CN1957276A - 光学膜、光漫射膜及其制备和使用方法 - Google Patents

Abstract

制备光学膜(120)的方法，包括将所述光学膜加热到足以拉伸该膜的温度，其中所述光学膜包含多于或等于80wt％的聚碳酸酯，其中所述重量百分比基于光学膜的总重量；和拉伸所述光学膜，其中所得的经拉伸的光学膜在平行于该膜拉伸方向的方向上测得的线性热膨胀系数(CTE)小于或等于50×10^－6cm/cm/℃。

Description

光学膜、光漫射膜及其制备和使用方法

相关申请的交叉引用

本申请是2004年5月25日提交的美国专利申请序列号10/852916的部分继续，在此全文引入作为参考。

背景技术

在背光计算机显示器或其它显示系统中，常常采用光学膜(也可以称作片、层和箔等)材料来例如使光发生导向、漫射或偏振。例如，在背光显示器中，增亮膜(BEF)在其表面上采用棱镜结构来使光沿着观察轴(即，和显示器正交(垂直)的轴)导向。这样增强了显示器用户所观察到的光的亮度，并使得系统可以消耗更少的能量来获得理想的轴向照明水平。这种膜也可广泛用于其它光学设计，比如投影显示装置、交通信号和照明标志。

在当前的显示系统例如液晶显示器(LCD)中，希望具有光漫射膜。光漫射膜代表了一大类制品，在LCD背光系统中用于将光均匀地分布给观察者并隐藏光导产生的潜在缺陷，同时维持光的总透射量。除了这些光管理性质以外，这些漫射膜需要满足与其在背光显示系统中的视觉外观相关的一些性质。具体而言，这些膜在系统中应该平整地平摊在其它膜上。一般而言，当在该应用中采用聚碳酸酯膜时，它们的高热膨胀系数可能导致靠近热灯的膜部分发生膨胀，而远离热灯的膜或不膨胀或不膨胀到相似程度，从而导致膜的这些部分出现波纹，使整个膜不适于在背光显示系统中使用。

本领域需要的是在背光系统中灯的热量作用下不出现可观察到的波纹或所述波纹最少化的光漫射聚碳酸酯膜。

概述

在此公开的是光学膜例如光漫射膜、制备光学膜的方法以及采用光学膜的液晶显示设备。

光学膜制备方法的一个实施方案包括将含有大于或等于80重量％聚碳酸酯的光学膜加热到足以拉伸光学膜的温度，其中所述重量百分比基于光学膜的总重量；以及拉伸所述光学膜，其中所得的拉伸后的光学膜在平行于拉伸方向上测得的线性CTE小于或等于50×10^-6cm/cm/℃。

液晶显示设备的一个实施方案包括光源；与所述光源光学连通的光导；和与所述光导光学连通的含有聚碳酸酯的光学膜，其中所述光学膜在平行于光学膜拉伸方向上测量的线性CTE小于或等于50×10^-6cm/cm/℃。

光学膜的一个实施方案包含大于或等于80重量％聚碳酸酯，其中重量百分比基于光学膜的总重量，和其中所述光学膜在平行于其拉伸方向上测得的线性CTE小于或等于50×10^-6cm/cm/℃。

通过下列的详述、附图和所附权利要求，本领域技术人员将认识和理解上述特征和其它特征。

附图简述

现在参见附图，所述附图是示例性实施方案，其中相似的元件采用相似附图标记。

图1是包含光漫射膜的背光显示设备的示例性实施方案的透视图。

图2是具有棱镜形表面的增亮膜的示例性实施方案的透视图。

图3是具有棱镜形表面的增量膜的另一示例性实施方案的剖面图。

图4是光漫射膜的示例性实施方案的剖面图和示意性表示，其中所述膜接收光并使从其射出的光发生漫射。

图5是互相以一定角度取向的两个增亮膜的示例性实施方案的透视图。

图6是背光显示设备的示例性实施方案的透视图，其中所述背光显示设备包括多个增亮膜和多个光漫射膜。

图7是使光漫射膜拉伸的方法的示例性实施方案的示意图。

详述

本发明公开了光学膜，具体而言是含有聚碳酸酯的光漫射膜(其也可以称作“漫射器”)，其中所述光漫射膜能够用于液晶显示设备(例如，背光显示设备)中，而且该光漫射膜不会由于来自光学(光)源(例如，荧光灯)的热量出现波纹。另外应该注意的是，所述光学膜，具体而言光漫射膜希望是单一或单块膜，特征在于没有涂层。尽管可以注意到在全部公开内容中谈到的是光漫射膜，但是这种说法仅仅是为了便于讨论，应该理解这种讨论能等同适用于其它类型的光学膜。和反射相关的术语“全”在本文中是指所有光从某表面的组合反射。应该注意，除非另有说明，本文中所用的术语“底部”和“顶部”仅仅是为了便于描述，并不限于任何一个位置或空间取向。本文所用术语“约”是指在特定值的±10％范围内的值。

应该进一步指出的是，本文中的术语“第一”和“第二”等并不表示任何次序、量或重要程度，而是用于将一个元素和另一个元素区分开，本文中的术语“某”和“某个”并不表示数量上的限制，而是表示存在至少一个所提到的项。而且，本文所公开的所有范围都包括边界而且可以结合(例如，“直到约25重量％(wt％)，理想情况是约5重量％-20重量％，更理想情况是约10重量％-约15重量％”的范围包括端点和范围内的所有中间值，例如，“约5重量％-约25重量％，约5重量％-约15重量％”，等等)。

下面将参考各个附图对背光显示设备的多个实施方案进行讨论。本领域技术人员很容易认识到每个实施方案的许多部件和其它实施方案的相似或相同。在图1的讨论中引入了这些元件中的每一个，但是并没有在每个实施方案中进行重复。但是对和每张图/每个实施方案相关的不同结构都进行了讨论。

现在参见图1，示出了背光显示设备(一般记做100)的透视图。背光显示设备100包括用于产生光104的光源102。和光源102在光学上连通的光导106通过光104在光导106内部的全内反射(TIR)来传导光104。和光导106的第一表面110在物理上和/或光学上连通的反射膜118将光104反射出光导106。和光导106的第二表面在物理上和/或光学上连通的增亮膜(BEF)112接收来自光导106的光104。

更具体而言，BEF 112包含和光导106的第二表面114在物理上和/或光学上连通的平整表面116，以及和光漫射膜120在物理上和/或光学上连通的棱镜形表面118。更进一步而言，可以认识到棱镜形表面118可以具有峰角α、高度h、节距p和长度l(参见图2和3)。这些参数，即峰角α、高度h、节距p和长度l，可以具有预定值，或可以具有随机的或至少伪随机的值。例如，在2002年5月20日Olcazk提交的美国专利申请10/150958中，描述了具有随机或伪随机参数的棱镜形表面的膜。

BEF 112接收光104，并使光104沿着基本垂直于BEF 112的方向发生导向，如图1中的箭头所示，该箭头表示光104正被沿着z方向导向。光漫射膜120接收来自BEF 112的光104，并如图4所示使光发生漫射(例如，散射)。光104从光漫射膜120前行到达液晶显示器(LCD)122。

进而应该注意的是，在各种实施方案中，背光显示设备可以包括互相之间光学连通的多个增亮膜(BEF)和多个光漫射膜。多个增亮膜和光漫射膜可以以任何构造排列，从而在LCD中获得所需结果。例如，增亮膜可以设置成互相之间在物理上和/或光学上连通，如图5所示。具体而言，第一BEF 212包括第一BEF平整表面216和第一BF棱镜形表面218。第二BEF 224包括第二BEF平整表面226和第二BEF棱镜形表面228。第一BEF 212和第二BEF 224可以设置成使得棱镜形表面(分别是218和228)的位置互相成一定角度，例如90度。

另外，如上面简单提到的那样，BEF和光漫射膜的排列和类型取决于采用它们的背光显示设备。背光显示设备的日愈常见的用途是用于笔记本计算机。尽管在全部本公开中提到的是笔记本计算机，但是应该理解本领域技术人员可以很容易将本申请公开的光漫射膜用于其它应用中，无需过量的试验。

图6示出了用于笔记本计算机的背光显示设备300。背光显示设备300包括用于产生光304的光源302。和光源302在光学上连通的光导306通过全内反射光304来传导光304，如上述在讨论图1时所述。和光导306的第一表面310在物理上和/或光学上连通的反射膜308将光304反射出光导306。底部光漫射膜320和上部光漫射膜330与位于底部光漫射膜320和上部光漫射膜330之间的第一BEF 312和第二BEF324在光学上连通。光304从上部光漫射膜330前行到达液晶显示器(LCD)322。

就图6中所示的实施方案而言，应该注意底部光漫射膜320的主要功能是提高光304的均匀性以及和其它膜(例如，BEF 312和324)相互作用以尽可能增强轴向亮度。底部光漫射膜320的另一功能是隐藏可能由光导306导致的光学缺陷。上部光漫射膜330的主要功能是使眩目和BEF(例如312和324)之间的光耦合(牛顿环)降到最少。另外，上部光漫射膜330也可以充当BEF膜(312、324)的保护膜，由此降低BEF膜的棱镜形表面发生破裂或损坏的可能性。另外，应该注意的是上部光漫射膜(例如，330)，即，最靠近液晶显示器(例如，322)的光漫射膜通常具有小于或等于85％，具体而言小于或等于50％的混浊度(haze value)。但是，底部光漫射膜(例如，320)，即最靠近光导(例如306)的光漫射膜，通常具有大于或等于90％，具体而言大于或等于95％的混浊度。

应该指出的是可以由下列等式预测和计算百分比混浊度：

％混浊度＝100×全漫透射/全透射    (1)

其中全透射是积分透射；全漫透射是被膜散射的光透射，通过ASTMD1003确定。

光源(例如，102，302)可以包括任何适于为液晶显示(LCD)设备提供背光的光源，其包括高亮度和低亮度光源。高亮度光源可以包括但不限于冷阴极荧光灯(CCFL)、荧光灯等。低亮度光源可以包括但不限于发光二极管(LED)和冷阴极荧光灯。

光导(例如，106、306)优选包含对光呈现低内吸收的材料，包括但不限于丙烯酸类膜和理想的透明材料，包括丙烯酸类树脂、P MMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、聚乙烯、硒(Se)、和氯化银(AgCl)等。光导可以是任何适于使用的形状，比如棒形、弯曲表面形、板形和片形等。光导可以是单一件或多层片的叠层。

反射膜(例如，108，308)可以是任何可用于反射光的形状，例如，平整形状，比如板形和片形等，其中反射膜包括反射性材料。例如，合适的反射材料包括但不限于铝沉积膜和银沉积膜等。在其它实施方案中，反射膜可以包括热塑性材料，例如Spectralon^(购自Labsphere，Inc.)或具有钛氧化物颜料的Lexan^(得自General Electric Co.)。

如上所述，增亮膜(例如，112)采用棱镜结构将光沿着观察轴导向(即，和显示器垂直)，从而增强了显示器用户所观察的光的亮度，并使系统可以采用较少的能量来实现所需的轴向照明。例如，增亮膜可以包括Coyle等在美国专利申请20030108701中所讨论的那些材料。具体而言，增亮膜可以包含金属、纸张、丙烯酸类树脂、聚碳酸酯、酚醛树脂、乙酸丁酸纤维、乙酸丙酸纤维、聚(醚砜)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚尿烷、聚酯、聚(氯乙烯)、聚对苯二甲酸乙二醇酯和包括上述至少之一的组合。

包含聚碳酸酯的光漫射膜(例如，120)能够用于背光显示设备中，并且该光漫射膜不会由于光学(光)源的热量而出现波纹。可以采用各种技术来获得具有光漫射能力的膜。例如，对膜进行物理改性可以在膜表面上印上织构texture以漫射光(例如，带织构的光漫射膜)。如同将更详细讨论的那样，理想情况是在膜的上部表面和底部表面上都形成织构。在其它实施方案中，膜中可以嵌入光漫射颗粒从而为所述膜赋予光漫射性质(例如，体漫射膜)。在其它实施方案中，可以两种方法的组合，即，既在膜表面上印上织构，又在膜中嵌入光漫射颗粒。

在一个实施方案中，光漫射膜包含聚碳酸酯、防静电材料和任选的光漫射颗粒。光漫射膜包含大于或等于80重量％的聚碳酸酯，具体而言大于或等于90重量％的聚碳酸酯，其中重量百分比基于光漫射膜的总重量。例如，在实施方案中，光漫射膜可以包括约93重量％-约99.6重量％的聚碳酸酯；约0.4重量％-约7重量％的防静电材料，具体而言，约0.4重量％-约2重量％的防静电材料；和任选的多达约7重量％的光漫射颗粒，具体而言，约2重量％-7重量％，其中重量百分比基于光漫射膜的总重量。具体而言，光漫射膜可以包括在美国专利申请No.10/787158中所公开的那些，在此引入作为参考。

光漫射膜的防静电材料包含足以为该膜提供防静电性质的量的足量防静电材料。例如，防静电材料可以含有磺酸。具体而言，在实施方案中，防静电材料是在Henricus等的美国专利6194497中描述的材料。具体而言，磺酸可以是氟化的磺酸，包含含有有机磺酸根阴离子的氟烃和有机阳离子。所述有机磺酸根阴离子的例子包括但不限于全氟甲烷磺酸根、全氟丁烷磺酸根、全氟己烷磺酸根、全氟庚烷磺酸根和全氟辛烷磺酸根。阳离子的例子包括但不限于脂肪族，比如四甲基、四乙基、四丁基、三乙基甲基、三丁基甲基、三丁基乙基、三辛基甲基、三甲基丁基、三甲基辛基、三甲基月桂基、三甲基十八烷基、三乙基辛基，和芳族比如四苯基、三苯基甲基、三苯基苄基、三丁基苄基。具体而言，氟化的磺酸可以通过这些任何有机磺酸根阴离子和有机阳离子的任何组合来获得。

而且，更具体而言，在此采用的磺酸可以是具有下列通式的氟化磺酸：

        {CF₃(CF₂)n(SO₃)}θ{P(R₁)(R₂)(R₃)(R₄)}Φ

其中F是氟；n是1-12的整数，S是硫；R₁、R₂和R₃相同，每个具有碳原子数为1-8的脂族烃基团或碳原子数为6-12的芳族烃基团，

R₄是碳原子数为1-18的烃基团。含有通式所示的氟化磺酸作为其主要组分的防静电组合物可以被以许多不同的方式用于利用它们的防静电和相容性和抗热性来将所述防静电性质赋予聚碳酸酯。氟烃磺酸盐是低熔点的半固体材料，因此，可以以熔融液体状态操作。一些实施方案在室温(即，约15℃-约25℃)下是固态晶体材料，很容易称量、操作和加到聚碳酸酯中。

尽管可以在过程中的任何时刻将防静电材料加入到聚碳酸酯中，但理想情况是在制备聚合物时加入到聚碳酸酯中。例如，聚碳酸酯和防静电材料可以通过例如挤出等处理。

光漫射膜的合适光漫射颗粒包括对聚碳酸酯所需的物理性质，例如冲击强度或拉伸强度，没有明显负面影响的有机材料。具体而言，光漫射颗粒可以是基于丙烯酸类树脂的，包括聚(丙烯酸酯)；聚(甲基丙烯酸烷基酯)，例如聚(甲基丙烯酸甲酯)(P MMA)；和包含前述有机材料至少之一的混合物，其中烷基具有1-约12个碳原子。进而，光漫射颗粒的尺寸足以为光漫射膜赋予所需的漫射性质。例如，光漫射颗粒可以具有约3微米-约10微米的平均颗粒尺寸(以主要直径(即，最长的直径)计算)。

已经发现，通过下面公开的方法拉伸的含有聚碳酸酯的光漫射膜能够制备出不会由于来自光学光源的热量而出现波纹并同时保持其理想光学透射性质的光漫射膜。在各种实施方案中，光漫射膜可用作上部光漫射膜或底部光漫射膜。所得光漫射膜的线性热膨胀系数(CTE)(沿着与拉伸方向平行的方向测量)小于或等于50×10^-6厘米每厘米每摄氏度(cm/cm/℃)，具体而言小于或等于35×10^-6cm/cm/℃，理想情况是线性CTE是约17×10^-6cm/cm/℃-约35×10^-6cm/cm/℃。为了对比，应该指出的是在此公开的聚碳酸酯膜在拉伸前的线性CTE为约70×10^-6cm/cm/℃(沿着挤出方向测量)。

现在参见图7，其示出了用于拉伸光漫射膜的示例性方法。在该实施方案中，光漫射膜432从包含所述光漫射膜432的辊434上解绕。应该注意的是，在该操作中光漫射膜的上部和下部表面上已经具有了织构和/或光漫射颗粒已经加到了膜中以赋予其光漫射性质。没有受到任何理论的约束，应该指出的是光漫射膜(例如432)具有织构的上表面和下表面可以使膜表面上可能由拉伸工艺造成的划伤降到最少。另外，应该理解的是下列拉伸方法可以很容易地用作光漫射膜制备方法的一部分，例如，作为光漫射膜的挤压和任选的织构化的后续操作。

在图7所示的实施方案中，光漫射膜432被导向拉伸单元436，比如机器方向导向器(MDO)。拉伸单元436包括预热辊438、慢拉辊440、快拉辊442、以及任选的退火辊444和冷却辊446。尽管图7所示的是滑动型MDO，但是可以采用其它能够制备光漫射膜的拉伸构造，其中所述膜在暴露于来自灯的热量时不出现波纹。例如，其它拉伸构造包括但不限于悬臂式MDO和垂直型MDO等等。而且，应该指出的是辊的尺寸、辊的材料、辊的数目和绕在辊上的膜卷等，可以随着所采用的拉伸单元而变。

在操作中，光漫射膜432从辊434上解绕，并被导向位于慢拉辊440上游的预热辊438处。预热辊438和慢拉辊440被顺序用来将光漫射膜加热到足以使所述漫射膜软化以至于可以拉伸但不会撕裂的温度。具体而言，光漫射膜被加热到接近玻璃化转变温度的温度(例如，膜的玻璃化转变温度±约50(约28℃)，具体而言膜的玻璃化转变温度±约25(约14℃))。为了维持光漫射膜的所需织构，理想情况下将光漫射膜加热到比光漫射膜的玻璃化转变温度低等于或小于50(约28℃)的温度，具体而言比光漫射膜的玻璃化转变温度低等于或小于25(约14℃)的温度。例如，含有多于或等于93重量％聚碳酸酯的光漫射膜可以加热到约270(约132℃)-约320(约160℃)的温度，其中所述重量百分比基于光漫射膜的总重量。一般而言，保持预热辊438的温度比慢拉辊440的温度低。

随后，将光漫射膜在慢拉辊440和快拉辊442之间拉伸。应该注意的是，用来描述辊的术语“慢”和“快”仅仅是为了方便描述。具体而言，这些术语用于说明一组辊相对于第二组辊(位于第一组辊的下游)的相对速度。一般而言，在操作中，快拉辊442使膜加速，使其和该膜通过慢拉辊440时的尺寸相比，更长、更薄并且某种程度上更窄(颈缩)。另外，光漫射膜的取向(即拉伸)度通常用拉伸比进行描述，所述拉伸比即为快拉辊442和慢拉辊440的表面速度之比。更具体而言，该拉伸比足以制备出在暴露于来自例如荧光灯的热量时避免出现膜中波纹的光漫射膜。拉伸比取决于膜的所需应用，具体而言膜的所需厚度，例如，约0.025mm-约0.5mm的厚度，具体而言约0.1mm-约0.25mm的厚度。例如，拉伸比可以是约1.1-约3，具体而言是约1.4-约2。应该指出的是大于或等于2的拉伸比可以导致膜被划伤。

进而，在各种实施方案中，理想情况下膜在上表面和下表面上都形成织构，以使膜表面的划伤降到最小。例如，上和/或下表面的平均表面粗糙度(Ra)可以大于或等于20微英寸(约0.5微米)，尤其大于或等于40微英寸(约1.0微米)，更尤其大于或等于60微英寸(约1.5微米)。表面粗糙度(Ra)是本领域技术人员很容易理解的术语。一般而言，Ra是是膜平均粗糙度的衡量标准。可以如下确定：将表面高度和平均高度之间的差值绝对值进行积分，然后除以测量长度(对于一维表面形貌而言)或测量面积(对于二维表面形貌而言)。

在快拉辊442下游的是任选的退火辊444和冷却辊446，所述退火辊和冷却辊运行的温度渐次下降。具体而言，退火辊444的运行温度高于冷却辊446的运行温度，但低于快拉辊442的温度。进而，冷却辊446的运行温度低于退火辊444的运行温度。而且，应该指出的是退火辊(例如，444)和冷却辊(446)可以改善膜在室温(即，约15℃-约25℃)时的外观。

实施例

在这些实施例中采用了等级为XL4248-112的聚碳酸酯膜卷，所述膜采用和美国专利申请10/787158所述的类似方法制备，标称厚度为0.008英寸(约200微米)，由GE Structured Products，Mt.Vernon，IN标称制备。膜的上表面平均粗糙度(Ra)为60微英寸(约1.5微米)-85微英寸(约2.2微米)，下表面粗糙度为12微英寸(约0.3微米)-30微英寸(约0.8微米)，采用Precision Device，Inc.，Milan，MI生产的Surfometer仪器测量。Surfometer仪器采用了下列设置：取样长度等于0.03英寸(约0.08cm)，冲程长度等于5个取样长度，Pc阈值等于10微英寸(约0.3微米)并采用Gaussian滤波。膜的混浊度(采用Haze-Gard Plus仪器测量，得自BYK-Gardner，Maryland)为65％-80％，透光值(同样采用Haze-Gard Plus测量)为约90.5％。采用机器方向取向器在下列表1所述条件下拉伸所述膜。

表1

预热温度	200(约93℃)至260(约127℃)；
		慢拉温度	270(约132℃)至320(约160℃)
慢拉速度	5英尺/分(ft/min)(约1.5米/分(m/min))至40ft/min(约12.2m/min)
		快拉温度	270(约132℃)至320(约160℃)；
快拉速度	8ft/min(约2.4m/min)至64ft/min(约19.5m/min)
		退火温度	200(约93℃)至260(约127℃)；
冷却温度	70(约21℃)至100(约38℃)

当拉伸比为1.6时，所得的膜的标称厚度为0.0055英寸(约140微米)，混浊度为约35％，透光率为约90.3％.线性热膨胀系数(CTE)(沿着和拉伸方向平行的方向测量)采用热机械分析仪(TMA)在-10℃-100℃的温度范围测量，并利用TMA曲线在20℃-60℃之间的线性拟合斜率进行计算，结果是18.7×10^-6cm/cm/℃。作为对比，未拉伸的膜在挤压方向测量的线性CTE是约70×10^-6cm/cm/℃。

将所得的膜放置到商业液晶显示器(LG Philips生产，型号为LP121X04(A2))中替代已有的上部漫射膜，由此评价其作为顶部漫射器的适用性。采用Eldim EZ Contrast 160D仪器测量0度观察角(即轴上)时的亮度(其中，取下了液晶面板)，结果是采用商业上部漫射器DL4248-112时所得值的100.3％，所述DL4248-112由GE StructuredProducts制备，其描述参见美国专利申请10/787158。换句话说，亮度至少是DL4248-112测量值的90％。进而，该膜和其上涂覆了光漫射颗粒从而为其提供光漫射性质的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜进行了对比。具体而言，该膜和Tsujiden Co.，Ltd市售的D117上部漫射器进行了对比。亮度是采用Tsujiden Co.，Ltd市售上部漫射器时所得值的99.5％。

在另一测试中，测量了波纹度。在该实施例中，当拉伸比为1.8时，所得的膜的标称厚度为0.005英寸(约127微米)，混浊度为约43％，透光率为约91％。采用下列方法测量波纹度：去除市售15英寸(约38cm)笔记本PC背光模块(型号为AD1511，Coretronic Industries，Taiwan制备)中已有的上部漫射膜，用待测波纹的膜替换。使所述膜发生取向以使拉伸方向和CCFL的长轴平行。打开模块的CCFL，使系统平衡10分钟。采用分度为1/100英寸的尺子，从BEF膜上正位于上部漫射器中最高波的最高点正下方的点引出的基线，测量上部漫射器中最高波的最高部分的高度。

将该性能和GE Structured Products市售上部漫射器DL4248-112(厚度0.005英寸，约127微米)(其描述参见美国专利10/787158)的性能进行比较。DL4248-112的最大波的高度测量值为0.04英寸(约1mm)，而拉伸的膜的波高为0.00英寸，即没有观察到波纹。

在另一测试中，对膜的物理外观/质量例如美学质量进行如下评价。从由上述方法制备的拉伸比为1.8的光漫射膜卷上切下16个连续的样品，每个样品都适于在17英寸(约43cm)背光模块中使用.每个试样的长度为约14英寸(约25cm)，宽度为约10英寸(约26cm)。然后，将每个试样在暗场10000净室环境中于荧光灯下进行视觉检查和分级，总共检测约2235平方英寸(约14418平方厘米)。如果试样的平均缺陷尺寸小于或等于0.2mm(测量缺陷主要直径(长度)(最长直径)和缺陷最小直径(垂直于最长长度的长度)的平均值)，则等级为“OK”(即，可以接收)，如果是其它情况，则等级为“NG”(即，不可接受)。缺陷的例子包括但不限于划伤、污点、陷窝、凹坑、黑斑、棕斑以及织构不一致。采用小型放大镜(手持式放大设备，在其端部连接有长度测量标尺，分度为50微米)确定缺陷尺寸。基于上述检测，如下计算成品率。任何划伤大于或等于3mm的膜，也被划分到“NG”的等级。成品率(百分比)等于“OK”试样的数目除以试样总数再乘以100。在该测试中，3块膜不能接受，相当于成品率为81％。换而言之，在全部观察的2235平方英寸(约14418平方厘米)的面积中，可以获得至少13个没有上述缺陷和划伤的试样，每个试样的大小为14英寸(约35cm)×10英寸(约26cm)。

对由上述方法制备的光漫射膜进行测试，以评价其在温度和相对湿度水平提高的条件下的坚固性。在一系列的测试中，采用条件如表1的方法制备标称厚度为140微米、拉伸比为1.5的膜。膜的线性CTE经测量为39.4×10^-6cm/cm/℃(沿着和拉伸方向平行的方向测量)。将光漫射膜切成多个适于在15英寸(约38cm)背光模块中使用的矩形块。将两个所述切下的膜每个都放置在宽度和长度都比所述膜大的玻璃板上。采用分度为1/100英寸的尺子，测得所述膜的任何边的底部在该玻璃板上的最大高度(即，平整度的偏差)为0.00英寸。然后，将每块膜在三个边(两个短边，一条长边)处用带子固定在玻璃板上。将一组(组A)置于温度保持在65℃、相对湿度为95％的室中500小时。将另一组(组B)置于温度在85℃--35℃之间循环的室中(空气中的水分含量最小，例如，小于或等于60％现对湿度)，所述温度在每个极值处保持1小时然后以20℃/min速率变到另一个极值，对其进行热循环测试。执行100次所述循环。

在完成每次测试后，将所述组从室中取出，置于22℃、50％相对湿度中14天。将带子从膜的边缘处取下，测量在任何边处的平整度最大偏差。每一组的该值都为0.02英寸(约0.05cm)。另外，在该测试后测量组B的膜在拉伸方向的线性CTE，结果为33×10^-6cm/cm/℃。

换而言之，本申请中公开的经拉伸的光漫射膜当置于玻璃板上时，在边缘处测得的平整度最大偏差能够小于或等于0.1英寸(约0.3cm)，具体而言小于或等于0.05英寸(约0.1cm)，更具体而言小于或等于0.02英寸(约0.05cm)。当在上述强热高湿度或热循环后测量时，所述经拉伸的光漫射膜的平整度最大偏差也能够小于或等于0.1英寸(约0.3cm)，具体而言小于或等于0.05英寸(约0.1cm)，更具体而言小于或等于0.03英寸(约0.08cm)。另外，在上述强热高湿度测试或热循环测试之后，所述经拉伸的光漫射膜的线性CTE(沿着拉伸方向测量)的增量小于或等于5×10^-6cm/cm/℃。另外，所述经拉伸的光漫射膜的平均缺陷尺寸小于或等于0.2mm，其中所述平均缺陷是缺陷主直径和次直径的算术平均值。

应该指出的是，通过本发明公开的方法拉伸的、含有聚碳酸酯的光漫射膜可用于制备当暴露于来自背光显示设备所用的光源的热量时膜中不出现波纹的光漫射膜，而这是很有利的。由于这种波纹可能导致显示设备无法使用，所以理想情况是减少或消除这种波纹。

另外，本发明公开的光漫射膜包括聚碳酸酯。应该指出的是聚碳酸酯的热挠曲温度(HDT)约是135℃，而无定形对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的是约70℃。HDT是材料开始弯曲或挠曲的温度。因此，在所有其它性能等同的情况下，聚碳酸酯往往会比常规用作光漫射膜的PET在结构上更稳定。

尽管参考本发明的多个实施方案对本发明进行了描述，但是本领域技术人员应该理解，可以进行各种改变而且其元素可以用等同物代替，而不会偏离本发明的范围。另外，可以进行许多修改以使特殊的情况或材料适于本发明的教导，而不会偏离其核心范围。所以，意图在于本发明并不限于所公开的特殊实施方案(其被认为是实施本发明的最佳模式)，而是包括落在所附权利要求范围内的所有实施方案。

Claims (47)

1.制备光学膜的方法，所述方法包括：

将包含大于或等于80重量％聚碳酸酯的光学膜加热到足以拉伸所述光学膜的温度，其中所述重量百分比基于光学膜的总重量；和

拉伸所述光学膜，其中所得的经拉伸的光学膜在平行于拉伸方向的方向上测得的线性CTE小于或等于50×10^-6cm/cm/℃。

2.权利要求1的方法，其中所述线性CTE小于或等于35×10^-6cm/cm/℃。

3.权利要求1的方法，其中所述线性CTE为约17×10^-6cm/cm/℃-约35×10^-6cm/cm/℃。

4.权利要求1的方法，其中所述足以拉伸光学膜的温度是光学膜的玻璃化转变温度±约28℃。

5.权利要求4的方法，其中所述足以拉伸光学膜的温度是光学膜的玻璃化转变温度±约14℃。

6.权利要求1的方法，其中所述光学膜的表面的平均表面粗糙度(Ra)大于或等于0.5微米。

7.权利要求6的方法，其中所述平均表面粗糙度大于或等于1.0微米。

8.权利要求7的方法，其中所述平均表面粗糙度大于或等于1.5微米。

9.权利要求1的方法，其中所述光学膜的拉伸包括使光学膜通过具有第一表面速度的第一组辊和使该膜通过具有第二表面速度的第二组辊，其中所述膜的拉伸比为约1.1-约3。

10.权利要求9的方法，其中所述拉伸比为约1.4-约2。

11.权利要求9的方法，进一步包括使所述膜通过退火辊组，所述退火辊的温度小于第一组辊的第一操作温度和第二组辊的第二操作温度。

12.权利要求11的方法，其中该组退火辊在约93℃-约127℃的温度下操作。

13.权利要求11的方法，进一步包括使所述膜通过冷却辊组，所述冷却辊的温度低于退火辊温度。

14.权利要求13的方法，其中所述冷却辊组在约21℃-约38℃的温度下操作。

15.权利要求1的方法，其中所述经拉伸的光学膜的厚度为约0.025mm-约0.5mm。

16.权利要求15的方法，其中所述厚度为约0.1mm-约0.25mm。

17.权利要求1的方法，其中所述经拉伸的光学膜在其边缘处测量时的最大平整度偏差小于或等于0.3cm。

18.权利要求17的方法，其中所述最大平整度偏差小于或等于0.1cm。

19.权利要求1的方法，其中所述经拉伸的光学膜在置于温度维持在65℃和相对湿度维持在95％的环境中500小时的测试后，其线性CTE的增量小于或等于5×10^-6cm/cm/℃。

20.权利要求1的方法，其中所述经拉伸的光学膜在100次循环测试后的线性CTE增量小于或等于5×10^-6cm/cm/℃，其中每次循环包括将环境维持在第一温度1小时，以20℃/min的速率将环境从第一温度变到第二温度，将环境维持在第二温度1小时，其中第一温度和第二温度分别是-35℃或85℃，并且其中第一温度不等于第二温度。

21.权利要求1的方法，其中所述经拉伸的光学膜当暴露于来自背光显示设备中的光源的热量时，没有可以观察到的波纹。

22.权利要求1的方法，其中所述经拉伸的光学膜是光漫射膜。

23.权利要求1的方法，其中所述光学膜进一步包括防静电材料，所述防静电材料的量足以为所述光学膜提供防静电性质。

24.权利要求23的方法，其中所述防静电材料是氟化的磺酸。

25.权利要求1的方法，其中所述经拉伸的光学膜当切成足以在17英寸液晶显示设备中使用的尺寸时，平均缺陷尺寸小于或等于0.2毫米，其中所述平均缺陷是缺陷的主直径和缺陷的次直径的算术平均值。

26.权利要求1的方法，其中所述经拉伸的光学膜能够通过物理外观测试，其中所述物理外观测试包括限定约14418平方厘米的观察面积，从所述观察面积切下16个尺寸相等的试样，其中每个试样的试样尺寸为35cm×26cm，其中通过测试被定义成有多于或等于13个试样的平均缺陷尺寸小于或等于0.2mm，其中所述平均缺陷是缺陷主直径和缺陷次直径的算术平均值。

27.液晶显示设备，包括：

光源；

与所述光源在光学上连通的光导；和

和所述光导在光学上连通的含有聚碳酸酯的光学膜，其中所述光学膜在与该光学膜拉伸方向相平行的方向上测得的线性CTE小于或等于50×10^-6cm/cm/℃。

28.权利要求27的液晶显示设备，其中所述线性CTE小于或等于35×10^-6cm/cm/℃。

29.权利要求28的液晶显示设备，其中所述线性CTE为约17×10^-6cm/cm/℃-35×10^-6cm/cm/℃。

30.权利要求27的液晶显示设备，其中所述光学膜的厚度为约0.025mm-约0.5mm。

31.权利要求30的液晶显示设备，其中厚度为约0.1mm-约0.25mm。

32.权利要求27的液晶显示设备，其中所述光学膜是光漫射膜。

33.权利要求27的液晶显示设备，其中所述液晶显示是背光显示设备。

34.权利要求27的液晶显示设备，其中所述光学膜的表面的平均表面粗糙度(Ra)大于或等于0.5微米。

35.光学膜，包括：

多于或等于80wt％的聚碳酸酯，其中所述重量百分比基于光学膜的总重量，并且其中所述光学膜在平行于该光学膜拉伸方向的方向上测得的线性CTE小于或等于50×10^-6cm/cm/℃。

36.权利要求35的光学膜，其中所述线性CTE小于或等于35×10^-6cm/cm/℃。

37.权利要求36的光学膜，其中所述线性CTE为约17×10^-6cm/cm/℃-35×10^-6cm/cm/℃。

38.权利要求35的光学膜，其中所述光学膜是光漫射膜。

39.权利要求35的光学膜，其中所述光学膜的表面的平均表面粗糙度(Ra)大于或等于0.5微米。

40.制备光漫射膜的方法，所述方法包括：

将所述光漫射膜加热到足以拉伸该膜的温度，其中所述光漫射膜包含多于或等于80wt％的聚碳酸酯和足以为所述光漫射膜提供防静电性质的量的防静电材料，并且其中所述重量百分比基于光漫射膜的总重量；和

拉伸所述光漫射膜，其中所得的经拉伸的光漫射膜在平行于拉伸方向的方向上测得的线性CTE小于或等于50×10^-6cm/cm/℃。

41.权利要求40的光漫射膜，其中所述线性CTE小于或等于35×10^-6cm/cm/℃。

42.权利要求41的光漫射膜，其中所述线性CTE为约17×10^-6cm/cm/℃-35×10^-6cm/cm/℃。

43.权利要求40的光漫射膜，其中所述光漫射膜的表面的平均表面粗糙度(Ra)大于或等于0.5微米。

44.权利要求40的光漫射膜，其中所述经拉伸的光漫射膜的厚度为约0.025mm-约0.5mm。

45.权利要求44的光漫射膜，其中所述厚度为约0.1mm-约0.25mm。

46.权利要求40的光漫射膜，其中所述光漫射膜是单一膜。

47.权利要求44的光漫射膜，其中在所述单一膜上没有沉积涂层材料。

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