專利名稱：包含環(huán)烯烴共聚物的光學(xué)膜的制作方法
背景技術(shù)：
多層聚合物光學(xué)膜廣泛用于多種目的，包括用作反射鏡和偏振器。該膜非常適合用作小型電子顯示器中的反射器和偏振器，小型電子顯示器包括(例如)置于移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)據(jù)助理、便攜式計(jì)算機(jī)、監(jiān)控器和電視中的液晶顯示器(LCD)。
雖然聚合物光學(xué)膜可具有良好的光學(xué)和物理性質(zhì)，但某些這種膜的一個(gè)局限性在于當(dāng)其經(jīng)受溫度波動(dòng)時(shí)，它們會(huì)表現(xiàn)出尺寸不穩(wěn)定性，即使在正常使用中經(jīng)受溫度波動(dòng)時(shí)也是如此。這種尺寸不穩(wěn)定性可導(dǎo)致在膜中形成褶皺，這種褶皺在LCD中會(huì)表現(xiàn)為可見(jiàn)的陰影。當(dāng)溫度接近或超過(guò)約85℃時(shí)，有時(shí)會(huì)在一些類型的膜中觀察到這種尺寸不穩(wěn)定性。當(dāng)一些類型的膜循環(huán)地經(jīng)過(guò)高溫和高濕度的條件(例如60℃和70％相對(duì)濕度的條件)時(shí)，也會(huì)觀察到尺寸不穩(wěn)定性。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及多層膜，該多層膜具有涂布在降冰片烯系環(huán)烯烴膜上的附加的可固化層；光學(xué)體，該光學(xué)體具有至少一個(gè)設(shè)置在光學(xué)膜上的降冰片烯系環(huán)烯烴層；和增強(qiáng)降冰片烯系環(huán)烯烴層或膜和其它材料之間的粘合作用的方法。
本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施方案是多層膜，該多層膜包含降冰片烯系環(huán)烯烴膜和附著在所述降冰片烯系環(huán)烯烴膜上的可固化層。所述可固化層含有可固化材料。
本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施方案是光學(xué)體，該光學(xué)體具有光學(xué)膜、設(shè)置在所述光學(xué)膜上的至少一個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層、以及附著在所述降冰片烯系環(huán)烯烴層上的至少一個(gè)含有可固化材料的可固化層。在一種示例性實(shí)施方式中，將至少一個(gè)含有可固化材料的可固化層附著到至少一個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層的主表面上，其中，所述主表面通常被設(shè)置成與光學(xué)膜相背。在另一種示例性實(shí)施方式中，將至少一個(gè)含有可固化材料的可固化層設(shè)置在光學(xué)膜和至少一個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層之間。
本發(fā)明的另一種示例性實(shí)施方式是將可固化層施加到降冰片烯系環(huán)烯烴膜上的方法，該方法包括對(duì)降冰片烯系環(huán)烯烴膜進(jìn)行電暈處理，將可固化材料施加到經(jīng)電暈處理的降冰片烯系環(huán)烯烴膜上，從而形成可固化層。
本發(fā)明的又一種示例性實(shí)施方式是制備光學(xué)體的方法，其中，所述光學(xué)體具有光學(xué)膜。所述方法包括提供具有至少一個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴外層的光學(xué)膜，對(duì)該降冰片烯系環(huán)烯烴層進(jìn)行電暈處理，并將可固化層涂敷到該降冰片烯系環(huán)烯烴層上。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明參照附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。


圖1為根據(jù)本公開(kāi)第一實(shí)施方式構(gòu)建和設(shè)置的多層膜的側(cè)視圖，示出了降冰片烯系環(huán)烯烴層和可固化層。
圖2為根據(jù)本公開(kāi)第二實(shí)施方式構(gòu)建和設(shè)置的光學(xué)體的側(cè)視圖，示出了具有光學(xué)膜、降冰片烯系環(huán)烯烴層和粘合劑層的光學(xué)體。
圖3為根據(jù)本公開(kāi)第三實(shí)施方式構(gòu)建和設(shè)置的光學(xué)體的側(cè)視圖，示出了具有兩個(gè)粘合劑層和兩個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層的光學(xué)體。
圖4為根據(jù)本公開(kāi)第四實(shí)施方式構(gòu)建和設(shè)置的光學(xué)體的側(cè)視圖，示出了包括光學(xué)膜、降冰片烯系環(huán)烯烴層、粘合劑層和位于降冰片烯系環(huán)烯烴層上的可固化層在內(nèi)的光學(xué)體。
圖5為根據(jù)本公開(kāi)第五實(shí)施方式構(gòu)建和設(shè)置的光學(xué)體的側(cè)視圖，示出了具有光學(xué)膜、兩個(gè)粘合劑層、兩個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層、以及可固化表面層的光學(xué)體。
圖6為根據(jù)本公開(kāi)第六實(shí)施方式構(gòu)建和設(shè)置的光學(xué)體的側(cè)視圖，示出了包括光學(xué)膜、兩個(gè)粘合劑層、兩個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層和兩個(gè)位于降冰片烯系環(huán)烯烴層上的可固化表面層在內(nèi)的光學(xué)體。
圖7為根據(jù)本公開(kāi)第七實(shí)施方式構(gòu)建和設(shè)置的光學(xué)體的側(cè)視圖，示出了包括光學(xué)膜、降冰片烯系環(huán)烯烴層、粘合劑層、位于降冰片烯系環(huán)烯烴層上的第一可固化層和位于具有光學(xué)膜的光學(xué)體上的第二可固化層在內(nèi)的光學(xué)體。
圖8為根據(jù)本公開(kāi)第八實(shí)施方式構(gòu)建和設(shè)置的光學(xué)體的側(cè)視圖，示出了具有光學(xué)膜、粘合劑層、降冰片烯系環(huán)烯烴層和兩個(gè)可固化表面層(一層附著在光學(xué)膜上，另一層附著在降冰片烯系環(huán)烯烴層上)的光學(xué)體。
圖9為根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式形成光學(xué)體的系統(tǒng)的平面圖。
圖10為位于刮刀涂布機(jī)的機(jī)臺(tái)以上、處于“刀”刃上游的在線式空氣電暈電極的代表性布置方式的示意性俯視圖。
圖11為用于對(duì)膜進(jìn)行表面處理的氮?dú)怆姇炿姌O的代表性布置方式的示意性俯視圖。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳述降冰片烯系環(huán)烯烴共聚物膜表現(xiàn)出適合用于光學(xué)膜中的特性。這些膜光學(xué)透明、清澈、具有優(yōu)良的光穩(wěn)定性和極低的雙折射性。此外，它們所具有的高的剛性、耐溫性以及極低的吸濕性表明其可用作光學(xué)應(yīng)用中的尺寸穩(wěn)定層。但是，降冰片烯系環(huán)烯烴共聚物有時(shí)難于粘合到其它材料上。具體地說(shuō)，它們相對(duì)難于粘附到可固化聚合物材料上，這些可固化聚合物材料包括用于膜疊層體的可固化粘合劑和可固化涂敷材料。通常，降冰片烯系環(huán)烯烴共聚物膜的表面上需要施加底涂層(如化學(xué)增粘層或增粘連接層)以增強(qiáng)其對(duì)可固化材料的粘附作用。然而，底涂層的使用會(huì)導(dǎo)致制造成本提高，并且會(huì)增加產(chǎn)生不利的涂膜缺陷的可能性。
人們需要在包括降冰片烯系環(huán)烯烴層和膜(包括多層聚合物光學(xué)膜)在內(nèi)的結(jié)構(gòu)中使粘附力增強(qiáng)的方法。人們期望在不使用底涂層的條件下，用可固化粘合劑通過(guò)膜層疊的方法直接將附加層粘附到降冰片烯系環(huán)烯烴層和膜上。人們還希望在不使用底涂層的條件下直接粘附由可固化材料構(gòu)成的附加層。采用在線式表面改性技術(shù)制備多層光學(xué)膜的方法(不需要使用底涂層)會(huì)降低成產(chǎn)成本，并消除由底涂層帶來(lái)的缺陷。
如上所述，本發(fā)明提供一種多層膜，該多層膜具有至少一個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層。所述多層膜可以是具有光學(xué)膜和一個(gè)或多個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層的光學(xué)體。粘合劑層(包括可固化粘合劑層)可位于光學(xué)膜和降冰片烯系環(huán)烯烴層之間。可將可固化層施加到降冰片烯系環(huán)烯烴層上作為表面涂層。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種其上涂敷有可固化層的降冰片烯系環(huán)烯烴膜。
降冰片烯系環(huán)烯烴共聚物是在多種電子、光學(xué)和顯示器應(yīng)用中顯示出良好跡象的獨(dú)特材料。它們光學(xué)透明、清澈、具有優(yōu)良的光穩(wěn)定性和極低的雙折射性。它們還具有尺寸穩(wěn)定性(即，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在(例如)約100℃到160℃之間、高的剛性和極低的吸濕性)。但是，降冰片烯系環(huán)烯烴共聚物的一個(gè)局限性是難于在降冰片烯系環(huán)烯烴共聚物和其它材料之間產(chǎn)生粘附作用。
被施加到光學(xué)膜上的降冰片烯系環(huán)烯烴層會(huì)提供尺寸穩(wěn)定性和抗光學(xué)膜翹曲性。雖然降冰片烯系環(huán)烯烴層是撓性的，但是它仍然會(huì)提供足夠的穩(wěn)定性。所形成的光學(xué)體通常也是撓性的(從而使得可采用通常的操作設(shè)備對(duì)光學(xué)體進(jìn)行加工)，并且不容易破碎。在這方面，在光學(xué)體中引入一個(gè)或多個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層會(huì)阻止在光學(xué)體中形成褶皺和波紋，然而仍然使光學(xué)體容易被處理和貯存(如被保持在輥上)。在光學(xué)體中附加一個(gè)或多個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層還可提供額外的阻止光學(xué)體在極端的溫度范圍(尤其是高溫)和濕度增加的條件下發(fā)生退化的作用。在光學(xué)體中附加一個(gè)或多個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層通常可以使得該光學(xué)體在192小時(shí)內(nèi)每2小時(shí)重復(fù)循環(huán)經(jīng)過(guò)-35℃到85℃的溫度而沒(méi)有發(fā)生明顯的退化。這些循環(huán)試驗(yàn)被設(shè)計(jì)為用來(lái)指征在LCD顯示器或其它裝置中的預(yù)期使用條件下的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
可以將一個(gè)或多個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層施加到光學(xué)膜上以增強(qiáng)尺寸穩(wěn)定性和抗翹曲性。降冰片烯系環(huán)烯烴層可與液晶顯示器中的光學(xué)膜(如光漫射器、吸收偏振器的保護(hù)膜、以及補(bǔ)償膜)一起使用。可將降冰片烯系環(huán)烯烴層附加到光學(xué)膜的各個(gè)主表面(即兩面或兩側(cè))上，也可以只將其設(shè)置在一個(gè)主表面上(即一側(cè))。
此外，降冰片烯系環(huán)烯烴層還可用作底部基材，在其上要施加可固化表面涂層。另外，還可結(jié)合固化過(guò)程將可固化表面涂層紋理化或結(jié)構(gòu)化。具有結(jié)構(gòu)化表面的某些光學(xué)產(chǎn)品在美國(guó)專利No.5,175,030和5,183,597中有所描述，這些專利文獻(xiàn)的公開(kāi)內(nèi)容以引用的方式被并入本文中。許多電子產(chǎn)品利用紋理化和表面結(jié)構(gòu)化的膜來(lái)提高背光平板顯示器的亮度，其中背光平板顯示器例如為液晶顯示器(LCD)，包括在電致發(fā)光板、膝上型計(jì)算機(jī)顯示器、文字處理器、臺(tái)式監(jiān)視器、電視機(jī)、攝像機(jī)以及汽車和航空顯示器中所用的那些。
紋理化和表面結(jié)構(gòu)化的膜有利地表現(xiàn)出特定的光學(xué)性能和物理性能，這些性能包括與所產(chǎn)生的亮度增益(即“增益”)具有相關(guān)性的增亮膜折射指數(shù)。所提高的亮度可以使電子產(chǎn)品更有效地工作，這通過(guò)在顯示器照明中使用更低的功率、從而減少耗電、并使電子產(chǎn)品的部件產(chǎn)生較低的熱負(fù)荷并且延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本公開(kāi)還提供用于形成具有一個(gè)或多個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層的多層膜的方法，其中降冰片烯系環(huán)烯烴共聚物與其它材料的粘合作用得到增強(qiáng)。本發(fā)明也描述了將可固化層施加到降冰片烯系環(huán)烯烴膜和/或具有至少一個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層的多層膜上的方法，其中該方法不包括降冰片烯系環(huán)烯烴的共擠出操作。
在本公開(kāi)的方法中，在涂敷和固化可固化材料之前，對(duì)降冰片烯系環(huán)烯烴層進(jìn)行電暈處理，并且在一些示例性實(shí)施方案中，對(duì)降冰片烯系環(huán)烯烴層進(jìn)行電暈處理后，立即或很快就涂敷和固化可固化材料。電暈處理可與可固化材料的涂敷操作以及可任選的固化操作以在線的方式進(jìn)行，例如，使得在電暈處理后，立即涂敷可固化材料。在其它實(shí)施方案中，在電暈處理后的某個(gè)時(shí)刻涂敷可固化材料。這些方法可與通常的固化過(guò)程和表面紋理化或表面結(jié)構(gòu)化過(guò)程以在線的方式結(jié)合。在一些示例性實(shí)施方案中，根據(jù)本公開(kāi)的光學(xué)膜的電暈處理可與涂敷任何合適的粘合劑并將該光學(xué)膜層疊到其它光學(xué)膜上的操作以在線的方式進(jìn)行。這些方法增強(qiáng)了降冰片烯系環(huán)烯烴共聚物與可固化材料或任何其它合適的粘合劑或材料之間的粘合作用。
本公開(kāi)的膜的表面處理包括空氣或氮?dú)怆姇灧烹?。電暈放電處理的深度相?duì)較薄，通常只影響到被處理表面內(nèi)不到10納米的深度，從而使得被處理基材的光學(xué)性能不會(huì)受到不利影響。
本公開(kāi)描述了用空氣或氮?dú)膺M(jìn)行電暈處理的方法。氣體的選擇通常會(huì)影響所得到的表面化學(xué)性質(zhì)，因此應(yīng)根據(jù)應(yīng)用情況選擇氣體。此外，表面化學(xué)性質(zhì)也可以是動(dòng)態(tài)的或時(shí)間依賴性的。如果可固化材料的施加操作與隨后的膜加工步驟在線進(jìn)行(例如，在電暈處理后立即或很快就涂敷可固化材料的情況下)，那么用空氣或氮?dú)怆姇炋幚頃?huì)增強(qiáng)降冰片烯系環(huán)烯烴膜和可固化材料之間的粘附作用。
可以將一個(gè)或多個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層施加到光學(xué)膜上以增強(qiáng)尺寸穩(wěn)定性和抗翹曲性。降冰片烯系環(huán)烯烴層可以與適合用于LCD顯示器的光學(xué)膜(例如多層反射器、反射偏振器、漫射器/漫射板應(yīng)用、吸收偏振器的保護(hù)膜、以及補(bǔ)償膜)一起使用。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1到圖6，這些圖示出了本公開(kāi)的多層膜和光學(xué)體的多個(gè)一般性實(shí)施方案。光學(xué)體是具有光學(xué)膜的多層膜。在圖1中，多層膜10具有降冰片烯系環(huán)烯烴層14和可固化層18?？晒袒瘜?8具有可任選的紋理。
在圖2中，光學(xué)體20具有光學(xué)膜12、降冰片烯系環(huán)烯烴層14和粘合劑層16。圖2所示例子中的這三個(gè)層顯示出最厚的層為降冰片烯系環(huán)烯烴層14，光學(xué)膜12和粘合劑層16的厚度相繼遞減。然而，這些層可被構(gòu)造成具有不同于圖2中所示的相對(duì)厚度。因此，可任選的是，光學(xué)膜12的厚度可大于降冰片烯系環(huán)烯烴層14的厚度。
圖3示出本公開(kāi)的另一種實(shí)施方式的光學(xué)體22，其具有一片光學(xué)膜12和兩個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層14。光學(xué)體22還具有兩個(gè)粘合劑層16。
在圖4中，光學(xué)體24具有光學(xué)膜12、粘合劑層16、降冰片烯系環(huán)烯烴膜14和可固化層18。圖5示出光學(xué)體26，該光學(xué)體具有一片光學(xué)膜12、兩個(gè)粘合劑層16、兩個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層14、以及可固化層18。圖6示出光學(xué)體28，其中，光學(xué)膜12的兩個(gè)主表面上分別具有粘合劑層16、降冰片烯系環(huán)烯烴膜14和可固化層18。
圖7示出光學(xué)體84，其具有光學(xué)膜12、粘合劑層16、降冰片烯系環(huán)烯烴膜14和兩個(gè)可固化層18。在光學(xué)體84中，降冰片烯系環(huán)烯烴膜14與粘合劑層16一起設(shè)置在光學(xué)膜12的一個(gè)表面上。一個(gè)可固化層18設(shè)置在降冰片烯系環(huán)烯烴膜14的外表面上。另一個(gè)可固化層18設(shè)置在光學(xué)膜12的與降冰片烯系環(huán)烯烴膜14相背的表面上。在一個(gè)實(shí)施方案中，粘合劑層16由可固化材料形成。
圖8示出光學(xué)體86，其具有一片光學(xué)膜12、粘合劑層16、降冰片烯系環(huán)烯烴層14和兩個(gè)可固化層18。在光學(xué)體86中，帶有粘合劑層16的降冰片烯系環(huán)烯烴層14設(shè)置在光學(xué)膜14的一個(gè)表面上，而第一可固化層18設(shè)置在光學(xué)膜14的另一個(gè)表面上。第二可固化層設(shè)置在降冰片烯系環(huán)烯烴層14的外表面上。在一個(gè)實(shí)施方案中，粘合劑層16由可固化材料形成。
這些不同的組件以及制造具有一個(gè)或多個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層的多層膜(例如本公開(kāi)的光學(xué)體)的方法描述如下。
術(shù)語(yǔ)“聚合物”應(yīng)理解為包括均聚物和共聚物以及可通過(guò)例如共擠出或反應(yīng)(包括(例如)酯交換反應(yīng))形成為可混溶共混物形式的聚合物或共聚物。術(shù)語(yǔ)“聚合物”、“共聚物”和“共聚多酯”包括無(wú)規(guī)共聚物和嵌段共聚物。
通常用術(shù)語(yǔ)“膜”來(lái)表示一層或多層的聚合物固體或最終形式。但是，使用術(shù)語(yǔ)“膜”的情況并不排除附加的層或過(guò)程的應(yīng)用?！皩印笔侵副竟_(kāi)中的多層膜的部分、達(dá)到所需最終形式之前的材料以及固體或最終形式的結(jié)構(gòu)。一層或多層結(jié)構(gòu)也可稱為膜。本公開(kāi)所述的材料和方法對(duì)膜和層同等適用。
降冰片烯系環(huán)烯烴膜和層降冰片烯系環(huán)烯烴層含有降冰片烯系聚合物(例如聚合物、共聚物、以及其中一種或多種聚合物含有降冰片烯或降冰片烯衍生物類單體單元的聚合物共混物)。用于描述層(通常是位于多層膜中或其上的一層或多層)的性質(zhì)也適用于膜(獨(dú)立的降冰片烯系環(huán)烯烴層，沒(méi)有以別的方式或者尚未與附加材料相連)。通常，降冰片烯系環(huán)烯烴層是含有降冰片烯系共聚物的共聚物。本文中的術(shù)語(yǔ)“共聚物”包括具有兩種或多種不同單體單元的聚合物。用于降冰片烯系共聚物的單體的實(shí)例包括降冰片烯、α-降冰片烯(例如，由乙烯和二環(huán)戊二烯反應(yīng)而得到)、及其衍生物，它們與烯烴(如乙烯)聚合。也可以采用基于二環(huán)戊二烯或相關(guān)化合物的開(kāi)環(huán)聚合物。降冰片烯衍生物包括經(jīng)烷基、亞烷基和芳香基取代的衍生物，以及經(jīng)鹵素、羥基、酯、烷氧基、氰基、酰胺、酰亞胺和甲硅烷基取代的衍生物。
可用于形成降冰片烯系共聚物的單體的其它實(shí)例包括α-降冰片烯、5-甲基-α-降冰片烯、5，5-二甲基-α-降冰片烯、5-丁基-α-降冰片烯、5-亞乙基-α-降冰片烯、5-甲氧基羰基-α-降冰片烯、5-氰基-α-降冰片烯、5-甲基-5-甲氧基羰基-α-降冰片烯和5-苯基-α-降冰片烯。環(huán)戊二烯及其衍生物(例如，二環(huán)戊二烯和2，3-二氫環(huán)戊二烯)的聚合物也是實(shí)例。
市售可得的降冰片烯系共聚物共混物包括Topas，乙烯-降冰片烯無(wú)規(guī)共聚物(可得自位于美國(guó)新澤西州Summit市的Ticona公司)；Zeonor，脂環(huán)族環(huán)烯烴共聚物(可得自位于美國(guó)肯塔基州Louisville市的Zeon Chemicals公司)；Apel，乙烯-降冰片烯無(wú)規(guī)共聚物(得自位于日本東京市的Mitsui Chemicals公司)；和Arton，得自日本的JSR公司。提高共聚物中降冰片烯成分的含量會(huì)使共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg升高。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，特別有用的是，可以將具有高Tg和低Tg的不同等級(jí)的降冰片烯共聚物共混以調(diào)節(jié)復(fù)合的Tg。
優(yōu)選的是，選擇降冰片烯系環(huán)烯烴層的聚合物組成，使得其在從至少約-35℃到85℃的溫度范圍下基本穩(wěn)定。雖然降冰片烯系環(huán)烯烴層通常是撓性的，但在-35℃到85℃的溫度范圍內(nèi)其長(zhǎng)度或?qū)挾榷疾粫?huì)顯著地膨脹。
降冰片烯系環(huán)烯烴層通常包含作為主要組分的、Tg表現(xiàn)為80-200℃(更通常為100-160℃)的降冰片烯系環(huán)烯烴共聚物材料。在一些實(shí)施方案中，選擇降冰片烯系環(huán)烯烴共聚物使得其可以被擠出，并且在高溫加工之后保持透明。降冰片烯系環(huán)烯烴膜或?qū)油ǔＪ峭该鞯幕蚧就该鞯摹?br> 制備出Topas聚合物的多種共混物，并用動(dòng)態(tài)力學(xué)分析法對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。這些共混物被列于表1中。在0.1赫茲的調(diào)制頻率下從0℃到180℃對(duì)各樣品進(jìn)行掃描，從而測(cè)定隨著溫度而變化的模量、以及Tg。表1列出了降冰片烯系共聚物共混物的組成和物理性質(zhì)。
表1
可以制成降冰片烯系環(huán)烯烴層，使得其在生產(chǎn)過(guò)程中被賦予紋理。所賦予的紋理通過(guò)形成不光滑的或粗糙的表面可以給降冰片烯系環(huán)烯烴層提供光漫射性。所賦予的紋理也可以使降冰片烯系環(huán)烯烴層的表面粗糙化，以降低膜的摩擦系數(shù)，從而降低該膜附著或連接于相鄰表面(例如玻璃或其它剛性膜)的傾向。
降冰片烯系環(huán)烯烴層的厚度可視應(yīng)用情況而變。然而，降冰片烯系環(huán)烯烴層的厚度通常為0.1到10密耳(約2到250微米)。
附加的可固化層在一些示例性實(shí)施方案中，可將附加的可固化層附著到降冰片烯系環(huán)烯烴膜上，或附著到多層膜或光學(xué)體中的一個(gè)或多個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層上。所述可固化層含有可固化材料，這些材料常常含有前體聚合物亞單元(precursor polymer subunit)。選擇可固化材料以使其與可固化層所接觸的降冰片烯系環(huán)烯烴層和/或任何其它層(如光學(xué)膜)相容。含有前體聚合物亞單元的可固化材料能夠充分流動(dòng)，從而能夠涂敷表面。通過(guò)固化(例如，聚合和/或交聯(lián))使含有前體聚合物亞單元的可固化材料硬化。也可以將諸如干燥(例如除去液體)和/或冷卻之類的其它方法與固化結(jié)合使用。
前體聚合物亞單元優(yōu)選的是，前體聚合物亞單元為輻射能量固化型的聚合物亞單元(例如，單體)或聚合物(例如，樹(shù)脂)。輻射能量固化型材料(包括前體聚合物亞單元)在受熱和/或其它能量源(如電子束、紫外光、可見(jiàn)光等)的作用下可以聚合和/或交聯(lián)。也可以將化學(xué)催化劑、水分或其它試劑與暴露于能量源下的方式相結(jié)合，以便使單體聚合和/或使聚合物交聯(lián)。
前體聚合物亞單元可以為含有有機(jī)溶劑的組合物、含有水的組合物或100％的固體(即基本上不含溶劑)組合物。以可含有單體、低聚物、聚合物、或其組合的溶液的形式涂敷可固化層。熱塑性和/或熱固性聚合物、以及它們的組合都可用作前體聚合物亞單元。當(dāng)前體聚合物亞單元固化時(shí)，可固化的亞單元就轉(zhuǎn)化為固化的聚合物層。優(yōu)選的前體聚合物亞單元可以是可縮合固化的亞單元、自由基固化型的亞單元或可加成聚合的亞單元。可加成聚合的材料可以是烯鍵式不飽和單體和/或低聚物?？捎玫目山宦?lián)材料的實(shí)例包括酚醛樹(shù)脂、雙馬來(lái)酰亞胺粘結(jié)劑、乙烯基醚樹(shù)脂、具有α、β不飽和羰基側(cè)基的氨基樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸酯樹(shù)脂、丙烯酸酯化異氰尿酸酯樹(shù)脂、脲-甲醛樹(shù)脂、異氰尿酸酯樹(shù)脂、丙烯酸酯化聚氨酯樹(shù)脂、丙烯酸酯化環(huán)氧樹(shù)脂或它們的混合物。
前體聚合物亞單元的實(shí)例包括氨基聚合物或氨基塑料聚合物，如烷基化脲-甲醛聚合物、三聚氰胺-甲醛聚合物和烷基化苯基胍胺-甲醛聚合物；丙烯酸酯類聚合物，包括丙烯酸酯聚合物、(甲基)丙烯酸酯聚合物、丙烯酸烷醇酯聚合物、丙烯酸酯化環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸酯化聚氨酯、丙烯酸酯化聚酯、丙烯酸酯化聚醚、乙烯基醚聚合物、丙烯酸酯化的油和丙烯酸酯化有機(jī)硅；醇酸聚合物，如聚氨酯醇酸聚合物；聚酯聚合物；反應(yīng)性聚氨酯聚合物；酚醛聚合物，如甲階酚醛聚合物和線型酚醛聚合物；酚醛/膠乳聚合物；環(huán)氧聚合物，如雙酚環(huán)氧聚合物；異氰酸酯；異氰尿酸酯；聚硅氧烷聚合物，包括烷基烷氧基硅烷聚合物；或反應(yīng)性乙烯基聚合物。
優(yōu)選的可固化材料是由自由基固化型的前體聚合物亞單元產(chǎn)生的。這些前體聚合物亞單元在受到熱能和/或輻射能量的作用時(shí)可以迅速聚合(例如，可光聚合)。自由基固化型的前體聚合物亞單元的一個(gè)優(yōu)選的子集包括烯鍵式不飽和前體聚合物亞單元。此類烯鍵式不飽和前體聚合物亞單元的實(shí)例包括具有α、β不飽和羰基側(cè)基的氨基塑料單體或低聚物、烯鍵式不飽和單體或低聚物、丙烯酸酯化異氰尿酸酯單體、丙烯酸酯化聚氨酯低聚物、丙烯酸酯化環(huán)氧單體或低聚物、烯鍵式不飽和單體或稀釋劑、丙烯酸酯分散體、和它們的混合物。術(shù)語(yǔ)“(甲基)丙烯酸酯”既包括丙烯酸酯，也包括甲基丙烯酸酯。
烯鍵式不飽和前體聚合物亞單元既包括單體化合物，也包括聚合化合物，這些化合物含有碳原子、氫原子和氧原子，并且可任選地含有氮原子和鹵素原子。氧原子或氮原子或這二者通常以醚基、酯基、氨基甲酸酯基、酰胺基和脲基的形式存在。這些烯鍵式不飽和單體可以是單官能的、二官能的、三官能的、四官能的、或者甚至可以是更高官能的，并且包括(甲基)丙烯酸酯系單體。優(yōu)選的是，合適的烯鍵式不飽和化合物是由含有脂肪族單羥基基團(tuán)或脂肪族多羥基基團(tuán)與不飽和羧酸(如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、異巴豆酸或馬來(lái)酸)反應(yīng)而制備的酯。
烯鍵式不飽和單體的代表性實(shí)例包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、苯乙烯、二乙烯基苯、(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸辛酯、己內(nèi)酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸十八烷醇酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、乙烯基甲苯、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸己二醇酯、二(甲基)丙烯酸三乙二醇酯、(甲基)丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、丙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯和四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯。其它烯鍵式不飽和材料包括羧酸的單烯丙酯和酰胺、羧酸的多烯丙酯和酰胺、或羧酸的多甲基烯丙酯和酰胺，如鄰苯二甲酸二烯丙酯、己二酸二烯丙酯或N，N-二烯丙基己二酰胺。另外的實(shí)例包括乙烯基己內(nèi)酰胺的均聚物和共聚物、乙基唑啉均聚物、乙烯基吡咯烷酮共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、具有含氮部分(例如，側(cè)基)的(甲基)丙烯酸酯聚合物、和它們的混合物。其它含氮的烯鍵式不飽和單體包括三(2-丙烯酰氧基乙基)異氰尿酸酯、1，3，5-三(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-均三嗪、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基-丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、或N-乙烯基-哌啶酮。
另一優(yōu)選的前體聚合物亞單元為烯鍵式不飽和低聚物和單體的共混物。例如，所述前體聚合物亞單元可包含這樣一種共混物，該共混物包含丙烯酸酯官能的聚氨酯、一種或多種單官能的丙烯酸酯單體、以及由四溴雙酚A二縮水甘油醚與丙烯酸的反應(yīng)產(chǎn)物所形成的低聚物。另一可用的共混物可含有由四溴雙酚A二縮水甘油醚與丙烯酸的反應(yīng)產(chǎn)物所形成的低聚物、多官能的丙烯酸酯和反應(yīng)性稀釋劑。又一可用的共混物可含有多官能的丙烯酸酯、反應(yīng)性稀釋劑和單官能的溴化單體。通常，折射指數(shù)高的樹(shù)脂產(chǎn)生增益更高的膜。上述共混物的可接受范圍是應(yīng)該在未固化的條件下得到大于1.50的折射指數(shù)。
本體低聚物為了得到具有合適增益的可固化層，優(yōu)選的是，所述可固化層只由一種上述這些前體聚合物亞單元的反應(yīng)產(chǎn)物構(gòu)成，尤其是由四溴雙酚A二縮水甘油醚與丙烯酸的反應(yīng)產(chǎn)物構(gòu)成。例如，合適的前體聚合物亞單元可得自位于美國(guó)佐治亞州Smyrna市的UCB公司，商品名為RDX-51027。這種材料所含的主要部分是2-丙烯酸(1-甲基亞乙基)雙[(2，6-二溴-4，1-亞苯基)氧基(2-羥基-3，1-丙二)]酯(2-propenoicacid，(1-methylethylidene)bis[(2，6-dibromo-4，1-pehenylene)oxy(2-hydroxy-3，1-propanediyl)ester])。
在可聚合組合物中，第一單體的量?jī)?yōu)選為至少約15重量％(例如，20重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％和50重量％、以及其間的任何量)。通常，第一單體的量不超過(guò)約65重量％。
交聯(lián)劑本公開(kāi)的可固化材料還包含至少一種交聯(lián)劑，并且優(yōu)選為僅包含一種交聯(lián)劑。可以將多官能的單體用作交聯(lián)劑，以提高由可固化材料聚合而成的固化聚合物層的Tg。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以通過(guò)本領(lǐng)域已知的方法(例如差示掃描量熱法(DSC)、調(diào)制DSC或動(dòng)態(tài)力學(xué)分析法)進(jìn)行測(cè)量。優(yōu)選的是，使聚合組合物充分交聯(lián)以使得玻璃化轉(zhuǎn)變溫度大于45℃。交聯(lián)劑具有至少三個(gè)(甲基)丙烯酸酯官能團(tuán)。由于甲基丙烯酸酯基團(tuán)的反應(yīng)活性往往比丙烯酸酯基團(tuán)的反應(yīng)活性低，因此優(yōu)選交聯(lián)劑具有三個(gè)或多個(gè)丙烯酸酯基團(tuán)。合適的交聯(lián)劑包括(例如)三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯、三(甲基)丙烯酸丙氧基化季戊四醇酯和二(三羥甲基丙烷)四(甲基)丙烯酸酯?？刹捎萌魏我环N交聯(lián)劑或多種交聯(lián)劑的組合。
交聯(lián)劑優(yōu)選為以至少約2重量％的量存在于可聚合組合物中。通常，交聯(lián)劑的量不超過(guò)約50重量％。交聯(lián)劑的量可以是約5重量％到約25重量％之間的任何值。
優(yōu)選的交聯(lián)劑包括三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二(三羥甲基丙烷)四(甲基)丙烯酸酯、及其混合物。更優(yōu)選的是，交聯(lián)劑不含甲基丙烯酸酯官能團(tuán)。三丙烯酸季戊四醇酯(PETA)和五丙烯酸二季戊四醇酯可購(gòu)自位于美國(guó)賓夕法尼亞州Exton市的Sartomer公司(商品名分別為SR444和SR399LV)、位于日本大阪市的大阪有機(jī)化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社(商品名為Viscoat#300)、位于日本東京市的東亞合成株式會(huì)社(商品名為Aronix M-305)和位于臺(tái)灣高雄市的長(zhǎng)興化工股份有限公司(商品名為Etermer 235)。三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯(di-TMPTA)可購(gòu)自Sartomer公司(商品名為SR351和SR355)。TMPTA還可得自東亞合成株式會(huì)社(商品名為Aronix M-309)。另外，乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和乙氧基化季戊四醇三丙烯酸酯可購(gòu)自Sartomer公司(商品名分別為SR454和SR494)。
反應(yīng)性稀釋劑可固化材料可任選地、但又是優(yōu)選地包含高達(dá)約35重量％(例如1-35之間的整數(shù)重量％)的反應(yīng)性稀釋劑，以降低可固化材料的粘度和改善其加工性能。反應(yīng)性稀釋劑為單官能的或二官能的(甲基)丙烯酸酯官能單體，其折射指數(shù)通常大于1.50。這種反應(yīng)性稀釋劑通常是非鹵代的(如非溴代的)。合適的反應(yīng)性稀釋劑包括(例如)(甲基)丙烯酸苯氧乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基-2-甲基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基-2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸4-(1-甲基-1-苯乙基)苯氧乙酯和(甲基)丙烯酸苯硫乙酯。
只包含一種稀釋劑是優(yōu)選的，以便于生產(chǎn)。優(yōu)選的稀釋劑是(甲基)丙烯酸苯氧乙酯，特別是丙烯酸苯氧乙酯(PEA)。丙烯酸苯氧乙酯可購(gòu)自一個(gè)以上的地方，包括Sartomer公司(商品名為SR339)、長(zhǎng)興化工股份有限公司(商品名為Etermer 210)和東亞合成株式會(huì)社(商品名為T(mén)O-1166)。丙烯酸苯甲酯可購(gòu)自位于美國(guó)馬薩諸塞州Ward Hill市的AlfaAeser公司?？扇芜x地包含鹵化單體或氨基甲酸酯丙烯酸酯單體也是有利的。
引發(fā)劑含有包括烯鍵式不飽和單體和低聚物在內(nèi)的前體聚合物亞單元的可固化材料還可附加地含有聚合引發(fā)劑。其實(shí)例包括有機(jī)過(guò)氧化物、偶氮化合物、苯醌、亞硝基化合物、酰鹵、腙、巰基化合物、吡喃化合物、咪唑、氯三嗪、安息香、安息香烷基醚、二酮、苯酮、或它們的混合物。合適的、市售可得的紫外光活化型光引發(fā)劑和可見(jiàn)光活化型光引發(fā)劑的實(shí)例可例如購(gòu)自位于美國(guó)紐約州Tarrytown市的CibaSpecialty Chemicals公司(商品名為IRGACURE 651TM、IRGACURE184TM、IRGACURE 369TM、IRGACURE 819TM、DAROCUR 4265TM和DAROCUR 1173TM)、和位于美國(guó)北卡羅萊納州Charlotte市的BASF公司(商品名為L(zhǎng)UCIRIN TPOTM和LUCIRIN TPO-LTM)。合適的可見(jiàn)光活化型引發(fā)劑在美國(guó)專利No.4,735,632(Oxman等)和5,674,122(Kiun等)中有所記錄。
合適的引發(fā)劑體系可包含光敏劑。代表性的光敏劑可以具有羰基或叔氨基或其混合。優(yōu)選的具有羰基的光敏劑為二苯甲酮、苯乙酮、二苯基乙二酮、苯甲醛、鄰氯苯甲醛、呫噸酮、噻噸酮、9，10-蒽醌或其它芳香酮。優(yōu)選的具有叔胺基團(tuán)的光敏劑為甲基二乙醇胺、乙基二乙醇胺、三乙醇胺、苯基甲基-乙醇胺或二甲基氨基乙基安息香酸酯。市售可得的光敏劑包括可得自Biddle Sawyer公司的QUANTICUREITXTM、QUANTICURE QTXTM、QUANTICURE PTXTM和QUANTICURE EPDTM。
通常，光敏劑或光引發(fā)劑體系的量可在約0.01重量％到10重量％之間改變。
當(dāng)可固化材料基于環(huán)氧基醚或乙烯基醚時(shí)，陽(yáng)離子引發(fā)劑可用于引發(fā)聚合反應(yīng)。陽(yáng)離子引發(fā)劑的實(shí)例包括陽(yáng)離子的鹽(如芳基锍鹽)，以及有機(jī)金屬鹽(如離子芳香烴體系)。其它實(shí)例記錄于美國(guó)專利No.4,751,138(Tumey等)、5,256,170(Harmer等)、4,985,340(Palazotto)和4,950,696中，這些專利文獻(xiàn)都以引用的方式并入本文中。
也可以使用雙固化和混雜固化光引發(fā)劑體系。在雙固化光引發(fā)劑體系中，通過(guò)相同或不同的反應(yīng)機(jī)理在兩個(gè)獨(dú)立的階段中發(fā)生固化或聚合反應(yīng)。在混雜固化光引發(fā)劑體系中，在受到紫外/可見(jiàn)光輻射或電子束輻射時(shí)，同時(shí)發(fā)生兩種固化機(jī)理。
附加成分可將多種附加化合物(包括下述用在光學(xué)膜中的共聚單體)加入到可固化層組合物中。附加成分可包括潤(rùn)濕劑、光引發(fā)劑、熱引發(fā)劑、催化劑、活化劑和交聯(lián)劑，可加入附加成分以改善加工性能、促進(jìn)層的形成和提高對(duì)其它層的附著力。可固化層的其它添加劑可包括光穩(wěn)定劑、抗氧化劑、紫外吸收劑、紫外穩(wěn)定劑、近紅外吸收劑、增塑劑、表面活性劑、染料、著色劑和顏料。
在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，可固化層的附加添加劑包括填充劑和諸如無(wú)機(jī)氧化物(如二氧化硅、氧化鈰、二氧化鈦、氧化鋁、和氧化鋯)顆粒等的無(wú)機(jī)顆粒。例如，可固化層可由填充了氧化鋯或二氧化硅的可固化樹(shù)脂形成。填充劑顆?？蔀楦鞣N大小和形狀，例如，大小為1納米到20微米。具體地說(shuō)，填充劑顆粒可以為納米顆粒。填充劑顆粒也可以為無(wú)定型、結(jié)晶或半結(jié)晶的狀態(tài)。也可以用有機(jī)或無(wú)機(jī)表面處理方法對(duì)填充劑顆粒進(jìn)行表面改性，以調(diào)節(jié)其與可固化樹(shù)脂的相容性。在填充劑顆粒與上述的樹(shù)脂(尤其是高折射指數(shù)的樹(shù)脂)共混物結(jié)合使用的情況下，可以調(diào)節(jié)所形成的膜或可固化層的折射指數(shù)以及增益。例如，二氧化硅納米顆粒與高折射指數(shù)樹(shù)脂的結(jié)合會(huì)在未固化的條件下得到1.50的折射指數(shù)，而填充了氧化鋯納米顆粒的樹(shù)脂會(huì)在未固化的條件下得到1.63或更高的折射指數(shù)。
作為表面涂層的可固化層可固化層可作為表面層(例如涂層)。所述可固化層可起到硬涂層、防炫光涂層、啞光表面、漫射層、防止其它相鄰的膜的結(jié)合或潤(rùn)濕的抗膜結(jié)合層、微結(jié)構(gòu)化光學(xué)層、粘合劑層、或其組合的功能。其它的可固化層包含(例如)耐磨材料或硬涂層材料、光學(xué)涂料等。其它功能層或涂層在(例如)美國(guó)專利No.6,352,761和專利文獻(xiàn)WO97/01440、WO 99/36262、以及WO 99/36248中有所描述，這些專利文獻(xiàn)以引用的方式被并入本文中?？梢詫⑦@些功能成分引入一個(gè)或多個(gè)可固化層中，或者可以將它們以獨(dú)立的膜或涂層的方式施加成可固化層。
表面紋理或結(jié)構(gòu)可固化層還可具有表面紋理(如啞光表面)或表面結(jié)構(gòu)。表面結(jié)構(gòu)可包括多種棱柱狀微結(jié)構(gòu)，如可在3M公司的增亮膜上發(fā)現(xiàn)的那些?？蓪⑶笆龅那绑w聚合物單元用在可固化材料中以形成具有表面紋理或微結(jié)構(gòu)的可固化層。在一個(gè)實(shí)施方案中，涂敷在降冰片烯系環(huán)烯烴層上的可固化材料是光固化材料。
在一個(gè)實(shí)施方案中，可固化層是具有表面結(jié)構(gòu)(如與增亮膜上那些結(jié)構(gòu)相似的線性棱柱結(jié)構(gòu))的層。用于表面結(jié)構(gòu)化層的可固化材料可以含有高折射指數(shù)的低聚物、多官能交聯(lián)劑和反應(yīng)性稀釋劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，可固化材料含有烯鍵式不飽和單體、烯鍵式不飽和低聚物或它們的共混物，其中未固化材料的折射指數(shù)大于1.50。在一個(gè)實(shí)施方案中，用于表面結(jié)構(gòu)化層的可固化材料可以含有高折射指數(shù)的低聚物、聚氨酯丙烯酸酯、反應(yīng)性稀釋劑和高折射指數(shù)的單體。
“折射率”或“折射指數(shù)”是指材料(例如，單體)的絕對(duì)折射率，其含義為電磁輻射在真空中的速度與該輻射在那種材料中的速度之比?？梢圆捎靡阎椒ā⒉⑶彝ǔＪ褂冒⒇愓凵溆?jì)(例如，可購(gòu)自位于美國(guó)賓夕法尼亞州Pittsburgh市的Fisher Instruments公司)在可見(jiàn)光區(qū)測(cè)量折射率。通常理解的是，折射率測(cè)量值會(huì)隨著儀器的變化而在一定范圍內(nèi)變化。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，可固化材料還含有四溴雙酚A縮水甘油醚與(甲基)丙烯酸的反應(yīng)產(chǎn)物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，烯鍵式不飽和單體是多官能的丙烯酸酯。優(yōu)選的是，這些材料基本上不含甲基丙烯酸酯官能團(tuán)。所述多官能的丙烯酸酯可以是三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。在又一個(gè)實(shí)施方案中，可固化材料還含有丙烯酸2-苯氧基乙酯或丙烯酸三溴苯氧基乙酯。
可以在可固化材料中使用上述的前體聚合物亞單元的混合物，但是，為了容易生產(chǎn)，優(yōu)選的是，所用單體的種類要盡可能得少。為了得到具有合適增益的可固化層，優(yōu)選的是，可固化層只由上述這些前體聚合物亞單元中的一種的反應(yīng)產(chǎn)物構(gòu)成，尤其是由四溴雙酚A二縮水甘油醚與丙烯酸的反應(yīng)產(chǎn)物構(gòu)成。例如，合適的前體聚合物亞單元可得自位于美國(guó)佐治亞州Smyrna市的UCB公司，商品名為RDX-51027。這種材料所含的主要部分是2-丙烯酸(1-甲基亞乙基)雙[(2，6-二溴-4，1-亞苯基)氧基(2-羥基-3，1-丙二)]酯。
可固化粘合劑材料在一些實(shí)施方案中，可固化層是粘合劑層。在這些實(shí)施方案中，可固化材料是可固化粘合劑。上述的前體聚合物亞單元可用作可固化粘合劑。在另外的實(shí)施方案中，可固化粘合劑含有兩種或多種烯鍵式不飽和單體，其中，至少一種單體是含氮單體。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可固化粘合劑含有含氮的烯鍵式不飽和(甲基)丙烯酸酯和烯鍵式不飽和(甲基)丙烯酸酯。在又一個(gè)實(shí)施方案中，可固化粘合劑含有含氮的烯鍵式不飽和丙烯酸酯單體和不含氮的烯鍵式不飽和丙烯酸酯單體。例如，前體聚合物亞單元可含有由丙烯酸酯官能的聚氨酯低聚物和一種或多種單官能的丙烯酸酯單體形成的共混物。這種丙烯酸酯單體可以是五官能丙烯酸酯、四官能丙烯酸酯、三官能丙烯酸酯、二官能丙烯酸酯、單官能丙烯酸酯聚合物或它們的組合。
具體地說(shuō)，可固化層可作為粘合劑層，以將光學(xué)膜粘合到降冰片烯系環(huán)烯烴層上。在可固化層作為粘合劑層的情況下，可固化材料被稱為輻射能量固化型粘合劑。在一些實(shí)施方案中，可固化層含有具有粘合性的光固化材料。
降冰片烯系環(huán)烯烴層或膜可涂敷有一個(gè)或多個(gè)上述的可固化層。
光學(xué)膜多種光學(xué)膜適合與本公開(kāi)一起使用。具體地說(shuō)，聚合物光學(xué)膜(包括取向的聚合物光學(xué)膜)適合與本公開(kāi)一起使用，這是因?yàn)樗鼈冊(cè)诮?jīng)受溫度波動(dòng)時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)尺寸不穩(wěn)定的情況。
具體地說(shuō)，降冰片烯系環(huán)烯烴層適合于和將會(huì)受益于尺寸穩(wěn)定性的聚合物膜一起使用。例如，一些聚合物光學(xué)膜在經(jīng)受溫度或濕度變化時(shí)會(huì)表現(xiàn)出尺寸不穩(wěn)定性。光學(xué)膜通常較薄。合適的膜包括不同厚度的膜，但特別合適的是厚度小于15密耳(約380微米)、更通常小于10密耳(約250微米)、優(yōu)選小于7密耳(約180微米)的膜。
光學(xué)膜包括聚合物多層光學(xué)膜和連續(xù)相/分散相光學(xué)膜，所述聚合物多層光學(xué)膜包括在寬的譜帶寬度范圍內(nèi)具有高反射率的多層膜(全部由雙折射光學(xué)層組成、或者部分由雙折射光學(xué)層組成或者全部由各向同性的光學(xué)層組成)。光學(xué)膜包括偏振器和反射鏡。通常，多層光學(xué)膜為鏡面反射鏡，而連續(xù)相/分散相光學(xué)膜為漫反射器，但是這些描述不是絕對(duì)的(例如參見(jiàn)美國(guó)專利No.5,867,316中所述的多層漫反射偏振器)。這些光學(xué)膜僅僅是示例性的，而不意味著窮舉地列出可適用于本公開(kāi)的聚合物光學(xué)膜。
多層反射光學(xué)膜和連續(xù)相/分散相反射光學(xué)膜都依賴于至少兩種不同材料(優(yōu)選為聚合物)之間的折射率差來(lái)選擇性地反射至少一個(gè)偏振方向的光。合適的漫反射偏振器包括美國(guó)專利No.5,825,543中所述的連續(xù)相/分散相光學(xué)膜以及美國(guó)專利No.5,867,316中所述的漫反射光學(xué)膜，所述文獻(xiàn)都以引用的方式并入本文。
特別適合用于本公開(kāi)的光學(xué)膜是多層反射膜，例如在美國(guó)專利No.5,882,774和6,352,761以及PCT公開(kāi)No.WO95/17303、WO95/17691、WO95/17692、WO95/17699、WO96/19347和WO99/36262中所述的那些多層反射膜，所述文獻(xiàn)都以引用的方式并入本文。優(yōu)選的是，這類膜為具有非常大的布魯斯特角(p偏振光反射率為零的入射角)或不存在布魯斯特角的聚合物層的多層疊堆。將膜制成對(duì)p偏振光的反射率隨入射角遠(yuǎn)離法線而緩慢減小、不變或升高的多層反射鏡或偏振器。這種多層反射偏振器的市售形式為由位于美國(guó)明尼蘇達(dá)州St.Paul市的3M公司銷售的反射式偏光增亮膜(Dual Brightness Enhanced Film)(DBEF)。多層反射光學(xué)膜在本文中作為例子用來(lái)說(shuō)明光學(xué)膜的結(jié)構(gòu)以及制造和使用本公開(kāi)光學(xué)膜的方法。本文中描述的結(jié)構(gòu)、方法和技術(shù)可適用于并可應(yīng)用于其它合適類型的光學(xué)膜。以下提供對(duì)合適的光學(xué)膜所做的附加描述。
合適的多層反射光學(xué)膜可通過(guò)將單軸取向或雙軸取向的雙折射第一光學(xué)層與第二光學(xué)層交替(如交替插入)堆疊而成。在一些實(shí)施方案中，第二光學(xué)層具有各向同性折射率，該折射率近似等于取向?qū)拥拿鎯?nèi)折射率之一。在兩種不同的光學(xué)層之間的界面形成光反射平面。在一定方向上兩個(gè)層的折射率近似相等，在與該方向平行的平面內(nèi)偏振的光被基本上透過(guò)。在一定方向上兩個(gè)層具有不同折射率，在與該方向平行的平面內(nèi)偏振的光至少部分被反射。反射率可以隨層數(shù)增加而增加或者隨第一種層和第二種層之間的折射率差的增加而增加。通常，多層光學(xué)膜具有約2到5000個(gè)光學(xué)層，通常具有約25到2000個(gè)光學(xué)層，通常為約50到1500個(gè)光學(xué)層或約75到1000個(gè)光學(xué)層。具有多個(gè)層的膜可包括具有不同光學(xué)厚度的層，以增加膜在某一波長(zhǎng)范圍內(nèi)的反射率。例如，膜可以包括成對(duì)的層，(例如對(duì)于垂直入射光)獨(dú)立地調(diào)整每個(gè)所述的層，以實(shí)現(xiàn)特定波長(zhǎng)的光的最佳反射。另外，應(yīng)該知道，雖然可能只描述單一一個(gè)多層疊堆，但可將多個(gè)疊堆隨后組合以形成膜從而由多個(gè)疊堆來(lái)生產(chǎn)多層光學(xué)膜。所述的多層光學(xué)膜可根據(jù)美國(guó)專利申請(qǐng)No.09/229724和美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2001/0013668生產(chǎn)，這兩篇文獻(xiàn)都以引用的方式并入本文。
偏振器可通過(guò)將單軸取向的第一光學(xué)層與第二光學(xué)層組合而成，其中第二光學(xué)層各向同性的折射率近似等于取向?qū)拥拿鎯?nèi)折射率之一?；蛘?，兩種光學(xué)層都由雙折射聚合物形成，然后在多重拉伸過(guò)程中進(jìn)行取向，使得在單一一個(gè)共面方向上的折射率近似相等。這兩種光學(xué)層之間的界面形成了對(duì)于一種光偏振的光反射平面。在一定方向上這兩個(gè)層的折射率近似相等，在與該方向平行的平面內(nèi)偏振的光基本上被透射過(guò)。在一定方向上這兩個(gè)層具有不同折射率，在與該方向平行的平面內(nèi)偏振的光至少部分被反射。對(duì)于含有具有各向同性折射率或低共面雙折射(例如最大為約0.07)的第二光學(xué)層的偏振器，該第二光學(xué)層的面內(nèi)折射率(nx和ny)近似等于第一光學(xué)層的一個(gè)面內(nèi)折射率(例如ny)。因此，第一光學(xué)層的共面雙折射為多層光學(xué)膜的反射率的指示。通常，發(fā)現(xiàn)共面雙折射越高，多層光學(xué)膜的反射性越好。如果第一光學(xué)層和第二光學(xué)層的面外折射率(nz)相等或接近相等(例如差值最大為0.1，優(yōu)選差值最大為0.05)，則多層光學(xué)膜仍具有較優(yōu)的斜角反射性(off-angle reflectivity)?？墒褂弥辽僖环N單軸雙折射材料來(lái)生產(chǎn)反射鏡，在這種材料中，有二個(gè)折射率(通常沿著x和y軸，或者稱為nx和ny)近似相等，并且這兩個(gè)折射率不同于第三折射率(通常沿著z軸，或者稱為nz)。x和y軸定義為面內(nèi)軸，因?yàn)樗鼈儽硎径鄬幽?nèi)給定層的平面，并且其各自的折射率nx和ny被稱為面內(nèi)折射率。創(chuàng)建單軸雙折射系統(tǒng)的一個(gè)方法是，對(duì)多層聚合物膜進(jìn)行雙軸取向(沿著兩個(gè)軸拉伸)。如果相鄰層具有不同的應(yīng)力誘導(dǎo)的雙折射，則多層膜的雙軸取向會(huì)導(dǎo)致在其平面與這兩個(gè)軸平行時(shí)相鄰層的折射率之間產(chǎn)生差異，從而產(chǎn)生光在兩個(gè)偏振面上的反射。單軸雙折射材料可具有正的或負(fù)的單軸雙折射。當(dāng)在z方向的折射率(nz)大于面內(nèi)折射率(nx和ny)時(shí)，發(fā)生正的單軸雙折射。當(dāng)在z方向的折射率(nz)小于面內(nèi)折射率(nx和ny)時(shí)，發(fā)生負(fù)的單軸雙折射。如果選擇的n1z符合n2x＝n2y＝n2z并且多層薄膜是雙軸取向的，則對(duì)于p-偏振光不存在布魯斯特角，因此對(duì)于所有的入射角均具有恒定的反射率。在兩個(gè)互相垂直的共面軸上取向的多層膜能夠反射非常高百分率的入射光，此百分率取決于層數(shù)、f比值、折射率等，并且這種多層膜是高效反射鏡。也可使用面內(nèi)折射率顯著不同的的單軸取向?qū)拥慕M合來(lái)制造反射鏡。
優(yōu)選的是，第一光學(xué)層為單軸取向或雙軸取向的雙折射聚合物層。通常選擇第一光學(xué)層的雙折射聚合物以能夠在拉伸時(shí)形成大的雙折射。根據(jù)應(yīng)用的情況，可以在膜平面上的兩個(gè)正交方向之間、在一個(gè)或多個(gè)共面方向與垂直于該膜平面的方向之間或其組合形成雙折射。第一聚合物應(yīng)在拉伸后保持雙折射，以能夠賦予最終的膜以期望的光學(xué)性質(zhì)。第二光學(xué)層可以是雙折射并且是單軸取向或雙軸取向的聚合物層，或者第二光學(xué)層可具有與第一光學(xué)層取向之后的折射率中的至少一個(gè)不同的各向同性折射率。有利的是，第二聚合物在拉伸后形成很少的雙折射或不產(chǎn)生雙折射，或者形成反指向的雙折射(正-負(fù)或負(fù)-正)，使得其膜平面折射率盡可能地與最終的膜中的第一聚合物的折射率不同。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，第一聚合物和第二聚合物在所述膜所感興趣的譜帶寬度內(nèi)都沒(méi)有任何吸收譜帶的情況是有利的。因此，在譜帶寬度內(nèi)的所有入射光要么被反射要么被透射。然而，對(duì)于一些應(yīng)用，可能有用的是，第一聚合物和第二聚合物中的一個(gè)或二者完全或部分地吸收特定波長(zhǎng)。
多層光學(xué)膜的第一光學(xué)層和第二光學(xué)層和可任選的非光學(xué)層由聚合物(例如聚酯)組成。用于本公開(kāi)的多層光學(xué)膜中的聚酯通常包括羧化物和二醇亞單元，并且由羧化物單體分子與二醇單體分子反應(yīng)產(chǎn)生。每個(gè)羧化物單體分子具有兩個(gè)或多個(gè)羧酸或酯官能團(tuán)，每個(gè)二醇單體分子具有兩個(gè)或多個(gè)羥基官能團(tuán)。羧化物單體分子可以全部相同，或者可能存在兩種或多種不同類型的分子。對(duì)于二醇單體分子的情況也是如此。術(shù)語(yǔ)“聚酯”還包括衍生自二醇單體分子與碳酸的酯經(jīng)反應(yīng)而生成的聚碳酸酯。
適用于形成聚酯層中的羧化物亞單元的羧化物單體分子包括(例如)2，6-萘二甲酸及其異構(gòu)體；對(duì)苯二甲酸；間苯二甲酸；鄰苯二甲酸；壬二酸；己二酸；癸二酸；降冰片烯二甲酸；雙環(huán)辛烷二甲酸；1，6-環(huán)己烷二甲酸及其異構(gòu)體；叔丁基間苯二甲酸、偏苯三酸、間苯二甲酸磺酸鈉；2，2′-聯(lián)苯基二甲酸及其異構(gòu)體；以及這些酸的低級(jí)烷基酯，比如甲酯或乙酯。本文中的術(shù)語(yǔ)“低級(jí)烷基”是指C1-C10的直鏈或支鏈烷基。
適用于形成聚酯層中的二醇亞單元的二醇單體分子包括乙二醇；丙二醇；1，4-丁二醇及其異構(gòu)體；1，6-己二醇；新戊二醇；聚乙二醇；二甘醇；三環(huán)癸烷二醇；1，4-環(huán)己烷二甲醇及其異構(gòu)體；降莰烷二醇；雙環(huán)辛烷二醇；三羥甲基丙烷；季戊四醇；1，4-苯二甲醇及其異構(gòu)體；雙酚A；1，8-二羥基聯(lián)苯及其異構(gòu)體；以及1，3-雙(2-羥基乙氧基)苯。
可用于本公開(kāi)光學(xué)膜中的一類聚酯為聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，其可通過(guò)例如使萘二甲酸與乙二醇反應(yīng)而制備。聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN)經(jīng)常被選擇用作第一聚合物。PEN具有大的正應(yīng)力光學(xué)系數(shù)，在拉伸后有效地保持雙折射，并且在可見(jiàn)光譜區(qū)有很少的吸收或沒(méi)有吸收。PEN還具有各向同性狀態(tài)下的大的折射率。當(dāng)偏振面平行于拉伸方向時(shí)其對(duì)于550nm波長(zhǎng)的入射偏振光的折射率從約1.64升到高達(dá)約1.9。增加分子取向可使PEN的雙折射增加?？赏ㄟ^(guò)將材料拉伸到更大的拉伸比并保持其它的拉伸條件不變而增加分子取向。適合作為第一聚合物的其它半結(jié)晶聚酯包括(例如)聚2，6-萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)及其共聚物。
可用作第一聚合物的其它材料在例如美國(guó)專利No.6,352,762和6,498,683以及美國(guó)專利申請(qǐng)No.09/229724、09/232332、09/399531和09/444756中描述，所述文獻(xiàn)都以引用的方式并入本文?？捎米鞯谝痪酆衔锏囊活惥埘閏oPEN，其具有衍生自90摩爾％的萘二甲酸二甲酯和10摩爾％的對(duì)苯二甲酸二甲酯的羧化物亞單元和衍生自100摩爾％的乙二醇亞單元的二醇亞單元，并具有0.48dL/g的特性粘度(IV)。其折射率為約1.63。該聚合物在本文中稱為低熔PEN(90/10)。另一種有用的第一聚合物為特性粘度為0.74dL/g的PET，該P(yáng)ET可得自EastmanChemical公司(位于美國(guó)田納西州的Kingsport市)。非聚酯聚合物也可用于制造偏振器膜。例如，聚醚酰亞胺可與聚酯(例如PEN和coPEN)一起使用，以產(chǎn)生多層反光鏡。可使用其它聚酯/非聚酯組合，比如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯(例如，可從位于美國(guó)密歇根州米德蘭市的Dow Chemical公司得到的商品名為Engage 8200的那些聚乙烯)。
應(yīng)選擇第二聚合物使得其在最終的膜中至少一個(gè)方向的折射率與相同方向的第一聚合物的折射率顯著不同。因?yàn)榫酆衔锊牧贤ǔ樯⒌?，也就是說(shuō)，其折射率隨波長(zhǎng)而變化，應(yīng)該在所關(guān)注的特定譜帶寬度中考慮這些條件。從上述討論可以理解，第二聚合物的選擇不僅取決于所討論的多層光學(xué)膜的預(yù)定應(yīng)用，而且也取決于第一聚合物的選擇以及加工條件。
第二光學(xué)層可由各種第二聚合物制成，其中第二聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與第一聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度一致，并且第二聚合物的折射率與第一聚合物的各向同性折射率相似。不同于上述CoPEN聚合物的適合的聚合物的例子包括由單體(例如乙烯基萘、苯乙烯、馬來(lái)酸酐、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)構(gòu)成的乙烯基聚合物和共聚物。這種聚合物的例子包括聚丙烯酸酯；聚甲基丙烯酸酯，比如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)；以及全同立構(gòu)的或間同立構(gòu)的聚苯乙烯。其它聚合物包括縮合聚合物，例如聚砜、聚酰胺、聚氨酯、聚酰胺酸和聚酰亞胺。另外，可由聚合物和共聚物(例如聚酯和聚碳酸酯)形成第二光學(xué)層。
示例性的第二聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚甲基丙烯酸乙酯(PEMA)的均聚物，所述聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)可為比如從位于美國(guó)特拉華州Wilmington市的Ineos Acrylics公司得到的商品名為CP71和CP80的那些PMMA，所述聚甲基丙烯酸乙酯(PEMA)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比PMMA低。另外的第二聚合物包括PMMA的共聚物(coPMMA)，例如由重量百分比為75％的甲基丙烯酸甲酯(MMA)單體和重量百分比為25％的丙烯酸乙酯(EA)單體制成的coPMMA(可得自Ineos Acrylics公司，商品名為Perspex CP63)、由MMA共聚單體單元和甲基丙烯酸正丁酯(nBMA)共聚單體單元形成的coPMMA、或PMMA與聚(偏二氟乙烯)(PVDF)(比如可得自位于美國(guó)德克薩斯州休斯頓市的Solvay Polymers公司的商品名為Solef 1008的產(chǎn)品)的共混物。
其它第二聚合物包括聚烯烴共聚物，比如可得自Dow-DupontElastomers公司的商品名為Engage 8200的聚(乙烯-co-辛烯)(PE-PO)、可得自位于美國(guó)德克薩斯州達(dá)拉斯市的Fina Oil and Chemical公司的商品名為Z9470的聚(丙烯-co-乙烯)(PPPE)、可得自位于美國(guó)猶他州鹽湖城市的Huntsman Chemical公司的商品名為Rexflex W111的無(wú)規(guī)立構(gòu)的聚丙烯(aPP)和全同立構(gòu)的聚丙烯(iPP)的共聚物。第二光學(xué)層也可由官能化的聚烯烴制成，其中聚烯烴的例子有線型低密度聚乙烯-g-馬來(lái)酸酐(LLDPE-g-MA)(比如可得自位于美國(guó)特拉華州Wilmington市的E.I.DuPont de Nemours & Co.，Inc.的商品名為Bynel 4105的LLDPE-g-MA)。
在偏振器的情況中，特別優(yōu)選的層的組合包括PEN/co-PEN、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)/co-PEN、PEN/sPS、PET/sPS、PEN/Eastar和PET/Eastar，其中“co-PEN”是指基于萘二甲酸的共聚物或共混物(如上所述)，Eastar為可購(gòu)自Eastman Chemical公司的聚對(duì)苯二甲酸環(huán)己二甲酯。
在反射鏡的情況中，特別優(yōu)選的層的組合包括PET/PMMA或PET/coPMMA、PEN/PMMA 或PEN/coPMMA、PET/ECDEL、PEN/ECDEL、PEN/sPS、PEN/THV、PEN/co-PET和PET/sPS，其中“co-PET”是指基于對(duì)苯二甲酸的共聚物或共混物(如上所述)，ECDEL為可購(gòu)自Eastman Chemical公司的熱塑性聚酯，THV為可購(gòu)自3M公司的含氟聚合物。PMMA是指聚甲基丙烯酸甲酯，PETG是指使用第二種二醇(通常為環(huán)己烷二甲醇)的PET的共聚物。sPS是指間同立構(gòu)的聚苯乙烯。
在一些實(shí)施方案中，優(yōu)選的是，光學(xué)膜的一個(gè)或兩個(gè)外表面(主表面)為聚酯共聚物，如上述的Co-PEN。
方法A涂敷在降冰片烯系環(huán)烯烴上的附加表面層本公開(kāi)的一個(gè)方面是在降冰片烯系環(huán)烯烴膜上或多層膜的降冰片烯系環(huán)烯烴層上形成可固化層的方法。該方法不需要將所述可固化層和所述降冰片烯系環(huán)烯烴層或膜共擠出。采用該方法可將一個(gè)或多個(gè)可固化層涂布在降冰片烯系環(huán)烯烴膜/層的主表面上。優(yōu)選的是，涂布到降冰片烯系環(huán)烯烴層上的可固化層含有一種或多種可固化材料。合適的可固化材料、固化方法和所述可固化材料的附加成分在上文中有描述。
通過(guò)使降冰片烯系環(huán)烯烴膜表面的電暈處理與涂布可固化層的操作以在線的方式進(jìn)行，可以增強(qiáng)可固化層對(duì)降冰片烯系環(huán)烯烴膜的粘附作用。電暈處理是指對(duì)聚合物表面進(jìn)行的介質(zhì)阻擋放電。本文所用的電暈處理通常是指任何這樣的過(guò)程，在該過(guò)程中，通過(guò)對(duì)中性的氣體分子進(jìn)行電子轟擊而產(chǎn)生氣相活性物質(zhì)(如自由基、離子、或電激發(fā)態(tài)或振動(dòng)激發(fā)態(tài))。例如，可以使用空氣或氮?dú)?。已知的是，本文所用的術(shù)語(yǔ)電暈處理還有許多其它的表述方式。這些表述方式包括(但不限于)介質(zhì)阻擋放電、電暈、電暈放電、阻擋放電、大氣壓等離子體、大氣壓下輝光放電、大氣壓非平衡等離子體、無(wú)聲放電、大氣壓下部分離子化的氣體、細(xì)絲放電、大氣壓下直接或遠(yuǎn)程放電、大氣壓下外持(externally sustained)放電或自持放電等。
空氣電暈(空氣介質(zhì)阻擋放電)可在基本上由空氣組成的氣氛中持續(xù)進(jìn)行。氮?dú)怆姇灴稍诨旧嫌傻獨(dú)饨M成的氣氛中持續(xù)進(jìn)行。合適的氮?dú)怆姇炋幚磉^(guò)程在2004年7月1日提交的共有的美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/883,263中有描述，該申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容以引用的形式被并入本文中。使用氮?dú)獾碾姇炋幚硗ǔＲ箅姇灢考捅惶幚淼谋砻嬖陔姇炋幚磉^(guò)程中分開(kāi)，以保持所需的氣氛環(huán)境。
與用于表面處理的氣體的選擇同等重要的考慮因素是所得到的表面化學(xué)性質(zhì)的動(dòng)態(tài)性或時(shí)間依賴性。優(yōu)選在線進(jìn)行空氣或氮?dú)怆姇炋幚怼？晒袒瘜拥恼掣搅υ陔姇炋幚砗褪┘涌晒袒牧现g較短的時(shí)間段內(nèi)得到增強(qiáng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，在氮?dú)怆姇炋幚砗蟮募s一小時(shí)內(nèi)將可固化材料涂敷到降冰片烯系環(huán)烯烴層上。在其它實(shí)施方案中，氮?dú)怆姇炋幚砗屯糠罂晒袒牧现g的時(shí)間間隔小于1小時(shí)、小于30分鐘、小于10分鐘、小于5分鐘、或小于2分鐘。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，降冰片烯系環(huán)烯烴層的空氣或氮?dú)怆姇炋幚砗屯糠罂晒袒牧现g的時(shí)間間隔小于等于約75秒、小于等于約60秒、或小于等于約30秒?？梢允褂闷渌嗨频奶幚砣缁鹧嫣幚韥?lái)代替電暈處理。本文所用的火焰既包括預(yù)混和擴(kuò)散火焰，也包括層流和紊流火焰?；鹧嫣幚碓谵D(zhuǎn)讓給3M公司的美國(guó)專利No.5,753,754、5,891,967、5,900,317和6,780,519中有描述，將所述文獻(xiàn)以引用的方式并入本文中。另外的改變方法是臭氧處理、臭氧化、或臭氧和紫外光(尤其是波長(zhǎng)為200-300納米的紫外光)的結(jié)合照射。也可以使用在線式系統(tǒng)或方法來(lái)實(shí)施這些表面處理，這些系統(tǒng)或方法還包括表面處理后的其它膜加工步驟，如涂敷粘合劑和將該膜層疊到其它光學(xué)膜上的步驟。
可將可固化層設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層和光學(xué)膜之間。可供選用的或另外的方式是，可將可固化層設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層之間，其中所述可固化層與光學(xué)膜不相鄰。在一個(gè)實(shí)施方案中，將可固化層施加到降冰片烯系膜上。然后再將這樣“制備”的降冰片烯系膜施加到光學(xué)膜上。
可固化層通常是透明的或基本上透明的，以免消弱膜或光學(xué)體的光學(xué)性能。可固化層的厚度取決于其應(yīng)用情況。可固化粘合劑層的厚度通常小于2密耳(約50微米)，更通常為約1密耳(約25微米)，但是不低于約0.5密耳(約12微米)。在一些實(shí)施方案中，作為表面層的可固化層(如圖1和圖4-8中的那些)的厚度通常小于2密耳；通常其厚度小于約1.5密耳；最通常其厚度小于1密耳。在其它實(shí)施方案中，可固化層的厚度最通常為約1密耳。在其它實(shí)施方案中，可固化層的厚度可以小于約0.5密耳。
優(yōu)選的是，使可固化層的厚度最小化，以使光學(xué)體保持較薄。但是，根據(jù)具體應(yīng)用的需求，也可以制成較厚的可固化層。
對(duì)可固化層與降冰片烯系環(huán)烯烴層連接的相關(guān)方面的進(jìn)一步說(shuō)明可參見(jiàn)下面的實(shí)施例I。
方法B有多種方法可用于形成本公開(kāi)的復(fù)合光學(xué)體。如上所述，光學(xué)體可采用不同的結(jié)構(gòu)，因此，這些方法隨著最終光學(xué)體的結(jié)構(gòu)而改變。一個(gè)方法是將降冰片烯系環(huán)烯烴聚合物以熔融狀態(tài)施加到其它光學(xué)體上。這個(gè)步驟可通過(guò)將降冰片烯系環(huán)烯烴層與粘合劑層共擠出涂敷到光學(xué)膜上來(lái)實(shí)施。
可擠出的粘合劑層(例如，連接層)與降冰片烯系環(huán)烯烴層、光學(xué)體、或這二者可一體化地形成。通過(guò)同時(shí)共擠出或順序擠出到光學(xué)膜上的方式可以使將粘合劑層與降冰片烯系環(huán)烯烴層或光學(xué)層一體化地形成。粘合劑層被設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層和光學(xué)膜之間。參見(jiàn)圖2-8所示的多層結(jié)構(gòu)的實(shí)例，其中可通過(guò)這種方法形成降冰片烯系環(huán)烯烴層14和粘合劑層16。
可擠出的粘合劑層通常為透明的或基本上透明的，以免消弱膜的光學(xué)性能。中間粘合劑層的厚度通常在2密耳(約50微米)到0.5密耳(約12微米)之間。更通常的是，粘合劑層的厚度在2密耳到1密耳之間。優(yōu)選的是，使粘合劑層的厚度最小化，以使光學(xué)體保持較薄。
通常選擇粘合劑層的組成，以使粘合劑層與其所接觸的光學(xué)膜和/或降冰片烯系環(huán)烯烴層相容。粘合劑層應(yīng)該與光學(xué)膜和降冰片烯系環(huán)烯烴層都形成良好的結(jié)合。因此，粘合劑層中所用的材料的選擇經(jīng)常隨著光學(xué)體其它部件的組成的不同而變化。優(yōu)選的是，粘合劑層在溫度超過(guò)250℃的熔融相中是熱穩(wěn)定的，其中該溫度是用于將粘合劑層與降冰片烯系環(huán)烯烴共聚物共擠出的溫度。在這種情況下，在溫度大于250℃的擠出過(guò)程中，粘合劑層基本上不降解。
在具體的實(shí)施方式中，粘合劑層為可擠出的、透明的熱熔粘合劑?？捎糜谡澈蟿拥牟牧习ㄓ么姿嵋蚁ジ男缘木巯N，比如得自Dupont公司的ElvaxTM聚合物；用馬來(lái)酸酐改性的聚烯烴，比如得自Dupont公司的BynelTM聚合物；用馬來(lái)酸酐改性的乙烯系聚合物，如得自三井化學(xué)公司的AdmerTM聚合物；和乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物，如得自Atofian Chemicals公司(現(xiàn)在為T(mén)otalPetrochemicals公司)的LotaderTM聚合物。其它粘合劑層包含乙烯與多種共聚單體的共聚物和三元共聚物?？捎玫墓簿蹎误w可以包括丙烯酸酯化合物，包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯；醋酸乙烯酯；馬來(lái)酸酐；甲基丙烯酸縮水甘油酯；乙烯醇；和包括甲基丙烯酸在內(nèi)的丙烯酸類化合物。這些共聚物和三元共聚物還可具有接枝到共聚物或三元共聚物的聚合物骨架上的反應(yīng)性基團(tuán)。用于接枝的反應(yīng)性基團(tuán)可包括馬來(lái)酸酐基團(tuán)。用于粘合劑層的其它材料包括用馬來(lái)酸酐接枝的聚乙烯或其它聚烯烴。
可加入多種附加化合物，包括加入前述在光學(xué)膜中列舉的共聚單體?？杉尤霐D出助劑(如增塑劑和潤(rùn)滑劑)，以改善加工性能和提高對(duì)其它層的附著力。另外，還可使用諸如無(wú)機(jī)顆?；蚓酆衔镄≈橹惖念w粒。
圖9示出根據(jù)本公開(kāi)的一種實(shí)施方式用于形成多層膜(例如，光學(xué)體)的系統(tǒng)的平面圖。使裝有光學(xué)膜32的卷軸30解繞并可任選地經(jīng)紅外加熱臺(tái)34加熱。光學(xué)膜32有時(shí)被升高到50℃以上的溫度，更通常被升高到約65℃的溫度。用于形成降冰片烯系環(huán)烯烴層的組合物36和用于形成粘合劑層的組合物38通過(guò)進(jìn)料箱40進(jìn)料、并被共擠出涂敷到預(yù)熱的光學(xué)膜32上。此后，光學(xué)膜在輥42、44之間受到擠壓。輥42或輥44或這二者可任選地包含精整的啞光面，從而使降冰片烯系環(huán)烯烴層形成略微漫射的表面。冷卻后，經(jīng)涂敷的光學(xué)膜46可被卷繞在卷繞機(jī)48上，并且隨后可對(duì)其進(jìn)行加工(例如切成片)，從而形成最終的多層膜，例如光學(xué)體?？扇芜x的是，可通過(guò)采用實(shí)施例II中描述的方法將可固化層加到多層膜上。在一些其中優(yōu)選平坦多層膜(例如，光學(xué)體)的實(shí)施方案中，優(yōu)選的是，在將膜卷繞到芯軸之前先使多層膜冷卻。另外，可以控制卷繞過(guò)程中的多層膜的張力(例如降低張力)，以降低由卷繞到芯軸上而引起的卷曲。
在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施方案中，可采用與方法B相似的方法使多層膜和共擠出的降冰片烯系環(huán)烯烴膜共同形成。可以通過(guò)(例如)在熱空氣中拉伸單個(gè)的光學(xué)體材料的片來(lái)使具有至少一個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層的多層膜取向?？砂凑绽缭跇?biāo)題為“An Optical Film and Process forManufacture Thereof”的PCT專利申請(qǐng)WO 99/36812中教導(dǎo)的具體的方法和材料所描述的那樣使光學(xué)膜取向，該專利文獻(xiàn)的全文以引用的方式并入本文。
優(yōu)選的是，將降冰片烯系環(huán)烯烴膜(即，沒(méi)有經(jīng)過(guò)共擠出施加方式的降冰片烯系環(huán)烯烴膜)固定到多層光學(xué)膜的后拉幅機(jī)上。
實(shí)施例I將紫外固化型材料粘附到降冰片烯系環(huán)烯烴基材上。降冰片烯系環(huán)烯烴基材包括降冰片烯系環(huán)烯烴膜和位于光學(xué)體表面上的降冰片烯系環(huán)烯烴層。在即將涂敷可固化材料之前，對(duì)降冰片烯系環(huán)烯烴基材進(jìn)行空氣電暈處理。為了實(shí)現(xiàn)這種在線式表面處理，通過(guò)將陶瓷管電暈電極54安裝到刮刀涂布機(jī)56的機(jī)臺(tái)之上并使其位于涂布刀58的上游，而構(gòu)成如圖10代表性布置中所示的電暈處理系統(tǒng)52。將未處理的膜60連續(xù)地沿箭頭66的方向送入并使之通過(guò)電暈處理系統(tǒng)52。未處理的膜60在電暈電極54處受到電暈處理。電暈處理膜62繼續(xù)通過(guò)施加可固化材料64的涂敷區(qū)。涂布刀58將可固化材料64刮平，材料64隨后被固化。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，涂布有可固化材料64的電暈處理膜62繼續(xù)通過(guò)與電暈處理系統(tǒng)相鄰的固化站(圖中未示出)。這種布置允許膜60在進(jìn)行空氣電暈處理后立即接觸待涂敷和固化的材料。
使用降冰片烯系環(huán)烯烴共混物制備降冰片烯系環(huán)烯烴膜，所述共混物的組成為75％的TopasTM6013樹(shù)脂(Tg＝140℃)/25％的TopasTM8007樹(shù)脂(Tg＝80℃)。還制備了由100％ TopasTM6013構(gòu)成的膜。TopasTM樹(shù)脂是由降冰片烯和乙烯形成的統(tǒng)計(jì)學(xué)無(wú)規(guī)的、完全無(wú)定型的共聚物。與較低Tg級(jí)別的樹(shù)脂相比，較高Tg級(jí)別的樹(shù)脂含有摩爾百分比更高的降冰片烯單體單元。75％ TopasTM6013樹(shù)脂/25％ TopasTM8007樹(shù)脂共混物是相容的并且是可混溶的。
供電的電暈電極54的有效長(zhǎng)度(料片橫維方向的長(zhǎng)度)為大約11厘米，并且被設(shè)置在涂布刀58上游的大約4到12厘米處。電暈電極54到刮刀涂布機(jī)56的機(jī)臺(tái)的間隙是1.5毫米(60密耳)。使用的電暈功率為200瓦。
涂敷后，立即將涂敷后的材料暴露在紫外固化源下。使用處于100％功率條件下的Fusion D燈(F-600)在氮?dú)鈿夥障乱?0英尺/分鐘的速度(料片速度)對(duì)被涂敷的可固化材料進(jìn)行紫外固化。
將所用的可固化材料中的一種稱為“可固化材料A”?？晒袒牧螦的配方為30.0％(重量/重量)的溴化環(huán)氧二丙烯酸酯(由位于美國(guó)佐治亞州Smyrna市的UCB Radcure公司生產(chǎn)，商品名為RDX51027)、20.0％(重量/重量)六官能的芳香聚氨酯丙烯酸酯低聚物(同樣可得自UCB Radcure公司，商品名為EB 220)、37.5％(重量/重量)的丙烯酸2-(2，4，6-三溴苯基)-1-乙酯(由日本Dai-Ichi KogyoSeiyaka公司以商品名BR-31(CAS #7347-19-5)進(jìn)行銷售)、12.5％的丙烯酸2-苯氧基乙酯(由位于美國(guó)賓夕法尼亞州Ambler市的Henkel公司以商品名Photomer 4035進(jìn)行銷售)、0.3pph的含氟表面活性劑(由位于美國(guó)明尼蘇達(dá)州St.Paul市的3M公司以商品名FC-430進(jìn)行銷售)、1.0pph的光引發(fā)劑(由位于美國(guó)紐約州Tarrytown市的Ciba Geigy公司以商品名Darocure 1173進(jìn)行銷售)和1.0pph的光引發(fā)劑(得自位于美國(guó)北卡羅萊納州Charlotte市的BASF公司，商品名為L(zhǎng)ucirinTPO)。未固化的可固化材料A配制物的折射指數(shù)為1.56。
將所用的另一種可固化材料稱為“可固化材料B”?？晒袒牧螧的配方與可固化材料A的配方相似，不同之處在于前者的配方中沒(méi)有加入LucirinTPO。未固化的可固化材料B配制物的折射指數(shù)為1.56。
將所用的可固化粘合劑組合物稱為“可固化材料C”。認(rèn)為可固化材料C的配方中含有含氮的可聚合丙烯酸酯單體和不含氮的可聚合丙烯酸酯。
將可固化材料A和C以大約1.5密耳的厚度涂敷在TopasTM6013膜上。涂敷后，立即將涂布后的材料暴露在紫外固化源下。使用處于100％功率條件下的Fusion D燈(F-600)在氮?dú)鈿夥障乱?0英尺/分鐘的料片速度對(duì)被涂敷的材料的面向紫外固化源的涂層進(jìn)行紫外固化。
采用ASTM D3359-02(通過(guò)膠帶試驗(yàn)測(cè)定粘附力的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，方法B)測(cè)定粘附力。測(cè)定粘附力的方法如下用帶有鋒利剃刀片的劃格法粘附力“試驗(yàn)儀”(crossbatch adhesion“car”)在固化的涂層上劃線，將3M #610膠帶(帶高粘性橡膠樹(shù)脂粘合劑的玻璃紙膠帶)以相對(duì)于交叉線圖案成45度的角度貼到劃線區(qū)域上，用塑料刀片摩擦上述膠帶，然后從表面迅速撕下膠帶。表2列出了評(píng)價(jià)測(cè)試性能所用的等級(jí)。5B級(jí)對(duì)應(yīng)于最佳粘附力。0B級(jí)對(duì)應(yīng)于無(wú)粘附力。
表2
通過(guò)上述的一般方法制備幾種具有至少一個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴膜或?qū)右约爸辽僖粋€(gè)可固化層的材料實(shí)例。表3和隨后的描述列出了材料和條件。采用ASTM D3359-02(通過(guò)膠帶試驗(yàn)測(cè)定粘附力的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，方法B)測(cè)定紫外固化型材料的粘附力。表3列出了多層膜制備條件和粘附力測(cè)試結(jié)果的細(xì)節(jié)。
表3
*裝置所提供的電暈放電與涂布機(jī)臺(tái)是分開(kāi)的。膜從一個(gè)裝置移動(dòng)到另一個(gè)裝置。
采用粘附力試驗(yàn)可容易地檢測(cè)到降冰片烯系環(huán)烯烴膜中的經(jīng)電暈處理的部分，因?yàn)槲刺幚韰^(qū)域表現(xiàn)出沒(méi)有粘附力。受過(guò)處理的區(qū)域表現(xiàn)出在橫跨膜的整個(gè)11厘米長(zhǎng)的寬度(受處理的寬度)上粘附力都得到明顯的提高。相反，可固化材料對(duì)未處理的降冰片烯系環(huán)烯烴膜沒(méi)有粘附作用。此外，在對(duì)降冰片烯系環(huán)烯烴膜進(jìn)行電暈處理、然后老化幾小時(shí)或幾天后再涂敷可固化材料的情況下，未觀察到可固化材料的粘附作用。
當(dāng)電暈處理和涂敷可固化材料A之間的時(shí)間間隔小于約65秒時(shí)，固化的可固化材料A層可成功地粘附到降冰片烯系環(huán)烯烴膜上。優(yōu)選的是，電暈處理和涂敷操作之間的時(shí)間間隔小于約1秒。固化的可固化材料A對(duì)未處理的降冰片烯系環(huán)烯烴膜沒(méi)有粘附作用。當(dāng)電暈處理和涂敷操作之間的時(shí)間間隔超過(guò)4分鐘時(shí)，所述的可固化材料對(duì)經(jīng)過(guò)電暈處理的降冰片烯系環(huán)烯烴膜也沒(méi)有粘附作用。
通過(guò)在線式空氣電暈處理也可以提高由可固化材料C構(gòu)成的可固化粘合劑對(duì)降冰片烯系環(huán)烯烴膜的粘附作用，條件是電暈處理和涂敷粘合劑之間的時(shí)間間隔小于約70秒。所述可固化粘合劑對(duì)未處理的降冰片烯系環(huán)烯烴膜沒(méi)有粘附作用。
此外，用上述方法制備了其它的實(shí)例。下面列出這些“原型”實(shí)例。
光學(xué)膜原型a光學(xué)膜原型a具有降冰片烯系環(huán)烯烴(75％ TopasTM6013樹(shù)脂/25％ TopasTM8007樹(shù)脂)膜。使用上述的方法，其中將電暈電極設(shè)置在涂布機(jī)56的涂布刀58上游大約5厘米處，并以高速(例如，約20英尺/分鐘)拉動(dòng)降冰片烯系環(huán)烯烴膜通過(guò)系統(tǒng)52。在線式空氣電暈處理后，施加可固化材料B，施加厚度在0.003到0.004英寸之間。將涂敷有可固化材料的降冰片烯系環(huán)烯烴膜以面朝下的方式放到陰模上，隨后固化會(huì)得到具有線性棱柱結(jié)構(gòu)的固化層，該棱柱結(jié)構(gòu)的棱面角度為90度，峰-峰節(jié)距間隔為65微米。陰模是表面微結(jié)構(gòu)工具的實(shí)例。使用作為壓輥的光滑金屬棒將膜層疊到置于130的加熱板上的陰模中，并在上文所述的條件下、在該膜面向紫外固化源的情況下進(jìn)行紫外固化。固化后，所得結(jié)構(gòu)的電暈處理部分從工具上干凈地脫除，這表明微結(jié)構(gòu)化的固化層對(duì)經(jīng)過(guò)處理的降冰片烯系環(huán)烯烴膜具有強(qiáng)的粘附作用。對(duì)于涂敷在降冰片烯系環(huán)烯烴膜的未處理區(qū)域上的可固化材料而言，這部分可固化材料附著在工具上，而不是附著在降冰片烯系環(huán)烯烴膜上。
光學(xué)膜原型b采用相似的方法將微結(jié)構(gòu)化的固化層涂布到具有圖3所示結(jié)構(gòu)的光學(xué)膜上，從而形成具有圖5所示結(jié)構(gòu)的光學(xué)體。將最終的光學(xué)體稱為光學(xué)膜原型b。
通過(guò)在多層聚合物反射偏振膜的兩側(cè)共擠出涂敷厚度為5密耳的TopasTM6013表層而形成具有圖3所示結(jié)構(gòu)的初始光學(xué)膜?？蓴D出的粘合劑層是厚度為1.5密耳的AdmerTMSE810(得自日本Mitsui Chemicals公司)層。將置入的多層聚合物反射偏振膜稱為“反射偏振膜A”。用含PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)的第一光學(xué)層和含coPEN(共聚萘二甲酸乙二醇酯)的第二光學(xué)層構(gòu)造反射偏振膜A。將PEN和coPEN共擠出穿過(guò)多層熔體集管和倍增器(multiplier)從而形成825個(gè)交替的第一光學(xué)層和第二光學(xué)層。這種多層光學(xué)膜還具有另外的兩個(gè)內(nèi)層和兩個(gè)外表層(由coPEN形成，該coPEN與第二光學(xué)層的相同)，總計(jì)829層。反射偏振器A的總膜厚為3.7密耳。
涂布微結(jié)構(gòu)化的固化層，使得線性棱柱微結(jié)構(gòu)與反射偏振器A的偏振通過(guò)軸對(duì)準(zhǔn)。將可固化材料A用于這種光學(xué)膜結(jié)構(gòu)中。
光學(xué)膜原型c光學(xué)膜原型c在結(jié)構(gòu)上與圖3所示的代表實(shí)例相似。在光學(xué)膜原型c中，光學(xué)膜被層疊在兩片降冰片烯系環(huán)烯烴(尤其是TopasTM6013)膜之間。這兩片降冰片烯系環(huán)烯烴膜的霧度值很小，并首先單獨(dú)地經(jīng)受過(guò)電暈處理。然后將一片反射偏振器A插到這兩片經(jīng)電暈處理的降冰片烯系環(huán)烯烴膜之間。然后將可固化粘合劑組合物(樹(shù)脂C)設(shè)置在膜的各個(gè)層之間(即，每一片降冰片烯系環(huán)烯烴膜的主表面和光學(xué)膜的主表面之間)。使這五層“夾層”通過(guò)間隙涂布機(jī)/層疊機(jī)，以均勻地在膜的各個(gè)層之間施加粘合劑。對(duì)降冰片烯系環(huán)烯烴膜所進(jìn)行的電暈處理和涂敷操作(拉動(dòng)膜夾層通過(guò)間隙涂布機(jī))之間的時(shí)間間隔為78秒。對(duì)疊層樣品而言，層疊粘合劑的目標(biāo)厚度為每一側(cè)1.5密耳。隨后，以兩道法工藝將這種五層“夾層”固化。對(duì)第一道固化而言，涂敷和固化之間的時(shí)間間隔為27秒。為了確?？晒袒澈蟿┩耆袒?，通過(guò)這種五層“夾層”的相反一側(cè)對(duì)該夾層進(jìn)行第二次固化。
增益測(cè)試特定光學(xué)膜的亮度增益(即，“增益”)是指置于給定的背光或光腔(如被照明的特氟隆光立方體(Teflon light cube))上的光學(xué)膜的透射光強(qiáng)度與沒(méi)有光學(xué)膜的情況下的透射光強(qiáng)度之比。具體地說(shuō)，使用可得自位于美國(guó)加利福尼亞州Chatsworth市的Photo Research公司的SpectraScanTMPR-650光譜光度計(jì)測(cè)量光學(xué)膜的透射光強(qiáng)度。此外將吸收偏振器置于SpectraScanTMPR-650光譜光度計(jì)之前。然后，將特定的光學(xué)膜置于特氟隆光立方體上。使用Fostec DCR II光源通過(guò)燈管照明光立方體。采用這種結(jié)構(gòu)，增益為在光學(xué)膜存在的情況下和除去該光學(xué)膜的情況下測(cè)得的透射光強(qiáng)度的比值。對(duì)具有反射偏振器的光學(xué)膜而言，使反射偏振器的偏振通過(guò)軸與吸收偏振器的偏振通過(guò)軸平行排列。對(duì)結(jié)構(gòu)與光學(xué)膜原型a相似的光學(xué)膜而言，使線性棱柱微結(jié)構(gòu)與吸收偏振器的偏振通過(guò)軸平行排列。
表4示出了光學(xué)膜原型的增益。
表4
增益測(cè)試表明光學(xué)膜原型都能提供增益。考慮到樣品還遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到最優(yōu)化，因此，可以預(yù)期的是，在達(dá)到最優(yōu)化后，增益會(huì)得到提高，尤其是對(duì)光學(xué)原型a和b而言更是如此。光學(xué)膜c的增益與置入的反射偏振器A的增益接近，這表明經(jīng)層疊的光學(xué)原型與置入的反射偏振器A之間的差異很小。
實(shí)施例II將紫外固化型材料粘附到降冰片烯系環(huán)烯烴基材上。降冰片烯系環(huán)烯烴基材包括降冰片烯系環(huán)烯烴膜和位于光學(xué)體表面上的降冰片烯系環(huán)烯烴層。在涂敷可固化材料之前，用氮?dú)怆姇瀸?duì)降冰片烯系環(huán)烯烴基材進(jìn)行處理。為了實(shí)現(xiàn)這種表面處理，通過(guò)將硅膠套電暈電極70安裝在含有受控氣氛的箱體72內(nèi)，而構(gòu)成如圖11代表性布置中所示的電暈處理系統(tǒng)68。將箱體72與機(jī)臺(tái)76可操作地連接。將未處理的膜78連續(xù)地沿箭頭80的方向輸送到箱體72中。未處理的膜78在電暈電極70處經(jīng)受電暈處理。電暈處理膜82繼續(xù)通過(guò)處理系統(tǒng)68。在一個(gè)實(shí)施方案中，電暈處理膜82繼續(xù)通過(guò)與電暈處理系統(tǒng)相鄰的涂敷和固化站(圖中未示出)。對(duì)此方法的進(jìn)一步描述可得自2004年7月1日提交的共有的美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/883263，該專利文獻(xiàn)的公開(kāi)內(nèi)容以引用的方式被并入本文中。
按照實(shí)施例I所述的方法制備降冰片烯系環(huán)烯烴膜。供電的電暈電極的有效長(zhǎng)度(料片橫維方向的長(zhǎng)度)為大約30厘米。電暈電極到設(shè)備機(jī)臺(tái)的間隙是1.5毫米(60密耳)。使用的電暈?zāi)芰繛?.8焦耳/平方厘米。在氮?dú)怆姇炋幚砗蟠蠹s12秒的時(shí)候，對(duì)經(jīng)過(guò)氮?dú)怆姇炋幚淼慕当┫淡h(huán)烯烴膜進(jìn)行涂敷。涂敷后，立即將涂敷的材料暴露在紫外固化源下。使用處于100％功率條件下的Fusion D燈(F-600)在氮?dú)鈿夥障乱?0英尺/分鐘的速度(料片速度)對(duì)被涂敷的可固化材料進(jìn)行紫外固化。
適合用于上述方法的一種可固化材料是可固化材料D?？晒袒牧螪由單體相對(duì)比例為48/35/17的TMPTA/四溴雙酚A縮水甘油醚和(甲基)丙烯酸/PEA組成?？晒袒牧螪可以由以下提供的方法制成。題目為“POLYMERIZABLE COMPOSITIONS COMPRISINGNANOPARTICLES”的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)2005/0202278 A1中提供了與可固化材料D相似的材料和相關(guān)方法的進(jìn)一步說(shuō)明，該專利文獻(xiàn)的
公開(kāi)日期為2005年9月15日，其公開(kāi)內(nèi)容以引用的方式被并入本文中。
將膠體二氧化硅Nalco 2327(400克)注入1夸脫的廣口瓶?jī)?nèi)。制備由1-甲氧基-2-丙醇(450克)、甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯(18.95克)(可購(gòu)自位于美國(guó)威斯康星州Milwaukee市的Sigma-Aldrich公司，商品名為“Silane A174”)、Silquest A1230(12.74克)和受阻胺硝基氧抑制劑的5％水溶液(0.2克)(可購(gòu)自位于美國(guó)紐約州Tarrytown市的Ciba Specialty Chemical公司，商品名為“Prostab5198”)形成的混合物、并且在攪拌條件下將其加入到膠體二氧化硅分散體(可購(gòu)自位于美國(guó)伊利諾伊州Naperville市的Ondeo-Nalco公司，商品名為“nalco 2327”)中。將廣口瓶密封，并在80℃下加熱16.5小時(shí)。這樣就得到透明的、低粘度的改性二氧化硅分散體。
向1升的圓底燒瓶(粗頸)內(nèi)加入以上得到的改性溶膠、48/35/17的TMPTA/四溴雙酚A縮水甘油醚和(甲基)丙烯酸/PEA、和5％的Prostab 5198水溶液。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去水和醇。如通過(guò)熱重分析TGA所測(cè)定，這種配制物含有大約46重量％的SiO2。折射指數(shù)為1.50。加入1重量％的TPO-L。
將以上含有SiO2的樹(shù)脂與48/35/17的TMPTA/四溴雙酚A縮水甘油醚和(甲基)丙烯酸/PEA混合，從而得到含有38重量％SiO2的樹(shù)脂。加入1重量％的TPO-L。
在按照上文所述的方法對(duì)膜進(jìn)行氮?dú)怆姇炋幚砗?，用可固化?shù)脂D對(duì)該膜進(jìn)行涂敷。然后將涂敷有可固化材料的降冰片烯系環(huán)烯烴膜壓到陰模上，隨后固化而得到具有線性棱柱結(jié)構(gòu)的固化層，該棱柱結(jié)構(gòu)的棱面角度為90度，峰-峰節(jié)距間隔為65微米。陰模為表面微結(jié)構(gòu)工具的實(shí)例。隨后，將涂敷的可固化材料紫外固化。固化后，所得結(jié)構(gòu)的電暈處理部分從工具上干凈地脫除，這表明微結(jié)構(gòu)化的固化層對(duì)處理過(guò)的降冰片烯系環(huán)烯烴膜具有強(qiáng)的粘附作用。如實(shí)施例I中所述采用ASTM D3359-02進(jìn)行測(cè)定，所得的微結(jié)構(gòu)化固化層的粘附力等級(jí)為5B。
另一種適合的可固化樹(shù)脂是可固化材料E?？晒袒牧螮的配方與下述配方相似。對(duì)與可固化材料E相似的材料的進(jìn)一步說(shuō)明可得自2005年3月11日提交的題目為“POLYMERIZABLE COMPOSITIONCOMPRISING LOW MOLECULAR WEIGHT ORGANICCOMPONENT”的美國(guó)專利申請(qǐng)No.11/077,598，該專利文獻(xiàn)的公開(kāi)內(nèi)容以引用方式被并入本文中。將ZrO2溶膠(200克)、MEEAA(8.81克)、BCEA(4.22克)、1-甲氧基-2-丙醇(230克)、BR31/PEA/TMPTA的38/50/12的混合物(59.1克)和Prostab 5198的5％水溶液(0.24克)加入到圓底燒瓶中，并通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去醇和水。所得樹(shù)脂含有52.31％的ZrO2，并且所述樹(shù)脂的折射指數(shù)為1.638。將經(jīng)ZrO2填充的樹(shù)脂(116克)和TPO-L(0.55克)混合到一起。ZrO2溶膠的強(qiáng)度平均尺寸為42.1，體積平均尺寸為17.5納米，并且強(qiáng)度平均尺寸與體積平均尺寸之比為2.41。
采用與上文針對(duì)可固化樹(shù)脂D所述方法相似的方法制備位于經(jīng)過(guò)氮?dú)怆姇炋幚淼慕当┫淡h(huán)烯烴基材上的、由可固化樹(shù)脂E構(gòu)成的固化微結(jié)構(gòu)涂層。這種可固化的微結(jié)構(gòu)化層的粘附作用強(qiáng)。
實(shí)施例III可采用本實(shí)施例中的方法制備適合用于本公開(kāi)方法中的膜、光學(xué)體或光學(xué)體的部分。
用含PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)的第一光學(xué)層和含coPEN(共聚萘二甲酸乙二醇酯)的第二光學(xué)層構(gòu)建多層反射偏振器(例如，光學(xué)膜)。將PEN和coPEN共擠出穿過(guò)多層熔體集管和倍增器從而形成825個(gè)交替的第一光學(xué)層和第二光學(xué)層。這種多層光學(xué)膜還具有另外的兩個(gè)內(nèi)層和兩個(gè)保護(hù)性外邊界層(由coPEN形成，該coPEN與第二光學(xué)層的相同)，總計(jì)829層，厚度為3.7密耳。將此多層反射偏振膜稱為“反射偏振器A”。相似的反射偏振器可得自3M公司，商品名為DBEF。
將Topas6013構(gòu)成的降冰片烯系環(huán)烯烴層與粘合劑(AdmerSE810)層共擠出涂敷在多層光學(xué)膜(例如反射偏振器A)的兩側(cè)，以形成光學(xué)體。圖2示出了代表性的結(jié)構(gòu)。共擠出的層和光學(xué)膜被夾在位于模頭出口處的膠輥和壓花輥之間。參見(jiàn)圖9中的代表性擠出涂敷設(shè)備。壓花輥被用于在光學(xué)體的降冰片烯系環(huán)烯烴層上產(chǎn)生紋理。所述壓花輥的粗糙度Rn為90微米，光澤度為4.5％。將面寬為14英寸的壓花輥在位于美國(guó)威斯康星州的UltraPlating公司進(jìn)行精加工。將壓花輥加熱到210。壓區(qū)壓力為90磅/平方英寸。
圖2示意性地示出可通過(guò)上述方法制備的多層反射偏振器的樣品結(jié)構(gòu)。還可通過(guò)上述方法制備圖3所示的光學(xué)體22和圖4-8所示的光學(xué)體的部分。在多層光學(xué)膜即反射偏振器A上形成了具有不同厚度的由Topas6013環(huán)烯烴共聚物構(gòu)成的降冰片烯系環(huán)烯烴層和不同的粘合劑層。表5示出了具有降冰片烯系環(huán)烯烴層的多層光學(xué)膜樣品結(jié)構(gòu)的層厚。被共擠出的粘合劑聚合物包括得自Mitsui Chemical公司的AdmerSE810和AdmerSE800粘合劑聚合物；得自Atofina公司的LotaderTM、OrevacTM和LotrylTM；以及得自Dupont公司的BynelTM和FusabondTM。表5所列的光學(xué)體表現(xiàn)出優(yōu)良的粘合作用，并且不易發(fā)生剝離。
表5
將多片不同的本公開(kāi)的多層光學(xué)膜(例如光學(xué)體)(其具有降冰片烯系環(huán)烯烴層)置于多種背光LCD顯示器(包括便攜式電腦、監(jiān)控器和電視的背光LCD顯示器)中。經(jīng)證明，這些顯示器的亮度均得到提高。LCD顯示器具有帶有至少一個(gè)降冰片烯系環(huán)烯烴層的光學(xué)膜、光源、LCD面板，并且還可具有導(dǎo)光片和附加的光學(xué)膜。
使用得自Photo Reserch公司的SpectraScanTMPR650色度計(jì)在0°(軸向)和60°(離軸)的角度評(píng)價(jià)具有6.0密耳的降冰片烯系環(huán)烯烴層的多層光學(xué)膜樣品的顏色。使具有6.0密耳的降冰片烯系環(huán)烯烴層的多層光學(xué)膜樣品在干燥環(huán)境中于85℃下老化1,000小時(shí)。此外，評(píng)價(jià)樣品膜和對(duì)照膜，以測(cè)定軸向增益。分別在開(kāi)始和老化250小時(shí)、500小時(shí)和1,000小時(shí)的時(shí)候評(píng)價(jià)這些樣品。未觀察到任何樣品發(fā)生顏色變化。對(duì)所有樣品而言，增益基本上保持恒定。此外，對(duì)具有6.0密耳的降冰片烯系環(huán)烯烴層的多層光學(xué)膜進(jìn)行紫外老化試驗(yàn)。對(duì)紫外老化后的試驗(yàn)樣品進(jìn)行目視檢察，結(jié)果表明具有6.0密耳的降冰片烯系環(huán)烯烴層的多層光學(xué)膜沒(méi)有變黃。
將多片不同的具有降冰片烯系環(huán)烯烴層的多層光學(xué)膜置于多種背光LCD顯示器(包括便攜式電腦、監(jiān)控器和電視的背光LCD顯示器)中。經(jīng)證明，這些顯示器的亮度均得到提高。
雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施方案描述了本公開(kāi)，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知道，在不脫離本公開(kāi)的精神實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，可對(duì)形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行改變。
以上的說(shuō)明書(shū)、實(shí)例和數(shù)據(jù)對(duì)本公開(kāi)結(jié)構(gòu)的制造和使用提供了完整的描述。由于可以在不脫離本公開(kāi)的精神實(shí)質(zhì)和范圍的情況下實(shí)施本公開(kāi)的多個(gè)實(shí)施方案，因此，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)體，該光學(xué)體具有降冰片烯系環(huán)烯烴層；和可固化層，該可固化層附著在所述降冰片烯系環(huán)烯烴層上，其中，所述可固化層含有可固化材料，按照ASTM D3359-02進(jìn)行測(cè)定，所述可固化層對(duì)所述降冰片烯系環(huán)烯烴層表現(xiàn)出大于或等于1B級(jí)的粘附力水平。
2.權(quán)利要求1所述的光學(xué)體，其中所述可固化材料是光致聚合材料。
3.權(quán)利要求1所述的光學(xué)體，其中所述可固化層含有可固化材料，該可固化材料起到紫外穩(wěn)定劑、耐磨材料、硬涂層材料、抗反射涂層或漫射器的作用。
4.權(quán)利要求1所述的光學(xué)體，其中所述可固化層含有烯鍵式不飽和單體、烯鍵式不飽和低聚物、或它們的共混物，其中所述可固化材料在未固化時(shí)的折射指數(shù)大于1.55。
5.權(quán)利要求4所述的光學(xué)體，其中所述可固化材料包括四溴雙酚A縮水甘油醚與(甲基)丙烯酸的反應(yīng)產(chǎn)物。
6.權(quán)利要求1所述的光學(xué)體，其中所述可固化層含有烯鍵式不飽和單體、烯鍵式不飽和低聚物、或它們的共混物，并且所述可固化層還含有無(wú)機(jī)納米顆粒。
7.權(quán)利要求6所述的光學(xué)體，其中所述可固化材料包括四溴雙酚A縮水甘油醚與(甲基)丙烯酸的反應(yīng)產(chǎn)物。
8.權(quán)利要求1所述的光學(xué)體，其中所述可固化材料包括多官能的(甲基)丙烯酸酯。
9.權(quán)利要求1所述的光學(xué)體，其中所述可固化材料包括折射指數(shù)大于1.50的多官能的(甲基)丙烯酸酯。
10.權(quán)利要求1所述的多層膜，其中所述降冰片烯系環(huán)烯烴膜基本上由共聚物構(gòu)成，該共聚物含有降冰片烯或其衍生物類的單體單元和乙烯單體單元。
11.權(quán)利要求1所述的多層膜，其中所述可固化層具有結(jié)構(gòu)化的表面。
12.權(quán)利要求11所述的多層膜，其中所述結(jié)構(gòu)化的表面具有多個(gè)線性棱柱結(jié)構(gòu)。
13.權(quán)利要求1所述的光學(xué)體，所述光學(xué)體還具有光學(xué)膜。
14.權(quán)利要求13所述的光學(xué)體，其中將至少一個(gè)所述的含有可固化材料的可固化層附著到所述降冰片烯系環(huán)烯烴層的主表面上，其中，所述主表面通常被設(shè)置成與所述光學(xué)膜相背。
15.權(quán)利要求13所述的光學(xué)體，其中將所述的含有可固化材料的可固化層設(shè)置在所述光學(xué)膜和所述降冰片烯系環(huán)烯烴層之間。
16.權(quán)利要求15所述的光學(xué)體，其中所述可固化材料是粘合劑。
17.權(quán)利要求15所述的光學(xué)體，其中所述光學(xué)膜是多層反射聚合物光學(xué)膜或連續(xù)相/分散相反射光學(xué)膜。
18.一種顯示器裝置，該顯示器裝置具有根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)體，光源，以及顯示器面板。
19.一種將可固化層施加到降冰片烯系環(huán)烯烴層上的方法，該方法包括以下步驟對(duì)降冰片烯系環(huán)烯烴層進(jìn)行電暈處理；和將可固化材料施加到所述的經(jīng)過(guò)電暈處理的降冰片烯系環(huán)烯烴層上，從而形成可固化層；其中，所述的對(duì)降冰片烯系環(huán)烯烴層進(jìn)行電暈處理的步驟和所述的施加可固化層的步驟這二者之間的時(shí)間間隔小于75秒。
20.權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述時(shí)間間隔小于30秒。
21.權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述時(shí)間間隔小于2秒。
22.權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述時(shí)間間隔小于1秒。
23.權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述電暈處理在環(huán)境空氣氣氛下進(jìn)行。
24.權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述電暈處理在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行。
25.權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述的對(duì)降冰片烯系環(huán)烯烴層進(jìn)行電暈處理的步驟包括在環(huán)境空氣氣氛下將所述的降冰片烯系環(huán)烯烴層輸送到與源電極相鄰的位置。
26.權(quán)利要求19所述的方法，其中所述的施加可固化層的步驟包括將可固化材料涂敷到所述的經(jīng)過(guò)電暈處理的固態(tài)降冰片烯系共聚物層上；和固化所述的可固化材料。
27.權(quán)利要求26所述的方法，其中所述的涂敷所述可固化材料的步驟和所述的固化所述可固化材料的步驟這二者之間的時(shí)間間隔小于4分鐘。
28.權(quán)利要求26所述的方法，其中所述的涂敷所述可固化材料的步驟和所述的固化所述可固化材料的步驟這二者之間的時(shí)間間隔小于30秒。
29.權(quán)利要求26所述的方法，該方法還包括在所述的固化步驟前，將表面結(jié)構(gòu)賦予到所述可固化層中的步驟。
30.權(quán)利要求19所述的方法，將所述降冰片烯系環(huán)烯烴膜設(shè)置到光學(xué)膜上，使得所述可固化層成為光學(xué)體的外層。
31.權(quán)利要求19所述的方法，其中所述可固化層含有可固化的粘合劑材料，并且該方法還包括以下步驟將所述的降冰片烯系環(huán)烯烴層和可固化的粘合劑材料層疊到光學(xué)膜上；固化所述可固化的粘合劑層，從而形成光學(xué)體。
32.一種將可固化層施加到降冰片烯系環(huán)烯烴層上的方法，該方法包括以下步驟對(duì)降冰片烯系環(huán)烯烴層進(jìn)行氮?dú)怆姇炋幚恚缓蛯⒖晒袒牧鲜┘拥剿龅慕?jīng)過(guò)電暈處理的降冰片烯系環(huán)烯烴層上，從而形成可固化層；其中，所述的對(duì)所述降冰片烯系環(huán)烯烴層進(jìn)行電暈處理的步驟和所述的施加可固化層的步驟這二者之間的時(shí)間間隔小于1小時(shí)。
33.權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述時(shí)間間隔小于30分鐘。
34.權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述時(shí)間間隔小于10分鐘。
35.權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述時(shí)間間隔小于2分鐘。
36.權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述時(shí)間間隔小于1分鐘。
37.權(quán)利要求32所述的方法，該方法還包括固化所述的可固化材料。
全文摘要
本發(fā)明描述了在其上設(shè)置有可固化層的降冰片烯系環(huán)烯烴層。還可給所述可固化層賦予紋理。可以將具有可固化層的降冰片烯系環(huán)烯烴層引入光學(xué)體中，所述光學(xué)體具有諸如取向多層光學(xué)膜之類的光學(xué)膜。此外，本發(fā)明包括將可固化層涂敷到降冰片烯系環(huán)烯烴層或膜上的方法，該方法不需要底涂層。本發(fā)明還公開(kāi)了具有降冰片烯系環(huán)烯烴層的膜的制備方法。
文檔編號(hào)C08J7/04GK101052521SQ200580037594
公開(kāi)日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2005年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者錢之華, 瓊·M·斯特羅貝爾, 馬克·A·斯特羅貝爾, 克林頓·L·瓊斯, 喬爾·A·蓋特舍爾, 埃倫·R·博斯?fàn)?申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司