專利名稱：光學膜及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及樹脂膜的制備方法，更具體涉及用于形成電極基材、光偏振器、補償板以及諸如液晶顯示器和其他電子顯示器的光學器件中的防護罩的光學膜的改進制備方法，其中所述膜表現(xiàn)出良好的尺寸穩(wěn)定性以及低面內(nèi)和低面外延遲。
背景技術：
透明樹脂膜可用于各種光學應用。具體而言，樹脂膜可用作光偏振器的防護罩片、補償膜以及用作各種電子顯示器中的電極基材。在這方面，光學膜往往取代玻璃而制成輕質(zhì)柔性顯示屏。這些顯示屏包括液晶顯示器、OLED(有機發(fā)光二極管)顯示器以及例如個人計算機、電視機、手機和儀表板中的其他電子顯示器。
諸如液晶顯示器(LCD)的電子顯示屏包含可由樹脂膜形成的許多光學元件。反射性LCD的結構可包括液晶電池、一個或多個偏振器板和一個或多個補償膜。液晶電池通過在兩個電極基材間分散扭曲向列型(TN)或超扭曲向列型(STN)材料形成。對于液晶電池，已建議用樹脂基材作為輕質(zhì)和柔性基材代替玻璃基材。正如玻璃那樣，樹脂電極基材必須透明，表現(xiàn)出非常低的雙折射，并能承受在膜表面蒸汽沉積諸如銦-錫氧化物的透明導電材料要求的高溫。建議用作電極基材的合適熱穩(wěn)定樹脂包括聚碳酸酯、砜、環(huán)烯和多芳基化合物。
偏振器一般是多層樹脂膜元件，并由兩個防護罩片間夾著的起偏振膜組成。起偏振膜通常由透明和高度均勻的無定形樹脂膜制備，接著拉伸取向聚合物分子，并用染料染色，制備二色性膜。形成偏振器膜的合適樹脂的實例是全水解聚乙烯醇(PVA)。因為用于形成偏振器的拉伸PVA膜非常脆，且尺寸不穩(wěn)定，一般在PVA膜兩頂層壓防護罩片，以提供支承和耐磨性。偏振器板的防護罩片要求具有高度均勻性、良好的尺寸和化學穩(wěn)定性以及高透明度。防護罩片原來用玻璃形成，但現(xiàn)在用多種樹脂膜制備輕質(zhì)和柔性偏振器。雖然在防護罩片中已建議采用包括纖維素、丙烯酸、環(huán)烯聚合物、聚碳酸酯和砜的許多樹脂，但在偏振器板的防護罩片中最常用乙酰纖維素聚合物。乙酰纖維素型聚合物可以各種分子量以及纖維素骨架上羥基的不同?；〈潭壬藤?。其中全取代的聚合物、三乙?；w維素(TAC)常用于制造偏振器板的防護罩片中采用的樹脂膜。
罩片通常要求表面處理，以保證對PVA二色性膜的良好粘合性。當用TAC作為偏振器板的防護罩膜時，將TAC膜在堿浴中進行處理，以皂化TAC表面，提供與PVA二色性膜的合適粘合性。堿處理采用含有諸如氫氧化鈉或氫氧化鉀的堿金屬氫氧化物的水溶液。堿處理后，一般用弱酸溶液沖洗乙酸纖維素膜，接著用水清洗并干燥。這種皂化方法既臟又費時。US 2362580描述了一種層狀結構，其中PVA膜兩面上附著了各自具有包含硝酸纖維素和改性PVA的表面層的兩個纖維素膜。JP 06094915A公開了偏振器板用防護膜，其中防護膜具有親水層，以提供與PVA膜的粘性。
某些LCD器件可包含具有還起到補償膜作用，以改善圖像視角的防護罩片的偏振器板。作為選擇，LCD器件可包含起到補償膜作用的一個或多個分開的膜。補償膜(即延遲膜或相位差膜)通常由具有受控的雙折射水平的無定形膜制備，該無定形膜可通過膜的單軸拉伸或通過在膜上涂布光學各向異性層制備。建議通過拉伸形成補償膜的合適樹脂包括聚乙烯醇、聚碳酸酯和砜。通過涂布各向異性層制備的補償膜一般要求諸如TAC和環(huán)烯聚合物的低雙折射高透明樹脂膜。
防護罩片可要求施涂諸如防眩層、抗反射層、防沾污層或防靜電層的其他功能層(這里也稱為輔助層)。這些功能層一般在與樹脂膜的制造分開的加工步驟中施涂。
無論它們的最終用途如何，用于制備上述各種光學元件的前體樹脂膜一般要求具有高透明度、高均勻性和低雙折射。此外，這些膜的厚度也隨最終應用不同。
一般來說，樹脂膜可通過熔融擠壓法或流延法制備。熔融擠壓法涉及加熱樹脂至熔化(粘度約100000cp量級)，然后通過擠塑模頭將熱的熔融聚合物涂布在高度拋光的金屬帶或鼓上，冷卻該膜，并最終從金屬載體上剝離該膜。然而，出于各種原因，通過熔融擠壓法制備的膜一般不適合光學應用。其中的主要原因是熔融擠壓的膜表現(xiàn)出高光學雙折射度。在許多聚合物的情況下，另一個問題是熔融聚合物。例如，高度皂化的聚乙烯醇具有230℃的非常高的熔化溫度，該溫度高于開始退色或分解的溫度(約200℃)。同樣，三乙酸纖維素聚合物具有270-300℃的非常高的熔化溫度，該溫度高于開始分解的溫度。另外，熔融擠壓膜公知會遭受諸如平直度差、針孔和夾雜物的其他后生物。這種缺陷會損害光學膜的光學和機械性能。因此，熔融擠塑法一般不適于制造許多想用于光學應用的樹脂膜。相反，流延法一般可用于制造這些膜。
用于光學應用的樹脂膜幾乎只用流延法制造。流延法涉及先將聚合物溶解在合適溶劑中，形成50000cp量級的高粘度涂布漆，然后通過擠塑模頭將粘稠的涂布漆涂布在連續(xù)的高度拋光的金屬帶或鼓上，部分干燥濕膜，從金屬載體上剝離部分干燥的膜，并將部分干燥的膜送入烘箱中，更徹底地除去膜中的溶劑。流延膜一般具有40-200μm的最終干厚。一般來說，由于剝離和干燥處理期間濕膜的脆性，用流延法很難制造小于40μm的薄膜。由于在最終干燥步驟中除去溶劑帶來的困難，使厚度大于200μm的膜制造也有問題。雖然流延法的溶解和干燥步驟增加了復雜性和費用，但流延法在與通過熔融擠塑法制備的膜比較時一般具有更好的光學性能，而且避免了高溫加工帶來的問題。
流延法制備的光學膜的實例包括1)如Land的US 4895769和Cael的US 5925289中公開的用于制備光偏振器的聚乙烯醇膜以及Harita的美國專利申請序列號2001/0039319A1和Sanefuji的美國專利申請序列號2002/001700A1中更近的公開；2)Iwata的US 5695694中公開的用作光偏振器的防護罩的三乙酸纖維素膜；3)Yoshida的US5818559及Taketani的US 5478518和US 5561180中公開的用作光偏振器的防護罩或用作延遲板的聚碳酸酯膜；和4)Kobayashi的US5611985及Shiro的US 5759449和5958305中公開的用作光偏振器的防護罩或用作延遲板的聚砜膜。
流延法的一個缺點是流延膜具有明顯的光學雙折射。雖然流延法制備的膜與熔融擠塑法制備的膜比較時具有更低的雙折射，但雙折射仍令人討厭地高。例如，流延法制備的三乙酸纖維素膜對可見光譜區(qū)的光表現(xiàn)出7納米(nm)的面內(nèi)延遲，如Iwata的US 5695694中公開的。Taketani的US 5478518和US 5561180中公開的流延法制備的聚碳酸酯膜具有17nm的面內(nèi)延遲。Harita的美國專利申請序列號2001/0039319A1中申明，當原始未拉伸聚乙烯醇膜中橫向位置間的延遲差小于5nm時，拉伸膜中的顏色不規(guī)則性就降低。
Bermel的共同轉讓的美國專利申請公開2003/0215658A、2003/0215621A、2003/0215583A、2003/0215582A、2003/0215581A、2003/0214715A描述了制備適合光學應用的低面內(nèi)延遲樹脂膜的涂布方法。Bermel并未提及面外延遲的重要性或獲得低面外延遲值的措施。在這些Bermel的參考文獻中，樹脂膜用比制備流延膜常用的更低粘度的聚合物溶液涂布在不連續(xù)的、犧牲的載體上。公開了包括諸如未處理的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、玻璃和鋁的高表面能基材(表面能值分別為47、49.4和49erg/cm2)的各種基材。
對于光學膜的某些應用，理想的是面內(nèi)延遲值和面外延遲值都低。特別優(yōu)選面內(nèi)延遲和面外延遲值小于10nm。
流延膜的雙折射隨著制造操作期間聚合物的取向而升高。這種分子取向導致膜面內(nèi)的折射率測量值不同。雙折射的兩個成分通常在光學膜表征中考慮，兩個成分都會以不同方式影響包含所述膜的光學器件的性能。面內(nèi)雙折射是通過膜平面法向的垂直方向的偏振光折射率差。面外雙折射率通過代表膜平面法向的兩個垂直方向的光的兩個折射率平均值與通過平行于膜表面的光的折射率之差。雙折射絕對值乘以膜厚度定義為面內(nèi)延遲。因此，面內(nèi)延遲和面外延遲是膜平面內(nèi)分子各向異性的兩個獨立的測量。
在流延處理期間，分子取向可由多種原因引起，包括模頭中涂布漆的切變、涂布期間金屬載體引起的涂布漆切變、剝離步驟期間部分干燥的膜的切變以及通過最終干燥步驟的輸送期間自由放置的膜的切變。這些剪切力使聚合物分子取向，并最終產(chǎn)生討厭的高雙折射或延遲值。為了使切變最小并獲得最低雙折射膜，流延加工一般以1-15m/min的非常低的線速度運行，如Iwata的US 5695694中所公開的。較低的線速度一般能制備最高質(zhì)量的膜。該方法可使面內(nèi)延遲最低，然而面外延遲仍然相當高。面外延遲往往由粘合表面附近產(chǎn)生的干燥應力引起。Machell和Greener的EPA 038002B公開了通過降低間歇式流延法中流延溶液與基材的粘性，可降低膜的面外延遲。這可通過例如降低基材的表面能實現(xiàn)。
流延法的另一個缺點是不能精確涂布多個層。如Hayward的US5256357中所述，傳統(tǒng)的多狹縫流延模頭產(chǎn)生不可接受的不均勻膜。特別是用現(xiàn)有技術裝置的線狀和條紋不均勻性大于5％。通過采用Hayward的US 5256357中公開的特殊模頭口型設計可制備可接受的兩層膜，但該口型設計很復雜，不能同時涂布兩層以上。
流延法的另一個缺點是對涂布漆粘度的限制。在流延操作中，涂布漆粘度在50000cp量級。例如，Hayward的US 5256357描述了采用粘度100000cp的涂布漆的實際流延實例。一般來說，用較低粘度涂布漆制備的流延膜是公知的不均勻膜，例如Iwata的US 5695694中所公開的。在Iwata的US 5695694中，用于制備流延試樣的涂布漆的最低粘度約10000cp。然而在這些高粘度值下，流延漆很難過濾或除氣。雖然可以除去纖維和較大的碎屑，但在涂布漆輸送系統(tǒng)中存在的高壓下過濾諸如聚合物紗疵的較軟材料更困難。顆粒和氣泡后生物產(chǎn)生了明顯的雜質(zhì)缺陷以及條紋，會產(chǎn)生實質(zhì)上的廢品。
另外，流延法在產(chǎn)品變化方面不太靈活。因為流延法需要高粘度的涂布漆，改變產(chǎn)品配方需要較長停機時間來清潔輸送系統(tǒng)，以減少污染可能性。尤其有問題的是配方改變涉及不相容的聚合物和溶劑。事實上，配方改變對于流延法是如此耗時和代價高昂，以至于大部分機器僅致力于生產(chǎn)某種類型的膜。
通過流延法制造樹脂膜還受到與剝除涂層和輸送操作相關的大量后生物的打擊。例如，剝除涂層操作經(jīng)常需要變換流延配方中的諸如特殊共溶劑或添加劑的助劑，以便于從金屬基材剝離膜而不產(chǎn)生條紋后生物。事實上，剝除涂層是如此有問題，使某些諸如聚甲基丙烯酸甲酯膜的膜不借助于特殊的共聚物就不能通過流延法制造，如Knoop的US 4584231和4664859所述。除條紋后生物外，流延膜在最后干燥操作期間通過大量輥輸送時會損壞。例如，在聚碳酸酯膜中出現(xiàn)了磨損、擦傷和起褶后生物，如Hosoi的US 6222003B1所述。為了使輸送期間的損壞最小，流延聚碳酸酯膜需要起潤滑劑或表面改性劑作用的特殊添加劑，或需要保護層壓板，或需要邊沿滾花。然而，特殊添加劑會損害膜的透明度。此外，層壓和邊沿滾花裝置很昂貴，且增加流延過程的復雜性。
最后，流延膜會表現(xiàn)出討厭的皺紋或褶子。更薄的膜在流延過程的剝離和干燥步驟期間或隨后的膜加工期間特別容易尺寸改變。特別是用樹脂膜制備復合光學板需要涉及粘合劑涂布、壓力和高溫。很薄的膜很難在這種層壓處理期間加工而不皺褶。另外，許多流延膜時間長后會由于水分影響而自然變形。對于光學膜，良好的尺寸穩(wěn)定性在儲存期間以及隨后的復合光學板制造期間是必須的。
要解決的問題是提供表現(xiàn)出良好尺寸穩(wěn)定性和低面內(nèi)雙折射及低面外雙折射的包含聚合物膜的光學樹脂膜復合材料以及形成這種膜的方法。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了形成具有小于100nm的面外延遲和小于20nm的面內(nèi)延遲的光學樹脂膜的方法，包括以下步驟(a)在卷繞式(roll-to-roll)方法中表面能水平低于35erg/cm2的移動的不連續(xù)載體基材表面上施涂液體光學樹脂/溶劑混合物；(b)干燥該液體樹脂/溶劑混合物以基本上除去溶劑，得到弱附著在載體基材上的樹脂膜復合材料，該樹脂膜可脫離地粘附在載體基材上，從而使樹脂膜可從載體基材剝離，和(c)從基材除去膜，所形成的膜表現(xiàn)出小于100nm的面外延遲和小于20nm的面內(nèi)延遲。
本發(fā)明還提供了光學樹脂膜、復合元件、偏振器板和顯示器件。通過本發(fā)明制備的光學樹脂膜表現(xiàn)出良好的尺寸穩(wěn)定性及低面內(nèi)和面外雙折射。
通過使支承濕光學膜涂層的載體基材干燥處理經(jīng)過使這些光學樹脂膜的制造變得更為方便，且無需像現(xiàn)有技術中描述的流延方法所要求的那樣在最終干燥步驟前從金屬帶或轉鼓上剝離膜。此外，光學膜在離開載體基材前完全干燥。事實上，包含光學膜和載體基材的復合元件優(yōu)選卷成卷并儲存?zhèn)溆谩?br> 附圖簡述

圖1是可用于實施本發(fā)明方法的示例性卷繞式涂布和干燥裝置的示意圖。
圖2是包括將與基材分開的樹脂網(wǎng)分開卷繞的操作臺的圖1的示例性卷繞式涂布和干燥裝置的示意圖。
圖3是可用于實施本發(fā)明方法的示例性多網(wǎng)眼涂布裝置的示意圖。
圖4顯示通過本發(fā)明方法形成的從低表面能載體基材上部分剝離的樹脂膜的橫截面。
圖5顯示通過本發(fā)明方法形成的從在其上形成了低表面能膠層的載體基材上部分剝離的樹脂膜的橫截面。
圖6顯示通過本發(fā)明方法形成的從低表面能載體基材上部分剝離的多層樹脂膜的橫截面。
圖7顯示通過本發(fā)明方法形成的從在其上形成了低表面能膠層的載體基材上部分剝離的多層樹脂膜的橫截面。
圖8是現(xiàn)有技術中用于流延樹脂膜的流延裝置的示意圖。
圖9顯示對于從二氯甲烷溶液流延到不同表面能的各種基材上的固體聚碳酸酯樹脂面外延遲對膜厚度的依賴關系。
詳細描述本發(fā)明的一個目的是克服現(xiàn)有技術流延方法的局限，提供制備具有非常低的面內(nèi)和面外雙折射水平的無定形聚合物膜的新的卷繞式涂布方法。本發(fā)明另一個目的是提供制備寬范圍干膜厚度的高度均勻的聚合物膜的新方法。
本發(fā)明又一個目的是提供通過在卷繞式方法中在移動基材上同時施涂多層來制備聚合物膜的方法。本發(fā)明再一個目的是提供一種新方法，該方法通過暫時將樹脂膜粘附在支承載體基材上，直到樹脂膜至少基本干燥，然后將載體基材與樹脂膜分離，來制備尺寸穩(wěn)定性和可加工性改善的聚合物膜。
本發(fā)明又一個目的是提供包含涂布在不連續(xù)載體基材上的樹脂膜的復合元件，該基材具有低表面能，且樹脂膜具有低于20nm的面內(nèi)延遲和低于100nm的面外延遲，該樹脂膜以小于約250N/m的粘合強度粘附在載體基材上。本發(fā)明另一個目的是提供包含通過涂布操作形成的聚碳酸酯層的樹脂膜，該聚碳酸酯膜具有低于20nm的面內(nèi)延遲和低于100nm的面外延遲。本發(fā)明又一個目的是提供包含通過涂布操作形成的纖維素層的樹脂膜，該纖維素膜具有低于20nm的面內(nèi)延遲和低于100nm的面外延遲。
簡言之，本發(fā)明的上述和許多其他特征、目的和優(yōu)點將通過回顧這里提出的詳細描述、權利要求和附圖變得更明確。這些特征、目的和優(yōu)點通過在移動的不連續(xù)的載體基材上借助涂布方法施涂包含聚合樹脂的低粘度流體來實現(xiàn)。不像流延樹脂膜常用的連續(xù)金屬帶或金屬輪那樣，本發(fā)明中采用的不連續(xù)載體基材是長度至少10米，優(yōu)選至少1000米的不連續(xù)基材。該載體基材被改性為具有低于35erg/cm2的表面能。優(yōu)選的表面能在15-35erg/cm2之間。若表面能高于35erg/cm2，就很難獲得低面外延遲膜。低于約15erg/cm2的表面能從涂布、潤濕和提供干樹脂膜與基材間足夠粘性的角度看不實用。樹脂膜在涂布膜基本上干燥(＜10wt％殘余溶劑)之前不與載體基材分離。事實上，樹脂與載體基材的復合結構可繞成卷材并儲存?zhèn)溆谩＿@些卷材一般至少10米長，優(yōu)選該卷材長1000米或更長。這樣，載體基材支撐光學樹脂膜，使其免受干燥加工傳送期間的切變力。此外，由于樹脂膜在最終從載體基材剝離前是干燥固體，因此在膜內(nèi)部就不會由于剝離加工而產(chǎn)生聚合物切變或取向。結果，通過本發(fā)明制備的膜表現(xiàn)出非常低的面內(nèi)和面外雙折射水平。
可用本發(fā)明的方法制備厚度約1-200微米的聚合物膜。小于40微米的很薄的樹脂膜很容易以現(xiàn)有技術的方法不可能達到的生產(chǎn)線速度制造。通過在干燥處理中支承濕膜的載體基材，使非常薄的膜的制造變得更為方便，且無需像現(xiàn)有技術中描述的流延方法所要求的那樣在最終干燥步驟前從金屬帶或轉鼓上剝離膜。此外，該膜在與載體基材分離前已基本干燥(如果不是完全干燥的話)。在所有情況下，干樹脂膜具有低于10wt％的殘余溶劑含量。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，殘余溶劑含量低于5％，最優(yōu)選低于1％。因此，本發(fā)明很容易制備現(xiàn)有流延方法不可能制備的非常輕柔的薄膜。另外，大于40微米的厚膜也可通過本發(fā)明的方法制備。為了制備更厚的膜，可在串聯(lián)操作中或在不包含光學質(zhì)量的離線處理中在膜-基材復合材料上施涂另外的涂層。由此可見，本發(fā)明的方法克服了厚膜制備期間去除溶劑的限制，因為先前已施涂的膜在施涂后續(xù)的濕膜前是干的。因此，本發(fā)明能獲得比流延方法可能獲得的更寬范圍的最終膜厚。
在本發(fā)明的方法中，樹脂膜通過在涂布加料斗的滑動表面上形成單一層或優(yōu)選的多層復合材料來產(chǎn)生，該多層復合材料包含低粘度最下層、一個或多個中間層和含有表面活性劑的非必需的頂層，使該多層復合材料從該滑動表面流下，并通過涂布加料斗的涂布口將該多層復合材料施涂在移動基材上。特別是用本發(fā)明的方法能施涂具有唯一組分的幾個液體層。可在特定層中加入涂布助劑和添加劑，以改善膜性能或改善制造強度。例如，多層施涂可在需要的面分布層中而不是在整個濕膜中添加表面活性劑。在另一個實施方案中，可調(diào)節(jié)最下層中聚合物的濃度，以實現(xiàn)低粘度，有利于在載體基材上高速施涂多層復合材料。因此，本發(fā)明提供了構建諸如某些光學元件或其他類似元件所需要的多層復合膜的有益方法。
用本發(fā)明的方法，通過采用載體基材，可使打褶和皺裂現(xiàn)象減少到最低。通過給樹脂膜提供挺硬的背襯，載體基材使光學膜的尺寸畸變最少。這對于加工和處理小于約40微米的非常薄的膜特別有益。此外，本發(fā)明的方法還避免了公知由流延方法產(chǎn)生的刮痕和磨損現(xiàn)象，因為載體基材處于樹脂膜與所有干燥操作期間潛在的磨損輸送輥之間。另外，載體基材的約束性質(zhì)也消除了樹脂膜在一段時間后由于含水量變化導致的畸變或皺裂。因此，本發(fā)明的方法保證了聚合物光學膜在制備和儲存期間以及構建光學元件所需要的最終加工步驟期間尺寸的穩(wěn)定。
在本發(fā)明方法的實施中，優(yōu)選基材是諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的不連續(xù)片材，這種片材可方便地通過放卷長度至少10米的基材卷提供。PET載體基材可用涂布的表面層或放電裝置預處理，以改變其表面能。特別是可施涂涂布的表面層，以降低基材的表面能，并使膜隨后從基材上剝離，同時得到低水平的面外延遲。
雖然本發(fā)明在此具體參考滑動珠狀涂布操作討論，但本領域普通技術人員應該理解，本發(fā)明可用其他涂布操作有益地實施。例如，具有低面內(nèi)和面外延遲的獨立式膜可用單層或多層狹縫模頭涂布操作和單層或多層幕式淋涂操作實現(xiàn)。此外，本領域普通技術人員將明白本發(fā)明可用別的載體基材有益地實施。例如，具有低面內(nèi)和面外雙折射的剝離膜可用其他聚合物基材(例如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、乙酸纖維素、PET)、紙支承、樹脂層壓紙支承和金屬支承(例如鋁)實現(xiàn)，只要這些支承經(jīng)處理后具有低表面能即可。
本發(fā)明的實際應用包括制備用作光學膜、層壓膜、隔離膜、照相膜以及包裝膜。特別是通過本發(fā)明方法制備的樹脂膜可在諸如液晶顯示器的電子顯示器制造中用作光學元件。例如，液晶顯示器由包括偏振器板、補償板和電極基材的許多膜元件組成。偏振器板一般是具有每個表面都與具有非常低的面內(nèi)雙折射的保護層粘合的二色性膜(一般是用碘處理的拉伸聚乙烯醇)的多層復合結構。通過本發(fā)明方法制備的低樹脂膜是合適的保護板，也可以作為形成光偏振器的前體膜。通過本發(fā)明方法制備的樹脂膜還適合制造補償板和電極基材。
用本發(fā)明方法制造的膜尤其可用于光學膜。用本發(fā)明方法制造的膜將具有至少約85％，優(yōu)選至少約90％，最優(yōu)選至少約95％的透光率。此外，所制造的膜將具有低于1.0％的混濁值。另外，該膜具有小于100nm的平均表面粗糙度(Ra，ANSI Standard B46.1，1985)，最優(yōu)選小于50nm的表面粗糙度。
這里使用的術語“光學樹脂”和“光學膜”用于描述形成具有高透過率(即＞85％)和低混濁值(即＜1.0％)的高透明度膜的任何聚合物材料。列舉的光學樹脂包括這里描述的那些，即三乙酸纖維素(也稱為三乙?；w維素，TAC)、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯醇縮丁醛。其他潛在的光學樹脂可包括氟聚合物(聚偏氟乙烯、聚氟乙烯和聚氯三氟乙烯)、其他纖維素(例如二乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素和乙酸丙酸纖維素)、聚烯烴(環(huán)狀烯烴聚合物)、聚苯乙烯、芳族聚酯(多芳基化物和聚對苯二甲酸乙二醇酯)、砜(聚砜、聚醚砜、聚芳基砜)以及聚碳酸酯共聚物。
在一個優(yōu)選實施方案中，光學樹脂膜是面內(nèi)延遲低于20nm且面外延遲低于100nm的聚碳酸酯膜。最優(yōu)選面外延遲低于80nm。聚碳酸酯是具有以下一般結構的縮合聚合物 其中R是衍生自單體二醇的有機部分。最常用的聚碳酸酯衍生自雙酚A單體[2，2-雙(4-羥基-苯基)丙烷]，但也可采用其他單體本身，或與其他二醇結合使用，形成許多聚碳酸酯結構。大部分具有芳族骨架結構的聚碳酸酯是固有的雙折射材料，在用其流延的膜中產(chǎn)生高水平的面外延遲，一般遠高于用TAC樹脂制造的膜。
在另一個優(yōu)選實施方案中，光學樹脂膜是面內(nèi)延遲低于20nm且面外延遲低于20nm的纖維素酯膜。優(yōu)選面外延遲低于10nm，最優(yōu)選低于5nm。
先看圖1，它顯示適合實施本發(fā)明方法的典型公知的卷繞式涂布和干燥系統(tǒng)10的示意圖。涂布和干燥系統(tǒng)10一般用于在移動基材12上施涂非常薄的膜，接著在干燥器14中除去溶劑。單個涂布裝置16顯示系統(tǒng)10僅有一個涂布施涂點和僅有一個干燥器14，但在復合薄膜的制造中公知有兩個或三個(甚至多達6個)與干燥部對應的其他涂布實施點。順序涂布和干燥方法是本領域公知的串聯(lián)涂布操作。
涂布和干燥裝置10包括解繞工作臺18，以將移動基材12繞在墊輥20上，在其中通過涂布裝置16施涂涂層。然后使涂布網(wǎng)22通過干燥器14。在本發(fā)明方法的實施中，在基材12上包含樹脂膜的最終干燥膜24在卷繞工作臺26處繞成卷。
如所描述的那樣，在移動網(wǎng)12上涂布示例性四層涂層。每層的涂布液體分別存放在涂料供應容器28、30、32、34中。分別通過泵36、38、40、42將涂布液體從涂料供應容器輸送到涂布裝置16的管道44、46、48、50中。另外，涂布和干燥系統(tǒng)10還可包括諸如電暈或輝光放電裝置52的放電裝置，或極性電荷輔助裝置54，在涂布應用前將基材12改性。
接著翻到圖2，圖2顯示具有交替卷繞操作的圖1中所述相同示例性涂布和干燥系統(tǒng)10的示意圖。因此，圖中在卷繞之前的參考號數(shù)相同。在實施本發(fā)明方法中，包含其上涂布樹脂涂層的基材(可以是樹脂膜、紙、樹脂涂布紙或金屬)的干燥膜24從相對的輥56、58之間通過。樹脂膜60被從基材12剝離，其中光學膜去卷繞工作臺62，而基材12去卷繞工作臺64。在本發(fā)明優(yōu)選實施方案中，用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)作為基材12?；?2可預處理膠層，以改變基材12的表面能。
用于將涂料液體輸送到移動基材12的涂布裝置16可以是諸如滑動液珠加料斗的多層涂膜器，如US 2761791(Russell)中教導的，或滑動簾涂加料斗，如US 3508947(Hughes)中描述的。作為選擇，涂布裝置16可以是諸如縫口噴注加料斗或噴射加料斗的單層涂膜器。在本發(fā)明優(yōu)選實施方案中，涂布裝置16是多層滑動液珠加料斗。
如上所述，涂布和干燥系統(tǒng)10包括一般為干燥烘箱的干燥器14，從涂布膜除去溶劑。用于實施本發(fā)明方法的示例性干燥器14包括第一干燥部66，然后是能獨立控制溫度和空氣流量的8個額外的干燥部68-82。雖然所示干燥器14具有9個獨立的干燥部，但公知的有幾個隔斷的干燥烘箱也可用于實施本發(fā)明的方法。在本發(fā)明優(yōu)選實施方案中，干燥器14具有至少兩個獨立的干燥區(qū)或干燥部。
優(yōu)選每個干燥部68-82具有獨立的溫度和氣流控制。在每個干燥部中，溫度可在5℃-150℃間調(diào)節(jié)。為了使?jié)衲さ谋砻婀袒騽兂龓淼母稍锶毕葑钚?，需要在早期干燥?4部分有最佳的干燥速度。當早期干燥區(qū)中的溫度不合適時，會產(chǎn)生大量后生物。例如，當區(qū)66、68和70中的溫度設定在25℃時，觀察到聚碳酸酯膜的起霧或發(fā)白。這種發(fā)白缺陷在涂布液中使用高蒸汽壓溶劑(二氯甲烷和丙酮)時尤其有問題。侵蝕性高溫也會在樹脂膜中帶來諸如表面固化、小皺紋圖案和微孔的其他后生物。在本發(fā)明優(yōu)選實施方案中，第一干燥部66在至少約25℃但低于95℃的溫度下運行，且氣體不直接沖擊在涂布網(wǎng)22的濕涂層上。在本發(fā)明方法的另一個實施方案中，干燥部68和70也在至少約25℃但低于95℃的溫度下運行。干燥部66、68中的實際干燥溫度可由本領域普通技術人員在該范圍內(nèi)憑經(jīng)驗優(yōu)化。
現(xiàn)在參考詳細顯示示例性涂布裝置16的示意圖的圖3。涂布裝置16，如側立面剖視圖所示，包括前部92、第二部94、第三部96、第四部98和背板100。有入口102進入第二部94，通過泵106向第一計量狹縫104供應涂布液，從而形成最下層108。有入口110進入第三部96，通過泵114向第二計量狹縫112供應涂布液形成層116。有入口118進入第四部98，通過泵122向計量狹縫120供應涂布液形成層124。有入口126進入背板100，通過泵130向計量狹縫128供應涂布液形成層132。每個狹縫104、112、120、128包括橫向分配槽。前部92包括傾斜滑動表面134和涂布模唇136。第二部94頂部有第二傾斜滑動表面138。第三部96頂部有第三傾斜滑動表面140。第四部98頂部有第四傾斜滑動表面142。背板100延伸過傾斜滑動表面142形成背板表面144。與涂布裝置或加料斗16相鄰的是輸送網(wǎng)12的涂布背輥20。涂層108、116、124、132形成多層復合材料，在模唇136與基材12之間形成凸緣146。涂布加料斗16一般可從非涂布位置向涂布背輥20移動并進入涂布位置。雖然所示涂布裝置16具有四個計量狹縫，但具有大量計量狹縫(多達9個或更多)的涂布模頭也是公知的，也可用于實施本發(fā)明的方法。
涂布液主要由溶解在合適溶劑中的聚合樹脂組成。合適的樹脂包括可用于形成透明膜的任何聚合材料。常用于形成光學膜的樹脂的實例包括用于偏振器的聚乙烯醇樹脂、用于玻璃層壓板的聚乙烯醇縮丁醛樹脂、丙烯酸樹脂和作為保護罩和基材的聚苯乙烯樹脂以及纖維素酯、聚碳酸酯，和多芳基化合物、聚烯烴、氟塑料(例如聚氟乙烯和聚偏氟乙烯)；用作保護罩、補償板和電極基材的砜樹脂。在本發(fā)明的方法中，對可用于形成光學膜的聚合物或聚合物摻合物的類型沒有具體限制。
至于上述樹脂材料用溶劑，合適的溶劑包括例如氯化了的溶劑(二氯甲烷和1，2-二氯乙烷)、醇(甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、雙丙酮醇、酚和環(huán)己醇)、酮(丙酮、丁酮、甲基異丁基酮和環(huán)己酮)、酯(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸異丁酯和乙酸正丁酯)、芳族化合物(甲苯和二甲苯)和醚(四氫呋喃、1，3-二氧戊環(huán)、1，2-二氧戊環(huán)、1，3-二烷、1，4-二烷和1，5-二烷)。也可用水作溶劑。涂布液也可用上述溶劑的摻合物制備。
涂布液還可含有起轉化助劑作用的添加劑。轉化助劑包括增塑劑和表面活性劑，這些添加劑一般由聚合物膜的類型決定。例如，適合聚碳酸酯、聚醚砜和三乙酸纖維素膜的增塑劑包括鄰苯二甲酸酯(鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸丁辛酯)、己二酸酯(己二酸二辛酯)以及磷酸酯(磷酸三甲苯酯和磷酸三苯酯)。另一方面，對于水溶性聚乙烯醇，合適的增塑劑包括諸如甘油和乙二醇的多元醇以及諸如乙醇胺的胺醇。增塑劑在這里可用作轉化操作中的涂布助劑，使涂布加料斗處的早期膜凝固最少，并改善濕膜的干燥特性。在本發(fā)明的方法中，增塑劑可用于使干燥操作期間樹脂膜的起泡、卷曲和分層最小。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，增塑劑可以相對于聚合物濃度而言最高50wt％的總濃度加入涂布液中，以減輕最終樹脂膜中的缺陷。
用于低雙折射聚合物的涂布配方還可含有一種或多種紫外線吸收化合物，以便給低雙折射聚合物膜提供紫外線過濾器元件性能和/或起到紫外線穩(wěn)定劑作用。聚合物中紫外線吸收化合物的含量一般基于100重量份不含紫外線吸收劑的聚合物為0.01-20重量份，優(yōu)選含量為0.01-10重量份，特別是0.05-2重量份。本發(fā)明的聚合元件中可采用已公開用于各種聚合元件的任何各種紫外線吸收化合物，例如羥基苯基-s-三嗪、羥基苯基苯并三唑、甲脒或二苯酮化合物。如2002年5月5日提出的同時待審共同轉讓的美國專利申請USSN 10/150634中描述的，發(fā)現(xiàn)將二苯甲酰甲烷紫外線吸收化合物與諸如以上列舉的那些第二紫外線吸收化合物結合使用，在提供紫外線與可見光譜區(qū)之間的吸收率劇變以及提高跨越更寬紫外線光譜的防護方面特別有益?？刹捎玫钠渌赡艿淖贤饩€吸收劑包括諸如4-叔丁基苯基水楊酸酯的水楊酸酯化合物以及[2，2’-硫雙-(4-叔辛基酚酸)]-正丁胺鎳(II)。最優(yōu)選將二苯甲酰甲烷化合物與羥基苯基-s-三嗪或羥基苯基苯并三唑化合物結合。
可采用的二苯甲酰甲烷化合物包括式(IV)的那些 其中R1至R5各自獨立地是氫、鹵素、硝基或羥基，或進一步取代的或未取代的烷基、鏈烯基、芳基、烷氧基、酸基、酯、羰基、烷基硫代基、芳基硫代基、烷基胺、芳基胺、無機腈、芳基腈、芳基磺酰基，或5至6節(jié)雜環(huán)基。優(yōu)選每個這種基含有20個或更少的碳原子。進一步優(yōu)選的是，式(IV)的R1至R5根據(jù)式(IV-A)定位 尤其優(yōu)選的是其中R1和R5代表1-6個碳原子烷基或烷氧基，且R2至R4代表氫原子的式(IV-A)的化合物。
根據(jù)本發(fā)明的元件可采用的式(IV)的代表性化合物包括以下(IV-1)4-(1，1-二甲基乙基)-4’-甲氧基二苯甲酰甲烷(PARSOL1789)(IV-2)4-異丙基二苯甲酰甲烷(EUSOLEX8020)(IV-3)二苯甲酰甲烷(RHODIASTAB83)可用于本發(fā)明元件的羥基苯基-s-三嗪化合物可以是例如USP4619956中描述的三芳基-s-三嗪化合物。這種化合物可用式(V)表示 其中X、Y和Z各自是少于3個6節(jié)環(huán)的芳族碳環(huán)基，且至少一個X、Y和Z被與三嗪環(huán)連接的點相鄰位置的羥基取代；且每個R1至R9選自氫、羥基、烷基、烷氧基、磺基、羧基、鹵、鹵烷基和酰氨基。特別優(yōu)選式(V-A)的羥基苯基-s-三嗪 其中R是氫或1-18碳原子烷基。
可用于本發(fā)明元件的羥基苯基苯并三唑化合物可以是例如式(VI)表示的化合物的衍生物 其中R1至R5可獨立地是氫、鹵素、硝基、羥基，或進一步取代的或未取代的烷基、鏈烯基、芳基、烷氧基、酸基、芳氧基、烷基硫代基、一或二烷氨基、酰氨基或雜環(huán)基。根據(jù)本發(fā)明可采用的苯并三唑化合物的具體實例包括2-(2’-羥基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑；2-(2’-羥基-3’，5’-二叔戊基苯基)苯并三唑；5-叔丁基-3-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-4-羥基苯丙酸辛酯；2-(羥基-5-叔辛基苯基)苯并三唑；2-(2’-羥基-5’-甲基苯基)苯并三唑；2-(2’-羥基-3’-十二烷基-5’-甲基苯基)苯并三唑；和2-(2’-羥基-3’，5’-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑。
可用于本發(fā)明元件的甲脒化合物可以是例如USP 4839405中描述的甲脒化合物。這種化合物可用式(VII)或式(VIII)表示 其中R1是含有1-約5個碳原子的烷基；Y是H、OH、Cl或烷氧基；R2是苯基或含有1-約9個碳原子的烷基；X選自H、烷酯基、烷氧基、烷基、二烷氨基和鹵素；且Z選自H、烷氧基和鹵素； 其中A是-COOR、-COOH、-CONR’R”、-NR’COR、-CN或苯基；且其中R是1-約8個碳原子烷基；R’和R”各自獨立地是氫或1-約4個碳原子的低級烷基。根據(jù)本發(fā)明可采用的甲脒化合物的具體實例包括USP 4839405中描述的那些，尤其是4-[[(甲基苯基氨基)亞甲基]氨基]-乙基酯。
可用于本發(fā)明元件的二苯酮化合物可以包括例如2，2’-二羥基-4，4’-二甲氧基二苯酮、2-羥基-4-甲氧基二苯酮和2-羥基-4-正十二烷氧基二苯酮。
涂布液還可含有表面活性劑作為涂布助劑，以控制與涂布后的流動相關的后生物。由涂布后的流動產(chǎn)生的后生物包括花斑紋、相斥現(xiàn)象、桔皮(Bernard泡孔)和邊沿收縮。對于溶解在有機溶劑中的聚合樹脂，用于控制涂布后流動的后生物的表面活性劑包括硅氧烷和氟化學化合物。硅氧烷型表面活性劑的商購實例包括1)諸如DowCorning的DC200 Fluid的聚二甲基硅氧烷，2)諸如Dow Corning的DC510 Fluid的聚(二甲基，甲基苯基)硅氧烷，和3)諸如Dow Corning的DC190和DC1248的聚烷基取代的聚二甲基硅氧烷以及UnionCarbide的L7000 Silwet系列(L7000、L7001、L7004和L7230)以及諸如GE的SF1023的聚烷基取代的聚(二甲基，甲基苯基)硅氧烷。氟化學表面活性劑的商購實例包括1)諸如3M Corporation的Fluorad系列(FC430和FC431)的氟化的烷基酯，2)諸如Du Pont的Zonyl系列(FSN、FSN100、FSO、FSO100)的氟化的聚氧乙烯醚，3)諸如NOF Corporation的F系列(F270和F600)的丙烯酸酯聚全氟烷基丙烯酸乙酯以及 4)諸如Asahi Glass Company的Surflon系列(S383、S393和S8405)的全氟烷基衍生物。
對于溶解在水性溶劑中的聚合樹脂，合適的表面活性劑包括如許多出版物中描述的適用于水性涂料的那些(參見例如“SurfactantsStatic and Dynamic Surface Tension”，YM Tricot，Liquid FilmCoating，pp99-136，SE Kistler和PM Schweitzer編輯，Chapman andHall )。表面活性劑可包括非離子、陰離子、陽離子和兩性離子型。實際的表面活性劑的實例包括諸如聚氧乙烯(8)異辛基苯基醚、聚氧乙烯(10)異辛基苯基醚和聚氧乙烯(40)異辛基苯基醚的聚氧乙烯醚，和諸如從DuPont以Zonyl系列商購的氟化聚氧乙烯醚。
在本發(fā)明的方法中，對所用表面活性劑的類型沒有具體限制。在本發(fā)明的方法中，表面活性劑一般是非離子型。在本發(fā)明優(yōu)選實施方案中，硅氧烷型或氟化型非離子化合物都在用有機溶劑制備膜時加入最上層。
關于表面活性劑的貢獻，表面活性劑存在于多層涂層的最上層時最有效。在最上層中，表面活性劑的濃度優(yōu)選0.001-1.000wt％，最優(yōu)選0.010-0.500wt％。另外，第二最上層中可用較少量的表面活性劑，以減少表面活性劑從最上層擴散出去。第二最上層中表面活性劑的濃度優(yōu)選0.000-0.200wt％，最優(yōu)選0.000-0.100wt％。因為只有最上層中需要表面活性劑，最終干膜中剩余的表面活性劑的總量很少。
雖然本發(fā)明方法的實施并不需要表面活性劑，但表面活性劑確實改善了涂布膜的均勻性。具體來說，通過采用表面活性劑減少了花斑紋不均勻性。在透明樹脂膜中，偶然檢查期間不容易看到花斑紋不均勻性。為了看到花斑紋后生物，可在最上層添加有機染料，以增加涂布膜的顏色。對于這些染色膜，不均勻性很容易看見和量化。以這種方式，可選擇有效的表面活性劑類型和用量以優(yōu)化膜均勻性。
下面翻到圖4至圖7，顯示通過本發(fā)明的方法制備的各種膜結構的剖面圖。在圖4中，顯示從經(jīng)改性具有低于35erg/cm2的表面能的載體基材152上部分剝離的單層光學膜150。光學膜150可通過在載體基材152上施涂單液體層，或通過施涂各層中的組分基本相同的多層復合膜來形成。作為選擇，在圖5中，載體基材154可經(jīng)預處理具有涂布表面層156，將基材的表面能改性到低于35erg/cm2。圖6顯示由4個復合的離散層組成的多層膜160，這些層包括緊貼已經(jīng)改性具有低于35erg/cm2的表面能的載體基材170的最下層162，兩個中間層164、166，和最上層168。圖6也顯示整個多層復合膜160可從載體基材170剝離。圖7顯示包含緊貼載體基材182的最下層174、兩個中間層176、178，和從載體基材182剝離的最上層180的多層復合膜172。載體基材182已經(jīng)處理具有涂布表面層184，以改性基材182的表面能。涂布表面層156和184可由提供低于35erg/cm2的表面能的任何聚合材料組成。其具體實例包括氟化和氯化聚合物和膠乳，例如聚(四氟乙烯)、聚(六氟丙烯)、聚(三氟乙烯)、1，1-二氟乙烯共聚體、1，1-二氯乙烯共聚體和聚(三氟氯乙基乙烯)；聚苯乙烯；聚烯烴，例如聚乙烯和聚丙烯；硅氧烷聚合物等。涂布表面層可通過水性或有機溶劑涂布法、通過熔融擠塑涂布法、通過真空涂布法，或其他公知的表面涂布方法施涂。本領域普通技術人員可憑經(jīng)驗優(yōu)選用于涂布表面層的材料，以實現(xiàn)期望的表面能。
本發(fā)明的方法還可包括在先前制備的樹脂膜與載體基材的復合材料上涂布的步驟。例如，圖1和2所示涂布和干燥系統(tǒng)10可用于在現(xiàn)有的光學膜/基材復合材料上施涂第二多層膜。如果這種膜/基材復合材料在進行隨后的施涂前盤成卷，該過程就稱為多程涂布操作。如果涂布和干燥操作在具有多重涂布工作臺和干燥烘箱的機器上依次進行，那么該過程就稱為串聯(lián)涂布操作。以這種方式，可以高生產(chǎn)線速度制備厚膜，而沒有涉及從非常厚的濕膜中除去大量溶劑的問題。此外，多程或串聯(lián)涂布的實施還具有將諸如重條紋、重花斑紋和整體膜不均勻性的其他后生物。
串聯(lián)涂布或多程涂布的實施要求在第一程膜與載體基材間有很微量的粘合劑。在某些情況下，粘合不好的膜/基材復合材料在多程操作中施涂第二或第三濕涂層后會觀察到氣泡。為了避免氣泡缺陷，第一程樹脂膜與載體基材間的粘性必須大于0.3N/m。這種粘合水平可通過包括各種膠層的各種網(wǎng)處理和各種放電處理獲得。然而，施涂的膜與基材間的過度粘合也很討厭，因為膜在隨后的剝離操作中會損壞。具體而言，已發(fā)現(xiàn)粘合力大于250N/m的膜/基材復合材料的剝離很差。從這種粘合太好的復合材料上剝離的膜表現(xiàn)出由于膜撕裂和/或由于膜中的內(nèi)聚破壞產(chǎn)生的缺陷。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，樹脂膜與載體基材間的粘性小于250N/m。最優(yōu)選樹脂膜與載體基材間的粘性在0.5-25N/m之間。
本發(fā)明的方法適合在諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚苯乙烯、三乙酸纖維素和其他聚合膜的各種載體基材上施涂樹脂涂層。聚合基材可以是未拉伸的、單軸拉伸或雙軸拉伸的膜或片材。其他基材可包括紙、紙與聚合膜的層壓板、玻璃、布、鋁和其他金屬載體。在某些情況下，基材可用膠層或放電裝置預處理。基材還可用含有各種粘合劑和附加物的功能層預處理?；暮穸葲]有具體要求。對于這里制備的光學樹脂膜，基材是厚度100μm或175μm的PET。本發(fā)明的方法可用厚度5-500μm的基材實施。
圖8顯示現(xiàn)有技術的樹脂膜流延方法。如圖8所示，用泵206將粘稠的聚合涂布漆從壓力罐204通過喂料管200輸送到擠壓加料斗202中。將涂布漆流延在位于干燥箱212的第一干燥部210中的高度拋光的金屬鼓208上。使流延薄膜214在移動鼓208上部分干燥，然后從鼓208上剝離。然后將流延薄膜214輸送到最后干燥部216中以除去剩余溶劑。然后在卷繞工作臺220上將最終的干膜218盤成卷?，F(xiàn)有技術的流延薄膜一般具有40μm-200μm的厚度范圍。
涂布方法與流延法的不同之處在于每種技術必須的加工步驟。這些加工步驟又影響了許多現(xiàn)實，例如流體粘度、轉化助劑、基材和每種技術獨有的硬件。一般來說，涂布方法涉及在薄的柔性基材上施涂稀的低粘度液體、在干燥箱中蒸發(fā)溶劑以及將干膜/基材復合材料卷成卷。相反，流延法涉及將濃縮粘稠的涂布漆施涂在高度拋光的金屬轉鼓或帶上、部分干燥金屬基材上的濕膜、從基材剝離部分干燥的膜、在干燥箱中從部分干燥的膜中除去額外的溶劑以及將干膜繞成卷。至于粘度，涂布方法要求低于5000cp的非常低粘度的液體。在本發(fā)明方法的實施中，涂布液的粘度一般低于2000cp，最常見是低于1500cp。此外，在本發(fā)明方法中，為了高速涂布應用，最下層的粘度優(yōu)選低于200cp，最優(yōu)選低于100cp。相反，流延法在實際操作速度下要求粘度在10000-100000cp量級的高濃縮涂布漆。關于轉化助劑，涂布方法一般涉及用表面活性劑作為轉化助劑，以控制諸如花斑紋、相斥現(xiàn)象、桔皮和邊沿收縮的涂布后流動的后生物。相反，流延法不需要表面活性劑。取而代之的是，轉化助劑僅用于協(xié)助流延法中的剝除涂層和傳送操作。例如，有時在流延光學薄膜中用低級醇作為轉化助劑，使傳送到干燥箱期間的磨損后生物最少。關于基材，涂布法一般利用薄的(10-250μm)柔性載體。相反，流延法采用厚的(1-100mm)連續(xù)的高度拋光的金屬鼓或剛性帶。由于加工步驟中的這些差異，涂布用硬件明顯不同于流延法中采用的那些，這一點通過比較圖1和圖7分別所示的示意圖可見。
圖9顯示在不同表面能的各種基材上流延二氯甲烷溶液形成的聚碳酸酯樹脂膜的面外延遲與膜厚的關系。這些聚碳酸酯膜的面內(nèi)延遲基本上都等于0。延遲和表面能由以下概述確定。
延遲樹脂膜的延遲用Woollam M-2000V分光橢圓光度計在370-1000nm波長下以納米(nm)測定。面內(nèi)和面外延遲由以下公式定義Re＝|nx-ny|×dRoop＝|
|×d其中Re是590nm下的面內(nèi)延遲，Roop(或OPR)是590nm下的面外延遲，nx是剝離膜沿加工方向的折射率，ny是剝離膜沿橫向的折射率，nz是與其平面平行的膜的折射率，d是剝離膜以納米(nm)計的厚度。因此，Re是剝離膜在加工方向和橫向上的折射率之差的絕對值乘以膜厚度。Roop是類似的加工方向和橫向的折射率平均值與平行于膜平面的折射率之間的差的絕對值乘以膜厚度。
表面能固體表面的表面能用Girifalco-Good-Fowkes方程測定。該方程要求測量固體表面與液滴間的接觸角和表面張力、液體的分散力和極性力。針對本發(fā)明的測量用蒸餾水(極性液體)和二碘甲烷(非極性液體)進行。兩種液體的表面張力、分散力和極性力示于下表

接觸角測量在室溫(20℃)下用Rame-Hart Goniometer以白光源在清潔表面上進行。該表面通過用丙酮、異丙醇和蒸餾水重復清洗來清潔。在該清潔表面上滴一滴蒸餾水或二碘甲烷，測量液滴兩側的接觸角，每種液體測量2-3滴。
根據(jù)本發(fā)明，可制備包含低表面能載體基材、面外延遲低于100nm且面內(nèi)延遲低于20nm的光學樹脂膜和所述光學樹脂膜上施涂的一個或多個輔助層的復合元件。該一個或多個輔助層可與光學樹脂膜同時施涂，或在分開的涂布操作中施涂?？捎糜诒景l(fā)明的合適輔助層包括PVA促粘層、耐磨硬涂層、防旋光層、防污層或耐污染層、抗反射層、低反射層、抗靜電層、觀察角補償層以及防潮層。本發(fā)明的復合元件還可非必需地在載體基材相對的復合元件側上包含可剝離的防護層。
可用于本發(fā)明的尤其有效的耐磨層包括輻照或熱固化組合物，優(yōu)選輻照固化組合物。紫外線(UV)輻照和電子束輻照是最常用的輻照固化方法?？勺贤饩€固化組合物尤其可用于產(chǎn)生本發(fā)明的耐磨層，且可用兩種主要類型的固化化學品，即自由基化學品和陽離子化學品固化。丙烯酸酯單體(活性稀釋劑)和低聚物(活性樹脂和漆)是基于自由基的配方的主成分，賦予了固化涂層大部分物理特性。需要光致引發(fā)劑吸收紫外線能量，分解形成自由基，并與丙烯酸酯基C＝C雙鍵反應引發(fā)聚合。陽離子化學品利用環(huán)脂族環(huán)氧樹脂和乙烯基醚單體作為主成分。光致引發(fā)劑吸收UV光，形成劉易斯酸，與環(huán)氧環(huán)反應引發(fā)聚合。UV固化指紫外線固化，涉及用波長280-420nm，優(yōu)選320 410nm的UV輻照。
可用于本發(fā)明中耐磨層的可UV輻照固化樹脂和漆的實例是衍生自可光致聚合單體和低聚物的那些，例如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯低聚物(這里采用的術語“(甲基)丙烯酸酯”指多官能化合物的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，例如多元醇和它們帶有(甲基)丙烯酸酯官能團的衍生物，例如乙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸三丙二醇酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸二乙二醇酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、二(甲基)丙烯酸-1，6-己二醇酯或二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯和它們的混合物以及衍生自低分子量聚酯樹脂、聚醚樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、醇酸樹脂、螺旋縮醛樹脂、環(huán)氧丙烯酸酯、聚丁二烯樹脂和聚硫醇-多烯樹脂等的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯低聚物以及它們的混合物；含有較大量活性稀釋劑的電離輻射固化樹脂。此處可用的活性稀釋劑包括諸如(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、苯乙烯、乙烯基甲苯和N-乙烯基吡咯烷酮的單官能單體以及例如三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸己二醇酯、二(甲基)丙烯酸三丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二乙二醇酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、二(甲基)丙烯酸-1，6-己二醇酯或二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯的多官能單體。
實施本發(fā)明常用的UV輻射固化樹脂的實例是來自SartomerCompany的CN 968。本發(fā)明的耐磨層一般提供鉛筆硬度(用Standard Test Method for Hardness by Pencil Test ASTM D3363)至少2H，優(yōu)選2H-8H的層。
本發(fā)明的復合元件可含有防眩層、低反射層或抗反射層。這種層在LCD中用于改善顯示的觀察特性，尤其是在明亮的環(huán)境光中觀察時。
防眩涂層提供粗糙的或有紋理的表面，以減少鏡反射。雖然所有多余反射光依然存在，但它們都被散射而非鏡反射。對本發(fā)明而言，防眩涂層優(yōu)選含有輻照固化組合物，并具有通過添加有機或無機(消光)顆?；蛲ㄟ^壓花表面獲得的有紋理的或粗糙的表面。上文描述的耐磨層用輻照固化組合物也可有效用于防眩層。表面粗糙度優(yōu)選通過在輻照固化組合物中添加消光顆粒獲得。合適的顆粒包括具有金屬的氧化物、氮化物、硫化物或鹵化物的無機化合物，尤其優(yōu)選金屬氧化物。合適的金屬原子是Na、K、Mg、Ca、Ba、Al、Zn、Fe、Cu、Ti、Sn、In、W、Y、Sb、Mn、Ga、V、Nb、Ta、Ag、Si、B、Bi、Mo、Ce、Cd、Be、Pb和Ni，更優(yōu)選Mg、Ca、B和Si。也可采用含有兩種金屬的無機化合物。尤其優(yōu)選的無機化合物是二氧化硅，即硅石。
適合用于本發(fā)明防眩層的其他顆粒包括2003年10月21日提出的共同轉讓的美國專利申請10/690123中描述的層狀粘土。最合適的層狀顆粒包括高長寬比片狀材料，長寬比是非對稱顆粒中長方向與短方向之比。優(yōu)選的層狀顆粒是天然粘土，特別是諸如蒙脫石、囊脫石、貝得石、鉻嶺石、水輝石、滑石粉、鋅蒙脫石、鎂蒙脫石、富鎂蒙脫石、svinfordite、多水高嶺土、天然水玻璃、水羥硅鈉石和蛭石的天然綠土粘土以及層狀雙氫氧化物或水滑石。最優(yōu)選的粘土材料包括天然蒙脫石、水輝石和水滑石，因為這些材料很容易買到。
用于本發(fā)明防眩層的其他顆粒包括本領域公知的聚合物消光顆?；蛭⒅椤＞酆衔镱w?？梢允枪腆w或多孔的，優(yōu)選交聯(lián)聚合物顆粒。2003年11月18日提出的共同轉讓的美國專利申請10/715706中描述了用于防眩層的多孔聚合物顆粒。
用于防眩層的顆粒具有2-20μm，優(yōu)選2-15μm，最優(yōu)選4-10μm的平均粒度范圍。它們在該層中的含量至少2wt％且低于50wt％，一般在約2-40wt％，優(yōu)選2-20wt％，最優(yōu)選2-10wt％。
防眩層厚度一般約0.5-50μm，優(yōu)選1-20μm，更優(yōu)選2-10μm。
用于本發(fā)明的防眩層優(yōu)選具有小于100，優(yōu)選小于90的60°光澤值(根據(jù)ASTM D523)和小于50％，優(yōu)選小于30％的透射渾濁值(根據(jù)ASTM D-1003和JIS K-7105方法)。
在本發(fā)明另一個實施方案中，將低反射層或抗反射層與耐磨硬涂層或防眩層結合使用。低反射或抗反射涂層施涂在耐磨或防眩層上。低反射層一般提供小于2％的平均鏡反射度(通過分光光度計測量并在450-650nm波長范圍內(nèi)取平均值)?？狗瓷鋵犹峁┬∮?％的平均鏡反射度值。
用于本發(fā)明的合適低反射層包含折射率低于1.48，優(yōu)選折射率在約1.35-1.40之間的含氟均聚物或共聚物。合適的含氟均聚物和共聚物包括氟烯烴(例如氟乙烯、1，1-二氟乙烯、四氟乙烯、六氟乙烯、六氟丙烯、全氟2，2-二甲基-1，3-間二氧雜環(huán)戊烯)，(甲基)丙烯酸的部分或全部氟化的烷基酯衍生物以及全部或部分氟化的乙烯基醚等。該層的有效性可通過摻入亞微米粒度的無機顆?；蚓酆衔镱w粒，以減少涂層內(nèi)的間隙氣孔提高。該技術進一步描述在US 6210858和US5919555中。通過將氣孔限制在涂層混濁補償降低的亞微米粒度聚合物顆粒的內(nèi)部顆?？臻g中，可進一步提高低反射層的有效性，如2003年11月18日提出的共同轉讓的美國專利申請10/715655中的描述。
低反射層的厚度為0.01-1μm，優(yōu)選0.05-0.2μm。
抗反射層可包含單層或多層。包含單層的抗反射層一般僅在單一波長(在450-650nm的較大范圍內(nèi))提供低于1％的反射度值。適用于本發(fā)明的常用單層抗反射涂層包含諸如氟化鎂(MgF2)的金屬氟化物層。該層可通過公知的真空沉積技術或通過溶膠-凝膠技術施涂。這種層在期望反射度最小的波長處一般具有約1/4波長的光學厚度(即該層的折射率乘以層厚的值)。
雖然單層可有效降低非常窄波長范圍內(nèi)光的反射，但更常用包含幾個(一般基于金屬氧化物)相互重疊的透明層的多層，以降低寬波長區(qū)域的反射(即寬帶反射控制)。對于這種結構，用四分之一波長層代替半波長層以改善性能。多層抗反射層可包含兩層、三層、四層，甚至更多層。這種多層的形成一般要求包括許多蒸發(fā)沉積工藝或溶膠-凝膠涂布的復雜過程，這些過程與層的數(shù)量對應，每層具有預定的折射率和厚度。這些相互影響的層要求精確控制每層的厚度。用于本發(fā)明的合適多層抗反射涂層的設計是專利文獻和技術文獻中公知的，并描述在各種教科書中，例如H.A.Mavleod，“Thin FilmOptical Filters”，Adam Hilger，Ltd.，Brisstol 1985和JamesD.Rancourt，“Optical Thin Films User’s Handbook”，MacmillanPublishing Company，1987中。
本發(fā)明的復合元件可包含含有諸如1，1-二氯乙烯聚合物、1，1-二氟乙烯聚合物、聚氨酯、聚烯烴、氟化聚烯烴、聚碳酸酯等的低透濕性疏水聚合物的防潮層。優(yōu)選的疏水聚合物包含1，1-二氯乙烯。更優(yōu)選的疏水聚合物包含70-99wt％1，1-二氯乙烯。防潮層可通過施涂有機溶劑基或水性涂料配方而施涂。為了提供有效的防潮性能，該層應至少1μm厚，優(yōu)選1-10μm厚，最優(yōu)選2-8μm厚。該防潮層具有低于1000g/m2/天，優(yōu)選低于800g/m2/天，最優(yōu)選低于500g/m2/天的透濕率(MVTR)(根據(jù)ASTM F-1249)。在本發(fā)明的光學樹脂膜上采用這種防潮層改善了光學膜的電阻隨濕度變化的性能。
本發(fā)明的復合元件可包含透明抗靜電層，有助于控制該復合元件和光學膜的制造和使用期間可能產(chǎn)生的靜電。本發(fā)明的復合元件在從載體基材剝離光學樹脂膜期間特別容易摩擦起電。樹脂膜與基材分離導致的所謂“分離電荷”可通過電阻率低于約1×1011Ω/平方，優(yōu)選低于1×1010Ω/平方，最優(yōu)選低于1×109Ω/平方的抗靜電層有效控制。
抗靜電層中采用的導電材料可以是離子導電的或電子導電的。離子導電材料包括簡單無機鹽、表面活性劑的堿金屬鹽、含有堿金屬鹽的聚合電解質(zhì)以及膠體金屬氧化物溶膠(用金屬鹽穩(wěn)定)。其中優(yōu)選諸如US 4070189中苯乙烯磺酸共聚物的陰離子堿金屬鹽和陽離子季銨聚合物的離子導電聚合物以及包括二氧化硅、氧化錫、二氧化鈦、氧化銻、氧化鋯、氧化鋁涂布的二氧化硅、氧化鋁、勃姆石和綠土粘土的離子導電膠體金屬氧化物溶膠。
本發(fā)明中采用的抗靜電層優(yōu)選含有電子導電材料，因為這種材料的導電率與濕度和溫度無關。合適材料包括1)包括摻雜供體的金屬氧化物、含氧缺乏的金屬氧化物以及導電氮化物、碳化物和溴化物的含導電金屬的顆粒。尤其可采用的顆粒的具體實例包括導電SnO2、ln2O、ZnSb2O6、InSbO4、TiB2、ZrB2、NbB2、TaB2、CrB、MoB、WB、LaB6、ZrN、TiN、WC、HfC和ZrC。描述這些導電顆粒的專利的實例包括US 4275103、4394441、4416963、4418141、4431764、4495276、4571361、4999276、5122445和5368995。
2)包含例如US 4845369和5166666中描述的在不導電鈦酸鉀須晶上涂布的摻雜銻的氧化錫、US 5719016和50731119中描述的摻雜銻的氧化錫纖維或須晶以及US 4203769中描述的攙雜銀的五氧化釩纖維的纖維導電顆粒；3)導電聚乙炔、聚噻吩和聚吡咯，優(yōu)選US 5370981中描述的以及從Bayer Corp.作為BaytronP商購的聚乙烯二氧噻吩。
本發(fā)明的抗靜電層中導電劑的用量根據(jù)所采用的導電劑不同變化很大。例如，可用的范圍約0.5-約1000mg/m2，優(yōu)選約1-約500mg/m2?？轨o電層具有0.05-5μm，優(yōu)選0.1-0.5μm的厚度，以保證高透明度。
相反，對于采用液晶技術的電子顯示器，顏色再現(xiàn)性和穩(wěn)定的灰度級密度是很重要的質(zhì)量。限制液晶顯示的對比度的主要因素是在黑暗或“暗”像素狀態(tài)下通過液晶元件或單元的“漏”光傾向。此外，液晶顯示的泄漏，也就是對比度，還取決于顯示屏的觀察方向。理想的對比度一般僅在正常顯示入射角中心附近很窄的觀察角范圍內(nèi)，且隨著觀察方向偏離正常顯示角而很快變差。在彩色顯示中，泄漏問題不僅降低了對比度，也使顏色或色調(diào)隨著相關顏色再現(xiàn)性的降低而偏移。
因此，測量LCD質(zhì)量的主要因素之一是觀察角特征，這種特征描述了對比度隨不同觀察角的變化。理想的是從能從較大范圍觀察角看到相同圖像，這種能力已用液晶顯示器件克服。改善觀察角特性的一個途徑是在PVA二色性膜與液晶電源之間采用具有合適光學性能的觀察角補償層(也稱為補償層、延遲劑層或相差層)的光學樹脂膜，例如US 5583679、5853801、5619352、5978055和6160597中所公開的。已廣泛采用根據(jù)美國專利5583679和5853801的基于具有負雙折射性的盤狀(discotic)液晶的補償膜。
可用于本發(fā)明的觀察角補償層是光學各向異性層。該光學各向異性的觀察角補償層可包含正雙折射材料或負雙折射材料。該補償層可以是光學同軸或光學雙軸的。該補償層可使其光軸在垂直于該層的面內(nèi)傾斜。光軸的斜率可在該層厚度方向恒定，或光軸斜率可在該層厚度方向變化。
可用于本發(fā)明的光學各向異性的觀察角補償層可包含美國專利5583679和5853801中描述的負雙折射盤狀液晶；美國專利6160597中描述的正雙折射向列液晶；和共同轉讓的美國專利申請公開2004/0021814A和2003年11月23日提出的美國專利申請10/745109中描述的負雙折射無定形聚合物。
本發(fā)明的輔助層還可包括2004年5月4日提出的共同轉讓的美國專利申請10/838841中描述的PVA促粘層。
本發(fā)明的輔助層可通過諸如浸涂、棒涂、刮涂、氣刀刮涂法、照相凹版式涂布、微照相凹版式涂布、逆向輥涂法、狹縫涂布、加壓貼膠、滑動涂布、幕式淋涂的任何公知的液體涂布技術施涂，或通過真空沉積技術施涂。在液體涂布的情況下，一般通過簡單蒸發(fā)干燥濕涂層，這種蒸發(fā)可通過諸如對流加熱的公知技術加速。輔助層可與光學樹脂膜同時施涂，或在光學樹脂膜涂布并干燥后施涂?？捎美缁瑒油坎纪瑫r涂布幾個不同的輔助層，抗靜電層可與防潮層同時涂布，或防潮層可與觀察角補償層同時涂布。公知的涂布和干燥方法進一步詳細描述在1989年12月出版的研究報告308119中1007-1008頁中。
本發(fā)明的光學膜適合以各種LCD顯示模式使用，例如扭曲向列(TN)、超扭曲向列(STN)、光學補償彎曲(OCB)、面內(nèi)開關(IPS)或垂直排列(VA)液晶顯示。這些各種液晶顯示技術已在US 5619352(Koch等)、US 5410422(Bos)和US 4701028(Clerc等)中概述。
基于以上詳細描述可見，可制備具有各種輔助層類型和布置的各種復合元件和光學膜。根據(jù)本發(fā)明的某些可能的結構將通過以下非限定性實施例說明。
復合材料C1TAC聚乙烯PET對100μm厚聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)基材進行電暈處理，并擠壓涂布25μm厚聚乙烯層(聚乙烯具有31erg/cm2的表面張力，基于“Adhesion and Cohesion”，Philip Weiss ed.，p190，ElsevierPublishing Company，Amsterdam，1962中報導的結果)。由二氯甲烷溶液在聚乙烯表面上施涂三乙酰基纖維素(TAC)涂料配方。干TAC膜厚20μm，含有11wt％磷酸三苯酯增塑劑、1wt％TINUVIN8515紫外線吸收劑(2-(2’-羥基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和2-(2’-羥基-3’，5’-二叔丁基苯基)苯并三唑的混合物，從Ciba SpecialtyChemicals商購)和0.1wt％PARSOL1789紫外線吸收劑(4-(1，1-二甲基乙基)-4’-甲氧基二苯甲酰甲烷，從Roche Vitamins Inc.商購)。
復合材料C2耐磨層TAC聚乙烯PET復合材料C2根據(jù)復合材料C1類似方式制備，但在干TAC膜上施涂耐磨層，該耐磨層通過涂布、干燥然后紫外線固化來自SartomerCompany的尿烷丙烯酸酯低聚物CN 968制備。
復合材料C3低反射層耐磨層TAC聚乙烯PET復合材料C3根據(jù)復合材料C2類似方式制備，但在耐磨層上施涂含有氟化烯烴聚合物的0.1μm厚低反射層。
復合材料C4低反射層耐磨層TAC聚乙烯PET復合材料C4根據(jù)復合材料C3類似方式制備，但聚對苯二甲酸乙二醇基材上除聚乙烯層外還有0.5μm厚的聚苯乙烯層。(聚苯乙烯具有33erg/cm2的表面張力，基于“Adhesion and Cohesion”，PhilipWeiss ed.，p190，Elsevier Publishing Company，Amsterdam，1962中報導的結果)。
復合材料C5耐磨層抗靜電層防潮層TAC聚乙烯PET復合材料C5根據(jù)復合材料C1類似方式制備，但在TAC層上施涂包含含有78wt％1，1-二氯乙烯的聚(1，1-二氯乙烯-共-丙烯腈-共-丙烯酸)的5μm厚防潮層。在防潮層上施涂在聚(1，1-二氯乙烯-共-丙烯腈-共-丙烯酸)粘合劑中含有BaytronP(聚乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸酯，從Bayer Corp.獲得)的抗靜電層。該抗靜電層含有3mg/m2BaytronP并具有約1×108Ω/平方的表面電阻率。在抗靜電層上施涂復合材料C1中采用的耐磨層。
復合材料C6耐磨層抗靜電層防潮層聚碳酸酯聚乙烯PET復合材料C6根據(jù)復合材料C5類似方式制備，但用20μm厚聚碳酸酯層(雙酚A型均聚物)代替TAC作為低雙折射聚合物膜。
防護蓋板復合材料C7TAC聚乙烯基材防護蓋板復合材料C7根據(jù)復合材料C1類似方式制備，但用100μm厚聚乙烯膜代替具有聚乙烯擠壓涂層的PET基材作為載體基材。
本發(fā)明已具體參考其某些優(yōu)選實施方案詳細描述，但當然可在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)進行各種變化和修改。
從以上可見，本發(fā)明非常適于獲得上面提出的所有用途和目的以及很明顯而且是該裝置固有的其他優(yōu)點。
當然可利用某些特征和子組合，并參考其他特征和子組合采用。這是權利要求可以預料的并在權利要求范圍內(nèi)。
部件清單10 干燥系統(tǒng) 72 干燥部12 移動基材/網(wǎng) 74 干燥部14 干燥器76 干燥部16 涂布裝置 78 干燥部18 解繞工作臺80 干燥部20 墊輥 82 干燥部22 涂布網(wǎng)92 前部24 干膜 94 第二部26 卷繞工作臺96 第三部28 涂料供應容器 98 第四部30 涂料供應容器 100 背板32 涂料供應容器 102 入口34 涂料供應容器 104 計量狹縫36 泵106 泵38 泵108 最下層40 泵110 入口42 泵112 第二計量狹縫44 管道 114 泵46 管道 116 層48 管道 118 入口50 管道 120 計量狹縫52 放電裝置 122 泵54 極性電荷輔助裝置 124 層56 對輥 126 入口58 對輥 128 計量狹縫60 樹脂膜130 泵62 卷繞工作臺132 層64 卷繞工作臺134 傾斜滑動表面66 干燥部136 涂布模唇68 干燥部138 第二傾斜滑動表面70 干燥部140 第三傾斜滑動表面
142 第四傾斜滑動表面176 中間層144 背板表面178 中間層146 涂布珠 180 最上層150 樹脂膜 182 載體基材152 載體基材184 涂布表面層154 載體基材200 給料管156 涂布表面層 202 擠塑料斗158 樹脂膜 204 壓力罐160 多層膜 206 泵162 最下層 208 金屬轉鼓164 中間層 210 干燥部166 中間層 212 干燥箱168 最上層 214 流延薄膜170 載體基材216 最后干燥部172 復合膜 218 最終干膜174 最下層 220 卷繞工作臺
權利要求
1.一種形成光學樹脂膜的方法，該光學樹脂膜具有小于100nm的面外延遲(OPR)，該方法包括以下步驟(a)在表面能水平低于35erg/cm2的移動不連續(xù)載體基材的表面上施涂液體光學樹脂/溶劑混合物；(b)干燥該液體樹脂/溶劑混合物以基本除去溶劑，得到弱附著在載體基材上的樹脂膜復合材料，該樹脂膜可脫離地粘附在載體基材上，從而使樹脂膜可從載體基材剝離，和(c)從基材除去膜，所形成的膜表現(xiàn)出小于100nm的OPR和小于20nm的面內(nèi)延遲。
2.權利要求1的方法，其中液體樹脂/溶劑混合物施涂在長10m或更長的不連續(xù)載體基材上。
3.權利要求1的方法，其中液體樹脂/溶劑混合物使用卷繞式方法施涂。
4.權利要求1的方法，其中液體樹脂/溶劑混合物使用滑動珠涂布模頭施涂，在其滑動表面上形成多層復合材料。
5.權利要求2的方法，其中多層復合材料的每個液體層的粘度低于5000cp。
6.權利要求1的方法，其中載體基材是聚對苯二甲酸乙二醇酯。
7.權利要求1的方法，其中載體基材具有施涂到涂布表面上的表面層，且所述層的表面能低于35erg/cm2。
8.權利要求2的方法，其中多層復合材料的最上層含有表面活性劑。
9.權利要求2的方法，其中多層復合材料的至少一個頂層含有聚硅氧烷表面活性劑。
10.權利要求1的方法，還包括以下步驟在從不連續(xù)的載體基材上剝離光學樹脂膜前將復合材料卷成至少一卷。
11.權利要求1的方法，還包括以下步驟(a)在干燥步驟后立即將樹脂膜與載體基材分離；和(b)將光學樹脂膜卷成至少一卷。
12.權利要求8的方法，還包括以下步驟解繞至少一卷復合材料的至少一部分；和將樹脂膜與載體基材分離。
13.權利要求1的方法，其中所述光學樹脂包含纖維素酯且面外延遲小于20nm。
14.權利要求1的方法，其中樹脂膜以小于約250N/m的粘合強度與載體基材粘合。
15.權利要求11的方法，還包括以下步驟在分離步驟前將光學樹脂膜中的殘余溶劑減少到低于10wt％。
16.權利要求12的方法，還包括以下步驟在分離步驟前將光學樹脂膜中的殘余溶劑減少到低于10wt％。
17.權利要求2的方法，其中多層復合材料的至少一個頂層含有氟化表面活性劑。
18.權利要求1的方法，其中樹脂膜具有小于10nm的面內(nèi)延遲和小于10nm的OPR。
19.權利要求1的方法，其中樹脂膜具有0.5-5nm的面內(nèi)延遲和0.5-5nm的OPR。
20.權利要求1的方法，還包括以下步驟在干燥步驟后對復合材料施涂至少一層額外的樹脂層。
21.權利要求1的方法，其中樹脂膜具有1-100μm的厚度。
22.權利要求1的方法，其中所述膜包含選自聚碳酸酯類、聚酯類、纖維素類、聚烯烴類、丙烯酸類、苯乙烯類、聚酰胺類和聚酯酰胺類的樹脂。
23.權利要求1的方法，其中所述不連續(xù)載體基材具有包含氟化聚合物的涂布表面。
24.權利要求1的方法，其中所述不連續(xù)載體基材具有包含聚烯烴的涂布表面。
25.權利要求1的方法，其中所述不連續(xù)載體基材具有包含硅基聚合物的涂布表面。
26.權利要求1的方法，其中所述光學樹脂包含三乙酰基纖維素。
27.權利要求1的方法，其中所述光學樹脂膜包括一種或多種紫外線吸收劑。
28.一種復合元件，包含涂布在不連續(xù)載體基材上的樹脂膜，該樹脂膜具有1-100μm的厚度，該樹脂膜具有小于20nm的面內(nèi)延遲和小于20nm的OPR，該樹脂膜以小于約250N/m的粘合強度與載體基材粘合。
29.權利要求28的復合元件，其中樹脂膜具有小于10nm的面內(nèi)延遲和小于10nm的OPR。
30.權利要求28的復合元件，其中樹脂膜具有0.5-5nm的面內(nèi)延遲和0.5-5nm的OPR。
31.權利要求28的復合元件，其中樹脂膜以至少約0.3N/m的粘合強度與載體基材粘合。
32.權利要求28的復合元件，其中樹脂膜可從載體基材剝離。
33.權利要求28的復合元件，其中樹脂膜是多層復合材料。
34.權利要求33的復合元件，其中多層復合材料的至少一個頂層中包含表面活性劑。
35.權利要求28的復合元件，其中光學樹脂膜中摻入增塑劑。
36.權利要求28的復合元件，其中光學樹脂膜中摻入一種或多種紫外線吸收劑。
37.權利要求28的復合元件，其中樹脂膜包含纖維素酯。
38.一種復合元件，包含涂布在不連續(xù)載體基材上的至少10m長的聚碳酸酯樹脂膜，該樹脂膜具有1-100μm的厚度，該樹脂膜具有小于20nm的面內(nèi)延遲和小于100nm的OPR，該樹脂膜以小于約250N/m的粘合強度與載體基材粘合。
39.權利要求38的復合元件，其中樹脂膜具有0.5-5nm的面內(nèi)延遲和小于80nm的面外延遲。
40.權利要求38的復合元件，其中樹脂膜以至少約0.3N/m的粘合強度與載體基材粘合。
41.權利要求38的復合元件，其中樹脂膜可從載體基材剝離。
42.權利要求38的復合元件，其中樹脂膜是多層復合材料。
43.權利要求38的復合元件，其中多層復合材料的至少一個頂層中包含表面活性劑。
44.權利要求38的復合元件，其中光學樹脂膜中摻入增塑劑。
45.權利要求38的復合元件，其中光學樹脂膜中摻入一種或多種紫外線吸收劑。
46.一種樹脂膜，包含通過涂布操作形成的一層樹脂，該樹脂膜具有1-100μm的厚度，該樹脂膜具有小于20nm的面內(nèi)延遲和小于20nm的面外延遲。
47.權利要求46的樹脂膜，其中光學樹脂膜具有小于10nm的面內(nèi)延遲和小于10nm的面外延遲。
48.權利要求46的樹脂膜，其中樹脂膜具有0.5-5nm的面內(nèi)延遲和0.5-5nm的面外延遲。
49.一種包含樹脂膜的液晶顯示器，該樹脂膜包含通過涂布操作形成的一層樹脂，該樹脂膜具有1-100μm的厚度，該樹脂膜具有小于20nm的面內(nèi)延遲和小于20nm的面外延遲。
50.權利要求49的液晶顯示器，其中樹脂膜具有小于10nm的面內(nèi)延遲和小于10nm的OPR。
51.權利要求49的液晶顯示器，其中樹脂膜具有0.5-5nm的面內(nèi)延遲和0.5-5nm的OPR。
52.權利要求49的復合膜，其中多層復合材料的至少一個頂層中含有氟化表面活性劑。
53.一種包含樹脂膜的液晶顯示器，該樹脂膜包含通過涂布操作形成的一層聚碳酸酯樹脂，該樹脂膜具有5-100μm的厚度，該樹脂膜具有小于20nm的面內(nèi)延遲和小于100nm的面外延遲。
54.權利要求53的液晶顯示器，其中樹脂膜具有小于10nm的面內(nèi)延遲和小于80nm的OPR。
55.權利要求54的復合膜，其中多層復合材料的至少一個頂層中含有氟化表面活性劑。
全文摘要
提出了一種使用涂布和干燥裝置制造適合光學應用的樹脂膜的膜制造方法。特別地，通過對低表面能移動載體基材同時施涂多個液體層制備樹脂膜。去除溶劑后將樹脂膜從犧牲的載體基材上剝離。通過本發(fā)明制備的膜顯示出良好的尺寸穩(wěn)定性和低面外延遲。
文檔編號B29C41/24GK101031825SQ200580033339
公開日2007年9月5日 申請日期2005年9月19日 優(yōu)先權日2004年9月30日
發(fā)明者J·格里納, C·C·安德森, M·S·貝爾梅爾 申請人:伊斯曼柯達公司