CN1459339A - 通过涂布法制备的光学薄膜 - Google Patents

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Abstract

公开了一种薄膜制备方法，其使用一种涂布和干燥装置制备适合于光学用途的树脂薄膜。特别地，通过将多个液体层同时涂布到移动的载体基底上来制备树脂薄膜。在除去溶剂后，把该树脂薄膜从牺牲型载体基底上剥离。通过本发明制备的薄膜表现出良好的尺寸稳定性和低双折射性。

Description

通过涂布法制备的光学薄膜
技术领域
本发明一般涉及制造树脂薄膜的方法，更具体地涉及制造光学薄膜的改进的方法，这些光学薄膜用于形成在光学器件如液晶显示器和其它电子显示器中的电极基底、光偏振器、补偿板和保护层。
技术背景
透明树脂薄膜用在许多光学用途中。特别地，树脂薄膜在许多电子显示器中用作光偏振器的保护层、作为偏振片、作为补偿板和作为电极基底。在这方面，这些光学薄膜预计代替玻璃来生产轻质柔软的显示屏。这些显示屏包括可以在例如个人计算机、电视机、蜂窝电话和仪器面板中看到的液晶显示器、OLED(有机发光二极管)显示器和其它电子显示器。
电子显示屏如液晶显示器(LCD)含有大量可以用树脂薄膜制备的光学元件。反光LCD的结构可以包括液晶单元、一个或多个偏振片和一个或多个补偿薄膜。液晶单元通过把扭转向列(TN)和超扭转向列(STN)材料分散在两个电极基底之间形成。对于液晶单元，已经提出用树脂基底作为玻璃基底的轻质柔软替代物。与玻璃一样，树脂电极基底必须是透明的，表现出非常低的双折射，并且能承受气相沉积透明导电材料如氧化铟锡到薄膜表面上所需的高温。对于电极基底提出的合适的热稳定树脂包括聚碳酸酯、砜、环烯烃和多芳基化合物。
偏振片通常是树脂薄膜的多层复合材料并且由夹在两个保护层之间的偏振薄膜构成。偏振薄膜通常用透明的高均匀性无定形树脂薄膜制备，其随后拉伸使聚合物分子取向并用染料染色以形成二向色(dichoic)的薄膜。用于形成偏振薄膜的合适的树脂的实例是完全水解的聚乙烯醇。因为用来形成偏振器的拉伸的聚乙烯醇薄膜非常脆并且尺寸不稳定，所以通常需要保护层来提供支撑和耐磨性。偏振片的保护层需要具有良好的尺寸稳定性、高透明度和非常低的双折射性。开始时，保护层用玻璃形成，但是现在用许多树脂薄膜来生产轻质柔软的偏振器。虽然许多树脂已经被提出作为保护层，包括纤维素塑料、丙烯酸树脂、聚碳酸酯和砜，但是，三乙酸纤维素最常用作偏振片的保护层。
最后，某些LCD器件可以含有补偿薄膜，以改善图像的视角。补偿薄膜(即延迟薄膜或相差薄膜)通常用无定形薄膜制备，这些无定形薄膜通过单轴拉伸或者通过用二向色(discotic)染料涂布而具有可控的双折射性。所提出通过拉伸形成补偿薄膜的合适的树脂包括聚乙烯醇、聚碳酸酯和砜。通过用染料处理制备的补偿薄膜通常要求具有低双折射率的高透明性薄膜，如乙酸纤维素和丙烯酸类树脂。
无论其最终用途如何，用来制备上述各种光学元件的前驱体树脂薄膜通常希望具有高透明性、高均匀性和低双折射性。而且，这些薄膜根据最终用途需要处于一定范围的厚度。
一般来说，树脂薄膜通过熔体挤出法或通过浇注法来制备。熔体挤出法包括：把树脂加热直至熔融(近似粘度为100,000cp数量级)，然后用挤出模把热熔融聚合物涂敷到高度抛光的金属带或转筒上，冷却该薄膜，最后把薄膜从金属载体上剥离。但是，由于许多原因，通过熔体挤出制备的薄膜一般不适合于光学用途。其中主要的原因是熔体挤出的薄膜呈现高光双折射度。在许多聚合物的情况下，存在熔化聚合物的附加问题。例如，高度皂化的聚乙烯醇具有230℃的非常高的熔化温度，并且这高于变色或分解开始的温度(～200℃)。类似地，三乙酸纤维素聚合物具有270-300℃的非常高的熔化温度，这高于分解开始的温度。此外，熔体挤出的薄膜已知存在其它缺陷，如平坦度差、针孔和夹杂物。这样的缺陷可能损害光学薄膜的光学和力学性质。由于这些原因，熔体挤出法一般不适合于制备用于光学用途的许多树脂薄膜。相反地，浇注法一般用来生产这些薄膜。
用于光学用途的树脂薄膜几乎仅用浇注法制造。浇注法包括：先把聚合物溶解在合适的溶剂中，以形成具有在50,000cp数量级的高粘度的料浆，然后通过挤出模头把该粘性料浆涂敷到连续的高度抛光金属带或转筒上，部分干燥该湿膜，把部分干燥的薄膜从金属载体上剥离，输送该部分干燥的薄膜通过烘箱，以便更完全地从薄膜中去除溶剂。浇注的薄膜通常具有40-200微米的最终干燥厚度。一般来说，由于在剥离和干燥过程中湿膜的易碎性，小于40微米的薄薄膜非常难以通过浇注法生产。由于与最终干燥步骤中的溶剂去除相关的困难，厚度大于200微米的薄膜也存在制造问题。尽管浇注法的溶解和干燥步骤增加了复杂性和费用，但是，在与通过熔体挤出法制备的薄膜相比时，浇注薄膜一般具有更好的光学性质，并且避免了与高温加工有关的问题。
通过浇注法制备的光学薄膜的实例包括：1.)用来制备光偏振器的聚乙烯醇薄膜，如Land的美国专利4,895,769和Cael的美国专利5,925,289以及在Harita的美国专利申请序列号No2001/0039319 A1和Sanefuji的美国专利申请序列号No2002/001700 A1中的更新的公开内容中所公开的，2.)用于光偏振器的防护层的三乙酸纤维素薄膜，如Iwata的美国专利5,695,694中所公开的，3.)用于光偏振器的防护层或用于延迟片的聚碳酸酯薄膜，如Yoshida的美国专利5,818,559和Taketani的美国专利5,478,518和5,561,180中所公开的，和4.)用于光偏振器的保护层或用于延迟片的聚砜薄膜，如Kobayashi的美国专利5,611,985和Shiro的美国专利5,759,449和5,958,205中所公开的。
浇注法的一个缺点是浇注薄膜具有明显的光双折射性。尽管与通过熔体挤出法制备的薄膜相比，通过浇注法制备的薄膜具有更低的双折射性，但是双折射率仍然是不能使用地过高。例如，通过浇注法制备的三乙酸纤维素薄膜对于在可见光范围内的光表现出7纳米(nm)的面内延迟(in-plane)，如Iwata的美国专利5,695,694中所公开的。通过浇注法制备的聚碳酸酯薄膜在Taketani的美国专利5,478,518和5,561,180中公开为具有17nm的面内延迟。Harita的美国专利申请序列No2001/0039319A1要求权利的是，当在原始的未拉伸薄膜中薄膜内的宽度方向位置之间的延迟差小于5nm时，减小了拉伸后的聚乙烯醇薄膜中的颜色不规则性。对于光学薄膜的许多用途而言，低面内延迟值是希望的，特别地，小于10nm的面内延迟值是优选的。
浇注薄膜中的双折射性产生于在制造操作中聚合物的取向。这种分子取向导致在薄膜面内的折射率在某种程度上不同。面内双折射性是在薄膜平面内的垂直方向上这些折射率之间的差异。双折射率的绝对值乘以薄膜厚度被定义为面内延迟。所以，面内延迟是在薄膜平面内的分子各向异性的度量。
在浇注过程中，分子取向可以由许多来源产生，包括在模具中浆料的剪切、在涂敷过程中金属载体对浆料的剪切、在剥离步骤中部分干燥薄膜的剪切、和在通过最后的干燥步骤的输送过程中运动薄膜的剪切。这些剪切力使聚合物分子取向，并最终产生不希望的高双折射率或延迟值。为了减小剪切并获得最低双折射率的薄膜，浇注过程通常在1-15m/min的非常低的线速度下操作，如Iwata的美国专利5,695,694中所公开的。更慢的线速度一般产生最高质量的薄膜。
浇注法的另一个缺点是不能精确涂敷多个层。如Haywafd的美国专利5,256,357中所述，常规的多缝隙浇注模具不可接受地产生不均匀的薄膜。特别地，用现有技术装置，线和条纹不均匀性大于5％。通过使用特定模唇设计可以制备合格的两层薄膜，如Hayward的美国专利5,256,357中所述，但是模具设计复杂并且对于同时涂敷两层以上可能不实用。
浇注法的另一个缺点是对浆料粘度的限制。在浇注实践中，浆料的粘度在50,000cp数量级。例如，Hayward的美国专利5,256,357描述了使用粘度为100,000cp的浆料的实际浇注实例。一般来说，用低粘度浆料制备的浇注薄膜已知产生不均匀的薄膜，如Iwata的美国专利5,695,694中所述。在Iwata的美国专利5,695,694中，用来制备浇注样品的最低粘度的浆料约为10,000cp。但是，在这些高粘度值下，浇注浆料难以过滤和脱气。虽然纤维和更大的碎片可以去除，但是，较柔软的材料如聚合物碎屑在浆料输送系统中的高压下更难以过滤。颗粒和气泡缺陷产生显著的夹杂物缺陷以及条纹并且可能产生大量废料。
此外，关于产品变化，浇注法可能相当不灵活。因为浇注需要高粘度浆料，改变产品配方需要大量停工时间来清洗输送系统，以消除污染的可能性。特别的问题是涉及不相容的聚合物和溶剂的配方变化。实际上，用浇注法，配方变化是如此费时间且昂贵，以致使得大多数生产机器仅用于生产一种薄膜。
通过浇注法制造树脂薄膜还受到许多与剥离和输送操作相关的缺陷的限制。例如，剥离操作通常在浇注配方中需要转变助剂如特定的共溶剂或添加剂，以促进从金属载体上剥离薄膜而不产生条痕的缺陷。实际上，剥离可能是有问题的，使得某些薄膜如聚甲基丙烯酸甲酯薄膜不靠特殊的共聚物，不可能通过浇注方法制造，如Knoop的美国专利4,584,231和4,664,859中所述。除了剥离的问题以外，浇注薄膜可能在最后的干燥操作中在沿着许多辊子输送的过程中被损坏。例如，在聚碳酸酯薄膜中已经注意到磨损、刮擦和折皱的问题，如Hosoi的美国专利6,222,003B1中所述。为了减少在输送过程中的损坏，浇注聚碳酸酯薄膜需要专门的添加剂作为润滑剂或表面改性剂，或者要求保护性层合薄膜，或者要求滚花的边缘。但是，专门的添加剂可能损害薄膜的透明度。而且，层合和边缘滚花装置是昂贵的并且增加了浇注过程的复杂性。
最后，浇注薄膜可能呈现不希望的波纹和皱纹。更薄的薄膜的缺点特别在于在浇注过程的剥离和干燥步骤中或者在薄膜的后续处理过程中的尺寸问题。特别地，用树脂薄膜制备复合光学片需要涉及施加粘合剂、压力和高温的层合过程。非常薄的薄膜在这种层合过程中难以进行处理而不产生折皱。此外，由于水分的影响，许多浇注薄膜可能随时间延长而自然变成扭曲的。对于光学薄膜，在储存过程中以及在复合光学片的后续制备过程中，良好的尺寸稳定性是必需的。
发明内容
所以，本发明的目的是克服现有技术浇注法的局限性并提供一种制备具有非常低的面内双折射率的无定形聚合物薄膜的方法。
本发明的另一个目的是提供一种生产在宽范围干燥厚度内高度均匀的聚合物薄膜的新方法。
本发明的再一个目的是提供一种通过向移动的基底同时施加多个层来制备聚合物薄膜的方法。
本发明的仍然另一个目的是提供一种制备具有改善的尺寸稳定性和加工能力的聚合物薄膜的新方法，该方法包括：暂时把树脂薄膜粘结到支撑载体基底上至少直至其基本干燥并且随后使载体基底与树脂薄膜分离。
本发明的再一个目的是克服现有技术浇注法的局限性并详细说明一种制备树脂薄膜而不需要共溶剂、润滑剂或保护层合物作为转换助剂(converting aids)来减小在剥离和输送操作过程中产生的问题的新的涂布方法。
简而言之，在阅读了本文提出的详细描述、权利要求和附图后，本发明的前述和许多其它特征、目的和优点将会变得显而易见。通过一种涂布方法向移动的载体基底上施加含有聚合物树脂的低粘度流体，实现了这些特征、目的和优点。直至所涂敷的薄膜基本干燥(＜10重量％的残余溶剂)，再使该树脂薄膜与载体基底分离。实际上，树脂薄膜和载体基底的复合结构可以卷绕在卷轴上并储存到需要时。因此，载体基底支撑光学树脂薄膜并保护其在通过干燥过程的输送过程中免遭剪切力。而且，由于该树脂薄膜当最终从载体基底上剥离时是干燥且坚固的，所以，在薄膜内没有由于剥离过程产生的聚合物的剪切和取向。结果，由本发明制备的薄膜明显是无定形的并且表现出非常低的面内双折射率。
用本发明的方法可以制备厚度约1-500微米的聚合物薄膜。小于40微米的非常薄的薄膜可以用现有技术方法不可能的线速度容易地制造。支撑湿膜通过干燥过程的载体基底利于非常薄的薄膜的制备，并且省去了如现有技术中所述的浇注法中所需要的在最后的干燥步骤之前从金属带或转筒上剥离薄膜的需要。相反地，所述薄膜在与载体基底分离之前，如果不是完全干燥的，也是基本干燥的。在所有的情况下，干燥的树脂薄膜具有小于10重量％的残余溶剂含量。在本发明的一个优选的实施方案中，残余溶剂含量小于5％，最优选小于1％。因此本发明可以容易地制备用现有技术浇注方法不可能制备的非常脆弱的薄薄膜。此外，大于40微米的厚薄膜也可以通过本发明的方法制备。为了制备较厚的薄膜，可以用串联操作或者用离线的方法在薄膜-基底复合材料上涂敷附加的涂层，而不损害光学性能。用这种方法，本发明的方法克服了在制备较厚薄膜过程中关于溶剂去除的缺点，因为先施加的薄膜在施加随后的湿薄膜之前是干燥的。因此，本发明可以使最终薄膜厚度比用浇注法可能的厚度有更宽范围。
在本发明的方法中，这些树脂薄膜通过以下过程形成：在涂布料斗的滑动表面上形成单层，或者优选的是多层复合材料，所述多层复合材料包括低粘度的底层、一个或多个中间层和含有表面活性剂的任选顶层，使多层复合材料流下所述滑动表面和流过涂布料斗的涂布唇，并把所述多层复合材料施加到移动的基底上。特别地，本发明方法的使用允许涂布若干具有独特组成的液体层。涂料助剂和添加剂可以放在特定层中以改善薄膜性能或改善制造强度。例如，多层涂敷可以将表面活性剂放在需要的顶层铺展层中，而不是遍及全部的湿薄膜中。在另一个实施例中，可以调节在最下层中的聚合物浓度，以获得低粘度并有助于多层复合材料向载体基底上的高速涂敷。所以，本发明提供了一种有益的方法来制备多层复合材料薄膜，如某些光学元件或其它类似的元件所需要的。
通过使用载体基底采用本发明的方法减少了皱纹和波纹缺陷。通过为树脂薄膜提供坚韧的支持，载体基底减小了光学薄膜的尺寸畸变。对于加工和处理小于约40微米的非常薄的薄膜，这是特别有益的。而且，用本发明的方法避免了已知的由浇注法产生的刮擦和磨损问题，因为在所有的干燥操作过程中，载体基底位于树脂薄膜与潜在产生磨损的输送辊之间。因此，本发明的方法不需要象浇注操作中那样使用共溶剂、润滑剂或防护性层合物作为转换助剂来减少磨损问题。此外，载体基底的抑制性质还消除了由于水分含量的变化产生的树脂薄膜随时间延长而变形或起皱的趋势。因此，本发明的方法保证了聚合物光学薄膜在制备和储存过程中以及在制备光学元件所必需的最后加工步骤中是尺寸稳定的。
在本发明的方法的实践中，优选的是所述基底是不连续的薄膜如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。PET载体基底可以用胶层或放电装置预处理，以改进树脂薄膜和PET基底之间的粘合性。特别地，胶层和放电处理可以增强薄膜与基底之间的粘合性，但是仍然可以使薄膜随后从基底上剥离下来。
虽然本文特别参考滑动上涂层(bead)涂布操作讨论了本发明，但是本领域技术人员将会理解，本发明可以有利地用其它涂布操作来实施。例如，具有低面内延迟的移动薄膜应该可以用单层或多层缝口模具涂布操作以及单层或多层幕涂操作获得。而且，本领域技术人员将会认识到，本发明能够采用替代的载体基底来有利地实施。例如，具有低面内双折射率的剥离薄膜应当可以用其它树脂载体[例如聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、乙酸纤维素、PET]、纸载体、树脂层合的纸载体和金属载体(例如铝)获得。
本发明的实际应用尤其包括制备用作光学薄膜、层合薄膜、剥离薄膜(release films)、照相胶片和包装薄膜的聚合物薄膜。特别地，通过本发明的方法制备的树脂薄膜可以用在电子显示器如液晶显示器制造中作为光学元件。例如，液晶显示器由许多薄膜元件构成，包括偏振片、补偿板和电极基底。偏振片通常是具有二向色性薄膜的多层复合结构(通常是用碘处理的拉伸聚乙烯醇)，并且每个表面均粘合到具有非常低面内双折射率的防护层上。由本发明方法制备的低双折射率薄膜是合适的保护层并且还作为形成光偏振器的前驱体薄膜。通过本发明的方法制备的树脂薄膜还适用于制造补偿板和电极基底。
用本发明方法生产的薄膜是光学薄膜。正如所生产的，用本发明的方法制备的薄膜具有至少约85％，优选至少约90％，最优选至少约95％的透光率。此外，正如所生产的，这些薄膜具有小于1.0％的浊度值。另外，这些薄膜是光滑的，表面粗糙度平均值小于100nm，最优选的是表面粗糙度小于50nm。
本文所用的术语“光学树脂”和“光学薄膜”用来描述形成具有高透光率(即＞85％)和低浊度值(即＜1.0％)的高透明度薄膜的任何聚合物材料。典型的光学树脂包括这里所述的那些，即三乙酸纤维素、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯醇缩丁醛。其它潜在的光学树脂可能尤其包括氟聚合物(聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯和聚一氯三氟乙烯)、其它的纤维素塑料(二乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙基纤维素)、聚烯烃(环烯烃聚合物)、聚苯乙烯、芳族聚酯(多芳基化合物和聚对苯二甲酸乙二酯)、砜(聚砜、聚醚砜、聚芳基砜)和聚碳酸酯共聚物等。
附图简述
图1是可以用在本发明方法的实践中的典型的涂布和干燥装置的示意图。
图2是图1的典型涂布和干燥装置的示意图，其包括单独缠绕与基底分离的树脂基料的工位。
图3是可以用在本发明方法的实践中的典型的多缝隙涂布装置的示意图。
图4表示通过本发明方法形成的部分与载体基底剥离的单层树脂薄膜的截面示意图。
图5表示通过本发明方法形成的部分与载体基底剥离的单层树脂薄膜的截面示意图，其中，载体基底具有在其上形成的胶层。
图6表示通过本发明方法形成的部分与载体基底剥离的多层树脂薄膜的截面示意图。
图7表示通过本发明的方法形成的并与载体基底部分剥离的多层树脂薄膜的截面示意图，其中，载体基底具有在其上形成的胶层。
图8是现用技术中用来浇注树脂薄膜的浇注装置的示意图。
优选的实施方案详述
首先参见图1，其中表示了适合于实施本发明方法的典型的众所周知的涂布和干燥系统10的示意图。该涂布和干燥系统10通常用于向移动的基底12上涂敷非常薄的薄膜，随后在干燥器14中排出溶剂。表示了单一的涂布装置16，使得系统10具有唯一一个涂层涂布点和唯一的一个干燥器14，但是在复合薄膜制备过程中，具有相应的干燥工位的两个或三个(甚至多达6个)另外的涂层涂布点是已知的。后续涂敷和干燥的过程在本领域中称为串联涂布操作。
涂布和干燥装置10包括退绕工位18，其喂入绕着垫辊20的移动基底12，在此处通过涂布装置16涂敷涂层。涂布基料22然后前进通过干燥器14。在本发明方法的实施中，在缠绕工位26，把在基底12上包含树脂薄膜的最终干燥薄膜24缠绕在卷轴上。
如图所示，向移动基底(web)12上涂敷典型的四层涂层。用于每层的涂料液体保持在各个涂料供应容器28、30、32、34中。通过泵36、38、40、42从涂料供应容器中输送涂料液体分别到涂布装置16的导管44、46、48、50中。此外，涂布和干燥系统10还可以包括放电装置，如电晕或辉光放电装置52，或极性电荷辅助装置54，以便在涂料涂敷之前改善基底12。
现在转向图2，表示了与图1中所示相同的典型涂布和干燥系统10的示意图，其具有替代的缠绕操作。因此，这些附图同样地编号，直至卷绕操作。在本发明方法的实施中，使包含向其涂敷了树脂涂层的基底(其可以是树脂薄膜、纸、树脂涂敷的纸或金属)的干燥薄膜24处于相对的辊子56、58之间。树脂薄膜60从基底12上剥离，并且光学薄膜进入卷绕工位62，且基底12进入缠绕工位64。在本发明的一个优选的实施方案中，使用对苯二甲酸乙二酯(PET)作为基底12。基底12可以渗透胶层，以提高涂敷的薄膜60与基底12的粘合性。
用来输送涂料液体到移动基底12的涂布装置16可以是多层涂布机，如滑动涂布(bead)料斗，例如在Russell的美国专利2,761,791中所述，或者滑动幕料斗，如Hughes的美国专利3,508,947中所述。可替代地，涂布装置16可以是单层涂布机，如缝隙模头料斗或喷流料在本发明的一个优选的实施方案中，涂布装置16是多层滑动上涂层料斗。
如上所述，涂布和干燥系统10包括干燥器14，其通常是干燥炉，以便从涂敷的薄膜中排出溶剂。用在本发明方法实施中的典型干燥器14包括第一干燥段66，然后是8个能够独立控制温度和空气流的另外的干燥段68-82。虽然干燥器14表示为具有9个独立的干燥段，但是，具有更少腔室的干燥炉是众所周知的，并且可以用来实施本发明的方法。在本发明的一个优选的实施方案中，干燥器14有至少两个独立的干燥区域或段。
优选地，干燥段68-82的每一个均具有独立的温度和气流控制。在每个段中，温度可以在5℃-150℃之间调节。为了减少由于湿薄膜表面固化或结皮产生的干燥缺陷，在干燥器的前面的各段中需要最佳的干燥速度。当前面的干燥区域中温度不合适时，会产生许多缺陷。例如，当区域66、68和70中的温度设定为25℃时，观察到聚碳酸酯薄膜的结雾或湿晕。当在涂料液体中使用高蒸气压溶剂(二氯甲烷和丙酮)时，这种湿晕缺陷是特别成问题的。侵蚀性的高温还伴随树脂薄膜中的一些其它问题，如表面固化、网状图案和微孔。在本发明的一个优选的实施方案中，第一个干燥段66在至少约25℃但是低于95℃的温度下操作，没有对涂布基料22的湿涂层上的直接空气冲击。在本发明方法的另一个优选的实施方案中，干燥段68和70也在至少约25℃但是低于95℃的温度下操作。在干燥段66、68中的实际干燥温度可以由本领域技术人员在该范围内通过实验优化。
现在参见图3，详细表示了典型涂布装置16的示意图。用侧纵剖面截面图示意表示的涂布装置16包括前部92、第二部分94、第三部分96、第四部分98和背板100。有一个进口102到第二部分94中，用于通过泵106向第一个计量狭缝104供应涂布液体，从而形成最下层108。有一个进口110到第三部分96中，用于通过泵114向第二个计量狭缝112供应涂布液体，形成层116。有一个进口118到第四部分98中，用于通过泵122向计量狭缝120供应涂布液体，形成层124。有一个进口126通到背板100中，用于通过泵130向计量狭缝128供应涂料液体，形成层132。每个狭缝104、112、120、128均包含横向分配腔。前部92包括一个倾斜的滑动表面134和涂布唇136。在第二部分94的顶部有第二个倾斜滑动表面138。在第三部分96的顶部有第三个倾斜滑动表面140。在第四部分98的顶部有第四个倾斜滑动表面142。背板100延伸在倾斜的滑动表面142之上，以形成后方表面144。靠近涂布装置或料斗16的是涂层垫辊20，在其周围输送基底(web)12。涂层108、116、124、132形成多层复合材料，该多层复合材料在唇136和基底12之间形成涂布涂层146。通常，涂料料斗16可以从非涂布位置向涂层垫辊20移动，并进入涂布位置。尽管涂布装置16表示为有四个计量狭缝，具有大量计量狭缝(多至9个或更多)的涂布模具也是众所周知的，并且可以用来实施本发明的方法。
涂布液体主要有溶解在合适的溶剂中的聚合物树脂构成。合适的树脂包括可以用来形成透明薄膜的任何聚合物材料。目前用来形成光学薄膜的树脂的实例包括用于偏振器的聚乙烯醇、用于玻璃层合物的聚乙烯醇缩丁醛、作为保护层和基底的丙烯酸类树脂和聚苯乙烯、以及用于保护层、补偿板和电极基底的纤维素塑料、聚碳酸酯和多芳基化合物、聚烯烃、氟塑料(例如聚氟乙烯和聚偏二氟乙烯)、砜。在本发明的方法中，对于可以用来形成光学薄膜的聚合物类型或聚合物共混物没有特别的限制。
关于上述树脂材料的溶剂，合适的溶剂包括例如氯化溶剂(二氯甲烷和1，2-二氯乙烷)、醇(甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、双丙酮醇、酚和环己醇)、酮(丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮和环己酮)、酯(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸异丁酯和乙酸正丁酯)、芳香族化合物(甲苯和二甲苯)和醚(四氢呋喃、1，2-二氧戊环、1，3-二氧戊环、1，3-二噁烷、1，4-二噁烷和1，5-二噁烷)。水也可以用作溶剂。涂料溶液还可以用上述溶剂的共混物制备。
涂料液体还可以含有添加剂用作转换助剂。转换助剂包括增塑剂和表面活性剂，并且这些添加剂对于聚合物薄膜的种类一般是特定的。例如，适合于聚碳酸酯、聚醚砜和三乙酸纤维素薄膜的增塑剂包括邻苯二甲酸酯(邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸丁基辛基酯)、己二酸酯(己二酸二辛酯)和磷酸酯(磷酸三甲苯酯和磷酸三苯酯)。另一方面，对于水溶性聚乙烯醇，合适的增塑剂包括多元醇如甘油和乙二醇以及胺醇如乙醇胺。这里，增塑剂可以在转换操作中用作涂布助剂，以减少在涂布料斗处产生过早的薄膜固化并改善湿薄膜的干燥特性。在本发明的方法中，增塑剂可以用来减少干燥过程中的起泡、卷曲和分层。在本发明的一个优选的实施方案中，为了减少最终的树脂薄膜中的缺陷，相对于聚合物浓度，可以按最多50重量％的总浓度向涂布液体中加入增塑剂。
涂布液体还可以含有表面活性剂作为涂布助剂，以控制与涂布后的流动相关的问题。由于涂布后的流动产生的问题包括斑点、排斥性、桔皮(Bernard单元)、和边缘回缩。对于溶解在有机溶剂中的聚合物树脂，用来控制涂布后流动问题的表面活性剂包括硅氧烷和含氟化合物。市售硅氧烷型表面活性剂的实例包括：1.)聚二甲基硅氧烷如得自Dow Corning的DC200液体，2.)聚(二甲基，甲基苯基)硅氧烷如得自Dow Corning的DC510液体，和3.)聚烷基取代的聚二甲基硅氧烷如得自Dow Corning的DC190和DC1248以及得自Union Carbide的L7000 Silwet系列(L7000、L7001、L7004和L7230)，以及4.)聚烷基取代的聚(二甲基，甲基苯基)硅氧烷，如得自General Electric的SF1023。市售含氟化合物表面活性剂的实例包括：1.)氟化烷基酯如得自3M Corporation的Fluorad系列(FC430和FC431)，2.)氟代的聚氧乙烯醚如得自DuPont的Zonyl系列(FSN、FSN100、FSO、FSO100)，3.)丙烯酸酯聚全氟烷基乙基丙烯酸酯如得自NOFCorporation的F系列(F270和F600)，和4.)全氟烷基衍生物如得自Asahi Glass Company的Surflon系列(S383、S393和S8405)。
对于溶解在水性溶剂中的聚合物树脂，合适的表面活性剂包括适合于水性涂料的那些表面活性剂，如在许多出版物中所述(例如参见YMTricot在Liquid Film Coating，第99-136页中的Surfactants：Static and dynamic surface tension(表面活性剂：静态和动态表面张力)，SE Kistler和PM Schweitzer编辑，Chapman和Hall[1977])。表面活性剂可以包括非离子型、阴离子型、阳离子型和两性型。实际的表面活性剂的实例包括聚氧乙烯醚如聚氧乙烯(8)异辛基苯基醚、聚氧乙烯(10)异辛基苯基醚和聚氧乙烯(40)异辛基苯基醚，以及氟代的聚氧乙烯醚如可以从Du Pont购得的Zonyl系列。
在本发明方法中，关于所用表面活性剂的类型，没有特别限制。在本发明的方法中，表面活性剂一般是非离子型的。在本发明的一个优选的实施方案中，当用有机溶剂制备薄膜时，将硅氧烷或含氟型的非离子化合物加入到最上层中。
在表面活性剂分布方面，当存在于多层涂层的最上层中时，表面活性剂是最有效的。在最上层中，表面活性剂的浓度优选为0.001-1.000重量％，且最优选为0.010-0.500重量％。此外，可以在次最上层中使用较少量的表面活性剂以减少扩散离开最上层的表面活性剂。在次最上层中的表面活性剂浓度优选为0.000-0.200重量％，最优选为0.000-0.100重量％。因为仅在最上层中需要表面活性剂，保持在最终的干燥薄膜中的表面活性剂总量是小的。
尽管实施本发明的方法并不需要表面活性剂，但是表面活性剂确实改善了涂布的薄膜的均匀性。特别地，使用表面活性剂减少了斑点不均匀性。在透明树脂薄膜中，在不定期检验中不容易检测斑点不均匀性。为了检测斑点问题，可以向最上层中加入有机染料，使涂布薄膜有色。对于这些染色的薄膜，不均匀性容易看出并定量。用这种方式，可以选择有效的表面活性剂种类和含量来优化薄膜均匀性。
现在转到图4-7，给出了表示通过本发明方法制备的各种薄膜结构的截面图。在图4中，表示了部分与载体基底152剥离的单层光学薄膜150。光学薄膜150可以通过把单一液体层涂敷到载体基底152上形成，或者通过涂敷组成在许多层中基本相同的多层复合材料来形成。可替代地在图5中，载体基底154可能已经用胶层156预处理，其改善了在单层光学薄膜158和基底154之间的结合力。图6表示多层薄膜160，其由四个组成不连续的层构成，包括最靠近载体基底170的最下层162、两个中间层164、166、和最上层168。图6还表明，整个多层复合材料160可以从载体基底170上剥离。图7表示从载体支持体182上剥离的多层复合薄膜172，其包括最靠近载体基底182的最下层174、两个中间层176，178、和最上层180。载体基底182已经用胶层184处理，以改善复合薄膜172与基底182之间的结合力。胶层156和184可以由许多聚合物材料构成，例如聚乙烯醇缩乙醛、聚碳酸酯、聚氨基甲酸乙酯、纤维素塑料、丙烯酸类树脂、明胶和聚(丙烯腈-共聚-偏二氯乙烯-共聚-丙烯酸)。胶层中所用材料的选择可以由本领域技术人员通过实验优化。
本发明的方法还包括在前面制备的树脂薄膜和载体基底的复合材料上涂布的步骤。例如在图1和2中所示的涂布与干燥系统10可以用来向已经存在的光学薄膜/基底复合材料上涂敷第二种多层薄膜。如果涂敷后续涂层之前所述薄膜/基底复合材料已经缠绕到滚筒上，则该过程称为多次涂布操作。如果相继在带有多个涂布工位和干燥炉的机器上进行涂布和干燥操作，则该方法称为串联涂布操作。用这种方法，可以以高线速度制备厚的薄膜，而没有从非常厚的湿薄膜中排出大量溶剂伴随的问题。而且，多次涂布或串联涂布的实施还具有减少其它问题的优点，所述其它问题如条纹严重性、斑点严重性和总薄膜不均匀性。
串联涂布或多次涂布的实施要求在第一次的薄膜和载体基底之间有一些少量的粘结剂。在某些情况下，观察到粘合力较差的薄膜/基底复合材料在多次操作中涂敷第二个或第三个湿涂层后起泡。为了避免起泡缺陷，在第一次的树脂薄膜与载体基底之间的粘合力必须大于0.3N/m。可以通过各种基料处理获得该粘合力，包括各种胶层和各种放电处理。但是，在所涂敷的薄膜与基底之间的过大粘合力是不希望的，因为在随后的剥离操作中可能损坏薄膜。特别地，已经发现粘合力大于250N/m的薄膜/基底复合材料剥离性能差。从这种过分良好粘合的复合材料上剥离的薄膜呈现由于薄膜撕裂和/或薄膜内结合失效产生的缺陷。在本发明的一个优选的实施方案中，在树脂薄膜与载体基底之间的粘合力小于250N/m。最优选地，在树脂薄膜与载体基底之间的粘合力为0.5-25N/m。
本发明的方法适合于向各种基底上涂敷树脂涂层，所述基底如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚苯乙烯、三乙酸纤维素和其它聚合物薄膜。聚合物基底可以是未拉伸的、单轴拉伸的或双轴拉伸的薄膜或薄片。其它的基底包括纸、纸和聚合物薄膜的层合物、玻璃、布、铝和其它金属载体。在某些情况下，基底可以用胶层或放电装置预处理。基底还可以用含有各种粘合剂和附加物的功能层预处理。关于基底的厚度，没有特别的要求。对于这里制备的光学树脂薄膜，基底是厚度为100或175微米的PET。本发明的方法可以使用厚度为5-500微米的基底实施。
浇注树脂薄膜的现有技术方法表示在图8中。如图8所示，用泵206把粘性聚合物浆料通过供料管200从加压罐204送到挤出料斗202。该浆料浇注到位于干燥炉212的第一干燥段210内的高度抛光的金属转筒208上。使浇注的薄膜214在运动的转筒208上部分干燥，然后从转筒208上剥离。然后把浇注的薄膜214输送到最后的干燥段216，以排出残余的溶剂。最终的干燥薄膜218然后在卷绕工位220卷绕在卷轴上。现有技术浇注的薄膜通常具有40-200微米的厚度。
由于每种技术所必需的工艺步骤，涂布方法与浇注方法不同。这些工艺步骤转而又影响许多实体性质如对于每种方法独特的流体粘度、转换助剂、基底和工具。一般来说，涂布法涉及稀释的低粘度流体到薄柔软基底上的涂敷，在干燥炉中蒸发溶剂，和把干燥的薄膜/基底复合材料卷绕到卷轴上。相反，浇注法涉及向高度抛光的金属转筒或带上涂敷浓的粘性浆料，部分干燥金属基底上的湿薄膜，将部分干燥的薄膜从基底上剥离在干燥炉中从部分干燥的薄膜中排出其它的溶剂，把干燥薄膜卷绕在卷轴上。在粘度方面，涂布法要求小于5,000cp的非常低粘度的液体。在本发明的方法的实施中，涂布的液体的粘度一般小于2000cp，最优选小于1500cp。而且，在本发明的方法中，对于高速涂布，最下层的粘度优选小于200cp，最优选小于100cp。相反，对于实际操作速度，浇注法要求粘度在10,000-100,000cp数量级的高浓度浆料。在转换助剂方面，涂布法一般涉及使用表面活性剂作为转换助剂来控制涂布后流动的问题如斑点、排斥性、桔皮和边缘回缩。相反，浇注法不需要表面活性剂。而是在浇注法中，转换助剂仅用来帮助剥离和输送操作。例如，低级醇在浇注光学薄膜过程中有时用作转换助剂，来减少在通过干燥炉的输送过程中的磨损问题。在基底方面，涂布法一般使用薄的(10-250微米)柔软载体。相反，浇注法使用厚的(1-100毫米)、连续的、高度抛光的金属转筒或刚性带。由于在工艺步骤中的这些差异，在涂布中所用的工具明显与浇注法中所用的不同，如通过分别表示在图1和8中的示意图的比较可以看出的。
通过以下给出的下列实施例，表明了本发明的优点。
实施例1
本实施例描述适合于形成偏振器或补偿薄膜的薄聚乙烯醇(PVA)薄膜的形成。在本实施例中，聚乙烯醇是完全水解型的(皂化大于98.5％)，重均分子量为98,000道尔顿。使用图1所示的涂布装置16向未处理的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的移动基底12,170涂敷4个液体层，以形成在图6中前面所说明的单层薄膜。基底速度为25cm/s。所有的涂布液体由溶解在95∶5的水∶乙醇溶剂中的聚乙烯醇构成，其中，所述比例按重量计。最下层162的粘度为45cp，在移动基底170上的湿厚度为10微米。第二层164和第三层166各自具有620cp的粘度，并且在移动基底170上具有135微米的组合最终湿厚度。最上层168的粘度为185cp，在移动基底170上的湿厚度为10微米。最上层168还含有重量百分比为0.10％的表面活性剂(聚氧乙烯(10)异辛基苯基醚)。涂层在40℃的温度下涂敷。在涂布唇136和移动基底12之间的间隙(见图3)为200微米。在涂布涂层146上的压力差调节在0-10cm水柱，以产生均匀的涂层。干燥段66、68、70的温度为25℃，干燥段72、74中的温度为50℃。干燥段76、78、80中的温度为95℃。干燥段82中的温度为25℃。把PVA薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。当从未处理的PET上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为12微米。剥离的PVA薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，并且没有皱纹和波纹的问题，并且面内延迟小于1.0纳米。该PVA薄膜的性质总结在表I中。
实施例2
本实施例描述在未处理的载体上单次形成较薄的PVA薄膜。条件与实施例1中所述的相同，但是第二和第三层164、166的组合湿厚度增大到290微米。把PVA薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。当从涂胶的PET基底上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为24微米。剥离的PVA薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，并且没有皱纹和波纹的问题，并且面内延迟小于1.0纳米。该PVA薄膜的性质总结在表I中。
实施例3
本实施例描述在涂胶的载体上单次形成薄PVA薄膜。条件与实施例1中所述的相同，但是PET载体按100mg/sq-ft用聚(丙烯腈-共聚-偏二氯乙烯-共聚-丙烯酸)的胶层预处理。把PVA薄膜、胶层和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。当从涂胶的PET基底上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为12微米。剥离的PVA薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，并且没有皱纹和波纹的问题，并且面内延迟小于1.0纳米。该PVA薄膜的性质总结在表I中。
实施例4
本实施例描述使用两次涂布操作在涂胶的载体上形成较厚的PVA薄膜。条件与实施例1中所述的相同，但是PET载体与实施例3一样按100mg/sq-ft用聚(丙烯腈-共聚-偏二氯乙烯-共聚-丙烯酸)的胶层预处理。把PVA薄膜(干燥厚度为12微米)、胶层和PET基底的第一次复合材料卷绕在卷轴上。随后使用实施例1的条件第二次涂布该第一次的复合材料，但是第二和第三层的组合湿厚度增大到445微米。把PVA薄膜、胶层和PET基底的第二次涂布复合材料卷绕在卷轴上。当从涂胶的PET基底上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为48微米。剥离的PVA薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，并且没有皱纹和波纹的问题，并且面内延迟小于1.0纳米。该PVA薄膜的性质总结在表I中。
实施例5
本实施例描述使用三次涂布操作在涂胶的载体上形成厚的PVA薄膜。条件与实施例1中所述的相同，但是PET载体按100mg/sq-ft用聚(丙烯腈-共聚-偏二氯乙烯-共聚-丙烯酸)的胶层预处理。此外，对于每次涂布，第二和第三层的组合湿厚度为290微米。把PVA薄膜、胶层和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。所卷绕的复合材料然后再涂敷组合湿厚度为290微米的第二和第三层。把PVA薄膜、胶层和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。向该复合材料涂敷第三和最后的涂层。最终的干燥薄膜厚度为72微米。剥离的PVA薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，并且没有皱纹和波纹的问题，并且面内延迟小于1.0纳米。该PVA薄膜的性质总结在表I中。
对比实施例1
本实施例描述通过现有技术的浇注法形成的薄膜的光学性质。通过浇注法制备PVA薄膜。使用图8中所示的设备210向高度抛光的金属转筒上涂敷一个单层。金属基底的速度为7.5cm/s。浇注液由溶解在水中的聚乙烯醇构成。PVA浇注溶液的粘度为30,000cp。浇注薄膜在82℃的温度涂敷，在运动的转筒上部分干燥，从转筒上剥离，进一步干燥并卷绕到卷轴上。最终的PVA薄膜的厚度为48微米。该薄膜表现出轻微的波纹并且面内延迟为36纳米。该PVA薄膜的性质总结在表I中。
实施例6
本实施例描述适合于用作保护层、电极基底或补偿薄膜的乙酸纤维素薄膜的形成。乙酸纤维素聚合物是高度取代型的，即具有约58.0-62.5％乙酸含量的三乙酸纤维素(CTA)，重均分子量为228,000道尔顿。在本实施例中，通过单次涂布操作形成非常薄的CTA薄膜。使用图1所示的涂布装置16向未处理的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的移动基底12，170涂敷4个液体层，以形成在图6中前面所说明的单层薄膜。基底速度为25cm/s。所有的涂布液体由溶解在两种溶剂的共混物(1∶1的1，3-二噁烷∶丙酮，其中，该比例按重量计)中CTA构成。最下层162的粘度为60cp，在移动基底170上的湿厚度为11微米。第二层164和第三层166各自具有860cp的粘度，并且在移动基底170上具有69微米的组合最终湿厚度。第二层164和第三层166还含有增塑剂(邻苯二甲酸二乙酯)，浓度为15重量％，相对于CTA聚合物的量计。此外，第三层166还含有含氟表面活性剂(Surflon S8405)，浓度为0.02％。最上层168的粘度为113cp，在移动基底170上的湿厚度为22微米。最上层168还含有重量百分比为0.20％的含氟表面活性剂(Surflon S8405)。涂层在24℃的温度下涂敷。在涂布唇136和移动基底12之间的间隙(见图3)为200微米。在涂布涂布146上的压力差调节在0-10cm水柱，以产生均匀的涂层。干燥段66和68的温度为40℃。干燥段70内的温度为50℃。干燥段72、74、76、78、80中的温度为95℃。干燥段82中的温度为25℃。把CTA薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。当从未处理的PET上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为5微米。剥离的CTA薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，并且没有皱纹和波纹的问题，并且面内延迟小于1.0纳米。该乙酸纤维素薄膜的性质总结在表I中。
实施例7
本实施例描述单次形成非常薄的乙酸纤维素薄膜。条件与实施例6中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增大到154微米。把CTA薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。当从涂胶的PET上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为10微米。剥离的CTA薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，并且没有皱纹和波纹的问题，并且面内延迟小于1.0纳米。该乙酸纤维素薄膜的性质总结在表I中。
实施例8
本实施例描述单次形成薄的乙酸纤维素薄膜。条件与实施例6中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增大到324微米。把CTA薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。当从涂胶的PET上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为20微米。该CTA薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，并且没有皱纹和波纹的问题，并且面内延迟小于1.0纳米。该乙酸纤维素薄膜的性质总结在表I中。
实施例9
本实施例描述单次形成乙酸纤维素薄膜。条件与实施例6中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增大到665微米。把CTA薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。当从涂胶的PET上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为50微米。该剥离的CTA薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，并且没有皱纹和波纹的问题，并且面内延迟小于1.0纳米。该乙酸纤维素薄膜的性质总结在表I中。
实施例10
本实施例描述使用两次涂布操作形成乙酸纤维素薄膜。条件与实施例6中所述的相同，但是溶剂系统改变为9∶1比例的二氯甲烷∶甲醇，其中比例按重量计。此外，最下层162的粘度为66cp并且在移动基底170上的湿厚度为11微米。第二层164和第三层166各自具有1600cp的粘度并且在移动基底170上的组合最终湿厚度为199微米。第二层164和第三层166各自含有增塑剂(邻苯二甲酸二乙酯)，浓度为20重量％，相对于乙酸纤维素聚合物计。此外，第三层166还含有含氟表面活性剂(FC431)，浓度为0.05％。最上层168的粘度为111cp且在移动基底170上的湿厚度为22微米。最上一层168还含有重量百分比为0.25％的含氟表面活性剂(FC431)。把CTA薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。然后把该卷绕的复合材料上涂敷组合湿厚度为199微米的第二和第三层。把CTA薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。最终的干燥薄膜厚度为40微米。剥离的CTA薄膜是光滑且透明清洁的，并且没有皱纹和波纹的问题，并且面内延迟小于1.0纳米。该乙酸纤维素薄膜的性质总结在表I中。
实施例11
本实施例描述使用三次涂布操作形成乙酸纤维素薄膜。条件与实施例10中所述的相同，但是实施例10的CTA薄膜和PET载体的卷绕复合材料再最后涂敷第三次。对于该最后的外层，第二层164和第三层166的在移动基底170上的组合最终湿厚度为411微米。把CTA薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。最终的干燥薄膜厚度为80微米。剥离的CTA薄膜是光滑且透明清洁的，并且没有皱纹和波纹的问题，并且面内延迟小于1.0纳米。该乙酸纤维素薄膜的性质总结在表I中。
实施例12
本实施例描述适合于用作保护层或补偿薄膜的丙烯酸树脂薄膜的形成。丙烯酸类聚合物是聚甲基丙烯酸甲酯型(PMMA)的，重均分子量为455,000道尔顿。在本实施例中，通过单次涂布操作形成非常薄的PMMA薄膜。使用图1所示的涂布装置16向未处理的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的移动基底12，170涂敷4个液体层，以形成在图6中前面所说明的单层薄膜。基底速度为25cm/s。所有的涂布液体由溶解在8∶2甲基乙基酮∶甲苯的溶剂系统中的PMMA构成，其中的比例按重量计。最下层162的粘度为23cp，在移动基底170上的湿厚度为11微米。第二层164和第三层166各自具有820cp的粘度，并且在移动基底170上具有66微米的组合最终湿厚度。此外，第三层166还含有含氟表面活性剂(Surflon S8405)，含量为0.05％。最上层168的粘度为195cp，在移动基底170上的湿厚度为22微米。最上层168还含有重量百分比为0.20％的含氟表面活性剂(Surflon S8405)。涂层在24℃的温度下涂敷。在涂布唇136和移动基底12之间的间隙(见图3)为200微米。在涂布涂层146上的压力差调节在0-10cm水柱，以产生均匀的涂层。干燥段66和68的温度为25℃。干燥段70内的温度为50℃。干燥段72、74、76、78、80中的温度为120℃。干燥段82中的温度为25℃。把PMMA薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。PMMA薄膜和PET基底的复合材料没有皱纹和波纹缺陷。当从未处理的PET上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为10微米。剥离的PMMA薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，并且面内延迟小于1.0纳米。该丙烯酸类薄膜的性质总结在表I中。
实施例13
本实施例描述单次形成薄的PMMA薄膜。条件与实施例12中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增大到147微米。把PMMA膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。PMMA薄膜和PET基底的复合材料没有皱纹和波纹缺陷。当从涂胶的PET基底上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为20微米。剥离的PMMA薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，并且面内延迟小于1.0纳米。该PMMA薄膜的性质总结在表I中。
实施例14
本实施例描述单次形成薄PMMA薄膜。条件与实施例12中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增大到228微米。把PMMA薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。PMMA薄膜和PET基底的复合材料没有皱纹和波纹缺陷。当从涂胶的PET基底上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为30微米。该PMMA薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，并且面内延迟小于1.0纳米。该PMMA薄膜的性质总结在表I中。
实施例15
本实施例描述单次形成PMMA薄膜。条件与实施例12中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增大到309微米。把PMMA薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。PMMA薄膜和PET基底的复合材料没有皱纹和波纹缺陷。当从涂胶的PET基底上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为40微米。该剥离的PMMA薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，并且面内延迟小于1.0纳米。该PMMA薄膜的性质总结在表I中。
实施例16
本实施例描述使用两次涂布操作形成PMMA薄膜。条件与实施例12中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增大到309微米，如实施例15中所述。把PMMA薄膜和PET基底的复合材料干燥、卷绕到卷轴上，然后再一次罩面涂布。第二次涂布用第二和第三层的组合湿厚度为309微米进行，如实施例15中所述。把最后的PMMA薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。PMMA薄膜和PET基底的复合材料没有皱纹和波纹缺陷。最终的干燥薄膜厚度为80微米。剥离的PMMA薄膜是光滑且透明清洁的，并且面内延迟小于1.0纳米。该PMMA薄膜的性质总结在表I中。
对比实施例2
本实施例描述了剥离性能差的PMMA∶PET复合材料的形成。在本实施例中，PET载体具有按100mg/sq-m的干燥覆盖率的聚(丙烯腈-共聚-偏二氯乙烯-共聚-丙烯酸)胶层。在其它方面，对比实施例2的条件与实施例12中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增加到309微米。最终的干燥薄膜厚度为20微米。在干燥时，该PMMA薄膜不能从涂胶的PET基底上剥离而不撕裂该薄膜。对于该复合薄膜，PMMA薄膜与涂胶的PET基底的粘合强度大于250N/m。
实施例17
本实施例描述适合于用作保护层或形成补偿薄膜的乙烯基聚合物薄膜的形成。乙烯基聚合物是聚乙烯醇缩丁醛(PVB)型的，乙烯醇含量为12％。在最下层中，PVB的重均分子量为174,000道尔顿。对于所有其它各层，使用单独批次的重均分子量为99,600道尔顿的PVB。在本实施例中，通过单次涂布操作形成非常薄的PVB薄膜。使用图1所示的涂布装置16向未处理的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的移动基底12，170涂敷4个液体层，以形成在图6中前面所说明的单层薄膜。基底速度为25cm/s。所有的涂布液体由溶解在甲基乙基酮中的PVB构成。最下层162的粘度为28cp，在移动基底170上的湿厚度为11微米。第二层164和第三层166各自具有330cp的粘度，并且在移动基底170上具有61微米的组合最终湿厚度。最上层168的粘度为80cp，在移动基底170上的湿厚度为11微米。最上层168还含有重量百分比为0.20％的含氟表面活性剂(FC431)。涂层在24℃的温度下涂敷。在涂布唇136和移动基底12之间的间隙(见图3)为200微米。在涂布涂层146上的压力差调节在0-10cm水柱，以产生均匀的涂层。干燥段66和68的温度为40℃。干燥段70内的温度为50℃。干燥段72、74、76、78、80中的温度为95℃。干燥段82中的温度为25℃。把PVB薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。PVB薄膜和PET基底的复合材料没有皱纹和波纹缺陷。当从未处理的PET上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为10微米。剥离的PVB薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，并且面内延迟小于1.0纳米。该PVB薄膜的性质总结在表I中。
实施例18
本实施例描述单次形成薄PVB薄膜。条件与实施例17中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增大到131微米。把PVB膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。PVB薄膜和PET基底的复合材料没有皱纹和波纹缺陷。当从涂胶的PET基底上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为20微米。剥离的PVB薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，并且面内延迟小于1.0纳米。该PVB薄膜的性质总结在表I中。
实施例19
本实施例描述单次形成薄PVB薄膜。条件与实施例17中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增大到271微米。把PVB薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。PVB薄膜和PET基底的复合材料没有皱纹和波纹缺陷。当从涂胶的PET上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为40微米。该PVB薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，并且面内延迟小于2.0纳米。该PVB薄膜的性质总结在表I中。
实施例20
本实施例描述单次形成PVB薄膜。条件与实施例17中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增大到411微米。把PVB薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。PVB薄膜和PET基底的复合材料没有皱纹和波纹缺陷。当从涂胶的PET上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为60微米。该剥离的PVB薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，并且面内延迟小于2.0纳米。该PVB薄膜的性质总结在表I中。
实施例21
本实施例描述采用单次涂布操作形成厚PVB薄膜。条件与实施例1中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增大到551微米。把PVB薄膜和PET基底的最终复合材料卷绕在卷轴上。PVB薄膜和PET基底的复合材料没有皱纹和波纹缺陷。最终的干燥薄膜厚度为80微米。该剥离PVB薄膜是光滑且透明清洁的，并且面内延迟小于2.0纳米。该PVB薄膜的性质总结在表I中。
实施例22
本实施例描述适合于用作保护层、电极基底或补偿薄膜的砜薄膜的形成。砜聚合物是聚醚砜(PES)型的，重均分子量为32,000道尔顿。在本实施例中，通过单次涂布操作形成非常薄的PES薄膜。使用图1所示的涂布装置16向未处理的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的移动基底12，170涂敷4个液体层，以形成前面在图6中所说明的单层薄膜。基底速度为25cm/s。所有的涂布液体由溶解在1，3-二噁烷中的PES构成。最下层162的粘度为20cp，在移动基底170上的湿厚度为11微米。第二层164和第三层166各自具有195cp的粘度，并且在移动基底170上具有34微米的组合最终湿厚度。此外，第三层166还含有含氟表面活性剂(Surflon S8405)，含量为0.01％。最上层168的粘度为80cp，在移动基底170上的湿厚度为22微米。最上层168还含有重量百分比为0.20％的氟表面活性剂(Surflon S8405)。涂层在24℃的温度下涂敷。在涂布唇136和移动基底12之间的间隙(见图3)为200微米。在涂布涂层146上的压力差调节在0-10cm水柱，以产生均匀的涂层。干燥段66和68内的温度为40℃。干燥段70内的温度为50℃。干燥段72、74、76、78、80中的温度为95℃。干燥段82中的温度为25℃。把PES薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。当从未处理的PET基底上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为10微米。剥离的PES薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，且没有皱纹和波纹缺陷，并且面内延迟小于2.0纳米。该砜薄膜的性质总结在表I中。
实施例23
本实施例描述单次形成薄PES薄膜。条件与实施例22中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增大到94微米。把PES膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。当从涂胶的PET基底上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为20微米。剥离的PES薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，且没有皱纹和波纹缺陷，并且面内延迟小于2.0纳米。该PES薄膜的性质总结在表I中。
实施例24
本实施例描述单次形成薄PES薄膜。条件与实施例22中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增大到153微米。把PES薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。当从涂胶的PET基底上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为30微米。该PES薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，且没有皱纹和波纹缺陷，并且面内延迟小于2.0纳米。该PES薄膜的性质总结在表I中。
实施例25
本实施例描述单次形成PES薄膜。条件与实施例22中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增大到211微米。把PES薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。当从涂胶的PET基底上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为40微米。该剥离的PES薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，且没有皱纹和波纹缺陷，并且面内延迟小于3.0纳米。该PES薄膜的性质总结在表I中。
实施例26
本实施例描述使用三次涂布操作形成PES薄膜。条件与实施例22中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增大到94微米，如以上在实施例23中所述。卷绕后的PES薄膜和PET基底的复合材料随后用另外两次进行罩面涂敷。每次另外的涂布用如实施例25中所述的211微米的第二和第三层的组合湿厚度进行。把最终的PES薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。最终的干燥薄膜厚度为100微米。该剥离PES薄膜是光滑且透明清洁的，且没有皱纹和波纹缺陷，并且面内延迟小于2.0纳米。该PES薄膜的性质总结在表I中。
实施例27
本实施例描述适合于用作保护层、电极基底或补偿薄膜的聚碳酸酯(PC)薄膜的形成。聚碳酸酯是双酚-A型的均聚物，重均分子量为54,000道尔顿。在本实施例中，通过单次涂布操作形成非常薄的PC薄膜。使用图1所示的涂布装置16向未处理的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的移动基底12，170涂敷4个液体层，形成在图6中前面所说明的单层薄膜。基底速度为25cm/s。所有的涂料液体均由溶解在二氯甲烷中的PC构成。最下层162的粘度为17cp，在移动基底170上的湿厚度为14微米。第二层164和第三层166各自具有660cp的粘度，并且在移动基底170上具有27微米的组合最终湿厚度。此外，第三层166还含有含氟表面活性剂(Surflon S8405)，含量为0.02％。最上层168的粘度为107cp，在移动基底170上的湿厚度为22微米。最上层168还含有重量百分比为0.10％的含氟表面活性剂(Surflon S8405)。涂层在16℃的温度下涂敷。在涂布唇136和移动基底12之间的间隙(见图3)为200微米。在涂布涂层146上的压力差调节在0-10cm水柱，以产生均匀的涂层。干燥段66和68内的温度为40℃。干燥段70内的温度为50℃。干燥段72、74、76、78、80中的温度为120℃。干燥段82中的温度为25℃。把PC薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。当从未处理的PET上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为10微米。剥离的PC薄膜没有刮擦和皱纹缺陷，并且面内延迟小于5.0纳米。该聚碳酸酯薄膜的性质总结在表I中。
实施例28
本实施例描述单次形成薄PC薄膜。条件与实施例27中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增大到73微米。把PC膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。当从涂胶的PET基底上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为20微米。剥离的PC薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，且没有刮擦和皱纹缺陷，并且面内延迟小于5.0纳米。该PC薄膜的性质总结在表I中。
实施例29
本实施例描述单次涂布形成薄PC薄膜。条件与实施例27中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增大到120微米。把PC薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。当从涂胶的PET上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为30微米。该PC薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，且没有刮擦和皱纹缺陷，并且面内延迟小于5.0纳米。该PC薄膜的性质总结在表I中。
实施例30
本实施例描述单次涂布形成PC薄膜。条件与实施例27中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增大到166微米。把PC薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。当从涂胶的PET基底上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为40微米。该剥离的PC薄膜具有良好的外观，是光滑且透明清洁的，且没有刮擦和皱纹，并且面内延迟小于5.0纳米。该PC薄膜的性质总结在表I中。
实施例31
本实施例描述使用两次涂布操作形成薄PC薄膜。条件与实施例27中所述的相同，但是缠绕后的实施例1的PC薄膜和PET基底随后用另外一次涂布进行罩面涂敷。第二次涂布用如实施例27中所述的27微米的第二和第三层的组合湿厚度进行。把PC薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。当从未处理的PET基底上剥离时，最终的干燥薄膜厚度为20微米。该剥离的PC薄膜具有良好的外观，是平滑和透明清洁的，且没有刮擦和皱纹缺陷，并且面内延迟小于5.0纳米。该聚碳酸酯薄膜的性质总结在表I中。
实施例32
本实施例描述使用三次涂布操作形成PC薄膜。条件与实施例27中所述的相同，但是第二和第三层164和166的组合湿厚度增大到73微米，如在实施例28中所述。卷绕后的PC薄膜和PET基底的复合材料随后用另外两次涂布进行罩面涂敷。每次另外的涂布以如实施例28中所述的73微米的第二和第三层的组合湿厚度进行。把最终的PC薄膜和PET基底的复合材料卷绕在卷轴上。最终的干燥薄膜厚度为60微米。该剥离的PC薄膜是光滑且透明清洁的，且没有刮擦和皱纹缺陷，并且面内延迟小于5.0纳米。该PC薄膜的性质总结在表I中。
对比实施例3
本实施例描述剥离性能差的PET/PC复合材料的形成。在本实施例中，PET载体具有按100mg/sq-m的干燥覆盖率的聚(丙烯腈-共聚-偏二氯乙烯-共聚-丙烯酸)胶层。在其它方面，对比实施例3的条件与实施例28中所述的相同。最终的干燥薄膜厚度为20微米。在干燥时，该PC薄膜不能从涂胶的PET基底上剥离。对于该复合薄膜，PC薄膜与涂胶的PET基底的粘合强度大于250N/m。
                    表I
实施例     树脂  厚度   延迟  透射率  浊度  粗糙度  粘合1          PVA    12μm   0.5nm  93.1    0.3％  1.0nm    0.5N/m2          PVA    24      0.8    93.1    0.3    0.7      0.33          PVA    12      0.1    93.1    0.3    1.1      4.04          PVA    48      1.0    93.1    0.4    0.7      7.05          PVA    72      0.2    93.1    0.3    1.1      8.06          CTA    5       0.1    94.7    0.3    2.0      ND7          CTA    10      0.1    94.8    0.4    1.1      3.18          CTA    20      0.1    94.7    0.3    0.6      0.99          CTA    50      0.2    94.1    0.6    1.3      1.110         CTA    40      0.2    94.6    0.4    1.2      0.511         CTA    80      0.1    94.3    0.6    1.3      0.312         PMMA   10      0.1    94.3    0.3    0.3      14.713         PMMA   20      0.1    94.4    0.3    0.4      1.214         PMMA   30      0.1    94.3    0.3    0.4      0.515         PMMA   40      0.1    94.3    0.3    0.4      0.416         PMMA   80      0.3    94.3    0.3    0.8      0.517         PVB    10      0.1    94.5    0.2    0.9      1.418         PVB    20      0.2    94.6    0.2    0.7      1.319         PVB    40      1.2    94.5    0.3    1.5      1.620         PVB    60      1.1    94.6    0.5    0.7      1.821         PVB    80      1.6    94.5    0.3    1.8      1.922         PES    10      1.2    90.8    0.2    0.7      ND23         PES    20      1.0    90.9    0.3    0.6      ND24         PES    30      1.6    90.7    0.2    0.7      ND25         PES    40      2.6    90.4    0.2    0.7      ND26         PES    100     1.8    90.4    0.4    1.2      ND27         PC     10      2.0    92.1    1.0    1.3      15.628         PC     20      3.8    92.0    1.0    1.0      3.029         PC     30      2.5    92.3    0.8    0.9      2.030         PC     40      2.8    92.3    0.7    0.7      1.231         PC     20      3.8    92.0    0.6    1.1      0.732         PC     60      4.5    92.1    0.8    0.7      0.5对比实施例1  PVA    48      36.0   92.8    0.8    1.3      NA
使用以下测试确定表I中给出的薄膜性质。
厚度：使用得自Ono Sokki Company的Model EG-225标准尺以微米为单位测量最终的剥离薄膜的厚度。
延迟：使用Woollam M-2000V分光椭圆偏振计，在370-1000纳米的波长测定剥离后薄膜的面内延迟(Re)，用纳米(nm)为单位表示。取在590nm的测量值计算表I中的面内延迟值。面内延迟通过下式确定：
Re＝|nx-ny|×d
其中，Re是在590nm的面内延迟，nx是剥离后薄膜在慢轴方向上的折射率，ny是剥离后薄膜在快轴方向上的折射率，d是剥离后薄膜的厚度，用纳米(nm)为单位表示。因此，Re是在剥离后薄膜的平面内的慢轴方向与快轴方向之间的双折射率之差的绝对值乘以薄膜厚度。
透射率和浊度：使用得自BYK-Gardner的Haze-Gard Plus(ModelHB-4725)测定总透射率和浊度。总透射率是在积分球上吸收时通过薄膜透射的所有光能。透射的浊度是在积分球上吸收时超过2.5°的散射的全部光能。
表面粗糙度：使用得自Digital Instruments的TappingModeTMAtomic Force Microscopy，Model D300通过扫描探针显微镜测定平均表面粗糙度(Ra)，用纳米(nm)为单位表示。
粘合力：用具有500克负载单元的Instron 1122 TensileTester，使用改进的180°剥离试验测定涂布后样品的粘合强度，用牛顿每米(N/m)为单位表示。首先，制备0.0254m(1英寸)宽的涂布后样品的带。使用一块3M Magic Tape(快换带)开始进行涂层在一端的层离。然后把另一块带粘附在涂层的层离部分上，并用作测试的夹持点。延长的带足够长以延伸到载体外，使得Inston夹具不会干扰测试。然后把样品安装在Instron 1122 Tensile Tester中，基底夹持在上夹具中，并且涂层/带组合夹在下夹具中。记录按180°的角度以2英寸/分钟(50.8毫米/分钟)把涂层从基底剥离下来所需要的平均力(用牛顿为单位)。使用这个力的值，使用以下公式计算粘合强度，单位为N/m：
SA＝Fp(1-cosθ)/w
其中，SA是粘合强度，Fp是剥离力，θ为剥离角度(180°)，w是样品宽度(0.0254m)。
残余溶剂：在干燥薄膜中残留的残余溶剂的定量评估通过以下过程进行：先从载体基底上剥离薄膜，称重剥离后的薄膜，在150℃的烘箱中把该薄膜保温16小时，最后称重保温后的薄膜。残余溶剂表示为重量差被保温后重量除的百分数。
由以上可以看出，本发明是这样的一个发明，即，恰当采用本发明达到了上文提出的所有目标和目的，同时具有显而易见的、所述装置固有的其它优点。

Claims (10)

1.一种形成光学树脂薄膜的涂布方法，其包括以下步骤：
向移动的、不连续的载体基底上涂敷液体光学树脂/溶剂混合物；和
干燥液体树脂/溶剂混合物，以便基本排出溶剂，产生粘合到所述不连续载体基底的树脂薄膜的复合材料，该树脂薄膜以可分离的方式粘合到所述不连续载体基底上，从而使得树脂薄膜可以从所述不连续载体基底上剥离。
2.权利要求1的涂布方法，其中：
使用滑动上涂层模具涂敷液体树脂/溶剂混合物，在其滑动表面上形成多层复合材料。
3.权利要求2的涂布方法，其中；
多层复合材料的每个液体层的粘度小于5000cp。
4.权利要求2的涂布方法，其中：
多层复合材料的最上层含有表面活性剂。
5.权利要求1的涂布方法，其还包括以下步骤：
(a)在干燥步骤后立即使树脂薄膜与载体基底分离；和
(b)把光学树脂薄膜卷绕到至少一个卷轴上。
6.权利要求1的涂布方法，其中：
所述树脂薄膜粘合到载体基底上，并且粘合强度小于约250N/m。
7.权利要求5的涂布方法，其还包括以下步骤：
在分离步骤之前把光学树脂薄膜中的残余溶剂减少到小于10重量％。
8。一种复合薄膜，其包括：
在不连续的载体基底上涂布的树脂薄膜，该树脂薄膜的厚度为约1-约500微米，该树脂薄膜的面内延迟小于20nm，该树脂薄膜按小于约250N/m的粘合强度粘合到载体基底上。
9.一种树脂薄膜，其包含：
面内延迟小于约20nm的树脂的涂层。
10.权利要求9的树脂薄膜，其中：
树脂的涂层的透光率为至少约85％，浊度值小于约1.0％。
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