第二最小尺寸d2的比率大于1。例如，在这种情况下，比率h2/d2为至少约1.2、或至少约1.4、或至少约1.5、或至少约1.6、或至少约1.8、或至少约2、或至少约2.5、或至少约3、或至少约3.5、或至少约4、或至少约4.5、或至少约5、或至少约5.5、或至少约6、或至少约6.5、或至少约7、或至少约8、或至少约9、或至少约10、或至少约15、或至少约20。
在其他实施例中，第一光学膜包括多个不含粘结部分的结构。在这种实施例中，基本上整个结构可具有光学活性的。
例如，图5A和图5B为导光膜2100的示意性三维视图，所述导光膜包括设置在基底2120上并且沿y方向直线延伸的多个线性棱柱结构2110。
在第一光学膜包括多个不含粘结部分的结构的另一个实例中，图6为导光膜4300的另一个示意性三维视图，所述导光膜包括多个线性棱柱结构(例如4320、4330、4340)。图6与图5A和图5B的不同之处在于棱柱结构并不具有相同高度。相当一部分棱柱具有大于相邻棱柱的高度。在此实施例中，棱柱结构的顶点不是共面的，诸如图6中。
单一分立结构(例如，150、500、4320)可具有在应用中可能需要的任何折射率。例如，在一些情况下，单一分立结构的折射率在约1.4至约1.8、或约1.5至约1.8、或约1.5至约1.7的范围内。在一些情况下，单一分立结构的折射率不小于约1.5、或不小于约1.55、或不小于约1.6、或不小于约1.65、或不小于约1.7。
通常，导光部分可具有多个侧小面。在一些情况下，诸如就线性单一分立结构而言，各个导光部分可包括两个相对的侧小面。
再次参见图3，导光部分160的相对侧小面162限定夹角θ1，该夹角为两个相对的侧小面之间的角度。在一些情况下，夹角θ1在约60度至约120度、或约65度至约115度、或约70度至约110度、或约75度至约105度、或约80度至约100度、或约85度至约95度的范围内。在一些情况下，夹角θ1为约88度、或约89度、或约90度、或约91度、或约92度。
导光部分160A的侧小面162A与垂直于导光膜100或所述导光膜的平面105的法线180成角度θ3。在一些情况下，导光部分的侧小面与导光膜的法线之间的角度θ3在约30度至约60度、或约35度至约55度、或约40度至约50度、或约42度至约48度、或约43度至约47度、或约44度至约46度的范围内。
刚才描述的各种角度也适用于包括不含粘结部分的单一结构的导光膜，诸如图5-6。
粘结部分170的相对侧小面172限定夹角θ2，该夹角为两个相对侧小面之间的角度。在一些情况下，粘结部分的两个相对侧小面之间的夹角θ2小于约40度、或小于约35度、或小于约30度、或小于约25度、或小于约20度、或小于约15度、或小于约12度、或小于约10度、或小于约9度、或小于约8度、或小于约7度、或小于约6度、或小于约5度、或小于约4度、或小于约3度、或小于约2度、或小于约1度。在一些情况下，粘结部分170的相对侧小面172彼此平行。在这种情况下，两个相对侧小面之间的夹角为零。
粘结部分170的侧小面172与垂直于导光膜100或该导光膜的平面105的法线181成角度θ4。在一些情况下，粘结部分170的侧小面172与导光膜100的法线181之间的角度θ4在约0度至约40度、或约0度至约35度、或约0度至约30度、或约0度至约25度、或约0度至约20度、或约0度至约15度、或约0度至约10度、或约0度至约5度的范围内。
在一些情况下，单一分立结构150的导光部分的侧小面与导光膜100的法线(诸如法线180)成角度θ3，并且同一单一分立结构的粘结部分的侧小面与导光膜100的法线(诸如法线180)成角度θ4。在一些情况下，θ4小于θ3。在一些情况下，θ4比θ3小至少约5度、或约10度、或约15度、或约20度、或约25度、或约30度、或约35度、或约40度。
在一些情况下，导光膜的导光部分可具有基本上相等的最大高度。例如，导光部分160可具有基本上相等的最大高度h1。在一些情况下，至少两个导光部分可具有不等的最大高度。
在一些情况下，本发明所公开的导光部分的最大高度小于约500微米、或小于约400微米、或小于约300微米、或小于约200微米、或小于约100微米、或小于约90微米、或小于约80微米、或小于约70微米、或小于约60微米、或小于约50微米、或小于约40微米、或小于约30微米、或小于约20微米、或小于约15微米、或小于约10微米。
再次参见图3，各个粘结部分170包括连接粘结部分的多个侧小面172的顶面190。在一些情况下，顶面190可为基本上平面的。通常，粘结部分的顶面可具有在应用中可能需要的任何形状(诸如任何规则或不规则的形状)或型面。例如，在一些情况下，粘结部分的顶面为基本上分段平面的。
在一些情况下，诸如当所述小面为平面时，与导光膜的平面成大于约60度、或约65度、或约70度、或约75度、或约80度、或约85度的角度的导光膜的粘结部分的小面形成粘结部分的侧小面，并且与导光膜的平面成小于约60度、或约55度、或约50度、或约45度、或约40度、或约35度、或约30度、或约25度、或约20度、或约15度、或约10度的角度的粘结部分的小面形成粘结部分的顶小面。
一般来讲，导光膜中的单一分立结构可以具有或可以不具有平台部分。在一些情况下，导光膜中的多个单一分立结构中的至少一些单一分立结构在垂直于导光膜的方向上具有对称的横截型面，其中所谓对称的单一分立结构是指单一分立结构的导光部分和粘结部分均具有对称型面。例如，如果单一分立结构的粘结部分和导光部分具有对称型面，则该单一分立结构被视为具有对称型面，即使单一分立结构的其他部分(诸如平台部)具有不对称型面。在一些情况下，导光膜中的多个单一分立结构中的至少一些单一分立结构在垂直于导光膜的方向上具有不对称的横截型面。
第一光学膜用透光粘合剂层粘结至基底(例如第二光学膜)，形成光学叠层。
图7A和图7B为光学叠层2000的示意性侧视图，所述光学叠层包括设置在导光膜2010上的光学膜2090，其中导光膜2010可为本文所公开的任何导光膜。导光膜2010包括第一结构化主表面2020和相对的第二主表面2025。第一结构化表面2020包括设置在基底2005上的多个单一分立结构2030。至少一些单一分立结构中的每一个均包括主要用于导光的导光部分2040和主要用于将导光膜粘结至光学膜2090的粘结部分2050。在一些情况下，诸如就示例性的光学叠层2000而言，导光膜2010的至少一些粘结部分2050的至少一些部分穿入光学膜2090中并且导光膜2010的至少一些导光部分2040的至少一些部分未穿入光学膜2090中。在这种情况下，光学叠层2000包括位于导光膜2010与光学膜2090之间的多个未填充空隙2015，其中所述未填充空隙可含有空气和/或气体。在一些情况下，多个未填充空隙2015的至少一些各自基本上覆盖由光学膜2090以及两个或更多个相邻单一分立结构2030中未穿入光学膜中的部分限定的区域，并且直接包围该区域。例如，在这种情况下，未填充空隙覆盖由光学膜2090以及两个或更多个相邻单一分立结构2030中未穿入光学膜中的部分限定的区域的至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％、或至少90％。例如，就线性单一分立结构2030而言，未填充空隙2015基本上覆盖以下区域，所述区域的顶部由光学膜2090限定、右侧由线性单一分立结构2030A中未穿入光学膜中的部分2021限定、并且左侧由线性单一分立结构2030B中未穿入光学膜中的部分2022限定。
第二光学膜2090包括光学层2070、设置于光学层2070上的底漆层2075和设置于底漆层2075上的光学粘合剂层2060。导光膜2010的粘结部分2050中穿入光学膜中的部分穿入该光学粘合剂层中。光学粘合剂层2060将导光膜2010附接或粘结至光学层2070或光学层2070的主表面2071，同时仍基本上保持导光部分2040的空气环境或周围环境。在一些情况下，粘结部分2050具有高纵横比，由此可导致光学膜2090与导光膜2010之间的强效粘结。在一些实施例中，光学粘合剂层2060直接粘结至光学膜2090的底漆层2075。在其他实施例中，光学层2070还包括微结构化(例如，漫射)表面层2076，该表面层包括底漆层2075，如图7B所示。
穿入光学粘合剂层中的粘结部分2050具有平均最大高度h2,avg，所述高度为已穿入光学粘合剂层中的各个粘结部分的最大高度h2的平均值。在一些情况下，h2,avg大于光学粘合剂层2060的平均厚度h3。例如，在这种情况下，h2,avg比h3大至少0.2微米、或至少0.3微米、或至少0.4微米、或至少0.5微米、或至少0.7微米、或至少1微米、或至少1.2微米、或至少1.5微米、或至少1.7微米、或至少2微米。
当各个粘结部分的平均高度大于光学粘合剂层的平均厚度h3时，粘结部分的高度可在所述结构的光学活性部分与粘合剂层之间形成物理间距。此间距或空气界面被保持或基本上不变，前提条件是粘合剂组合物在叠层的正常使用期间不流动或“蠕变”。可通过使用一些高温下的老化试验(任选地与增大的湿度结合)来模拟这样的用法。
或者，如果各个粘结部分的平均高度小于光学粘合剂层的平均厚度h3，则所述结构的光学活性部分与粘合剂层之间的间距由穿入深度并且在叠层的正常使用期间保持这样的穿入状态来达成。
在一个实施例中，光学粘合剂层具有约3微米至6微米的平均厚度h3；并且粘结部分具有约4微米的平均最大高度h2,avg。
一般来讲，基底(例如，130、2005、2120、4310)，诸如光学膜基底2070，可包括任何光学层并且提供在应用中可能需要的任何功能。例如，在一些情况下，基底可主要为其他层提供支承。又如，本发明所公开的基底可通过包括例如反射偏振器或吸收偏振器来偏振光、通过包括光学漫射体来漫射光、通过包括导光膜来导向或重新导向光。
例如，在一些情况下，光学层2070可以是或可包括吸收偏振器。又如，在一些情况下，光学膜2090或光学层2070可包括反射偏振器。在一些情况下，反射偏振器包括多层光学膜，其中所述层中的至少一些为双折射的。在一些情况下，反射偏振器可包括交替的层，其中所述交替的层中的至少一个层包括双折射材料。在一些情况下，反射偏振器可包括线栅反射偏振器或胆甾型反射偏振器。在一些情况下，反射偏振器可以是或可包括光纤偏振器。在这种情况下，反射偏振器包括多根基本上平行的光纤，这些光纤形成一层或多层嵌入粘结剂内的光纤，其中粘结剂和光纤中的至少一者包括双折射材料。基本上平行的光纤限定了透光轴和反射轴。光纤偏振器基本上透射平行于透光轴偏振的入射光并且基本上反射平行于反射轴偏振的入射光。光纤偏振器的示例在例如美国专利No.7,599,592和No.7,526,164中有所描述，这些专利全文以引用方式并入本文。
又如，光学层2070可以是或可包括例如为光学膜2090提供支承的基底。例如，基底2070可包括由玻璃和/或聚合物(诸如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯和丙烯酸类树脂)制成的透光基底。在一些情况下，基底可具有多个层。在一些情况下，光学层2070可为液晶面板中的玻璃层。
粘合剂层的优选厚度可根据基底20170的组成而改变。例如，当基底包括表层(诸如聚碳酸酯)时，粘合剂层的厚度优选地比粘结部分的平均高度大2至4微米。
在有利实施例中，光学层2070可以是或可包括(例如第二)导光膜2100，该导光膜包括多个线性棱柱结构，诸如图5至图6所示。在这种情况下，导光膜2010的单一分立结构2030也可以是在垂直于线性棱柱结构2110的线性方向的方向上延伸的线性结构。对于其中光学层2070可以是或包括第二导光膜而所述第二导光膜包括多个线性棱柱结构的实施例，所述棱柱结构一般存在于表面2072上，即光学层2070的与粘合剂层2060相对的表面。棱柱通常被设置成与第一光学膜的棱柱结构大致正交。有时需要棱柱具有其他的相对取向。
在有利实施例中，粘结部分2050使得在最初和老化后二者，导光膜2010与光学膜2090或表面2071能够牢固附接，同时光学特性(诸如亮度)没有损耗或仅有极少损耗。具体地讲，粘结部分具有足够大的纵横比以提供足够的外表面，由此来增强导光膜与光学膜之间的粘合力。而且粘结部分的宽度相队于导光部分的宽度足够窄，使得导光膜和/或光学叠层的有效透光率不存在损耗或存在极少的损耗。如本文所用，有效透光率(ET)或光学增益为光学系统诸如显示系统(其中膜在光学系统的适当位置)的亮度与光学系统的亮度的比率(其中没有膜在适当位置)。虽然图7描绘每个包括粘结部分2050的分立(例如棱柱)结构，诸如从(例如棱柱)结构的顶点延伸的柱子，但在其他实施例中，导光膜中的一些分立结构可具有粘结部分和导光部分，并且一些其他分立结构可不具有粘结部分且可仅具有导光部分。例如，图8为导光膜3300的示意性侧视图，所述导光膜包括设置在基底3310上的多个第一单一分立结构3320和多个第二分立结构3330。单一分立结构3320包括被设计成主要用来将导光膜粘结至表面的粘结部分3340和被设计成主要用来导光且具有夹角3355的导光部分3350。分立结构3330不包括粘结部分且仅包括导光部分3360，该导光部分为棱柱形的且具有顶角3365。在一些情况下，顶角3365和夹角3355可基本上相等并且可例如为约90度。通常，单一分立结构可为本文所公开的任何单一分立结构并且分立结构3330可为能够导光的任何分立结构。在一些情况下，单一分立结构3320和分立结构3330可为沿相同方向(诸如例如y方向)延伸的线性结构。在示例性的导光膜3300中，多行分立结构在单一分立结构3320与分立结构3330之间交替。通常，单一分立结构3320和分立结构3330各自可形成在应用中可能需要的任何图案或排列。例如，分立结构3320和3330可形成规则的(诸如周期性的)或不规则的(诸如随机的)图案。
图9为光学叠层3400的示意性侧视图，该光学叠层包括导光膜3300，所述导光膜经由光学粘合剂层3420层合至包括底漆层600的表面3410。单一分立结构3320的粘结部分3340至少部分地穿入光学粘合剂层3420中，在导光膜3300与表面3410之间提供牢固附接。在示例性的光学叠层3400中，分立结构3330未穿入光学粘合剂层中，但在一些情况下，至少一些分立结构3330的一些部分可穿入光学粘合剂层中。导光膜3300包括足够数量的粘结部分3340以在导光膜3300与表面3410之间提供足够的粘合力。同时，粘结部分3340的数量或密度足够低，以使得光学叠层3400的光学增益或有效透光率没有损耗或仅有极小损耗。
其中仅一部分包括粘结部分的分立(例如棱柱)结构通常有利于在开始时和老化后获得与最高亮度组合的最高剥离(强度)。
粘结部分2050被设计成主要用来通过充分穿入光学膜中而在导光膜2010与光学膜2090之间提供足够的粘合力。尽管在这两个膜之间提供足够的粘合力，但粘结部分足够地窄，以至对于导光膜2010或光学叠层2000的有效透光率没有影响或仅有极小影响。例如，在一些情况下，其有效透光率等于或仅稍大于光学叠层2000的有效透光率的光学叠层，类似于光学叠层2000但其没有粘结部分2050或单一分立结构2030穿入光学粘合剂层2060或光学膜2090中。在一些情况下，光学叠层2000在老化前的有效透光率并不比不含粘合剂和粘结部分的相同光学叠层低或其降低程度不超过约20％、或约15％、或约10％、或约9％、或约8％、或约7％、或约6％、或约5％、或约4％、或约3％、或约2％、或约1％。
然而，在其他实施例中，分立(例如棱柱)结构不含粘结部分2050，诸如从(例如棱柱)结构的顶点延伸的柱子。例如，光重定向膜可仅包括光学活性结构，如此前描述的图5A、图5B和图6所示。虽然此类光学叠层构造通常由于光学活性结构(顶点)的一部分被粘合剂覆盖变得光学非活性而具有较低增益，但这类构造仍由于获得提高的剥离强度并且一起获得高的保持亮度或者在老化后粘合剂层的结构穿入状态变化很小至没有变化而得到改善。
通常，使包括光学粘合剂层2060的光重定向膜2010与其所粘结的基底(诸如光学膜2090)分离的剥离强度足够大以提供牢固粘合，使得可将光学叠层2000可作为单个膜或单元进行处理而粘结部分2050不会与光学膜2090分层或分离。在一些情况下，光重定向膜2010和光学粘合剂层2060的初始剥离强度(即未在高温和高湿度条件下老化)为至少30克/英寸。
对(例如粘合剂层2060的)粘合剂组合物进行选择，使得光学叠层的粘合力得到提高，该粘合力通过剥离强度测得。初始剥离强度为至少50克/英寸、或约75克/英寸、或约100克/英寸，并且在一些实施例中，至少约150克/英寸、或约175克/英寸、或约200克/英寸。在一些实施例中，剥离强度不大于600克/英寸、700克/英寸、或800克/英寸。接近1000克/英寸的剥离强度通常导致光学膜或粘结基底撕脱。
另外，在老化后，光学叠层的剥离强度符合刚才描述的标准。虽然在一些实施例中，剥离强度可能随着老化而降低；但即使有这样的降低，光学叠层还是具有改善的剥离强度，这部分地是由于初始剥离强度较高。
在一些情况下，本发明所公开的单一分立结构的导光部分被设计成可循环利用光以使得例如被观察者观察到的图像的亮度得到提高或增强。例如，图10为显示系统1900的示意性侧视图，该显示系统包括成像面板1950，该成像面板能够形成图像并将图像向观察者1990显示，并且被设置成接收来自照明系统1905的光。照明系统1905包括：设置在光源1915上的光学叠层2000，该光源包括光导1920；灯1930，该灯用于发射光1936以进入光导、通过全内反射在光导内传播、且作为光1940离开光导而射向成像面板；以及后反射器1910，该后反射器用于将入射在后反射器上的光重新导向至成像面板。导光部分2040被设计成主要用来将离开光导1920的光重新导向至成像面板1950、或者反射离开光导的光以供循环利用。例如，导光部分2040将离开光导1920的光1941重新导向为光1942而射向成像面板或观察者。又如，导光部分2040接收离开光导的光1943并且将所接收光全内反射回去形成光1944以供循环利用。
通常，成像面板1950可为能够形成图像并且将图像对观察者1990显示的任何类型的面板。在一些情况下，成像面板1950可以是或可包括液晶面板。在这种情况下，液晶成像面板1950可包括设置在两块面板(诸如玻璃板)之间的液晶层、设置在液晶层上方的上光吸收偏振层和设置在液晶层下方的下光吸收偏振层。上光吸收偏振层和下光吸收偏振层以及液晶层一起控制朝向观察者1990的光的透射。在一些情况下，成像面板1950可以是一体化成像面板或是包括多个成像拼接块的拼接成像面板。在一些情况下，光源1915可以是一体化光源或是包括多个光源拼接块的拼接光源。在一些情况下，显示系统1900包括一体化成像面板1950和拼接光源1915。拼接光源1915可包括多个独立控制的拼接光导1920，其中各个光导可照亮所显示图像中的不同区域。
在一些情况下，显示系统1900或照明系统1905可包括设置在光学叠层2000与光导1920之间的一个或多个任选层1935。示例性的任选层1935包括光漫射层和偏振延迟层。
通常，本发明所公开的导光膜包括具有多个单一分立结构的第一结构化主表面以及与第一结构化主表面相对的第二主表面。在一些情况下，本发明所公开的导光膜被设计成主要用来从导光膜的第二主表面侧接收光。例如，图10中的导光膜2010被设计成主要用来从第二主表面2025接收光并且从第一结构化表面2020发射或透射光。
或者，本发明所公开的单一分立结构的导光部分被设计成主要用来重新导向光而非循环利用光。通常，本发明所公开的导光膜包括具有多个单一分立结构的第一结构化主表面以及与第一结构化主表面相对的第二主表面。在一些情况下，本发明所公开的导光膜被设计成主要用来从导光膜的第一结构化主表面侧接收光。
在一些情况下，第二主表面(例如图3的120)包括多个结构以帮助(例如)漫射光、隐藏或遮蔽缺陷(诸如尘粒或刮痕)和/或减小不需要的光学效应(诸如莫尔条纹)的可见度。
图11为光学叠层3000的示意性侧视图，所述光学叠层3000包括导光膜3020，该导光膜包括设置在第一基底3010上的多个单一分立结构3030、包括底漆层3017并且具有面向导光膜的主表面3018和背向导光膜的相对主表面3019的第二基底3015、以及设置在导光膜3020与第二基底3015之间用于将导光膜粘结或粘附至第二基底的表面3018的光学粘合剂层3025。
各个单一分立结构3030的部分3040穿入光学粘合剂层3025中并且可称为单一分立结构的穿入部分3040。各个单一分立结构3030的部分3045未穿入光学粘合剂层3025中并且可称为单一分立结构的非穿入部分3045。各个穿入的单一分立结构限定穿入深度3050，所述穿入深度为垂直于光学叠层(z方向)的最大穿入距离。例如，单一分立结构3030A具有穿入深度PD1并且单一分立结构3030B具有穿入深度PD2。各个单一分立结构还限定穿入基面3054，所述穿入基面位于单一分立结构的穿入部分3040与非穿入部分3045之间的界面3056处。穿入基面3054具有最小穿入基面尺寸3058，所述最小穿入基面尺寸在一些情况下可为穿入基面沿x轴的宽度。例如，单一分立结构3030A具有最小穿入基面尺寸MD1并且单一分立结构3030B具有最小穿入基面尺寸MD2。多个单一分立结构3030具有平均穿入深度和平均最小穿入基面尺寸。例如，单一分立结构3030A和3030B具有等于(PD1+PD2)/2的平均穿入深度PDavg和等于(MD1+MD2)/2的平均最小穿入基面尺寸MDavg。平均穿入深度与平均最小穿入基面尺寸的比率足够大，以便在导光膜3020与表面3018之间提供足够的粘合力。在一些情况下，平均穿入深度与平均最小穿入基面尺寸的比率(即初始和老化后)为至少约1.2、或至少约1.4、或至少约1.5、或至少约1.6、或至少约1.8、或至少约2、或至少约2.5、或至少约3、或至少约3.5、或至少约4、或至少约4.5、或至少约5、或至少约5.5、或至少约6、或至少约6.5、或至少约7、或至少约8、或至少约9、或至少约10、或至少约15、或至少约20。
各个单一分立结构3030包括具有最小基面尺寸3032的基面3031，其中基面3031也为导光部分3070的基面。例如，单一分立结构3030A的基面具有最小基面尺寸BMD1并且单一分立结构3030B的基面具有最小基面尺寸BMD2。多个单一分立结构3030具有平均最小基面尺寸。例如，单一分立结构3030A和3030B具有等于(BMD1+BMD2)/2的平均最小基面尺寸BMDavg。平均最小穿入基面尺寸MDavg充分地小于平均最小基面尺寸BMDavg以使得光学叠层3000的有效透光率没有损耗或仅有极小损耗。例如，在一些情况下，平均最小穿入基面尺寸小于平均最小基面尺寸的约20％、或约15％、或约10％、或约9％、或约8％、或约7％、或约6％、或约5％、或约4％、或约3％、或约2％、或约1％。
光学叠层3000包括位于光学粘合剂层3025与导光膜3020之间的多个空隙3060。在一些情况下，该空隙为分立的，这意味着各个空隙可被单个地辨认并且可被辨认为与其他空隙分离开。在一些情况下，分立空隙的顶部由光学粘合剂层3025限定、底部由导光膜3020限定、一侧由单一分立结构的未穿入部分限定、并且相对侧由邻近或相邻单一分立结构的未穿入部分限定。空隙通常填充有空气，从而与光学活性结构(例如3030)形成空气界面。
穿入部分3040或单一分立结构3030穿入光学粘合剂层3025中使得光学叠层3000的有效透光率没有损耗或仅有极少损耗。例如，在这种情况下，相比于光学叠层(其具有相同构造但不同的是单一分立结构均未穿入光学粘合剂层3025中)，光学叠层3000的初始平均有效透光率(即未在高温和高湿度条件下老化)降低了不超过10％、或约9％、或约8％、或约7％、或约6％、或约5％、或约4％、或约3％、或约2％、或约1％。
各个单一分立结构3030包括被设计成主要用来导光的导光部分3070和被设计成主要用来将导光膜3020粘结至表面3018或第二基底3015的粘结部分3080。在一些情况下，各个单一分立结构的粘结部分中的至少一些部分穿入光学粘合剂层3025中并且各个单一分立结构的导光部分中的至少一些部分未穿入光学粘合剂层中。在一些情况下，诸如当期望有效导光以增加亮度时，粘结部分3080中的仅至少一些部分穿入光学粘合剂层3025中，并且导光部分3070中无任何部分或仅极少部分穿入光学粘合剂层3025中。
多个第一单一分立结构中的各个单一分立结构3030的一些部分穿入光学层3025中。多个第一单一分立结构中的各个单一分立结构3030的一些部分未穿入光学层3025中。多个第一单一分立结构中的各个单一分立结构(例如，单一分立结构3030A)限定穿入深度(例如，PD1)和穿入基面(例如，穿入基面3054)，所述穿入基面位于单一分立结构的穿入部分与非穿入部分之间的界面(例如界面3056)处。穿入基面具有最小穿入基面尺寸(例如，MD1)。多个第一单一分立结构3030具有平均穿入深度和平均最小穿入基面尺寸。平均穿入深度与平均最小穿入基面尺寸的比率为至少1.5并且导光膜3020与光学层3025之间的剥离强度大于约50克/英寸。
多个第一单一分立结构中的全部结构均为单一的。而且，各个结构中的仅一部分穿入光学层3025中，由此产生平均穿入深度和平均最小穿入基面尺寸。此外，平均穿入深度与平均最小穿入基面尺寸的比率为至少约1.2、或至少约1.4、或至少约1。5、或至少约1.6、或至少约1.8、或至少约2、或至少约2.5、或至少约3、或至少约3.5、或至少约4、或至少约4.5、或至少约5、或至少约5.5、或至少约6、或至少约6.5、或至少约7、或至少约8、或至少约9、或至少约10、或至少约15、或至少约20。
在一些情况下，导光膜3020可包括多个第二单一分立结构，其中多个第二单一分立结构中的至少一个单一分立结构未穿入光学层3025中。例如，多个第二结构中的一些单一分立结构可充分地短于结构3030而使它们不穿入光学层3025中。例如，参见图9，多个第一单一分立结构可包括结构3320，而多个第二单一分立结构可包括结构3330，所述结构3330未穿入光学层3420中，因为它们短于结构3320。在某些情况下，导光膜3020可包括多个第二结构，所述多个第二结构为复合的而非单一的。
有效透光率(ET)可以使用光学系统3700测量，图12中示出了该系统的示意性侧视图。光学系统3700以光轴3750为中心并且包括中空朗伯光箱3710、使光3715偏振的线性光吸收偏振器3720、和光检测器3730，所述中空朗伯光箱3710通过发射或出口表面3712发射朗伯光3715。光箱3710由稳定宽带光源3760照亮，所述稳定宽带光源经由光纤3770连接至光箱的内部3780。测试样品3705(其ET待通过光学系统测定)设置在位于光箱与吸收线性偏振器之间的位置3740处。
测试样品3705可以是本文所公开的任何导光膜或光学叠层。例如，测试样品3705可以是具有沿y方向延伸的多个线性单一分立结构150的导光膜100。导光膜100的ET可通过将该导光膜设置在位置3740处来测定，其中单一分立结构150面向光检测器并且第二主表面120面向光箱。然后，通过光检测器透过线性吸收偏振器来测量光谱加权轴向亮度I1(沿光轴3750的亮度)。然后，移除导光膜100并且在不存在导光膜设置在位置3740处的情况下来测定光谱加权亮度I2。ET为I1/I2之比。ET0为当线性单一分立结构150沿平行于线性吸收偏振器3720的偏振轴的方向延伸时的有效透光率，并且ET90为当线性单一分立结构150沿垂直于线性吸收偏振器的偏振轴的方向延伸时的有效透光率。平均有效透光率(ETA)为ET0和ET90的平均值。在一些实施例中，本文所述的光学膜中间部分或光学膜叠层的平均有效透光率(ETA)为至少1.2、1.4或1.6。当光学叠层包括第一光学膜和第二光学膜，每个光学膜包括被设计成主要用来提供光学增益的光学活性微结构时，光学膜叠层的平均有效透光率(ETA)可为至少2.10、或2.15、或2.20、或2.25、或2.35。
值得注意的是，粘合剂组合物被选择成使得穿入以及平均有效透光率(即增益)在老化后基本上不变。老化条件可以不同。除非另外规定，本文所用的“老化”是指在保持在65℃和95％的相对湿度的测试室中进行的加速环境老化，持续至少200小时并且在一些实施例中至少500小时的一段时间。
在有利实施例中，如果光学叠层在65℃、95％相对湿度下被调理200小时，平均有效透光率(即增益)表现出不大于5％的光学增益减小。在一些实施例中，光学增益减小不大于4％、3.5％、3％、2.5％、2％、或1.5％。
增益减小至少部分地与穿入(PD)随着老化的改变相关。已经发现的是，当穿入变化了如1.8微米那样小，可导致光学增益减小约8％。对于本文描述的具体化微结构，这样的改变可以是穿入增加62％。在一些实施例中，穿入不随着老化而变化。在另一些实施例中，穿入变化可为5％、或10％；但不大于50％。在一些实施例中，穿入变化不大于45％、40％、35％、30％或25％。
增益减小还可能由于粘合剂随着老化变形(例如蠕变)因此覆盖光学活性部分的更大部分而引起。
以下实例进一步说明了本发明的一些优点，但这些实例中列举的具体材料和用量以及其他条件和细节不应当被解释为对本发明的不当限制。除非另外指明，否则本文的所有百分比和比值均按重量计。本实例中详述的具体材料、用量和尺寸以及其他条件和细节不应理解为对本发明的不当限制。
实例
以下材料列表涉及所有实例。
表1
实例中所用的光学膜：
第二光学膜-膜A为具有两个活性光学表面的光学膜。表面A为棱柱膜，其根据US5,175,030和US5,183,597中所述的方法使用根据US2009/0041553中所述方法生产的母模工具进行制备。相对表面(表面B)为由工具4制备的微结构化漫射层，如2013年10月2日提交的专利申请序列号61/885,723所述。
第一光学膜-膜B是根据US5,175,030和US5,183,597中所述的方法制备的棱柱膜。具体地，膜B为US2013/0004728中所述的一类棱柱膜的实例。膜B的代表性示意性侧视图如图13所示。导光膜4400包括多个第一线性对称单一分立结构4420和多个第二线性对称分立结构4460。结构4420和4460沿y方向延伸并且设置在基底4410上。基底4410由PET制成，具有约29微米的厚度和约1.65的折射率。结构4420和4460的固化折射率为约1.56。各个单一分立结构包括粘结部分4430，所述粘结部分被设计成主要用来将导光膜粘结至表面并且设置在被设计成主要用来导光和循环利用光的导光部分4440上。分立结构4460不包括任何粘结部分并且被设计成主要用来导光和循环利用光。单一分立结构4420与分立结构4460交替存在。
各个粘结部分4430包括与xy平面(导光膜的平面)成约80-85度的角度ω1的两个相对侧小面4432。各个粘结部分具有基面4434、约1.5(±0.5)微米的最小基面尺寸t2、以及约4(±0.5)微米的最大高度t1。各个粘结部分还包括弯曲或圆形的顶面，所述顶面具有约0.2(±0.2)微米的最小顶面尺寸t3。各个导光部分4420包括与xy平面(导光膜的平面)成约45度的角度ω2的两个相对侧小面4422。各个导光部分具有基面4444、约24微米的最小基面尺寸t5、以及约12微米的最大高度t4。单一分立结构4420的粘结部分4430的顶点与分立结构4460的顶点之间的z轴偏移高度差为7微米。导光膜4400具有约1.63的平均有效透光率ETA。
粘合剂涂料溶液A的制备：
通过混合2950g聚丙烯酸酯PSA、288gUvacure1500、48g邻苯二甲酸二乙酯、40gFP5386、1.25gAdditolITX、4328g乙酸乙酯、984g甲醇、1375g甲苯来制备涂料溶液。此涂料溶液表示在干燥后可通过暴露于光化辐射而被固化以形成互穿网络(IPN)的溶剂型粘合剂。干燥粘合剂的组成汇总于表1中。
表1
底漆涂料溶液B的制备：
通过混合555g聚丙烯酸酯PSA、6.09gLuviskolPlus、1439g1-甲氧基-2-丙醇来制备涂料溶液。该涂料溶液表示溶剂型粘合剂底漆。干燥底漆的组成汇总于表2中。
表2
底漆涂料溶液C的制备：
通过混合279g聚丙烯酸酯PSA、4.08gLuvitecVPC55K65W、735g1-甲氧基-2-丙醇来制备涂料溶液。该涂料溶液表示溶剂型粘合剂底漆。干燥底漆的组成汇总于表3中。
表3
底漆涂料溶液D的制备：
通过混合1.24gCymel327、277gRD1241和721g1-甲氧基-2-丙醇来制备涂料溶液。该涂料溶液表示溶剂型粘合剂底漆。干燥底漆的组成汇总于表4中。
表4
比较例1(无底漆)使用槽式模具以6in(15.2cm)的宽度和26ft/min(7.92m/min)的幅材速度将溶液A涂覆在膜A的表面B上。使用齿轮传动泵以24.5cc/min的流速递送该溶液。将带涂层的膜在对流烘箱中于150℉(65.6℃)的温度和25℉的露点下干燥；该烘箱长度为30ft(9.14m)。干燥的粘合剂的标称厚度为3.3微米。
然后将被粘合剂涂覆的膜A传送至层合工位，并层合至膜B的结构化侧面(与实例1一样)，使得膜B的棱柱顶端与膜A的棱柱顶端正交。
根据下文所述的测试方法测量层合光学叠层的初始光学增益和剥离力。表5汇总了层合光学叠层的初始性能。
比较例2(含有含氮树脂的粘合剂)使用双歧管槽式模具以6in(15.2cm)的宽度和26ft/min(7.92m/min)的幅材速度同时递送涂料溶液A和涂料溶液D。使用齿轮传动泵以指定的流速递送溶液。将带涂层的膜在对流烘箱中于150℉(65.6℃)的温度和25℉的露点下干燥；该烘箱长度为30ft(9.14m)。
将涂料溶液D涂覆在基底膜A的表面B上。然后将涂料溶液A涂覆在溶液D上。以6.65cc/min的流速递送涂料溶液D。涂料溶液A以44.5cc/min的流速递送。干燥的粘合剂层的标称总厚度为3.3微米。
然后将被粘合剂涂覆的膜A传送至层合工位，并层合至膜B的结构化侧面，使得膜B的棱柱顶端与膜A的棱柱顶端正交。层合机被构造为由钢辊夹住橡胶辊(邵尔A硬度为40)；夹持压力保持为约1.3lbf/in(2.3N/cm)。
根据下文所述的测试方法测量层合光学叠层的初始光学增益和剥离力。表5汇总了层合光学叠层的初始性能。
实例1使用双歧管槽式模具以6in(15.2cm)的宽度和26ft/min(7.92m/min)的幅材速度同时递送涂料溶液A和涂料溶液B。使用齿轮传动泵以指定的流速递送溶液。将带涂层的膜在对流烘箱中于150℉(65.6℃)的温度和25℉的露点下干燥；该烘箱长度为30ft(9.14m)。
将涂料溶液B涂覆在基底膜A的表面B上。然后将涂料溶液A涂覆在溶液B上。以6.65cc/min的流速递送涂料溶液B。涂料溶液A以44.5cc/min的流速递送。干燥的粘合剂层的标称总厚度为3.3微米。
然后将被粘合剂涂覆的膜A传送至层合工位，并层合至膜B的结构化侧面，使得膜B的棱柱顶端与膜A的棱柱顶端正交。层合机被构造为由钢辊夹住橡胶辊(邵尔A硬度为40)；夹持压力保持为约1.3lbf/in(2.3N/cm)。
根据下文所述的测试方法测量层合光学叠层的初始光学增益和剥离力。表5汇总了层合光学叠层的初始性能和老化性能。
实例2使用双歧管槽式模具以6in(15.2cm)的宽度和26ft/min(7.92m/min)的幅材速度同时递送涂料溶液A和涂料溶液C。使用齿轮传动泵以指定的流速递送溶液。将带涂层的膜在对流烘箱中于150℉(65.6℃)的温度和25℉的露点下干燥；该烘箱长度为30ft(9.14m)。
将涂料溶液C涂覆在基底膜A的表面B上。然后将涂料溶液A涂覆在溶液C上。以6.65cc/min的流速递送涂料溶液C。涂料溶液A以44.5cc/min的流速递送。干燥的粘合剂层的标称总厚度为3.3微米。
然后将被粘合剂涂覆的膜A传送至层合工位，并层合至膜B的结构化侧面，使得膜B的棱柱顶端与膜A的棱柱顶端正交。层合机被构造为由钢辊夹住橡胶辊(邵尔A硬度为40)；夹持压力保持为约1.3lbf/in(2.3N/cm)。
根据下文所述的测试方法测量层合光学叠层的初始光学增益和剥离力。表5汇总了层合光学叠层的性能。
光学增益的测量：
各个膜或膜层合体被放置在漫透射的中空灯箱的顶部上。灯箱的漫透射和反射大致为朗伯型(Lambertian)。灯箱为由约0.6mm厚的漫射PTFE板制成的尺寸为12.5cm×12.5cm×11.5cm的六面中空矩形立方体。灯箱的一个面被指定为样品表面。中空灯箱的样品表面处的漫反射率测得在400-700nm波长范围内平均为约0.83％。在增益测试过程中，灯箱通过位于灯箱表面的约1cm直径的圆孔被从内部照亮(所述灯箱表面与样品表面相对，使得光射向样品表面)。照明是由附接到用于导光的光纤束的稳定宽带白炽光源(作为具有一厘米直径光纤束延伸部分的FostecDCR-III从美国马萨诸塞州绍斯布里奇的肖特北美公司(SchottNorthAmerica,SouthbridgeMA)购得)提供的。线性吸收偏振器(以MellesGriot03FPG007从美国新墨西哥州阿尔伯克基的CVI美乐斯格利特(CVIMellesGriot,AlbuquerqueNM)购得)被安装在旋转台(以商品名ART310-UA-G54-BMS-9DU-HC从美国宾夕法尼亚州匹兹堡的艾罗德克(Aerotech,Pittsburgh,PA)购得)上并且放置在样品与照相机之间。照相机聚焦于相距0.28m的灯箱的样品表面上，并且吸收偏振器被放置在距离照相机镜头约1.3cm处。在放置有偏振器而没有放置样品膜的情况下测得被照亮的灯箱的亮度大于150cd/m2。利用经由Vis-NIR光纤线缆(以F1000-Vis-NIR从美国佛罗里达州坦帕的StellarNet公司(StellarNetInc,Tampa,FL)购得)连接到准直透镜的EPP2000光谱仪(购自美国佛罗里达州坦帕的StellarNet公司(StellarNetInc,Tampa,FL))测量样品亮度；当样品膜被置于样品表面上时，该光谱仪被取向为垂直入射到箱样品表面所在的平面。准直透镜由透镜套管(以商品名SM1L30从美国新泽西州牛顿市的索雷博公司(Thorlabs,Newton,NJ)购得)和平凸透镜(以商品名LA1131从美国新泽西州牛顿市的索雷博公司(Thorlabs,Newton,NJ)购得)构成；将组件组装起来，在检测器处获得5mm的聚焦光斑大小。光学增益被确定为放置有样品膜时的亮度与无样品存在时的灯箱的亮度的比率。对于所有膜，在相对样品取向成0度、45度和90度的偏振器角度下测定光学增益。记录在0度和90度下测得的平均光学增益值。
光学叠层的剥离强度的测量：
用IMASSSP-2000测试仪(购自美国马萨诸塞州阿考德市的IMASS公司(IMASSInc.,AccordMA))测量剥离力。平行于底部棱柱膜的棱柱取向来切割1英寸(2.54cm)宽并且约10in(25.4cm)长的测试带。将层合带利用1英寸(2.54cm)宽的Scotch双面胶带(以商品名Scotch665从美国明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3MCompany,St.PaulMN))购得)粘附于测试仪平台。测试仪被构造成可测定180度剥离力。样品被取向为使得底部棱柱膜的平面侧粘附于测试仪平台并且顶部膜附接到测力天平。测力传感器容量为10lbf(44.5N)。在12in/min(30.5cm/min)的速率下测定剥离力。在初始延迟2秒之后采集数据。然后对20秒测试周期内的测量值取平均值。对于各个条带样品，采集最少两个相继20秒的测量值。对2个条带，每个测量两次的总共4个测量值的数据取平均值。
表5

Claims (28)

1.一种制品，所述制品包括基底、设置于所述基底上的压敏聚丙烯酸酯底漆层以及设置到所述底漆层上的粘合剂层；其中所述粘合剂层包含聚丙烯酸酯组分。
2.根据权利要求1所述的制品，其中所述粘合剂层还粘结至第二基底或隔离衬片。
3.根据权利要求1至2所述的制品，其中至少一个基底还包括微结构化表面层，并且所述底漆层粘结至所述微结构化表面层。
4.根据权利要求3所述的制品，其中所述微结构化表面层包括多个峰，并且所述峰不含哑光颗粒。
5.根据权利要求1至4所述的制品，其中所述基底为光学基底。
6.根据权利要求1至5所述的制品，其中所述粘合剂层包含所述聚丙烯酸酯与可聚合单体的反应产物的互穿网络。
7.根据前述权利要求所述的制品，其中所述经固化的粘合剂层在25C下具有100MPa至2000MPa的弹性模量。
8.根据权利要求6至7所述的制品，其中所述粘合剂层的可聚合单体包括以下单体，所述单体包含官能团并且分子量为每个官能团小于150克/摩尔。
9.根据权利要求8所述的制品，其中所述经固化的粘合剂层的可聚合单体为可阳离子聚合的环氧树脂或可自由基聚合的单体。
10.根据前述权利要求所述的制品，其中所述经固化的粘合剂层包含约35重量％至约75重量％的所述聚丙烯酸酯。
11.根据前述权利要求所述的制品，其中所述经固化的底漆层包含至少75重量％的所述聚丙烯酸酯。
12.根据前述权利要求所述的制品，其中所述粘合剂的聚丙烯酸酯为压敏粘合剂。
13.根据前述权利要求所述的制品，其中所述底漆、所述粘合剂或它们的组合的聚丙烯酸酯包含至少40重量％的单体重复单元，所述单体重复单元包含支链C4-C12烷基基团。
14.根据前述权利要求所述的制品，其中所述底漆层还包含含氮聚合物，所述含氮聚合物包含至少一个氮原子，所述至少一个氮原子包含一对游离电子。
15.根据权利要求1至14所述的制品，其中所述经固化的粘合剂层不含含氮单体或聚合物。
16.根据权利要求14所述的制品，其中所述底漆层包含至多5重量％的一种或多种含氮聚合物。
17.根据权利要求16所述的制品，其中所述含氮聚合物为乙烯基己内酰胺、乙烯基吡咯烷酮的均聚物或共聚物，或者它们的组合。
18.一种膜叠层，所述膜叠层包括：
第一膜，所述第一膜包括
设置于所述第一光学膜上的压敏聚丙烯酸酯底漆层，和
设置到所述底漆层上的粘合剂层；其中所述粘合剂层包含聚丙烯酸酯组分；以及
粘结至所述粘合剂层的第二膜。
19.根据权利要求18所述的膜叠层，其中所述第一膜包括位于粘结至第二膜的第一表面上的多个结构，使得所述结构的一部分穿入所述粘合剂层的主表面并在所述粘合剂层的主表面与所述第一表面之间提供间距。
20.根据权利要求19所述的膜叠层，其中所述粘合剂层的主表面的总表面积的小于50％与所述结构接触。
21.根据权利要求19至20所述的膜叠层，其中所述多个结构包括光学活性部分，所述光学活性部分被设计成主要用来提供光学增益。
22.根据权利要求19至21所述的膜叠层，其中所述结构包括棱柱微结构。
23.根据权利要求22所述的膜叠层，其中所述棱柱的至少一部分包括从所述棱柱的顶点延伸的柱子，所述柱子充当光学非活性粘结部分。
24.根据权利要求18至23所述的膜叠层，其中所述粘合剂层粘结至所述第二膜的微结构化表面。
25.根据权利要求18所述的膜叠层，其中所述第二膜还包括设置于所述粘合剂层与第二膜之间的压敏聚丙烯酸酯底漆层。
26.根据权利要求18至25所述的膜叠层，其中所述底漆或所述粘合剂还具有根据权利要求4和权利要求6至13中任一项或它们的组合所述的特征。
27.一种制备制品的方法，所述方法包括：
在基底上涂覆底漆层，所述底漆层包含聚丙烯酸酯压敏粘合剂；以及
将粘合剂层设置到所述底漆层上，其中所述粘合剂组合物包含聚丙烯酸酯组分。
28.根据权利要求27所述的方法，所述方法还具有根据权利要求2至17中任一项或它们的组合所述的特征。
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