制备光学薄膜的工艺制造技术

本文所述的示例性方法包括：提供包含至少一种聚合物材料的薄膜；在第一拉延步骤中，在第一组加工条件下沿横维方向将所述薄膜拉宽，使得如果在所述薄膜内产生面内双折射的话，则面内双折射率较低；并且在第二拉延步骤中，在第二组加工条件下沿顺维方向拉延所述薄膜，其中所述第二组加工条件使至少一种聚合物材料产生面内双折射。示例性的薄膜卷筒包括以有效取向轴为特征的取向光学薄膜。所述取向光学薄膜包含仅仅一种双折射聚合物材料、包含至少一种双折射材料和至少一种各向同性材料、或者包含第一双折射材料和第二双折射材料，所述双折射材料以沿ＭＤ方向的有效取向轴为特征。所述光学薄膜的宽度大于０．３ｍ，并且长度大于１０ｍ。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备光学薄膜的工艺
本公开整体涉及光学薄膜以及制备光学薄膜的方法。技术背景在商用工艺中，由聚合物材料或材料共混物制成的光学薄膜通常是从 模具挤出成型的或用溶剂浇铸而成的。然后，挤出或浇铸的薄膜被拉伸， 以便在至少一些材料中产生和/或增强双折射。可以选择材料和拉伸方案以 制成诸如反射性光学薄膜(例如反射式偏振片或反射镜)之类的光学薄 膜。 一些此类光学薄膜可以被称为增亮光学薄膜，因为液晶光学显示器的 亮度可以通过在其中加入此类光学薄膜而得以提高。
技术实现思路
在一种示例性实施方式中，本公开涉及制备光学薄膜的方法。 一种示 例性方法包括提供包含至少一种聚合物材料的薄膜在第一拉延步骤中， 在第一组加工条件下沿横维(TD)方向将薄膜拉宽，使得如果该薄膜内产 生双折射的话，则双折射率较低；在第二拉延步骤中，在第二组加工条件 下沿顺维(MD)方向拉延薄膜，其中第二组加工条件使聚合物材料产生面 内双折射，并形成沿MD方向的有效取向轴。本公开的另一种示例性方法包括以下步骤提供至少包含第一聚合物材料和第二聚合物材料的薄膜；在第一拉延步骤中沿横维(TD)方向拉延 薄膜，以在第一组加工条件下将薄膜拉宽，使得在第一聚合物材料和第二 聚合物材料内产生低的面内双折射；并在第二拉延歩骤中在第二组加工条 件下沿顺维(MD)方向拉延薄膜，从而在第一聚合物材料和第二聚合物材 料这二者至少之一中产生面内双折射，并形成沿MD方向的有效取向轴。本公开的另一种示例性方法包括以下步骤提供至少包含第一聚合物 材料和第二聚合物材料的第一薄膜；在第一拉延步骤中沿横维(TD)方向拉延第一薄膜，以在第一组加工条件下将第一薄膜拉宽，使得在第一聚合 物材料和第二聚合物材料内产生低的面内双折射；在第二拉延步骤中在第二组加工条件下沿顺维(MD)方向拉延第一薄膜，从而在第一聚合物材料 和第二聚合物材料这二者至少之一中产生面内双折射，并形成沿MD方向的 有效取向轴；以及在第一光学薄膜上附接第二薄膜。在另一种示例性实施方式中，本公开涉及光学薄膜巻筒。 一种示例的 巻筒包括以有效取向轴为特征的取向光学薄膜，所述取向光学薄膜包含仅 仅一种双折射聚合物材料。光学薄膜的宽度大于0.3m，长度大于10m，并 且有效取向轴与光学薄膜的长度方向(MD) —致。另一种示例性光学薄膜巻筒包括取向光学薄膜，该取向光学薄膜至少 含有以有效取向轴为特征的第一双折射材料和以有效取向轴为特征的第二 双折射材料。取向光学薄膜的宽度大于0.3m，长度大于10m，并且各有效 取向轴均与光学薄膜的长度方向(MD) —致。另一种示例性光学薄膜巻筒包括以吸收式偏振片阻塞轴(block axis)为特征的吸收式偏振片和以反射式偏振片阻塞轴为特征的反射式偏 振片。反射式偏振片包含(i)至少一种以有效取向轴为特征的双折射材 料和至少一种各向同性材料，或(ii)以有效取向轴为特征的第一双折射 材料和以有效取向轴为特征的第二双折射材料。光学薄膜的宽度大于约 0.3m，长度大于约10m，而吸收式偏振片阻塞轴、 一种或多种双折射材料 的有效取向轴、以及反射式偏振片阻塞轴均与光学薄膜的长度方向(MD) 一致。以上概述并非旨在描述本专利技术的每个示出的实施例或每种实施方式。 下面的附图和具体实施方式更具体地举例说明这些实施例。附图说明考虑到以下本专利技术的各种实施例的详细描述并结合附图，可以更完整 地理解本专利技术。其中，图1A和图1B示出光学薄膜；图2示出共混物形式的光学薄膜；图3为根据本专利技术的用于制备光学薄膜的装置和工艺的示意图；图3A为根据本专利技术的用于制备光学薄膜的装置和工艺的示意图； 图4示出第一光学薄膜被附接在第二光学薄膜上的层合构造； 图5A-图5B为根据本专利技术制备的示例性构造的横截面图；图6A-图6C为根据本专利技术制备的示例性构造的横截面图； 图7为根据本专利技术制备的示例性构造的横截面图；图8为根据本专利技术制备的示例性薄膜在阻塞状态下的透射百分比与波 长的关系曲线；以及图9为根据本专利技术制备的另一种示例性薄膜在通过状态和阻塞状态下 的透射百分比与波长的关系曲线。具体实施方式本公开涉及制备光学薄膜，如能够提高显示器亮度的光学薄膜。光学 薄膜与其他薄膜的区别在于(例如)它们需要具备针对具体最终应用(如光学显示器)而设计的光学均一性和足够的光学质量。对于该应用， 满足用于光学显示器的足够的质量是指巻筒形式的薄膜在实施所有工序之 后及与其他薄膜层合之前没有可见缺陷，如人用肉眼观察时基本未发现有 色条纹或表面隆起。此外，对于具体应用，光学质量的薄膜在可用薄膜区 内的厚度变化应足够小，如不超过薄膜平均厚度的+/_10%、 +/_5%，不超 过+/-3%，在某些情况下不超过+/-1%。根据本专利技术，厚度变化的空间梯 度还应足够小，以避免出现不期望有的光学薄膜外观或性能。例如，同样 的厚度变化量如果在较大区域内发生，则其不良性较小。在用于制备取向光学薄膜(如反射式偏振薄膜)的一种传统商用工艺 中，要制造模具以制备挤出薄膜，之后该挤出薄膜在长度取向器(L0)中 沿顺维方向被拉伸，长度取向器是由多个按照所选的不同速度转动、从而 使得薄膜沿薄膜长度方向被拉伸的辊组成的设备，该长度方向也被称为加 工方向(MD)。在此类传统方法中，薄膜长度增加而薄膜宽度会减小。使 用此类方法制备的取向偏振薄膜具有沿MD方向的阻塞轴(即，该轴的特征 在于，沿该方向偏振的光具有低的透射率)。然而，据信，使用传统L0制 备取向光学薄膜会导致薄膜的宽度相对较窄，如为0. 3m或更窄。为解决此问题，可以制造宽幅挤出模具来制备商用宽度的薄膜。然而 挤出形成的薄膜通常在其长度方向上具有条纹或模具条痕。这些缺陷通常 会在薄膜于L0内沿MD方向拉伸之后变得更为严重，从而导致光学薄膜不 能用于诸如显示器等光学设备中。为减少诸如模具条痕等缺陷，并提供宽度基本均匀的薄膜，人们由相 对较窄的模具挤出诸如反射式偏振薄膜等光学薄膜，然后再在横维方向或薄膜宽度方向(本文中称为横向或TD)上进行拉伸。通常，此类反射式偏 振薄膜具有沿TD方向的阻塞轴。在一些应用中，将反射式偏振薄膜层合在二向色性偏振薄膜上可有利 于制备(例如)液晶显示器(LCD)用的薄膜构造。当以巻筒形式提供时， 二向色性偏振薄膜通常具有沿巻筒长度方向(MD)的阻塞轴。在薄膜为巻 筒形式的情况下，上述讨论的二向色性偏振薄膜内的阻塞轴和反射式偏振 薄膜内的阻塞轴互相垂直。为了制备光学显示器用的层合薄膜构造，首先 应将反射式偏振薄膜切割成片，旋转90°，之后方可将其层合至所述二向 色性偏振薄膜上。这一费力的工艺使得难以以商用规模制备巻筒形式的层 合薄膜构造，而且增加了最终产品的成本。因此，仍然需要其阻塞轴在MD 方向上的较宽的反射式偏振薄膜。因此，本公开涉及制备较宽的取向光学薄膜(如具有沿其长度方向 (沿MD方向)的阻塞轴或偏振轴的反射式偏振薄膜)的方法。反射式偏振 薄膜可以包括但不限于多层反射式偏振薄膜和漫反射式偏振光学薄膜。在 一些示例性实施例中，反射式偏振薄膜可以以巻对巻的工艺有利地层合在 其他光学薄膜上，所述的其他光学薄膜如吸收式偏振片、延迟片、扩散 片、保护膜、表面结构化薄膜等。为了本申请的目的，术语"宽"或"宽幅"是指宽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备光学薄膜的方法，包括：　提供包含至少一种聚合物材料的薄膜；　在第一拉延步骤中，在第一组加工条件下沿横维（ＴＤ）方向将所述薄膜拉宽，使得如果在所述薄膜内产生双折射的话，则双折射率较低；以及　在第二拉延步骤中，在第二组 加工条件下沿顺维（ＭＤ）方向拉延所述薄膜，其中所述第二组加工条件使所述聚合物材料产生面内双折射，并形成沿所述ＭＤ方向的有效取向轴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉W梅里尔，安德鲁J欧德科克，马修B约翰逊，蒂莫西J埃布林克，马丁E登克尔，马克B奥尼尔，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]