低双折射光重新定向膜制造技术

本发明专利技术涉及一种聚合物光学膜，该光学膜包括在至少一个面上提供有整体光学特征的基底，所述特征具有形成脊线的两个或更多个面，所述光学膜透过正交偏振器的漏光小于１．０％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含多个聚合物整体特征的光重新定向聚合膜的形成。具体来 说，涉及具有低光学双折射的光重新定向膜。
技术介绍
光重新定向膜通常是薄的透明光学膜或基片，它们使得通过所述膜的光重 新分布，使得离开所述膜的光的分布更加垂直于膜的表面。通常，重新定向膜 在膜的光离开表面上提供有有序的棱柱形凹槽，透镜形凹槽，或者锥体，改变 离开所述膜的光线的膜/空气界面角度，使得入射光的分布的一些分量在垂直于 凹槽折射表面的平面内传送，沿着更垂直于膜表面的方向重新分布。例如，这 种光重新定向膜被用来改进液晶显示器、便携式计算机、文字处理机、航空电子显示器、手机、PDA等的亮度，使得显示器亮度更高。当将现有的光重新定向膜与液晶或其它显示器一起使用时，这种现有的光 重新定向膜会出现可见的莫阿图案(Moir6pattern)。所述光重新定向膜的表面元 件与背光组件中所用的其它光学薄膜、光波导板背部上的印刷点或三维元件图 案、或显示器的液晶部分内的像素图案相互作用，产生不希望的莫阿干涉效应。 本领域已知的减小莫阿干涉的方法是以相对于所述光重新定向膜自身或相对 于显示器成一定角度地切割该光重新定向膜，利用线性阵列元件的宽度使线性 阵列随机化，周期性地改变线性阵列的高度，在所述薄膜上线性阵列的相反侧 上增加扩散层，或使所述线性阵列的脊部成圆形。减小莫阿干涉的上述技术还 导致同轴亮度减小，或不能完全解决莫阿干涉问题。莫阿干涉和同轴亮度往往 是相关的，这意味着在系统中同轴增益高的薄膜往往具有高的莫阿干涉。能够 降低莫阿干涉的同时维持较高的同轴增益将是有益的。美国专利5,919,551(小Cobb等)要求了一种线性阵列膜的权利，其具有可变 节距(pitch)的峰和/或沟槽来减小莫阿干涉图案的可见性。所述节距变化可以发 生在相邻的峰和/或谷组成的若干组之间，或在相邻的一组峰和/或谷之间。尽管这种线性阵列元件的节距变化确实会减小莫阿干涉，但是薄膜的线性元件仍 然与显示器的液晶部分内的电子器件以及背光光波导上的点图案发生相互作 用。需要破坏元件的线性阵列来减小或消除这种相互作用。美国专利6,354,709揭示了一种具有线性阵列的薄膜，所述线性阵列的高度 沿着其脊线(ridgdine)变化并且所述脊线也从一侧至另一侧发生波动(move)。尽 管所述薄膜确实会重新定向光线并且其沿着脊线变化的高度也可略微减小莫 阿干涉，但是希望有这样一种薄膜，当其用在系统中时，能明显减小薄膜的莫 阿干涉，同时维持适当的高同轴增益。美国专利申请2001/0053075(Parker等)公开了整体特征在重新定向光线中 应用。令人惊讶的是，已经发现对于某些Parker等人没有考虑的显示器构造， 通过小心选择整体特征的设计参数，可以得到出乎意料的同轴增益和莫阿干涉 减小之间的平衡。美国专利6,583，936(Kaminsky等)揭示了用于微复制聚合物光漫射透镜的有 图案的辊。该有图案的辊通过以下方式产生首先向所述辊喷洒多种尺寸的颗 粒，然后是产生微米结(micro-nodule)的铬处理工艺。所述辊的制造方法很适合 于用于漫射入射光能的光漫射透镜。通过光重新定向膜的光透射性是一个关键的参数，这是因为高的光透射性 使得在光源的光能透射到观察者的眼睛的时候，使用光重新定向膜的显示器屏 幕很明亮。人们一直需要具有高的光透射度的光重新定向膜。具有高结晶度的 聚合物通常具有比结晶度较小的聚合物更低的光透射性。聚合物中的结晶度造 成聚合物中折射率有很小的差异，使得折射率变化之间发生低效的折射，从而 造成光透射性的损失。无定形的聚合物或者结晶度小于10%的聚合物是光学透 明的，因此作为光重新定向膜具有显著的商业价值。双折射聚合物是具有以下性质的聚合物其在膜平面内的折射率不同，或 者在平面和厚度轴之间是不同的。双折射是材料的折射率随方向的差异。其为 各向同性的相反意思。大部分聚合物是光学各向异性的，这是因为长的大分子 链的性质造成的。根据化学结构，大分子可具有正的或负的双折射。主链中包 含芳族化合物的聚合物通常具有正的双折射，这是因为与横向相比，沿着链轴 具有大的极化能力造成的。使聚合物在挤出或模塑的过程中流动；因此，由于 链取向和残余应力，最终产物经常是高度双折射的。这种引发的双折射会在许 多光学应用(例如激光盘片、电子器件和CD)中造成人们所不希望的影响。常规的双折射材料包括具有非对称原子间距的晶体(例如方解石，蓝宝石)和取向的 聚合物膜。一些薄的聚合物膜具有低的平面内双折射和较髙的平面外双折射。在这些 膜中，在不同的入射角获得数据，可用来表征平面内双折射和平面外双折射， 用于合适的视角补偿。双折射是LCD显示器的一个问题。LCD显示器使用平面偏振光，由于双折射造成的向椭圆偏振的变化降低了显示器的对比度和其它视觉特征。另外，在LCD器件中用来增大轴亮度的反射偏振器通常与LCD显示器件中使用的吸收偏 振器相邻。光的透射的偏振态的任意显著变化都能导致亮度损失。包含有序的 或随机的棱柱结构的常规光定向膜具有高度的双折射，这是因为常规的光定向 膜包括至少一层取向的聚合物(例如聚酯)从而为光学膜提供刚性。美国专利第5,580，950号揭示了一类具有刚性棒骨架的可溶性聚合物，当用 它们来浇注膜的时候，会发生自发取向过程，从而聚合物骨架会或多或少变得 沿着平行于膜表面的方向对齐。这种平面内取向得到表现出负的双折射的膜。 通过选择聚合物骨架主链中的亚取代基，改变这类聚合物的骨架线性和刚性， 从而控制平面内取向程度，从而控制负的双折射的大小。通过增大聚合物骨架 的线性和刚性，可以增大平面内取向程度和相关的负的双折射，相反地，通过 减小聚合物骨架的线性和刚性，可以减小负的双折射。美国专利第5，759，756号揭示了一种照相载体，其包括透明非晶态聚合物的 芯层，该聚合物的玻璃化转变温度不同于聚合物外皮层，使得在拉伸之后，芯 的结晶度低于外皮层。美国专利第6,lll,696号(Allen等人)揭示了一种亮度提高膜，这种膜包含设 置在连续的双折射基质中的聚合物颗粒分散相，其与光定向材料相结合，使得 能够控制从照明设备发射的光。美国专利第6，111，696号中所揭示的聚合物膜是 定向的，以便有意地增大聚合物膜中的双折射，以反射可见光能的一种偏振态。本专利技术将要解决的问题人们需要一种光重新定向膜，这种光重新定向膜具有高轴亮度，同时会减 小不希望有的莫阿图案，使得在观看显示器件的时候，不会观察到莫阿图案。 另外，人们需要具有低双折射的光重新定向膜。专利技术概述本专利技术的一个目的是提供一种光重新定向膜，其能够减小莫阿干涉，同时 保持高的光增益。另一个目的是提供一种光重新定向膜，其具有低的巻曲倾向。 另一个目的是提供一种光学膜，其能够提供高的显示器件亮度。 通过一种聚合物光学膜实现了本专利技术的这些目的和其它目的，所述光学膜包括在至少一个面上提供有整体光学特征(feature)的基底(base)，所述特征具有 形成脊线的两个或更多个面，所述光学膜通过正交偏振器的漏光小于1.0%。本专利技术有益的效果本专利技术提供了由单独的光学元件制造的低双折射光重新定向膜，其在用于 液晶系统的时候能够显著减少莫阿干涉，同时保持较高的同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物光学膜，其包括在至少一个面上提供有整体光学特征的基底，所述特征具有形成脊线的两个或更多个面，所述光学膜通过正交偏振器的漏光小于１．０％。

【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：RP布尔德莱斯，CJ布里基，SJ尼尔巴施，
申请(专利权)人：罗门哈斯丹麦金融有限公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]