CN108473826B - 光学粘合剂 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种光学粘合剂，该光学粘合剂包括粘弹性或弹性体粘合剂层和紧邻粘弹性或弹性体粘合剂层的固化聚合物层。粘弹性或弹性体粘合剂层具有小于1.570的折射率，并且固化聚合物层具有至少1.570的折射率。粘弹性或弹性体粘合剂层和固化聚合物层之间的界面为结构化的。固化聚合物层在20℃下具有至少2000MPa的储能模量和具有不超过65℃的玻璃化转变温度。

Description

光学粘合剂
背景技术
用于光学应用的结构化膜通常在诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的载体膜上制备，该载体膜具有足够大的厚度使得载体膜为自支撑的。此类载体膜给结构化膜增加了不需要的厚度并且可产生不需要的光学伪影。结构化膜可包括粘合剂层使得结构化膜可附着到显示器。存在对于不产生不需要的光学伪影并且可附着到显示器的较薄的结构化制品的需要。
发明内容
在本说明书的一些方面，提供了一种光学粘合剂，该光学粘合剂包括粘弹性或弹性体粘合剂层和紧邻粘弹性或弹性体粘合剂层的固化聚合物层。粘弹性或弹性体粘合剂层在532nm的波长下具有小于1.570的折射率，并且固化聚合物层在532nm的波长下具有至少1.570的折射率。粘弹性或弹性体粘合剂层和固化聚合物层之间的界面为结构化的。粘弹性或弹性体粘合剂层和固化聚合物层为基本上透射的。固化聚合物层在20℃下具有至少2000MPa的储能模量和具有不超过65℃的玻璃化转变温度。
附图说明
图1为多层光学粘合剂的剖视图；
图2A为多层光学粘合剂的剖视图；
图2B为多层光学粘合剂的示意性顶部透视图；
图3为多层光学粘合剂的剖视图；
图4为多层光学粘合剂的剖视图；
图5为不连续层的示意性剖视顶部透视图；
图6为多层光学粘合剂的剖视图；
图7为多层光学粘合剂的剖视图；
图8A至图8G示出了制备多层光学粘合剂的过程；
图9A至图9F示出了制备多层光学粘合剂的过程；
图10A至图10F示出了制备多层光学粘合剂的过程；并且
图11至12示出了用于制备多层光学粘合剂的辊到辊过程。
具体实施方式
在下面的描述中，参考了形成本说明书的一部分的一组附图，并且在附图中以例证方式示出了具体实施方案。附图未必按照比例绘制。除非另外指示，否则用于一个实施方案的类似特征结构可包括与用于其它实施方案的类似特征结构相同的材料、具有与用于其它实施方案的类似特征结构相同的属性并且用作相同或类似的功能。即使未明确说明，适当时，针对一个实施方案描述的附加或任选特征结构也可为其它实施方案的附加或任选特征结构。应当理解，在不脱离本说明书的范围或实质的情况下，可设想并进行其它实施方案。因此，以下具体实施方式不被认为具有限制意义。
如本文所用，层、部件或元件可被描述为彼此相邻。层、部件或元件可通过直接接触、通过一种或多种其它部件连接或通过彼此保持在一起或彼此附接而彼此相邻。直接接触的层、部件或元件可描述为彼此紧邻。
具有结构化表面或结构化界面的多层制品可提供有用的光学效应。例如，结构化表面或结构化界面可提供对穿过制品透射的光的折射或衍射。此类多层制品可在载体膜诸如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)上制备。然而，常常期望将多层制品用于显示器或期望制品为薄型的其它光学应用。使用载体膜可对多层制品增加不需要的厚度。使用载体膜也可增加有害的光学效应。例如，通常为高分子量热塑性聚合物膜诸如PET的载体膜具有可产生不需要的光学伪影的一定程度的双折射。此外，通过提供反射入射在制品上的光的一些部分的附加界面，载体膜的使用可降低多层制品的透射率。常常期望将多层制品附着到显示器的表面。例如，可将多层制品附着到显示器的外部玻璃表面，或者可将多层制品附着到玻璃层的内表面和显示面板的外表面两者。这可通过使用具有多层制品的粘合剂层来完成。如本文所述，已发现，可在不使用非牺牲性载体膜的情况下制备具有结构化界面或结构化表面的光学可用多层光学粘合剂。多层光学粘合剂通常包括至少一层固化聚合物层和作为外层的至少一层粘弹性或弹性体粘合剂层。此类多层光学粘合剂可包括与外部粘合剂层相邻的剥离衬垫，该剥离衬垫用作在用于显示器应用之前被移除的牺牲层。
根据本说明书，已发现，期望固化聚合物层具有各种物理特性，以便减少或消除在光学粘合剂的加工或老化期间可能发生的各种缺陷。例如，如果固化聚合物层的玻璃化转变温度大于约65℃，则可能发生固化聚合物层的破裂。这种破裂可在光学粘合剂的制造期间发生，因为粘合剂制品包在各种辊周围(例如，图11中所描绘的辊1189)。这种破裂还可在老化期间发生。在一些实施方案中，固化聚合物层具有大于约0℃或大于约10℃并且小于约65℃或小于约60℃的玻璃化转变温度。如本文所用，除非有不同的说明，否则玻璃化转变温度是指使用动态力学分析(DMA)确定的玻璃化转变温度。可使用ASTM 5026-01测试标准来确定玻璃化转变温度。
可能发生的另一个光学缺陷是在光学粘合剂中出现的可见褶皱，这可能导致样品中不期望的高雾度。已发现，当固化聚合物层在20℃下具有低于约2000MPa的储能模量时，常常发生这种褶皱。还已发现，期望固化聚合物层在532nm的波长下具有至少1.570的折射率。与较低折射率聚合物层相比，这种高折射率允许固化聚合物层和紧邻的粘弹性或弹性体粘合剂层之间的结构化界面的峰-谷高度降低，并且这允许工具更易于制造以产生结构化界面(此类工具和用于制备光学粘合剂的方法在本文别处进一步描述)。因此，在一些实施方案中，固化聚合物层在532nm的波长下具有至少1.570的折射率，紧邻固化聚合物层的粘弹性或弹性体粘合剂层在532nm的波长下具有小于1.570的折射率，并且固化聚合物层在20℃下具有至少约2000MPa的储能模量和具有不超过约65℃的玻璃化转变温度。在一些实施方案中，固化聚合物层和紧邻固化聚合物层之间的折射率差值为至少0.001或至少约0.005并且小于约0.5。在一些实施方案中，储能模量在20℃下在约2000MPa、或约2100MPa、或约2500MPa、或约3000MPa至约7500MPa、或至约10000MPa的范围内。如本文所用，除非有不同的说明，否则储能模量是指在1Hz和20℃下使用动态力学分析(DMA)确定的储能模量。可使用ASTM D5026-01测试标准来确定储能模量。
在一些实施方案中，光学粘合剂满足以下环境测试准则：在85℃和0％相对湿度下老化336小时(14天)之后基本上没有破裂，并且在一些实施方案中，另选地或此外，光学粘合剂满足以下环境测试准则：在85℃和85％相对湿度下老化336小时之后基本上没有破裂。如果没有肉眼可观察到的破裂，则可以说光学粘合剂基本上没有破裂。在一些实施方案中，光学粘合剂满足以下环境测试准则：在85℃和0％相对湿度下老化336小时之后具有小于5％或小于3％的雾度，并且在一些实施方案中，另选地或此外，光学粘合剂满足以下环境测试准则：在85℃和85％相对湿度下老化336小时之后具有小于5％或小于3％的雾度。可根据ASTM D 1003-13测试标准，使用购自毕克-加特纳股份有限公司(BYK-Gardner GMBH)(格雷茨里德，德国)的HAZE-GARD PLUS雾度计来确定雾度。
固化聚合物层可通过对未固化树脂层进行固化(例如，通过施加光化辐射或热)来形成。在本说明书的光学粘合剂的形成期间，对于一些制造方法可能发生的另一个缺陷是，在对未固化树脂层进行固化之前从紧邻的粘弹性或弹性体粘合剂层反湿润未固化树脂层。在发生反湿润的情况下，这可能导致可见光学缺陷。已发现，使用高粘度树脂可减少或消除一些制造过程中的此类光学缺陷。在一些实施方案中，未固化树脂在1Hz和25℃下具有至少约1000cps的粘度。在一些实施方案中，未固化树脂在1Hz和25℃下具有至少约100cps、或至少约200cps、或至少约400cps、或至少约800cps、或至少约1000cps并且小于约5000cps或小于约10000cps的粘度。如本文所用，除非有不同的说明，否则粘度是指在1Hz和25℃下使用振荡活塞粘度计(诸如购自剑桥粘度(Cambridge viscosity)公司(梅德福，马萨诸塞州)的那些)确定的粘度。可使用ASTM D7483-13a测试标准来确定粘度。
本文所述的任一光学粘合剂可包括具有上述特性的固化聚合物层，并且任一固化聚合物层可由具有上述粘度并且具有本文别处所述的化学制剂的可固化树脂形成。例如，图1、图2A、图3至7、图8G、图9F或图10F中任一者中的任一固化聚合物层均可具有前述特性。鉴于上述树脂和所得的固化聚合物层的期望物理特性，可配制合适的可固化树脂组合物来实现这些特性，如本文别处进一步所述。
根据本说明书的多层光学粘合剂示出于图1。光学粘合剂100包括第一层110、紧邻第一层110的第二层120、以及紧邻第二层120且与第一层110相对的第三层130。在一些实施方案中，第一层110为第一粘弹性或弹性体粘合剂层，第二层120为固化聚合物层，并且第三层130为第二粘弹性或弹性体粘合剂层。
粘弹性或弹性体粘合剂可为压敏粘合剂(PSA)、基于橡胶的粘合剂(例如，橡胶、聚氨酯)和基于有机硅的粘合剂。粘弹性或弹性体粘合剂还包括热活化粘合剂，该热活化粘合剂在室温下为非粘性的，但在高温下变得暂时发粘并且能够粘结到基材。热活化粘合剂在活化温度下活化，并且在高于此温度时具有与PSA类似的粘弹性特征。粘弹性或弹性体粘合剂可为基本上透明且光学清晰的。本说明书的任一粘弹性或弹性体粘合剂可为粘弹性光学清晰粘合剂。弹性体材料可具有大于约20％、或大于约50％、或大于约100％的断裂伸长率。粘弹性或弹性体粘合剂层可作为基本上100％的固体粘合剂直接施加，或者可通过涂覆溶剂型粘合剂并蒸发溶剂来形成。粘弹性或弹性体粘合剂可为热熔融粘合剂，该热熔融粘合剂可被熔融、以熔融形式施加并且然后被冷却以形成粘弹性或弹性体粘合剂层。
合适的粘弹性或弹性体粘合剂包括弹性体聚氨酯或有机硅粘合剂以及均购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN)的粘弹性光学清晰粘合剂CEF22、817x和818x。其它可用的粘弹性或弹性体粘合剂包括基于苯乙烯嵌段共聚物、(甲基)丙烯酸类嵌段共聚物、聚乙烯醚、聚烯烃和聚(甲基)丙烯酸酯的PSA。其它可用的粘弹性或弹性体粘合剂包括基于聚乙烯醇缩丁醛的粘合剂。
固化聚合物可用于本说明书的多层光学粘合剂。可交联或可固化树脂可以液体形式沉积或涂覆到表面上，并且然后例如可通过施加光化辐射或热来固化涂层以形成固化聚合物层。用于固化可固化树脂的涂层的光化辐射可为例如电子束辐射或紫外线(UV)辐射。以这种方式使涂覆的树脂交联可产生带有低双折射或基本上无双折射的层。通过选择用于未固化树脂的单体或低聚物的类型以及各种所选择的单体或低聚物的相对比例，可固化树脂的组合物可被选择来提供未固化树脂和所得固化聚合物的期望的特性。所得固化聚合物层可被描述为可固化树脂组合物的反应产物。
用于本说明书的光学粘合剂的合适的可固化树脂包括单体或低聚物的共混物，其中共混物包含以下中的一种或多种：UV可固化丙烯酸酯诸如诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(诸如购自宾夕法尼亚州艾克斯顿的沙多玛美国公司(Sartomer Americas,Exton,PA)的PHOTOMER 6010)、环氧丙烯酸酯(诸如CN-120，也购自沙多玛美国公司)、苯氧乙基丙烯酸酯(购自威斯康星州密尔沃基的西格玛-奥德里奇化学公司(Sigma-Aldrich Chemical Company,Milwaukee,WI))，以及包含苯基基团的丙烯酸酯，诸如2-联苯氧基乙基丙烯酸酯(购自韩国京畿道的Miwon Specialty Chemical公司)，或2-羟基联苯基丙烯酸酯(其可如实施例中所述地进行制备)。在一些实施方案中，未固化树脂包含至少两种不同的丙烯酸酯单体或低聚物。在一些实施方案中，未固化树脂包含至少三种不同的丙烯酸酯单体或低聚物。在一些实施方案中，至少三种不同的丙烯酸酯单体或低聚物包括具有至少一个聚氨酯部分的第一单体或低聚物、不同于第一单体或低聚物并且具有至少一个环氧部分的第二单体或低聚物、以及不同于第一单体或低聚物和第二单体或低聚物并且具有至少一个苯基部分的第三单体或低聚物。在一些实施方案中，未固化树脂包含约50重量％至约90重量％或约60重量％至约80重量％的第三单体或低聚物。在一些实施方案中，第三单体或低聚物为2-联苯氧基乙基丙烯酸酯、2-羟基联苯基丙烯酸酯、或它们的混合物。在一些实施方案中，第一单体或低聚物为脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯。在一些实施方案中，第二单体或低聚物为基于双官能双酚A的环氧丙烯酸酯。在一些实施方案中，包含约5重量％至约15重量％的第一单体或低聚物，包含约10重量％至约30重量％的第二单体或低聚物，并且包含约60重量％至约80重量％的第三单体或低聚物。可将一种或多种光引发剂添加到单体或低聚物共混物，以实现例如本领域中已知的UV固化。
使第一层110和第二层120之间的界面135结构化。界面135被构造成提供期望的光学效应。例如，可选择界面的几何形状和界面135上的折射率对比(即，界面135的任一侧上的材料的折射率差值的绝对值)，以使得入射在界面135上的光的至少一部分被界面135折射或衍射。第一层110可具有第一折射率n1，第二层120可具有可不同于第一折射率n1的第二折射率n2，并且第三层130可具有第三折射率n3。
在本说明书的任一实施方案中的结构化界面上的折射率对比可被选择用于实现期望的光学效应。在本说明书的任一实施方案中，在任何结构化界面的任一侧上的材料的折射率之间的差值(即，界面上的折射率对比)的大小(即，绝对值)可为至少0.001或至少0.003或至少0.005或至少0.008或至少0.01。在一些实施方案中，折射率对比可小于约0.5或小于约0.4或小于约0.2。在一些实施方案中，在界面上的折射率对比为至少0.001并且小于约0.5。在图1所示的实施方案中，在界面135的任一侧上的材料的折射率之间的差值(即，界面135的折射率对比)的大小通过|n1-n2|得出。在一些实施方案中，界面135限定具有峰-谷高度h和间距P的光栅。如本文所用，如果界面具有提供对入射在界面上的可见光的至少一些衍射的周期性或准周期性结构，则可以说两个透明或半透明材料之间的界面限定光栅。
本说明书的多层粘合剂的任一层都可包含填料诸如无机纳米颗粒以调节该层的折射率。例如，第一层110和/或第三层130可为具有分配在粘合剂中的纳米颗粒的粘弹性或弹性体粘合剂层。类似地，第二层120可为包含无机纳米颗粒的固化聚合物层。合适的纳米颗粒包括氧化锆纳米颗粒。纳米颗粒可具有在约1nm至约50nm范围内或在约2nm至约25nm范围内的体积平均直径。附加的合适的纳米颗粒在美国专利申请公开2013/0338251(Joly等人)中有所描述。例如，此类层的折射率可大于约1.570、或大于约1.60、或大于约1.65。第一层110和/或第三层130可为超低折射率(ULI)层；例如，如美国专利申请公开2012/0038990(Hao等人)中所述的纳米空隙ULI层。此类ULI层可具有小于约1.35或小于约1.3、或小于约1.25、或小于约1.2、或小于约1.15的折射率。在其它实施方案中，第一层110和/或第三层130可具有大于约1.38、或大于约1.40、或大于约1.41并且小于约1.56、或小于约1.55或小于约1.50的折射率。
对于本文所讨论的任一实施方案，任何光栅的间距可大于约1微米、或大于约2微米、或大于约4微米或大于约6微米，并且可小于约60微米、或小于约50微米、或小于约40微米或小于约30微米。例如，在一些实施方案中，间距介于约2微米和约50微米之间或介于约4微米和约40微米之间。
可选择间距和高度以产生对入射在光栅上的至少一部分光的衍射和/或折射。在一些实施方案中，一个或多个结构化界面为随机的、伪随机的或其它不规则的结构。
在一些实施方案中，本说明书的多层光学粘合剂可用于显示器以便减少显示器中的闪烁。显示器中的闪烁可由来自像素的光与光的光路中的不均匀因素通常在显示器的表面上的相互作用引起。由于像素光与不均匀因素的相互作用，来自像素的光可能看起来像随着观察者移动而四处移动或闪烁。此类不均匀因素可包括来自膜或可加入到显示器的其它层的结构或表面纹理。例如，通常包括防眩光膜中的表面纹理，以便减少来自表面的镜面反射，从而减少眩光。可生成闪烁的不均匀因素还包括显示器表面上的指纹、划痕或其它残余物。可通过使用如美国专利申请公开2012/0300307(Borrelli等人)中所述的周期性结构(即，光栅)来减少闪烁。生成受控的衍射程度的光栅结构在标题为OPTICAL STACKS FORSPARKLE REDUCTION(用于闪烁减少的光学堆叠)并且于2014年6月13日提交的美国申请62/011972，以及标题为MULTILAYER OPTICAL ADHESIVES AND METHODS OF MAKING SAME(多层光学粘合剂及其制备方法)并且于2014年7月18日提交的美国申请14/335326中有所描述，这两个申请在不与本说明书矛盾的程度上均特此以引用的方式并入本文。通常，期望衍射光栅产生减少闪烁而不牺牲感知的图像分辨率的低阶衍射峰。本说明书的多层光学粘合剂的结构化界面可包括光栅，该光栅在产生对来自显示器的入射在光学粘合剂的主表面上的光的衍射方面为有效的。多层光学粘合剂可被施加至显示器覆盖玻璃的外面或者可被施加在覆盖玻璃与显示面板之间。
由衍射光栅生成的衍射峰的强度分布为光栅上的折射率对比与光栅的峰-谷高度的乘积的函数。如本文所用，除非另外指示，否则折射率和折射率对比是指在25℃和大气压力下使用具有532nm的波长的光测量的折射率。可调节折射率对比乘以峰-谷高度，以使得减少闪烁的衍射峰以相对高的强度出现，而降低有效分辨率的衍射峰以低强度出现或根本不可测量地出现。折射率对比与峰-谷高度的乘积的可用值的范围可取决于光栅的形状。光栅可具有任何周期性重复的形状，例如正弦形状、方波形状、立体角形状，或者光栅可具有其它周期性重复的规则或不规则形状。光栅可为单向的(即，周期性地沿一个方向并且在基本上正交的方向上延伸)或可为双向的，具有沿两个方向重复的形状。
对于本文所讨论的任一实施方案，任何光栅的折射率对比乘以光栅的峰-谷高度可大于约100nm、或大于约150nm、或大于约200nm并且小于约400nm、或小于约350nm、或小于约300nm。例如，在一些实施方案中，|n1-n2|乘以h介于约100nm和约400nm之间或者介于约150nm和约350n之间或介于约200nm和约300nm之间。在一些实施方案中，h乘以|n1-n2|的范围为约150nm至约350nm，并且间距在约2微米至约50微米的范围内。已发现，此类光栅几何形状在减少闪烁而不显著降低感知的图像分辨率方面为有效的。
第二层120和第三层130之间的界面137可为非结构化的(即，基本上平坦的)，如图1所示，或者可为结构化的以提供光学效应，如本文别处进一步所讨论。
光学粘合剂100可用于将覆盖玻璃附接到例如显示面板。在一些实施方案中，界面135和/或界面137被构造成在光学粘合剂100附接到覆盖玻璃和/或显示面板时提供减少闪烁的衍射效应。
第一层110包括外部主表面140并且第三层130包括外部主表面145。在一些实施方案中，光学粘合剂100设置有紧邻外部主表面140的第一剥离膜和/或紧邻外部主表面145的第二剥离膜。第一剥离膜和第二剥离膜为旨在将光学粘合剂100用于显示器中之前移除的牺牲膜。具有剥离表面的剥离膜可包括于本说明书的任一多层光学粘合剂中，其中剥离表面紧邻粘弹性或弹性体粘合剂层的外部主表面。剥离膜可提供使得当剥离膜被移除时粘弹性或弹性体粘合剂层的结构化外表面被结构化以提供用于放气的通道的结构。在一些实施方案中，粘弹性或弹性体粘合剂层可浸湿表面以便在该层被附接到该表面之后消除通道。合适的粘合剂和放气结构在例如美国专利申请公开2007/0212535(Sherman等人)中有所描述。
在本文所述的任一实施方案中，设置在两个粘弹性或弹性体粘合剂层之间的层可具有小于25微米、或小于20微米、或小于15微米、或小于10微米的平台厚度(即，不包括结构高度的厚度)。在一些实施方案中，平台厚度大于约1微米、或大于约3微米、或大于约5微米、或大于约7微米。当该层为载体膜时用常规技术来实现使用具有小于25微米的平台厚度的层是不可能的，因为载体膜通常具有50微米或更大的厚度使得载体膜为自支撑的。因此本说明书的多层光学粘合剂提供了具有低厚度并且不具有与载体膜相关联的光学伪影的结构化制品，该结构化制品不可使用常规技术来实现。
在本文所述的任一实施方案中，多层光学粘合剂的任一层可为基本上透射的。例如，光学粘合剂100的第一层110可为第一粘弹性或弹性体粘合剂层，第二层120可为第一固化聚合物层，并且第三层130可为第二粘弹性或弹性体粘合剂层，并且第一粘弹性或弹性体粘合剂层、第一固化聚合物层以及第二粘弹性或弹性体粘合剂层中的每一者可为基本上透射的。
如本文所用，“基本上透射的”层为具有材料特性的层，材料特性为穿过该层传播的基本上所有可见光(例如，至少约90％)穿过该层透射或者在该层的边界处的界面处被反射。在一些实施方案中，多于95％或多于97％的波长为550nm且入射在该层上的光穿过该层透射或者从该层边界处的界面被反射。可使用ASTM D1003-13测试标准来确定总体透射率(包括来自表面或界面的反射的影响的透射率)，并且可使用如本领域中已知的菲涅耳方程来确定表面或界面反射的贡献，以便确定穿过该层的透射率。在一些实施方案中，例如，光学粘合剂的总体透射率大于约80％或大于约85％。
本说明书的多层光学粘合剂中存在两个结构化界面的实施方案示于图2A中。光学粘合剂200包括第一层210、紧邻第一层210的第二层220、以及紧邻第二层220且与第一层210相对的第三层230。在一些实施方案中，第一层210为第一粘弹性或弹性体粘合剂层，第二层220为固化聚合物层，并且第三层230为第二粘弹性或弹性体粘合剂层。
第一层210包括外部主表面240，并且第三层230包括外部主表面245。在一些实施方案中，光学粘合剂200设置有紧邻外部主表面240的第一剥离膜和/或紧邻外部主表面245的第二剥离膜。
光学粘合剂200包括在第一层210和第二层220之间的结构化第一界面235以及在第二层220和第三层230之间的结构化第二界面237。在一些实施方案中，第一界面235限定第一光栅并且第二界面237限定第二光栅。在一些实施方案中，第一光栅沿第一方向延伸并且第二光栅沿不同于第一方向的第二方向延伸。
第二层220具有平台厚度(即，不包括结构高度的厚度)t。在一些实施方案中，平台厚度t小于25微米(或小于20微米或小于15微米或小于10微米)。在一些实施方案中，平台厚度t大于约1微米、或大于约3微米、或大于约5微米、或大于7微米。
图2B示出了具有由沿第一方向213延伸的元件212表示的第一光栅和由沿第二方向215延伸的元件214表示的第二光栅的光学粘合剂的示意性俯视图，其中第一方向213和第二方向215之间具有角226。由元件212表示的第一光栅具有第一间距232并且由元件214表示的第二光栅具有第二间距234。在许多实施方案中，第二方向215不同于第一方向213。在一些实施方案中，角226大于0度、或大于约5度、或大于约10度、或大于约20度并且小于或等于90度。应当理解，大于90度的角等同于小于90度的余角。在一些实施方案中，第一方向213和第二方向215基本上正交。在一些实施方案中，第一间距232和第二间距234大致相等。在一些实施方案中，第一间距232和第二间距234不同。
如果光栅在某一方向上延伸的长度比光栅的间距大，则可以说光栅在该方向上延伸。例如，由元件212表示的第一光栅可沿第一方向213延伸第一间距232的至少10倍、或至少100倍、或至少1000倍。在一些实施方案中，多层光学粘合剂包括横跨粘合剂的大部分或基本上所有宽度或长度延伸的光栅。
本说明书的多层光学粘合剂中存在两个结构化界面的另一个实施方案示于图3中。光学粘合剂300包括第一层310、紧邻第一层310的第二层320、以及紧邻第二层320且与第一层310相对的第三层330。第一层310为第一粘弹性或弹性体粘合剂层，第二层320为固化聚合物层，并且第三层330为第二粘弹性或弹性体粘合剂层。如本文所用，固化聚合物层可由一个或多个子层组成，其中每个子层为固化聚合物层，并且不包括不为固化聚合物层的任何子层。第二层320包括紧邻第一层310的第一次层322、以及紧邻第一次层322并且紧邻第三层330的第二次层324。光学粘合剂300包括第一层310和第一子层322之间的第一界面335、第一子层322和第二子层324之间的第二界面336、以及第二子层324和第三层330之间的第三界面337。在示出的实施方案中，第一界面335和第二界面336为结构化的，并且第三界面337为非结构化的。在其它实施方案中，第一界面335、第二界面336和第三界面337中的任何一者、两者或全部为结构化的。每个子层可具有本文别处所述的固化聚合物特性和/或可由具有如本文别处所述的粘度的可固化树脂制备。
第一层310包括外部主表面340并且第三层330包括外部主表面345。在一些实施方案中，光学粘合剂300设置有紧邻外部主表面340的第一剥离膜和/或紧邻外部主表面345的第二剥离膜。
在一些实施方案中，多层光学粘合剂的一个或多个层为不连续的，如图4所示。光学粘合剂400包括第一层410、紧邻第一层410的第二层420、以及紧邻第二层420且与第一层410相对的第三层430。第三层430与第一层410接触。在一些实施方案中，第一层410为第一粘弹性或弹性体粘合剂层，第二层420为固化聚合物层，并且第三层430为第二粘弹性或弹性体粘合剂层。第二层420为不连续的。光学粘合剂400包括第一主表面440、第二主表面445、在第一层410和第二层420之间的第一界面435、在第二层420和第三层430之间的第二界面437以及在第一层410和第三层430之间的第三界面438。
在一些实施方案中，第一界面435、第二界面437和第三界面438限定使入射在光学粘合剂400的主表面(440或445)上的光的至少一部分衍射的光栅。光栅具有间距P和峰-谷高度h。在一些实施方案中，第一层410具有第一折射率n1，第二层420具有不同于n1的第二折射率n2。在一些实施方案中，h乘以第一层410和第二层420之间的折射率的绝对值(即，h×|n1-n2|)的范围为约150nm至约350nm，并且间距P在约2微米至约50微米的范围内。
在一些实施方案中，第三层430为可以是粘弹性或弹性体粘合剂层或可以是某一其它层的附加层。在一些实施方案中，第一层410为第一粘弹性或弹性体粘合剂层，第二层420为不连续层，并且第一层410附着到显示器中的层的表面，其中第二层420面向该表面。那时第三层430为显示器中的层，该显示器中的层可为例如玻璃层。在一些实施方案中，第三层430为剥离衬垫，其中剥离表面面向第一层410。
第二层420可通过例如喷墨印刷被施加至第一层410。在一些实施方案中，光学粘合剂400是通过提供带有结构化表面的第一层410来制备的。然后可将溶剂型树脂涂覆到结构化表面上，并且然后可蒸发溶剂并固化树脂以便产生部分填充的结构化表面，该部分填充的结构化表面产生不连续的第二层420。然后可将第三层430涂覆在不连续的第二层420上以及在第一层410中的结构化表面的未被不连续的第二层420覆盖的部分上。在一些实施方案中，第二层420是通过将材料印刷到第一层410的非结构化表面上形成的。该材料可为扩散到第一层410的表面中的树脂，从而形成第二层420，该第二层420为不连续的并且位于第一层410的主表面附近且与第一主表面440相对。
第二层420可包括成图案的多个离散对象。这些离散对象可为例如圆点、交叉影线、肋条、枕形对象(具有向外弯曲的顶部的变形的矩形(例如，正方形)或平行四边形形状的对象)或它们的组合。图5示出了不连续的第二层520的剖视图，第二层520为固化聚合物层并且包括圆点521、肋条522、交叉影线523和矩形524，这些在一些实施方案中可具有穹顶形外表面。
根据本说明书的多层光学粘合剂可包括多于三层，如图6所示。光学粘合剂600包括第一层610、紧邻第一层610的第二层620、紧邻第二层620且与第一层610相对的第三层630、紧邻第三层630且与第二层620相对的第四层650、以及紧邻第四层650且与第三层630相对的第五层660。在一些实施方案中，第一层610为第一粘弹性或弹性体粘合剂层，第二层620为第一固化聚合物层，第三层630为第二粘弹性或弹性体粘合剂层，第四层650为第二固化聚合物层，并且第五层660为第三粘弹性或弹性体粘合剂层。光学粘合剂600包括第一层610和第二层620之间的第一界面635、第二层620和第三层630之间的第二界面637、第三层630和第四层650之间的第三界面638、以及第四层650和第五层660之间的第四界面639。光学粘合剂600可通过将图2的第一光学粘合剂200的外部主表面245附着到第二光学粘合剂200的外部主表面240来制备。光学粘合剂600还可通过使用本文别处所述的过程来逐层制备。
在一些实施方案中，第一界面635、第二界面637、第三界面638和第四界面639中的至少两者为结构化的。在一些实施方案中，第一界面635、第二界面637、第三界面638和第四界面639中的任何一者、两者、三者或全部为结构化的。在一些实施方案中，第一界面635、第二界面637、第三界面638和第四界面639限定沿第一方向延伸的第一光栅和沿不同于第一方向的第二方向延伸的第二光栅。
第一层610包括外部主表面640并且第三层630包括外部主表面645。在一些实施方案中，光学粘合剂600设置有紧邻外部主表面640的第一剥离膜和/或紧邻外部主表面645的第二剥离膜。
在一些实施方案中，光学粘合剂可包括单个粘弹性或弹性体粘合剂层和单个固化聚合物层。根据本说明书的多层光学粘合剂示于图7中。光学粘合剂700包括第一层710和紧邻第一层710的第二层730。第一层710为具有第一折射率n1的第一粘弹性或弹性体粘合剂层，并且第二层730为具有不同于n1的第二折射率n2的固化聚合物层。光学粘合剂700包括可限定基本上连续的光栅的界面735。光栅可具有峰-谷高度h和间距P。峰-谷高度h乘以光栅上的折射率对比|n1-n2|的范围可为约150nm至约350nm，并且间距可在约2微米至50微米的范围内。如本文别处所讨论，已发现，此范围提供良好的防闪烁特性。
第一层710包括外部主表面740并且第二层730包括外部主表面745。在一些实施方案中，光学粘合剂700设置有具有紧邻外部主表面740的第一剥离表面的第一剥离膜和/或具有紧邻外部主表面745的第二剥离表面的第二剥离膜。
在本说明书的多层光学粘合剂的一些实施方案中，可将提供受控的光漫射的多个颗粒或小珠添加到层中的一个或多个。在多层光学粘合剂用于闪烁减少的实施方案中，此类小珠可导致像素图像在通过光学粘合剂被观察时在大于像素尺寸的区域上扩展，并且这可有助于减少闪烁。除减少闪烁之外，引入多个颗粒或小珠可减少可能发生的彩虹色。当具有光栅的多层光学粘合剂包括在显示器中时，有时可观察到由于来自光学粘合剂的环境光的反射的频率依赖性而引起的彩虹色。防眩光层可显著减少这种彩虹色，但是在没有引入防眩光层的显示器中彩虹色可令人不愉快。将颗粒引入到多层光学粘合剂中允许彩虹色被减少或基本上消除。颗粒可被引入到本文所述的任一多层光学粘合剂的任一层中。颗粒可被引入到紧邻光栅的层中或者颗粒可被引入到靠近光栅层设置的独立附加层中。独立附加层可为带有基本上非结构化表面的膜。
已发现，在约0.5微米至约30微米范围内的颗粒大小(即，平均直径)在产生期望程度的扩展像素图像方面和/或在产生期望的彩虹色减少方面可为有效的。如本文所用，除非有不同的说明，否则平均直径是指数均平均数或非加权平均数。在一些实施方案中，颗粒的平均直径大于约0.5微米、或大于约1微米或大于约2微米，并且颗粒的平均直径小于约30微米、或小于约20微米或小于约10微米。
颗粒和颗粒位于的介质之间的折射率差值的绝对值在本文中表示为|Δn|。已发现，在产生期望程度的扩展像素图像上和/或在产生期望的彩虹色减少上，在约0.001至约0.1范围内的|Δn|可为有效的。在一些实施方案中，|Δn|大于约0.001或大于约0.003并且小于约0.1或小于约0.05或小于约0.01。在一些实施方案中，|Δn|在约0.003至约0.007的范围内。例如，CEF22光学清晰粘合剂(购自圣保罗的3M公司)中的PMMA小珠给出在532nm下约0.005(并且在405nm下约0.004，并且在632nm下约0.003)的|Δn|。颗粒可为具有在期望范围内的尺寸和折射率的任何颗粒。颗粒可具有球形、椭球型、不规则形状或其它形状。可使用玻璃小珠或聚合物小珠。
在一些实施方案中，颗粒为基本上单分散的。基本上单分散的颗粒可具有使得90％或更多或者95％或更多的颗粒具有在平均粒径的5％内或10％内的直径的粒径分布。基本上单分散的颗粒可具有使得变异系数(标准偏差除以平均值乘以100％)小于约10％、小于约5％或小于约4％的粒径分布。合适的基本上单分散的颗粒包括得自Microbeads AS公司(Skedsmokorset，挪威)的单分散性PMMA微球e或得自EPRUI纳米颗粒和微球有限公司(南京中国)的具有低于约3.5％的变异系数的单分散性PMMA微球e。
已发现，在产生期望程度的扩展像素图像上和/或在产生期望的彩虹色减少上，使用数量密度介于约104mm-3和约108mm-3之间的颗粒可为有效的。通常当使用大粒度时较低的数量密度为可用的并且当使用较小的粒度时较大的数量密度为可用的。在一些实施方案中，数量密度大于104mm-3或105mm-3并且小于108mm-3或107mm-3。
制备根据本说明书的多层光学粘合剂的方法示于图8A至图8G。图8A示出了具有结构化第一剥离表面840的第一剥离工具805。如本文所用，剥离工具可为剥离膜。例如，如本文别处更详细所述，可在膜上制备结构并且该结构的表面可被剥离处理以形成结构化剥离膜。第一剥离工具805在结构化第一剥离表面840上涂覆有第一材料，从而在第一剥离工具805上形成第一层810，从而产生经涂覆的剥离工具806，如图8B所示。在一些实施方案中，第一层810为基本上连续的。在其它实施方案中，第一层810可为不连续的。如本文别处所述，不连续层可通过喷墨印刷或通过使用溶剂涂覆技术来施加。在接下来的工艺步骤中，第二材料被施加至第一材料上，如图8C所示。这形成紧邻第一层810且与第一剥离工具805相对的第二层820。界面837在第一层810和第二层820之间形成。将第二剥离工具855施加到第二层820以形成制品801，如图8D所示。第二剥离工具855紧邻第二材料且与第一材料相对，其中第二剥离表面845面向第二材料。图8C和图8D所示步骤的替代形式为将第二材料设置在第二剥离工具855的第二剥离表面845上。然后经涂覆的剥离工具被施加至第一材料，得到制品801。在一些实施方案中，第一层810和第二层820中的至少一者为粘弹性或弹性体粘合剂，以使得制品801为在移除剥离工具805或剥离工具855之后可附着到表面的光学粘合剂。
在一些实施方案中，第一材料为可固化树脂，在这种情况下，可施加固化步骤来固化树脂，从而产生固化聚合物层。可在施加第二层820和第二剥离工具855之前或之后施加固化步骤。
在一些实施方案中，第二材料为粘弹性或弹性体粘合剂并且第一材料为硬质涂膜树脂。即，当固化时形成固化聚合物的树脂，该固化聚合物足够硬以在材料可为外层的应用中提供足够的铅笔硬度或耐磨性。例如，固化硬质涂膜树脂可提供大于HB或大于H的铅笔硬度。在这种情况下，例如，通过移除第二剥离工具855使粘弹性或弹性体粘合剂层(第二层820)暴露，该粘弹性或弹性体粘合剂层然后可附接到显示器表面，制品801可用作防炫光光学粘合剂。可移除第一剥离工具805使硬质涂膜层(第一层810)的结构化表面暴露。在制品801用于显示器应用的一些实施方案中，剥离工具805和855为在制品801用于显示器之前被移除的牺牲层。
还可进一步处理制品801以增加附加层，如图8E至图8G所示。移除第一剥离工具805从而使第一层810的结构化主表面841暴露，产生图8E所示的制品802。然后第三材料被施加到结构化主表面841上形成具有第三层830的制品803，如图8F所示。界面842在第一层810和第二层830之间形成。在一些实施方案中，然后将第三剥离工具859施加到第三层830，其中第三剥离工具859的第三剥离表面848面向第三层830，从而形成制品804，如图8G所示。图8F至图8G所示的步骤的替代形式为将第三材料涂覆到第三剥离工具859的第三剥离表面上，从而形成经涂覆的剥离工具，并且然后将经涂覆的剥离工具施加到结构化主表面841上，其中第三材料面向结构化主表面841。在许多实施方案中，第二层820和第三层830中的至少一者为粘弹性或弹性体粘合剂层，以使得制品804为在移除剥离工具859或855之后可附着到表面的光学粘合剂。在一些实施方案中，第二材料为第一粘弹性光学清晰粘合剂，第三材料为可与第一材料相同或不同的第二粘弹性光学清晰粘合剂，并且第一材料为可被固化以提供固化聚合物层的可固化树脂。
剥离工具855和剥离工具859可为在制品804在显示器或其它应用中用作光学粘合剂之前被移除的牺牲层，诸如剥离膜。在一些实施方案中，第二材料和第三材料为相同或不同的粘弹性或弹性体粘合剂。
在一些实施方案中，剥离工具855和859中的一者或两者为结构化的，以使得表面845和/或848为结构化表面，并且使得该过程产生具有两个或三个结构化表面的光学粘合剂。在这种情况下，可通过移除结构化剥离衬垫从而使结构化表面暴露并且然后将第四材料施加至经暴露的结构化表面来重复该过程。例如，此类过程可用于制备多层制品诸如图6所示的光学粘合剂600。
在一些实施方案中，第一剥离工具、第二剥离工具和第三剥离工具中的任一者或全部为剥离膜。在一些实施方案中，图8A至图8G所示的步骤以连续的辊到辊过程来执行。
在一些实施方案中，第一层810、第二层820和第三层830中的每一者为连续层。在一些实施方案中，第二层820或第三层830或两者皆为不连续的。在一些实施方案中，第一层810为不连续的。这些层中的任一个可通过使用喷墨印刷技术或通过使用标准的溶剂型涂覆技术施加层来不连续地制备，其中结构被涂覆并且溶剂被蒸发，从而产生部分填充的结构，该部分填充的结构形成可通过例如施加热或UV辐射而被固化的不连续层。任何不连续层都可包括多个离散对象，如在别处所述。
制备根据本说明书的多层光学粘合剂的方法示于图9A至图9F中。图9A示出了具有结构化第一剥离表面940的第一剥离工具905。第一剥离工具905在结构化第一剥离表面940上涂覆有第一材料，从而形成了第一层910并且产生经涂覆的剥离工具906，如图9B所示。在一些实施方案中，第一层910为基本上连续的。在其它实施方案中，第一层910可为不连续层，如在别处所述。在一些实施方案中，第一材料为可涂覆且可固化树脂。接下来，第二剥离工具955被施加至第一层910以形成制品901，如图9C所示。第二剥离工具955紧邻第一材料且与第一剥离工具905相对，其中第二剥离表面945面向第一材料。另选地，可将第一材料涂覆到第二剥离工具955上，并且然后将经涂覆的剥离工具施加到第一剥离工具905。在一些实施方案中，然后移除第二剥离工具955，并且将具有衬垫的粘合剂施加到第一层910，从而形成类似于图8G的制品804的制品。
接下来，在图9D所示的制品902中，移除第一剥离工具905从而使第一层910的结构化主表面941暴露。然后第二材料被施加到结构化主表面941上形成具有第二层920的制品903，如图9E所示。界面942在第一层910和第二层920之间形成。在一些实施方案中，然后将第三剥离工具959施加到第二层920，其中第三剥离工具959的第三剥离表面948面向第二层920，从而形成制品904，如图9F所示。图9E至图9F所示的步骤的替代形式为将第二材料涂覆到第三剥离工具959的第三剥离表面948上，从而形成经涂覆的剥离工具，并且然后将经涂覆的剥离工具施加到结构化主表面941上，其中第二材料面向结构化主表面941。
在许多实施方案中，第一材料或第二材料为粘合剂并且制品904为光学粘合剂。在许多实施方案中，第一材料和第二材料中的一者为第一粘弹性或弹性体粘合剂，并且第一材料和第二材料中的另一者为可固化树脂。
制备根据本说明书的光学粘合剂的方法示于图10A至图10F中。图10A示出了具有结构化第一剥离表面1040的第一剥离工具1005。第一剥离工具1005在结构化第一剥离表面1040上涂覆有第一材料，从而形成第一层1010并产生经涂覆的剥离工具1006，如图10B所示。在一些实施方案中，第一层1010为基本上连续的。在其它实施方案中，第一层1010可为不连续层，如在别处所述。在一些实施方案中，第一材料为可涂覆且可固化树脂。在一些实施方案中，第一材料为硬质涂膜树脂，如本文别处所述。接下来，具有第二剥离表面1045的第二剥离工具1055被施加至第一层1010从而形成制品1007，如图10C所示。在图10A至图10F所示的实施方案中，第一材料流动或变形以填充涂覆第二剥离表面1045，该第二剥离表面1045为结构化表面。然后移除第一剥离工具1005使第一层1010中的结构化第一表面1041暴露。将涂覆有第二材料的第三剥离工具施加在结构化第一表面1041上，从而形成第二层1020，第二层1020与第一层1010形成界面1042，并且从而产生如图10D所示的制品1008。在一些实施方案中，第二层1020为粘弹性或弹性体粘合剂层并且制品1008为光学粘合剂。另选地，可将第二材料涂覆到结构化第一表面1041上形成第二层1020和界面1042，并且然后第三剥离工具1059可被施加到第二层1020上，其中第三剥离表面1048面向第二层1020。
接下来，移除第二剥离工具1055使第一层1010中的结构化第二表面1049暴露并且产生制品1001，如图10E所示。在一些实施方案中，第二层1020为粘弹性或弹性体粘合剂层并且制品1001为光学粘合剂。将涂覆有第三材料的第四剥离工具施加在结构化第二表面1049上，从而形成第三层1030，第三层1030与第一层1010形成界面1037，如图10F所示，图10F提供了制品1002的剖视图。另选地，可将第三材料涂覆到结构化第二表面1049上，从而形成第三层1030和界面1037，并且然后可将第四剥离工具1062施加到第三层1030，其中第三剥离表面1066面向第三层1030。在一些实施方案中，第二层1020和第三层1030中的至少一者为粘弹性或弹性体粘合剂层，以使得制品1002为光学粘合剂。
图8A至图10F所示的任一方法可以连续的辊到辊过程来执行。图11示出了用于制备例如图8E的制品802的连续过程。例如，可包括附加的连续处理步骤以制备图8G的制品804。
用于图11的过程的结构化剥离工具为结构化剥离膜1105，该结构化剥离膜1105被设置在退绕辊1161上。将结构化剥离膜从退绕辊1161连续地退绕并且在各个阶段(例如，使用模具涂布机1185)涂覆以产生制品1101。将结构化剥离膜1105从制品1101中移除以生产连续卷绕到卷绕辊1171上的制品1102。图11所示的系统包括有利于各种膜移动通过该系统的各种辊1189。在另选实施方案中，将制品1101卷绕到卷绕辊上，并且制品1102和对应于图8G的制品804的制品以一个或多个后续连续辊到辊过程来制备。
结构化剥离膜可例如通过使用连续浇铸和固化工艺来制备，以在诸如PET膜的膜上形成结构化表面。在连续浇铸和固化工艺中，可使用金刚石工具制备微复制辊来将倒置图案切削成铜辊，该铜辊可用于使用连续浇铸和固化工艺利用可聚合树脂在基材上制备图案。合适的金刚石工具在本领域中是已知的，并且包括美国专利7,140,812(Bryan等人)中所述的金刚石工具。连续浇铸和固化工艺在本领域中是已知的，并在以下专利中有所描述：美国专利4,374,077(Kerfeld)；4,576,850(Martens)；5,175,030(Lu等人)、5,271,968(Coyle等人)；5,558,740(Bernard等人)；以及5,995,690(Kotz等人)。然后可使用常规的表面处理技术来处理所得的结构以生产结构化剥离膜1105。例如，表面处理可包括氧气等离子体处理，之后进行四甲基硅烷(TMS)等离子体处理。
将结构化剥离膜1105从退绕辊1161退绕并用第一材料涂覆，该第一材料可为辐射(例如，紫外线(UV))可固化树脂，以产生经涂覆的剥离膜1106。可使用模具涂布机1185将第一材料模具涂布到结构化剥离膜1105的结构化侧面上。第一材料可为本文别处所述的任一可固化树脂。
在第一剥离衬垫和第二剥离衬垫之间的粘合剂(例如，粘弹性或弹性体粘合剂)被设置在退绕辊1162上。移除第一剥离衬垫1181并且将其卷绕到卷绕辊1172上。然后将所得粘合剂涂覆的剥离衬垫1182中的粘合剂的经暴露表面施加到经涂覆的剥离膜1106上，并在夹辊1190和支承辊1192之间通过。在一些实施方案中，第一材料为UV可固化树脂，并且提供UV固化站1166以在树脂通过支承辊1192时固化树脂。其中粘合剂和第二剥离衬垫保持在适当的位置的经涂覆的剥离膜1106为多层制品1101。将结构化剥离膜1105从多层制品1101移除，从而产生卷绕到卷绕辊1171上的多层制品1102。被移除的结构化剥离衬垫1105被卷绕到卷绕辊1173上。制品1102可具有如图8E的制品802那样的通式结构。另选的方法增加了以下步骤：将附加粘合剂涂覆的剥离衬垫施加到制品1102的经暴露的结构化表面。这可产生具有图8G的制品804的通式结构的制品。
在一些实施方案中，使用类似于图11所示过程的过程来制备图10D的制品1008，不同的是，退绕辊1162被容纳第二结构化剥离膜的退绕辊替代。例如，在移除结构化剥离膜1105(对应于第一剥离工具1005)之后，可使用例如模具涂布机将涂层施加到经暴露的结构化表面，并且将第二剥离膜施加到涂层，从而产生制品1008。类似地，可移除第二结构化剥离膜，并且可施加附加涂层和剥离膜以产生图10F的制品1002。
图12示出了用于制备例如图9D的制品902的连续过程。例如，可包括附加连续处理步骤以制备图9F的制品904，并且然后可包括附加步骤以制备例如图8G的制品804。
用于图12的过程的结构化剥离工具为结构化剥离膜1205，结构化剥离膜1205被设置在退绕辊1261上。将结构化剥离膜从退绕辊1261连续地退绕并且在各个阶段(例如，使用模具涂布机1285)涂覆以产生制品1201。将结构化剥离膜1205从制品1201移除以产生连续卷绕到卷绕辊1271上的制品1202。图12所示的系统包括有利于各种膜移动通过该系统的各种辊1289。
结构化剥离膜1205从退绕辊1261退绕并用第一材料涂覆，该第一材料可为辐射(例如，UV或电子束)可固化树脂，以产生经涂覆的剥离膜1206。可使用模具涂布机1285将第一材料模具涂布到结构化剥离膜1205的结构化侧面上。第一材料可为本文别处所述的任一可固化树脂。
将剥离衬垫1255设置在退绕辊1262上。然后将剥离衬垫1255的剥离表面施加到经涂覆的剥离膜1206上，并在夹辊1290和支承辊1292之间通过。在一些实施方案中，第一材料为UV可固化树脂，并且提供UV固化站1266以在树脂通过支承辊1292时固化树脂。其中剥离衬垫1255在适当的位置的经涂覆的剥离膜1206为多层制品1201。将结构化剥离膜1205从多层制品1201移除，从而产生卷绕到卷绕辊1271上的多层制品1202。将移除的结构化剥离膜1205卷绕到卷绕辊1273上。制品1202可具有如图9D的制品902那样的通式结构。在后续处理步骤中，可将具有附加剥离衬垫的粘合剂施加到制品1202，以形成具有图9F的制品904的通式结构的制品。在进一步的处理步骤中，可移除剥离衬垫1255，并且添加另一种粘合剂和另一个剥离衬垫以形成具有图8G的制品804的通式结构的制品。
实施例
除非另外指明，否则所有份数、百分比、比率等均按重量计。除非有不同的说明，否则所用的溶剂和其它试剂均购自威斯康星州密尔沃基的西格玛-奥德里奇化学公司。
材料
Figure GDA0002684261460000211
Figure GDA0002684261460000221
测试方法：
粘度测量：
仪器是Cambridge Viscometer Model VL4000(PAC,L.P.Medford MA)。遵循制造商的说明书以得出以cP为单位的粘度结果。
折射率：
用于折射率测量的样品制备。将1-2克未固化树脂制剂(如下所述)放置到PET膜的未涂底漆的侧面上。通过使用轻压用手压辊手动地将第二片未涂底漆的PET膜层压在液体制剂的顶部上。使未固化样品以30英尺/秒通过在100％功率下以H灯泡操作的FusionLight Hammer(购自辐深紫外线系统公司(Fusion UV systems)，型号I6P1/LH)两次。从两侧移除PET膜，并保留自立式树脂。
在532nm下用Metricon公司(彭宁顿，新泽西州)的型号2010/M棱镜耦合器测量自立式树脂的折射率。
透射率：
被制备用于折射率的相同样品还用于测量透射率。在购自毕克-加特纳股份有限公司(格雷茨里德，德国)的HAZE-GARD PLUS雾度计上测量这些样品。遵循ASTM D1003-13来测量透射率。
DMA样品制备：
ASTM D5026-01用于DMA测试，不同的是，DMA样品是用有机硅模具制备的，其中样品的尺寸为1.25mm×4.75mm×20mm。将树脂分配到模具中，并且将未涂底漆的PET层压在顶部上。然后在UV固化站(购自辐深紫外线系统公司，型号I6P1/LH)中用H灯泡在30fpm下对树脂进行UV固化。使树脂运行通过两次，并且然后将条块从模具移除并翻过来，并在相同条件下再次固化。在条块固化之后不早于48小时对其进行测试，以确保已发生完全固化。
DMA样品测试：
在DMA(特拉华州纽卡斯尔的TA仪器公司(TA instruments New Castle,DE)，型号Q800，配有张力装置)中对固化条块进行测试。将条块放置在DMA夹具中，其中样品长度从顶部夹具到基部夹具为大约15mm。将振荡频率设定为1Hz，并且将机器冷却至-25℃并使其平衡2分钟。在机器平衡之后，开始记录数据，并且在2℃/min的速度下使DMA升温至150℃。
环境样品制备：
将来自每个实施例(比较例1，比较例2，实施例1，实施例2，实施例3)的样品如下制备以用于环境测试。将粘合剂剥离衬垫移除，并且用手动层压机手动地将现在被暴露的粘合剂侧面层压到载玻片。然后将该构造在5.0kg/cm2，55℃下放置在高压釜中持续10分钟。
将来自每个实施例(比较例3，实施例4，实施例5，实施例6)的样品如下制备以用于环境测试。将第一粘合剂剥离衬垫移除，并且用手动层压机手动地将现在被暴露的粘合剂侧面层压到载玻片。将第二剥离衬垫移除，并且用手动层压机手动地将载玻片层压到该被暴露的粘合剂。然后将该构造在5.0kg/cm2，55℃下放置在高压釜中持续10分钟。
环境测试：
在85℃、0％RH下测试来自每个实施例的一组样品，并且在85℃、85％RH下测试另一组样品，并且然后对每个实施例的结果进行组合。对于实施例比较例1、比较例2、实施例1、实施例2、实施例3，将PET移除并且将样品放置在环境室中。在实施例比较例3、实施例4、实施例5、实施例6中，不需要另外的操作，并且将样品放置在由Thermotron公司(型号SM-16-8200，荷兰镇，密歇根州)制成的环境室中。将该室设定为85℃、0％RH或85℃、85％RH。在336小时之后，取出样品并检查其缺陷。通过目视观察确定结果以确定是否维持光学特性。如果光学特性得以维持，则数据被报告为“通过”，或者如果样品表现出裂纹，则数据被报告为“破裂”。
树脂制剂
制备并使用上述测试方法来测试树脂制剂(表1)。结果示于表2中。
表1：树脂制剂
Figure GDA0002684261460000241
表2：树脂特性和结果
Figure GDA0002684261460000242
剥离工具
经剥离处理的膜复制品由如下的精确的圆柱体工具制成。圆柱体工具为改进的经金刚石车削处理的金属工具。使用精确的金刚石车削机将图案切削成工具的铜表面。具有精确切削特征结构的所得的铜圆柱体被镀镍并且被剥离处理以促进固化树脂在微复制过程期间的剥离。被切削成铜工具的结构为具有12微米间距和2.5微米峰-谷高度的尺寸的正弦波。然后由精确的圆柱体工具制备膜复制品。将包含丙烯酸酯单体和光引发剂的丙烯酸酯树脂浇铸到PET膜中，并且然后使用紫外光将其靠着该精确的圆柱体工具固化。使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法将所得的结构化膜的表面用硅烷剥离剂(四甲基硅烷)进行涂覆，以产生适合用作制备多层光学粘合剂的剥离工具的经剥离处理的膜复制品。
树脂样品制备
在“剥离工具”下所述的经剥离处理的膜复制品被用作以下涂层的基底层。将R1、R2、R3、R4或R5滴到膜复制品的结构化侧面上。将PET膜的未涂底漆的侧面放置成与涂层顶侧上的未固化树脂接触。整个构造在3档的速度设置下运行通过夹式层压机(ProfessionalLaminator system公司，型号PL1200HP)。整个构造以30ft/min(9.1m/min)的速度在高强灯泡下固化(带有H灯泡的Fusion UV-Light hammer 6，RPC工业公司，型号I6P1/LH)。
比较例1
使用树脂样品制备部分中解释的过程来制备比较例1(CE1)，并且所用制剂为R1。在制备树脂样品之后，将剥离工具从构造移除，从而使树脂的现在固化的结构化侧面暴露。将剥离衬垫中的一个从ADH2移除，并且通过使用重压用手压辊手动地将经暴露的粘合剂层压到该树脂的暴露的结构化侧面。
比较例2
使用树脂样品制备部分中解释的过程来制备比较例2(CE2)，并且所用制剂为R2。在制备树脂样品之后，将剥离工具从构造移除，从而使树脂的现在固化的结构化侧面暴露。将剥离衬垫中的一个从ADH2移除，并且通过使用重压用手压辊手动地将经暴露的粘合剂层压到该树脂的暴露的结构化侧面。
实施例1
使用树脂样品制备部分中解释的过程来制备实施例1(E1)，并且所用制剂为R3。在制备树脂样品之后，将剥离工具从构造移除，从而使树脂的现在固化的结构化侧面暴露。将剥离衬垫中的一个从ADH2移除，并且通过使用重压用手压辊手动地将经暴露的粘合剂层压到该树脂的暴露的结构化侧面。
实施例2
使用树脂样品制备部分中解释的过程来制备实施例2(E2)，并且所用制剂为R4。在制备树脂样品之后，将剥离工具从构造移除，从而使树脂的现在固化的结构化侧面暴露。将剥离衬垫中的一个从ADH2移除，并且通过使用重压用手压辊手动地将经暴露的粘合剂层压到该树脂的暴露的结构化侧面。
实施例3
使用树脂样品制备部分中解释的过程来制备实施例3(E3)，并且所用制剂为R5。在制备树脂样品之后，将剥离工具从构造移除，从而使树脂的现在固化的结构化侧面暴露。将剥离衬垫中的一个从ADH2移除，并且通过使用重压用手压辊手动地将经暴露的粘合剂层压到该树脂的暴露的结构化侧面。
比较例3
比较例3(CE3)使用比较例1中制备的构造作为起始构造。将PET膜移除，从而使该树脂的平面侧暴露。将剥离衬垫中的一个从ADH1移除，并且通过使用重压用手压辊手动地将经暴露的粘合剂层压到该树脂的平面侧。
实施例4
实施例4(E4)使用实施例1中制备的构造作为起始构造。将PET膜移除，从而使该树脂的平面侧暴露。将剥离衬垫中的一个从ADH1移除，并且通过使用重压用手压辊手动地将经暴露的粘合剂层压到该树脂的平面侧。
实施例5
实施例5(E5)使用实施例2中制备的构造作为起始构造。将PET膜移除，从而使该树脂的平面侧暴露。将剥离衬垫中的一个从ADH1移除，并且通过使用重压用手压辊手动地将经暴露的粘合剂层压到该树脂的平面侧。
实施例6
实施例6(E6)使用实施例3中制备的构造作为起始构造。将PET膜移除，从而使该树脂的平面侧暴露。将剥离衬垫中的一个从ADH1移除，并且通过使用重压用手压辊手动地将经暴露的粘合剂层压到该树脂的平面侧。
以下为本说明书的示例性实施方案的列表。
实施方案1为一种光学粘合剂，该光学粘合剂包括：
第一粘弹性或弹性体粘合剂层，该第一粘弹性或弹性体粘合剂层在532nm的波长下具有小于1.570的第一折射率；
第一固化聚合物层，该第一固化聚合物层紧邻该第一粘弹性或弹性体粘合剂层，该第一固化聚合物层在532nm的波长下具有至少1.570的第二折射率；
其中该第一粘弹性或弹性体粘合剂层和该第一固化聚合物层之间的第一界面为结构化的；
其中该第一粘弹性或弹性体粘合剂层和该第一固化聚合物层中的每一者为基本上透射的；
其中该第一固化聚合物层在20℃下具有至少2000MPa的储能模量和具有不超过65℃的玻璃化转变温度。
实施方案2为实施方案1的光学粘合剂，其中该第二折射率减去该第一折射率为至少0.001并且小于0.5。
实施方案3为实施方案1的光学粘合剂，其中该第二折射率减去该第一折射率为至少0.005并且小于0.5。
实施方案4为实施方案1的光学粘合剂，其中该第一界面限定具有峰-谷高度h和间距的光栅，并且其中h乘以该第二折射率和该第一折射率之间的差值的范围为150nm至350nm，并且该间距在2微米至50微米的范围内。
实施方案5a为实施方案1的光学粘合剂，其中该储能模量在20℃下在2100MPa至10000MPa的范围内。
实施方案5b为实施方案1的光学粘合剂，其中该储能模量在20℃下在2500MPa至10000MPa的范围内。
实施方案6为实施方案1的光学粘合剂，其中该玻璃化转变温度介于0℃和60℃之间。
实施方案7为实施方案1的光学粘合剂，该光学粘合剂还包括紧邻该第一固化聚合物层且与该第一粘弹性或弹性体粘合剂层相对的第二粘弹性或弹性体粘合剂层。
实施方案8为实施方案7的光学粘合剂，其中该第一固化聚合物层和该第二粘弹性或弹性体粘合剂层之间的第二界面为结构化的。
实施方案9为实施方案7的光学粘合剂，其中该第一固化聚合物层和该第二粘弹性或弹性体粘合剂层之间的第二界面为非结构化的。
实施方案10为实施方案7的光学粘合剂，该光学粘合剂还包括紧邻该第二粘弹性或弹性体粘合剂层且与该第一固化聚合物层相对的第二固化聚合物层。
实施方案11为实施方案10的光学粘合剂，该光学粘合剂还包括紧邻该第二固化聚合物层且与该第二粘弹性或弹性体粘合剂层相对的第三粘弹性或弹性体粘合剂层。
实施方案12为实施方案11的光学粘合剂，其中该第一界面、该第二界面、该第二固化聚合物层和该第二粘弹性或弹性体粘合剂层之间的第三界面、以及该第三粘弹性或弹性体粘合剂层和该第二固化聚合物层之间的第四界面中的至少两者为结构化的。
实施方案13为实施方案12的光学粘合剂，其中该第一界面、该第二界面、该第三界面和该第四界面至少限定沿第一方向延伸的第一光栅和沿不同于该第一方向的第二方向延伸的第二光栅。
实施方案14为实施方案1的光学粘合剂，其中该第一粘弹性或弹性体粘合剂层和该第一固化聚合物层中的至少一者包括具有在0.5微米至30微米范围内的平均直径的多个颗粒，并且其中所述多个颗粒中的颗粒和颗粒位于的介质之间的折射率差值的绝对值在0.001至0.1的范围内。
实施方案15为实施方案1的光学粘合剂，其中该第一固化聚合物层为丙烯酸酯层。
实施方案16为实施方案1的光学粘合剂，其中该光学粘合剂满足以下环境测试准则：在85℃和0％相对湿度下老化336小时之后基本上没有破裂。
实施方案17为实施方案1的光学粘合剂，其中该光学粘合剂满足以下环境测试准则：在85℃和85％相对湿度下老化336小时之后基本上没有破裂。
实施方案18为实施方案1的光学粘合剂，其中该固化树脂层包含含有至少两种不同的丙烯酸酯单体或低聚物的组合物的反应产物。
实施方案19为实施方案18的光学粘合剂，其中该固化树脂层包含含有至少三种不同的丙烯酸酯单体或低聚物的组合物的反应产物。
实施方案20为实施方案19的光学粘合剂，其中所述至少三种不同的丙烯酸酯单体或低聚物包括具有至少一个聚氨酯部分的第一单体或低聚物、不同于该第一单体或低聚物并且具有至少一个环氧部分的第二单体或低聚物、以及不同于该第一单体或低聚物和该第二单体或低聚物并且具有至少一个苯基部分的第三单体或低聚物。
实施方案21为实施方案1的光学粘合剂，其中该固化树脂层包含含有以下项的组合物的反应产物：5重量％至15重量％的脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯、10重量％至30重量％的基于双官能双酚A的环氧丙烯酸酯、以及60重量％至80重量％的2-联苯氧基乙基丙烯酸酯。
实施方案22为实施方案1的光学粘合剂，其中该固化树脂层包含含有以下项的组合物的反应产物：5重量％至15重量％的脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯、10重量％至30重量％的基于双官能双酚A的环氧丙烯酸酯、以及60重量％至80重量％的2-羟基联苯基丙烯酸酯。
虽然本文已经例示并描述了具体实施方案，但本领域的普通技术人员将会知道，在不脱离本公开范围的情况下，可用多种另选的和/或等同形式的具体实施来代替所示出和所描述的具体实施方案。本申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此，本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。

Claims (22)

1.一种光学粘合剂，所述光学粘合剂包括：
第一粘弹性或弹性体粘合剂层，所述第一粘弹性或弹性体粘合剂层在532nm的波长下具有小于1.570的第一折射率；
第一固化聚合物层，所述第一固化聚合物层紧邻所述第一粘弹性或弹性体粘合剂层，所述第一固化聚合物层在532nm的波长下具有至少1.570的第二折射率；
其中所述第一粘弹性或弹性体粘合剂层和所述第一固化聚合物层之间的第一界面为结构化的；
其中所述第一粘弹性或弹性体粘合剂层和所述第一固化聚合物层中的每一者为基本上透射的；
其中所述第一固化聚合物层在20℃下具有至少2000MPa的储能模量和具有不超过65℃的玻璃化转变温度。
2.根据权利要求1所述的光学粘合剂，其中所述第二折射率减去所述第一折射率为至少0.001并且小于0.5。
3.根据权利要求1所述的光学粘合剂，其中所述第二折射率减去所述第一折射率为至少0.005并且小于0.5。
4.根据权利要求1所述的光学粘合剂，其中所述第一界面限定具有峰-谷高度h和间距的光栅，并且其中h乘以所述第二折射率和所述第一折射率之间的差值的范围为150nm至350nm，并且所述间距在2微米至50微米的范围内。
5.根据权利要求1所述的光学粘合剂，其中所述储能模量在20℃下在2500MPa至10000MPa的范围内。
6.根据权利要求1所述的光学粘合剂，其中所述玻璃化转变温度介于0℃和60℃之间。
7.根据权利要求1所述的光学粘合剂，所述光学粘合剂还包括紧邻所述第一固化聚合物层且与所述第一粘弹性或弹性体粘合剂层相对的第二粘弹性或弹性体粘合剂层。
8.根据权利要求7所述的光学粘合剂，其中所述第一固化聚合物层和所述第二粘弹性或弹性体粘合剂层之间的第二界面为结构化的。
9.根据权利要求7所述的光学粘合剂，其中所述第一固化聚合物层和所述第二粘弹性或弹性体粘合剂层之间的第二界面为非结构化的。
10.根据权利要求7所述的光学粘合剂，所述光学粘合剂还包括紧邻所述第二粘弹性或弹性体粘合剂层且与所述第一固化聚合物层相对的第二固化聚合物层。
11.根据权利要求10所述的光学粘合剂，所述光学粘合剂还包括紧邻所述第二固化聚合物层且与所述第二粘弹性或弹性体粘合剂层相对的第三粘弹性或弹性体粘合剂层。
12.根据权利要求11所述的光学粘合剂，其中所述第一界面、所述第一固化聚合物层和所述第二粘弹性或弹性体粘合剂层之间的第二界面、所述第二固化聚合物层和所述第二粘弹性或弹性体粘合剂层之间的第三界面、以及所述第三粘弹性或弹性体粘合剂层和所述第二固化聚合物层之间的第四界面中的至少两者为结构化的。
13.根据权利要求12所述的光学粘合剂，其中所述第一界面、所述第二界面、所述第三界面和所述第四界面至少限定沿第一方向延伸的第一光栅和沿不同于所述第一方向的第二方向延伸的第二光栅。
14.根据权利要求1所述的光学粘合剂，其中所述第一粘弹性或弹性体粘合剂层和所述第一固化聚合物层中的至少一者包括具有在0.5微米至30微米范围内的平均直径的多个颗粒，并且其中所述多个颗粒中的颗粒和颗粒位于的介质之间的折射率差值的绝对值在0.001至0.1的范围内。
15.根据权利要求1所述的光学粘合剂，其中所述第一固化聚合物层为丙烯酸酯层。
16.根据权利要求1所述的光学粘合剂，其中所述光学粘合剂满足以下环境测试准则：在85℃和0％相对湿度下老化336小时之后基本上没有破裂。
17.根据权利要求1所述的光学粘合剂，其中所述光学粘合剂满足以下环境测试准则：在85℃和85％相对湿度下老化336小时之后基本上没有破裂。
18.根据权利要求1所述的光学粘合剂，其中所述第一固化聚合物层包含含有至少两种不同的丙烯酸酯单体或低聚物的组合物的反应产物。
19.根据权利要求18所述的光学粘合剂，其中所述第一固化聚合物层包含含有至少三种不同的丙烯酸酯单体或低聚物的组合物的反应产物。
20.根据权利要求19所述的光学粘合剂，其中所述至少三种不同的丙烯酸酯单体或低聚物包括具有至少一个聚氨酯部分的第一单体或低聚物、不同于所述第一单体或低聚物并且具有至少一个环氧部分的第二单体或低聚物、以及不同于所述第一单体或低聚物和所述第二单体或低聚物并且具有至少一个苯基部分的第三单体或低聚物。
21.根据权利要求1所述的光学粘合剂，其中所述第一固化聚合物层包含含有以下项的组合物的反应产物：5重量％至15重量％的脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯、10重量％至30重量％的基于双官能双酚A的环氧丙烯酸酯、以及60重量％至80重量％的2-联苯氧基乙基丙烯酸酯。
22.根据权利要求1所述的光学粘合剂，其中所述第一固化聚合物层包含含有以下项的组合物的反应产物：5重量％至15重量％的脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯、10重量％至30重量％的基于双官能双酚A的环氧丙烯酸酯、以及60重量％至80重量％的2-羟基联苯基丙烯酸酯。
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