[发明专利]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

说明书

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。