CN101189535B - 具有可剥离型粗糙界面层的光学体 - Google Patents

具有可剥离型粗糙界面层的光学体 Download PDF

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Abstract

本发明披露了一种光学体，该光学体包含：第一光学膜、第二光学膜、以及被设置于第一光学膜和第二光学膜之间的至少一个可剥离型粗糙界面层。本发明还披露了一种光学体，该光学体具有可剥离界面层，该可剥离界面层被设置于第一光学膜和第二光学膜之间，并且包含第一聚合物以及与该第一聚合物基本不可混溶的第二聚合物。本发明还提供了制造光学体的方法，该方法包括拉伸所述光学体。

Description

具有可剥离型粗糙界面层的光学体
技术领域
本发明公开涉及光学体及光学体的制造方法。
背景技术
光学膜(包括聚合物单层光学膜、聚合物多层光学膜以及含有分散相和连续相的聚合物光学膜)被广泛用于多种用途中。聚合物光学膜的示例性应用包括显示装置，例如设置在移动电话、个人数字助理、计算机、电视机以及其它装置内的液晶显示器(LCD)。公知的聚合物光学膜包括反射偏振膜，例如VikuitiTM反射式偏光增亮膜(DBEF)和VikuitiTM漫反射式偏振膜(DRPF)，它们都可得自3M公司。其它公知的聚合物光学膜包括反射片，例如VikuitiTM增强型镜面反射片(ESR)，它也可得自3M公司。
作为偏振片或者反射镜使用的聚合物多层光学膜通常包含一层或多层第一光学层以及一层或者多层第二光学层。除了第一和第二光学层以外，一些传统的多层膜还包含一层或者多层非光学层，例如位于光学层组之上或之间的一层或者多层保护性界面层。通常，非光学层与聚合物多层光学膜形成一体从而使得由第一和第二光学层所透射、偏振或者反射的光中的至少一部分也穿过这些非光学层。这种非光学层可以保护光学层免受损坏、有助于共挤出加工和/或增强光学膜的后处理机械性能。因此，在这种传统的光学膜中，通常重要的是在所关注的波长区域内非光学层不对光学膜的反射性能产生实质性的影响。
发明概述
在一个方面中，本发明公开涉及这样的光学体，该光学体包含第一光学膜、第二光学膜、以及被设置于第一光学膜和第二光学膜之间的至少一个可剥离型粗糙界面层。
在另一个方面中，本发明涉及这样的光学体，该光学体包含第一光学膜、第二光学膜、以及被设置于第一光学膜和第二光学膜之间的可剥离界面层。在这种示例性实施方案中，可剥离界面层包含第一聚合物和与该第一聚合物基本不可混溶的第二聚合物。
本发明公开还涉及光学体的制造方法。一种示例性方法包括以下步骤：提供在第一光学膜和第二光学膜之间具有至少一个可剥离型粗糙界面层的光学体；以及拉伸该光学体。
根据本发明公开的另一种示例性的制造光学体的方法包括以下步骤：提供在第一光学膜和第二光学膜之间具有至少一个可剥离界面层的光学体，其中所述的可剥离界面层包含第一聚合物和与该第一聚合物基本不可混溶的第二聚合物；以及拉伸所述的光学体。
根据本发明公开的另一种示例性的制造光学体的方法包括以下步骤：提供这样的光学体，该光学体包含第一光学膜、第二光学膜、以及被设置于第一光学膜和第二光学膜之间的至少一个可剥离型粗糙界面层；将所述的光学体输送到拉伸区域；在纵向上沿着大体发散的路径输送所述光学体的相对边缘的同时，拉伸所述光学体以增大所述光学体的横向尺寸。在这种示例性的方法中，在拉伸过程中，所述大体发散的路径被构造和布置成可提供满足以下关系的纵向拉伸比(MDDR)、法线方向拉伸比(NDDR)和横向拉伸比(TDDR)，所述关系为：
MDDR＝NDDR＝(TDDR)-1/2。
根据本发明公开的另一种示例性的制造光学体的方法包括以下步骤：提供这样的光学体，该光学体包含第一光学膜、第二光学膜、以及被设置于第一光学膜和第二光学膜之间的至少一个可剥离型粗糙界面层；在夹持所述光学体的相对边缘部分的同时，沿纵向输送位于拉伸机内的光学体；以及通过沿着发散的非线性路径移动相对的边缘部分来拉伸位于拉伸机内的光学体。在这种示例性的方法中，在对所述光学体进行拉伸的过程中，所述膜的纵向上的速度以大约λ1/2这样一个系数降低，其中λ为横向拉伸比。
附图说明
下面，参照附图详细说明本发明的示例性实施方案，以使本发明所属领域的普通技术人员将更容易地理解怎样实施和使用本发明，其中：
图1是根据本发明公开的示例性实施方案构造的光学体的示意性局部剖视图；
图2是根据本发明公开的另一个示例性实施方案构造的光学体的示意性局部剖视图；
图3是根据本发明公开的另一个实施方案构造的光学体的示意性局部剖视图；
图4示出单轴拉伸光学体；以及
图5是可以用于制造根据本发明公开的光学体的装置的示意性顶视图。
发明详述
如以上所概述，本发明公开提供了包含一层或更多层可剥离界面层的光学体以及该光学体的制造方法。根据本发明公开的原理，各个可剥离界面层与至少一片光学膜相连。在一些示例性实施方案中，可将一层或更多层可剥离界面层制成粗糙状，并通过(例如)共挤出具有可剥离型粗糙界面层的光学膜或对其进行取向或者通过其它合适的方法将该一层或多层可剥离界面层用于赋予一片或多片光学膜以表面纹理。可以按照与2004年10月29日提交的标题为“OpticalBodies and Methods for Making Optical Bodies”的美国专利申请No.10/977,211(Hebrink等人共同拥有)中所述的可剥离型粗糙表层基本相同的方式来构造一层或更多层可剥离型粗糙界面层、并使用所述的一层或更多层可剥离型粗糙界面层，将上述专利申请的与本发明公开内容保持一致的那部分内容以引用方式并入本文。
在本发明公开的典型的实施方案中，可剥离层与一片或更多片光学膜相连，使得在诸如拉伸之类的初始加工过程中，或者在一些示例性实施方案中还包括随后的存放、处理、封装、运送和/或转换过程中，可剥离层能够保持附着在所述的一片或多片光学膜上，但是在需要时使用者可以将其剥离或者除去。例如，可以在拉伸光学体之后立即除去可剥离的界面层并分离光学膜，或者在即将把一个或更多个光学膜元件安装到显示装置之前除去可剥离的界面层并分离光学膜。优选的是，在不施加过多的力、不损坏光学膜或使光学膜受到可剥离界面层的大量残余颗粒的污染的条件下把一层或更多层的可剥离界面层与一片或更多片光学膜分开。在其它示例性实施方案中，可以将本发明公开的光学体安装到显示装置中，并使至少一个可剥离界面层仍是完好的。该特征给其中可以使用本发明公开的光学体的成型体提供额外的挠性。
现在参照图1、图2和图3，这些图以简化的示意性形式示出本发明公开的示例性实施方案。图1是光学体10的示意性局部剖视图，其中光学体10包含第一光学膜20、第二光学膜30和设置在所述第一光学膜和所述第二光学膜之间的至少一个可剥离的界面层18。可剥离界面层的第一表面可以与光学膜20相邻设置，并且可剥离界面层的第二表面可以与光学膜30相邻设置。在其它示例性实施方案中，可剥离界面层可以与一片光学膜相邻设置，并且通过附加层与另外的光学膜分开，该附加层可以是附加的可剥离层，或者所述的附加层可以连接在相邻的光学膜上。当需要时，两层可剥离的界面层可以被设置在(例如)光学膜20和30之间，以使可剥离的界面层对相邻的光学膜20或30具有不同的附着作用。可任选的是，光学体10还可以包含一层或者更多层附加的可剥离界面层18(其被设置在光学膜20和30的外表面上并与仅仅一片光学膜相邻设置)、以及一个或多个外表层16。
可以有利地用于图1所示构造的材料的一个实例如下：(1)由55摩尔％的诸如萘二甲酸酯的二元酸类物质、45摩尔％的诸如对苯二甲酸二甲酯的二元酸类物质、4摩尔％的二醇中的己二醇和96摩尔％乙二醇制成的第一光学层12；(2)由聚萘二甲酸乙二醇酯制成的第二光学层14；(3)由聚丙烯制成的可剥离界面层18；以及(4)由75摩尔％的诸如萘二甲酸酯的二元酸类物质、25摩尔％的诸如对苯二甲酸二甲酯的二元酸类物质、4摩尔％的二醇中的己二醇和96摩尔％乙二醇制成的外表层16。
包含多于两片的光学膜的示例性光学体还可以包含设置在第一光学膜20和第二光学膜30与所述的附加光学膜之间、或者设置在附加光学膜(图中未示出)之间的附加的可剥离界面层(图中未示出)。例如，光学体10还可以包含与第二光学膜相邻设置的第三光学膜、和被设置在第二光学膜和第三光学膜之间的第二可剥离界面层。其它示例性实施方案可以包含多于三片(例如6、10或者更多)的光学膜。在根据本发明公开构造的光学体中使用的光学膜的数量取决于所用的设备和材料以及其它相关因素。此外，光学体10可以包含适合于特定应用的任何其它附加层。例如，光学膜20和光学膜30中的一者或两者还可以包含设置在光学膜和可剥离界面层之间、并形成光学膜的一部分的一层或更多层的亚表层。
在一些示例性实施方案中，光学膜20和光学膜30中的一者或两者可以是或者可以包含聚合物多层光学膜，例如多层反射偏振片。例如，一片或两片光学膜可以包含一层或更多层第一光学层12和一层或更多层第二光学层14。第一光学层12可以是单轴或双轴取向的双折射聚合物层。第二光学层14也可以是双折射的、并且是单轴或双轴取向的聚合物层。在其它示例性实施方案中，第二光学层14具有各向同性折射率，该各向同性折射率与取向后的第一光学层12的折射率中的至少一个不同。光学膜20和光学膜30中的一者或两者可以是或者可以包含含有分散相和连续相的聚合物光学膜，例如漫反射偏振片。在其它示例性实施方案中，光学膜20和光学膜30中的一者或两者可以是单层光学膜。
图2示出根据本发明公开另一个示例性实施方案构造的光学体40的示意性局部剖视图。光学体40包含第一光学膜50、第二光学膜60和设置在第一光学膜50和第二光学膜60之间的可剥离界面层48。在该示例性实施方案中，可剥离界面层48是包含连续相47和分散相49的可剥离型粗糙界面层。可以通过以下方法来形成分散相49：在合适的加工阶段将颗粒混入连续相47中或者将一种或多种不混溶的材料混入连续相47中，然后，优选的是，使所得物发生相分离并在可剥离的界面层材料与光学膜之间形成粗糙表面。对于一些应用而言，可能需要形成具有包含连续相和分散相的一层或更多层的界面层，在这种界面层中上述两相之间的界面足够弱以至于可以在进行膜取向或其它加工时形成空隙。这种空隙可以有助于在界面层和相邻的光学膜之间形成粗糙界面，在一些示例性实施方案中，这种空隙可以有助于形成非对称性表面结构物。可以通过谨慎地控制加工参数和拉伸比，或者通过选择性地使用相容剂来控制空隙的平均尺寸和纵横比。
图2以概括性简图的方式示出连续相47和分散相49，然而，实际上这两个相的外观可以是更不均匀和更不规则的。例如，图2所示的示意图应该被理解成涵盖了这样的实施方式：其中可剥离界面层包含第一聚合物和第二聚合物，所述第二聚合物与所述第一聚合物基本上是不混溶的，但是也不会形成清晰的分散区域。在一些示例性实施方案中，可剥离界面层48可以包含分散相或/和连续相的多个亚相。可剥离界面层48可以用来为光学膜50的与可剥离界面层48相邻设置的表面赋予具有凹陷50a的表面纹理、以及为光学膜60的与可剥离界面层48相邻设置的表面赋予具有凹陷60a的表面纹理。由此，可以在对具有可剥离界面层的光学膜进行共挤出、层叠和/或随后的拉伸过程中赋予所述的表面纹理。光学体40还可以包含图1所示或所描述的任意数量的膜或层、以及(在适用于特定应用时)任意的其它附加层。
图3示出根据本发明公开另一个示例性实施方案构造的光学体70的示意性局部剖视图。光学体70包含：第一光学膜80；第二光学膜90；可剥离界面层78，其包含连续相77和分散相79；以及光滑的可剥离界面层75，其可以与可剥离型粗糙界面层78形成为一体并且可以除去。可供选用的方式是，光滑的可剥离界面层75可以独立形成，和/或可以单独从可剥离型粗糙界面层78上除去。在一些示例性实施方案中，光滑界面层75可以包含至少一种与连续相77相同的材料。
可剥离界面层48可以用来为光学膜50的与可剥离界面层48相邻设置的表面赋予具有凹陷50a的表面纹理、以及为光学膜60的与可剥离界面层48相邻设置的表面赋予具有凹陷60a的表面纹理。由此，可以在对具有可剥离界面层的光学膜进行共挤出、层叠和/或随后的拉伸过程中赋予所述的表面纹理。当需要时，可以在光学膜80和90之间设置两层(例如)具有不同量的分散相的可剥离的粗糙层，以便赋予不同光学膜以不同程度的粗糙度。此外，光学体70可以包含图1和图2所示或所描述的任意数量的膜或层、以及(在适用于特定应用时)任意的其它附加层。
根据本发明公开构造的光学体所包含的可剥离界面层可以具有：第一主表面，其以可除去的方式附着在第一光学膜上；以及第二主表面，其以可除去的方式附着在第二光学膜上。然而，根据本发明公开构造的一些示例性光学体可包含至少一层界面层，该至少一层界面层具有：第一主表面，其以可除去的方式附着在第一光学膜上；以及第二主表面，其通过材料选择物而永久性地附着在第二光学膜上，所述的材料选择物使界面层和第二光学膜之间具有令人满意的结合力，从而使得可剥离界面层可以从第一光学膜上除去，但是不能从第二光学膜上除去。在一些实施方案中，多片光学膜中的一者可以被用作为了满足加工(共挤出加工或者膜处理和/或转换)需要而加入的表层，该表层光学膜可以在所述加工过程中的某一时刻被除去并被丢弃。
在另一个实施方案中，可以将界面层附着在第一光学膜和第二光学膜这两者上，并且通过剥离，该界面层可以分开，从而在第一光学膜和第二光学膜上形成由界面层材料构成的附加层。达到这种效果的一个方法是具有这样的界面层，该界面层是由两种或者更多种材料构成的多层材料，如上文所述的那样。在一些这样的示例性实施方案中，材料选择物包括与相邻的光学膜具有较强或较弱的附着作用的材料。对这些材料的选择将由相邻光学膜的材料组成决定。
图1、图2和图3所示的光学膜或层可以被构造成具有与所示的那些不同的相对厚度。
现在将更详细地说明本发明的其它方面。
光学膜
多种光学膜适用于本发明公开的实施方案。适用于本发明公开一些实施方案的光学膜可以包括：介电多层光学膜(其全部都由双折射光学层构成、部分由双折射光学层构成或者全部都由各向同性光学层构成)，例如DBEF和ESR；和连续/分散相光学膜，例如DRPF，其可以具有偏振片或反射镜的特性。适用于本发明公开实施方案的光学膜可以是或可以包括：漫射式微空隙反射膜，例如BaSO4填充的PET膜；或漫射式“白”反射膜，例如TiO2填充的PET膜。可供选用的方式是，光学膜可以是单一一层合适的透光性的各向同性或双折射材料，例如聚碳酸酯，并且光学膜可以包含或不包含体漫射体。本领域的普通技术人员容易理解的是，本文中描述的结构、方法和技术可适用于并可应用于其它类型的合适的光学膜。本文具体提及的光学膜仅仅是示意性的例子而不意味着是适用于本发明公开的示例性实施方案的光学膜的穷举。
更具体地说，适用于本发明公开实施方案的示例性光学膜包括多层反射膜，例如在美国专利No.5,882,774和6,352,761以及PCT公开No.WO95/17303、WO95/17691、WO95/17692、WO95/17699、WO96/19347和WO99/36262中所描述的那些，以上专利文献全部以引用方式并入本文。多层反射偏振片光学膜和连续/分散相反射偏振片光学膜根据至少两种不同材料(通常为聚合物)的折射率差来选择性地反射至少一个偏振方向的光。合适的漫反射偏振片包括：连续/分散相光学膜，其在(例如)美国专利No.5,825,543中有描述，该专利的内容以引用方式并入本文；和漫反射光学膜，其在(例如)美国专利No.5,867,316中有描述，该专利的内容以引用方式并入本文。适用于本发明公开的一些实施方案的、包含分散相和连续相的其它材料和光学膜在与本申请同日提交的标题为“Diffuse ReflectivePolarizing Films With Orientable Polymer Blends”(3M案卷No.60758US002)的共同拥有的申请中也有所描述，将该申请的与本发明公开保持一致的那部分公开内容以引用方式并入本文。
在一些实施方案中，一片或更多片光学膜是由布儒斯特角(p偏振光的反射率为0的角度)非常大或不存在布儒斯特角的聚合物层构成的多层叠堆。如本领域的普通技术人员所知，多层光学膜可以被制成这样的多层反射镜或者偏振片，该多层反射镜或者偏振片针对p偏振光的反射率随着入射光偏离法线的角度的增大而缓慢减小、不变或者增大。本文将多层反射光学膜作为例子来说明本发明光学膜的结构及本发明光学膜的制造和使用方法。如上所述，本文中描述的结构、方法和技术可适用于并可应用于其它类型的合适的光学膜。
例如，可以通过交替设置(例如交替插入)单轴取向的双折射第一光学层(或双轴取向的双折射第一光学层)和第二光学层来制造合适的多层光学膜。在一些实施方案中，第二光学层具有与经取向的层的面内折射率之一基本相等的各向同性折射率。两种不同光学层间的界面形成光反射平面。在与两种层的折射率基本相等的方向平行的平面内偏振的光基本被透射。在与两种层的折射率不同的方向平行的平面内偏振的光至少被部分反射。可通过增加层数或者通过增大第一种层与第二种层之间的折射率差来增大反射率。
具有多层的膜可以包括具有不同光学厚度的层，以便在一定的波长范围内增大膜的反射率。例如，膜可以包括成对的层，其中可以对它们各自进行调整(例如对垂直入射光)，以便对特定波长的光达到最佳反射。通常，适用于本发明某些实施方案的多层光学膜具有大约2到5000个光学层、一般具有大约25到2000个光学层、通常具有大约50到1500个光学层或者大约75到1000个光学层。一些示例性实施方案包含大约825个或者更少的光学层、大约600个或者更少的光学层、大约275个或者更少的层、甚至大约100个或者更少的光学层。光学层的数量取决于用途。还应该理解的是，尽管可能仅仅描述了单一一个多层叠堆，但是多层光学膜可以由随后被组合成膜的多个叠堆或者不同种类的光学膜制成。
可以通过将单轴取向的第一光学层与具有各向同性折射率(与经取向的层的面内折射率之一基本相等)的第二光学层结合起来而制成反射偏振片。可供选用的方式是，两种光学层都由双折射聚合物形成并经过拉伸工艺取向，使得其在单一一个面内方向上的折射率基本相等。两种光学层之间的界面形成针对某一种偏振状态的光的光反射平面。在与两种层的折射率基本相等的方向平行的平面内偏振的光基本被透射。在与两种层的折射率不同的方向平行的平面内偏振的光至少被部分反射。
对于具有各向同性折射率或者面内双折射率较小(例如对于632.8nm的光，面内双折射率不超过大约0.07)的第二光学层的偏振片而言，第二光学层的面内折射率(nx和ny)与第一光学层的一个面内折射率(例如ny)基本相等。因此，第一光学层的面内双折射率是多层光学膜的反射性的指标。通常发现，面内双折射率越大，多层光学膜的反射性越好。通常，在取向后第一光学层针对632.8nm的光的面内双折射率(nx-nv)大约为0.04或者更大，针对632.8nm的光大约为0.1或者更大，针对632.8nm的光大约为0.15或者更大，优选为针对632.8nm的光为大约0.2或者更大，更优选为针对632.8nm的光为大约0.3或者更大。如果第一和第二光学层的面外折射率(nz)相等或者几乎相等，则多层光学膜还具有较优的斜角反射性(off-anglereflectivity)。相同或相似的设计因素适用于包含分散聚合物相和连续聚合物相的漫反射偏振片。
可使用至少一种单轴双折射材料来生产反射镜，在这种材料中，有二个折射率(通常沿着x和y轴，或者称为nx和ny)近似相等，并且这两个折射率不同于第三折射率(通常沿着z轴，或者称为nz)。x和y轴定义为面内轴，因为它们表示多层膜内给定层的平面，并且其各自的折射率nx和ny被称为面内折射率。创建单轴双折射系统的一个方法是，对多层聚合物膜进行双轴取向(沿着两个轴拉伸)。如果相邻层具有不同的应力诱导的双折射，则多层膜的双轴取向会导致在与这两个轴平行的平面上相邻层的折射率之间产生差异，从而对两个偏振面上的光都产生反射。
在第一光学层是单轴或双轴取向的双折射聚合物层的情况下，通常选择第一光学层的聚合物使之能够在拉伸时形成大的双折射。根据应用的情况，可以在膜平面内的两个正交方向之间形成双折射、在一个或多个面内方向与垂直于该膜平面的方向之间形成双折射、或者为其组合。第一聚合物应在拉伸后保持双折射，以能够赋予最终的膜以期望的光学性质。第二光学层可以是双折射并且是单轴取向或双轴取向的聚合物层，或者第二光学层可具有与第一光学层取向之后的折射率中的至少一个不同的各向同性折射率。在后一种情况下，第二层的聚合物在拉伸时应该几乎不形成或完全不形成双折射，或者第二层的聚合物形成相反的双折射(正-负或者负-正)，从而使得在成品膜中膜平面内的折射率与第一光学层聚合物的折射率二者之差尽可能的大。
适用于制造本发明公开示例性实施方案中使用的光学膜的材料包括诸如聚酯、共聚聚酯和经改性的共聚聚酯之类的聚合物。在本文中，术语“聚合物”可以被理解为包括均聚物和共聚物，以及可以通过(例如)共挤出或者反应(例如包括酯交换反应)形成的可混溶的共混物形式的聚合物或者共聚物。术语“聚合物”和“共聚物”包括无规共聚物和嵌段共聚物。
可用于本发明公开的光学膜中的示例性聚合物包括聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。通常选择PEN用于第一光学层中。另外的适用于第一光学层中的聚合物包括(例如)聚2，6-萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、和它们的共聚物。适用于光学膜中并且特别适用于第一光学层中的其它材料在(例如)美国专利No.5,882,774、6,352,761和6,498,683以及美国专利申请No.09/229724、09/232332、09/399531和09/444756中有所描述，上述专利文献的内容以引用方式并入本文。适用于第一光学层的示例性coPEN是这样的coPEN：其具有衍生自90摩尔％萘二甲酸二甲酯和10摩尔％对苯二甲酸二甲酯的羧酸酯亚单元和衍生自100摩尔％乙二醇亚单元的二醇亚单元，并且其特性粘度(IV)为0.48dL/g。另一种有用的聚合物是特性粘度为0.74dL/g的PET，其可得自EastmanChemical公司(位于美国田纳西州Kingsport市)。
应该选择适用于第二光学层的一种或多种聚合物，使得在成品膜中，第二光学层在至少一个方向上的折射率与第一光学层在相同方向上的折射率显著不同。此外，应该理解的是，对第二聚合物的选择不仅取决于所研究的光学膜的预期应用，而且还取决于对第一聚合物所做的选择以及加工条件。
可以使用多种这样的聚合物制成第二光学层：其玻璃化转变温度与第一光学层的玻璃化转变温度一致并且其折射率与第一聚合物的各向同性的折射率近似。除了上述coPEN共聚物以外，其它适用于光学膜特别是第二光学层的聚合物的例子包括乙烯基聚合物和由以下单体形成的共聚物，所述单体例如有乙烯基萘、苯乙烯、顺丁烯二酸酐、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。这种聚合物的例子包括聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯(例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))和等规或间规聚苯乙烯。其它聚合物包括缩聚物，例如聚砜、聚酰胺、聚氨酯、聚酰胺酸和聚酰亚胺。此外，第二光学层可以由诸如聚酯和聚碳酸酯之类的聚合物和共聚物形成。
其它合适的示例性聚合物(特别是用于第二光学层的聚合物)包括：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)均聚物，例如可得自位于美国特拉华州Wilmington市的Ineos Acrylics公司、商品名为CP71和CP80的那些；或者玻璃化转变温度低于PMMA的聚甲基丙烯酸乙酯(PEMA)。其它第二聚合物包括：PMMA共聚物(coPMMA)，例如由75重量％的甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体和25重量％的丙烯酸乙酯(EA)单体制成的coPMMA(可得自Ineos Acrylics公司，商品名为Perspex CP63)、由MMA共聚单体单元和甲基丙烯酸正丁酯(nBMA)共聚单体单元形成的coPMMA、或者由PMMA与聚(偏二氟乙烯)(PVDF)(例如可得自位于美国得克萨斯州Houston市的Solvay Polymers公司，商品名为Solef 1008)形成的混合物。
其它合适的聚合物(特别是用于第二光学层的聚合物)包括：聚烯烃共聚物，例如聚(乙烯-co-辛烯)(PE-PO)(可得自Dow-DupontElastomers公司，商品名为Engage 8200)、聚(丙烯-co-乙烯)(PPPE)(可得自位于美国得克萨斯州Dallas市的Fina Oil and Chemical公司，商品名为Z9470)、以及由无规立构聚丙烯(aPP)与等规聚丙烯(iPP)形成的共聚物。光学膜还可以包含(例如在第二光学层中)官能化的聚烯烃，例如线性低密度聚乙烯-g-马来酸酐(LLDPE-g-MA)(例如可得自位于美国特拉华州Wilmington市的E.I.duPont deNemours&Co.，商品名为Bynel 4105)。
在偏振片的情况中示例性的材料组合包括PEN/co-PEN、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/co-PEN、PEN/sPS、PEN/Eastar和PET/Eastar，其中“co-PEN”是指基于萘二甲酸(如上所述)的共聚物或共混物，而Eastar是指可购自Eastman Chemical公司的聚对苯二甲酸环己二甲酯。在反射镜的情况中示例性的材料组合包括PET/coPMMA、PEN/PMMA或PEN/coPMMA、PET/ECDEL、PEN/ECDEL、PEN/sPS、PEN/THV、PEN/co-PET和PET/sPS，其中“co-PET”是指基于对苯二甲酸(如上所述)的共聚物或共混物，ECDEL是可购自EastmanChemical公司的热塑性聚酯，而THV是可购自3M公司的含氟聚合物。PMMA指聚甲基丙烯酸甲酯而PETG指使用了第二二元醇(通常为环己烷二甲醇)而形成的PET共聚物。sPS指间规立构聚苯乙烯。可以使用非聚酯类的聚合物制成偏振膜。例如，可以将聚醚酰亚胺与聚酯(例如PEN和coPEN)一起使用来制成多层反射镜。可以使用其它聚酯/非聚酯的组合，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯(例如，可得自位于美国密歇根州Midland市Dow Chemical公司的商品名为Engage 8200的那些)。
通常，根据本发明公开构造的光学体所包含的光学膜是薄的，但是在其它示例性实施方案中，它们可以为所需的那样厚。合适的膜可以具有多种厚度，但是通常合适的膜包括这样的膜，其厚度为小于15密耳(大约380微米)、一般为小于10密耳(大约250微米)、更一般为小于7密耳(大约180微米)，有时为小于5密耳、小于1.5密耳、甚至小于1密耳(例如0.7密耳)。在加工过程中，可以通过挤出涂敷或共挤出法使尺寸稳定的层被引入到光学膜中。本发明公开的光学膜还可以包括可任选的其它光学层或非光学层，例如位于光学层组之间的一个或多个不可剥离的保护性界面层。非光学层可以是适用于具体应用的任何合适的材料，并且非光学层可以是或者可以包含在光学膜的其余部分中使用的至少一种材料。
在一些示例性实施方案中，中间层或亚表层可以与光学膜或者与光学膜的一个或更多个外表面形成为一体。通常，通过与光学膜共挤出(例如使第一光学层和第二光学层以一体方式形成和结合)来形成一个或更多个亚表层。一个或多个亚表层可以包含含有连续相和分散相的不混溶的共混物，这样可以有助于形成表面粗糙度和雾度。亚表层中的分散相可以是聚合物或无机物的，并且在需要基本透明的光学膜的情况下，亚表层的分散相具有大约与连续相相同或近似的折射率。在这种透明光学膜的一些示例性实施方案中，分散相构成材料的折射率和连续相构成材料的折射率彼此之差不大于大约0.02。包含折射率匹配的共混物的亚表层的例子是包含由SAN构成的连续相和由PETG(共聚聚酯，可购自Eastman Chemical公司，商品名为Eastar6763)构成的分散相。包含折射率不匹配的共混物的亚表层的例子是包含由Xylex 7200构成的连续相和由聚苯乙烯构成的分散相。
可剥离界面层
可以通过对一个或更多个可剥离界面层所包含的材料进行选择，来控制可剥离界面层和相邻的光学膜之间的界面粘附性，使得可剥离界面层能够保持附着在光学膜上达到具体应用所需那样长的时间，但是在使用前也可以将可剥离界面层从光学膜上干净地剥离或除去，而不必使用过多的力或者(在合适的实施方案中)界面层不会在相邻光学膜上残留大量的残余颗粒。
在本发明公开的一些示例性实施方案中，具有与光学膜相连的可剥离界面层的光学体所包含的材料基本为透光的或透明的，因此可以使用标准检验设备检验光学体的缺陷。这种示例性透明光学体通常具有这样的可剥离界面层，在该可剥离界面层中，构成材料具有基本相同或足够近似的折射率。在这种透明光学体的一些示例性实施方案中，构成可剥离界面层的几种材料的折射率之差不大于大约0.02。
可以构造附着在本发明公开的示例性光学体中的与该表面相邻的光学膜表面上的界面层，使得可剥离界面层对光学膜的粘附作用的特征在于可剥离界面层与相邻光学膜之间的剥离力为大约2g/英寸或更大。根据本发明公开构造的其它示例性光学体的特征在于剥离力为大约4g/英寸、5g/英寸、10g/英寸或15g/英寸或者更大。在一些示例性实施方案中，光学体的特征在于剥离力高达大约100g/英寸、甚至高达约120g/英寸。在其它示例性实施方案中，光学体的特征在于剥离力为大约50g/英寸、35g/英寸、30g/英寸、25g/英寸或者更小。在一些示例性实施方式中，粘附力的范围可以为2g/英寸至120g/英寸、4g/英寸至50g/英寸、5g/英寸至35g/英寸、10g/英寸至25g/英寸、或者15g/英寸至25g/英寸。在其它示例性实施方案中，粘附力可以在其它合适的范围内。根据使用的材料，对于某些应用而言，可以容许剥离力大于120g/英寸。
在一些其特征在于可剥离界面层与其相邻的光学膜之间的剥离力的值较高的示例性实施方案中，可以采取多种步骤来帮助将可剥离界面层从一片或更多片光学膜上除去。例如，可以使本发明公开的光学体经历热定形、在除去过程中保持处于特定的温度下、经受张力或/和使其老化，这样可以使任何光学体中所含的任何润滑剂到达膜或层的表面。
可以按照以下方法测量可用于表征本发明公开示例性实施方案的剥离力。具体而言，本测试方法提供了用于测量从光学膜(例如多层膜、聚碳酸酯膜等)上除去可剥离界面层所需的剥离力的步骤。从光学体上切下试验带，其中所述光学体具有附着在光学膜上的可剥离界面层。通常，所述试验带的宽度为大约1英寸，长度为大于大约6英寸。针对环境老化特性(例如热、湿热、冷、热冲击)，可以对试验带进行预处理。
通常，样品在试验前应当存放约24小时以上。然后，(例如)使用双面胶带(例如可得自3M公司的ScotchTM双面胶带)将1英寸宽的试验带施加到刚性板上，并将板/试验带组件安装在剥离试验机的滑块上的位置处。然后，使可剥离界面层的前缘与光学膜分离，并将该可剥离界面层的前缘夹到连接于剥离试验机的负荷传感器的夹具上。然后，以约90英寸/分钟的恒定速度带动装有板/试验带组件的滑块离开负荷传感器，以约180度的角度有效地将可剥离界面层从基底光学膜上剥离。当滑块移动离开夹具时，负荷传感器感测到从膜上剥离可剥离界面层所需的力，并且用微处理器记录该力。然后，对在稳态移动(优选忽略起始剥离的初始冲击)5秒钟内剥离所需的力求平均值，并且记录该平均值。
已经发现，通过仔细地选择用于制备可剥离界面层的材料、并确保该材料与用于制备光学膜的材料中的至少一些材料(尤其是光学膜外表面的材料，或者，在合适的实施方案中，尤其是亚表层的材料)相容，可以实现这些目标或相关目标。根据本发明公开的一种实施方式，为了使可剥离界面层在光学膜上粘附所需的一段时间，可剥离界面层中可包含足量的低结晶度或者无定形的材料。在一些示例性实施方案中，在可剥离界面层中可以使用粘附性不同的两种或更多种不同的材料，以得到所需程度的粘附性。
适用于可剥离界面层的材料包括(例如)含氟聚合物，例如聚偏二氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯含氟聚合物(ETFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、PMMA(或coPMMA)与PVDF的共聚物、或者可得自3M公司(位于美国明尼苏达州St.Paul市)的THV或PFA材料中的任何材料。诸如Dynamar(可得自3M公司)或Glycolube(可得自位于美国新泽西州Fair Lawn市的Lonza公司)之类的加工助剂可以增强可剥离界面层的剥离特性。
适用于可剥离界面层的材料通常包括聚烯烃，例如聚丙烯和经改性的聚丙烯。可以使用脂肪族聚烯烃。一组合适的聚丙烯包括高密度聚丙烯，该高密度聚丙烯对聚酯和丙烯酸类材料表现出特别低的粘附性，并且该高密度聚丙烯通常用于制造多层光学膜。聚乙烯及它们的共聚物(包括丙烯和乙烯共聚物)也是可用的。其它示例性材料包括：聚甲基戊烯；环烯烃共聚物，例如可得自Ticona EngineeringPolymers公司(位于美国肯塔基州Florence市)的Topas；烯烃与马来酸酐、丙烯酸、或甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物；或者可得自DuPont公司(位于美国特拉华州Wilmington市)的Hytrel(热塑性聚酯弹性体)或Bynel(经改性的乙烯醋酸乙烯)中的任何材料。
可以在本发明公开的一些实施方案中使用的间规立构和无规立构的乙烯基芳香族聚合物包括：聚苯乙烯、聚(烷基苯乙烯)、聚(卤代苯乙烯)、聚(烷基苯乙烯)、聚(苯甲酸乙烯酯)、以及这些化合物的氢化聚合物和混合物、或包含这些结构单元的共聚物。聚(烷基苯乙烯)的例子包括：聚(甲基苯乙烯)、聚(乙基苯乙烯)、聚(丙基苯乙烯)、聚(丁基苯乙烯)、聚(苯基苯乙烯)、聚(乙烯基萘)和聚(乙烯基苯乙烯)，并且可以提及聚苊。至于聚(卤代苯乙烯)，其例子包括：聚(氯苯乙烯)、聚(溴苯乙烯)和聚(氟苯乙烯)。聚(烷氧基苯乙烯)的例子包括：聚(甲氧基苯乙烯)和聚(乙氧基苯乙烯)。在这些例子中，特别优选的苯乙烯基聚合物是：聚苯乙烯、聚(对甲基苯乙烯)、聚(间甲基苯乙烯)、聚(对叔丁基苯乙烯)、聚(对氯苯乙烯)、聚(间氯苯乙烯)和聚(对氟苯乙烯)，并且可以提及苯乙烯与对甲基苯乙烯的共聚物。此外，作为间规立构的乙烯基芳香族共聚物的共聚单体，除了上述苯乙烯基聚合物的单体以外，可以提及：烯烃单体，例如乙烯、丙烯、丁烯、己烯或辛烯；二烯单体，例如丁二烯和异戊二烯；极性乙烯基单体，例如环二烯单体；甲基丙烯酸甲酯；马来酸酐或丙烯腈。
脂肪族共聚聚酯和脂肪族聚酰胺也可以是用于可剥离界面层的有用材料。对于聚酯聚合物和共聚物而言，二元酸可以选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、所有同分异构的萘二甲酸(2，6-、1，2-、1，3-、1，4-、1，5-、1，6-、1，7-、1，8-、2，3-、2，4-、2，5-、2，7-和2，8-萘二甲酸)、联苯甲酸(例如4，4’-联苯二甲酸及其异构体)、反式-4，4’-1，2-二苯乙烯二甲酸及其异构体、4，4’-二苯醚二甲酸及其异构体、二羧基4，4’-二苯砜及其异构体、二羧基4，4’-二苯甲酮及其异构体、卤代的芳香族二羧酸(例如2-氯对苯二甲酸和2，5-二氯对苯二甲酸)、其它取代的芳香族二羧酸(例如叔丁基间苯二甲酸和磺化间苯二甲酸钠)、环烷烃二甲酸(例如1，4-环己烷二甲酸及其异构体和2，6-十氢萘二甲酸及其异构体)、双环或多环的二羧酸(例如各种同分异构的降莰烷二甲酸和降冰片烯二甲酸、金刚烷二甲酸和双环辛烷二甲酸)、烷烃二甲酸(例如癸二酸、己二酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、壬二酸和十四烷双酸)、任何稠环芳香族烃(例如茚、蒽、菲、苯并萘、芴等)的同分异构的二羧酸。或者，可使用这些单体的烷醇酯(例如对苯二甲酸二甲酯)。
合适的二醇共聚单体包括(但不限于)直链或支链的烷二醇或二元醇(例如乙二醇、丙二醇(例如1，3-丙二醇)、丁二醇(例如1，4-丁二醇)、戊二醇(例如新戊二醇)、己二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇和更高级的二醇)、醚二醇(例如二甘醇、三甘醇和聚乙二醇)、链-酯二醇(chain-ester diol)(例如丙酸3-羟基-2，2-二甲基丙基-3-羟基-2，2-二甲酯)、环烷烃二醇(例如1，4-环己烷二甲醇及其异构体和1，4-环己二醇及其异构体)、双环或多环的二醇(例如各种同分异构的三环癸烷二甲醇、降莰烷二甲醇、降冰片烯二甲醇和双环辛烷二甲醇)、芳香族二醇(例如1，4-苯二甲醇及其异构体、1，4-苯二酚及其异构体、双酚(例如双酚A)、2，2’-二羟基联苯及其异构体、4，4’-二羟甲基联苯及其异构体、以及1，3-双(2-羟基乙氧基)苯及其异构体)、以及这些二醇的低级烷基醚或二醚(例如二醇的双甲醚或双乙醚(dimethyl or diethyl diol))。
在将至少一个界面层设计为永久性粘附到至少一片相邻的光学膜的示例性实施方案的情况下，必须使构成材料对其相邻的光学膜具有足够的粘附性。根据材料对光学膜(以及可任选的是，在多层界面层的情况下，对界面层的另一组成部分)的粘附性来选择这些材料。可能有用的一些材料是上面列举的那些及其同类聚合物(经改性可以粘附到光学膜上)。
在一些示例性实施方案中，可剥离界面层可以包含低熔点低结晶度的聚丙烯和它们的共聚物、低熔点低结晶度的聚乙烯和它们的共聚物、低熔点低结晶度的聚酯和它们的共聚物、或它们任意的合适的组合。这些低熔点低结晶度的聚丙烯和它们的共聚物由丙烯均聚物以及丙烯与乙烯(或具有4到10个碳原子的α-烯烃材料)的共聚物组成。术语“共聚物”不但包括共聚物，而且包括三元共聚物和由四个或更多个聚合物成分构成的聚合物。适合的低熔点低结晶度的聚丙烯和它们的共聚物包括(例如)：间规聚丙烯(例如得自TotalPetrochemicals公司的Finaplas 1571)，其为在间规聚丙烯主链中乙烯含量极低的无规共聚物；和聚丙烯的无规共聚物(例如得自Atofina公司(现在是Total Petrochemicals公司)的PP8650或PP6671)。如果需要的话，所述的丙烯和乙烯的共聚物也可以与聚丙烯均聚物共混挤出以提供熔点更高的可剥离界面层。
其它合适的低熔点低结晶度的聚乙烯和聚乙烯共聚物包括(例如)线性低密度聚乙烯和乙烯乙烯醇共聚物。合适的聚丙烯包括(例如)：丙烯和乙烯的无规共聚物(例如得自Total Petrochemicals公司的PP8650)、或乙烯辛烯共聚物(例如得自Dow Chemical公司的Affinity PT 1451)。在本发明公开的一些实施方案中，连续相包含无定形聚烯烃，例如无定形聚丙烯、无定形聚乙烯、无定形聚酯、或它们任意合适的组合、或它们与其它材料的任意合适的组合。在一些实施方案中，可剥离界面层的材料可以包括成核剂(例如苯甲酸钠)，以控制结晶速率。此外，可以加入抗静电材料、抗粘连材料、着色剂(例如颜料和染料)、起偏振染料(polarizing dyes)、迁移性润滑剂、稳定剂和其它加工助剂。其它方式或可供选用的其它方式是，可剥离型粗糙表层可以包含任何其它合适的材料。在一些示例性实施方案中，迁移性抗静电剂可用于可剥离界面层中以降低它们对光学膜的粘附性。
可剥离型粗糙界面层
在包含至少一个可剥离型粗糙界面层的本发明公开的示例性实施方案中，一层界面层或多层界面层可以包含上文所述的任何材料或它们的任何组合。例如，连续相、或者第一和第二不混溶的聚合物之一可以包含在上文所述的可剥离界面层中提及的任何材料。
可以通过使不同材料(例如聚合物材料、无机材料或这两种材料)混合或共混到分散相中来调节可剥离型粗糙界面层的表面粗糙度。此外，可以调节分散相与连续相的比例来控制表面粗糙度和粘附性，并且该比例取决于所用的具体的材料。因此，在包含可剥离型粗糙界面层的示例性实施方案中，一种、两种或更多种聚合物作为连续相，同时一种、两种或更多种材料(其可以是聚合物也可以不是聚合物)形成具有合适的表面粗糙度的分散相(用于赋予表面纹理)。可以选择连续相的一种或更多种聚合物，以便提供所需的对光学膜材料粘附性。可以将具有相对较高结晶度的材料(例如高密度聚乙烯(HDPE)或聚己内酯)混入可剥离型粗糙界面层中，以便赋予光学膜的与可剥离型粗糙界面层相邻的表面以粗糙的纹理并影响粘附性。例如，HDPE可以与用于提高粘附性的低结晶度的聚(乙烯-辛烯)(PE-PO)一起被混入到用于提高表面粗糙度的低结晶度的间规聚丙烯(sPP)中。
在分散相能够结晶的情况下，可以通过使该分散相在合适的挤出加工温度、混合度和淬火以及加入成核剂的条件下结晶来增大一层或多层可剥离表层的粗糙度，所述成核剂例如有：芳香族羧酸盐(苯甲酸钠)；二亚苄基山梨醇(DBS)，例如得自Milliken&Company的Millad 3988)；以及山梨糖醇乙缩醛，例如由Ciba SpecialtyChemicals公司出品的Irgaclear澄清剂和由Mitsui Toatsu Chemicals公司出品的NC-4澄清剂。其它成核剂包括有机磷酸盐和其它无机材料，例如得自Asahi-Denka公司的ADKstab NA-11和NA-21磷酸酯、Hyperform HPN-68(一种得自Milliken&Company的降冰片烯羧酸盐)。在一些示例性实施方案中，分散相包括颗粒(例如包含无机材料的那些颗粒)，这些颗粒从可剥离型粗糙界面层的表面突出来并在挤出、取向、层叠或拉伸光学体时赋予光学膜以表面结构。
可剥离型粗糙界面层的分散相可以包含颗粒或其它粗糙特征物，这些颗粒或其它粗糙特征物足够大(例如，平均直径为至少0.1微米)以便用于赋予光学膜相邻层的外表面以表面纹理。通常，至少分散相的突起的主体部分应该大于照明光的波长，但其还要足够小到不能被肉眼分辨。这种颗粒可以包括无机材料颗粒，所述无机材料颗粒例如有硅石颗粒、滑石颗粒、苯甲酸钠颗粒、碳酸钙颗粒、它们的组合或任何其它合适的颗粒。可供选用的其它方式是，可以由在合适条件下与连续相是(或成为)基本不混溶的聚合物材料来形成分散相。
可以由一种或更多种材料(例如无机材料、聚合物或这二者)形成分散相，其中所述的一种或更多种材料与连续相中的至少一种聚合物不同并且与连续相不可混溶，并且通常，分散相聚合物具有比连续相中的一种或多种聚合物更高的结晶度。优选的是，分散相仅能通过机械方式与一种或多种连续相聚合物混溶或者其与一种或多种连续相聚合物不混溶。一种或多种分散相材料以及一种或多种连续相材料可以在合适的加工条件下发生相分离，并且可以在连续基质(特别是在光学膜与可剥离型粗糙表层之间的界面处)内形成异相包含物。
特别适用于分散相的示例性聚合物包括苯乙烯-丙烯腈共聚物、改性聚乙烯、聚碳酸酯和共聚聚酯共混物、ε-己内酯聚合物(例如可得自Dow Chemical公司的TONETMP-787)、丙烯与乙烯的无规共聚物、其它聚丙烯共聚物、聚(乙烯-辛烯)共聚物、抗静电聚合物、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯。分散相可以包含任何其它合适的材料(例如任何合适的结晶聚合物)，并可以包含与光学膜中使用的一种或更多种材料相同的材料。
在一些示例性实施方案中，为了控制可剥离层的粘附性并提供较高的表面特征物密度，一层或多层可剥离界面层可以包含至少3种材料。在一些示例性实施方案中，多于2个的亚分散相可以形成大小不同的粗糙特征物或突起，或者形成复合突起，例如“突起叠突起”的构造，即，在较大的凹陷表面特征物(凹陷)之间形成较小的凹陷表面特征物(凹陷)，并且在一些示例性实施方案中，在较大的凹陷表面特征物(凹陷)内形成较小的凹陷表面特征物(凹陷)。这种结构可有益于在光学膜上形成雾度更高的表面。
在所述的示例性实施方案中使用的材料可得自以下所述的不同的制造商：PEN(IV为0.48的PEN，得自3M公司)、SAN(Tyril880，得自Dow Chemical公司)、sPP(1571，可得自Atofina(现在为Total Petrochemicals)公司)、MDPE(Marflex TR130，可得自Chevron-Philips)、Admer(SE810，可得自Mitsui Petrochemicals公司)、Xylex(Xylex 7200，可得自GE Plastics公司)、丙烯-乙烯无规共聚物(PP8650，可得自Atofina(现在为Total Petrochemicals)公司)、Pelestat 300(Pelestat 300，可得自Tomen America公司)、Pelestat6321(Pelestat 6321，可得自Tomen America公司)、聚己内酯(Tone787)、PMMA(VO44，可得自Atofina(现在为Total Petrochemicals)公司Chemical分部)、聚苯乙烯(Styron 685，可自得Dow Chemical公司)。
材料相容性和方法
例如，可以采用分流器(feedblock)方法通过共挤出来制造本发明公开的光学体。示例性的制造工艺在(例如)美国专利No.09/229,724、08/402,041和09/006,288以及美国专利申请公开No.2001/0013668和美国专利No.6,352,761中有所描述，这些专利文献的内容以引用方式并入本文。优选的是，选择光学体的材料以及(在一些示例性实施方案中)第一光学层、第二光学层、可任选的非光学层和可剥离界面层的材料，以使其具有相似的流变性(例如熔体粘度)，从而使它们可以在不发生流体不稳定的条件下被共挤出。可以通过在形成本发明公开的光学体时共挤出一层或更多层外表层来降低在共挤出过程中的剪切力的效应。可以选择一层或多层外表层的材料，使得可以在任何加工步骤之前或之后将这些层从光学体上除去。
由分流器集管排出的光学体随后进入成形单元，例如模头。可供选用的其它方式是，在进入成形单元之前，可以将聚合物流分开从而形成两股或更多股聚合物流，该两股或更多股聚合物流然后通过堆叠再重新组合。这个过程通常称为倍增。示例性的倍增器在(例如)美国专利No.5,094,788和5,094,793中有所描述，这些专利的内容以引用方式并入本文。可以在将光学层或光学膜共挤出的过程中或者在将光学层或光学膜共挤出之后(例如在倍增之前)将可剥离界面层加入到本发明公开的光学体中。在一些示例性实施方案中，可以在制造工艺的不同阶段加入不同的可剥离界面层。在光学体从成形单元排出以后，其可以被流延到冷却辊、流延滚筒(casting wheel)或流延鼓上。
随后，可以牵伸或拉伸光学体以制成成品。可以根据光学体中所包含的光学膜的类型以一步、两步或更多步完成牵伸或拉伸。在本发明公开的光学体中所包含的一片或更多片光学膜是反射偏振片的情况下，可以沿横向(TD)方向以单轴或基本为单轴的方式牵伸光学体，同时使该光学体沿纵向(MD)和法线方向(ND)松弛。可用于牵伸本发明公开的所述示例性实施方案的合适的方法和装置在美国专利申请公开No.2002/0190406、2002/0180107、2004/0099992和2004/0099993中有所描述，这些专利申请的内容以引用方式并入本文。
以单轴或基本为单轴的方式牵伸光学体
本发明公开的工艺可以包括拉伸光学体，该光学体可以参照三个相互正交的轴(对应于纵向(MD)、横向(TD)和法线方向(ND))来进行描述。这些轴线对应于图4所示的光学体200的宽度(W)、长度(L)和厚度(T)。该拉伸工艺将光学体的区域200由最初构造240拉伸至最终构造260。纵向是大体上膜沿着该方向经过拉伸装置(例如图5所示的装置)的方向。横向(TD)是膜平面内的第二轴，并且横向与纵向(MD)正交。法线方向(ND)与MD和TD都正交并且大体相当于聚合物膜的厚度维度。
图5示出了拉伸装置的一个实施方案以及本发明公开的方法。可以通过任何所需的方法将光学体提供给拉伸装置。例如，光学体可以被制成卷的形式或其它形式，并随后将其供给拉伸装置。作为另一例子，可这样构造拉伸装置，使得其可接收来自挤出机的光学体(例如，如果通过挤出而形成光学体，并在挤出后用于拉伸)、或来自涂布机的光学体(例如，如果以涂敷方式形成光学体，或光学体在被涂敷一个或多个涂层后用于拉伸)、或来自层叠机的光学体(例如，如果通过层叠而形成光学体，或者光学体在获得一个或多个叠层后用于拉伸)。
一般而言，在区域130中将光学体140提供给一个或多个夹持部件，该夹持部件被构造并布置为夹住光学体的相对边缘，并沿限定了预定路径的相对轨道164传送光学体。夹持部件(图中未示出)通常在光学体的边缘或边缘附近夹住光学体。被夹持部件夹住的那部分光学体在拉伸后通常不适于使用，因此，通常对夹持部件的位置进行选择，以在膜上提供足以进行拉伸的夹持作用，同时控制由该过程产生的废料量。
可通过例如辊162来沿轨道引导诸如夹子等夹持部件，该辊转动沿轨道的链条，其中夹持部件连接到链条上。辊连接到驱动机构上，该机构用于在膜被传输通过拉伸装置时控制膜的速度和方向。辊也可用于转动和控制带式夹持部件的速度。
回到图5，可任选的是，装置包括预处理区域132，该预处理区域通常被烘箱154或其它装置或结构包围，由此来加热光学体以备拉伸。预处理区域可包括预热区142、均热区144或同时包括这两者。
可在主拉伸区域134中对光学膜进行拉伸。通常，在主拉伸区域134中，对光学体进行加热，或将其保持在高于光学体中的聚合物的玻璃化转变温度的热环境中。在主拉伸区域134中，夹持部件沿着大致发散的轨道将光学体拉伸所需的量。可使用多种结构和材料来形成上述装置的主拉伸区域中和其它区域中的轨道。在主拉伸区域之外，轨道通常为基本线性的。相对的线性轨道可平行或者可以被设置为会聚的或发散的。在主拉伸区域中，轨道大体为发散的。
在拉伸装置的所有区域中，可使用一系列可任选地连接在一起的直线段或曲线段形成轨道。作为选择，或在特殊区域或区域组中，轨道可形成为单一一个连续的结构。在至少一些实施方案中，主拉伸区域中的轨道与前面区域中的轨道相连，但可与其分离。如图5所示，随后的后处理区域或移除区域中的轨道1140、1141通常与主拉伸区域中的轨道分离。在一些实施方案中，一个或多个(优选全部)轨道段的位置是可调的(例如，可绕轴线枢转)，以便可按需调整轨道的整体形状。也可在上述区域中的每个区域中使用连续轨道。
通常，去除光学体在整个主拉伸区域中由夹持部件夹持的部分。为了在基本上整个牵伸过程中都能保持基本上单轴牵伸(如图5所示)，在横向拉伸结束时，在切口点158处将快速发散的边缘部分156从拉伸后的光学体148上切除。可在158处进行切割，并可丢弃毛边或不能用的部分156。
可以连续地从连续夹持机构中释放膜边缘。然而，应优选地从不连续的夹持机构如拉幅夹中释放，以便同时释放处于任意给定夹子下的所有材料。不连续释放机构可引起更大的应力扰动，所述扰动可被上游牵伸料片感受到。为了有助于独立的取走装置的操作，在一个实施方案中优选的是，在该装置中使用连续的膜边缘分离机构，例如，从受热的拉伸后的膜的中心部分“热”切膜边缘。
切口位置优选地位于足够靠近“夹持线”的位置，如取走系统的夹持部件最先有效接触到的独立取走点，以最小化或减少此点上游的压力扰动。如果在被取走系统夹持前切割膜，则会导致取走操作不稳定，例如，膜沿横向“快速回缩”。因此，优选地在夹持线处或其下游切割膜。切割是一个断裂过程，因此通常会在空间位置上存在微小但自然的变化。因此，可优选在夹持线的稍微下游处进行切割，以防止在夹持线的上游发生切割时出现任何暂时的变化。如果从夹持线的基本下游的位置切割膜，则取走系统与边界轨线之间的膜将继续被沿着横向拉伸。由于光学膜仅有此部分在经受拉伸，因此会相对于边界轨线以增大的拉伸比拉伸，并进一步造成可传播至上游的应力扰动，例如，将不期望的纵向张力传播至上游。
切口优选为可移动的且可重新定位，以便其可随着取走位置的变化而改变，以适应可变的最后横向牵伸比或调整取走系统的位置。这类切口系统的优势在于只需(优选沿MD)移动取走切口点158就可在维持牵伸分布的同时调节拉伸比。可使用多种切口技术，包括：加热刀片、热金属丝、激光、强红外线(IR)辐射的聚焦光束或受热空气的聚焦射流。
图5所示的装置可任选地包含后处理区域136。例如，可将光学体在区域148中定形，并在区域150中淬火。可使用取走系统从主拉伸区域134中将光学体移走。在示意性实施方案中，所述的取走系统独立于(即，分离或不直接相连)将膜传送通过主拉伸区域所使用的轨道。取走系统可使用任何膜传送结构，如具有夹持部件(例如，成组相对的带子或拉幅夹)的轨道1140、1141。在一些实施方案中，可使用轨道1140、1141来完成TD收缩控制，这两个轨道彼此成一定角度。例如，可将取走系统的轨道定位成沿着缓慢会聚的路径(形成不超过约5°的角度)穿过后处理区域的至少一部分，以允许膜在冷却条件下TD收缩。在其它实施方案中，两个相对轨道可以通常不超过约3°的角度发散，尽管在一些实施方案中可使用更大的角度。这可用于增加主拉伸区域中的膜的纵向张力，以便(例如)降低特性不均匀性，如整个膜上折射率主轴的变化。
在一些示例性的实施方案中，在将膜传送通过主拉伸区域中的轨道164的时候，使取走系统的中心线与该膜的中心线成一定夹角。成一定角度的取走系统、主拉伸区域或两者可用于提供这样一种膜，其中膜的主轴或特性轴(如折射率轴或撕裂轴)相对于膜成一定角度。在一些实施方案中，取走系统相对于主拉伸区域的角度可手动调节，或使用计算机控制的驱动器或其它控制机构进行机械调节，或使用手动调节和机械调节这两种方法。
图5所示的示例性工艺还包括位于区域138中的移除部分。可任选的是，可使用辊165使经拉伸的膜152向前移动，但这一部件可省略。可再次进行切割160，并抛弃无用部分161。离开取走系统的膜通常被卷在辊上，以待后用。可供选用的其它方式是，膜在被取走后就可直接进行转化。
由相对轨道限定的路径会影响膜在MD、TD及ND方向上的拉伸。可将拉伸(或牵伸)变形描述为一组拉伸比：纵向拉伸比(MDDR)、横向拉伸比(TDDR)和法线方向拉伸比(NDDR)。当对膜进行测定时，具体的拉伸比通常被定义为膜在所需方向(例如，TD、MD或ND)上的当前尺寸(例如，长度、宽度或厚度)与该膜在相同方向上的初始尺寸(例如，长度、宽度或厚度)的比值。在拉伸过程中的任何给定时刻，TDDR对应于边界轨线的当前间距L与边界轨线的初始间距L0的比值。换言之，TDDR＝L/L0＝λ。一些可用的TDDR值包括约1.5至约7或更高。示例性的可用的TDDR值包括约2、4、5和6。其它示例性的可用的TDDR值为约4至约20、约4至约12、约4至约8和约12至约20。
如在美国专利申请公开No.2002/0190406、2002/0180107、2004/0099992和2004/0099993中所阐释，假定材料密度恒定，则伴随有横向尺寸增大的基本上单轴牵伸处理会使得TDDR、MDDR和NDDR分别接近于λ、(λ)-1/2和(λ)-1/2。完全单轴取向的膜是这样一种膜：在整个拉伸过程中，该膜的MDDR＝(NDDR)-1/2＝(TDDR)-1/2。
一种可用于衡量单轴特性程度的量度U可被定义如下：
U = 1 MDDR - 1 TDDR 1 / 2 - 1
对于完全单轴拉伸，U在整个牵伸过程中为1。当U小于1时，牵伸状态被视为“亚单轴”。当U大于1时，牵伸状态被视为“超单轴”。U大于1的状态表示各种过度松弛水平。这些过度松弛状态会产生从边缘开始的纵向收缩。可根据下面的公式针对密度的变化对U进行修正以给出Uf值：
U f = 1 MDDR - 1 ( TDDR ρ f ) 1 / 2 - 1
在一些示例性的实施方案中，如图5所示，在面内牵伸膜(即边界轨线与轨道共面)，但是非共面拉伸轨线也在本发明公开的范围内。在采用面内边界轨线的情况下，用于完全单轴取向的一个方案是一对镜像对称的面内抛物线轨线，其背离面内纵向中心线发散。
可以在整个牵伸历程中都保持单轴牵伸，只要针对沿着中心轨迹的每一点而言，中点速度均由该中点的初始速度开始刚好以瞬时TDDR(其是由相对边界轨线上的相应的相对点测得的)倒数的平方根这样一个系数降低即可。
有多种因素会影响是否能够达到单轴取向的效果，这些因素包括(例如)聚合物膜的厚度不均匀、在拉伸过程中对聚合物膜的加热不均匀、以及由(例如)装置的顺维区域所施加的附加张力(例如，纵向张力)。但是，在很多情况下不需要达到完全单轴取向。在本发明公开的一些示例性实施方案中，U＞0的任何值可能都是可用的。然而，可限定整个牵伸过程中或牵伸的某一具体阶段所维持的U最小值/阈值或U平均值。例如，在一些示例性实施方案中，根据需要或根据具体应用的需求，可接受的U最小值/阈值或平均值可为0.2、0.5、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9或0.95。当选择具体的U值时，以上的公式会提供MDDR与TDDR间的具体关系，当其与其它相关考虑因素结合时，会确定较宽种类的边界轨线，其中也包括U接近于1的抛物线轨道。在此，把至少在牵伸最终部分表现出U值低于1的轨道称为亚抛物线轨道。
上述种类的轨道是示例性的，并不应将其理解为限定性的。有多类轨道被认为落在本发明的范围内。主拉伸区域可包含两个或多个具有不同拉伸条件的两个或多个不同的区域。例如，可从第一类轨道中选出一个轨道用于初始拉伸区，并从相同的第一类轨道中或从不同类的轨道中选出另一轨道用于随后的各个拉伸区域。
尽管本发明公开涵盖U最小值＞0的所有边界轨线，但是本发明公开的代表性实施方案包括所有基本上单轴的边界轨线，该边界轨线的U最小值为约0.2、为约0.5、优选为约0.7、更优选为约0.75、进一步更优选为约0.8并且甚至更优选为约0.85。可以在牵伸过程的最后部分施加最小U值限制，其中，所述牵伸过程的最后部分是由优选为约2.5、更优选为约2.0且更优选为约1.5的临界TDDR限定的。在一些实施方案中，临界TDDR可为4、5或更大。超过临界TDDR时，某些材料(如某些含有可取向和双折射聚酯的单层和多层膜)可能由于(例如)形成诸如应变诱导结晶等结构而开始丧失其弹性或快速恢复能力。
作为可接受的基本上单轴应用的例子，当横向为主要单轴拉伸方向时，反射偏振片的斜角特性会受到纵向和法线方向折射率之差的很大影响。在一些应用中，纵向和法线方向的折射率之差为0.08是可接受的。在另一些应用中，该折射率之差为0.04是可接受的。在更严格的应用中，该折射率之差为0.02或更小是优选的。例如，在许多情况下，在包含聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或PEN共聚物的聚酯体系中，0.85的单轴特性量值足以使单轴横向拉伸的膜在633nm下的纵向折射率和法线方向折射率之差为0.02或更小。对于一些聚酯体系，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，由于非基本单轴牵伸膜的固有折射率差异较小，因此为0.80或者甚至0.75的较低的U值可能是可接受的。
对于亚单轴牵伸，真正单轴特性的最终量值可用于估算y(纵向)和z(法线方向)之间折射率的匹配水平，相应公式为：
Δnyz＝Δnyz(U＝0)×(1-U)
其中Δnyz是对于某一U值纵向(即y方向)和法线方向(即z方向)的折射率差异，Δnyz(U＝0)是以相同方式牵伸但牵伸过程中始终保持MDDR为1的所得膜的折射率差异。已经发现，该关系对于各种光学膜中所用的聚酯体系(包括PEN、PET以及PEN或PET的共聚物)能够做出合理的预测。在这些聚酯体系中，Δnyz(U＝0)通常为差值Δnxy(U＝0)的约二分之一或更大，Δnxy(U＝0)为两个面内方向即纵向(y轴)和横向(x轴)之间的折射率差异。在633nm下，Δnxy(U＝0)的典型值最高为约0.26。在63 3nm下，Δnyz(U＝0)的典型值最高为0.15。例如，90/10 coPEN(即包含约90％PEN类重复单元和10％PET类重复单元的共聚聚酯)在高度拉伸时在633nm下具有约0.14的典型值。已根据本发明公开的方法制成了包含此90/10coPEN的膜，根据实际的膜牵伸比测出这些膜的U值为0.75、0.88和0.97，在633nm下相应的Δnyz值为0.02、0.01和0.003。
当U在最终拉伸阶段为亚单轴时，可使用多种其它的边界轨线。具体地讲，可用的边界轨线包括这样的共面轨线，其中TDDR为至少5，U在TDDR达到2.5后的最终拉伸阶段为至少0.7，并且U在拉伸结束时小于1。其它可用的轨线包括这样的共面和非共面轨线，其中TDDR为至少7，U在TDDR达到2.5后的最终拉伸阶段为至少0.7，并且U在拉伸结束时小于1。可用的轨线也包括这样的共面和非共面轨线，其中TDDR为至少6.5，U在TDDR达到2.5后的最终拉伸阶段为至少0.8，并且U在拉伸结束时小于1。可用的轨线包括这样的共面和非共面轨线，其中TDDR为至少6，U在TDDR达到2.5后的最终拉伸阶段为至少0.9，并且U在拉伸结束时小于1。可用的轨线还包括这样的共面和非共面轨线，其中TDDR为至少7，U在TDDR达到2.5后的最终拉伸阶段为至少0.85。
通常，可使用多种方法来形成并加工本发明公开的光学体，这些方法包括挤出共混、共挤出、膜流延以及淬火、层压和取向(如单轴和双轴(均衡或非均衡)拉伸)。如上所述，光学体可具有多种结构，因此所采用的方法随最终光学体的结构以及所需性质的不同而改变。
至此，本发明公开提供了具有可剥离界面层的光学体以及该光学体的制造方法，该制造方法可以显著地提高生产能力并降低劳动力成本，这是因为可以对至少两倍的产品同时进行拉伸。还可以降低转换成本，这是因为每个转换件将生成膜产品的至少两个部件。所得光学体可以在运输和处理过程中保持完整，直到顾客准备使用该膜为止。这使得光学膜的一个或更多个表面受到相邻界面层保护。
虽然已经参照本文中具体描述的示例性实施方案描述了本发明，但是，本领域的技术人员会认识到，在不脱离本发明公开的实质和范围的情况下，可以就本发明公开的形式和细节进行改变。

Claims (10)

1.一种制造光学体的方法，该方法包括以下步骤：
提供光学体，该光学体在第一光学膜和第二光学膜之间具有至少一个粗糙的可剥离界面层，其中所述第一光学膜和第二光学膜中的每一个都包括多层反射偏振片光学膜和多层反射镜膜中的至少一者，
其中所述的至少一个粗糙的可剥离界面层包含连续相和分散相，所述分散相包含以下物质中的至少一种，所述物质为：苯乙烯-丙烯腈共聚物、中密度聚乙烯、改性聚乙烯、聚碳酸酯与共聚聚酯的共混物、8-己内酯聚合物、丙烯无规共聚物、聚(乙烯-辛烯)共聚物、高密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、以及聚甲基丙烯酸甲酯，
所述连续相包括聚丙烯、聚酯、线型低密度聚乙烯、尼龙及其共聚物、以及丙烯与乙烯的无规共聚物中的至少一者；
以及
拉伸所述光学体。
2.权利要求1所述的方法，其中所述光学体还包含至少一个可剥离型光滑界面层。
3.权利要求1或2所述的方法，其中所述光学体经受双轴拉伸或单轴拉伸中的至少一种拉伸操作。
4.权利要求1所述的方法，其中所述聚丙烯包括间规聚丙烯。
5.一种光学体，该光学体包含第一光学膜、第二光学膜、以及被设置在所述第一光学膜和所述第二光学膜之间的至少一个可剥离型粗糙界面层，其中所述第一光学膜和第二光学膜中的每一个都包括多层反射偏振片光学膜和多层反射镜膜中的至少一者，
其中所述可剥离型粗糙界面层包含连续相和分散相，所述分散相包含以下物质中的至少一种，所述物质为：苯乙烯-丙烯腈共聚物、中密度聚乙烯、改性聚乙烯、聚碳酸酯与共聚聚酯的共混物、8-己内酯聚合物、丙烯无规共聚物、聚(乙烯-辛烯)共聚物、高密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、以及聚甲基丙烯酸甲酯，
所述连续相包括聚丙烯、聚酯、线型低密度聚乙烯、尼龙及其共聚物、以及丙烯与乙烯的无规共聚物中的至少一者。
6.权利要求5所述的光学体，其中所述聚丙烯包括间规聚丙烯。
7.权利要求5或6所述的光学体，其中所述至少一个可剥离型粗糙界面层还包含成核剂。
8.权利要求5所述的光学体，其中所述的可剥离型粗糙界面层包含用于形成所述连续相的第一聚合物、以及与该第一聚合物不可混溶的用于形成所述分散相的第二聚合物。
9.权利要求8所述的光学体，其中所述第一聚合物的结晶度低于所述第二聚合物的结晶度。
10.权利要求5所述的光学体，其中所述光学体还包含至少一个可剥离型光滑界面层。
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