多层光学膜制造技术

本发明专利技术描述了热塑性双折射多层光学膜。更具体地，本发明专利技术描述了这样的热塑性多层膜，所述热塑性多层膜具有交替的第一层和第二层，所述交替的第一层和第二层具有线性层分布，其中两个外层均薄于350nm，但是厚于150nm。描述了具有更薄的外部保护性边界层的热塑性双折射多层光学膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
热塑性双折射多层光学膜通常通过在送料区块使共挤出的聚合物成层形成。在一些制造工艺中，根据送料区块的尺寸、工艺条件和挤出物的厚度，外层上穿过送料区块的剪切力可能十分明显。这可能引起外层中的层断开，通常使最终的膜无法用于其期望的目的。为了在整个制造过程中保护膜，提供了较厚的保护界面层或较厚的表层。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术涉及一种多层膜。更具体地，本专利技术涉及一种热塑性双折射多层膜，其包括交替的第一层和第二层，所述层具有基本上线性的层分布。热塑性双折射多层光学膜的两个外层均薄于350nm，但是厚于150nm。没有中间层厚于350nm。热塑性双折射多层光学膜的两个外层均包括与所述第一层或所述第二层相同的材料。热塑性双折射多层光学膜的最小平均分层大于100g/in。在一些实施例中，没有中间层厚于150nm。在一些实施例中，交替的第一层和第二层中的至少一者为取向的双折射聚合物层。在一些实施例中，热塑性双折射多层光学膜薄于50微米，在其他实施例中，热塑性双折射多层光学膜薄于20微米。在一些情况下，热塑性双折射多层光学膜少于200层。在一些实施例中，热塑性双折射多层光学膜为反射偏振片。热塑性双折射多层光学膜也可以是反射镜。热塑性双折射多层光学膜可以卷筒形式提供或整合进背光源。附图说明图1是比较例C1的构造的示意性剖面表示。图2是比较例C2、比较例C3a-C3c、实例1a-1f和实例2a-2d的构造的示意性剖面表示。图3是实例3的构造的示意性剖面表示。具体实施方式多层光学膜(即至少部分地采用不同折射率的微层构造以提供期望的透射和/或反射特性的膜)已为人所知。众所周知，这类多层光学膜通过在真空室中将无机材料有序地在基底上沉积成光学薄层(“微层”)而制成。无机多层光学膜在例如H.A.Macleod所著的Thin-FilmOpticalFilters(薄膜光学滤光器)第二版，麦克米伦出版公司(1986)以及A.Thelan所著的DesignofOpticalInterferenceFilters(光学干涉滤光器的设计)，麦格劳-希尔出版公司(1989)中的教科书中有所描述。也已通过共挤出交替的聚合物层展示了多层光学膜。参见例如美国专利No.3,610,729(Rogers)、4,446,305(Rogers等人)、4,540,623(Im等人)、5,448,404(Schrenk等人)以及5,882,774(Jonza等人)。在这些聚合物多层光学膜中，主要使用或者仅仅使用聚合物材料来构成各层。这些可被称为热塑性多层光学膜。此类膜可以采用高产量制造工艺进行制造，并且可制成大型薄板和卷材。以下说明书和实例涉及热塑性多层光学膜。多层光学膜包括具有不同折射率特性的各个微层，从而在相邻微层间的界面上反射一些光。微层很薄，足以使在多个界面处反射的光经受相长干涉或相消干涉作用，从而赋予多层光学膜以期望的反射或透射特性。对于被设计成反射紫外光、可见光或近红外波长光的多层光学膜而言，各微层的光学厚度(物理厚度乘以折射率)通常小于约1μm。层可通常以最薄到最厚的方式布置。在一些实施例中，交替的光学层的布置可以作为层数的函数而基本线性地变化。这些层分布可以称之为线性层分布。可以包括更厚的层，例如位于多层光学膜的外表面处的表层或者设置在多层光学膜内用以分隔微层的固有组(本文称为“层组”)的保护性边界层(PBL)。在一些情况下，保护性边界层可以是与多层光学膜的交替层中的至少一层相同的材料。在一些情况下，保护性边界层可以是不同的材料，根据其物理特性或流变性来选择。保护性边界层可以在光学层组的一侧或两侧上。就单个分组多层光学膜而言，保护性边界层可以在多层光学膜的一个或两个外表面上。表层有时在送料区块之后，但在膜模头熔化之前添加。然后，以用于聚酯薄膜的传统方式将多层熔融物通过薄膜模头浇注到激冷辊上，在该激冷辊上使其进行骤冷。然后，以不同方式拉伸浇铸料片，以便在至少一个光学层中实现双折射，在许多情况下制造反射偏振片或镜膜，在例如美国专利公开No.2007/047080A1、美国专利公开No.2011/0102891A1和美国专利No.7,104,776(Merrill等人)中已有所描述。具有双折射的膜可被称为热塑性双折射多层光学膜。这些膜具有多种用途，其中膜被层合至其他膜构造(例如，吸收型偏振器、聚碳酸酯或聚酯薄片)和/或制品(例如LCD显示器)。在每个制造工艺中的某个点处，通常有一个转换步骤，其中MOF或层合MOF通过任一工艺进行切割，例如剪切、转动模具、模具压制、激光等等。在这些转换和后续处理步骤(例如，包装、预罩去除、显示器装配等等)过程中一个特定的失效模式是多层构造的潜在分层。分层通常发生在最外层和光学层之间的多层光学膜中，最外层在一些实施例中为表皮或PBL。然后，分层可能传播至多层，保留有可见的缺陷，这是不期望的。在一些应用中，希望制造更薄的多层光学膜。在一些实施例中，也希望保持光学性能诸如增益和机械性能诸如在这些更薄的膜中的抗分层性。需注意，本文所用的“更薄”也可以是指添加额外的光学活性(例如，改善光学性能)或失活层(例如，改善物理特性)的能力，而保留相同或类似的厚度。由于反射偏振片中微层的光学功能与每个微层的特定光学厚度相关，通常不能仅仅通过使每个微层更薄来实现相同的光学特性。另外，减少微层数量可以实现更薄的膜，但是光学性能例如增益会降低。可以进行工艺改变来提升光学性能，但是通常通过这些工艺改变来降低抗分层性。先前，要实现更薄的多层光学膜同时保持光学性能和抗分层性是困难的。另外，认为减少PBL的厚度同时减少总体厚度会形成这样的膜，该膜会在制造中失效或者由于送料区块剪切而具有显著的缺陷。令人惊讶的是，更薄的PBL不仅能使总体多层光学膜更薄，还可为总体膜提供具有改善的抗分层性，同时由于送料区块剪切而不具有显著的缺陷。保护边界层在一些情况下可以薄于350nm、在一些情况下可以薄于300nm、在一些情况下可以薄于200nm，并且在一些情况下甚至有150nm薄，约为最厚光学层的厚度。在一些实施例中，多层膜可不具有厚于350nm的中间层或甚至不具有厚于150nm的层。本文所述的多层光学膜总体可以薄于50μm、薄于30μm、薄于20μm薄或者薄于17μm。在显示系统的环境下多层光学膜的一个性能度量称之为“增益”。光学膜的增益可以用来衡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热塑性双折射多层光学膜，包括：具有线性层分布的交替的第一层和第二层；其中所述热塑性双折射多层光学膜的两个外层均薄于350nm，但是厚于150nm；其中没有中间层厚于350nm；其中所述热塑性双折射多层光学膜的两个外层均包括与所述第一层或所述第二层相同的材料；并且其中所述热塑性双折射多层光学膜的最小平均分层大于100g/in。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.06 US 61/874,6581.一种热塑性双折射多层光学膜，包括：
具有线性层分布的交替的第一层和第二层；
其中所述热塑性双折射多层光学膜的两个外层均薄于350nm，
但是厚于150nm；
其中没有中间层厚于350nm；
其中所述热塑性双折射多层光学膜的两个外层均包括与所述第
一层或所述第二层相同的材料；并且
其中所述热塑性双折射多层光学膜的最小平均分层大于
100g/in。
2.根据权利要求1所述的热塑性双折射多层光学膜，其中没有中间层
厚于150nm。
3.根据权利要求1所述的热塑性双折射多层光学膜，其中所述交替的
第一层和第二层中的至少一者为取向的双折射...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修·B·约翰逊，亚当·D·哈格，马丁·E·登克尔，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US