CN106255593B - 具有低光学延迟的多层制品 - Google Patents

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Abstract

一种共挤出的多层热塑性制品，包含：具有第一表面纹理的第一层，其中所述第一层包含具有在高于第一聚合物的玻璃化转变温度20℃下测定的第一应力光学系数(Cm1)的第一透明热塑性聚合物；包含具有在高于第二基质的玻璃化转变温度20℃下测定的第二应力光学系数(Cm2)的第二透明热塑性聚合物的定位的第二层；其中所述第一应力光学系数和所述第二应力光学系数之间的关系是Cm2>4(Cm1)(公式A)，其中从所述第一表面纹理的最高峰至所述第一层的第二侧面测定的所述第一层的厚度大于1.5倍所述第一表面纹理的Rz，但是小于或等于75％的所述制品总厚度。

Description

具有低光学延迟的多层制品
技术领域
本公开涉及具有低光学延迟的多层制品，并具体而言涉及多层制品组合物，生产方法，及其用途。
背景技术
用于液晶显示器应用的光学片材/薄膜能够用各种透明热塑性材料制成。所述热塑性材料对于这些应用所需的性质包括高透明性，良好色彩，高清晰度，高玻璃化转变温度，韧性，延展性，尺寸稳定性，耐化学性，熔体可加工性等。聚碳酸酯满足许多的上述要求。然而，由聚碳酸酯(即双酚-A(BPA)聚碳酸酯均聚物(BPA-PC))制成的光学片材/膜或盘，如果它们使用涉及在压力或应力下将聚碳酸酯树脂从熔体冷却成固体的熔体挤出或模塑成型方法形成，则具有较高光学延迟。这种挤出或模塑方法的实例包括压延片材/膜挤出，型材挤出，压花，注塑成型和压制模塑成型方法等，其适用于用于形成所模塑成型制品的形状和/或表面抛光或纹理的目的。
光学片材的高光学延迟水平由于在其熔融体加工步骤期间施加于所述光学片材的非均匀压力可能与大面积上(across)光学延迟分布中的高非均匀性有关。因此，所述片材中的所述非均匀地分布的光学延迟对于与液晶显示器(LCD)相关的应用视觉上会导致不期望的色带问题(“彩虹斑(rainbow mura)”或“彩虹外观(rainbow appearance)”)。具有光控纹理(light management texture)(如微透镜，棱镜，或工程设计的随机纹理)和非均匀分布的光学延迟的光学膜对于LCD显示器的背光模块(BLM)中使用的所述显示膜堆叠(stack)中的顶膜层中的用途是不理想的(因为所述“彩虹斑”的问题)。此外，对于某些LCD显示器中使用的反射型偏振片(reflective polarizer sheet)而言，所述顶层光扩散层中的高光学延迟水平可能会导致光消偏(light depolarization)，因此导致所述反射型偏振片的亮度增强效应损失。
以前制作具有低延迟的光学热塑性片材、薄膜或盘的尝试包括以下的方法：1)使用具有固有低双折射的材料作为具有固有高双折射的材料的替代；2)降低了在挤出或模塑成型方法中形成的制品(片材/膜/盘)中的残余机械应力，或通过二次退火方法降低所述制品的残余机械应力。
根据所述第一方法，具有固有低双折射的示例性材料包括环烯烃共聚物(COC)，特种聚酯共聚物如Osaka Gas Chemical的OKP4，和聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)。然而，这些材料可能是昂贵的和/或表现出较差的耐冲击性(例如，PMMA)。
按照第二种方法，在努力降低所述挤出的光学片材/膜中的残余应力中，所述机械负荷(压力或网张力)的降低施加于所述聚合物熔体同时在将所述熔融网浇铸于单个未夹上(without nipping)的冷却辊上的所述片材挤出方法中固化所述熔体，或使用柔顺辊(compliant roll)作为所述熔体延压挤出方法的所述轧辊(nip roller)中的一种。这些方法能够通过降低残余应力实现所获得的片材的低光学延迟，但是也能够由于熔体压延过程中缺乏足够的轧点压力(nip pressure)而限制赋予所述薄膜或片材(为了光控(lightmanagement)目的)功能性表面特性(例如，微透镜，棱镜特性，或磨砂图案)的能力。如果所述柔顺轧辊是具有橡胶表面的辊，则这种方法还会由于其并非良好热导体的橡胶辊表面上所述聚合物熔体的无效冷却而遭致较低的挤出线通量。
可替代地，基膜能够用可交联的液体涂层(例如，可交联的丙烯酸涂层液)在其表面上的一个涂覆。光控表面纹理然后通过微复制过程引入到所述液体涂层表面上，随后通过UV辐射方法固化所述纹理图案。使用液体单体涂层的微复制方法通常不会导致所述成品膜的光学延迟显著增加。然而，这种方法比直接压延挤出或注塑成型方法更加成本高昂。此外，所述多层制品并不是100％的热塑性聚合物，并且不能很容易地再循环。
因此，对于通过成本有效的方法生产的具有光控表面纹理、低光学延迟和良好机械性能的热塑性光学膜和片材，仍存需要。
发明内容
本文中公开了多层制品及其制作和使用的方法。
一种共挤出的多层热塑性制品，包含：具有第一侧面和第二侧面并在所述第一侧面上具有第一表面纹理的第一层，其中所述第一层包含具有在高于所述第一聚合物的玻璃化转变温度20℃下测定的第一应力光学系数(Cm1)的第一透明热塑性聚合物；位于所述第二侧面附近并包含具有在高于所述第二基质的玻璃化转变温度20℃下测定的第二应力光学系数(Cm2)的第二透明热塑性聚合物的第二层；其中所述第一应力光学系数和所述第二应力光学系数之间的关系是公式(A)Cm2>4(Cm1)(公式A)，其中从所述第一表面纹理的最高峰至所述第一层的第二侧面测定的所述第一层的厚度大于1.5倍所述第一表面纹理的Rz而小于或等于所述制品总厚度的75％；其中所述第二层具有大于或等于所述制品总厚度的25％的第二层厚度；和其中所述制品的光学延迟小于或等于150nm。以上所述的和其它功能特性通过以下附图和详细描述进行举例说明。
附图说明
现在参照附图，其是示例性实施方式，并且其中所述相似元件相似编号并且为了举例说明本文中公开的示例性实施方式的目的而非对其限制的目的给出。
图1是多层制品的横截面视图。
图2A-2D是特殊结构化表面纹理类型的微结构元件的图示说明。
图3是多层制品的横截面视图。
图4A是制作多层制品的熔体压延系统的示意图。
图4B是图4A的压延系统的某些元件的图示说明。
图4C是利用水平模具的熔体压延系统的图示说明。
图5是线性泰伯尔磨损试验(Linear Taber Abrasion test)方法的示意图。
图6是图示说明实施例1的结果的曲线图。
图7是图示说明Rz的测定的曲线图。
图8是图示说明精细纹理化膜的所述延迟相对于T峰-1.5×Rz的曲线图。
图9是图示说明微透镜共挤出膜的所述延迟相对于T峰-1.5×Rz的曲线图。
具体实施方式
本文公开的是包含低光学延迟和光控表面纹理的热塑性多层制品(例如，片材，膜)，及其制备和使用方法。正如本文中所用“低光学延迟”是指小于或等于150纳米(nm)的光学延迟(optical retardation)。所述多层制品的低光学延迟能够通过使用具有比所述多层制品的其它层显著更低的应力光学系数的第一层和/或优化的共挤出加工条件(例如，至少两倍更低，三倍更低，或四倍更低)而实现。光控功能的主表面纹理产生于具有较低应力光学系数(例如，比其他层的更低)的第一层的表面上，以及所述第一层具有从所述第一表面纹理的最高峰(即主表面纹理)至所述第一的另一侧面测定的第一层厚度(其大于1.5倍所述第一表面纹理的Rz)。Rz能够通常描述为Rz定义为所评价的轮廓的最大高度，通过所述轮廓的最高峰(Rp)(RP)和所轮廓的最深谷(Rv)之和对所述轮廓的评价长度内的所述取样长度的数目平均而给出。
所述主表面纹理能够是具有光控能力的多种类型中的一种，如扩散能力或光转向(turning)/引导能力。一种包含非特定几何形状的峰和谷的磨砂形貌的普通磨砂(matte)表面纹理能够在所述膜表面上提供较强的光扩散功能和均匀光分布。所述普通磨砂表面通常通过标准表面抛光属性，如平均粗糙度(Ra)或峰计数(peak count)(Rpc)进行表征。具有Ra小于1.2微米(μm)和Rpc大于50峰/厘米(峰/cm)的普通磨砂表面的扩散器膜(diffuserfilm)能够有利于超高清(UHD)显示器的卓越图像质量。具有Ra小于1.0μm和Pc大于80峰/cm的磨砂表面的扩散器膜能够更有利于UHD显示器。具有Ra小于0.7μm和Pc大于100峰/cm的磨砂表面的扩散器膜能够更加有利于UHD显示器。
包含独特几何形状的多种微结构元件如微透镜、棱镜、金字塔或双凸透镜(lenticular lens)的特殊结构化表面纹理能够提供较强的光转向功能，同时提供一定程度的光扩散功能或掩盖LCD显示器组件上的光源排布细节或结构图案所必需的遮盖力。所述特殊结构化表面纹理通常通过所述单独微结构元件的几何属性表征。纵横比(aspectratio)(定义为特性高度除以所述元件基部的特征尺寸)，是表示图2A-2D中图示说明的转向/引导光的所述模式能力(pattern ability)的一个关键属性。外层上的所述主表面纹理也能够影响所述多层制品的机械磨损行为。尽管具有低粗糙度水平的普通磨砂表面纹理对于UHD显示器应用是合乎需要的，降低所述粗糙度会负面影响所述表面的耐磨损性。当所述主表面纹理的机械耐磨性是希望的时候，具有所述主表面纹理的外层是由具有合适机械性能(例如，高铅笔硬度)的材料进行设计。这种表面纹理能够是普通磨砂表面纹理或包含微透镜功能、棱镜特性、金字塔特性或透镜状特性的特殊结构化表面纹理。所述多层制品能够用作用于数字显示器、窗口、灯罩和其中所述制品的光扩散效应和低光学延迟都是有益的其它应用的光扩散膜或片材。
聚合物制品中的双折射从根本上而言与其组成聚合物分子的取向和变形有关。所述模塑成型或挤出的热塑性聚合物制品的残余双折射可能受包括制成所述制品的原料的化学结构、其中分子的取向程度、熔体加工期间所施加的机械应力、冷却速率和所述制作过程期间所述聚合物制品的热松弛或退火的多种因素影响。具体而言，所观察到的模塑成型或挤出的热塑性制品的双折射率(Δn)通常是其组成热塑性树脂的所述应力光学系数C和所述制品挤出或模塑成型过程期间引入的机械应力(△σ)的函数。所观察到的双折射率(△n)、应力光学系数(C)和施加于所述热塑性聚合物制品的机械应力(△σ)之间的关系能够通常表示为：
△n＝C*△σ。
热塑性聚合物的应力光学系数是所述聚合物温度的函数。具体而言，所述应力光学系数(C)能够在所述聚合物温度从高于所述聚合物的玻璃化转变温度(Tg)或熔点(Tm)降低至低于Tg或Tm时发生幅度(amplitude)显著降低。在热塑性制品的挤出或模塑成型过程期间，所述温度通常从熔体温度，横跨Tg或Tm，冷却，并降低至环境温度。因此，形成挤出的或模塑成型的热塑性制品最终观察到的双折射率的机理是一个复杂的过程。然而，我们认为，在其熔融状态的所述聚合物的应力光学系数(Cm)在决定所述形成的制品的最终双折射率方面比在其固态时(Cs)发挥了更主导的作用，尤其是对于施加高压力或高机械负荷于所述聚合物熔体并随后将所述熔体迅速冷却成固体的模塑成型或挤出方法。光学延迟(optical retardation)(延迟率(retardation))正比于制品的所述平均双折射率(△n)，其能够表示为：
延迟率＝△n*厚度(所述制品的)。
表1列出了多种透明热塑性聚合物在熔融或橡胶态时的应力光学系数(Cm)值，这使用流变光学方法根据包括Wimberger-Friedl的所述1991年论文(“The peculiar rheo-optical behavior of biphenol-A-polycarbonate and polymethylmethacrylate”，Rheol Acta 30:329-340(1991))和Inki Min和Kyunghwan Yoon的所述2012年论文(“Dynamic measurement of stress optical behavior of three amorphouspolymers”，Korea-Australia Rheology Journal，24:73-79(2012))的示例性工作进行测定。
*本文中报告的Cm值在高于所述聚合物玻璃化转变温度(Tg)20℃下测定
**BPA-PC和PMMA的Cm报道于Wimberger-Friedl的1991年论文中
本文中所述的多层制品包含至少两层透明热塑性树脂。正如本文中所用，透明是指每种热塑性树脂的透光率(Tvis)至少85％。正如本文中所用，Tvis和雾度根据按照ASTMD1003-00，规程A(所述树脂模塑成1毫米(mm)厚具有光滑表面的板)设计的Gardner Haze-plus仪采用D65光源和10度观察角进行测定。所述第一层能够是具有Cm比所述第二层低的外层。所述第一层还包括主表面纹理(即，第一表面纹理)，其是普通磨砂表面纹理，或者是包含多种微结构元件特征如微透镜、棱镜特征、透镜状和金字塔形特征的特殊结构化表面纹理。从所述第一表面纹理的最高峰至所述下一层界面测定的所述第一层厚度大于1.5倍所述第一表面纹理的Rz。此外，所述制品能够包括所述第一层和第二层之间的可选的粘结层(tie layer)。所述多层制品的光学雾度按照ASTM D1003-00测定能够大于或等于30％。所述制品的总光学延迟能够小于或等于150纳米(nm)。所述制品的总光学延迟能够小于或等于80nm。所述制品的总光学延迟能够小于或等于50nm。所述制品的总光学延迟能够小于或等于20nm。
所述第一层按照ASTM D3363测定能够具有大于或等于H的铅笔硬度。所述第一层能够包括选自以下各项的热塑性丙烯酸类聚合物：聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)均聚物、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和至少一种其它丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯如丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯的共聚物、MMA和丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物，以及包括前述至少一种的组合。所述第二层能够包括聚碳酸酯(PC)，其是双酚-A聚碳酸酯、双酚-A聚碳酸酯的共聚物，或包含前述至少一种的组合。
所述多层制品能够包括至少三层透明热塑性树脂。例如，第一和第三层能够形成具有第二层位于第一和第二层之间的外层。所述第一和第三层能够由相同的材料，或不同的材料制成。这些层能够直接接触。所述制品还能够在所述第一、第二和第三层中一种或多种之间包括可选的粘结层。所述第一和第三层能够包括具有比所述第二层更低的Cm的材料。所述第一层还包括在其外表面上具有光控功能的主表面纹理(即，所述第一表面纹理)。从所述第一表面纹理的最高峰至所述第一层的第二侧面测定的所述第一层的厚度能够大于1.5倍所述第一表面纹理的Rz，例如，大于或等于2.0倍所述第一表面纹理的Rz。所述多层制品的光学雾度按照ASTM D1003-00测得能够大于或等于30％。所述制品的总光学延迟能够小于或等于150纳米(nm)。所述制品的总光学延迟能够小于或等于80nm。所述制品的总光学延迟能够小于或等于50nm。所述制品的总光学延迟能够小于或等于20nm。
所述第一层和第三层能够包括选自以下各项的热塑性丙烯酸类聚合物：聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)均聚物、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和至少一种其他丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯如丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯的共聚物、MMA和丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物，以及包括前述至少一种的组合。所述第二层能够包括聚碳酸酯。
所述主表面纹理能够包括普通磨砂和“精细(fine)”纹理。正如本文中所用“精细”纹理是指具有平均粗糙度(Ra)等于或小于1.2μm而峰计数(Rpc)大于或等于50峰/cm的普通磨砂表面纹理。峰计数(Rpc)是指突出通过中心围绕所述轮廓平均线(profile mean line)的可选择带的局部粗糙度峰和谷的数目。所述计数在评价长度内确定，并以峰/cm报告。表面粗糙度(Ra)和峰计数(Rpc)使用标准表面轮廓分析仪器(surface profilinginstruments)如Kosaka 1700a Profilometer(Kosaka Laboratories，Tokyo，Japan)进行测定。按照ISO 4287中规定的规程配置所述仪器并测定所述表面轮廓参数，如Ra，Rp，Rv，Rz和Rpc。Rz通过根据ISO 4287的所述最高轮廓峰(Rp)和所述最深轮廓谷(RV)的和给出。使用了至少5.6mm的扫描长度(给予至少4.0mm的净评价长度)、高斯数据过滤器和0.8mm的过滤器截止(filer cut-off)。对于峰计数，设置轮廓均线周围的±0.5μm对称带报告Rpc。对于本申请中的实施例和比较实施例，表面纹理的所述表面轮廓数据采用沿着所述膜/片材网的所述挤出方向(即机器方向)5次轮廓扫描和沿着所述网的横向方向另外5次轮廓扫描进行测定，并随后将所述总共10次扫描的平均表面轮廓数据记录作为所述结果。具有这样的“精细”纹理的片材有利于用作UHD LCD显示器背光中的显示膜。然而。当所述片材的纹理具有相对较大的平均粗糙度(例如，Ra>1.2μm)和Rpc低于50峰/cm时，所述片材能够在所述显示器应用中具有粒状外观，这据信是由处于分散和分离的表面位置上的较大峰或谷表面特征的光学透镜效应所致。所述粒状外观在这些较大峰或谷特征的尺寸可比于或大于所述显示器，尤其是UHD显示器的像素尺寸时就变得可见并视为缺陷。
所述多层制品能够采用其中高压或机械应力能够施加于所述聚合物熔体以促进形成所述制品的形状和/或表面纹理的熔体挤出或模塑成型方法制备。正如本文中所用，高于或等于10bar的压力能够视为高)。所述方法涉及在压力或应力下将所有热塑性树脂的层从熔体冷却成固体。
正如本文中所用的“聚碳酸酯”是指具有结构简式(1)的重复结构碳酸酯单元的聚合物
其中R1基团总数的至少60％是芳族的，或每个R1含有至少一个C6-30芳族基团。具体而言，每个R1能够由二羟基化合物，如结构简式(2)的芳族二羟基化合物或结构简式(3)的双酚衍生。
在结构简式(2)中，每个Rh独立地是卤原子，例如溴，C1-10烃基基团如C1-10烷基，卤素取代的C1-10烷基，C6-10芳基，或卤素取代的C6-10芳基，以及n为0～4。
在结构简式(3)中，Ra和Rb各自独立地是卤素，C1-12烷氧基或C1-12烷基；以及p和q各自独立地是0～4的整数，使得当p或q小于4时，所述环的每个碳的价数被氢填满。在一个实施方式中，p和q各自为0，或p和q各自是1，以及Ra和Rb各自是C1-3烷基基团，特别是甲基，处于每个亚芳基基团上的所述羟基基团的间位。Xa是连接两个羟基取代的芳族基团的桥接基团，其中所述桥接基团和每个C6亚芳基基团的羟基取代基处于所述C6亚芳基上互为邻、间或对位(特别是对位)，例如，单键，-O-，-S-，-S(O)-，-S(O)2-，-C(O)-，或C1-18有机基团，其能够是环状或非环状，芳族或非芳族的，并能够进一步包含杂原子如卤素、氧、氮、硫、硅或磷。例如，Xa能够是取代或未取代的C3-18环烷叉基；结构简式-C(Rc)(Rd)-的C1-25烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地是氢、C1-12烷基、C1-12环烷基、C7-12芳烷基、C1-12杂烷基或环状C7-12杂芳烷基；或结构简式-C(＝Re)-的基团，其中Re是二价C1-12烃基团。
特定的二羟基化合物的一些说明性实例包括以下这些化合物：双酚化合物如4,4'-二羟基联苯，1,6-二羟基萘，2,6-二羟基萘，二(4-羟基苯基)甲烷，二(4-羟基苯基)二苯基甲烷，二(4-羟基苯基)-1-萘基甲烷，1,2-二(4-羟基苯基)乙烷，1,1-二(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷，2-(4-羟基苯基)-2-(3-羟基苯基)丙烷，二(4-羟基苯基)苯基甲烷，2,2-二(4-羟基-3-溴苯基)丙烷，1,1-二(羟基苯基)环戊烷，1,1-二(4-羟基苯基)环己烷，1,1-二(4-羟基苯基)异丁烯，1,1-二(4-羟基苯基)环十二烷，反-2,3-二(4-羟基苯基)-2-丁烯，2,2-二(4-羟基苯基)金刚烷，α,α'-二(4-羟基苯基)甲苯，二(4-羟基苯基)乙腈，2,2-二(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷，2,2-二(3-乙基-4-羟基苯基)丙烷，2,2-二(3-正丙基-4-羟基苯基)丙烷，2,2-二(3-异丙基-4-羟基苯基)丙烷，2,2-二(3-仲丁基-4-羟基苯基)丙烷，2,2-二(3-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷，2,2-二(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷，2,2-二(3-烯丙基-4-羟基苯基)丙烷，2,2-二(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烷，2,2-二(4-羟基苯基)六氟丙烷，1,1-二氯-2,2-二(4-羟基苯基)乙烯，1,1-二溴-2,2-二(4-羟基苯基)乙烯，1,1-二氯-2,2-二(5-苯氧基-4-羟基苯基)乙烯，4,4'-二羟基二苯甲酮，3,3-二(4-羟基苯基)-2-丁酮，1,6-二(4-羟基苯基)-1,6-己二酮，乙二醇二(4-羟基苯基)醚，二(4-羟基苯基)醚，二(4-羟基苯基)硫醚，二(4-羟基苯基)亚砜，二(4-羟基苯基)砜，9,9-二(4-羟基苯基)氟，2,7-二羟基芘，6,6'-二羟基-3,3,3',3'-四甲基螺(双)茚满(“螺二茚满双酚“)，3,3-二(4-羟基苯基)苯二甲酰亚胺，2,6-二羟基二苯并-对-二噁英，2,6-二羟基噻蒽，2,7-二羟基吩黄素，2,7-二羟基-9,10-二甲基吩嗪，3,6-二羟基二苯并呋喃，3,6-二羟基二苯并噻吩和2,7-二羟基咔唑；间苯二酚，取代间苯二酚化合物如5-甲基间苯二酚，5-乙基间苯二酚，5-丙基间苯二酚，5-丁基间苯二酚，5-叔丁基间苯二酚，5-苯基间苯二酚，5-枯基间苯二酚，2,4,5,6-四氟间苯二酚，2,4,5,6-四溴间苯二酚等；儿茶酚；氢醌；取代的氢醌如2-甲基氢醌，2-乙基氢醌，2-丙基氢醌，2-丁基氢醌，2-叔丁基氢醌，2-苯基氢醌，2-枯基氢醌，2,3,5,6-四甲基氢醌，2,3,5,6-四-叔丁基氢醌，2,3,5,6-四氟氢醌，2,3,5,6-四溴氢醌等。
结构简式(3)的双酚化合物的具体实例包括2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(“双酚-A”或“BPA”)，3,3-二(4-羟基苯基)苯并[C]吡咯酮，2-苯基-3,3-二(4-羟基苯基)苯并[C]吡咯酮(PPPBP)和1,1-二(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷(DMBPC)。包括上述二羟基化合物中至少一种的组合也能够用于形成共聚物。在一个具体实施方式中，所述聚碳酸酯是由双酚A衍生的线性均聚物，其中每个A1和A2是亚对苯基以及Y1是结构简式(3)中的异丙叉基。
本文中公开的组分、方法和设备的更完整理解能够通过参考附图获得。这些附图(本文中也称为“图”)仅仅是基于方便和易于说明本发明公开内容的示意性的图示，因此并不意在表示设备及其组件的相对大小和尺寸和/或限定或限制所述示例性实施方式的范围。尽管为了清楚起见在以下描述中使用了特定术语，但这些术语旨在仅仅指图中为了举例说明而选择的所述实施方式的具体结构，并不意在限定或限制本公开的范围。在图中和以下后续描述中，应该理解的是，类似数字标识指代相同功能的组件。
正如图1中所示，制品100包括两个透明热塑性层，包括第一层110和第二层120。可选层能够位于第一层110和第二层120之间。第一层110的所述Cm(熔体或橡胶态的应力光学系数)大于4倍低于第二层120。第一层110能够包括从所述第一侧面(即，图1中层110的顶侧)上的所述第一表面纹理的最高峰至所述第一层的第二侧面测定的，大于1.5倍所述第一表面纹理的Rz而小于或等于所述制品100总厚度75％的第一层厚度。
所述第一层110和第二层120能够包括透明热塑性聚合物。第一层110能够包括选自聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)均聚物、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和至少一种其它丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯如丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯的共聚物、MMA和丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物、环烯烃共聚物、聚酯共聚物、苯乙烯丙烯腈共聚物和具有或不具有共聚单体的PMMA的共混物，和包括前述中至少一种的组合的丙烯酸聚合物。第二层120能够包括聚碳酸酯(例如，BPA-PC)、聚酯共聚物、聚碳酸酯和聚酯共聚物的共混物，以及包括前述中至少一种的组合。第一层110能够具有从所述第一侧面(即，图1中层110的顶侧)上的所述第一表面纹理的最高峰至所述第一层的第二侧面测定的，以及大于1.5倍所述第一表面纹理的Rz而小于或等于所述制品100总厚度75％的第一层厚度。所述制品100的总厚度能够，例如，为25微米(μm)～6mm。
制品100能够在所述第一层的外表面侧上，即，相对于与第二层120的界面的所述侧面上包括主表面纹理。所述主表面纹理能够包括多种几何微结构组件，包括微透镜，多面体形状(例如，棱镜，金字塔形状，立方角形状等)，透镜状形状，普通磨砂表面特征，以及包括前述中至少一种的组合。这些几何形状的平均纵横比大于或等于0.05。所述主表面纹理还能够仅仅包括Ra等于或小于1.2微米而Rpc能够大于或等于50峰/cm的普通磨砂表面纹理。此外，所述主表面纹理能够可替代地通过包含一个或多个至少部分嵌入所述制品100第一层中的突出的添加剂颗粒而形成。
制品100的总光学延迟能够小于150nm。正如本文所用，光学延迟根据StrainOpticsTM SCA-1500仪器测定，这是Redner在1985年的论文中详细描述的分光光度法(A.S.Redner，“Photoelastic measurements by means of computer-assisted spectralcontents analysis,”Expt.Mech.，25，148–153(1985))。对于测定具有光漫射表面纹理的膜或片材样品的光学延迟，所述表面纹理在所述测定之前必须通过具有与所述纹理化表面相同的折射率的透明流体(即，折射率匹配流体)的薄层“冲洗(wash out)”(即完全覆盖)。制品100的所述总光学延迟能够小于80nm。制品100的所述总光学延迟能够小于50nm。制品100的所述总光学延迟能够小于20nm。
如图3中所述，三层制品200包括第一层210，第二层220和第三层230。第一层210和第三层230能够是所述外层。制品200能够可选地在所述第一、第二和第三层之间包括粘结层(tie layer)。第一层210和第三层230能够由相同或不同的透明热塑性树脂制成。第二层220由熔体或橡胶态的固有应力光学系数大于4倍第一层210和第三层230的透明热塑性树脂制成。第一层210能够具有从所述第一侧面(即，图3中层210的顶侧)上的所述第一表面纹理的最高峰至所述第一层的第二侧面测定的，以及大于1.5倍所述第一表面纹理的Rz而小于或等于所述制品100总厚度75％的第一层厚度。制品200的所述总厚度能够为25μm～6mm。
第一层210和第三层230能够包括选自聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)均聚物、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和至少一种其它丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯如丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯的共聚物、MMA和丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物，以及包括前述中至少一种的组合的丙烯酸热塑性聚合物。第二层220能够包括聚碳酸酯(例如，BPA-PC)。
第一层210能够包括在相对于与第二层220的界面的侧面上的主表面纹理。所述主表面纹理能够包含多种几何微结构单元，包括微透镜、多面体形状(例如，棱镜，金字塔形状，立体角形状等)、透镜状形状、普通磨砂表面特征，以及包括前述中至少一种的组合。本发明的几何形状的平均纵横比大于或等于0.05。所述主表面纹理还能够仅仅包括Ra等于或小于1.2微米而Rpc能够大于或等于50峰/cm的普通磨砂表面纹理。
此外，所述主表面纹理能够可替代地通过包含一个或多个至少部分地嵌入在制品200的第一层210中的突出的添加剂颗粒而形成。所述添加剂颗粒(也称为光漫射颗粒)能够包括光漫射有机或无机材料，或有机和无机材料的组合。光漫射有机材料的实例能够包括聚苯乙烯、聚(苯乙烯-丙烯腈)(SAN)、聚(丙烯酸酯)；聚(甲基丙烯酸烷基酯)(例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA))；聚(四氟乙烯)(PTFE)；硅酮，例如，水解的聚(烷基三烷氧基硅烷)和聚甲基倍半硅氧烷，以商品名TospearlTM商购获自Momentive Performance MaterialsInc.；或含有前述有机材料至少一种的组合。上述有机光漫射材料通常是交联材料以使所述漫射颗粒能够在包括这些漫射颗粒作为添加剂的热塑性树脂的熔体加工步骤期间保持初始尺寸和形状。光漫射无机材料的实例能够包括包含滑石、碳酸钙、锑、硅、钛、锆、钡和锌的材料，例如前述物质的氧化物或硫化物如二氧化硅、氧化锌、氧化锑和包括前述无机材料中至少一种的混合物。所述无机材料，如果需要，也可以用有机涂层处理。所述添加剂颗粒能够以基于含有添加剂颗粒的所述层的总重量0.1wt％～10wt％，或0.5wt％～8wt％的量存在。
制品200的所述总光学延迟采用StrainOpticsTM SCA-1500仪器测定能够小于或等于150nm。制品200的所述总光学延迟能够小于或等于80nm。制品200的总光学延迟能够小于或等于50nm。制品200的总光学延迟能够小于或等于20nm。
所述多层制品能够采用使用其中高压(例如，高于10bar)或应力能够施加于所述聚合物熔体以促进形成所述制品的形状和/或表面抛光或表面纹理的压延辊的熔体共挤出、注塑成型或压制成型方法制成。所述过程涉及在压力或应力下将热塑性树脂的所有层从熔体冷却至固体。图4A和图4B显示了用于制造纹理化多层制品的示例性熔体延压系统，其中第一层16a与载有所述片材(sheet)主表面纹理的主辊(master roller)18接触。
正如图4A中所示，所述熔体压延系统包括至少两台分别挤出用于第一层16a和第二层16b的不同热塑性树脂的挤出机，一台主挤出机(main extruder)12和一台侧挤出机(side extruder)13，多歧管共挤出模头(multi-manifold co-extrusion die)14，其中辊18和19是所述第一压延轧辊的圆柱形辊18、19、20、22、24、25、26、27、28，和辊18载有所述多层制品的主表面纹理图案，其中辊18也能够称为主辊。
所述挤出机12和13能够加热所述热塑性组分高于预定温度以导致所述组分具有液态(例如，熔融塑料)。所述两个挤出机的输出可操作地通过熔体适配器(melt adaptor)(未示出)连接于所述多歧管共挤出模头14。模头14能够是垂直模头。
提供圆柱形辊18和19用于从所述模头14接收其间的多层熔融网16，并能够在圆柱形辊18和19之间的轧点压力下将主表面纹理形成于所述多层制品的第一层16a的表面上，并还将所述纹理化熔融网冷却至纹理化的固体网。圆柱形辊18和19能够由金属(例如，钢)构成，并可操作地连接于所述辊冷却系统(未示出)。所述辊冷却系统保持辊18和19的温度低于预定温度以在其通过圆柱形辊18和19之间时固化或部分固化所述多层熔融聚合物网16。圆柱形辊18是载有前面段落所描述的最终多层制品的所述主表面纹理图案的主辊。
为了制作具有结构化纹理如包含多种线性棱镜或微透镜的结构化纹理的光学膜，通常在所述第一压延辊18和19之间施加高轧点压力(例如，>10bar)以确保从所述主辊至所述膜表面的所述纹理复制在所述网宽度上是有效而也是均匀的。正如前面的段落中的解释说明，如果用于构造所述制品的材料具有大的应力光学系数Cm，所述辊18和19之间的高轧点压力能够在所述获得的膜中导致高光学延迟。然而，本发明人相信，压延挤出过程期间引入的所述制品的最终残余机械应力在所述制品的外表面附近的所述制品部分(“皮区域(skin zone)”)中能够比所述制品的中心区域或芯区域更集中，因为所述皮区域比所述芯区域更加快速地冷却至低于所述聚合物的Tg或Tm(即，固化)。因此，由于所述压延过程的高轧点压力所致的应力冻结于所述皮区域内，同时所述芯区域内的所述应力能够松弛，因为其中的所述聚合物保持于熔体状态更长。所述辊18和19的表面温度能够进行调节以控制所述聚合物熔体网的冷却速率，这能够进而影响上面皮区域的厚度。本发明人相信，这种皮区域的厚度也受在压延过程期间与所述聚合物熔体网接触的所述辊上的表面纹理的深度影响—所述辊的表面纹理越深，所述对应皮区域就越厚。更具体而言，据信，相比于与所述辊19接触的第二皮区域，所述机械应力更集中于与所述辊18接触的第一皮区域。这是由于所述第一皮区域和所述辊18之间更大的接触面积，以确保了所述主纹理的有效复制。因此，所述第一皮区域比所述第二皮区域冷却更快。因此，具有非常低Cm，或比其它层的Cm至少4倍更低的较低Cm，的热塑性材料能够用于其中所述机械应力更集中于的第一层16a中，而所述制品的其它层能够用具有相对较高的Cm的热塑性材料构造。这种多层制品相比于其中第一层包含与其它层相同的材料的单层制品能够具有显著较低的延迟。第一层16a包含所述制品的主表面纹理。另外，当第一层16a的厚度大于所述第一皮区域的厚度(例如，其中由于所述轧点压力所致的所述应力集中)时，即使所述第一层厚度可能只有是总膜厚度的较小百分比，相对于单层制品能够获得最大的延迟降低益处。
圆柱形辊20经过配置以在层16通过压延轧辊18、19之间之后接收部分固化的塑料网16c。圆柱形辊20的位置能够经过调节以改变接触圆柱形辊18的塑料层16的表面积的量。圆柱形辊20也可操作地连接于将所述辊20温度保持低于预定温度(用于固化所述塑料层16)的辊冷却系统(未示出)。辊20能够通过马达(而不是依赖于所述网和辊20表面之间的摩擦)驱动而旋转，以便最小化能够沿着机器方向17施加于部分固化的聚合物网16c的所述网张力。圆柱形辊22～28是下游输送辊，其中提供辊25、26、27和28用于接收其间的所述塑料层16c并将所述塑料层16c向下游移动。
以上所述用于制备多层制品的方法仅是示例性方法。基于同样概念的其它方法，尤其是涉及对于所述第一层16a(即，图1中的层110)使用具有比所述制品其它层显著更低的Cm的不同热塑性材料，并且所述第一层16a必须具有最小厚度以便获得所述制品的低延迟目标，都在本发明的范围之内。
本发明的多层制品能够用于其中所述制品的光漫射效应和低光学延迟都是有益的数字显示器、窗、灯罩和其它应用的光漫射膜或片材。
下面阐述的是使用上述制作系统和方法形成的多层制品的实施例。
实施例
在第一组实施例中，制备和测定了4个250μm厚膜样品，表2中列出了所述结果。实施例1-3是双层制品(即，图1的配置(configuration))，其包括变化厚度的PMMA层(所述第一层)和PC芯层(所述第二层)。比较实施例1是PC单层。实施例1-3和比较实施例1使用如上所述和图4A和4B中图示说明的相同方法形成，其中使用了垂直模头(vertical die)和一对钢压延压轧辊(steel calendaring nip roller)。在其制作过程期间，所述压延轧辊(calendaring nip roller)18和19之间18bar的相同轧点压力(nip pressure)施加于所有四个样品，实施例1-3的所述PMMA层与具有承载具有非常低的Rz(例如，小于1微米)的光滑表面纹理的所述辊18接触。所述辊20通过马达驱动以最小化沿着所述网的机器方向施加的所述网的张力。正如表2中指出，与PMMA层接触的辊18的温度比T对照22℃更低。D1是指从所述PMMA层的顶侧(即，包括所述PMMA表面纹理的峰)至所述PMMA层的第二侧面(即，PMMA层/PC层界面处)测定的PMMA层厚度，正如图7中所示，其中D总是从所述膜的顶侧面(包括所述PMMA表面纹理的峰)至所述膜的底侧面使用测微计探针(micrometer probe)测定的膜的总厚度，而D2在横截面光学显微镜图像中从所述第一层的第二侧面至所述膜的底侧面进行测定。D1是以上测定的D总和D2之间的差。Ra、Rz在所述PMMA层的表面上使用2D幸阪(Kosaka)表面光度仪(surface profilometer)依据ISO 4287：1997进行测定。延迟(retardation)是在有用的网区域(即，不包括将被修剪掉的网边缘)上所述膜的最大延迟。
正如图表2中所示，实施例1-3的所述延迟(即，在每个膜的网上测定的最大延迟)通过在制作期间将PMMA层包括于所述制品的主表面(primary surface)纹理化侧面上而显著低于比较实施例1的所述延迟。另外，当所述PMMA层的厚度百分比从0增加至最高达66微米(μm)(即，所述总膜厚度的26％)时，所述制品的延迟从100nm单调下降至16nm。这种趋势绘制于图6中。
另一比较实施例组如表3中所示。250μm双层膜的两个样品(包含PMMA层和PC层)，用美国专利申请号2012/0268964中描述的所述熔体压延系统形成，正如图4C中所示，其中辊464和408都是钢辊，所述压延轧点压力为约15bar，并且辊410的旋转通过所述网和辊410的表面之间的摩擦驱动(代替通过单独的马达驱动)。所述PMMA层与承载具有非常低的Rz(例如，小于1微米)的光滑表面纹理的辊408接触。所获得的膜经过测定，如表3中所列。正如表3中所示，每个实施例膜的网上测定的最大延迟即使在PMMA层的厚度升高时仍然很高。这能够归因于来自所述第一压延夹(first calendaring nip)位置(辊464和408之间)的所述部分固化的网上施加的所述高机器方向张力，所有方式下降至“拉辊(pull roll)”，辊414和415，其中大多数所述膜本体(bulk)都已经固化。需要较高机器方向张力才能创建所述网和辊410表面之间旋转辊410的足够摩擦。然而，来自较高机器方向张力的应力在所述过程期间也冻结(freeze)于包括所述聚碳酸酯层的多层制品的所有层中。所述总延迟的主要来源可能归咎于具有高应力光学系数的所述PC层。因此，引入PMMA层并不会显著降低比较实施例3和4相对于比较实施例2的膜的总延迟。
另一组实施例公开于表4中。具有250μm总厚度，在PC芯层的两侧面上都包含PMMA层的三层膜的两个样品，使用所述第一实施例组(例如，图4A和4B)的类似方法形成，不同的是所述延压轧辊18承载普通磨砂纹理(general matte texture)(即，所述主表面纹理(primary surface texture))，PMMA层在所述共挤出过程期间施加于所述PC芯层的两侧。此外，为了确保所述辊18的所述主表面纹理均匀复制于所述第一PMMA层的外表面(即，与辊18接触的表面)，对于实施例4和5在辊18和19之间施加了30bar的高轧点压力。包含250μm的单层PC膜的比较实施例5，使用相同的压延辊和相同的轧点压力按照类似的方式形成。从辊18复制的所述对应纹理形成于所述膜样品的第一外表面上(即，在所述膜制作过程期间与辊18接触的表面)。所获得的膜对承载所述主表面纹理的所述第一外表面的表面轮廓数据Ra和Rz(使用本文中描述的方法)、网上的最大延迟(延迟)、光学雾度和从所述主表面纹理的峰至所述第一PMMA层和PC层之间的界面测定的所述第一PMMA层厚度D1，进行测定，其结果列于表4中。正如表4中所示，相比于比较实施例5，实施例4和5中的所述膜的延迟显著降低。包含PMMA均聚物(8H)的实施例5证实延迟略低于采用相同配置和工艺条件但使用冲击改性的PMMA共聚物级(ZK5BR)制成的实施例4。在实施例4和5(PMMA-PC共挤出的膜)中，与PMMA层接触的辊18的温度是22℃低于比较实施例5中对于单层PC膜所用的T对照。
另一组实施例如表5中所示。除了使用承载主表面纹理的纹理化钢辊和橡胶辊(即，柔顺辊(compliant roll))分别作为所述延压轧辊18和19之外，使用所述第一实施例组(例如，图4A和4B)类似的方法形成包含PMMA层和PC层的225μm双层膜的多个样品(多层制品)，以及相同厚度的两个单层PC膜样品。这些样品采用“精细磨砂(fine matte)”类型(即，Ra小于1.2μm而Rpc大于50个峰/cm)或“常规磨砂(regular matte)”类型(即，Ra大于或等于1.2μm)的主表面纹理在每个膜的第一外表面(即，在所述膜制作期间在图4A和4B中与辊18接触的所述表面)上形成。这些具有“精细磨砂”纹理的PMMA/PC共挤出样品在所述主表面纹理的表面轮廓数据(Ra，Rpc和Rz)、所述主表面纹理的粒感外观、在有用的膜网(除了要修剪掉的网边沿)上测定的所述膜的最大延迟(即，表5中的延迟)和光学雾度方面对比于具有“常规磨砂”纹理的单片PC膜(monolithic PC membrane)(比较实施例#6)并也对比于具有“精细磨砂”纹理的单片PC膜(比较实施例#7)。所述结果列于表5中，其中P对照是用于制作具有常规磨砂纹理的所述单层PC膜的对照压力值，并小于5bar。正如表5中所示，实施例#6和#7，以及比较实施例7，都具有“精细磨砂”纹理，并不具有粒感外观，而具有“常规磨砂”纹理的比较实施例6在所述主表面纹理化侧面上却具有粒感外观。此外，在每种膜的主表面纹理化侧面都测试的情况下，具有PMMA层和PC层的实施例6和7二者都导致线性泰伯尔测试(linear Taber)结果中相比于比较实施例7耐划伤性得以改进。此外，PMMA层厚度D1大于10μm的实施例7～9证实小于15nm的非常低的最大延迟，而PMMA层厚度小于5μm的实施例6证实具有比比较实施例6和7的最大延迟甚至更高的最大延迟。这些样品的所述延迟总体上都较低，因为在所述延压夹(calendering nip)位置的所述橡胶辊和钢辊之间的轧点压力(nippressure)很低。然而，引入大于10μm的PMMA层至所述膜的主纹理化侧面上，能够进一步降低所述最大延迟约50％。不受理论所限制，据信，从包括所述主表面纹理最高峰的所述PMMA层的第一侧面至所述PMMA层的第二侧面测定的所述PMMA层厚度D1应该大于1.5倍所述主表面纹理的Rz，从而实现延迟相比于所述单层PC情况显著降低。延迟相对于(D1-1.5x Rz)的作图如图8中所示。
*GA是所述主纹理化侧面的粒感外观
**Ra、Rz和Rpc是对所述主纹理化侧面的测定
延迟(retardation)是所述有用网区域(即，除了将要修剪掉的网边沿)上测定的所述膜的最大延迟(maximum retardation)
具有10nm的非常低延迟的这种精细纹理化膜能够用作反射型偏振器应用，尤其是UHD显示器的背光单元的顶部光漫射层。
表5中的线性泰伯尔耐磨性使用TaberTM线性磨耗测试仪(型号5750)和至少一对复制(duplicate)膜样品进行测定。这两个复制膜采取待测试的表面纹理化侧面相互相对放置。顶膜32附着至所述线性运动臂上的所述样品安装附件30而待测表面纹理朝下，而同时底膜34粘附至平坦桌面而待测表面朝上，如图5中所示。已知重量的重量盘加到所述线性运动臂上。所述彼此相对放置的两个表面之间的接触区域的直径为10mm。所述线性运动臂以40mm/s的固定速度来回移动。在10个循环之后，所述测试仪停止而所述膜样品进行检查。如果在每个膜的表面上至少三个不同位置上能够看到所述划痕，则它就判断为“失效(failure)”。如果10个循环后两个样品都OK(即，每个膜的表面上少于3道划痕)，则将向所述线性运动臂上增加额外的重量，并采用另外一对新样品重复所述相同测试，直到所述样品在10个循环后判断为“失效”。使得所述样品膜达到初始失效点(initial failurepoint)的重量将会作为结果报告。
另一组本发明的实施例如表6中所示。除了分别使用具有微透镜阵列型的主表面纹理的硬辊和具有普通磨砂型纹理的钢辊作为所述延压轧辊18和19之外，使用所述第一实施例组(例如，图4A)的类似方法形成包含PMMA层(所述第一层)和PC层(所述第二层)的203μm厚度的双层膜的几个样品。加工差异出现于辊18的温度和延压轧点压力。55bar的高延压轧点压力用于表6中的所有膜样品，以实现辊18的所述主纹理向所述第一层的良好复制。辊18的温度(即，R18温度)提供于表6中。还应该指出的是，辊18上的主纹理包括两种图案，其中每一种都具有多个微透镜，但所述辊18上的微透镜具有不同的纵横比。所述膜样品采取在一个侧面上微透镜纹理(主表面纹理)和所述膜的另一个侧面上普通磨砂纹理形成。这些样品对于在有用网宽度(除了要修剪掉的网边沿之外)上测定的所述膜的最大延迟和所述主表面纹理化侧面的表面轮廓数据进行测定，其结果列于表6中。正如表6A中所示，包含共挤出PMMA层和PC层的实施例10～13具有比比较实施例8中单层PC膜显著更低的最大延迟，同时仍保持了所述微透镜特征的高纵横比。实施例14～17相比于比较实施例10情况就是如此。表6A和6B中对于实施例10～17的最大延迟相对于(D1-1.5xRz)的作图都示于图9中，这表明当D1稍微大于1.5×Rz时所述共挤出PMMA/PC膜的最大延迟实现了最大降低，而D1的进一步增加看起来达到平稳状态(plateau)。
相对而言，尽管D1大于1.5倍的这两个样品的Rz但比较实施例9和11相比于表6中的其它实施例表现出高得多的最大延迟。这种不同的结果是由于用于制作比较实施例9和11的辊18的温度冷得多所致，这导致所述聚合物熔体在所述压延夹(calendaring nip)处冷却更快，因而导致先前段落中所述的皮区域(skin zone)更厚。所述主表面纹理侧面上的比较实施例9或11的皮区域必须大于相应的D1以使所述膜的光学延迟具有来自所述膜的所述第二层(即，PC层)中的所述残余应力的显著贡献。
根据表6A和6B，需要所述最佳辊18表面温度低于T对照18～27℃以实现这组实施例小于或等于150nm的低延迟。在一般情况下，所述膜挤出过程期间包括所述承载所述主表面纹理的压延辊的温度、压延辊之间的轧点压力和网张力的所述工艺条件都是影响所述延迟的重要因素，因此需要进行优化以实现小于或等于150nm的所述低光学延迟。所述最佳工艺条件窗口取决于所选的特定热塑性材料和对于具体情况设置的挤出设备。然而，本发明中所公开的概念仍然适用于具有主表面纹理的光漫射膜应用，具有第一层和邻近所述第一层定位的第二层的共挤出多层膜，其中所述第一层包含具有第一应力光学系数(Cm1)的第一热塑性聚合物和所述主表面纹理，而所述第二层包含具有第二应力光学系数(Cm2)的第二热塑性聚合物；如果也满足以下条件，能够显示出比使用单独所述第二热塑性聚合物挤出的单层膜显著更低的光学延迟：1)：Cm1至少4倍小于Cm2；2)从所述第一表面纹理的最高峰至所述第一层的第二侧面测定的所述第一层的厚度D1大于1.5倍所述主表面纹理的Rz(图7)；3)包括辊温度、轧点压力和网张力的挤出工艺条件进行了优化。
具有小于150nm的低延迟的这种微透镜纹理化膜能够用作反射型偏振器应用顶部上的所述光漫射层以有助于增强所述显示器的发光亮度(luminance)。
*微透镜的AR是所述微透镜纹理的平均纵横比。
以下陈述了多层制品的一些实施方式和制作本文中公开的多层制品的方法。
实施方式1：一种共挤出多层热塑性制品，包含：具有第一侧面和第二侧面并在所述第一侧面上具有第一表面纹理的第一层，其中所述第一层包含具有在高于所述第一聚合物的玻璃化转变温度20℃下测定的第一应力光学系数(Cm1)的第一透明热塑性聚合物；位于所述第二侧面附近并包含具有在高于所述第二基质的玻璃化转变温度20℃下测定的第二应力光学系数(Cm2)的第二透明热塑性聚合物的第二层；其中所述第一应力光学系数和所述第二应力光学系数之间的关系是公式(A)Cm2>4(Cm1)(公式A)，其中从所述第一表面纹理的最高峰至所述第一层的第二侧面测定的所述第一层的厚度(即，图7中图示说明的D1)大于1.5倍所述第一表面纹理的Rz而小于或等于所述制品总厚度的75％；其中所述第二层具有大于或等于所述制品总厚度25％的第二层厚度；和其中所述制品的光学延迟(opticalretardation)小于或等于150nm。
实施方式2：实施方式1的所述共挤出多层制品，其中所述第一表面纹理的Rz大于或等于5μm。
实施方式3：实施方式1-2中任一项所述的共挤出多层制品，其中所述第一透明热塑性聚合物选自具有或不具有共聚单体的甲基丙烯酸甲酯的聚合物(PMMA)、环状烯烃共聚物；具有固有低双折射的聚酯共聚物、苯乙烯丙烯腈共聚物和具有或不具有共聚单体的PMMA的共混物，或包含前述至少一种的组合。
实施方式4：实施方式1-3中任一项所述的共挤出多层制品，其中所述第二透明热塑性聚合物选自聚碳酸酯、聚酯共聚物、聚碳酸酯和聚酯共聚物的共混物，或包含前述至少一种的组合。
实施方式5：实施方式4所述的共挤出多层制品，其中所述第二聚合物包括双酚-A聚碳酸酯、双酚-A聚碳酸酯的共聚物、或包含前述至少一种的组合。
实施方式6：实施方式1-5中任一项所述的共挤出多层制品，进一步包括包含具有在高于所述第三聚合物的玻璃化转变温度20℃下测定的第三应力光学系数(Cm3)的第三热塑性聚合物的第三层；其中所述第二层位于所述第一层和所述第三层之间；其中所述第三应力光学系数和所述第二应力光学系数之间的关系是公式(B)Cm2>4(Cm3)(公式B)。
实施方式7：一种多层热塑性制品，包含：具有第一侧面和第二侧面并具有在所述第一侧面上的第一表面内的第一表面纹理的第一层，其中所述第一层包含丙烯酸类热塑性聚合物；位于所述第二侧面附近并含有具有BPA聚碳酸酯作为主要组分的热塑性组合物的第二层；其中从所述第一表面纹理的最高峰至所述第一层的第二侧面测定的所述第一层的厚度大于1.5倍所述第一表面纹理的Rz而小于或等于所述制品的总厚度75％；其中所述第二层具有大于或等于所述制品总厚度的25％的第二层厚度；和其中所述制品的光学延迟小于150nm。
实施方式8：实施方式7的所述共挤出多层制品，进一步包含含有丙烯酸类热塑性聚合物的第三层。
实施方式9：实施方式7的所述共挤出多层制品，其中所述第三层在远离所述第二层的最外侧面上包含第二表面纹理。
实施方式10：实施方式1-9中任一项所述的共挤出多层制品，其中所述制品的总光学延迟小于或等于80nm。
实施方式11：实施方式1-10中任一项所述的共挤出多层制品，其中所述制品的总光学延迟小于或等于50nm。
实施方式12：实施方式1-11中任一项所述的共挤出多层制品，其中所述制品的总光学延迟小于或等于20nm。
实施方式13：实施方式1-12中任一项所述的共挤出多层制品，其中所述第一表面纹理包括至少部分嵌入所述第一层的突出的添加剂颗粒(protruded additiveparticle)。
实施方式14实施方式1-13中任一项所述的共挤出多层制品，包含根据ASTMD1003-00，规程A，采用D65光源和10度观察角，在1mm厚样品上测定的大于或等于30％的光学雾度(optical haze)。
实施方式15：实施方式1-14中任一项所述的共挤出多层制品，其中所述第一层的第一侧面上的所述表面是所述制品的最外表面。
实施方式16：实施方式1-15中任一项所述的共挤出多层制品，不含邻近所述第一层的第一表面的层。
实施方式17：实施方式1-16中任一项所述的共挤出多层制品，不含非热塑性层。
实施方式18：实施方式1-17中任一项所述的共挤出多层制品，其中所述第一表面纹理包含包括以下至少一种的多种微结构：微透镜，棱镜，透镜(双凸透镜，lenticular)，或随机化的峰和谷，和包括前述至少一种的组合。
实施方式19：实施方式18的所述共挤出多层制品，其中所述微结构的平均纵横比大于0.05。
实施方式20：实施方式1-19中任一项所述的共挤出多层制品，其中所述第一纹理具有小于或等于1.2μm的平均粗糙度Ra，和其中所述制品的光学延迟小于或等于15nm。
实施方式21：一种包含作为芯膜的反射偏光膜(reflective polarizing film)和邻近所述芯膜的实施方式1-20中任一项所述的多层膜的多层反射偏光器(multilayerreflective polarizer)。
实施方式22：一种形成实施方式1-20中任一项所述的共挤出多层制品的方法，包括：共挤出所述第一和所述第二层；冷却两个延压辊之间的层；其中所述辊中至少一个包含纹理化的表面以对至少所述第一层赋予表面纹理。
实施方式23：一种形成共挤出多层制品的方法，包括：共挤出包含第一层和第二层的多个层；其中所述第一层具有第一应力光学系数，所述第二层具有第二应力光学系数，以及所述第一应力光学系数至少4倍小于所述第二应力光学系数；冷却两个硬辊之间的层；其中这些辊中的一个包含纹理化的表面以为所述第一层赋予第一表面纹理；其中从所述第一表面纹理的最高峰至所述第一层的另一侧面测定的所述第一层的厚度处于1.5倍所述第一表面纹理的Rz至所述制品的总厚度75％之间；和其中所述制品的总光学延迟小于150nm。
实施方式24：实施方式22-23中任一项的所述方法，其中所述延压辊是并不具有柔顺外表面(compliant outer surface)的两个辊。
在一般情况下，本发明可以可替代地包括本文中公开的任何合适的组分、由其构成、或基本上由其构成。本发明可以另外地，或可替代地，配制以不含，或基本上不含在现有技术组合物中使用的或另外地对于实现本发明的功能和/或目的非必要的任何组分、材料、成分、佐剂或物质。
本文中公开的所有范围都包括所述端点，并且这些端点可以彼此独立地相互组合(例如，“最高达25wt％，或更具体而言，5wt％～20wt％”的范围，包括所述端点和“5wt％～25wt％”范围的所有中间值，等等)。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。此外，所述术语“第一”，“第二”等，在本文中并不表示任何顺序，数量或重要性，而是用于指示一个要素有别于另一个。所述术语“一种”、“一个”和“该”在本文中不表示数量的限制，而应解释为包括单数和复数两者，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。正如本文中所用的后缀“(s)”旨在包括其所修饰的术语的单数和复数，从而包括所述术语的一个或多个(例如，薄膜(film(s))包括一层或多层膜)。整个说明书中所指“一个实施方式”，“另一实施方式”，“实施方式”等，是指结合所述实施方式描述的具体要素(例如，特征，结构和/或特性)包括于至少一个本文中所描述的实施方式中，并且可以存在或不存在于其它实施方式中。此外，应该理解的是，所描述的要素可以以任何合适的方式组合于所述各个实施方式中。
尽管已经描述了具体的实施方式，但是申请人或本领域的其他技术人员仍可以想到目前未预见的或可能未预见的替代、修改、变化、改进和实质等效物。因此，所提交的和可以修改的附加权利要求书旨在涵盖所有这样的替代、修改变化、改进和实质等效物。

Claims (20)

1.一种共挤出的多层热塑性制品，包含：
具有第一侧面和第二侧面并在所述第一侧面上具有第一表面纹理的第一层，其中所述第一层包含具有在高于第一聚合物的玻璃化转变温度20℃下测定的第一应力光学系数(Cm1)的第一透明热塑性聚合物；
位于所述第二侧面附近并包含具有在高于第二基质的玻璃化转变温度20℃下测定的第二应力光学系数(Cm2)的第二透明热塑性聚合物的第二层；
其中所述第一应力光学系数和所述第二应力光学系数之间的关系为公式(A)
Cm2>4(Cm1) (公式A)
其中从所述第一表面纹理的最高峰至所述第一层的所述第二侧面测定的所述第一层的厚度大于1.5倍所述第一表面纹理的Rz，但是小于或等于所述制品的总厚度的75％；
其中所述第二层具有大于或等于所述制品总厚度的25％的第二层厚度；以及
其中所述制品的光学延迟小于或等于150nm。
2.根据权利要求1所述的共挤出的多层热塑性制品，其中所述第一表面纹理的Rz大于或等于5微米。
3.根据权利要求1所述的共挤出的多层热塑性制品，其中所述第一透明热塑性聚合物选自具有或不具有共聚单体的甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的聚合物、环状烯烃共聚物、具有固有低双折射的聚酯共聚物、苯乙烯丙烯腈共聚物和具有或不具有共聚单体的PMMA的共混物、或包含前述至少一种的组合。
4.根据权利要求1所述的共挤出的多层热塑性制品，其中所述第二透明热塑性聚合物选自聚碳酸酯、聚酯共聚物、聚碳酸酯和聚酯共聚物的共混物、或包含前述至少一种的组合。
5.根据权利要求4所述的共挤出的多层热塑性制品，其中所述第二透明热塑性聚合物包括双酚-A聚碳酸酯、双酚-A聚碳酸酯的共聚物、或包含前述至少一种的组合。
6.根据权利要求1所述的共挤出的多层热塑性制品，进一步包含第三层，所述第三层包含具有在高于第三基质的玻璃化转变温度20℃下测定的第三应力光学系数(Cm3)的第三透明热塑性聚合物；
其中所述第二层位于所述第一层和所述第三层之间；
其中所述第三应力光学系数和所述第二应力光学系数之间的关系为公式(B)
Cm2>4(Cm3) (公式B)。
7.根据权利要求6所述的共挤出的多层热塑性制品，其中所述第三层在远离所述第二层的最外侧面上包含第二表面纹理。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的共挤出的多层热塑性制品，其中所述制品的总光学延迟小于或等于80nm。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的共挤出的多层热塑性制品，其中所述制品的总光学延迟小于或等于20nm。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的共挤出的多层热塑性制品，其中所述第一表面纹理包含至少部分嵌入所述第一层的突出的添加剂颗粒。
11.根据权利要求1-7中任一项所述的共挤出的多层热塑性制品，包含根据ASTMD1003-00，规程A，采用D65光源和10度观察角，在1mm厚样品上测定的大于或等于30％的光学雾度。
12.根据权利要求1-7中任一项所述的共挤出的多层热塑性制品，其中所述第一层的所述第一侧面上的表面是所述制品的最外表面。
13.根据权利要求1-7中任一项所述的共挤出的多层热塑性制品，不包含邻近所述第一层的第一表面的层。
14.根据权利要求1-7中任一项所述的共挤出的多层热塑性制品，不包含非热塑性层。
15.根据权利要求1-7中任一项所述的共挤出的多层热塑性制品，其中所述第一表面纹理包含多种微结构，所述微结构包括以下至少一种：微透镜、棱镜、透镜、或随机的峰和谷、和包括前述至少一种的组合。
16.根据权利要求15所述的共挤出的多层热塑性制品，其中所述微结构的平均纵横比大于0.05。
17.根据权利要求1-7中任一项所述的共挤出的多层热塑性制品，其中所述第一表面纹理具有小于或等于1.2微米的平均粗糙度Ra，并且其中所述制品的光学延迟小于或等于15nm。
18.一种多层反射偏光器，包含作为芯膜的反射偏光膜和邻近所述芯膜的权利要求1-17中任一项所述的共挤出的多层热塑性制品。
19.一种形成权利要求1-17中任一项所述的共挤出的多层热塑性制品的方法，包括：
共挤出所述第一层和所述第二层；
冷却两个延压辊之间的层；
其中所述辊中的至少一个包含纹理化的表面从而至少对所述第一层提供表面纹理。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述延压辊是不具有柔顺外表面的两个辊。
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