CN104136508A - 制备用于光电器件中的具有低应力和光学性能的薄膜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有低光滞后并因此具有低应力双折射的薄膜，所述薄膜包括至少一个含有至少一种聚碳酸酯或共聚碳酸酯的层，且由于所述薄膜的光学性能，其适合用于光电器件中，例如适用于显示器和触摸屏中，本发明还涉及制备所述薄膜的方法及其用途。

Description

制备用于光电器件中的具有低应力和光学性能的薄膜的方法
本发明涉及一种具有低光滞后(optical retardation)并因此具有低应力双折射的薄膜。所述薄膜包含至少一个含有至少一种聚碳酸酯或共聚碳酸酯的层，且由于所述薄膜的光学特性，其适合用于光电器件中，所述光电器件例如显示器和触摸屏，本发明还涉及制备所述薄膜的方法及其用途。
对于塑料薄膜在显示器和触摸屏中的应用，需要优异的光学性能，以避免损害显示器和触摸屏的功能。一方面，对所需薄膜的总透光率、透明性和透光雾度要求很高。另一方面，显示器件中塑料薄膜的低光滞后且因此具有的低应力双折射也特别受关注。例如，液晶显示器利用偏振光产生图像，而OLED显示器在环境光线下利用偏振滤光器来改善显示器的可读性。在双折射材料中，光具有取决于光的偏振方向的不同的传播速度。这种现象表示为光滞后。结果是，偏振方向会发生改变，这取决于双折射程度。在显示器中，例如在LCD或OLED中，精确地控制光滞后的程度至关重要，这是因为任何不希望的双折射会导致不想要的亮度偏差。因此，优选使用具有特定的或低双折射的材料。
常规薄膜的光滞后程度取决于使用的材料和制造薄膜的方法。材料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)因其半结晶性质而具有高光滞后。此外，在设备中拉伸薄膜时，所述材料通常为双轴取向且是横向的。这种双轴取向导致材料的各向异性，这也会增加光滞后，称之为应力双折射。这种薄膜的光滞后的总体水平相当高，这种薄膜不能用在液晶显示堆栈(stack)内。
无定型聚合物(例如聚碳酸酯)由于结晶域的滞后，其本身具有较低的光滞后。然而，通过熔融流延挤出制备的塑料薄膜通常具有增加的光滞后，且因此具有应力双折射的缺点，尤其是为了满足用在显示器或触摸屏中的薄膜的透明性和雾度要求，而直接获得两侧均为平滑且有光泽的表面时更是如此。
通过挤出法制备具有低光滞后并因此具有应力双折射的薄膜的方法原则上是本领域技术人员已知的，且记载在DE39 11 218A1中。为了通过DE39 11 218A1中记载的方法制备薄膜，特别优选由热塑性塑料通过如下方式制备薄膜：挤出并接着在无光泽、光滑弹性辊和高光钢辊之间压延，或者，用相同的塑料材料熔体涂布通过挤出并接着在无光泽弹性辊和高光钢辊之间压延而制备的薄膜的无光一侧，并再次在无光泽弹性辊和高光钢辊之间压延所述经涂布的薄膜，所述经涂布的薄膜的高光一侧朝向弹性材料辊。该方法详细描述于DE39 11 218A1中。然而，DE39 11 218A1中公开的可选方案都是非常复杂并且因此是不利的。另一方面，弹性橡胶辊应进行光滑化，并且所述光滑的辊非常灵敏。为了修复损坏的光滑面而进行的更换(这常常是必需的)会导致在生产过程中的停工，此外，也可能在确保产品品质一致性方面产生问题。另一方面，在可替代的方法变型中，需进行进一步的挤出步骤和额外的压延，这意味着极其复杂的过程，并且还可能损害薄膜的光学性能。因此，对于制备用于显示器或触摸屏应用的具有优异光学性能的薄膜而言，DE39 11 218A1中记载的方法不是优选的。
一种替代方案是用聚合物溶液浇铸薄膜。例如，聚碳酸酯薄膜的溶剂浇铸溶液可通过以下方式得到：在大量氯化溶剂例如二氯甲烷中稀释一小部分的聚合物，并将所述溶液浇铸到载体薄膜上，接着物理干燥。然而，溶剂浇铸制备法通常比熔融流延挤出薄膜法更昂贵，且涉及职业危害和环境危害。此外，还存在从薄膜中完全去除残留溶剂的问题。残留在薄膜中的残留溶剂会对薄膜的光学性能以及对显示器或触摸屏的功能产生不利影响，尤其是当这些残留溶剂在这些器件运行期间逸出薄膜时。
因此，仍持续需要因薄膜的光学性质而适合用在例如显示器或触摸屏中的塑料薄膜。尤其是需要这样的薄膜：其能用简单的方法制备且能满足良好的总透光率、透光雾度、透明性和低光滞后的要求。
因此本发明的目的在于提供这样一种塑料薄膜。本发明的另一个目的在于找到合适的制备这样一种塑料薄膜的方法。
出人意料的是，所述目的已通过一种包括基底膜的涂布薄膜而实现，所述基底膜包括至少一个含有至少一种聚碳酸酯或共聚碳酸酯的层，其特征在于，所述基底膜具有：
-小于100nm的光滞后
-表面粗糙度为200nm至20μm的粗糙面(matt side)
-表面粗糙度小于200nm的另一面
-所述粗糙面上的涂层，所述涂层的表面具有小于200nm的表面粗糙度。
根据本发明，表面粗糙度是指各表面的Ra值(平均粗糙度)，所述各表面例如涂层和基底膜的光滑面或粗糙面。
涂层和基底膜的光滑面(具有小于200nm的表面粗糙度)的作为Ra值(平均粗糙度)的表面粗糙度可根据DIN EN ISO4287例如用Contour GT-KO光学表面轮廓仪测量。
基底膜的粗糙面的作为Ra值的表面粗糙度可根据DIN EN ISO4287，例如用Contour GT-KO光学表面轮廓仪测量。
基底膜的粗糙面——其也称为粗糙表面——的表面粗糙度的Ra值优选为200nm至20μm，特别优选为200nm至6μm。
基底膜的另一面为优选具有小于150nm、更优选具有小于100nm、最优选具有小于50nm的表面粗糙度(Ra值)的光滑面。所述光滑面也称为光泽面。
基底膜的光滞后优选小于50nm，特别优选小于10nm。
本发明的光滞后是指平均光滞后的值。平均光滞后可以根据ASTMD4093-95利用Ilis GmbH的偏光计Ilis测量。
在本发明的经涂布的薄膜中，基底膜和涂层在波长为550nm时的折射率差值优选小于0.04，更优选小于0.02，最优选小于0.015。
涂层或基底膜的折射率可例如利用Metricon2010/M Prism Coupler测定。
本发明的薄膜具有低光滞后并因此具有低应力双折射，从而避免光偏振的不利影响，且本发明的薄膜具有优异的总透光率、透明度和透光雾度。具体而言，使用聚碳酸酯或共聚碳酸酯作为塑性材料例如对总透光率、透明度和透光雾度及良好的色度坐标产生有利影响。因不同折射率和光通过产生的折射导致的不利影响从而得以避免。出人意料的是，在涂层的表面粗糙度相当的情况下，与在基底膜和涂层的折射率之间不具有如此低的差值的本发明的薄膜(具有非折射率匹配涂层的薄膜)相比，在基底膜和涂层的折射率之间具有低的差值的本发明的经涂布的薄膜——也称为具有折射率匹配涂层的薄膜——表现出提高的透明度。
涂层优选含纳米颗粒，更优选含粒径d50小于200nm的纳米颗粒，最特别优选含粒径d50小于100nm的纳米颗粒，且在一个优选的实施方案中，含粒径d50小于50nm的纳米颗粒。在最优选的实施方案中，所述纳米颗粒为粒径为10至40nm的纳米颗粒。
粒径d50可以使用Zetasizer Nano ZS90通过动态光散射测量。
无机和有机纳米颗粒均适合用作纳米颗粒，然而，纳米颗粒优选为无机纳米颗粒，特别优选氧化纳米颗粒。用于本发明的薄膜的涂层中的合适的纳米颗粒的实例为：任选掺杂的二氧化锡、氧化锆、氧化锑、氧化钛、氧化铈、氧化钇和氧化铝。在本发明的优选实施方案中，锌掺杂的氧化锡颗粒、氟掺杂的氧化锡颗粒、铝掺杂的氧化锌颗粒、镓掺杂的氧化锌颗粒、磷掺杂的氧化锡颗粒和锑掺杂的氧化锡颗粒用作纳米颗粒。
干燥的涂层中所含的纳米颗粒的量优选为10至80重量％，特别优选为20至60重量％，基于涂层组合物的固体含量计。
涂层可以为辐射固化涂层或为基于聚氨酯或环氧树脂的涂层。优选为辐射固化涂层，特别是基于丙烯酸酯的辐射固化涂层。
辐射固化涂层优选可由含可辐射固化聚合物和/或单体的涂料组合物得到。
合适的可辐射交联聚合物具体为可通过电磁辐射而交联的聚合物，例如通过UV射线、电子束、X射线或伽玛射线交联的聚合物，优选UV辐射或电子束交联的聚合物。特别优选为带有可利用辐射而交联的烯键式不饱和基团的聚合物。所述烯键式不饱和基团可以为例如丙烯酸酯基团、甲基丙烯酸酯基团、乙烯基醚基团、烯丙基醚基团和马来酰亚胺基团。合适的烯键式不饱和聚合物例如且优选为(甲基)丙烯酸酯化的聚(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酯化的油和不饱和聚酯(R.Schwalm,UV Coatings,2007,Elsevier,p.93-139)。特别优选的烯键式不饱和聚合物为(甲基)丙烯酸酯化的聚(甲基)丙烯酸酯或聚氨酯(甲基)丙烯酸酯。
合适的可辐射交联的单体特别是可利用电磁辐射而交联的单体，例如通过UV射线、电子束、X射线或伽玛射线交联的单体，优选通过UV辐射或电子束辐射交联的单体。优选为不饱和单体。不饱和单体可优选为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，优选C1-C20-烷基丙烯酸酯或C1-C20-烷基甲基丙烯酸酯；乙烯基芳族化合物，优选C1-C20-乙烯基芳族化合物，例如苯乙烯、乙烯基甲苯、α-丁基苯乙烯或4-正丁基苯乙烯；羧酸乙烯基酯，优选C1-C20-羧酸乙烯基酯，例如月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和乙酸乙烯酯；乙烯基醚，优选C1-C20-醇的乙烯基醚，例如乙烯基甲醚、乙烯基异丁基醚、乙烯基己基醚或乙烯基辛基醚；不饱和腈，例如丙烯腈或甲基丙烯腈；或含有一个或更多个双键、优选含有一个或两个双键的烯烃，优选含有一个或更多个双键、优选含有一个或两个双键的C2-C20-烯烃，例如乙烯、丙烯、异丁烯、丁二烯或异戊二烯。可辐射交联的单体特别优选为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，优选丙烯酸C1-C20-烷基酯或甲基丙烯酸C1-C20-烷基酯。
所述丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、优选丙烯酸C1-C20-烷基酯或甲基丙烯酸C1-C20-烷基酯的合适实例为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸正十二烷基酯、丙烯酸C12-C15-烷基酯、丙烯酸正十八烷基酯、正丁氧基乙基丙烯酸酯、丁氧基二乙二醇丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸四氢呋喃酯、丙烯酸苄基酯、丙烯酸2-苯氧基乙基酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丁酯、丙烯酸-2-羟基丁酯、二丙烯酸甲二醇酯、二丙烯酸甘油酯、二丙烯酸新戊二醇酯、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、三丙烯酸季戊四醇酯、三丙烯酸甘油酯、1,2,4,-丁三醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、双(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、四丙烯酸季戊四醇酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯和相应的甲基丙烯酸酯。此外，还存在适合作为丙烯酸酯和甲基丙酸酯的烷氧基化的、优选乙氧基化的上文提及的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
用于涂布基底膜的涂料组合物优选包含至少一种适合的光引发剂。所述光引发剂也可以共价键合至可交联的聚合物。优选通过具有400nm至1pm的波长的辐射实施辐射化学诱导聚合反应，所述辐射例如UV射线、电子束、X射线或伽玛射线。
当使用UV辐射时，在光引发剂的存在下引发固化反应。对于光引发剂，其基本上分为两种：单分子型(I)和双分子型(II)。适合的(I)型体系为芳族酮化合物，例如，二苯甲酮与叔胺的结合、烷基二苯甲酮、4,4’-二(二甲氨基)二苯甲酮(米氏酮(Michler's ketone))、蒽酮和卤代二苯甲酮或者提到的种类的混合物。(II)型引发剂也适合，例如安息香及其衍生物、苯偶酰缩酮、酰基膦氧化物、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物、二酰基膦氧化物、苯乙酮酸酯、樟脑醌、α-氨基烷基苯酮、α,α-二烷氧基乙酰苯酮、α-羟基烷基苯酮。优选可易溶解在水分散液里的光引发剂。所述产品有例如500(二苯甲酮和(1-羟基环己基)苯基酮的混合物BASF SE，Ludwigshafen，DE)、819DW(苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，BASF SE，Ludwigshafen，DE)、KIPEM(低聚[2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙酮]，Lamberti，Aldizzate，Italy]。也可以使用这些化合物的混合物。
涂层的表面具有小于200nm、优选小于150nm、更优选小于100nm、最优选小于50nm的粗糙度。
这种表面也是光滑表面。基底膜的粗糙面的粗糙度也可通过涂布而变得极其光滑，因此，本发明的经涂布的薄膜的两面均为光滑面。
基底膜包含至少一个含有至少一种聚碳酸酯或共聚碳酸酯(也称为聚-或共-聚碳酸酯)的层。基底膜可以为单层或多层薄膜。在多层薄膜的情况下，一层或多层可含有至少一种聚-或共-聚碳酸酯。薄膜优选为单层薄膜。
含有至少一种聚-或共-聚碳酸酯的层可包含一种或多种聚-或共-聚碳酸酯，也可包含除聚-或共-聚碳酸酯之外的其他塑料。然而，含有至少一种聚-或共-聚碳酸酯的层优选包括大于50重量％、特别优选大于70重量％、最特别优选大于80重量％的聚-或共-聚碳酸酯作为塑料。在特别优选的实施方案中，含有至少一种聚-或共-聚碳酸酯的层基本上由一种或多种聚-或共-聚碳酸酯组成，此外还包含任选地少量、优选小于5重量％、特别优选小于1重量％的添加剂，基于塑料成分的总重量计。
芳族聚碳酸酯或共-聚碳酸酯优选适合作为聚-或共-聚碳酸酯。
聚碳酸酯或共-聚碳酸酯可以是直链或以已知的方式支化。
所述聚碳酸酯或共-聚碳酸酯的制备可以已知的方式根据二苯酚、碳酸衍生物、任选的链终止剂和任选的支化剂的界面缩聚反应或熔融缩聚反应进行。所述聚碳酸酯或共-聚碳酸酯的详细制备记载于40年来的许多专利说明书中。例如，本文以举例的方式参考Schnell,"Chemistry andPhysics of Polycarbonates",Polymer Reviews,Volume9,IntersciencePublishers,New York,London,Sydney1964。
合适的二苯酚可以为例如通式(I)的二羟基芳基化合物
HO-Z-OH  (I)
其中Z为具有6至34个碳原子的芳基，所述芳基可含一个或更多个任意取代的芳核及脂族或脂环族基团或烷基芳基或杂原子作为桥连单元。
合适的二羟基芳基化合物的实例为：二羟基苯、二羟基联苯、二-(羟苯基)-烷烃、二-(羟苯基)-环烷烃、二-(羟苯基)-芳基、二-(羟苯基)-醚、二-(羟苯基)-酮、二-(羟苯基)硫醚、二-(羟苯基)-砜、二-(羟苯基)亚砜，1,1’-二-(羟苯基)-二异丙基苯和它们在环上被烷基化和卤代的化合物。
这些和其他适合的二羟基芳基化合物描述于例如DE-A3 832 396、FR-A1 561 518、H.Schnell,Chemistry and Physics of Polycarbonates,Interscience Publishers,New York1964,p.28ff；p.102ff和D.G.Legrand,J.T.Bendler,Handbook of Polycarbonate Science andTechnology,Marcel Dekker New York2000,p.72ff中。
优选的二羟基芳基化合物为例如间苯二酚、4,4’-二羟基联苯、二-(4-羟苯基)-甲烷、二-(3,5-二甲基-4-羟苯基)-甲烷、二-(4-羟苯基)-二苯基-甲烷、1,1-二-(4-羟苯基)-1-苯基-乙烷、1,1-二-(4-羟苯基)-1-(1-萘基)-乙烷、1,1-二-(4-羟苯基)-1-(2-萘基)-乙烷、2,2-二-(4-羟苯基)-丙烷、2,2-二-(3-甲基-4-羟苯基)-丙烷、2,2-二-(3,5-二甲基-4-羟苯基)-丙烷、2,2-二-(4-羟苯基)-1-苯基-丙烷、2,2-二-(4-羟苯基)-六氟-丙烷、2,4-二-(4-羟苯基)-2-甲基-丁烷、2,4-二-(3,5-二甲基-4-羟苯基)-2-甲基丁烷、1,1-二-(4-羟苯基)-环己烷、1,1-二-(3,5-二甲基-4-羟苯基)-环己烷、1,1-二-(4-羟苯基)-4-甲基-环己烷、1,3-二-[2-(4-羟苯基)-2-丙基]-苯、1,1’-二-(4-羟苯基)-3-二异丙基-苯、1,1’-二-(4-羟苯基)-4-二异丙基-苯、1,3-二-[2-(3,5-二甲基-4-羟苯基)-2-丙基]-苯、二-(4-羟苯基)醚、二-(4-羟苯基)硫醚、二-(4-羟苯基)-砜、二-(3,5-二甲基-4-羟苯基)-砜、和2,2’,3,3’-四氢-3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺双[1H-茚]-5,5’-二醇或者
式(Ia)的二羟基二苯基环烷烃
其中
R1和R2彼此独立地代表氢、卤素(优选氯或溴)、C1-C8-烷基、C5-C6-环烷基、C6-C10-芳基(优选苯基)和C7-C12-芳烷基(优选苯基-C1-C4-烷基，特别是苄基)，
m代表4至7的整数，优选4或5，
R3和R4对于每个X，其可单独选择，且彼此独立地代表氢或C1-C6-烷基，且
X代表碳，
条件是，在至少一个X原子上，R3和R4同时代表烷基。在式(Ia)中，在一个或两个、尤其仅一个X原子上，R3和R4优选同时为烷基。
式(Ia)中，基团R3和R4的优选烷基基团为甲基，相对于二苯基取代碳原子(C-1)的α位上的X原子优选不被二烷基取代；然而，相对于C-1的β位的烷基双取代为优选。
特别优选的式(Ia)的二羟基二苯基环烷烃为在脂环族基团上含有5和6个环碳原子X的二羟基二苯基环烷烃(式(Ia)中，m＝4或5)，例如式(Ia-1)至(Ia-3)的二苯酚
最特别优选的式(Ia)的二羟基二苯基环烷烃为1,1'-二-(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基-环己烷(式(Ia-1)，其中R1和R2为H)。
所述聚碳酸酯或共-聚碳酸酯可根据EP-A359 953由式(Ia)的二羟基二苯基环烷烃制备。
特别优选的二羟基芳基化合物为间苯二酚、4,4’-二羟基联苯、二-(4-羟苯基)-二苯基-甲烷、1,1-二-(4-羟苯基)-1-苯基-乙烷、二-(4-羟苯基)-1-(1-萘基)-乙烷、二-(4-羟苯基)-1-(2-萘基)-乙烷、2,2-二-(4-羟苯基)-丙烷、2,2-二-(3,5-二甲基-4-羟苯基)-丙烷、1,1-二-(4-羟苯基)-环己烷、1,1-二-(3,5-二甲基-4-羟苯基)-环己烷、1,1-二-(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基-环己烷、1,1’-二-(4-羟苯基)-3-二异丙基-苯、1,1’-二-(4-羟苯基)-4二异丙基-苯。
最特别优选的二羟基芳基化合物为4,4’-二羟基联苯、2,2-二-(4-羟苯基)-丙烷和1,1-二-(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基-环己烷。
既可以使用一种二羟基芳基化合物形成均-聚碳酸酯(聚碳酸酯)，也可以使用多种二羟基芳基化合物形成共聚碳酸酯。既可以使用一种式(I)或(Ia)的二羟基芳基化合物形成均-聚碳酸酯，又可以使用多种式(I)和/或(Ia)的二羟基芳基化合物形成共聚碳酸酯。多个二羟基芳基化合物既可以无规连接一起，也可以嵌段连接一起。在式(I)和(Ia)的二羟基芳基化合物形成共-聚碳酸酯的情况下，式(Ia)的二羟基芳基化合物与任选使用的式(I)的其他二羟基芳基化合物的摩尔比优选在99mol％的(Ia)比1mol％的(I)和2mol％的(Ia)比98mol％的(I)之间，优选在99mol％的(Ia)比1mol％的(I)和10mol％的(Ia)比90mol％的(I)之间，特别是在99mol％的(Ia)比1mol％的(I)和30mol％的(Ia)比70mol％的(I)之间。
使用式(Ia)的二羟基芳基化合物制备的聚碳酸酯或共-聚碳酸酯通常比基于2,2-二-(4-羟苯基)-丙烷作为二羟基芳基化合物制备的聚碳酸酯具有更高的玻璃化转变温度Tg。
基底膜中优选的聚碳酸酯或共-聚碳酸酯是玻璃化转变温度Tg等于或高于140℃、优选高于175℃的聚碳酸酯或共-聚碳酸酯。玻璃化转变温度Tg可根据DIN EN61006标准在10K/min的加热速率下利用动态差示量热仪(DSC)进行测定，Tg定义为中点温度(切线法)。
因此，基底膜中优选的聚碳酸酯或共-聚碳酸酯是使用式(Ia)、优选式(Ia-1)、(Ia-2)和/或(Ia-3)的二羟基芳基化合物任选地与一种或多种其他二羟基芳基化合物结合制备的聚碳酸酯或共-聚碳酸酯。基底膜中特别优选的聚碳酸酯或共-聚碳酸酯是使用式(Ia)、优选式(Ia-1)、(Ia-2)和/或(Ia-3)的二羟基芳基化合物与一种或多种其他二羟基芳基化合物结合制备的聚碳酸酯或共-聚碳酸酯。一种最特别优选的共聚碳酸酯是使用1,1-二-(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基-环己烷和2,2-二-(4-羟苯基)-丙烷作为式(Ia)和(I)的二羟基芳基化合物制备的共聚碳酸酯。
所述具有提高的玻璃化转变温度Tg的聚碳酸酯或共-聚碳酸酯的优点还在于，其能承受高于150℃至200℃的处理温度且没有损坏。所述性质使得能够用于传导结构例如银制汇流条的应用，所述传导结构随后经受温度最高达200℃的烧结过程。高温下的烧结通常会导致传导结构的明显更好的性质，例如更高的导电性——鉴于此，提供有所述结构的塑料基底的耐受性是期望且有利的。使用具有高温稳定性的塑料薄膜，产品中的次品可以明显减少。此外，在进行ITO沉积时(在150至180℃的温度下后退火，用于使a-ITO结晶以取得更高的导电性)，具有高温耐受性的塑料薄膜也极受欢迎。另外，在干法刻蚀过程中，需要具有更高Tg的塑料薄膜来经受130至200℃的刻蚀温度。
制备聚-或共-聚碳酸酯的合适的碳酸衍生物可为——优选为用于界面缩聚过程——光气或——优选为用于熔融缩合过程——例如通式(II)的碳酸二芳基酯
其中
R、R'和R"可相同或不同，彼此独立地代表氢、直链或支化C1-C34-烷基、C7-C34-烷基芳基或C6-C34-芳基，R还可代表-COO-R″'，其中R″'代表氢、直链或支化C1-C34-烷基、C7-C34-烷基芳基或C6-C34-芳基。
优选的碳酸二芳基酯为例如碳酸二苯酯、甲苯基-苯基碳酸酯、二-(甲苯基)碳酸酯、4-乙苯基-苯基碳酸酯、二-(4-乙苯基)碳酸酯、4-正丙基苯基-苯基碳酸酯、二-(4-正丙基苯基)碳酸酯、4-异丙基苯基-苯基碳酸酯、二-(4-异丙基苯基)碳酸酯、4-正丁基苯基-苯基碳酸酯、二-(4-正丁基苯基)碳酸酯、4-异丁基苯基-苯基碳酸酯、二-(4-异丁基苯基)碳酸酯、4-叔丁基苯基-苯基碳酸酯、二-(4-叔丁基苯基)碳酸酯、4-正戊基苯基-苯基碳酸酯、二-(4-正戊基苯基)碳酸酯、4-正己基苯基-苯基碳酸酯、二-(4-正己基苯基)碳酸酯、4-异辛基苯基-苯基碳酸酯、二-(4-异辛基苯基)碳酸酯、4-正壬基苯基-苯基碳酸酯、二-(4-正壬基苯基)碳酸酯、4-环己基苯基-苯基碳酸酯、二-(4-环己基苯基)碳酸酯、4-(1-甲基-苯乙基)-苯基-苯基碳酸酯、二-[4-(1-甲基-苯乙基)-苯基]碳酸酯、联苯-4-基-苯基碳酸酯、二-(联苯-4-基)碳酸酯、4-(1-萘基)-苯基-苯基碳酸酯、4-(2-萘基)-苯基-苯基碳酸酯、二-[4-(1-萘基)-苯基]碳酸酯、二-[4-(2-萘基)-苯基]碳酸酯、4-苯氧基苯基-苯基碳酸酯、二-(4-苯氧基苯基)碳酸酯、3-十五烷基苯基-苯基碳酸酯、二-(3-十五烷基苯基)碳酸酯、4-三苯基-苯基碳酸酯、二-(4-三苯基)碳酸酯、水杨酸甲酯-苯基碳酸酯、二-(水杨酸甲酯)碳酸酯、水杨酸乙酯-苯基碳酸酯，二-(水杨酸乙酯)碳酸酯、水杨酸正丙酯-苯基碳酸酯、二-(水杨酸正丙酯)碳酸酯、水杨酸异丙酯-苯基碳酸酯、二-(水杨酸异丙酯)碳酸酯、水杨酸正丁酯-苯基碳酸酯、二-(水杨酸正丁酯)碳酸酯、水杨酸异丁基酯-苯基碳酸酯、二-(水杨酸异丁酯)碳酸酯、水杨酸叔丁酯-苯基碳酸酯，二-(水杨酸叔丁酯)碳酸酯、二-(水杨酸苯酯)碳酸酯和二-(水杨酸苄酯)碳酸酯。
特别优选的二芳基化合物为碳酸二苯酯、4-叔丁基苯基-苯基碳酸酯、二-(4-叔丁基苯基)碳酸酯、联苯-4-基-苯基碳酸酯、二-(联苯-4-基)碳酸酯、4-(1-甲基-苯乙基)-苯基-苯基碳酸酯、二-[4-(1-甲基-苯乙基)-苯基]碳酸酯和二-(水杨酸甲酯)碳酸酯。
碳酸二苯酯是最特别优选的。
也可以使用一种碳酸二芳酯和多种碳酸二芳酯。
为了控制或修饰端基，也可以使用链终止剂，例如使用未在碳酸二芳酯的制备中使用的一种或多种单羟基芳基化合物。这类化合物可为通式(III)的化合物
其中
RA代表直链或支化C1-C34-烷基、C7-C34-烷基芳基、C6-C34-芳基或-COO-RD，其中RD代表氢、直链或支化C1-C34-烷基、C7-C34-烷基芳基或C6-C34-芳基，且
RB、RC可相同或不同，彼此独立地代表氢、直链或支化C1-C34-烷基、C7-C34-烷基芳基或C6-C34-芳基。
所述单羟基芳基化合物为例如1-甲基苯酚、2-甲基苯酚或3-甲基苯酚、2,4-二甲基苯酚、4-乙基苯酚、4-正丙基苯酚、4-异丙基苯酚、4-正丁基苯酚、4-异丁基苯酚、4-叔丁基苯酚、4-正戊基苯酚、4-正己基苯酚、4-异辛基苯酚、4-正壬基苯酚、3-十五烷基苯酚、4-环己基苯酚、4-(1-甲基-1-苯乙基)-苯酚、4-苯基苯酚、4-苯氧基苯酚、4-(1-萘基)-苯酚、4-(2-萘基)-苯酚、4-三苯甲基苯酚、水杨酸甲酯、水杨酸乙酯、水杨酸正丙酯、水杨酸异丙酯、水杨酸正丁酯、水杨酸异丁酯、水杨酸叔丁酯、水杨酸苯酯和水杨酸苄酯。
优选为4-叔丁基苯酚、4-异辛基苯酚和3-十五烷基苯酚。
合适的支化剂可为具有三个或更多个官能团的化合物，优选为具有三个或更多个羟基的化合物。
合适的具有三个或更多个酚羟基的化合物为例如间苯三酚、4,6-二甲基-2,4,6-三-(4-羟苯基)-庚-2-烯、4,6-二甲基-2,4,6-三-(4-羟苯基)-庚烷、1,3,5-三-(4-羟苯基)-苯、1,1,1-三-(4-羟苯基)-乙烷、三-(4-羟苯基)-苯甲烷、2,2-双-(4,4-双-(4-羟苯基)-环己基]-丙烷、2,4-双-(4-羟苯基-异丙基)-苯酚和四-(4-羟苯基)-甲烷。
其他合适的具有三个或更多个官能团的化合物为例如2,4-二羟基苯甲酸、均苯三酸(三酰氯)、氰尿酸三酰氯和3,3-双-(3-甲基-4-羟苯基)-2-氧代-2,3-二氢吲哚。
优选的支化剂是3,3-双-(3-甲基-4-羟苯基)-2-氧代-2,3-二氢吲哚和1,1,1-三-(4-羟苯基)-乙烷。
聚-或共-聚碳酸酯或含有聚-或共-聚碳酸酯的塑料组合物还可包含添加剂。对于本领域的普通技术人员来说，塑料组合物的常规添加剂是已知的。
本发明的经涂布的薄膜还可在已具有光滑面的基底膜另一面包括一层涂层。对于所述涂层，优选使用用于涂布粗糙面的涂料组合物。所述在基底膜光滑面的涂层是有利的，这是因为所述涂层还可作为基底膜的硬涂层。所述硬涂层可以保护基底膜材料免受划痕或其他可能对经涂布的薄膜的光学性质产生不利影响的损伤。基底膜的粗糙面和光滑面上的涂层的另一个优点是，所述涂层在经涂布的薄膜的两面提供耐化学性。在器件的制造过程中涉及到刻蚀时，需要经涂布的薄膜两面上的耐化学性。因此，基底膜有利且优选地包括所述在粗糙面和光滑面(表面粗糙度小于200nm)上的涂层。在优选的实施方案中，对于涂布基底膜的粗糙面和光滑面，使用相同的涂料组合物。
本发明的经涂布的薄膜的总厚度优选为20至1000μm，特别优选为25至500μm，最特别优选为25至250μm。
优选地，本发明的经涂布的薄膜对于波长为380nm至800nm的光的总透光率大于85％，优选大于88％。
优选地，本发明的经涂布的薄膜的透光雾度小于2％，优选小于1％。本发明的另一个优点是，本发明的经涂布的薄膜可以一种简单的方式制备：通过挤出法或共挤出法制备基底膜并随后进行涂布。
因此，本发明还提供一种制备本发明的经涂布的薄膜的方法，其特征在于：
-通过挤出或共挤出塑料熔体的挤出法或共挤出法制备具有至少一个含有至少一种聚-或共聚-碳酸酯的层的基底膜，所述基底膜的光滞后小于100nm，粗糙面的表面粗糙度为200nm至20μm且另一面的表面粗糙度小于200nm；随后在两个辊之间压延所述基底膜，所述两个辊中，一个辊为钢表面，另一个辊为弹性表面，
-接着用涂料组合物涂布由此制得的基底膜的粗糙面，且在干燥和任选地额外固化后，涂层具有小于200nm的粗糙度。
自DE39 11 218A1中的已知方法以来，持续需要一种制备具有良好光学性能、尤其是低应力双折射且两面均为光滑表面的塑料薄膜的方法，所述方法克服了DE39 11 218A1的缺点。
本发明的方法比描述于DE39 11 218A1的方法——其使用光滑辊或者额外的挤出(层压)步骤——具有明显的优势。从而可省去弹性辊筒的光滑处理过程。另外，涂层的应用且尤其是就折射率而言适用于基底膜的涂层的应用使得可制备具有优异光学性能和极低应力双折射的薄膜。也不需要为施用其他塑料层而进行的二次挤出步骤。
作为具有弹性表面的辊优，选使用具有橡胶表面的辊，优选为具有硅橡胶表面的辊，所述表面可优选为光滑的。
作为具有钢表面的辊，优选使用具有高光钢表面的辊。
压延优选在150℃至400℃、更优选在250℃至400℃、特别优选在320℃至360℃的温度范围以及50至200巴、更优选80至150巴、特别优选70至120巴的压力下进行。
然后，将涂层施用于基底膜的粗糙表面，干燥，并且当使用可辐射固化的涂料组合物时，通过辐射进行固化。辐射固化即交联优选通过电磁辐射进行，例如通过UV射线、电子束、X射线或伽玛射线进行，优选通过UV或电子束辐射进行。
涂层的施用优选通过湿化学涂布法进行。所述方法可以是常规的湿涂法，例如喷涂法、浇铸法、刮涂法，印刷法或辊涂法。
上文中描述用于本发明的经涂布的薄膜的涂料组合物用作此目的。所述涂料组合物除了含有提及的纳米颗粒、可辐射固化的聚合物或单体及光引发剂组分以外还包含溶剂。合适的溶剂为例如有机溶剂，其任选地与水混合。合适的有机溶剂可选自例如芳族溶剂，例如二甲苯或甲苯；酮，例如丙酮、2-丁酮、甲基异丁酮、双丙酮醇；醇，例如甲醇、乙醇、异丙醇、2-甲氧基丙醇；醚，例如1,4-二氧六环、乙二醇正丙醚；或酯，例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、1-甲氧基-2-丙基乙酸酯；或者含这些溶剂的混合物。特别优选为异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、1-甲氧基-2-丙醇、二甲苯或甲苯。然而，也可使用不包含这些溶剂的替代的涂料组合物。
由本发明的方法获得的所述经涂布的薄膜表现出突出的光学性能，例如高总透光率、低透光雾度、优异透明性和低光滞后。
因此，本发明还提供根据本发明的方法获得的经涂布的薄膜。
本发明的经涂布的薄膜因其光学性能而非常适合应用于光电器件，所述光电器件例如显示器、触摸屏和其他光电器件。
因此，本发明还提供本发明的经涂布的薄膜在光电器件中的用途，特别是在显示器或触摸屏中的用途。
此外，本发明提供一种包括至少一个本发明的经涂布的薄膜的光电器件，特别是显示器或触摸屏。
在所述光电器件中，例如在显示器或触摸屏中，本发明的经涂布的薄膜可用作例如：
-基膜，以替代用于LCD、OLED、EPD背板的玻璃和/或替代用于滤光片的玻璃，或
-用于透明电极薄膜的基底膜，例如ITO薄膜，或
-用于任何隔离膜的基底膜，其可以保护敏感材料免受水分和/或氧气的影响，或
-作为偏振器层的机械支撑的薄膜，因此可替代TAC或COP薄膜或其他低光滞后薄膜。
另外，本发明的经涂布的薄膜适合用作隔离膜、特别是具有低氧和/或水蒸气透过率的薄膜的基材。
以下实施例用于以举例的方式解释本发明，并非限制本发明。
实施例
测试方法：
干燥涂层的厚度根据ASTM D1400通过毕克助剂和仪器公司(BYKAdditives&Instruments)的byco-test MP0R测量。
涂层及基底膜的光滑面和粗糙面的表面粗糙度——测量为Ra值(平均粗糙度)——根据DIN EN ISO4287使用Contour GT-KO光学表面轮廓仪测量。
折射率利用Metricon2010/M棱镜耦合测量仪测量。测量基底膜材料和涂层的折射率之后，计算出这两个折射率的差值。
透明性(即可见度)、总透光率和透光雾度使用毕克助剂和仪器公司的BYK Haze-gard plus测量。所述BYK Haze-gard plus总透光率和透光雾度根据ASTM D1003测量。本发明的总透光率是应为波长为380至800nm的光的总透过率。
光滞后根据ASTM D4093-95使用Ilis GmbH的偏光计Ilis测量。光滞后是薄膜的应力双折射的一种量度。
基底膜：DP1202 1-M(可购自BayerMaterial Science AG)，具有100μm薄膜厚度的聚碳酸酯薄膜，一个粗糙表面的表面粗糙度Ra值为450至500nm且一个光滑(光泽)表面的表面粗糙度Ra值小于20nm，所用的聚碳酸酯是9379(Bayer MaterialScience AG)，其是含有来自60mol％2,2-双-(4-羟苯基)-丙烷和40mol％1,1-双-(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基-环己烷作为二羟基化合物的残留物的共聚碳酸酯
U680H:不饱和脂族聚氨酯丙烯酸酯(Bayer MaterialScience AG)
184:1-羟基-环己基-苯基-甲酮(购自BASF的光引发剂)
VXL4930:改性硅氧烷溶液(购自Cytec Industries的表面调节剂)
306:聚醚改性的聚二甲基硅氧烷溶液(购自毕克助剂和仪器公司的表面调节剂)
Glide100:聚醚硅氧烷共聚物(购自Evonik Tego ChemieGmbH公司的流动和滑移添加剂)
挤出基底膜的制备：
在345℃熔融温度和96巴的挤出机压力条件下，共聚碳酸酯的熔体通过宽片状口模挤出，并在由高光钢辊和弹性橡胶辊组成的辊轧机中压延。通过这一过程，获得厚度为100μm、光滑且有光泽面的表面粗糙度(Ra)小于20nm且粗糙面的表面粗糙度(Ra)在450至500nm之间的薄膜。对于这种薄膜，测得小于30nm的光滞后。
实施例1：
用具有表1的涂料配方的涂料组合物涂布基底膜。
表1
在室温下，利用棒式涂布机通过手动向下涂布的方式将涂料组合物涂布在基底膜上，然后在80℃下加热干燥10min。涂层施用为15至20μm的湿膜厚度。然后，在环境条件下，通过剂量为2400mJ/cm2的UV固化涂层。
实施例2：
用具有表2的涂料配方的涂料组合物涂布通过实施例A获得的薄膜。
表2
在卷对卷式涂布机中，将涂料制剂在70℃的辊温(web temperature)和3m/min的辊速(web speed)下涂布在基底膜上。涂层施用为15至20μm的湿膜厚度。然后，在氮气条件下，通过剂量为550mJ/cm2的UV紫外固化涂层。
实施例3：
用具有表3的涂料配方的涂料组合物涂布通过实施例A获得的薄膜。
表3
在室温下，利用棒式涂布机通过手动向下涂布的方式将涂料制剂涂布在基底膜上，然后在80℃下加热干燥10min。涂层施用为35至40μm的湿膜厚度。然后，在环境条件下，通过剂量为2400mJ/cm2的UV固化涂层。
实施例4：
用具有表4的涂料配方的涂料组合物涂布通过实施例A获得的薄膜。
表4
在室温下，利用棒式涂布机通过手动向下涂布的方式将涂料制剂涂布在基底膜上，然后在80℃下加热干燥10min。涂层施用为15至20μm的湿膜厚度。然后，在环境条件下，通过剂量为2400mJ/cm2的UV固化涂层。
实施例5：
测量通过实施例1-4获得的经涂布的薄膜的干燥和固化涂层的厚度、涂层的平均表面粗糙度、涂层和基底膜基底在550nm下的折射率差值、透明度、总透光率、透光雾度和光滞后。结果列于表5中。
表5
根据表5中的结果，未涂布的基底膜具有27.8％的低透明度和34.1％的高透光雾度。尽管这种薄膜具有优异的光滞后和总透光率，但是由于透明度和透光雾度不足，它不能用在LCD-显示器或触摸屏应用中。
实施例1-4的结果表明，在对本发明基底膜的粗糙面进行涂布的情况下，透明度(透明度>95％)和透光雾度(<1％)显著改善。根据本发明得到的经涂布的薄膜具有优异的光滞后、总透光率、透光雾度和透明度，并良好地适用于例如LCD-显示器或触摸屏应用中。
此外，在相同的涂层表面粗糙度(Ra<20nm)下，与实施例1和4的具有非折射率匹配的涂层的经涂布的薄膜相比，实施例2和3的具有折射率匹配的涂层的经涂布的薄膜出人意料的表现出更高的透明度，从而通过使用折射率匹配的涂层可以另外改善本发明的薄膜的性质及其在LCD显示器或触摸屏应用中的用途。

Claims (15)

1.一种经涂布的薄膜，所述薄膜包括基底膜，所述基底膜包含至少一个含有至少一种聚碳酸酯或共聚碳酸酯的层，其特征在于，所述基底膜具有：
-小于100nm的光滞后
-表面粗糙度为200nm至20μm的粗糙面
-表面粗糙度小于200nm的另一面
-所述粗糙面上的涂层，所述涂层的表面具有小于200nm的表面粗糙度。
2.权利要求1的经涂布的薄膜，其特征在于，所述涂层包含纳米颗粒。
3.权利要求1或2的经涂布的薄膜，其特征在于，所述基底膜和涂层在波长为550nm时的折射率差值小于0.04，优选小于0.02，更优选小于0.015。
4.权利要求1至3中至少一项的经涂布的薄膜，其特征在于，所述基底膜具有小于50nm、优选小于10nm的光滞后。
5.权利要求1至4中至少一项的经涂布的薄膜，其特征在于，所述基底膜中的聚碳酸酯或共聚碳酸酯的玻璃化转变温度Tg等于或大于140℃，优选大于175℃。
6.权利要求1至5中至少一项的经涂布的薄膜，其特征在于，包括含有由式(Ia)的二羟基二苯基环烷烃作为二羟基芳基化合物制备的单元的聚碳酸酯或共聚碳酸酯，
其中
R1和R2彼此独立地代表氢；卤素，优选氯或溴；C1-C8-烷基；C5-C6-环烷基；C6-C10-芳基，优选苯基；和C7-C12-芳烷基，优选苯基-C1-C4-烷基，优选苄基，
m代表4至7的整数，优选代表4或5，
R3和R4对于每个X，其可单独选择，其彼此独立地代表氢或C1-C6-烷基，且
X代表碳，
条件是，在至少一个X原子上、优选在一个或两个X原子上、尤其在仅一个X原子上，R3和R4同时代表烷基。
7.权利要求6的经涂布的薄膜，其特征在于，由式(Ia)的二羟基二苯基环烷烃制备的单元是由式(Ia-1)至(Ia-3)的二羟基二苯基环烷烃制备的单元，
其中
R1和R2彼此独立地代表氢；卤素，优选氯或溴；C1-C8-烷基；C5-C6-环烷基；C6-C10-芳基，优选苯基；和C7-C12-芳烷基，优选苯基-C1-C4-烷基，特别为苄基，特别优选氢。
8.权利要求6或7的经涂布的薄膜，其特征在于，含有由式(Ia)的二羟基二苯基环烷烃制备的单元的聚碳酸酯或共聚碳酸酯是含有由1,1-二-(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基-环己烷制备的单元的聚碳酸酯或共聚碳酸酯，优选为含有由1,1-二-(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基-环己烷作为式(Ia)的二羟基二苯基环烷烃和2,2-二-(4-羟苯基)-丙烷作为其他二羟基芳基化合物制备的单元的共聚碳酸酯。
9.权利要求1至8中至少一项的经涂布的薄膜，其特征在于，所述涂层为由含有纳米颗粒的可辐射固化的涂料组合物、优选为由含有纳米颗粒的丙烯酸酯类可辐射固化的涂料组合物制备的涂层。
10.制备权利要求1至9中至少一项的经涂布的薄膜的方法，其特征在于：
-通过挤出或共挤出塑料熔体的挤出法或共挤出法制备基底膜，所述基底膜具有至少一个含有至少一种聚碳酸酯或共聚碳酸酯的层，所述基底膜具有小于100nm的光滞后，表面粗糙度为200nm至20μm的粗糙面和表面粗糙度小于200nm的另一面；随后在两个辊之间压延所述基底膜，所述两个辊中，一个辊具有钢表面，另一个辊具有弹性表面，
-然后用涂料组合物涂布由此制得的基底膜的粗糙面，且在干燥和任选地额外固化后，涂层具有小于200nm的粗糙度。
11.权利要求10的方法，其特征在于，使用含纳米颗粒的可辐射固化的涂料组合物、优选含一种或多种丙烯酸酯的可辐射固化的涂料组合物进行涂布，其中，在施用涂料组合物并干燥后再进行通过辐射的固化。
12.权利要求10或11的方法，其特征在于，具有弹性表面的辊是具有橡胶表面的辊。
13.权利要求1至9中至少一项的经涂布的薄膜在光电器件中的用途。
14.权利要求1至9中至少一项的经涂布的薄膜在显示器或触摸屏中的用途。
15.一种光电器件，优选为显示器或触摸屏，其包括至少一个权利要求1至9中至少一项的经涂布的薄膜。
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