專利名稱：：制備光學薄膜的工藝的制作方法制備光學薄膜的工藝
技術領域：
本公開整體涉及光學薄膜以及制備光學薄膜的方法。技術背景在商用工藝中，由聚合物材料或材料共混物制成的光學薄膜通常是從模具擠出成型的或用溶劑澆鑄而成的。然后，擠出或澆鑄的薄膜被拉伸，以便在至少一些材料中產(chǎn)生和/或增強雙折射?？梢赃x擇材料和拉伸方案以制成諸如反射性光學薄膜(例如反射式偏振片或反射鏡)之類的光學薄膜。一些此類光學薄膜可以被稱為增亮光學薄膜，因為液晶光學顯示器的亮度可以通過在其中加入此類光學薄膜而得以提高。
發(fā)明內(nèi)容在一種示例性實施方式中，本公開涉及制備光學薄膜的方法。一種示例性方法包括提供包含至少一種聚合物材料的薄膜在第一拉延步驟中，在第一組加工條件下沿橫維(TD)方向?qū)⒈∧だ瓕?，使得如果該薄膜?nèi)產(chǎn)生雙折射的話，則雙折射率較低；在第二拉延步驟中，在第二組加工條件下沿順維(MD)方向拉延薄膜，其中第二組加工條件使聚合物材料產(chǎn)生面內(nèi)雙折射，并形成沿MD方向的有效取向軸。本公開的另一種示例性方法包括以下步驟提供至少包含第一聚合物材料和第二聚合物材料的薄膜；在第一拉延步驟中沿橫維(TD)方向拉延薄膜，以在第一組加工條件下將薄膜拉寬，使得在第一聚合物材料和第二聚合物材料內(nèi)產(chǎn)生低的面內(nèi)雙折射；并在第二拉延歩驟中在第二組加工條件下沿順維(MD)方向拉延薄膜，從而在第一聚合物材料和第二聚合物材料這二者至少之一中產(chǎn)生面內(nèi)雙折射，并形成沿MD方向的有效取向軸。本公開的另一種示例性方法包括以下步驟提供至少包含第一聚合物材料和第二聚合物材料的第一薄膜；在第一拉延步驟中沿橫維(TD)方向拉延第一薄膜，以在第一組加工條件下將第一薄膜拉寬，使得在第一聚合物材料和第二聚合物材料內(nèi)產(chǎn)生低的面內(nèi)雙折射；在第二拉延步驟中在第二組加工條件下沿順維(MD)方向拉延第一薄膜，從而在第一聚合物材料和第二聚合物材料這二者至少之一中產(chǎn)生面內(nèi)雙折射，并形成沿MD方向的有效取向軸；以及在第一光學薄膜上附接第二薄膜。在另一種示例性實施方式中，本公開涉及光學薄膜巻筒。一種示例的巻筒包括以有效取向軸為特征的取向光學薄膜，所述取向光學薄膜包含僅僅一種雙折射聚合物材料。光學薄膜的寬度大于0.3m，長度大于10m，并且有效取向軸與光學薄膜的長度方向(MD)—致。另一種示例性光學薄膜巻筒包括取向光學薄膜，該取向光學薄膜至少含有以有效取向軸為特征的第一雙折射材料和以有效取向軸為特征的第二雙折射材料。取向光學薄膜的寬度大于0.3m，長度大于10m，并且各有效取向軸均與光學薄膜的長度方向(MD)—致。另一種示例性光學薄膜巻筒包括以吸收式偏振片阻塞軸(blockaxis)為特征的吸收式偏振片和以反射式偏振片阻塞軸為特征的反射式偏振片。反射式偏振片包含(i)至少一種以有效取向軸為特征的雙折射材料和至少一種各向同性材料，或(ii)以有效取向軸為特征的第一雙折射材料和以有效取向軸為特征的第二雙折射材料。光學薄膜的寬度大于約0.3m，長度大于約10m，而吸收式偏振片阻塞軸、一種或多種雙折射材料的有效取向軸、以及反射式偏振片阻塞軸均與光學薄膜的長度方向(MD)一致。以上概述并非旨在描述本發(fā)明的每個示出的實施例或每種實施方式。下面的附圖和具體實施方式更具體地舉例說明這些實施例?？紤]到以下本發(fā)明的各種實施例的詳細描述并結合附圖，可以更完整地理解本發(fā)明。其中，圖1A和圖1B示出光學薄膜；圖2示出共混物形式的光學薄膜；圖3為根據(jù)本發(fā)明的用于制備光學薄膜的裝置和工藝的示意圖；圖3A為根據(jù)本發(fā)明的用于制備光學薄膜的裝置和工藝的示意圖；圖4示出第一光學薄膜被附接在第二光學薄膜上的層合構造；圖5A-圖5B為根據(jù)本發(fā)明制備的示例性構造的橫截面圖；圖6A-圖6C為根據(jù)本發(fā)明制備的示例性構造的橫截面圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明制備的示例性構造的橫截面圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明制備的示例性薄膜在阻塞狀態(tài)下的透射百分比與波長的關系曲線；以及圖9為根據(jù)本發(fā)明制備的另一種示例性薄膜在通過狀態(tài)和阻塞狀態(tài)下的透射百分比與波長的關系曲線。具體實施方式本公開涉及制備光學薄膜，如能夠提高顯示器亮度的光學薄膜。光學薄膜與其他薄膜的區(qū)別在于(例如)它們需要具備針對具體最終應用(如光學顯示器)而設計的光學均一性和足夠的光學質(zhì)量。對于該應用，滿足用于光學顯示器的足夠的質(zhì)量是指巻筒形式的薄膜在實施所有工序之后及與其他薄膜層合之前沒有可見缺陷，如人用肉眼觀察時基本未發(fā)現(xiàn)有色條紋或表面隆起。此外，對于具體應用，光學質(zhì)量的薄膜在可用薄膜區(qū)內(nèi)的厚度變化應足夠小，如不超過薄膜平均厚度的+/_10%、+/_5%，不超過+/-3%，在某些情況下不超過+/-1%。根據(jù)本發(fā)明，厚度變化的空間梯度還應足夠小，以避免出現(xiàn)不期望有的光學薄膜外觀或性能。例如，同樣的厚度變化量如果在較大區(qū)域內(nèi)發(fā)生，則其不良性較小。在用于制備取向光學薄膜(如反射式偏振薄膜)的一種傳統(tǒng)商用工藝中，要制造模具以制備擠出薄膜，之后該擠出薄膜在長度取向器(L0)中沿順維方向被拉伸，長度取向器是由多個按照所選的不同速度轉(zhuǎn)動、從而使得薄膜沿薄膜長度方向被拉伸的輥組成的設備，該長度方向也被稱為加工方向(MD)。在此類傳統(tǒng)方法中，薄膜長度增加而薄膜寬度會減小。使用此類方法制備的取向偏振薄膜具有沿MD方向的阻塞軸(即，該軸的特征在于，沿該方向偏振的光具有低的透射率)。然而，據(jù)信，使用傳統(tǒng)L0制備取向光學薄膜會導致薄膜的寬度相對較窄，如為0.3m或更窄。為解決此問題，可以制造寬幅擠出模具來制備商用寬度的薄膜。然而擠出形成的薄膜通常在其長度方向上具有條紋或模具條痕。這些缺陷通常會在薄膜于L0內(nèi)沿MD方向拉伸之后變得更為嚴重，從而導致光學薄膜不能用于諸如顯示器等光學設備中。為減少諸如模具條痕等缺陷，并提供寬度基本均勻的薄膜，人們由相對較窄的模具擠出諸如反射式偏振薄膜等光學薄膜，然后再在橫維方向或薄膜寬度方向(本文中稱為橫向或TD)上進行拉伸。通常，此類反射式偏振薄膜具有沿TD方向的阻塞軸。在一些應用中，將反射式偏振薄膜層合在二向色性偏振薄膜上可有利于制備(例如)液晶顯示器(LCD)用的薄膜構造。當以巻筒形式提供時，二向色性偏振薄膜通常具有沿巻筒長度方向(MD)的阻塞軸。在薄膜為巻筒形式的情況下，上述討論的二向色性偏振薄膜內(nèi)的阻塞軸和反射式偏振薄膜內(nèi)的阻塞軸互相垂直。為了制備光學顯示器用的層合薄膜構造，首先應將反射式偏振薄膜切割成片，旋轉(zhuǎn)90°，之后方可將其層合至所述二向色性偏振薄膜上。這一費力的工藝使得難以以商用規(guī)模制備巻筒形式的層合薄膜構造，而且增加了最終產(chǎn)品的成本。因此，仍然需要其阻塞軸在MD方向上的較寬的反射式偏振薄膜。因此，本公開涉及制備較寬的取向光學薄膜(如具有沿其長度方向(沿MD方向)的阻塞軸或偏振軸的反射式偏振薄膜)的方法。反射式偏振薄膜可以包括但不限于多層反射式偏振薄膜和漫反射式偏振光學薄膜。在一些示例性實施例中，反射式偏振薄膜可以以巻對巻的工藝有利地層合在其他光學薄膜上，所述的其他光學薄膜如吸收式偏振片、延遲片、擴散片、保護膜、表面結構化薄膜等。為了本申請的目的，術語"寬"或"寬幅"是指寬度大于約0.3m的薄膜。本領域的普通技術人員將容易意識到，術語"寬"針對可用的薄膜寬度來使用，因為薄膜邊緣的某些部分可能因(例如)拉幅機的夾緊部件而變得不可用或具有缺陷。本公開的寬光學薄膜的寬度可以根據(jù)預期應用而有變化，但寬度范圍通常為大于0.3m至10m。在一些應用中，可以制備寬度超過10m的薄膜，但此類薄膜可能難以運輸。示例性適用薄膜的寬度通常為約0.5m至約2m，最寬為約7m，并且目前可用的顯示器薄膜產(chǎn)品所使用的薄膜其寬度為(例如)0.65m、1.3m、1.6m、1.8m或2.0m。術語"巻筒"是指長度至少為10m的連續(xù)薄膜。在本公開的一些示例性實施例中，薄膜的長度可以為20m或更長、50m或更長、100m或更長、200m或更長，或者其他任何合適的長度。應結合附圖來閱讀以下說明，其中不同附圖中的相似元件以相似的方式編號。這些附圖不一定按比例繪制，并且這些附圖示出所選的示意性實施例而不打算限制本公開的范圍。盡管示出了各種元件的構造、尺寸及材料方面的實例，但是本領域內(nèi)的技術人員將認識到所提供的許多實例都具有可以利用的、合適的備選方式。除非另外指明，否則應當將說明書和權利要求中用來表述特征尺寸、數(shù)量和物理性能的所有數(shù)字在所有情況下都理解為由詞語"約"來修飾。因此，除非有相反的指示，否則，上述說明書和所附的權利要求中列出的數(shù)值參數(shù)均為近似值，并且可能會隨著本領域內(nèi)的技術人員使用本文所公開的教導內(nèi)容而試圖獲得的所需性能的不同而有所不同。用端值表述的數(shù)值范圍包括該范圍內(nèi)所包含的所有數(shù)值(例如，l至5包括l、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)及該范圍內(nèi)的任意范圍。除非內(nèi)容明確指明，否則本說明書和所附權利要求中使用的"一種"、"該"、"所述"或未指明數(shù)量的形式涵蓋了所指對象多于一個的情況。例如，"薄膜"涵蓋了一片、兩片或多片薄膜的情況。除非該內(nèi)容另外明確指出，否則本說明書以及所附權利要求中所用的術語"或"通常包括"和/或"的含義。圖1A示出可用于下文所述工藝的光學薄膜構造101的一部分。所示光學薄膜101可以用三個互相正交的軸x、y和z進行描述。在所示的實施例中，兩個正交的軸x和y處于薄膜101平面內(nèi)(面內(nèi)，或x軸和y軸)，而第三軸(z軸)則在薄膜厚度方向延伸。在一些示例性實施例中，光學薄膜101包括至少兩種不同的材料，即以光學界面連接的第一材料和第二材料(如組合起來形成諸如反射、散射、透射等光學效應的兩種材料)。在本公開的典型實施例中，兩種材料中有一種或兩種為聚合物。第一材料和第二材料可以被選擇為使得在沿薄膜101至少一個軸的方向(如MD方向)上形成所需的折射率失配。所述材料也可以被選擇為使得在沿薄膜101的與折射率失配方向垂直的至少一個軸的方向(如沿TD方向)上形成所需的折射率匹配。至少一種材料須在特定條件下形成負的或正的雙折射。盡管也可以使用澆鑄薄膜，但用于光學薄膜的材料優(yōu)選為具備足夠相似的流變特性，以滿足共擠工藝的要求。在其他示例性實施例中，光學薄膜101可以僅由一種材料構成或者由兩種或更多種材料的可混溶共混物構成。此類示例性實施例可以被用作光學顯示器中的延遲片或補償片。光學薄膜101可以由可包括薄膜拉延操作的薄膜加工方法形成。在不同加工條件下拉延薄膜可能導致薄膜在無應變誘導取向的情況下被拉寬、在有應變誘導取向的情況下被拉寬、或在拉長薄膜的情況下產(chǎn)生應變誘導取向。所誘導的分子取向可以被用于(例如)改變受影響的材料在拉延方向上的折射率?？梢愿鶕?jù)薄膜所需性能來控制由拉延誘導的分子取向度，下文將進一步詳述。術語"雙折射"表示在正交的x、y和z方向上的折射率不完全相同。就本文所述的聚合物層而言，軸被選擇為使得x軸和y軸在該層的平面內(nèi)，而z軸對應于該層的厚度方向或高度方向。術語"面內(nèi)雙折射率"應理解為最大面內(nèi)折射率與最小面內(nèi)折射率的差值，如面內(nèi)折射率nx與n,的差值。術語"面外雙折射率"應理解為面內(nèi)折射率之一(如&或ny)與面外折射率n.,的差值。除非另外指明，否則所公布的所有雙折射率和折射率的值均針對632.8nm的光線而言。本公開的示例性實施例可以以"有效取向軸"為特征，該有效取向軸是折射率因應變誘導取向而改變最大的面內(nèi)方向。例如，有效取向軸通常與反射式或吸收式偏振薄膜的阻塞軸重合。通常，針對面內(nèi)折射率有兩個主軸，它們各自對應于最大折射率值和最小折射率值。對于其中針對沿主軸方向或拉伸方向偏振的光、折射率傾向于增加的正雙折射材料，有效取向軸與最大面內(nèi)折射率的軸重合。對其中針對沿主軸方向或拉伸方向偏振的光、折射率傾向于減小的負雙折射材料，有效取向軸將與最小面內(nèi)折射率的軸重合。光學薄膜101通常用兩種或更多種不同材料形成。在一些示例性實施例中，本公開的光學薄膜包含僅僅一種雙折射材料。在其他示例性實施例中，本公開的光學薄膜包括至少一種雙折射材料和至少一種各向同性材料。在其他示例性實施例中，光學薄膜包括第一雙折射材料和第二雙折射材料。在此類示例性實施例中，兩種材料的面內(nèi)折射率在相同的工藝條件下產(chǎn)生相似的變化。在一個實施例中，當薄膜被拉延時，第一材料和第二材料對沿拉延方向(如MD方向)偏振的光的折射率均應增加，而對沿垂直于拉伸方向的方向(如TD方向)偏振的光的折射率則均應減小。在另一個實施例中，當薄膜被拉延時，第一材料和第二材料對沿拉延方向(如MD方向)偏振的光的折射率均應減小，而對沿垂直于拉伸方向的方向(如TD方向)偏振的光的折射率則均應增加。通常，在一種、兩種或更多種雙折射材料用于根據(jù)本發(fā)明的取向光學薄膜中的情況下，每種雙折射材料的有效取向軸均與MD方向一致。當由拉延步驟或拉延步驟的組合所形成的取向?qū)е聝煞N材料的折射率在一個面內(nèi)方向上匹配而在另一面內(nèi)方向上基本失配時，該薄膜特別適用于制造反射式偏振片。匹配的方向形成偏振片的透射(通過)方向，并且失配的方向形成反射(阻塞)方向。一般來講，在反射方向上折射率失配得越多，并且在透射方向上折射率匹配得越接近，則偏振片的性能越好。圖1B示出了多層光學薄膜111，其包括第一材料113的第一層，該第一材料113被設置于(如通過共擠方式)第二材料115的第二層上。第一材料和第二材料中的任何一種或兩種均可為雙折射性的。盡管在圖1B中僅示出兩層，并且在本文中也按兩層進行一般性說明，但是該工藝同樣適用于具有由任何種數(shù)的不同材料制成的最多為數(shù)百層或數(shù)千層或更多層(如第一材料113的多個第一層和第二材料115的多個第二層)的多層光學薄膜。多層光學薄膜111或光學薄膜101可以包含附加層。附加層可以是光學性的(如實現(xiàn)附加的光學功能)，也可以是非光學性的(如出于其機械性能或化學性能而選擇該附加層)。正如以引用方式并入本文中的美國專利No.6，179，948所討論的那樣，這些附加層可以在本文所述的工藝條件下取向，并可有助于實現(xiàn)薄膜的整體光學性能和/或機械性能，但為清晰和簡單起見，在本專利申請中將不對這些層進行進一歩討論。光學薄膜ill中的材料被選擇為具有粘彈性能，以使薄膜111內(nèi)的兩種材料113禾n115的拉伸行為至少部分無關聯(lián)。例如，在一些示例性實施例中，使兩種材料113和115對拉伸或拉延的響應之間無關聯(lián)是有利的。通過使兩種不同材料的拉延行為之間無關聯(lián)，可以分別控制材料折射率的變化，以獲得兩種不同材料的取向狀態(tài)以及相應的雙折射程度的各種組合。在一個此類工藝中，兩種不同材料構成多層光學薄膜(如共擠多層光學薄膜)的光學層。雖然各層的折射率能夠具有初始的各向同性(即沿每一個軸的折射率均相同)，但是在擠出薄膜中可以專門或附帶地引入澆鑄工藝中的些許取向。一種形成反射式偏振片的方式使用因根據(jù)本發(fā)明的加工而具備雙折射性的第一材料、以及在拉延工藝中折射率基本保持各向同性(即不形成可測量的雙折射率值)的第二材料。在一些示例性實施例中，第二材料被選擇為拉延后具有與第一材料的非拉延狀態(tài)的面內(nèi)折射率相匹配的折射率。適用于圖1A、圖1B中光學薄膜的材料在(例如)美國專利No.5，882，774中有所討論，所述專利以引用的方式并入本文。適用的材料包括諸如聚酯、共聚酯和改性的共聚酯等聚合物。在本文中，術語"聚合物"應被理解為包括均聚物和共聚物、以及可以形成為可混溶共混物的形式(如通過共擠出或包括酯交換反應在內(nèi)的反應實現(xiàn))的聚合物或共聚物。術語"聚合物"和"共聚物"包括無規(guī)共聚物和嵌段共聚物。適用于根據(jù)本發(fā)明構造的光學體的一些示例性光學薄膜中的聚酯通常包括羧酸酯亞單元和二醇亞單元，并且可通過羧酸酯單體分子與二醇單體分子的反應來生成。每個羧酸酯單體分子都具有兩個或多個羧酸官能團或酯官能團，并且每個二醇單體分子都具有兩個或多個羥基官能團。羧酸酯單體分子可以全部相同或可以為兩種或多種不同種類的分子。二醇單體分子的情況相同。術語"聚酯"還包括由二醇單體分子與碳酸酯的反應衍生而得的聚碳酸酯。適用于形成聚酯層的羧酸酯亞單元的羧酸酯單體分子包括(例如)2，6-萘二羧酸及其異構體；對苯二甲酸；間苯二甲酸；鄰苯二甲酸；壬二酸；己二酸；癸二酸；降冰片烯二羧酸；二環(huán)辛烷二羧酸；1，6_環(huán)己烷二羧酸及其異構體；叔丁基間苯二甲酸、偏苯三酸、磺化間苯二甲酸鈉；2，2'-聯(lián)苯二羧酸及其異構體；以及這些酸的低級烷基酯，例如甲酯或乙酯。在本文中，術語"低級烷基"指ci-cio直鏈或支鏈的烷基。適用于形成聚酯層的二醇亞單元的二醇單體分子包括乙二醇；丙二醇；1，4-丁二醇及其異構體；1,6-己二醇；新戊二醇；聚乙二醇；二甘醇；三環(huán)癸二醇；1,4-環(huán)己垸二甲醇及其異構體；降莰烷二醇；二環(huán)辛二醇；三羥甲基丙烷；季戊四醇；1，4-苯二甲醇及其異構體；雙酚A;1，8-二羥基聯(lián)苯及其異構體；及l(fā)，3-二(2-羥乙氧基)苯?？捎迷诒竟_的光學薄膜中的示例性聚合物是聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，其可以通過(例如)萘二甲酸與乙二醇發(fā)生反應而制成。聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN)經(jīng)常被選作第一聚合物。PEN具有較大的正應力光學系數(shù)，在拉伸后可有效保持雙折射性，并且在可見光范圍內(nèi)吸光度很小或沒有吸光度。PEN還在各向同性狀態(tài)下有較高的折射率。其對550nm波長下的偏振入射光的折射率、在偏振平面平行于拉伸方向時從約1.64提高至高達約1.9。增加分子取向會增大PEN的雙折射率。通過將材料拉伸至更大的拉伸比并保持其他拉伸條件不變，可以增大分子取向。其他適合作為第一聚合物的半結晶性聚酯包括(例如)聚2，6-萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、及其共聚物。在一些示例性實施例中，第二光學層的第二聚合物應當被選擇為使得在最終形成的薄膜中，其至少一個方向上的折射率與第一聚合物在同一方向上的折射率具有明顯差別。因為聚合物材料通常具有色散性(也就是說，其折射率會隨波長變化)，所以應針對所關注的具體光譜帶寬來考慮這些條件。從上述討論應該理解，第二聚合物的選擇不僅取決于所考慮的多層光學薄膜的預期應用，還取決于對第一聚合物所做的選擇以及加工條件。適用于光學薄膜、尤其是適合作為第一光學層的第一聚合物的其他材料在(例如)美國專利No.6，352，762和6,498,683以及美國專利申請No.09/229724、09/232332、09/399531以及09/444756中有所描述，所述專利文獻以引用的方式并入本文。可用作第一聚合物的另一種聚酯是具有衍生自90摩爾％萘二甲酸二甲酯和10摩爾％對苯二甲酸二甲酯的羧酸酯亞單元以及衍生自100摩爾％乙二醇亞單元的二醇亞單元、且特性粘度(IV)為0.48分升/克的coPEN。該聚合物的折射率為約1.63。所述聚合物在本文中被稱為低熔點PEN(90/10)。另一種可用的第一聚合物是可從伊士曼化學公司(EastmanChemicalCompany,美國田納西州金斯波特市)購買的、特性粘度為0.74分升/克的PET。非聚酯的聚合物也可用于形成偏振片薄膜。例如，聚醚酰亞胺可配合諸如PEN和coPEN等聚酯使用，以形成多層反射鏡。也可以使用其他的聚酯/非聚酯組合，如聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯(如可從美國密歇根州米德蘭市陶氏化學公司(DowChemicalCorp.)購得、商品名為Engage8200的那些)。第二光學層可以由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與第一聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度相容且折射率與第一聚合物的各向同性折射率相似的多種聚合物制成。除上述CoPEN聚合物之外，適用于光學薄膜、尤其是第二光學層的其他聚合物的實例包括由諸如乙烯基萘、苯乙烯、馬來酸酐、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯等單體制成的乙烯基聚合物和共聚物。這種聚合物的實例包括聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯(例如，聚甲基丙烯酸甲酯(P醒A))及全同立構聚苯乙烯或間規(guī)立構聚苯乙烯。其他聚合物包括諸如聚砜、聚酰胺、聚氨酯、聚酰胺酸及聚酰亞胺等縮聚物。此外，第二光學層可以由諸如聚酯和聚碳酸酯之類的聚合物和共聚物制成。其他示例性的適用聚合物(特別是適用于第二光學層的聚合物)包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的均聚物(如可從美國特拉華州威爾明頓市英力士丙烯酸樹脂公司(IneosAcrylics)購得、商品名為CP71和CP80的產(chǎn)品)，或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于PMMA的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚甲基丙烯酸乙酯(PEMA)。另外的第二聚合物包括PMMA共聚物(coPMMA)，如由75重量％甲基丙烯酸甲酯(MMA)單體和25重量％丙烯酸乙酯(EA)單體制成的coP麗A(可從英力士丙烯酸樹脂公司(IneosAcrylics)購得，其商品名為PerspexCP63)、由MMA共聚單體單元和甲基丙烯酸正丁酯(nBMA)共聚單體單元生成的coPMMA;或PMMA與聚偏二氟乙烯(PVDF)的共混物，如可從美國得克薩斯州休斯敦市蘇威聚合物公司(SolvayPolymers,Inc.)購得、商品名為Solef1008的產(chǎn)品。其他適用的聚合物(特別是適用于第二光學層的聚合物)包括聚烯烴共聚物，如可從陶氏杜邦彈性體公司(Dow-DupontElastomers)購買、商品名稱為Engage8200的聚(乙烯-co-辛烯)(PE-P0)，可從美國得克薩斯州達拉斯市菲納石油化學公司(FinaOilandChemicalCo.)購得、商品名為Z9470的聚(丙烯-co-乙烯)(PPPE)，以及可從美國猶他州鹽湖城市亨斯邁化學公司(HuntsmanChemicalCorp.)購得、商品名為RexflexWill的無規(guī)立構聚丙烯(aPP)和等規(guī)聚丙烯(iPP)的共聚物。光學薄膜(例如)在第二光學層中還可以包括諸如線性低密度聚乙烯-g-馬來酸酐(LLDPE-g-MA)等官能化聚烯烴，如從美國特拉華州威爾明頓市E.I.杜邦德內(nèi)穆爾公司(E.I.duPontdeNemours&Co.,Inc.)購得、商品名為Bynel4105的產(chǎn)品。偏振片所用材料的示例性組合包括PEN/co-PEN、聚對苯二甲酸乙二醇酉旨(PET)/co—PEN、PEN/sPS、PEN/Eastar禾[lPET/Eastar，其中"co-PEN"指基于萘二甲酸(如上文所述)的共聚物或共混物，Eastar是可從伊士曼化學公司(EastmanChemicalCo.)購買的聚對苯二甲酸環(huán)己二甲酯。反射鏡所用材料的示例性組合包括PET/coPMMA、PEN/PMMA或PEN/coPMMA、PET/ECDEL、PEN/ECDEL、PEN/sPS、PEN/THV、PEN/co-PET、PET/co-PET和PET/sPS，其中"co-PET"指基于對苯二甲酸(如上文所述)的共聚物或共混物，ECDEL是可從伊士曼化學公司(EastmanChemicalCo.)購買的熱塑性聚酯，而THV則是可從3M公司購買的含氟聚合物。PMMA指聚甲基丙烯酸甲酯，PETG則指使用第二二元醇(通常為環(huán)己垸二甲醇)的PET共聚物。sPS指間規(guī)立構聚苯乙烯。在另一個實施例中，光學薄膜可以是或可以包括共混物光學薄膜。在一些示例性實施例中，共混物光學薄膜可以是漫反射式偏振片。在根據(jù)本發(fā)明實施的典型共混物薄膜中，使用至少兩種不同材料的共混物(或混合物)。兩種或更多種材料沿特定軸的折射率失配可用于使沿該軸偏振的入射光被基本上散射，從而導致這種光發(fā)生顯著量的漫反射。沿其中兩種或更多種材料的折射率相匹配的軸的方向偏振的入射光被基本上透射，或至少以小得多的散射程度透射。通過控制材料的相對折射率以及光學薄膜的其他特性，可以構造漫反射式偏振片。此類共混物薄膜可以表現(xiàn)為許多不同的形式。例如，共混物光學薄膜可以包括一個或多個共連續(xù)相、在一個或多個連續(xù)相或共連續(xù)相內(nèi)的一個或多個分散相。各種共混物薄膜的一般形成方法和光學性能在美國專利No.5，825，543和6，111，696中進一歩討論，這些專利的公開內(nèi)容以引用方式并入本文。圖2示出了由第一材料和與第一材料基本不混溶的第二材料的共混物所形成的本公開的實施例。在圖2中，光學薄膜201由連續(xù)(基質(zhì))相203和分散(非連續(xù))相207構成。連續(xù)相可以包含第一材料，并且第二相可以包含第二材料。該薄膜的光學特性可用于制成漫反射式偏振薄膜。在這樣的薄膜中，連續(xù)相和分散相材料的折射率沿一個面內(nèi)軸基本匹配，而沿另一個面內(nèi)軸基本失配。一般來講，該材料中有一種或兩種能夠由合適條件下的拉伸或拉延而形成面內(nèi)雙折射。在漫反射式偏振片(如圖2所示)中，希望使該材料的折射率在薄膜的一個面內(nèi)軸方向上盡可能接近地匹配，而在另一個面內(nèi)軸方向上具有盡可能大的折射率失配。如果光學薄膜是如圖2所示的包含分散相和連續(xù)相的共混物薄膜，或是包含第一共連續(xù)相和第二共連續(xù)相的共混物薄膜，則許多不同的材料可以用作連續(xù)相或分散相。這些材料包括諸如硅基聚合物等無機材料、諸如液晶等有機材料以及聚合物材料(包括單體)、共聚物、接枝聚合物、及其混合物或共混物。在一些示例性實施例中，被選擇在具有漫反射式偏振片特性的共混物光學薄膜中作為連續(xù)相和分散相或作為共連續(xù)相的材料可以包括可在第二組加工條件下取向、以引入面內(nèi)雙折射的至少一種光學材料，以及在第二組加工條件下不會形成明顯的取向、并且不會形成明顯的雙折射的至少一種材料。關于共混物薄膜的材料選擇的詳情在美國專利No.5,825,543和6，590，705中有所闡述，這兩項專利均以引用方式并入本文。連續(xù)相的適用材料(其也可用于某些構造中的分散相中或用于共連續(xù)相中)可以是無定形、半結晶性或結晶性的聚合物材料，包括由諸如異酞酸、壬二酸、己二酸、癸二酸、二苯甲酸、對苯二甲酸、2，7-萘二甲酸、2，6-萘二甲酸、環(huán)己烷二甲酸以及聯(lián)苯甲酸(包括4，4'-聯(lián)苯甲酸)等由羧酸基單體制成的材料，或者由上述酸對應的酯(如對苯二甲酸二甲酯)制成的材料。其中包括2，6-聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、PEN與聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的共聚物、PET、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸己二醇酯、聚萘二甲酸己二醇酯以及其他結晶性聚萘二甲酸酯。由于PEN和PET以及組成介于二者之間的共聚物具有應變誘導雙折射的性質(zhì)以及在拉伸后保持永久雙折射性的能力，因此其為特別優(yōu)選的材料。在一些薄膜構造中，第二聚合物的適用材料包括當在用于使第一聚合物材料產(chǎn)生合適的雙折射程度的條件下被取向時，其為各向同性或雙折射性的材料。適合的實例包括聚碳酸酯(PC)和共聚碳酸酯；聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物(PS-P醒A);PS-P麗A-丙烯酸酯共聚物，例如可從美國賓夕法尼亞州月亮鎮(zhèn)(MoonTownship)諾華化學公司(NovaChemical)購買、商品名稱為MS600(丙烯酸酯含量為50%)和NAS21(丙烯酸酯含量為20%)的產(chǎn)品；聚苯乙烯-馬來酸酐共聚物，例如可從諾華化學公司購買、商品名稱為DYLARK的產(chǎn)品；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和ABS-P麗A;聚氨酯；聚酰胺，尤其是諸如尼龍6、尼龍6，6和尼龍6，10等脂肪族聚酰胺；苯乙烯-丙烯腈聚合物(SAN)，如可從美國密歇根州米德蘭市陶氏化學公司(DowChemical)購得的TYRIL等；以及聚碳酸酯/聚酯共混樹脂，例如可從拜爾塑料公司(BayerPlastics)購買、商品名稱為Makroblend的聚酯/聚碳酸酯合金，可從通用電氣塑料公司(GEPlastics)購買、商品名稱為Xylex的產(chǎn)品，以及可從伊士曼化學公司(EastmanChemical)購買、商品名稱為SA100和SA115的產(chǎn)品；聚酯，例如包括CoPET和CoPEN在內(nèi)的脂肪族共聚酯；聚氯乙烯(PVC)以及聚氯丁二烯。在一個方面，本公開涉及一種制備可用于(例如)光學顯示器中的寬幅取向光學薄膜巻筒的方法，其中取向光學薄膜的有效取向軸通常與巻筒的長度方向一致。這種薄膜(如反射式偏振薄膜)巻筒可以容易地層合到具有沿長度方向的阻塞狀態(tài)軸的其他光學薄膜(如吸收式偏振薄膜)巻筒上。本公開的示例性方法包括提供由至少一種聚合物材料、優(yōu)選的是至少由第一聚合物材料和第二聚合物材料制成的光學薄膜，其中聚合物材料中至少有一種能夠形成雙折射。在第一步驟中，光學薄膜在橫維(TD)方向上被拉伸或拉延(在本文中通稱為第一拉延步驟)，以在第一組加工條件下將薄膜拉寬，使得在薄膜內(nèi)僅形成低的面內(nèi)雙折射(如果形成了面內(nèi)雙折射的話)。本文所使用的術語"拉寬"是指薄膜尺寸被改變而不在構成薄膜的聚合物分子中引入實質(zhì)性的分子取向、優(yōu)選的是不引入分子取向的工序。當薄膜在第一工序中被拉寬時，應選擇工藝條件(例如溫度)，以使得薄膜在第一工序和第二工序之后不會出現(xiàn)不可接受的不均勻情況，并能滿足光學薄膜的質(zhì)量要求。本文所使用的術語"取向"是指薄膜尺寸被改變且在構成所述薄膜的一種或多種聚合物材料中誘發(fā)分子取向的工序。在本文通稱為第二拉延步驟的第二工序中，薄膜在第二組加工條件下沿順維(MD)方向被拉延，以針對所需應用在光學薄膜內(nèi)誘發(fā)足夠的雙折射。此外，可以單獨或結合第一拉延步驟和第二拉延步驟應用附加的拉伸步驟或拉延步驟，以改善薄膜的光學性能(如光學均勻性、翹曲、剝離附著性、雙折射率等)。圖3中示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明制備取向光學薄膜的示例性工藝。首先，向裝置300提供光學薄膜，該裝置300使薄膜可根據(jù)需要在橫維(TD)方向或順維(MD)方向經(jīng)受拉伸或在兩個方向都經(jīng)受拉伸。應用于薄膜的拉伸步驟可以按順序進行或同時進行。例如，圖3中所示裝置可以包括鏈式設備或夾緊薄膜幅材邊緣的磁性驅(qū)動夾具設備302。各個夾具可以由計算機控制，以在薄膜幅材304通過裝置300時提供多種拉伸型面。在圖3未示出的可供選擇的實施例中，光學薄膜304可以按照由變螺距螺桿設備控制的型面被拉伸。螺桿控制MD方向拉伸的型面和相對量，并位于結合其他工藝條件控制TD型面和拉伸的導軌上。在圖3未示出的另一個實施例中，光學薄膜304可以按照由機械縮放儀-導軌系統(tǒng)控制的型面被拉伸，其中部分控制MD拉伸比的各個夾具間距由機械縮放儀來控制，在所述機械縮放儀中，TD拉伸比部分地由夾具所經(jīng)過的導軌路徑進行控制。適用于根據(jù)本發(fā)明拉伸薄膜的一些示例性方法和裝置在坎普夫(Kampf)的美國專利No.3,150,433和霍梅斯(Ho匿s)的美國專利No,4，853，602中有所描述，這兩項專利均以引用方式并入本文。供入裝置300中的薄膜304可以是溶劑澆鑄薄膜或擠出澆鑄薄膜。在圖3所示的實施例中，薄膜304是由模具306排出的擠出薄膜，并且包括至少一種、優(yōu)選的是兩種聚合物材料。光學薄膜304可以根據(jù)預期應用而有寬泛的變化，并可具有如圖1A所示的整體式結構、如圖IB所示的分層結構或如圖2所示的共混物結構，或它們的組合。優(yōu)選的是，在實施后續(xù)拉延工藝之前，被選擇用于光學薄膜304的材料應沒有任何不期望有的取向。作為另外一種選擇，在澆鑄步驟或擠出步驟中可以有意地誘發(fā)取向，以作為第一拉延步驟的輔助工藝。例如，澆鑄步驟或擠出步驟可被視為第一拉延步驟的組成部分。薄膜304中的材料根據(jù)光學薄膜的最終應用進行選擇，在實施所有拉延步驟之后，該材料將形成面內(nèi)雙折射，并可以具有諸如反射式偏振特性等反射特性。在本專利申請所詳述的一個示例性實施例中，薄膜304中的光學分界的材料被選擇為在經(jīng)過所有取向步驟之后形成具備反射式偏振片特性的薄膜。再參見圖3，一旦光學薄膜304從模具306擠出或以其他方式提供后，光學薄膜304即由夾緊薄膜304邊緣的適當?shù)膴A具設備302在第一拉延歩驟中于區(qū)域310內(nèi)經(jīng)受拉伸。第一拉延步驟在第一組加工條件(拉延溫度、拉延速度和拉延比(如TD/MD拉延速度之比)中的至少一個條件)下進行，以使得薄膜304在橫維(TD)方向變得更寬。應選擇第一組加工條件，使得薄膜內(nèi)誘發(fā)的任何附加的雙折射率較小在第一拉延歩驟中，在薄膜304中的聚合物材料內(nèi)應僅僅誘發(fā)輕微的雙折射，優(yōu)選的是基本沒有誘發(fā)雙折射，而最優(yōu)選的是沒有誘發(fā)雙折射。在一些示例性實施例中，在第一拉延步驟之后，面內(nèi)雙折射率小于約0.05，優(yōu)選的是小于約0.03，更優(yōu)選的是小于約0.02，最優(yōu)選的是小于約0.01。聚合物材料在一組給定加工條件下產(chǎn)生取向的傾向由聚合物的粘彈性行為所致，而粘彈性行為通常是因聚合物材料的分子松弛速率而導致的。分子松弛速率可以由平均最長整體松弛時間(即分子整體重排)或該時間的分布表征。平均最長松弛時間通常會隨溫度的下降而增加，并在接近于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時達到極大的值。平均最長松弛時間也能因聚合物材料中的結晶和/或交聯(lián)而增加，出于實用目的，結晶和/或交聯(lián)在通常使用的工藝時間和溫度下會抑制該最長模式的任何松弛。分子量和分布以及化學組成和結構(如接枝)也能影響最長松弛時間。當特定聚合物材料的平均最長松弛時間約等于或大于工藝拉延時間時，在材料的拉延方向?qū)⒊霈F(xiàn)實質(zhì)性的分子取向。因此，高應變速率和低應變速率分別對應于在小于或大于平均最長松弛時間內(nèi)拉延該材料的工藝。給定材料的響應可以通過控制工藝的拉延溫度、拉延速度和拉延比來改變。拉延工藝中的取向程度可以在較寬范圍內(nèi)被準確地控制。在某些拉延工藝中，拉延工藝可能實際上減少薄膜在至少一個方向上的分子取向度。在拉延方向上，由拉延工藝誘發(fā)的分子取向的范圍從基本沒有取向，變化至輕微的光學取向(如對薄膜光學性能產(chǎn)生的影響可以忽略不計的取向)，變化至在后續(xù)工序中可以去除的、不同程度的光學取向。光學取向的相對強度取決于材料和薄膜的相對折射率。例如，較強的光學取向可能與給定材料的總的、固有(歸一化)的雙折射率相關。作為另外一種選擇，拉延強度可能與給定拉延工序中，材料之間可達到的歸一化折射率之差的總量相關。還應該意識到，指定的分子取向度在某一情況下可能被視為強的光學取向，而在另一情況下則可能被視為弱的光學取向或無光學取向。例如，在第二面內(nèi)軸與面外軸之間、有非常大的雙折射率的情況下，第一面內(nèi)軸與面外軸之間的一定量的雙折射率可以被視為低的雙折射率。在足以誘發(fā)本公開的光學薄膜所包含的至少一種材料產(chǎn)生些許或大量光學分子取向的較短時間內(nèi)和/或較低溫度下進行的工藝分別為弱的光學取向拉延工藝或強的光學取向拉延工藝。在足以使得發(fā)生較小的分子取向或沒有發(fā)生分子取向的較長時間內(nèi)和/或較高的溫度下進行的工藝分別為光學取向較弱的工藝或基本無光學取向的工藝。通過考慮到一種或多種材料對工藝條件產(chǎn)生的取向/非取向響應而選擇材料和工藝條件，可以針對每種材料單獨控制沿每個拉延步驟的軸的取向度(如果有任何取向的話)。然而，由某一具體拉延工藝誘導的分子取向度其自身并不一定會控制最終薄膜的分子取向?？梢栽诘谝焕庸に囍袑σ环N材料進行非光學有效量的取向，以補償或有助于第二拉延工藝或后續(xù)拉延工藝中進一步的分子取向。盡管拉延工藝將材料中的取向變化量限定在第一近似值，但是諸如致密化或相變(如結晶)等輔助工藝也可能影響取向特性。在極端的材料交互作用的情況下(如分子自組裝或液晶相變)，這些影響可能起主要作用。例如，在典型情況下，對聚合物分子主鏈傾向于沿流動方向排列的被拉延聚合物而言，諸如應變誘導結晶等效應往往僅對取向特征有次要影響。然而，應變誘導結晶及其他結晶對此類取向的強度確實有顯著影響(如可能使弱的取向拉延變?yōu)閺姷娜∠蚶?。因此，被選擇用于光學薄膜304中的兩種材料均不能快速結晶，且材料之一在應用于第一拉延歩驟中的第一組加工條件下應該不能出現(xiàn)明顯的結晶。因此，在一些應用中，在第一組加工條件下結晶速度比PEN慢的coPEN(如PEN與PET的共聚物)可能是優(yōu)選的。適用的實例是90%的PEN與10%PET的共聚物，在本文中稱為低熔點PEN(LmPEN)。根據(jù)構成薄膜304的一種或多種聚合物，第一拉延歩驟中的第一組加工條件可能變化很大。通常在溫度高、拉延比低和/或應變速率低的條件下，聚合物在被拉延時傾向于像粘滯液體一樣發(fā)生流動，并且該聚合物的分子取向很少或沒有發(fā)生分子取向。在溫度低和/或應變速率高的條件下，聚合物傾向于像固體一樣進行彈性拉延，同時發(fā)生分子取向。低溫工藝通常低于、優(yōu)選的是接近于無定形聚合物材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，而高溫工藝則通常高于、優(yōu)選的是明顯高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。因此，通常應在高溫(高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)和/或低應變速率條件下進行第一拉延歩驟，以形成很少的分子取向或不形成分子取向。在本公開的典型實施例中，在第一拉延步驟中，溫度應足夠高，以使得聚合物不會發(fā)生明顯的取向，但不應過高，以至于引起光學薄膜的一種或多種聚合物發(fā)生靜態(tài)結晶。靜態(tài)結晶有時被視為不利的，因為它可能導致有害的光學特性，如霧度過高。此外，薄膜被加熱的時間(即升溫速率)應被調(diào)整為避免出現(xiàn)不期望有的取向。例如，在如圖1B所示的、用PEN作為高折射率材料的光學薄膜中，第一拉延步驟的溫度處于比光學薄膜中的至少一種聚合物(有時是光學薄膜中的所有聚合物)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高約2(TC至約IO(TC的范圍內(nèi)。在一些示例性實施例中，第一拉延歩驟的溫度處于比光學薄膜中的至少一種聚合物(有時是光學薄膜中的所有聚合物)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高約2(TC至約4(TC的范圍內(nèi)。在應用第一加工條件的第一拉延步驟中，例如在圖3所示的區(qū)域310中，薄膜304優(yōu)選地在橫維(TD)方向被拉伸或拉延。然而，在橫維(TD)方向進行拉伸/拉延的同時，薄膜304也可任選地在順維(MD)方向被拉伸或拉延，也就是說，只要在薄膜304的聚合物材料中僅引入低的面內(nèi)雙折射(如引入輕微的面內(nèi)雙折射，優(yōu)選的是基本沒有引入面內(nèi)雙折射，更優(yōu)選的是沒有引入面內(nèi)雙折射)，則薄膜可以進行雙軸拉伸或雙軸拉延，或者薄膜304還可以在沿TD方向被拉伸之后，再沿MD方向被拉伸。在對薄膜304應用第一組加工條件之后，在另外的(經(jīng)常為后續(xù)的)第二拉延步驟中，于圖3所示的區(qū)域320內(nèi)對薄膜應用第二組加工條件。在第二拉延步驟中，光學薄膜304沿順維(MD)方向被拉延，使得在該薄膜內(nèi)的至少一種聚合物材料中誘發(fā)雙折射，并使得在第二拉延步驟之后，所述至少一種雙折射材料的有效取向軸位于MD方向上。在光學薄膜包含第一聚合物材料和第二聚合物材料的實施例中，優(yōu)選沿第一面內(nèi)軸(如MD方向)誘發(fā)第一材料與第二材料之間發(fā)生折射率失配，且在沿與第一面內(nèi)軸正交的第二面內(nèi)軸(如TD)方向上基本不誘發(fā)第一材料與第二材料之間發(fā)生折射率失配。在一些示例性實施例中，第一面內(nèi)軸與有效取向軸重合。在一些示例性實施例中，在第二拉延歩驟中引入的面內(nèi)雙折射率至少為約0.06，至少為約0.07，優(yōu)選的是至少為約0.09，更優(yōu)選的是至少為約0.11，甚至更優(yōu)選的是至少為約0.2。在至少包含第一聚合物材料和與之不同的第二聚合物材料的示例性實施例中，在所述第二拉延步驟之后，第一材料和第二材料沿MD方向的面內(nèi)折射率之差可以至少為約0.05，優(yōu)選的是至少為約0.1，更優(yōu)選的是至少為約0.15，最優(yōu)選的是至少為約0.2。更一般來講，對反射式偏振片的情況而言，希望在沒有明顯降低光學薄膜的其他方面性能的情況下沿MD方向的折射率失配值盡可能大些。這些性能可以通過以下所述的與第二拉延步驟同時進行或在其后進行的附加步驟/工藝得以改善。此外，在至少包含第一聚合物材料和與之不同的第二聚合物材料的示例性實施例中，在第二拉延步驟之后，第一材料和第二材料沿TD方向的面內(nèi)折射率之差可以小于約0.03，更優(yōu)選的是小于約0.02，最優(yōu)選的是小于約0.01。在其他示例性實施例中，這些條件可能在第一拉延歩驟和第二拉延歩驟之后或任何附加工序之后得以滿足。雖然第二組加工條件的具體細節(jié)可能根據(jù)被選擇用于光學薄膜304的材料而有很大變化，但第二組加工條件通常包括低于第一組加工條件的溫度，并且還可以包括更高的拉延速度和/或拉延比。例如，在如圖1A所示的、以PEN作為高折射率材料并且以coPEN作為低折射率材料的分層光學薄膜中，在第二拉延步驟中使用的溫度應處于比光學薄膜中聚合物材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低約1CTC至高于該玻璃化轉(zhuǎn)變溫度約6(TC的范圍內(nèi)。例如，為了制備反射式偏振片，在第二拉延步驟之后，通常希望匹配的折射率(如在面內(nèi)(TD)方向)的差值(如果有任何差異的話)小于約0.05，更優(yōu)選的是小于約0.02，最優(yōu)選的是小于約0.01。在失配方向(如面內(nèi)(MD)方向)，通常希望折射率的差值至少為約0.06，更優(yōu)選的是大于約0.09，甚至更優(yōu)選的是大于約0.11。更一般來講，希望在不顯著降低光學薄膜的其他方面性能的條件下使此差值盡可能大些。在一些示例性實施例中，在裝置300中完成第二拉延步驟之后，可通過具體應用所需的附加拉延步驟對薄膜304進行加工。第二拉延步驟或附加拉延步驟可以在沿同一生產(chǎn)線的L0上進行，或者可以將薄膜從生產(chǎn)線300移除并轉(zhuǎn)移至另一個不同的生產(chǎn)線，且采用巻對巻工藝將其引入L0中。如果需要，可以在第二步驟或附加步驟中改變薄膜的雙折射率。在第二拉延歩驟和/或附加拉延步驟之后，可以任選地以任何順序?qū)Ρ∧せ蛟谄渖喜贾玫娜魏螌踊虮∧嵤╇姇炋幚?、涂底漆或干燥步驟中的任何操作或全部操作進行處理，以增強其表面性能，例如針對后續(xù)的層合步驟的表面性能。在如圖3A所示的本發(fā)明另一個實施例的示例性裝置440中，光學薄膜452從模具450中被擠出，或以其他方式被送至裝置的其余部分，并在第一拉延步驟中，在拉幅機454的區(qū)域442內(nèi)沿TD方向被拉伸或拉延。在圖3A所示的實施例中，第一拉延步驟在第一組加工條件(拉延溫度、拉延速度和拉延比(如TD/MD拉延速度之比)中的至少一個條件)下進行，使得在薄膜的聚合物材料中僅僅誘導產(chǎn)生低的面內(nèi)雙折射，或者只不過誘導產(chǎn)生輕微的面內(nèi)雙折射，優(yōu)選的是基本沒有誘導產(chǎn)生面內(nèi)雙折射，最優(yōu)選的是沒有誘導產(chǎn)生面內(nèi)雙折射。接下來，薄膜在第二拉延歩驟中通過由低速輥456與高速輥458組成的設備沿MD方向進行長度取向。第二拉延步驟在第二組加工條件(拉延溫度、拉延速度和拉延比(如TD/MD拉延速度之比)中的至少一個條件)下進行，使得在薄膜的至少一種聚合物材料中誘導面內(nèi)雙折射，以形成沿MD方向的有效取向軸。在第二拉延步驟之前或之后，可以任選地以任何順序?qū)Ρ∧せ蛟谄渖喜贾玫娜魏螌踊虮∧嵤╇姇炋幚?、涂底漆或干燥步驟中的任何操作或全部操作進行處理，以增強其針對后續(xù)層合步驟的表面性能。雖然對在上述實施例中的各種拉延工藝示例了具體的順序，但該順序僅為了方便解釋，而并非打算進行限定。在某些情況下，只要后續(xù)進行的工藝不會對之前進行的工藝造成負面影響，所述工藝的順序可以被改變或同時進行。例如，如上所述，光學薄膜可以同時在兩個方向上被拉延。當薄膜被同時沿兩個面內(nèi)軸進行拉延時，薄膜中的材料的拉延溫度是相同的。然而拉延比和拉延速率可以被單獨控制。例如，薄膜可以在MD方向上相對較快地進行拉延，而在TD方向上則相對較慢地進行拉延?？梢赃m當選擇材料、雙軸同時拉延的拉延比和拉延速率，使得沿第一拉延軸的拉延(如快速拉延)將一種或兩種材料沿第一拉延軸光學取向，而沿另一方向的拉延(如慢速拉延)則不使兩種材料之一沿第二拉延軸取向(或無光學取向)。因此，兩種材料對每一方向拉延的響應可以被獨立地控制。在進行了用于使取向光學薄膜內(nèi)包含的一種或多種雙折射材料的有效取向軸實現(xiàn)上述MD取向的第二拉延步驟或第三拉延步驟或任何次數(shù)的適用的附加拉延步驟之后，可以將取向光學薄膜層合在多種材料上，或以其他方式與多種材料組合，以制備各種光學構造，其中的一些構造可以用于顯示器件，如LCD。本公開的取向光學薄膜或包括本公開的取向光學薄膜的任何適用的層合構造可以有利地以巻筒的形式提供。例如，上述的任何偏振薄膜均可以與表面結構化的薄膜層合或以其他方式置于其上，所述的表面結構化薄膜例如可從美國明尼蘇達州圣保羅市的3M公司購得，其商品名為BEF。在一個實施例中，表面結構化薄膜包含基本平行的線性棱柱結構或凹槽形成的排列。在一些示例性實施例中，光學薄膜304可以被層合在表面結構化薄膜上，所述表面結構化薄膜包含基本上平行的線性棱柱結構或凹槽形成的排列。該凹槽可以沿順維(MD)方向(在反射式偏振片情況下沿有效取向軸或阻塞軸)排列，或者該凹槽可以沿橫維(TD)方向(沿反射式偏振片薄膜的透射軸或通過軸)排列。在其他示例性的實施例中，示例性的表面結構化薄膜的凹槽可以相對于本發(fā)明的取向光學薄膜的有效取向軸成另一角度取向。本領域的普通技術人員將容易意識到，結構化表面可以包含其他任何類型的結構、粗糙表面或無光澤表面。此類示例性實施例還可以通過引入以下的附加步驟來制備在本公開的光學薄膜上涂覆固化型材料，將表面結構賦予固化型材料層，并使固化型材料層固化。由于根據(jù)本文所述工藝制備的示例性反射式偏振片具有沿順維(MD)方向的阻塞軸，所以反射式偏振片可以簡單地以巻對巻的方式被層合在任何經(jīng)長度取向的偏振薄膜上。在其他示例性實施例中，本發(fā)明的薄膜可以與吸收式偏振片材料層(如二向色性染料材料或含PVA的層)共擠成型，或在進行第二拉延步驟之前涂覆上這樣的材料。圖4示出光學薄膜構造400，其中第一光學薄膜401(例如具有沿方向405的阻塞軸的反射式偏振片)與第二光學薄膜403組合。第二光學薄膜403可以是另一種類型的光學薄膜或非光學薄膜，例如，具有沿方向404的阻塞軸的吸收式偏振片。在圖4所示構造中，反射式偏振薄膜401的阻塞軸405應盡可能準確地與二向色性偏振薄膜403的阻塞軸404對準，以針對特定的應用(例如，增亮偏振片)提供可接受的性能。反射式偏振薄膜的通過軸或透射軸被標記為406。軸404、405的未對準程度增加會減小層合構造400所產(chǎn)生的增益，并使層合構造400不太適合用于某些顯示器應用中。例如，對增亮偏振片而言，構造400中的阻塞軸404、405之間的角度應小于約+/-10°，更優(yōu)選的是小于約+/-5°，更優(yōu)選的是小于約+/-3°。在圖5A所示的實施例中，層合構造500包括吸收式偏振薄膜502。在本示例性實施例中，吸收式偏振膜包括第一保護層503。保護層503可以根據(jù)預期應用有很大變化，但通常包括溶劑澆鑄的三乙酸纖維素(TAC)薄膜。示例性構造500還包括第二保護層505以及吸收式偏振片層504，如碘染色的聚乙烯醇(I2/PVA)。在其他示例性實施例中，偏振膜可以僅包含一個保護層或沒有保護層?？捎?例如)粘合劑層508將吸收式偏振膜502層合在(或以其他方式粘合在或置于)光學薄膜反射式偏振片506(如本文所述的具有MD阻塞軸的那些)上。在本公開的吸收式偏振膜中可以使用任何適用的吸收式偏振材料。例如，除基于碘染色的聚乙烯醇(L/PVA)的偏振片之外，本公開涵蓋基于聚(l，l-)亞乙烯基的光偏振片(被稱為KE型偏振片，其在美國專利No.5,973,834中具有進一步描述，該專利以引用方式并入本文)、基于碘的偏振片、染色的PV0H偏振片及其他適用的吸收式偏振片。圖5B示出用于光學顯示器的示例性偏振片補償結構510，其中層合構造500用通常為壓敏粘合劑(PSA)的粘合劑512粘合在可任選的雙折射薄膜514(例如，補償薄膜或延遲片薄膜)上。在補償結構510中，保護層503、505中的任何一層均可任選地用與補償薄膜514相同或不同的雙折射薄膜(如補償片或延遲片)替代。此類光學薄膜可被用于光學顯示器530中。在此類構造中，補償薄膜514可通過粘合劑層516粘附在液晶顯示器面板520上，液晶顯示器面板包括第一玻璃層522、第二玻璃層524和液晶層526。參見圖6A，其示出了另一種示例的層合構造600，包括有單一保護層603和吸收式偏振層604(如I2/PVA層)的吸收式偏振膜602。吸收式偏振膜602通過(例如)粘合劑層608被粘合在有MD偏振軸的光學薄膜反射式偏振片606上。在該示例性實施例中，吸收式偏振片的阻塞軸也沿著MD方向。省略掉與吸收式偏振片層604相鄰的保護層中的任何一層或兩層能提供許多優(yōu)勢，其包括(例如)厚度減小、材料成本降低和對環(huán)境影響的減弱(不需要溶劑澆鑄的TAC層)。圖6B示出用于光學顯示器的偏振片補償結構610，其中層合構造600用粘合劑612粘合在可任選的雙折射薄膜614(例如，補償薄膜或延遲片薄膜)上。在補償結構610中，保護層603可以任選地用與補償薄膜614相同或不同的雙折射薄膜替代。此類光學薄膜可用于光學顯示器630中。在此類構造中，雙折射薄膜614可通過粘合劑層616粘附在液晶顯示器面板620上，該液晶顯示器面板包括第一玻璃層622、第二玻璃層624和液晶層626。圖6C示出另一種用于光學顯示器的示例性偏振片補償結構650。補償結構650包括具有單一保護層653和吸收式偏振片層654(如I2/PVA層)的吸收式偏振膜652。吸收式偏振膜652通過(例如)粘合劑層658被粘合在有MD阻塞軸的反射式偏振片656上在補償結構650中，保護層653可以任選地由補償片或延遲片薄膜替代。為了形成光學顯示器682，吸收式偏振片層654可通過粘合劑層666粘附在液晶顯示器面板670上，該液晶顯示器面板包括第一玻璃層672、第二玻璃層674和液晶層676。圖7示出另一種用于光學顯示器的示例性偏振片補償結構700，其中所述吸收式偏振膜包括沒有任何相鄰保護層的單層吸收式偏振片材料(如I2/PVA)層704。層704的一個主表面被粘合在有MD阻塞軸的光學薄膜反射式偏振片706上，使得吸收式偏振片的阻塞軸同樣也沿著MD方向?？梢杂谜澈蟿?08實現(xiàn)粘合。層704的另一個相對的表面用粘合劑712粘合在可任選的雙折射薄膜714(例如，補償薄膜或延遲片薄膜)上。此類光學薄膜可用于光學顯示器730中。在此類示例性實施例中，雙折射薄膜714可通過粘合劑層716粘附在包括第一玻璃層722、第二玻璃層724和液晶層726的液晶顯示器面板720上。以上的圖5_圖7中的粘合劑層可以根據(jù)預期應用而有很大變動，但是預期壓敏粘合劑和摻有PVA的H20溶液可適用于將L/PVA層直接粘附在反射式偏振片上。使用諸如空氣電暈、氮氣電暈、其他電暈、火焰或涂覆底漆層等常規(guī)技術對反射式偏振片薄膜和吸收式偏振片薄膜中的一者或這二者進行的可任選的表面處理可以單獨使用，或者配合粘合劑使用，以提供或增強各層之間的粘合強度。此類表面處理可連同第一拉延歩驟和第二拉延步驟一起在線進行，或被視為單獨的步驟，并且可以在第一拉延步驟之前、第二拉延步驟之前、第一拉延步驟和第二拉延歩驟之后或任何附加拉延歩驟之后進行。在其他示例性實施例中，吸收式偏振片材料層可以與本公開的示例性光學薄膜共擠成型。以下實例包括根據(jù)本公開的不同實施例的示例性材料和加工條件。這些實例并非打算限制本公開，而只是為了有利于理解本發(fā)明，以及提供根據(jù)上述的各種實施例尤其適用的材料實例。本領域的普通技術人員將容易意識到，對圖5_圖7所示的示例性實施例，可以按照符合本公開精神的方式加以改變。例如，任何適用數(shù)量或組合方式的上述的層或薄膜均可在本公開的示例性實施例中使用。實例在以下實例中，樣品被加熱拉伸10至60秒，視具體材料的情況而定。最常見的加熱時間為30至50秒。在第一拉延步驟中，薄膜每秒被拉伸10至60%，更通常是每秒被拉伸20至50%。在第二拉延歩驟中，薄膜每秒被拉伸40至150%，更通常是每秒被拉伸60至100%。術語"初始"和"最終"分別用于指代第一拉延步驟和第二拉延步驟。實例1根據(jù)下面的表1所規(guī)定的加工條件拉伸單層PEN澆鑄薄膜。表l樣品初始TD方向最終TD方向初始MD方向最終MD方向初始拉伸溫度。C最終拉伸溫度。c△IItd—Hzdc22351481481.8061.6411.5220.1650,119據(jù)信，如果上述的層被用作多層光學薄膜內(nèi)的光學層，或者作為漫反射偏振薄膜的組成部分，那么工藝c可用來產(chǎn)生反射式偏振片。實例2根據(jù)下面的表2中規(guī)定的加工條件拉伸PEN:PET的重量比為95:5的共聚物(CoPEN)單層澆鑄薄膜。表2樣品初始TD方向最終TD方向初始MD方向最終MD方向初始拉伸溫度。c最終拉伸溫度。crudAn,—n丁i〕F2237.31531351.7841.6451.5410.1390.104I2237.31501351.7631.6251.5550.1370.070了2237.31501401.7491.6251.5700.1240.05528據(jù)信，如果上述層被用作多層光學薄膜內(nèi)的光學層，或者作為漫反射偏振片的組成部分，則這些工藝中的任何一個均可用于產(chǎn)生反射式偏振片。樣品F的AnMD-riT。與An.n,-nzn之間的差異相對較小。與其他樣品相比，樣品I和J的An.,D-nzD較低，因此如果將它們置于反射式偏振片中，其斜角彩色效應較弱(offanglecolor)。實例3根據(jù)下面的表3中規(guī)定的加工條件拉伸PEN:PET的重量比為90:10的的共聚物(CoPEN或LmPEN)單層澆鑄薄膜。<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>據(jù)信，如果上述層被用作光學薄膜內(nèi)的聚合物薄膜層，那么這些工藝中的任何一種工藝均可用于產(chǎn)生反射式偏振片。樣品M的AnMI)-nTI)與An.rfnzD之間的差異相對較小。實例4根據(jù)下面的表4中規(guī)定的加工條件拉伸PEN:PET的重量比為60:40的共聚物(CoPEN)單層澆鑄薄膜。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>據(jù)信，如果上述層被用作光學薄膜內(nèi)的聚合物薄膜層，那么樣品w可被用于產(chǎn)生反射式偏振片。實例5根據(jù)下面的表5中規(guī)定的加工條件拉伸多層LmPENHIO/CoPEN55:45HDLI0薄膜。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>將樣品RP-X和RP-Y在第一拉延步驟中進行同時雙軸拉伸，而樣品RP-Z的第一拉延步驟是受約束的單軸拉伸，即在標準拉幅機中沿TD方向拉伸。例如，樣品RP-X和RP-Y表示可按照圖3所示的方法實施的一類工藝，而RP-Z則以與圖3A相似的方式被拉伸。圖8示出樣品RP-X和RP-Y的阻塞狀態(tài)光譜。圖9示出樣品RP-Z的通過(透射)狀態(tài)光譜和阻塞狀態(tài)光譜。因此，據(jù)信，全部3個樣品均可用作反射式偏振片。權利要求1.一種制備光學薄膜的方法，包括提供包含至少一種聚合物材料的薄膜；在第一拉延步驟中，在第一組加工條件下沿橫維(TD)方向?qū)⑺霰∧だ瓕?，使得如果在所述薄膜?nèi)產(chǎn)生雙折射的話，則雙折射率較低；以及在第二拉延步驟中，在第二組加工條件下沿順維(MD)方向拉延所述薄膜，其中所述第二組加工條件使所述聚合物材料產(chǎn)生面內(nèi)雙折射，并形成沿所述MD方向的有效取向軸。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述薄膜在所述第一加工條件下的溫度高于所述薄膜在所述第二加工條件下的溫度。3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述薄膜在所述第一拉延步驟中的溫度比所述聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高20-IO(TC，且其中所述薄膜在所述第二拉延步驟中的溫度為比所述聚合物的所述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低icrc至比所述聚合物的所述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高4crc。4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述薄膜在進行所述第二拉延歩驟之后的寬度大于0.3m。5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在所述第一拉延步驟中產(chǎn)生的雙折射率小于0.05，并且在所述第二拉延步驟中產(chǎn)生的雙折射率至少為0.06。6.—種制備光學薄膜的方法，包括提供至少包含第一聚合物材料和第二聚合物材料的薄膜；在第一拉延步驟中，沿橫維(TD)方向拉延所述薄膜，以在第一組加工條件下將所述薄膜拉寬，使得在所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料中沿所述TD方向產(chǎn)生低的雙折射；以及在第二拉延步驟中，在第二組加工條件下沿順維(MD)方向拉延所述薄膜，從而使所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料中的至少一者產(chǎn)生面內(nèi)雙折射，并形成沿所述MD方向的有效取向軸。7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述薄膜在所述第一加工條件下的溫度高于所述薄膜在所述第二加工條件下的溫度。8.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述薄膜在所述第一拉延步驟中的溫度比所述第一聚合物和所述第二聚合物中的所述至少一者的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高20-IO(TC，且其中所述薄膜在所述第二拉延步驟中的溫度比所述第一聚合物和所述第二聚合物中的至少一者的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低l(TC至比所述第一聚合物和所述第二聚合物中的至少一者的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高40°C。9.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述薄膜在所述第一拉延步驟中沿所述MD方向被拉伸。10.根據(jù)權利要求6所述的方法，其還包括在第三拉延步驟中沿順維(MD)方向在第三組加工條件下拉延所述薄膜。11.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中在所述第一拉延歩驟中產(chǎn)生的雙折射率小于0.05，并且在所述第二拉延步驟中產(chǎn)生的雙折射率至少為0.06。12.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述薄膜包括包含吸收式偏振片材料的層。13.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中在進行所述第一拉延步驟和所述第二拉延步驟之后，所述薄膜為反射式偏振片薄膜。14.一種制備光學薄膜的方法，包括提供至少包含第一聚合物材料和第二聚合物材料的第一薄膜；在第一拉延步驟中沿橫維(TD)方向拉延所述第一薄膜，以在第一組加工條件下將所述第一薄膜拉寬，使得在所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料中沿所述TD方向產(chǎn)生低的面內(nèi)雙折射；在第二拉延步驟中，在第二組加工條件下沿順維(MD)方向拉延所述第一薄膜，以使所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料中的至少一者產(chǎn)生面內(nèi)雙折射；以及將第二薄膜附接到所述第一光學薄膜上。15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中在進行所述第一拉延步驟和所述第二拉延步驟之后，將所述第二薄膜附接在所述第一薄膜上。16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中所述第二薄膜選自由表面結構化薄膜、延遲片、吸收式偏振膜、及其組合所組成的組。17.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中將所述第二薄膜附接在所述第一薄膜上的步驟包括在所述第一薄膜與所述第二薄膜之間設置粘合劑。18.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中將所述第二薄膜涂覆在所述第一薄膜上。19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中所述第二薄膜包含固化型材料，并且附接所述第二薄膜的步驟還包括使所述固化型材料結構化、并將所述固化型材料固化，以在所述第一薄膜上形成結構化表面。20.根據(jù)權利要求14所述的方法，其還包括在將第二薄膜附接在所述第一光學薄膜上之前，對所述第一薄膜實施表面處理。21.根據(jù)權利要求20所述的方法，其中所述表面處理選自電暈處理、干燥、涂底漆、或其組合。22.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中在進行所述第一拉延歩驟和所述第二拉延步驟之后，所述第一薄膜為反射式偏振片薄膜。全文摘要本文所述的示例性方法包括提供包含至少一種聚合物材料的薄膜；在第一拉延步驟中，在第一組加工條件下沿橫維方向?qū)⑺霰∧だ瓕?，使得如果在所述薄膜?nèi)產(chǎn)生面內(nèi)雙折射的話，則面內(nèi)雙折射率較低；并且在第二拉延步驟中，在第二組加工條件下沿順維方向拉延所述薄膜，其中所述第二組加工條件使至少一種聚合物材料產(chǎn)生面內(nèi)雙折射。示例性的薄膜卷筒包括以有效取向軸為特征的取向光學薄膜。所述取向光學薄膜包含僅僅一種雙折射聚合物材料、包含至少一種雙折射材料和至少一種各向同性材料、或者包含第一雙折射材料和第二雙折射材料，所述雙折射材料以沿MD方向的有效取向軸為特征。所述光學薄膜的寬度大于0.3m，并且長度大于10m。文檔編號G02B5/30GK101410739SQ200780011551公開日2009年4月15日申請日期2007年3月28日優(yōu)先權日2006年3月31日發(fā)明者威廉·W·梅里爾,安德魯·J·歐德科克,蒂莫西·J·埃布林克,馬丁·E·登克爾,馬修·B·約翰遜,馬克·B·奧尼爾申請人:3M創(chuàng)新有限公司