偏振器膜制造技术

本文公开了多层光学膜，该多层光学膜可用作偏振器或反射镜膜并且可结合到光学叠堆中。该光学膜包括多个交替的聚合物型第一干涉层和第二干涉层，该多个交替的聚合物型第一干涉层和第二干涉层的数量大于50并设置在第一表层和第二表层之间，并且与该第一表层和该第二表层整体地形成，该第一干涉层和该第二干涉层中的每一者具有小于250nm的平均厚度。该第一干涉层和该第二干涉层及该第一表层和该第二表层是包含聚酯的组合物。表层是包含聚酯的组合物。表层是包含聚酯的组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】偏振器膜


[0001]本公开涉及多层光学膜。

技术介绍

[0002]聚合物膜用于多种多样的应用。聚合物膜的一种具体用途是用于控制光的光学膜中。控制光的光学膜的示例包括反射给定偏振态或波长范围的光的反射镜和反射偏振器。这种反射膜例如结合液晶显示器中的背光源一起使用以增强亮度。可将反射偏振膜放置在用户与背光源之间以使变为图像的偏振态再循环，从而增加亮度。可将反射镜膜放置在背光源后面以使光朝向用户反射；从而增强亮度。偏振膜的另一种用途是用于减少光强度和眩光的制品(诸如太阳镜)中。
[0003]在制造偏振器膜或反射镜膜中可用的一种类型的聚合物是聚酯。基于聚酯的偏振器的一个示例包括不同组成的聚酯层的叠堆。这种层叠堆的一种构型包括第一组双折射层和第二组具有各向异性折射率的层。第二组层与双折射层交替层叠而形成一系列用于反射光的界面。

技术实现思路

[0004]本文公开了多层光学膜(MOF)，该MOF可用作反射偏振器或反射镜膜并且可结合到光学叠堆中。在一些实施方案中，光学膜(100)包括多个交替的聚合物型第一干涉层(10)和第二干涉层(20)，该多个交替的聚合物型第一干涉层和第二干涉层的数量大于50并设置在第一表层(30)和第二表层(40)之间，并且与第一表层和第二表层整体地形成，第一干涉层和第二干涉层中的每一者具有小于约250nm的平均厚度。第一表层和第一干涉层具有包含聚酯的相应第一组合物和第二组合物。第二表层包含至少70重量％的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)并且具有大于约50微米的平均厚度。对于基本上垂直入射的光(50)并且对于至少从约430nm延伸到至少约600nm的预定波长范围(60)内的每个波长而言，光学膜对于第一偏振态(Px)具有至少40％的光学反射率。相邻的第一干涉层和第二干涉层在平面中具有相应折射率：沿着第一偏振态的n1x和n2x；沿着正交的第二偏振态(Py)的n1y和n2y；以及沿着与第一偏振态和第二偏振态正交的z轴的n1z和n2z。对于预定波长范围内的至少一个波长(61)而言：n1x比n1y和n1z中的每一者大至少0.14；n1y和n1z之间的差值大于约0.07；n2x、n2y和n2z之间的最大差值小于约0.01；并且n1x和n2x之间的差值大于约0.14。
[0005]本专利技术还公开了光学叠堆。在一些实施方案中，光学叠堆(200)包括具有多个结构(111)的结构化膜(110)，每个结构包括在峰(114)处相交的相对小面(112,113)；设置在这些结构的峰上的上述多层光学膜；以及将光学膜粘结到这些结构的峰的第一粘合剂层(120)，如根据ASTM D790标准所测定的，该光学叠堆具有大于约1500MPa的挠曲模量。
附图说明
[0006]结合附图，参考以下对本公开的各种实施方案的详细说明，能够更全面地理解本
公开，其中：
[0007]图1是本公开的多层光学膜的剖视图。
[0008]图2是本公开的光学叠堆制品的剖视图。
[0009]虽然本公开可被修改成各种修改形式和可供选择的形式，但是其具体细节已经以举例的方式在附图中示出，并且将做详细的描述。然而应当理解，其目的并非将本公开限制于所描述的具体实施方案。相反，本专利技术的目的在于涵盖所附权利要求书限定的本专利技术的精神和范围内的全部修改形式、等同形式和替代形式。
具体实施方式
[0010]聚合物膜用于多种多样的应用。聚合物膜的一种具体用途是用于反射给定偏振态或波长范围的光的反射镜和反射偏振器中。这种反射膜例如结合液晶显示器中的背光源一起使用以增强亮度。可将反射偏振膜放置在用户与背光源之间以使变为图像的偏振态再循环，从而增加亮度。可将反射镜膜放置在背光源后面以使光朝向用户反射；从而增强亮度。偏振膜的另一种用途是用于减少光强度和眩光的制品(诸如太阳镜)中。
[0011]在制造偏振器膜或反射镜膜中可用的一种类型的聚合物是聚酯。基于聚酯的偏振器的一个示例包括不同组成的聚酯层的叠堆。这种层叠堆的一种构型包括第一组双折射层和第二组具有各向异性折射率的层。第二组层与双折射层交替层叠而形成一系列用于反射光的界面。
[0012]通常期望多层反射偏振器膜包括相对较厚且刚性的外层以用于增加这些膜的刚度和可操作性，特别是因为多层反射偏振器膜的单独层非常薄(通常55至130纳米)并且在一些情况下存在相对较少的层。通常，将相对较厚且刚性的外层层压至多层反射偏振器膜。将外层层压至多层反射偏振器膜存在许多缺点。层压是膜制品的形成中的额外步骤，因此可给膜制品的制备增加成本和制造时间。另外，层压可增加膜制品的缺陷。通常需要粘合剂将外层粘附到多层反射偏振器膜，这又增加了所制备的制品的成本，并且粘合剂层的存在可不利地影响所形成的制品的光学特性。另外，通常外层由聚合物材料(诸如聚碳酸酯或聚酯)制备，这往往会增加膜制品的费用。如上所提及，外层相对较厚以向所形成的制品提供期望的刚度，因此外层构成所形成的制品的质量的相当大部分。
[0013]期望在光学膜(诸如反射镜和反射偏振器膜)中利用相对便宜的聚酯材料。然而，为了实现期望的光学效应并且通过共挤出来制备光学膜，聚酯材料有着诸多问题。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)不可与典型反射偏振器(RP)共拉伸。在典型RP中，高折射率光学器件(HIO)材料是聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或共聚萘二甲酸乙二醇酯(CoPEN)，其中高摩尔分数的二酸是萘二甲酸酯(NDC)(>75摩尔％)。如果将PET与RP共拉伸，则所需的温度非常高(根据美国专利5,882,774，约137至160℃)，使得PET在被拉伸之前发生结晶。这种类型的结晶通常被称为热诱导结晶而不是应变诱导结晶。由于多种原因，该热结晶的PET是不期望的。热结晶的PET因存在大晶粒而是浑浊的，其在拉幅机中拉伸时往往会在完全伸长之前断裂，并且其没有应变硬化的PET的优异机械特性(高模量和晶体)。反射偏振器的一维取向的典型温度是137至160℃(基于美国专利5,882,774中HIO为PEN的示例)。多层反射偏振器通常使用由PEN或CoPEN构成的HIO，该PEN或CoPEN由90摩尔％或更多的NDC构成。对于更冷的温度而言，HIO将断裂或为浑浊的。PET的典型一维取向温度是95℃(参见美国专利9,664,
834)。因此，在用于展现出RP所需的高双折射率的HIO与对于刚性膜而言具有低成本和良好机械特性的PET之间明显在取向温度上没有重叠。因此，PET在本公开的膜中的用途是出乎意料的。
[0014]在本公开中，描述了包括多层反射偏振器膜的光学膜，该多层反射偏振器膜包括表层，该表层由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的聚酯材料制备，并且与光学活性微层共挤出，因此不需要附加外层层压。多层反射偏振器膜可以是反射基本上所有光的反射镜状膜，或反射一个极性的光并且透射正交极性的光的反射偏振器膜。表层中的聚酯材料允许通过共挤出来制备光学膜，因此避免了层压工艺的额外成本和时间。另外，相对于使用更昂贵的表层形成的制品而言，PET材料的相对较低的成本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学膜，所述光学膜包括多个交替的聚合物型第一干涉层和第二干涉层，所述多个交替的聚合物型第一干涉层和第二干涉层的数量大于50并设置在第一表层和第二表层之间，并且与所述第一表层和所述第二表层整体地形成，所述第一干涉层和所述第二干涉层中的每一者具有小于约250nm的平均厚度，所述第一表层和所述第一干涉层具有包含聚酯的相应第一组合物和第二组合物，所述第二表层包含至少70重量％的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)并且具有大于约50微米的平均厚度，对于基本上垂直入射的光并且对于至少从约430nm延伸到至少约600nm的预定波长范围内的每个波长而言，所述光学膜对于第一偏振态具有至少40％的光学反射率，相邻的第一干涉层和第二干涉层在平面中具有相应折射率：沿着所述第一偏振态的n1x和n2x，沿着正交的第二偏振态的n1y和n2y，以及沿着与所述第一偏振态和所述第二偏振态正交的z轴的n1z和n2z，使得对于所述预定波长范围内的至少一个波长而言：n1x比n1y和n1z中的每一者大至少0.14；n1y和n1z之间的差值大于约0.07；n2x、n2y和n2z之间的最大差值小于约0.01；并且n1x和n2x之间的差值大于约0.14。2.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述第一表层和所述干涉层包含聚酯，所述聚酯具有在约20摩尔％至60摩尔％的环己烷二甲醇和约40摩尔％至80摩尔％的乙二醇之间的二醇部分。3.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述第二表层具有大于约150微米的平均厚度。4.根据权利要求1所述的光学膜，所述光学膜整体地形成并且具有大于约250微米的平均厚度。5.根据权利要求1所述的光学膜，其中将所述多个交替的聚合物型第一干涉层和第二干涉层及所述第一表层和所述第二表层共挤出。6.根据权利要求5所述的光学膜，其中将所述多个交替的聚合物型第一干涉层和第二干涉层及所述第一表层和所述第二表层进一步在约190℉和220℉之间的温度下共拉伸。7.根据权利要求1所述的光学膜，所述光学膜还包括光漫射层，所述光漫射层设置在所述第一表层上并与所述多个交替的聚合物型第一干涉层和第二干涉层相背对，其中将所述光漫射层与所述多个交替的聚合物型第一干涉层和第二干涉层及所述第一表层和所述第二表层共挤出。8.一种光学膜，所述光学膜包括多个交替的聚合物型第一干涉层和第二干涉层，所述多个交替的聚合物型第一干涉层和第二干涉层的数量大于100并设置在第一表层和第二表层之间，并且与所述第一表层和所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：