具有低光学延迟的多层制品制造技术

一种共挤出的多层热塑性制品，包含：具有第一表面纹理的第一层，其中所述第一层包含具有在高于第一聚合物的玻璃化转变温度20℃下测定的第一应力光学系数(Cm1)的第一透明热塑性聚合物；包含具有在高于第二基质的玻璃化转变温度20℃下测定的第二应力光学系数(Cm2)的第二透明热塑性聚合物的定位的第二层；其中所述第一应力光学系数和所述第二应力光学系数之间的关系是Cm2>4(Cm1)(公式A)，其中从所述第一表面纹理的最高峰至所述第一层的第二侧面测定的所述第一层的厚度大于1.5倍所述第一表面纹理的Rz，但是小于或等于75％的所述制品总厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及具有低光学延迟的多层制品，并具体而言涉及多层制品组合物，生产方法，及其用途。
技术介绍
用于液晶显示器应用的光学片材/薄膜能够用各种透明热塑性材料制成。所述热塑性材料对于这些应用所需的性质包括高透明性，良好色彩，高清晰度，高玻璃化转变温度，韧性，延展性，尺寸稳定性，耐化学性，熔体可加工性等。聚碳酸酯满足许多的上述要求。然而，由聚碳酸酯(即双酚-A(BPA)聚碳酸酯均聚物(BPA-PC))制成的光学片材/膜或盘，如果它们使用涉及在压力或应力下将聚碳酸酯树脂从熔体冷却成固体的熔体挤出或模塑成型方法形成，则具有较高光学延迟。这种挤出或模塑方法的实例包括压延片材/膜挤出，型材挤出，压花，注塑成型和压制模塑成型方法等，其适用于用于形成所模塑成型制品的形状和/或表面抛光或纹理的目的。光学片材的高光学延迟水平由于在其熔融体加工步骤期间施加于所述光学片材的非均匀压力可能与大面积上(across)光学延迟分布中的高非均匀性有关。因此，所述片材中的所述非均匀地分布的光学延迟对于与液晶显示器(LCD)相关的应用视觉上会导致不期望的色带问题(“彩虹斑(rainbow mura)”或“彩虹外观(rainbow appearance)”)。具有光控纹理(light management texture)(如微透镜，棱镜，或工程设计的随机纹理)和非均匀分布的光学延迟的光学膜对于LCD显示器的背光模块(BLM)中使用的所述显示膜堆叠(stack)中的顶膜层中的用途是不理想的(因为所述“彩虹斑”的问题)。此外，对于某些LCD显示器中使用的反射型偏振片(reflective polarizer sheet)而言，所述顶层光扩散层中的高光学延迟水平可能会导致光消偏(light depolarization)，因此导致所述反射型偏振片的亮度增强效应损失。以前制作具有低延迟的光学热塑性片材、薄膜或盘的尝试包括以下的方法：1)使用具有固有低双折射的材料作为具有固有高双折射的材料的替代；2)降低了在挤出或模塑成型方法中形成的制品(片材/膜/盘)中的残余机械应力，或通过二次退火方法降低所述制品的残余机械应力。根据所述第一方法，具有固有低双折射的示例性材料包括环烯烃共聚物(COC)，特种聚酯共聚物如Osaka Gas Chemical的OKP4，和聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)。然而，这些材料可能是昂贵的和/或表现出较差的耐冲击性(例如，PMMA)。按照第二种方法，在努力降低所述挤出的光学片材/膜中的残余应力中，所述机械负荷(压力或网张力)的降低施加于所述聚合物熔体同时在将所述熔融网浇铸于单个未夹上(without nipping)的冷却辊上的所述片材挤出方法中固化所述熔体，或使用柔顺辊(compliant roll)作为所述熔体延压挤出方法的所述轧辊(nip roller)中的一种。这些方法能够通过降低残余应力实现所获得的片材的低光学延迟，但是也能够由于熔体压延过程中缺乏足够的轧点压力(nip pressure)而限制赋予所述薄膜或片材(为了光控(light management)目的)功能性表面特性(例如，微透镜，棱镜特性，或磨砂图案)的能力。如果所述柔顺轧辊是具有橡胶表面的辊，则这种方法还会由于其并非良好热导体的橡胶辊表面上所述聚合物熔体的无效冷却而遭致较低的挤出线通量。可替代地，基膜能够用可交联的液体涂层(例如，可交联的丙烯酸涂层液)在其表面上的一个涂覆。光控表面纹理然后通过微复制过程引入到所述液体涂层表面上，随后通过UV辐射方法固化所述纹理图案。使用液体单体涂层的微复制方法通常不会导致所述成品膜的光学延迟显著增加。然而，这种方法比直接压延挤出或注塑成型方法更加成本高昂。此外，所述多层制品并不是100％的热塑性聚合物，并且不能很容易地再循环。因此，对于通过成本有效的方法生产的具有光控表面纹理、低光学延迟和良好机械性能的热塑性光学膜和片材，仍存需要。
技术实现思路
本文中公开了多层制品及其制作和使用的方法。一种共挤出的多层热塑性制品，包含：具有第一侧面和第二侧面并在所述第一侧面上具有第一表面纹理的第一层，其中所述第一层包含具有在高于所述第一聚合物的玻璃化转变温度20℃下测定的第一应力光学系数(Cm1)的第一透明热塑性聚合物；位于所述第二侧面附近并包含具有在高于所述第二基质的玻璃化转变温度20℃下测定的第二应力光学系数(Cm2)的第二透明热塑性聚合物的第二层；其中所述第一应力光学系数和所述第二应力光学系数之间的关系是公式(A)Cm2>4(Cm1)(公式A)，其中从所述第一表面纹理的最高峰至所述第一层的第二侧面测定的所述第一层的厚度大于1.5倍所述第一表面纹理的Rz而小于或等于所述制品总厚度的75％；其中所述第二层具有大于或等于所述制品总厚度的25％的第二层厚度；和其中所述制品的光学延迟小于或等于150nm。以上所述的和其它功能特性通过以下附图和详细描述进行举例说明。附图说明现在参照附图，其是示例性实施方式，并且其中所述相似元件相似编号并且为了举例说明本文中公开的示例性实施方式的目的而非对其限制的目的给出。图1是多层制品的横截面视图。图2A-2D是特殊结构化表面纹理类型的微结构元件的图示说明。图3是多层制品的横截面视图。图4A是制作多层制品的熔体压延系统的示意图。图4B是图4A的压延系统的某些元件的图示说明。图4C是利用水平模具的熔体压延系统的图示说明。图5是线性泰伯尔磨损试验(Linear Taber Abrasion test)方法的示意图。图6是图示说明实施例1的结果的曲线图。图7是图示说明Rz的测定的曲线图。图8是图示说明精细纹理化膜的所述延迟相对于T峰-1.5×Rz的曲线图。图9是图示说明微透镜共挤出膜的所述延迟相对于T峰-1.5×Rz的曲线图。具体实施方式本文公开的是包含低光学延迟和光控表面纹理的热塑性多层制品(例如，片材，膜)，及其制备和使用方法。正如本文中所用“低光学延迟”是指小于或等于150纳米(nm)的光学延迟(optical retardation)。所述多层制品的低光学延迟能够通过使用具有比所述多层制品的其它层显著更低的应力光学系数的第一层和/或优化的共挤出加工条件(例如，至少两倍更低，三倍更低，或四倍更低)而实现。光控功能的主表面纹理产生于具有较低应力光学系数(例如，比其他层的更低)的第一层的表面上，以及所述第一层具有从所述第一表面纹理的最高峰(即主表面纹理)至所述第一的另一侧面测定的第一层厚度(其大于1.5倍所述第一表面纹理的Rz)。Rz能够通常描述为Rz定义为所评价的轮廓的最大高度，通过所述轮廓的最高峰(Rp)(RP)和所轮廓的最深谷(Rv)之和对所述轮廓的评价长度内的所述取样长度的数目平均而给出。所述主表面纹理能够是具有光控能力的多种类型中的一种，如扩散能力或光转向(turning)/引导能力。一种包含非特定几何形状的峰和谷的磨砂形貌的普通磨砂(matte)表面纹理能够在所述膜表面上提供较强的光扩散功能和均匀光分布。所述普通磨砂表面通常通过标准表面抛光属性，如平均粗糙度(Ra)或峰计数(peak count)(Rpc)进行表征。具有Ra小于1.2微米(μm)和Rpc大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共挤出的多层热塑性制品，包含：具有第一侧面和第二侧面并在所述第一侧面上具有第一表面纹理的第一层，其中所述第一层包含具有在高于第一聚合物的玻璃化转变温度20℃下测定的第一应力光学系数(Cm1)的第一透明热塑性聚合物；位于所述第二侧面附近并包含具有在高于第二基质的玻璃化转变温度20℃下测定的第二应力光学系数(Cm2)的第二透明热塑性聚合物的第二层；其中所述第一应力光学系数和所述第二应力光学系数之间的关系为公式(A)Cm2>4(Cm1)   (公式A)其中从所述第一表面纹理的最高峰至所述第一层的所述第二侧面测定的所述第一层的厚度大于1.5倍所述第一表面纹理的Rz，但是小于或等于所述制品的总厚度的75％；其中所述第二层具有大于或等于所述制品总厚度的25％的第二层厚度；以及其中所述制品的光学延迟小于或等于150nm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.02 US 61/987,9181.一种共挤出的多层热塑性制品，包含：具有第一侧面和第二侧面并在所述第一侧面上具有第一表面纹理的第一层，其中所述第一层包含具有在高于第一聚合物的玻璃化转变温度20℃下测定的第一应力光学系数(Cm1)的第一透明热塑性聚合物；位于所述第二侧面附近并包含具有在高于第二基质的玻璃化转变温度20℃下测定的第二应力光学系数(Cm2)的第二透明热塑性聚合物的第二层；其中所述第一应力光学系数和所述第二应力光学系数之间的关系为公式(A)Cm2>4(Cm1) (公式A)其中从所述第一表面纹理的最高峰至所述第一层的所述第二侧面测定的所述第一层的厚度大于1.5倍所述第一表面纹理的Rz，但是小于或等于所述制品的总厚度的75％；其中所述第二层具有大于或等于所述制品总厚度的25％的第二层厚度；以及其中所述制品的光学延迟小于或等于150nm。2.根据权利要求1所述的共挤出多层制品，其中所述第一表面纹理的Rz大于或等于5微米。3.根据权利要求1-2中任一项所述的共挤出多层制品，其中所述第一透明热塑性聚合物选自具有或不具有共聚单体的甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的聚合物、环状烯烃共聚物；具有固有低双折射的聚酯共聚物、或苯乙烯丙烯腈共聚物和具有或不具有共聚单体的PMMA的共混物、或包含前述至少一种的组合。4.根据权利要求1-3中任一项所述的共挤出多层制品，其中所述第二透明热塑性聚合物选自聚碳酸酯、聚酯共聚物、聚碳酸酯和聚酯共聚物的共混物、或包含前述至少一种的组合。5.根据权利要求4所述的共挤出多层制品，其中所述第二聚合物包括双酚-A聚碳酸酯、双酚-A聚碳酸酯的共聚物、或包含前述至少一种的组合。6.根据权利要求1-5中任一项所述的共挤出多层制品，进一步包含第三层，所述第三层包含具有在高于第三基质的玻璃化转变温度20℃下测定的第三应力光学系数(Cm3)的第三透明热塑性聚合物；其中所述第二层位于所述第一层和所述第三层之间；其中所述第三应力光学系数和所述第二应力光学...

【专利技术属性】
技术研发人员：周俭，阿德尔·巴斯塔罗斯，冯威，王智，周渊，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL