微結構化轉移帶的製作方法

2023-09-17 13:28:05 1

微結構化轉移帶的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種轉移帶，所述轉移帶包括具有第一主表面和第二主表面的光學透明的粘合劑層，所述主表面中的至少一個包括作為所述粘合劑表面的永久性特徵的微結構化圖案。所述微結構化表面改變光的方向。所述光學透明的組合物可以包含Tg小於20℃且具有酸或鹼官能團的低Tg聚合物組分和Tg大於20℃且具有酸或鹼官能團的高Tg聚合物組分，使得在混合時所述低Tg聚合物組分的所述官能團和所述高Tg聚合物組分的所述官能團形成酸鹼交互作用。可將所述轉移帶粘附至基底，從而為所述基底表面提供微結構化表面。
【專利說明】微結構化轉移帶
【技術領域】
[0001]本公開整體涉及轉移帶，尤其是具有至少一個微結構化表面的轉移帶。轉移帶可以是光學活性的。
【背景技術】
[0002]粘合劑已用於標記、固定、保護、密封和掩蔽等多種用途。粘合帶通常包括背襯(也稱基底)以及粘合劑。一種特定類型的膠帶(稱為轉移帶)不包括背襯，而是單獨的粘合劑層。膠帶中所用的粘合劑類型為壓敏粘合劑和熱活化粘合劑，其中壓敏粘合劑更常用。
[0003]壓敏粘合劑為本領域中的普通技術人員所熟知，其在室溫下具有某些特性，這些特性包括以下項:(I)有力而持久的粘著力；(2)僅用指壓即可粘附；(3)具有足以保持到粘合體上的能力；以及(4)足夠的內聚強度以便使其從粘合體乾淨地移除。已發現，聚合物作為壓敏粘合劑材 料，性能優良，可經設計和配製而表現出所需粘彈性，從而使得粘著力、剝離粘附力和剪切強度達到所需平衡。製備壓敏粘合劑最常用的聚合物有天然橡膠、合成橡膠(如，苯乙烯/ 丁二烯共聚物(SBR)和苯乙烯/異戊二烯/苯乙烯(SIS)嵌段共聚物)、各種(甲基)丙烯酸酯(如，丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)共聚物和矽氧烷。這些類型的材料各有優點和缺點。
[0004]熱活化粘合劑在室溫下是非粘性的，但在高溫下將變得發粘且能夠粘結至基底。這些粘合劑的Tg(玻璃化轉變溫度)或熔點(Tm)通常高於室溫。當溫度升高超過Tg或Tm時，儲能模量通常降低並且粘合劑變得發粘。
[0005]已製備的粘合劑製品為包括微結構化表面的粘合劑製品。微結構化表面可通過與微結構化模製工具或微結構化隔離襯片接觸而被賦予到粘合劑層上。美國專利5，650，215 (Mazurek等人)教導了用於製備具有微結構化表面的壓敏粘合劑的方法。微結構化表面可提供有用的特性，諸如暫時再定位性、永久再定位性和自脫粘性。

【發明內容】

[0006]本發明公開了轉移帶以及轉移帶的使用，包括使用轉移帶製備製品尤其是光學製品的方法。本發明還公開了由轉移帶製成的製品，尤其是光學製品。
[0007]所公開的轉移帶的一些實施例包括具有第一主表面和第二主表面的粘合劑層。粘合劑層包含光學透明的組合物，並且第一主表面和第二主表面中的至少一個包括在表面上的微結構化圖案，使得微結構化圖案成為粘合劑表面的永久性特徵。微結構化表面改變光的方向。光學透明組合物包括交聯聚合物組合物。在一些實施例中，交聯聚合物組合物包含Tg小於20°C且具有酸或鹼官能團的低Tg聚合物組分和Tg大於20°C且具有酸或鹼官能團的高Tg聚合物組分,使得在混合時低Tg聚合物組分的官能團和高Tg聚合物組分的官能團形成酸鹼交互作用。
[0008]本發明還公開了用於製備製品的方法，在一些實施例中，該方法包括製備具有粘合劑層和隔離襯片的轉移帶、將轉移帶附接到基底以及移除轉移帶的隔離襯片。轉移帶包括具有第一主表面和第二主表面的粘合劑層。粘合劑層包含光學透明的組合物，並且第一主表面和第二主表面中的至少一個包括在表面上的微結構化圖案，使得微結構化圖案成為粘合劑表面的永久性特徵。微結構化表面改變光的方向。光學透明組合物包括交聯聚合物組合物。在一些實施例中，交聯聚合物組合物包含Tg小於20°C且具有酸或鹼官能團的低Tg聚合物組分和Tg大於20°C且具有酸或鹼官能團的高Tg聚合物組分，使得在混合時低Tg聚合物組分的官能團和高Tg聚合物組分的官能團形成酸鹼交互作用。
[0009]本發明還公開了製品，在一些實施例中，所述製品包括具有至少一個外表面的基底以及附著到基底表面的轉移帶。轉移帶包括具有第一主表面和第二主表面的粘合劑層。粘合劑層包含光學透明的組合物，並且第一主表面和第二主表面中的至少一個包括在表面上的微結構化圖案，使得微結構化圖案成為粘合劑表面的永久性特徵。微結構化表面改變光的方向。光學透明組合物包括交聯聚合物組合物。在一些實施例中，交聯聚合物組合物包含Tg小於20°C且具有酸或鹼官能團的低Tg聚合物組分和Tg大於20°C且具有酸或鹼官能團的高Tg聚合物組分,使得在混合時低Tg聚合物組分的官能團和高Tg聚合物組分的官能團形成酸鹼交互作用。在一些實施例中，製品包括光導。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]參照以下結合附圖對本發明各種實施例的詳細說明，可以更全面地理解本專利申請。 [0011]圖1示出了背光源的一個實施例的示意性平面圖，該背光源包括光導模塊和發光二極體的陣列。
[0012]圖2示出了光導模塊的另一個實施例的示意性平面圖。
[0013]圖3示出了光導模塊的另一個實施例的示意性平面圖。
[0014]圖4A-F示出了微結構化表面的各種實施例的示意性剖視圖。
[0015]圖5A-D不出了微結構化表面的各種實施例的不意性剖視圖。
[0016]圖6示出了光導的示例性實施例的圖片。
[0017]在以下對圖示實施例的描述中，參照了附圖，並通過舉例說明的方式在這些附圖中示出在其中可以實施本發明的多種實施例。應當理解，在不脫離本發明的範圍的情況下，可以利用實施例並且可以進行結構上的改變。附圖未必按比例繪製。附圖中使用的類似標號是指類似組件。然而，應當理解，使用標號來指代給定附圖中的組件並非意圖限制在另一附圖中以相同標號標記的組件。
【具體實施方式】
[0018]雙面帶材，也稱為「轉移帶」，是在兩個暴露表面上都具有粘合劑的粘合帶。在一些轉移帶中，暴露表面只是單個粘合劑層的兩個表面。其他轉移帶為具有至少兩個相同或不同粘合劑層的多層轉移帶，並且在某些情況下為非粘合劑層的中間層。在本發明中，轉移帶被製備成包括單個粘合劑層。轉移帶具有作為微結構化表面的至少一個側面。
[0019]通常，轉移帶用於粘附兩個不同的基底，即，它們用於形成包括基底/轉移帶/不同基底的三層層合物。使用許多各種不同的基底，諸如紙張、片材、薄膜、板等製成該類型的層合物。相比之下，本發明的轉移帶通常不將兩個不同的基底彼此粘附，而是粘附到一個基底，並且具有不粘附到基底的暴露的外表面。該暴露的外表面包括微結構化表面。通常，將該微結構化表面設計成保持其微結構化形狀，並且像微結構化粘合劑表面那樣不會流動或塌縮。
[0020]本發明的轉移帶不會粘附兩個不同的基底，而是粘附到一個基底以便為該基底提供微結構化表面層。該結構可用於提供具有結構化表面的多種不同的製品。可用本發明的轉移帶製備的製品類型之一是「光導」。光導是被設計成將光從光源以最小損耗傳送到一定距離處的某點的裝置。光憑藉全內反射通過光導傳輸。光導在包括背光源裝置和照明設備在內的一系列廣泛的裝置中使用。
[0021 ] 背光源和一些照明設備使用光源將光注入光導的輸入表面，以便在光導的輸出表面之上產生漫射照明。輸出表面的例子包括液晶顯示(IXD)面板。諸如IXD等多個背光源裝置採用冷陰極螢光燈(CCFL)以供從背面照明。最近，製造商已開始使用其他類型的光源(諸如發光二極體(LED))取代CCFL，這些光源比CCFL更節能且更環保。
[0022]在用於顯示面板的背面照明應用中，CCFL與LED的主要區別在於CCFL以線性方式連續地發射空間光，而LED結合了排列成LED燈條的間隔開的單點光源。因此，CCFL通常提供均勻的照明。另一方面，LED燈條通常由作為光源的單點高效LED的陣列組成，並且隨著相鄰LED之間的距離增大，在每個LED正前方的某些區域可能看起來較亮，並且在LED之間的區域看起來較暗，從而導致光導的離LED最近的區域具有不均勻的亮度。
[0023]該不均勻的亮度問題已在PCT專利公布W02011/091026中得以解決。在此專利公布中，光導模塊被描述為包括具有輸入表面以接收光的光導。光導模塊還包括具有第一表面和第二表面的結構化表面層，其中第一表面通過粘合劑、焊接或其他合適的技術附接到光導的輸入表面。第二表面包括微結構，該微結構能夠操作以在光導的平面內傳播入射光，並且被定位成用於接收從發光二極體陣列發出的光。該PCT專利公布繼續描述了用於光傳播的技術，以通過注塑輸入表面形成突起或凹陷來抵消由LED形成的不均勻亮度。然而，該技術是複雜的，並且對於形成微結構化表面，尤其是在相對大的表面上形成結構化表面可能不是特別有效，因此該PCT專利公布提出的製備單獨的結構化表面層和將其粘附到輸入表面的技術相較於本發明的轉移帶技術不太受歡迎。
[0024] 在本發明中，轉移帶包括作為結構化表面層的粘合劑層。通過這種方式，結構化表面層也是用於將結構化表面層附接到光導的輸入表面的粘合劑。使轉移帶成為結構化表面層存在許多優點。一個優點是轉移帶無需另外的粘合劑層以將結構化表面層粘附到輸入表面。使用另外的粘合劑層增加了兩個另外的使光通過的界面(其中結構化表面層附接到粘合劑的界面，以及其中粘合劑附接到輸入表面的界面)。每個界面可能產生另外的反射，並隨之發生光損耗。另一個類似的優點是單一構造中結構化表面層和粘合劑的統一意味著統一的構造包含單種材料組合物。正如光可能在界面處損失一樣，光在通過不同材料的層時也可能通過散射、衍射、反射等損失。將轉移帶用作結構化表面層的另一個優點是使用微結構化粘合劑層作為結構化表面層可以提供製備和操作的簡便性。通常，將粘合劑組合物塗覆到結構化隔離表面(諸如隔離襯片)上，以生成轉移帶。然後，可將轉移帶撕裂成所需的尺寸和形狀、在微結構化表面受隔離襯片保護的狀態下將其運送到使用部位，並且作為膠帶施用至輸入表面。最終，因為轉移帶是粘合劑，所以其可以覆蓋在輸入表面中的缺陷上而無需輸入表面經歷另外的製備步驟諸如拋光。通常，需要移除在輸入表面中的缺陷諸如刮痕、隆起塊、凹陷等以提供光滑表面，從而確保恰當的光傳輸。然而，因為結構化表面層是粘合劑，所以粘合劑表面將填充刮痕和凹陷並且圍繞輸入表面上的隆起塊從而覆蓋這些缺陷，並且特別是如果粘合劑的折射率非常類似於輸入表面的折射率或與其匹配，則粘合劑表面將使結構化表面層成為輸入表面的延伸的一部分而不是單獨層。該屬性簡化了製備光導所需的工序並且消除了對輸入表面進行的繁瑣且昂貴的拋光步驟。
[0025]除非另外指明，否則說明書和權利要求書中所使用的所有表達特徵尺寸、量和物理特性的數值均應理解成由術語「約」修飾。因此，除非有相反的說明，否則在上述說明書和所附權利要求書中列出的數值參數均為近似值，這些近似值可以根據本領域的技術人員使用本文所公開的教導內容尋求獲得的期望性質而變化。以端點表述的數值範圍包括歸入該範圍內的所有數值(例如，I到5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)以及該範圍內的任何範圍。
[0026]如本說明 書以及所附權利要求中所用，所有的非複數形式涵蓋具有多個指代物的實施例，除非該內容另外明確指出。例如，提及「一層」可涵蓋具有一層、兩層或多層的實施例。如本說明書以及附加的權利要求書中所使用，術語「或」一般以包含「和/或」的意思使用，除非內容有另外清楚的表述。
[0027]如本文所用，術語「粘合劑」指可用於將兩個粘合體粘附在一起的聚合物組合物。粘合劑的例子為熱活化粘合劑和壓敏粘合劑。
[0028]熱活化粘合劑在室溫下是非粘性的，但在高溫下將變得發粘且能夠粘合至基底。這些粘合劑的Tg(玻璃化轉變溫度)或熔點(Tm)通常高於室溫。當溫度升高超過Tg或Tm時，儲能模量通常降低並且粘合劑變得發粘。
[0029]本領域中的普通技術人員熟知，壓敏粘合劑組合物具有包括以下特性在內的特性:(1)有力且持久的粘著力；(2)僅用指壓即可粘附；(3)具有足以保持到粘合體上的能力；以及(4)足夠的內聚強度，以便使其從粘合體乾淨地移除。已發現，聚合物作為壓敏粘合劑材料，性能優良，可經設計和配製而表現出所需粘彈性，從而使得粘著力、剝離粘附力和剪切保持力達到所需平衡。獲得適當的性能平衡不是一個簡單的過程。
[0030]如本文所用，術語「LED」意指任何固態光源，包括單獨的或組合形式的常規LED和雷射。這包括封裝的和未封裝的LED。其還包括單獨的或組合形式的單個色域、多個色域或不同顏色的LED，諸如紅色、綠色和藍色的LED。LED可使用顏色修改材料諸如螢光粉、量子點或其他顏色修改材料強化。
[0031]如本文所用，術語「微結構」是指其中特徵具有至少2個微觀尺寸的特徵構型。這些特徵的局部視圖和/或剖視圖必須是微觀的。
[0032]如本文所用，術語「微觀」就所述特徵而言是指尺寸足夠小，以致當從任何觀察平面觀察時，肉眼需要光學輔助器才能確定其形狀。在W.J.Smith, McGraw-Hill的「ModernOptic Engineering (現代光學工程)」 (1966年)的第104-105頁中發現一個標準，根據這個標準定義視敏度並且依據可以被識別的最小字符的角大小來測量視敏度。正常的視敏度被認為是當最小可識別的字母正對視網膜上弧的5分角高度時的視敏度。在通常的250mm(10英寸)工作距離下,產生該物的橫向尺寸為0.36mm(0.0145英寸)。
[0033]如本文所用，短語「永久性微結構」和「微結構化圖案是粘合劑表面的永久性特徵」可互換使用，並且意指在粘合劑表面上的微結構被設計成不隨時間推移而消失或塌縮。通常，尤其是具有光學透明粘合劑的微結構化粘合劑表面被設計成僅暫時保留以允許空氣逸出，然後塌縮並消失。
[0034]如本文所用，在提及薄膜時的術語「光學活性的」意指薄膜產生光學效果。產生光學效果的薄膜的例子包括透明薄膜，以及產生另外的光學效果諸如光漫射、光反射、光折射和光偏振的薄膜。
[0035]如本文所用，術語「矽氧烷改性的」是指包含矽氧烷大分子單體的聚合物。大分子單體為大分子的單體。術語「矽氧烷(silicone)」或「矽氧烷(siloxane) 」可互換使用，並指具有二烷基或二芳基矽氧烷(-SiR2O-)重複單元的單元。
[0036]如本文所用，術語「Tg」是指聚合物或含有聚合物的混合物的玻璃化轉變溫度。使用差示掃描量熱儀(DSC)測量玻璃化轉變溫度。
[0037]術語「烷基」指烷烴的一價基團，所述烷烴為飽和烴。烷基可以是直鏈的、支鏈的、環狀的或其組合，並且通常具有I至20個碳原子。在一些實施例中，烷基含有I至18個、I至12個、I至10個、I至8個、I至6個或I至4個碳原子。烷基的例子包括但不限於甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、正已基、環己基、正庚基、正辛基和乙基己基。
[0038]術語「芳基」是指芳族的和碳環的一價基團。芳基可以具有一至五個與芳環相連或稠合的環。其他環結構可以是芳族的、非芳族的，或其組合。芳基的例子包括但不限於苯基、聯苯基、三聯苯基、蒽基(anthryl)、萘基、危基、蒽醌基、菲基、蒽基(anthracenyl)、花基、茈基和芴基。
[0039]術語「(甲基)丙烯酸酯」指醇的單體丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體或低聚物在本文中統稱為「(甲基)丙烯酸酯」。描述成「(甲基)丙烯酸酯基」的聚合物為主要(大於50重量％ )由(甲基)丙烯酸酯單體製成的聚合物或共聚物，並且可以包括另外的烯鍵式不飽和單體。
[0040]除非另外指明，否則「光學透明的」是指製品、薄膜或粘合劑組合物在可見光譜(約400nm至約700nm)的至少一部分上具有高透光率。術語「透明薄膜」指具有一定的厚度並當設置在基底上時能透過該透明薄膜的厚度看到圖像(設置在基底上或基底附近)的薄膜。在許多實施例中，透明薄膜允許在不明顯損失圖像清晰度的情況下透過膜的厚度看到圖像。在一些實施例中，透明薄膜表面具有無光表面或光澤表面。
[0041]除非另外指明，否則「光學透明的」指在可見光光譜(約400nm至約700nm)的至少一部分範圍內具有高透光率並呈現出低霧度的粘合劑或製品。
[0042]如本文所用，當涉及層或薄膜時，術語「相鄰的」意指層或薄膜彼此非常接近並且在它們之間沒有真空區。所述層或薄膜可以接觸，或者可能存在居間層或薄膜。
[0043]本發明的轉移帶包括具有第一主表面和第二主表面的粘合劑層。第一主表面和第二主表面中的至少一個包括在表面上的微結構化圖案，使得微結構化圖案成為粘合劑表面的永久性特徵。粘合劑層包含光學透明的組合物。該組合物包括交聯聚合物組合物。組合物的交聯有助於將微結構化圖案作為粘合劑表面的永久性特徵而保持。交聯可以是其中化學鍵連接聚合物組分的化 學交聯，或在一些實施例中是在聚合物組合物的聚合物組分之間存在相互作用的物理交聯。這些相互作用可以是離子相互作用(諸如，在一種聚合物組分的負電性片段和另一種聚合物組分的正電性片段之間的相互作用)，或引起聚合物組合物的聚合物組分的化學相似片段出現相分離微區的物理相互作用。交聯的(甲基)丙烯酸酯聚合物是合適的交聯聚合物組合物的例子。
[0044]在多個實施例中，光學透明的組合物包含共混在一起以形成光學透明組合物的至少兩種組分。所述兩種組分為Tg小於20°C的低Tg聚合物組分和Tg大於20°C的高Tg聚合物組分。這兩種組分各自含有酸或鹼官能團，使得當將這兩種組分混合時，它們形成酸鹼相互作用(出於本發明的目的，這包括交聯)。聚合物組分之間存在的酸鹼相互作用可被描述為路易斯酸鹼型相互作用。路易斯酸鹼相互作用需要一種化學組分作為電子受體(酸)並且另一種化學組分作為電子供體(鹼)。電子供體提供非共用電子對，而電子受體提供可容納另外的非共用電子對的軌道體系。下面的一般方程描述了路易斯酸鹼相互作用:
[0045]A(酸)+:B(鹼)一A:B(酸鹼複合物)。[0046]形成酸鹼複合物的這種交聯不是化學性的(即，在聚合物組分之間沒有形成化學鍵)，而是物理性的。這些物理交聯具有可逆的優點。這使得組分的混合物能夠更容易通過溶劑型或無溶劑方法加工。在溶液中，或在熔融狀態下，物理交聯是非常脆弱或不存在的，但是當冷卻或乾燥時，物理交聯自發地形成並導致組分的混合物形成交聯塊。該物理交聯在美國專利公布2004/0202879 (Xia等人)中有所描述。
[0047]包含該物理交聯的其他合適的材料在美國專利公布2011/0039099 (Sherman等人)中有所描述，該專利公布描述了矽氧烷改性的粘合劑共混物。在該公布中的矽氧烷改性的粘合劑聚合物包含通過使乙烯基官能化的矽氧烷大分子單體共聚而製備的矽氧烷接枝。在這些材料中，矽氧烷接枝賦予了粘合劑層暫時再定位性。矽氧烷改性的粘合劑共混物的另一個優點是當存在低表面能材料(諸如空氣或隔離襯片)時，矽氧烷接枝趨向於遷移到粘合劑層表面，但是當其抵靠基底設置時，所述矽氧烷接枝看起來似乎遷移到粘合劑的本體中。因為如上所述的本發明的轉移帶並不旨在將兩個基底粘附在一起，所以粘合劑的微結構化表面僅與隔離襯片和空氣接觸，並且因此矽氧烷接枝趨於保留在微結構化表面處。在微結構化表面處或鄰近該微結構化表面存在矽氧烷接枝可能是有益的，因為它們可能有助於使微結構化表面去粘，並且還可能趨於提高微結構化表面的折射率。雖然聚合物組分之一或兩者可由矽氧烷大分子單體製成，但通常更期望用矽氧烷大分子單體僅對低Tg聚合物組分進行改性，即，使低Tg聚合物組分成為經矽氧烷改性的。
[0048]兩組分共混物的第一組分是Tg小於20°C的低Tg聚合物組分。該低Tg聚合物組分可以是低Tg聚合物，其可以是聚合物的混合物，或者其可以是聚合物或具有另外的添加劑的聚合物混合物。所述一種聚合物或多種聚合物和任何添加劑應當具有足夠的相容性，使得所得混合物形成所需的低Tg聚合物組分。低Tg聚合物組分通常具有酸或鹼官能團，使得其可以與第二聚合物組分形成上述的酸鹼相互作用。換句話講，如果第一聚合物組分具有酸官能團，則第二聚合物組分將具有互補的官能團(鹼官能團)，使得在聚合物組分之間存在酸鹼相互作用。相似地，如果第一聚合物組分具有鹼官能團，則第二聚合物組分將具有酸官能團。在一些實施例中，低Tg聚合物組分為壓敏粘合劑。在低Tg聚合物組分為壓敏粘合劑的一些實施例中，壓敏粘合劑包含一種或多種聚合物以及一種或多種增粘樹脂。
[0049]兩組分共混物的第二組分為Tg大於20°C的高Tg聚合物組分。該高Tg聚合物組分可以是高Tg聚合物，其可以是聚合物的混合物，或者其可以是聚合物或具有另外的添加劑的聚合物混合物。所述一種聚合物或多種聚合物和任何添加劑應當具有足夠的相容性，使得所得混合物形成所需的高Tg聚合物組分。高Tg聚合物組分通常具有酸或鹼官能團，使得其可以與第一聚合物組分形成上述的酸鹼相互作用。換句話講，如果第一聚合物組分具有酸官能團，則第二聚合物組分將具有互補的官能團(鹼官能團)，使得在聚合物組分之間存在酸鹼相互作用。相似地，如果第一聚合物組分具有鹼官能團，則第二聚合物組分將具有酸官能團。在一些實施例中，高Tg聚合物組分包含高Tg聚合物。
[0050]由低Tg聚合物組分和高Tg聚合物組分形成的組合物包括光學透明的組合物。如上所述，光學透明意指組合物在可見光譜(約400nm至約700nm)的至少一部分上具有高透光率。在一些實施例中，所述組合物是光學透明的。透光率和/或光學透明度是期望的，因為期望穿過粘合劑層的光在粘合劑層的作用下不發生方向上的改變。換句話講，如上文和下文中所述，入射光在粘合劑層的微結構化表面的作用下發生方向上的改變，但是當其進入粘合劑層的本體中後，光穿過粘合劑層的 本體不進一步發生方向上的改變。
[0051]在一些實施例中，低Tg聚合物組分和高Tg聚合物組分之一或兩者包括(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物。(甲基)丙烯酸酯聚合物和共聚物為通過一種或多種(甲基)丙烯酸酯單體的聚合而製備的聚合物，並且可以包括另外的可共聚單體，諸如乙烯基單體。
[0052](甲基)丙烯酸酯單體為非叔烷基醇的(甲基)丙烯酸酯的單官能不飽和單體，其烷基包括約I至約20個，或甚至I至約18個碳原子。烷基還可包括雜原子(如，氧或硫)。合適的(甲基)丙烯酸酯單體的例子包括但不限於:甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸正丁酯、異丁烯酸正丁酯、丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸環己酯、丙烯酸癸酯、2-乙氧基丙烯酸乙酯、2-乙氧基甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正十六烷基酯、甲基丙烯酸正十六烷基酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸異癸酯、甲基丙烯酸異癸酯、丙烯酸異壬酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸異辛酯、丙烯酸異十三烷基酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸2-甲基丁酯、丙烯酸4-甲基-2-戊酯、甲基丙烯酸1-甲基環己酯、甲基丙烯酸2-甲基環己酯、甲基丙烯酸3-甲基環己酯、甲基丙烯酸4-甲基環己酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸正十四烷基酯、甲基丙烯酸正十四烷基酯，以及它們的混合物。
[0053]使用時，乙烯基單體可包括乙烯基酯(如乙酸乙烯酯)、苯乙烯、取代的苯乙烯(如α-甲基苯乙烯)、乙烯基滷化物、丙酸乙烯酯以及它們的混合物。其他可用的乙烯基單體包括(甲基)丙烯酸酯大分子單體，例如(甲基)丙烯酸酯封端的苯乙烯低聚物和(甲基)丙烯酸酯封端的聚醚，例如在PCT專利申請W084/03837和歐洲專利申請ΕΡ140941中所述的。
[0054]如上所述，可能有利的是將矽氧烷大分子單體摻入到本發明的聚合物組分中，如在美國專利公布2011/0039099 (Sherman等人)中所述。通常，將佔總單體重量約0.01%至約50%的量的矽氧烷大分子單體摻入共聚物中。在一些實施例中，矽氧烷大分子單體的量為I至10重量％、I至5重量％或甚至3至5重量％。
[0055]矽氧烷大分子單體可具有以下通式:
[0056]W(A)n Si(R6)3A[0057]其中W為乙烯基,A為二價連接基團,η為O或l,m為I至3的整數；R6為氫、低級烷基(如甲基、乙基或丙基)、芳基(如苯基或取代苯基)或烷氧基，並且Q為單價矽氧烷聚合物部分，該部分具有高於約500的數均分子量並且在共聚條件下基本上不反應。
[0058]這類大分子單體是已知的並且可以通過Milkovich等人所公開的方法進行製備，如美國專利3，786，116和3，842，059中所述。聚二甲基矽氧烷大分子單體的製備和之後與乙烯基單體的共聚反應已在Y.Yamashita等人發表的幾篇論文中有所描述，Polymer J.14，913 (1982)(《聚合物期刊》，1982 年，第 14 卷第 913 頁)；ACS PolymerPreprints25 (I), 245(1984)(《美國化學學會:聚合物預印本》，1984年，第25卷第I期第245頁)；Makromol.Chem.185，9(1984)(《應用大分子化學》，1984年，第185卷第9頁)以及美國專利4，693，935 (Mazurek)。該大分子單體製備方法涉及六甲基環三矽氧烷單體的陰離子聚合，以形成具有可控分子量的活性聚合物，而反應終止則通過含有可聚合的乙烯基的氯矽烷化合物實現。
[0059]低Tg聚合物組分可包括多種多樣的材料:聚合物型的和非聚合物型的。低Tg聚合物組分具有小於20°C的玻璃化轉變溫度。在一些實施例中，低Tg聚合物組分的Tg小於0°C，或甚至小於-10°C。通常，低Tg聚合物組分包括至少一種聚合物。在一些實施例中，低Tg聚合物組分包括聚 合物的共混物或混合物。通常，低Tg聚合物組分含有酸或鹼官能團。
[0060]在一些實施例中，低Tg聚合物組分包含壓敏粘合劑。壓敏粘合劑包含至少一種聚合物並且可包含其他添加劑。通常，壓敏粘合劑包含共聚物。為實現壓敏粘合劑特性，可將共聚物定製成具有小於約0°c的所得的Tg。特別優選的壓敏粘合劑共聚物是(甲基)丙烯酸酯共聚物。這種共聚物通常衍生自包含約40重量％至100重量％的至少一種(甲基)丙烯酸烷基酯單體的單體混合物，所述(甲基)丙烯酸烷基酯單體作為均聚物具有小於約0°C的Tg。共聚物還可以包含酸性的、鹼性的或更高Tg的共聚單體。更典型地，這種共聚物包含至少70重量％、85重量％、或甚至90重量％的至少一種(甲基)丙烯酸烷基酯單體，所述(甲基)丙烯酸烷基酯單體作為均聚物具有小於約0°C的Tg。
[0061]合適的(甲基)丙烯酸烷基酯單體的例子為其中烷基包含約4個碳原子至約12個碳原子的那些，並且包括但不限於丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異壬酯、丙烯酸異癸酯，以及它們的混合物。
[0062]可用的酸性單體包括但不限於選自烯鍵式不飽和羧酸、烯鍵式不飽和磺酸、烯鍵式不飽和膦酸以及它們的混合物的那些。這類化合物的例子包括選自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富馬酸、巴豆酸、檸康酸、馬來酸、油酸、B-羧乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2-磺乙酯、苯乙烯磺酸、2-丙烯醯胺-2-甲基丙烷磺酸、乙烯基膦酸等以及它們的混合物的那些。由於它們的可得性，則酸性單體(如果使用)通常為烯鍵式不飽和羧酸。當需要更強的酸時，酸性單體包括烯鍵式不飽和磺酸和烯鍵式不飽和膦酸。
[0063]示例性的鹼性單體包括N，N-二甲氨基丙基甲基丙烯醯胺(DMAPMAm) ;N，N_二乙氨基丙基甲基丙烯醯胺(DEAPMAm);丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯(DMAEA);丙烯酸N，N-二乙氨基乙酯(DEAEA);丙烯酸N，N-二甲氨基丙酯(DMAPA);丙烯酸N，N-二乙氨基丙酯(DEAPA)；甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯(DMAEMA);甲基丙烯酸N，N-二乙氨基乙酯(DEAEMA)；N，N-二甲氨基乙基丙烯醯胺(DMAEAm) ;N，N-二甲氨基乙基甲基丙烯醯胺(DMAEMAm)；N，N-二乙氨基乙基丙烯醯胺(DEAEAm) ;N，N-二乙氨基乙基甲基丙烯醯胺(DEAEMAm)；N，N-二甲氨基乙基乙烯基醚(DMAEVE) ;N，N-二乙氨基乙基乙烯基醚(DEAEVE);以及它們的混合物。其他可用的鹼性單體包括乙烯基吡啶、乙烯基咪唑、叔氨基官能化苯乙烯(例如4-(N，N-二甲氨基)-苯乙烯(DMAS)、4-(N，N-二乙氨基)-苯乙烯(DEAS) )、N_乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己內醯胺、丙烯腈、N-乙烯基甲醯胺、(甲基)丙烯醯胺以及它們的混合物。
[0064]任選地，作為均聚物的其他乙烯基單體和(甲基)丙烯酸烷基酯單體的Tg大於(TC，例如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸異冰片酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯等等可與低Tg(甲基)丙烯酸烷基酯單體和可選的鹼性或酸性單體中的一種或多種結合使用，前提條件是所得的(甲基)丙烯酸酯共聚物壓敏粘合劑的Tg小於20°C。此外，如上所述，可能有利的是包括在美國專利公布2011/0039099 (Sherman等人)中所述類型的乙烯基官能化娃氧烷大分子單體。
[0065]用於摻入低Tg聚合物組分中的聚合物可通過任何常規的自由基聚合方法製備，包括溶液聚合、輻射聚合、本體聚合、分散體聚合、乳液聚合和懸浮液聚合等方法。在一種溶液聚合方法中，將這些單體與適當的惰性有機溶劑一起裝入配備有攪拌器、溫度計、冷凝器、加料漏鬥以及熱力表的四頸反應容器中。將濃縮的熱自由基引發劑溶液加入加料漏鬥中。然後將整個反應容器、加料漏鬥以及它們的內容物用氮氣吹掃以產生惰性氣氛。一旦吹掃，將在容器內的溶液加熱到適當溫度，以活化要加入的自由基引發劑，然後加入引發劑，並且在該反應的過程中攪拌混合物。在約20小時內通常可獲得98%至99%的轉化率。
[0066]本體聚合法，諸如Kotnour等人在美國專利4，619，979和4，843，134中所描述的連續自由基聚合法；使用Ellis在美國專利N0.5，637，646中所述的間歇式反應器的基本上絕熱的聚合方法；由Young等人在美國專利4，833，179中所述的懸浮液聚合工藝；以及描述為用於聚合在Hamer等人在PCT公布W097/33945中所述的封裝的預粘合劑組合物的方法也可用於製備所述聚合物。
[0067]可用的合適的熱自由基引發劑包括但不限於選自以下的那些:偶氮化合物，例如2，2』 -偶氮二(異丁腈)；氫過氧化物，例如叔丁基氫過氧化物；以及過氧化物，例如過氧化苯甲醯和環己酮過氧化物。根據本發明可使用的光引發劑包括但不限於選自下列物質中的那些:安息香醚，例如安息香甲醚或安息香異丙醚；取代的安息香醚，例如苯甲醚；取代的苯乙酮，例如2，2- 二乙氧基苯乙酮和2，2- 二甲氧基-2-苯基苯乙酮；取代的α -酮醇，例如2-甲基-2-羥基苯丙酮；芳族磺醯氯，例如2-萘磺醯氯；以及光敏的肟，例如1-苯基-1，2-丙二酮-2-(乙氧羰基)肟。對於熱和輻射誘導的聚合反應，按單體的總重量計，引發劑的存在量均為約0.05重量％至約5.0重量％。
[0068]雖然低Tg聚合物組分可由無溶劑方法製備，但通常期望在製備低Tg聚合物組分的過程中使用溶劑。如果需要，合適的溶劑可為對反應物和產物充分惰性的任何液體，使得不會對反應造成不利影響。這類溶劑包括乙酸乙酯、丙酮、甲基乙基酮以及它們的混合物。代表性的溶劑包括丙酮、甲基乙基酮、庚烷和甲苯。如果使用，基於反應物(單體和引發劑)和溶劑的總重量，溶劑的量通常為約30-80重量％。在與高Tg聚合物組分共混或混合之前，可將溶劑任選地從聚合物移除。
[0069] 當將本文所述的聚合物進行聚合時，還可以利用鏈轉移劑來控制聚合物的分子量。合適的鏈轉移劑包括滷代烴類(例如，四溴化碳)和硫化合物(例如，月桂硫醇、丁硫醇、乙硫醇和2-巰基醚)。[0070]可用的鏈轉移劑的量取決於所需的分子量和鏈轉移劑的類型。有機溶劑(例如，甲苯、異丙醇和乙酸乙酯)也可以用作鏈轉移劑，但它們通常不如例如硫化合物那樣活潑。基於單體的總重量，鏈轉移劑通常以約0.001重量份至約10重量份；更通常0.01至約0.5重量份；並且尤其是以約0.02重量份至約0.20重量份的量使用。
[0071]為了增加低Tg聚合物組分的內聚強度，聚合物可任選地交聯。合適的交聯劑包括在聚合反應期間引起交聯的多官能可共聚單體，或者交聯劑可在聚合反應之後添加並激活以使聚合物交聯。交聯劑的分類在下文更詳細地描述。使用高能電磁輻射(諸如Y或電子束輻射)，在不使用交聯添加劑的情況下也可以實現交聯。
[0072]除了所述一種或多種聚合物之外，低Tg聚合物組分可含有多種多樣的添加劑，前提條件是所述添加劑不隨時間推移對所需特性(諸如光學透明度和環境穩定性)造成不利影響。例如，可添加相容的增粘劑和/或增塑劑，尤其是當低Tg聚合物組分為壓敏粘合劑時。此類粘性調節劑的使用在本領域中是通用的，如由Donatas Satas編輯的「Handbook ofPressure-Sensitive Adhesive Technology」(1982)(《壓敏粘合劑技術手冊》，1982 年)中所述。可用的增粘劑的例子包括但不限於松香、松香衍生物、聚萜烯樹脂、苯並呋喃-茚樹脂等等。可加入本發明的粘合劑中的增塑劑可選自各種各樣的市售材料。代表性的增塑劑包括聚氧乙烯芳基醚、己二酸二烷基酯、磷酸2-乙基己基二苯酯、磷酸叔丁基苯基二苯酯、己二酸2-乙基己酯、甲苯磺醯胺、二 丙二醇二苯甲酸酯、聚乙二醇二苯甲酸酯、聚氧丙烯芳基醚、二丁氧基乙氧基乙基縮甲醛和己二酸二丁氧基乙氧基乙酯。還可加入本領域已知的UV穩定劑。
[0073]高Tg聚合物組分可以是單種聚合物、聚合物的共混物，或具有另外的添加劑的單種聚合物或聚合物的共混物。要獲得高Tg特性，通常可對相應的共聚物進行調控，以使所得的玻璃化轉變溫度(Tg)大於約20°C。在一些實施例中，高Tg聚合物組分的Tg大於40°C、50°C或60°C。通常，高Tg聚合物組分包括酸或鹼官能團。在一些實施例中，高Tg聚合物組分包括(甲基)丙烯酸酯基共聚物。這類共聚物通常衍生自包含至少約40重量％、通常為至少70重量％、更典型地為至少85重量％、或甚至90重量％的至少一種(甲基)丙烯酸烷基酯單體的單體，該(甲基)丙烯酸烷基酯單體作為均聚物時具有高於約20°C的Tg。只要所得的高Tg聚合物組分具有大於20°C的Tg，(甲基)丙烯酸酯共聚物就可能含有另外的共聚單體。合適的共聚單體的例子包括低Tg(甲基)丙烯酸烷基酯單體、鹼性單體、酸性單體以及它們的組合。
[0074]高Tg單體一般是那些單烯鍵不飽和單體，它們作為均聚物時具有大於約20°C的玻璃化轉變溫度(Tg)。通常，高Tg聚合物獨立地衍生自單烯鍵不飽和單體，該單烯鍵不飽和單體選自非叔烷基醇的(甲基)丙烯酸酯(其烷基包含約I至約20、更典型地為I至約18個碳原子)。在大多數實施例中，高Tg聚合物獨立地衍生自(甲基)丙烯酸酯單體，但對於某些配方來說，乙烯基封端的單體(例如苯乙烯)可表現出相當的或更優的結果。合適的單體的例子包括但不限於丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸十八烷酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸環己酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸溴乙酯、甲基丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸烯丙酯、苯乙烯、乙酸乙烯酯、氯乙烯等等。[0075]合適的低Tg單體的例子包括例如Tg小於0°C的(甲基)丙烯酸烷基酯單體，例如具有包含約4個碳原子至約12個碳原子的烷基的單體，包括丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異壬酯、丙烯酸異癸酯以及它們的混合物，可與高Tg的(甲基)丙烯酸烷基酯單體和可共聚的鹼性或酸性單體中的一者或多者結合使用，前提條件是所得的(甲基)丙烯酸酯共聚物或高Tg聚合物組分的Tg高於約20°C。
[0076]在一些實施例中，高Tg聚合物組分包括鹼性(甲基)丙烯酸酯共聚物。鹼性(甲基)丙烯酸酯共聚物通常衍生自包含約2重量％至約50重量％、通常5重量％至約30重量％的可共聚鹼性單體的鹼性單體。可共聚鹼性單體在上文中進行了描述。
[0077]在一些實施例中，高Tg聚合物組分包含酸性(甲基)丙烯酸酯共聚物。酸性(甲基)丙烯酸酯共聚物通常衍生自包含約2重量％至約30重量％、通常2重量％至約15重量％的可共聚酸性單體的酸性單體。可共聚酸性單體在上文中進行了描述。
[0078]在一些實施例中，高Tg聚合物組分的共聚物包括重均分子量大於100，000的(甲基)丙烯酸酯基共聚物。可期望較高分子量的高Tg聚合物增強粘合劑組合物的熱穩定性，尤其是在高溫和極端條件下的熱穩定性。
[0079]就低Tg聚合物組分而言，為了增加高Tg聚合物組分的內聚強度，可將交聯添加劑添加到反應性組合物中。合適的交聯劑包括在聚合反應期間引起交聯的多官能可共聚單體，或交聯劑可在聚合反應之後激活以使聚合物交聯。在不使用交聯添加劑的情況下，也可使用高能電磁輻射諸如Y或電子束輻射以實現交聯。 [0080]合適的多官能可共聚單體包括例如多官能丙烯酸酯。可用的多官能丙烯酸酯交聯劑的例子包括但不限於二丙烯酸酯、三丙烯酸酯和四丙烯酸酯，例如1，6_己二醇二丙烯酸酯、聚(乙二醇)二丙烯酸酯、聚丁二烯二丙烯酸酯、聚氨酯二丙烯酸酯和丙氧基化丙三醇三丙烯酸酯，以及它們的混合物。
[0081]在聚合反應之後，通常使用兩種類型的交聯添加劑來影響交聯。第一類交聯添加劑為熱交聯添加劑，例如多官能氮丙啶。一個例子為1，I』-(1，3-亞苯基二羰基)-雙-(2-甲基氮丙啶)(雙醯胺)。可以將這類化學交聯劑在聚合反應之後加入溶劑型PSA中，並在對塗布的粘合劑進行烘箱乾燥期間熱活化該化學交聯劑。還可使用異氰酸酯和環氧樹脂交聯劑。
[0082]在另一個實施例中，可使用依賴於自由基進行交聯反應的化學交聯劑。諸如過氧化物之類的試劑可充當自由基源。當充分受熱時，這些前體將生成導致聚合物交聯反應的自由基。常用的自由基生成試劑是過氧化苯甲醯。僅需要少量的自由基產生劑，但是與雙醯胺試劑所需相比通常需要更高的溫度來完成交聯反應。
[0083]第二種類型的化學交聯劑為由高強度紫外(UV)光激活的光敏交聯劑。所用的兩種常用光敏交聯劑為二苯甲酮和可共聚芳族酮單體，如在美國專利4，737，559中所述。可後加入溶液組合物並被紫外光活化的另一種光交聯劑為三嗪，例如，2，4-二(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-均三嗪。這些交聯劑由來自人工源(例如中壓汞燈或紫外背光)產生的紫外光激活。
[0084]如果使用交聯劑，則根據粘合劑組合物的所需應用來定製該交聯劑的量和種類。通常，基於粘合劑組合物的總乾重，交聯劑以小於5份的量存在。通常，基於粘合劑組合物的總乾重，交聯劑以0.01份至1份的量存在。[0085]如上所述，粘合劑組合物可包括單種交聯聚合物組合物。在多個實施例中，粘合劑組合物包含低Tg和高Tg聚合物組分的共混物。這些組分中的每一種可以包含聚合物或聚合物的共混物，並且可以包含另外的添加劑。此外，如上所述，聚合物組分中的每一種可發生交聯，並且聚合物組分中的每一種包括酸或鹼官能團，使得在混合時形成酸鹼相互作用。粘合劑組合物自身還可以包含多種添加劑。換句話講，可將添加劑添加到聚合物組分之一或兩者中，或可在其製備過程中或其製備好之後將它們添加到粘合劑組合物中。合適的添加劑的例子包括如上所述的增粘劑、增塑劑和UV穩定劑。另外，可添加後聚合交聯劑以產生粘合劑組合物的交聯。
[0086]粘合劑組合物包含以任何相對量存在的低Tg聚合物組分和高Tg聚合物組分，其與任何其他任選組分結合，將導致粘合劑特性的可用平衡(諸如為光學透明的)並且能夠將微結構化圖案作為粘合劑表面的永久性特徵而保持。在一些實施例中，粘合劑組合物為壓敏粘合劑。在其他實施例中，粘合劑組合物不為壓敏粘合劑。通常，當粘合劑組合物不為壓敏粘合劑時，其為熱活化粘合劑。通常，基於100重量份的總粘合劑組合物計，粘合劑組合物包含少於50重量份的高Tg聚合物組分。在一些實施例中，基於100重量份的總粘合劑組合物計，粘合劑組合物包含少於40重量份的高Tg聚合物組分，少於總粘合劑組合物的30重量份或甚至更少。[0087]低Tg和高Tg聚合物組分可以通過本領域技術人員已知的傳統方法進行共混。此類方法包括混合、機械軋制、熱熔共混等。在一些實施例中，將低Tg和高Tg聚合物組分以及任何任選的添加劑在溶液中混合。以上描述了合適溶劑的例子。
[0088]可通過任何常規的塗覆方法，包括但不限於擠壓塗布、凹面塗布、幕簾式塗布、槽式塗布、旋轉塗布、絲網塗布、轉印塗布、刷塗或輥塗等等)將粘合劑組合物塗覆到微結構化表面，諸如微結構化隔離襯片或微結構化工具。可將粘合劑組合物作為熱熔組合物、溶劑型組合物或100%固體組合物塗布到微結構化表面。可進一步處理粘合劑層塗層以製備粘合劑層。該處理可包括在粘合劑層塗層為溶劑型時對其進行乾燥、在粘合劑層塗層為經熱熔塗布時對其進行冷卻，或將粘合劑層交聯。如果需要，可通過施加熱或輻射或它們的組合來實現交聯。所塗布的粘合劑層的厚度(通常為液體形式)部分地取決於所用材料的本質以及所需要的具體性質，但是那些性質以及厚度與性質間的關係已為本領域所熟知。粘合劑層的示例性厚度可在約0.05微米至約100微米的範圍內。
[0089]在一些實施例中，可能有利的是通過將表面改性材料的連續或不連續的層塗覆到粘合劑層的微結構化表面，從而對粘合劑層的微結構化表面進行進一步改性。在一些實施例中，將表面改性材料的該連續的或不連續的層塗布到微結構化隔離襯片或微結構化工具的微結構化表面，並且當粘合劑層塗布到微結構化隔離襯片或微結構化工具的微結構化表面上時將其轉移至粘合劑表面。表面改性材料的連續的或不連續的層可以是粒子的離散集合、薄的連續層或不連續的厚或薄層。合適的粒子離散集合的例子包括非導電性粒子、導電性粒子、線、晶須、納米材料、量子點或它們的組合。合適的薄連續層的例子包括防粘劑諸如二氧化矽、滑石粉等層。
[0090]粘合劑組合物為光學透明的，並且在一些實施例中可以是透光的。如技術人員將會理解，可用多種不同的方式測量光學透明度，但是出於本發明的目的，可用肉眼觀察光學透明度並且可根據ASTM-D1003-95任選地測量。當這樣測量時，本發明的粘合劑組合物可呈現至少約90%的光透射率和小於約2%的霧度。
[0091]除了透光或光學透明之外，在一些實施例中可能期望粘合劑組合物具有在1.4-1.8範圍內的折射率。選擇該範圍以匹配多種基底尤其是光導的折射率。如上所述，當將本發明的轉移帶附接到光導裝置的輸入表面時，對於粘合劑組合物可能有利的是接近或甚至匹配光導輸入表面的折射率。折射率的這種匹配有助於在光通過轉移帶/基底的界面時消除由反射造成的光損耗。
[0092]如上所述，在一些實施例中，低Tg聚合物組分包含壓敏粘合劑。在一些實施例中，光學透明的粘合劑組合物為壓敏粘合劑。在其他實施例中，光學透明的粘合劑組合物不為壓敏粘合劑。通常，當光學透明的粘合劑組合物不為壓敏粘合劑時，其為熱活化粘合劑。可能期望的是光學透明的粘合劑組合物不為壓敏粘合劑，使得其具有足夠高的模量以允許粘合劑層的微結構化表面永久性地保留微結構化圖案，如下文所述。
[0093]粘合劑組合物包括在至少一個表面上的微結構化圖案，使得微結構化圖案成為粘合劑表面的永久性特徵。「成為粘合劑表面的永久性特徵」意指微結構化圖案在轉移帶的施用和使用溫度下無限期地保持其形狀。該永久性的微結構化圖案與粘合劑層的通常被設計成暫時性的典型微結構化表面形成對照。對於光學透明的粘合劑尤其如此，因為如果微結構最終不塌縮，則微結構的存在可能影響粘合劑層的光學特性。然而，本發明的轉移帶不被設計成將兩個基底粘附在一起，而是被設計成粘附到一個基底並且改變這一個基底的表面特性，即，通過提供粘附到基底的永久性微結構化表面。通常將轉移帶施用至基底，以提供微結構化圖案從而影響基底的光學特性。
[0094]如上所述，本發明的轉移帶的一個特別合適的用途是與光導一起使用。為此，將轉移帶粘附到光導的輸入表面，以將微結構化表面層提供至輸入基底。微結構化表面能夠傳播來自光導平面內的發光二極體陣列的入射光，如上文以及PCT專利公布W02011/091026中所述。在上文中描述了使用轉移帶在光導的輸入表面上形成微結構化表面的多個優點。
[0095]因為使用轉移帶的微結構化表面來傳播入射光，所以期望當該傳播的入射光穿過其餘的粘合劑層時，其在方向上不發生改變。換句話講，期望由粘合劑層提供的光重定向僅為由微結構化表面提供的光傳播。因此，期望粘合劑層是透光的或光學透明的。
[0096]微結構化表面可包括多種微結構形狀，包括但不限於對稱稜柱形、斷續的弧形、連續的弧形、梯形、小晶狀體形、菲涅耳形或正弦形。合適形狀的例子在圖4A-F中示出。此外，微結構化表面可包括重複或非重複模式的多種不同結構。在圖5A-D中示出了此類微結構化表面的實例。在圖5A中，微結構化表面230a包括多個具有三角形橫截面的結構236a，其中三角形橫截面具有節距P。圖5B示出了包括多個結構的微結構化表面230b，所述多個結構在結構對之間存在間隙。
[0097]本發明的轉移帶的微結構化表面的微結構可從本體粘合劑延伸或作為凹陷延伸到本體粘合劑內。或者，結構化表面層可以包括既從本體粘合劑延伸又延伸到本體粘合劑內的結構的組合。例如，圖5C是微結構化表面230c的另一個實施例的示意性剖視圖。表面230c包括多個結構236c，所述多個結構延伸到轉移帶232c的本體內並具有彎曲的橫截面形狀。
[0098] 另外，可以使用微結構的組合。例如，圖是結構化表面230d的另一個實施例的示意性剖視圖。表面230d包括第一組結構236d和與第一組結構不同的第二組結構237d。第一組結構236d包括具有彎曲或圓形橫截面的結構。第二組結構237d中的每一個具有三角形橫截面。在一些實施例中，第一組結構和第二組結構可包括一個或多個橫截面形狀，並且第一組結構的形狀可具有與第二組結構不同的尺寸和/或節距。
[0099]在一些實施例中，可能期望微結構層是可變形的。出於本發明的目的，可變形的微結構化層意指可使製品與微結構化表面接觸，從而在不引起微結構破壞的情況下引起微結構變形。此類變形是可逆的，意思是當將製品移除時，微結構基本上恢復至其初始的形狀和構型。該可變形性可用於以下實施例中，其中光源(諸如LED)或另一個製品諸如透鏡或防護板可在操作期間暫時地接觸微結構化表面，或作為製品或裝置的最終構型的一部分接觸微結構化表面。
[0100]本文還公開了使用轉移帶製備製品的方法。這些製品採用轉移帶以將基底的表面改性，並且不使用轉移帶將兩個基底粘結在一起。這些製品利用了轉移帶的光學透明度和永久性的微結構化表面層。
[0101]用於製備製品的方法包括製備具有粘合劑層和隔離襯片的轉移帶、將轉移帶附接到基底以及移除轉移帶的隔離襯片。如上所述，轉移帶包括具有第一主表面和第二主表面的粘合劑層，其中主 面中的至少一個包括在表面上的微結構化圖案以使得微結構化圖案為粘合劑表面的永久性特徵。粘合劑層為光學透明的組合物，其包含Tg小於20°C的低Tg聚合物組分和Tg大於20°C的高Tg聚合物組分。將具有微結構化圖案的粘合劑表面附接到微結構化隔離襯片。當移除微結構化隔離襯片時，微結構化圖案作為粘合劑表面的永久性特徵而保留。
[0102]表面改性的製品也包括在本發明中。這些製品包括具有至少一個外表面的基底，以及粘附至基底表面的本發明的轉移帶。當將轉移帶粘附至基底表面時，其通過提供永久性的微結構化外表面而將基底表面改性。在將轉移帶粘結至基底表面時，該永久性微結構化外表面變成基底的外表面。在一些實施例中，基底和粘合劑層具有彼此相差0.1以內的折射率。在一些實施例中，基底和粘合劑層具有彼此相差0.05以內的折射率。
[0103]在一些實施例中，施用了轉移帶的表面包括光導的輸入表面，並且因此所得的製品為光導。光導已在上文中進行了描述。由本發明的方法形成的光導具有在輸入表面上的微結構化表面。該微結構化表面有助於分散入射光並提供亮度更均勻的輸出光。
[0104]使用轉移帶以將永久性微結構化表面提供給光導的輸入表面具有如上所述的多種益處，因為用於將微結構化表面粘結至輸入表面的粘合劑是一體式構造而非兩個單獨的元件。另外，通過粘合劑配製技術可定製轉移帶以匹配輸入表面的折射率，從而有助於減少輸入光強度的損失。
[0105]在圖1-3中示出了可使用本發明的轉移帶和方法製備的一些製品。圖1示出了光導模塊的實施例，圖2和圖3示出了粘附到光導模塊的本發明的示例性轉移帶的近視圖。
[0106]圖1不出了光導模塊的一個實施例。光導模塊4包括光導I和轉移帶2,所述光導具有用於接收光的輸入表面11。膠帶2包括第一表面12和第二表面13。第一表面12附接到光導I的輸入表面11 (為了清楚起見，在該圖中未將第一表面12示出為附接到輸入表面11)。第二表面13包括微結構21，所述微結構能夠操作以將入射光在光導I的平面內傳播。第二表面13被配置成接收來自一個或多個光源的入射光。
[0107]圖1還示出了用在可為LC顯示器、指示牌等提供照明的背光源中的上述光導模塊4的工作布局。背光源可包括發光二極體3的陣列，其中在兩個相鄰的單點發光二極體(在陣列3中)之間的距離可以是合適的值，如，大於5mm、10mm、15mm、20mm或更大。發光二極體3的陣列被設置成與第二表面13平行且面向第二表面，使得從陣列3發出的光的至少一部分將通過第二表面13進入光導板4。從陣列3發出的光通過第二表面13進入光導模塊4，並且通過光導I將背光照明提供給例如整個液晶顯示面板。由於微結構21的作用，從陣列3發出的光在光導I的平面內傳播，從而增加了光導的光入射區域近側的光強度的均勻度，從而提高了背光照明設計的效率。在一些實施例中，陣列3的發光表面可被設置成與光導I的輸入表面11平行且面向該輸入表面，以便確保光垂直地進入光導板模塊，從而進一步提高光導模塊4的輻射效率。
[0108]如圖1中所示的微結構21是對稱的稜柱微結構。應該指出，為了清晰起見，將圖1中所示的微結構的尺寸進行了誇大。可基於個人需要而選擇稜柱結構的具體尺寸。
[0109]圖2-3示出了使用本發明的轉移帶的光導模塊的各種實施例。
[0110]圖2示出了光導41的實施例。光導41已附接至其轉移帶45。轉移帶45包括具有微結構43的結構化表面。圖3非常類似於圖2，不同的是在圖3中，轉移帶45包括具有兩種不同的微結構圖案46和43的結構化表面。所述兩種不同的微結構圖案在結構的稜柱角度方面存在差別。
[0111]本發明包括如下實施例。
[0112]這些實施例涉及轉移帶。第一實施例包括轉移帶，其包括:具有第一主表面和第二主表面的粘合劑層，其包含光學透明的組合物，所述光學透明的組合物包括:交聯聚合物組合物，其中所述第一主表面或所述第二主表面中的至少一個包括在所述表面上的微結構化圖案，使得所述微結構化圖案成為所述粘合劑表面的永久性特徵，並且其中所述微結構化表面改變光的方向。
[0113]實施例2是實施例1的轉移帶，其中所述交聯聚合物組合物包含:具有小於20°C的Tg和酸或鹼官能團的低Tg聚合物組分；以及具有大於20°C的Tg和酸或鹼官能團的高T g聚合物組分，其中當混合時，所述低T g聚合物組分的官能團和所述高Tg聚合物組分的官能團形成酸鹼相互作用。
[0114]實施例3是實施例2的轉移帶，其中所述低Tg聚合物組分包含壓敏粘合劑。
[0115]實施例4是實施例3的轉移帶，其中所述壓敏粘合劑包括(甲基)丙烯酸酯基壓敏粘合劑。
[0116]實施例5是實施例2-4中任一項的轉移帶，其中所述低Tg聚合物組分的Tg小於(TC。
[0117]實施例6是實施例2-5中任一項的轉移帶，其中所述低Tg聚合物組分的Tg小於-1O0Co
[0118]實施例7是實施例2-6中任一項的轉移帶，其中所述低Tg組分是矽氧烷改性的。
[0119]實施例8是實施例2-7中任一項的轉移帶，其中所述高Tg聚合物組分包含Tg大於20°C的至少一種(甲基)丙烯酸酯基聚合物。
[0120]實施例9是實施例2-8中任一項的轉移帶，其中所述高Tg聚合物組分包含Tg大於40°C的至少一種(甲基)丙烯酸酯基聚合物。
[0121]實施例10是實施例2-9中任一項的轉移帶，其中所述高Tg聚合物組分包含Tg大於50°C的至少一種(甲基)丙烯酸酯基聚合物。
[0122]實施例11是實施例2-11中任一項的轉移帶，其中所述高Tg聚合物組分包含Tg大於60°C的至少一種(甲基)丙烯酸酯基聚合物。
[0123]實施例12是實施例2-11中任一項的轉移帶，其中所述光學透明的組合物包含:50-80重量％的低Tg聚合物組分；和20-50重量％的高Tg聚合物組分。
[0124]實施例13為實施例1-12中任一項的轉移帶，其中所述粘合劑層不是壓敏粘合劑層。
[0125]實施例14為實施例1-13中任一項的轉移帶，其中所述粘合劑層具有在1.4-1.8範圍內的折射率。
[0126]實施例15為實施例1-14中任一項 的轉移帶，其中所述粘合劑層的折射率和其粘附至的基底的折射率彼此相差0.1以內。
[0127]實施例16為實施例1-15中任一項的轉移帶，其中所述粘合劑層的折射率和其粘附至的基底的折射率彼此相差0.05以內。
[0128]實施例17為實施例1-16中任一項的轉移帶，還包括附接至所述粘合劑層的所述微結構化表面的微結構化隔離襯片。
[0129]這些實施例涉及用於製備製品的方法。實施例18為一種製備製品的方法，包括:製備包括粘合劑層和隔離襯片的轉移帶；將轉移帶附接到基底；以及移除轉移帶的隔離襯片，其中轉移帶包括具有第一主表面和第二主表面的粘合劑層，所述粘合劑層包含光學透明的組合物，所述光學透明的組合物包括:交聯聚合物組合物，其中所述第一主表面或所述第二主表面中的至少一個包括在所述表面上的微結構化圖案，使得所述微結構化圖案成為所述粘合劑表面的永久性特徵，並且其中所述微結構化表面改變光的方向。
[0130]實施例19是實施例18的方法，其中所述交聯聚合物組合物包含:具有小於20°C的Tg和酸或鹼官能團的低Tg聚合物組分；以及具有大於20°C的Tg和酸或鹼官能團的高Tg聚合物組分，其中當混合時，所述低Tg聚合物組分的官能團和所述高Tg聚合物組分的官能團形成酸鹼相互作用。
[0131]實施例20是實施例18或19的方法，其中製備所述轉移帶包括:提供微結構化隔離襯片；以及將一層光學透明的組合物塗布到所述隔離襯片的微結構化表面上。
[0132]實施例21是實施例20的方法，其中將一層光學透明的組合物塗布到隔離襯片的微結構化表面上包括熱熔塗布、溶劑型塗布或100 %固體塗布。
[0133]實施例22是實施例20或21的方法，還包括對所述塗覆層進行乾燥、固化或交聯。
[0134]實施例23是實施例20-22中任一項的方法，其中所述微結構化隔離襯片還包括在所述隔離襯片的微結構化表面上的連續的或不連續的材料層。
[0135]實施例24是實施例23的方法，其中在隔離襯片的微結構化表面上的所述連續的或不連續的材料層包括粒子的離散集合、薄的連續層或不連續的厚或薄層。
[0136]實施例24是實施例25的方法，其中粒子的離散集合包括非導電性粒子、導電性粒子、線、晶須、納米材料、量子點或它們的組合。
[0137]實施例26是實施例24的方法，其中薄的連續層包括一層防粘劑。
[0138]實施例27是實施例18-26中任一項的方法，其中所述基底包括光導的輸入表面。
[0139]這些實施例涉及製品。實施例28為一種製品，其包括:具有至少Iv外表面的基底；以及粘附到所述基底表面的轉移帶，所述轉移帶包括:具有第一主表面和第二主表面的粘合劑層，其包含光學透明的組合物，所述光學透明的組合物包括:交聯聚合物組合物，其中所述第一主表面或所述第二主表面中的至少一個包括在所述表面上的微結構化圖案，使得所述微結構化圖案成為所述粘合劑表面的永久性特徵，並且其中所述微結構化表面改變光的方向。
[0140]實施例29是實施例28的製品，其中所述交聯聚合物組合物包含:具有小於20°C的Tg和酸或鹼官能團的低Tg聚合物組分；以及具有大於20°C的Tg和酸或鹼官能團的高Tg聚合物組分，其中當混合時，所述低Tg聚合物組分的官能團和所述高Tg聚合物組分的官能團形成酸鹼相互作用。
[0141]實施例30是實施例28或29的製品，其中基底和粘合劑層具有彼此相差0.1以內的折射率。
[0142]實施例31是實施例29或30的製品，其中所述低Tg聚合物組分包含至少一種(甲
基)丙烯酸酯基聚合物。
[0143]實施例3 2是實施例29-31中任一項的製品，其中所述高Tg聚合物組分包含至少一種(甲基)丙烯酸酯基聚合物。
[0144]實施例33是實施例29-32中任一項的製品，其中所述光學透明的組合物包含:50-80重量％的低Tg聚合物組分；和20-50重量％的高Tg聚合物組分。
[0145]實施例34為實施例28-32中任一項的製品，其中所述粘合劑層不是壓敏粘合劑層。
[0146]實施例35為實施例28-34中任一項的製品，還包括附接至所述粘合劑層的所述微結構化表面的微結構化隔離襯片。
[0147]實施例36為實施例28-35中任一項的製品，其中作為粘合劑表面的永久性特徵的所述微結構化圖案是可變形的，使得製品與粘合劑表面上的微結構化圖案的接觸引起微結構化圖案的可逆變形。
[0148]實施例37是實施例28-36中任一項的製品，其中所述製品包括光導。
[0149]實施例38是實施例28-36中任一項的製品，其中所述製品包括照明設備。
[0150]實魁
[0151]這些實例僅僅是用於示例性目的，並且無意於限制附帶的權利要求的範圍。除非另外指明，否則實例以及說明書的以下部分及權利要求書中的所有份數、百分數、比率等均按重量計。除非另外指明，否則所用溶劑和其他試劑均可購自美國威斯康星州密爾沃基市的西格瑪奧德裡奇化學公司(Sigma-Aldrich Chemical Company, Milwaukee, Wisconsin),除非另外指明。
[0152]縮寫/材料表
[0153]
【權利要求】
1.一種轉移帶，包括: 具有第一主表面和第二主表面的粘合劑層，其包含光學透明的組合物，所述光學透明的組合物包括: 交聯聚合物組合物，其中所述第一主表面或所述第二主表面中的至少一個包括在所述表面上的微結構化圖案，使得所述微結構化圖案成為所述粘合劑表面的永久性特徵，並且其中所述微結構化表面改變光的方向。
2.根據權利要求1所述的轉移帶，其中所述交聯聚合物組合物包含: 具有小於20°C的Tg和酸或鹼官能團的低Tg聚合物組分；以及 具有大於20°C的Tg和酸或鹼官能團的高Tg聚合物組分,其中當混合時,所述低Tg聚合物組分的所述官能團和所述高Tg聚合物組分的所述官能團形成酸鹼相互作用。
3.根據權利要求2所述的轉移帶，其中所述低Tg聚合物組分包含壓敏粘合劑。
4.根據權利要求3所述的轉移帶，其中所述壓敏粘合劑包括(甲基)丙烯酸酯基壓敏粘合劑。
5.根據權利要求2所述的轉移帶，其中所述低Tg聚合物組分為矽氧烷改性的。
6.根據權利要求2所述的轉移帶，其中所述高Tg聚合物組分包含Tg大於20°C的至少一種(甲基)丙烯酸酯基聚合物。
7.根據權利要求2所述的轉移帶，其中所述光學透明的組合物包含: 50-80重量％的低Tg聚合物組分；以及 20-50重量％的高Tg聚合物組分。
8.根據權利要求1所述的轉移帶，其中所述粘合劑層不是壓敏粘合劑層。
9.根據權利要求1所述的轉移帶，其中所述粘合劑層具有在1.4-1.8範圍內的折射率。
10.根據權利要求1所述的轉移帶，還包括附接至所述粘合劑層的所述微結構化表面的微結構化隔離襯片。
11.一種製備製品的方法，包括: 製備包括粘合劑層和隔離襯片的轉移帶； 將所述轉移帶附接到基底；以及 將所述轉移帶的所述隔離襯片移除， 其中所述轉移帶包括具有第一主表面和第二主表面的粘合劑層，所述粘合劑層包含光學透明的組合物，所述光學透明的組合物包括: 交聯聚合物組合物，其中所述第一主表面或所述第二主表面中的至少一個包括在所述表面上的微結構化圖案，使得所述微結構化圖案成為所述粘合劑表面的永久性特徵，並且其中所述微結構化表面改變光的方向。
12.根據權利要求11所述的方法，其中所述交聯聚合物組合物包含: 具有小於20°C的Tg和酸或鹼官能團的低Tg聚合物組分；以及 具有大於20°C的Tg和酸或鹼官能團的高Tg聚合物組分,其中當混合時,所述低Tg聚合物組分的所述官能團和所述高Tg聚合物組分的所述官能團形成酸鹼相互作用。
13.根據權利要求11所述的方法，其中製備所述轉移帶包括: 提供微結構化隔離襯片；以及 將一層光學透明的組合物塗布到所述隔離襯片的所述微結構化表面上。
14.根據權 利要求13所述的方法，其中將一層光學透明的組合物塗布到所述隔離襯片的所述微結構化表面上包括熱熔塗布、溶劑型塗布或100%固體塗布。
15.根據權利要求13所述的方法，還包括對所得塗覆層進行乾燥、固化或交聯。
16.根據權利要求13所述的方法，其中所述微結構化隔離襯片還包括在所述隔離襯片的所述微結構化表面上的連續的或不連續的材料層。
17.一種製品，包括: 具有至少一個外表面的基底；以及 粘附到所述基底表面的轉移帶，所述轉移帶包括:具有第一主表面和第二主表面的粘合劑層，其包含光學透明的組合物，所述光學透明的組合物包括: 交聯聚合物組合物， 其中所述第一主表面或所述第二主表面中的至少一個包括在所述表面上的微結構化圖案，使得所述微結構化圖案成為所述粘合劑表面的永久性特徵，並且其中所述微結構化表面改變光的方向。
18.根據權利要求17所述的製品，其中所述交聯聚合物組合物包含: 具有小於20°C的Tg和酸或鹼官能團的低Tg聚合物組分，以及 具有大於20°C的Tg和酸或鹼官能團的高Tg聚合物組分,其中當混合時,所述低Tg聚合物組分的所述官能團和所述高Tg聚合物組分的所述官能團形成酸鹼相互作用。
19.根據權利要求17所述的製品，其中所述基底和所述粘合劑層具有彼此相差0.1以內的折射率。
20.根據權利要求18所述的製品，其中所述低Tg聚合物組分包含至少一種(甲基)丙烯酸酯基聚合物。
21.根據權利要求18所述的製品，其中所述高Tg聚合物組分包含至少一種(甲基)丙烯酸酯基聚合物。
22.根據權利要求18所述的製品，其中所述光學透明的組合物包含: 50-80重量％的低Tg聚合物組分；和 20-50重量％的高Tg聚合物組分。
23.根據權利要求17所述的製品，其中作為所述粘合劑表面的永久性特徵的所述微結構化圖案是可變形的，使得製品與所述粘合劑表面上的所述微結構化圖案的接觸引起微結構化圖案的可逆變形。
24.根據權利要求17所述的製品，其中所述製品包括光導。
【文檔編號】C09J7/02GK103946329SQ201280057290
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年9月26日 優先權日:2011年10月5日
【發明者】奧德蕾·A·舍曼, 凱文·R·謝弗, 羅伯特·L·布勞特, 羅爾夫·W·比爾納特, 約瑟夫·W·V·伍迪, 約翰·A·惠特利 申請人:3M創新有限公司