一种侧面无白化的光学膜

技术领域

本发明属于光学涂层材料技术领域，具体涉及一种侧面无白化的光学膜。

背景技术

玻璃盖板和透明树脂面板用于制造汽车导航系统车载以及便携式平板用的显示装置的前面板。在前述玻璃盖板或透明树脂面板的一个主表面上通常采用粘附层(即粘结层)粘着树脂制光学膜(即材质为树脂的光学膜)，该树脂制光学膜实质上是在透明基材如前述的玻璃盖板及透明树脂面板上形成的具有抗反射功能的光学涂层。从显示装置的设计角度考量，这种光学膜的主面和侧面也要求具有良好的观瞻性。

将这种光学膜外形加工成与玻璃盖板对应的形状的方法，可见专利文献特许第6900534(光学薄膜的冲裁装置及薄膜产品的制备方法)和JP2009-86675A(层叠式偏光板及其制备方法)，这两项专利的前者采用的是冲压加工，后者则为激光切割加工。

就上述两项专利的前者而言，由于是冲压加工，因而在光学膜的侧面及其附近会产生诸如压痕、毛刺、裁断面和破坏面之类的有损品质及观瞻性的问题，并且还会产生较大的段差。特别是由于粘结层与透明基材和光学涂层的硬度不同，具有粘弹性，因此随着冲压加工，粘层的一部分会向切割方向移动(转移)，移动的部分会出现粘层的缺失。这些较大的段差和粘层的缺失部分就会发生乱反射，产生被认为是白色的所谓“白化现象”而导致外观不良。

由于是冲压加工，在用模具或切割刀裁断光学膜时，会对光学膜施加局部应力，作为光学涂层一部分的硬涂层会产生细微裂纹，透明基材和光学涂层的侧面会产生层间剥离。特别是，微细裂纹和层间剥离发生在距离光学膜侧面与主表面的边界区域的3.0mm左右内侧的主表面，有时会达到目测可见0.1mm以上的长度。这些微细裂纹和层间剥离，在车载显示装置极为严苛的服役(工作)环境下，会被放大到整个显示面，导致难以看清画面。

就上述两项专利中的后者而言，由于激光加工，因而被激光照射的透明基材等会熔化，在光学膜的侧面及切割部分附近产生较大的段差，与冲压加工相同，由于这种较大段差的产生，会导致损及外观的白化问题。

基于上述，对于探索在裁切过程中如何有效地控制段差以及消除前述的白化现象而得以增进光学膜的主面和侧面的观瞻效果具有积极意义，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于在对光学膜裁切过程中形成的段差有效控制而得以消除主表面和侧面白化现象的侧面无白化的光学膜。

本发明的任务是这样来完成的，一种侧面无白化的光学膜，包括光学膜本体，该光学膜本体包括一片状透明基材，该片状透明基材朝向上的一侧具有一第一主表面Ⅰ，而片状透明基材朝向下的一侧具有一第二主表面Ⅱ，在所述第一主表面Ⅰ背对片状透明基材的一侧表面具有光学涂层，而在所述第二主表面Ⅱ背对片状透明基材的一侧具有粘合层，特征在于，在所述第一主表面Ⅰ与第二主表面Ⅱ正交的侧面上构成有微凹凸，在所述侧面厚度方向的任意十处的微凹凸的最大高度与最大深度之差为2-20μm，并且在所述任意十处的微凹凸的高度偏差为0.2-9μm。

在本发明的一个具体的实施例中，所述侧面为由旋转工具切削加工构成的加工面，并且该加工面具有与所述厚度方向正交的方向上形成有多个周期性循环反复的段差。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的第一主表面Ⅰ与所述侧面垂直相交。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述侧面是与所述第二主表面Ⅱ正交的，所述粘合层在侧面上呈连续状态。

在本发明的再一个具体的实施例中，光学膜本体是与所述侧面的边界区中的所述第一主表面Ⅰ距离侧面3mm内的区域的平坦度为小于0.01mm。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述光学膜本体的所述光学涂层上，距离所述侧面3mm以内的边界区域中是不存在长度大于0.1mm的裂纹及层间剥离的。

本发明提供的技术方案的技术效果在于：由于在第一主表面Ⅰ与第二主表面Ⅱ正交的侧面上构成有微凹凸，在侧面厚度方向的任意十处的微凹凸的最大高度与最大深度之差为2-20μm，并且在所述任意十处的微凹凸的高度差为0.2-9μm，因而光学膜本体在裁切过程中形成的段差得以良好控制并且第一主表面Ⅰ、第二主表面Ⅱ以及侧面无白化现象。

附图说明

图1为本发明的一个实施例示意图。

图2为图1的剖面放大图。

图3为在光学显微镜下观察到的本发明光学膜产品的侧面图。

图4为剥开一部分辅材后的光学膜产品的状态图。

图5为光学膜本体的胶层和离型膜的交接面与侧面相交线的直线性的示意图。

图6为根据本发明的实施例和比较例整理的显微镜下观察到的光学膜产品的侧面图。

具体实施方式

请参见图1和图2，图1是涉及本发明的光学膜本体F的光学膜产品P的一个实施例示意图，更确切地讲，图1为光学膜产品P的斜视图。图2是图1的剖面放大图，即为光学膜产品P的剖面放大图(也可称放大侧视图)。注意，在下面的说明中，如果表示相同的结构，则赋予相同的附图标记，并且省略重复结构的说明。

光学膜产品P的形状、尺寸、厚度等因安装的显示装置不同而产生变化，如图1所示，沿x轴的长度Lx为400mm～1500mm，沿y轴的长度Ly为100mm～500mm，沿z轴的厚度t为100μm～500μm，也就是说光学膜产品P的长度、宽度以及厚度分别为400～1500mm、100～500mm以及100～500μm。在本实施例中，由x轴和y轴定义的xy平面是主表面S，由x轴和z轴定义的xz平面以及由y轴和z轴定义的yz平面是侧面sf(即侧表面)。另外，沿x轴的线或沿y轴的线不一定是直线，也可以在它们的中间位置画凹部或凸部。此外，可以在主表面上形成圆形或矩形穿孔。

由图2所示形态的光学膜本体F包括片状透明基材1，该片状透明基材1具有互相平行的第一主表面ⅠS1和第二主表面ⅡS2，也就是说，片状透明基材1朝向上的一侧具有一第一主表面ⅠS1即构成为第一主表面ⅠS1，而片状透明基材1朝向下的一侧具有一第二主表面ⅡS2即构成为第二主表面ⅡS2，在前述第一主表面ⅠS1背对片状透明基材1的一侧即在片状透明基材1朝向下的一侧具有粘合层3(也称“粘着层或粘合剂层”，以下同)。在光学膜本体F的侧面sf上，片状透明基材1和光学涂层2之间的边界表示为第一主表面ⅠS1，片状透明基材1和粘合层3之间的边界表示为第二主表面ⅡS2。在本实施例中，前述的片状透明基材1是PET、TAC、COP等透射率达80％以上的树脂膜，厚度为50μm至300μm且具有柔性。光学涂层2是将氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锆等金属氧化物通过气相沉积法、溅射法、高频放电等离子体法、离子束法等已知的成膜法形成厚度不超过10μm的层，具有防反射、硬涂层、防指纹、防UV等功能。粘合层3与显示装置的图像显示单元(玻璃或树脂盖板)粘合。构成粘合层3的粘合剂不受特别限制，可以适当选用丙烯酸聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、氟聚合物等作为基聚合物。粘合层3的厚度最好是为10～100μm。在下述中，光学涂层将被简单称为涂层。

以这种形式的光学膜本体F的光学膜产品P出货时，用于对光学涂层2的保护膜5通过保护膜粘着层6粘附在光学涂层2表面。此外，将剥离膜4粘贴到光学膜本体F的粘合层3上，以防止同产品之间的粘合等。因此，如图2所示光学膜产品P，从上往下依次层叠保护膜5、保护膜粘着层6、粘合层3、片状透明基材1、粘合层3和剥离膜4，产品整体的厚度t为100～500μm左右。在本实施例的中，除了构成光学膜本体F的光学涂层2、片状透明基材1和粘合层3之外的构件称为辅料。

请参见图3，图3是借助于光学显微镜下观察到的光学膜本体F的光学膜产品P的侧面的图像。如图3所示，在光学膜本体F的第一主表面ⅠS1和第二主表面ⅡS2正交的侧面sf上构成有多条纵向延伸且大致平行的条纹，使用表面粗糙度测量装置沿厚度方向测量该侧面sf时，发现该侧面sf具有多个微凹凸a。具体的测量结果将在后面详述，侧面sf厚度方向上任意十处(即任意10处)微凹凸a的最大高度h和最大深度v的差(h-v)在2μm～20μm的范围内。另外，在任意下处测量的微凹凸a的高度，即最大高度h和最大深度v之差(h-v)的标准偏差在0.2～9.0μm的范围内。

当微凹凸a的最大高度h与最大深度v的差(h-v)超过20μm时，目视该光学膜本体F的侧面sf时会出现白化现象。如果差值(h-v)在20μm以下，则不会产生外观不良的白化现象，但如果形成差值(h-v)小于2μm的平滑面，则需要进行侧面的研磨和蚀刻等表面加工，从而导致加工成本较高。因此，通过将差值(h-v)设定在2μm～20μm的范围内，可以实现成本相对较低且不产生白化现象的光学膜本体F。

另外，由于标准差是表示数据分散程度的指标，所以当最大高度h和最大深度v的差(h-v)的标准差超过9.0μm时，差(h-v)的偏差过大，可能会产生局部白化现象。反之，如果差(h-v)的标准差小于2.0μm，则需要过剩质量的加工，加工成本增加。因此，通过将差值(h-v)的标准差设置在0.2～9.0μm的范围内，光学膜本体F的成本相对较低，不会产生白化现象。

本形状的光学膜本体F的侧面sf是由旋转工具切削加工而成的加工面，也就是说该加工面即为侧面sf，如图3中的虚线所示，与厚度方向正交方向上形成有多个周期性循环反复的段差b，此外，保护膜5和剥离膜4这些辅料的侧面也存在周期的多个段差b，即在厚度方向正交的方向上形成有多个周期性的段差b。这里所述的与厚度方向正交的方向是指光学膜本体F的长度方向(纸面横方向)，多个段差b在长度方向上以大致一定的间隔形成。这些段差b在光学膜本体F的侧面sf成为上述差(h-v)最大的部位，但该段差b本身被控制在20μm以下，即是不会产生白化现象的高度。另一方面，各段差b间的范围比段差b的差(h-v)小，是比较光滑的面，因此可以放置白化现象的发生。

本形状的光学膜本体F最好是第一主表面ⅠS1与前述侧面sf基本上垂直相交。如果按传统的冲压加工，第一主表面ⅠS1的角部会产生凹和披锋(即飞边、毛刺、溢胶等)，激光加工会产生焊道痕、烟害(烟气)，这些都是产生白化现象的主要原因。因此，通过保证第一主表面ⅠS1的角部为基本直角，可以防止白化现象的发生。

在前述该形状的光学膜本体F中，构成侧面sf的一部分的粘合层3的暴露表面形成了连续的表面。侧面sf产生白化现象的主要原因除了存在较大的段差b外，还包括粘合层3的缺失(缺胶)。在光学膜本体F的厚度方向上施加切割应力时，具有粘弹性的粘合层3会发生移动或变形，导致缺胶，不是在厚度方向上施加切割应力的话，如利用旋转工具进行的切削加工，粘合层3则不会缺胶。因此，粘合层3的暴出面会呈连续性，也可以避免由缺胶引起的白化现象的发生。

请参见图4，图4是光学膜产品P的保护膜5、光学涂层2(即保护膜粘合层)和剥离膜4的一部分被剥离状态下的说明图。在图4中，光学膜本体F的侧面sf是与第一主表面ⅠS1和第二主表面ⅡS2正交的表面，并且是由y轴和z轴限定的yz平面以及由x轴和z轴限定的xz平面。在此光学膜F中，如图4所示，光学膜本体F是与前述侧面sf的边界区域中的第一主表面ⅠS1、即从侧表面到3.0mm的内区域S11的平坦度为0.01mm以下。距离侧面sf 3.0mm的区域，即第一主表面S1的内侧区域不易受到侧面sf加工的变形或粗糙化等的影响，但是，距离侧面sf 3.0mm的内侧区域S11容易受到侧面sf加工导致的变形等的影响，该区域S11的平坦度与白化现象有关。当该平坦度超过0.01mm时，可能会发生白化现象，当平坦度小于0.01mm时，可以防止白化现象的发生。

本在前述形状的光学膜本体F中，从侧面sf边界区域到3.0mm的内区域S11的光学涂层2中不存在长度为0.1mm以上的裂纹和层间剥离。如果存在长度0.1mm以上的裂纹及层间剥离，则在裂纹及层间剥离集中的地方有可能发生白化现象，但通过上述结构能够抑制白化现象的发生。

另外，本发明的光学膜本体F的粘合层3的露出面厚度方向(z轴)正交的方向(x轴和y轴、纵向方向)的直线性最好是为0.1mm以下。

请参见图5，关于前述“直线性”的定义，首先，使用光学显微镜观察并拍摄光学膜侧面，并绘制与拍摄图像上的第二主表面ⅡS2重叠的直线L。接下来，直线L1在垂直于直线L的方向上沿粘合层3的外侧方向从直线L的位置移动至直线L1和粘合层3的外周端在一点处接触。通过从直线L和直线L1之间的距离减去设计要求的粘合层3的厚度而获得的尺寸即为“直线性”。当直线性为0时，粘合层3没有凹陷和缺口，厚度与设计一致，当粘合层3大于0时，粘合层3在厚度方向上局部突出的部分(凹陷)。直线性超过0.1mm时，突出部分目视可见，产生白化现象。因此，通过使直线性小于0.1mm，可以抑制白化现象的发生。

如上所述，本发明的光学膜本体F具有以下特征。

(1)在与第一主表面ⅠS1和第二主表面ⅡS2相交的侧面sf上具有多个微凹凸a，侧面sf的厚度方向上任意十处(10处)微凹凸a的最大高度h与最大深度v之间的差值(h-v)在2μm～20μm的范围内，并且任意下处即任意10处测量的微凹凸a的高度的标准偏差在0.2～9.0μm的范围内。

(2)光学膜本体F的侧面sf上，与厚度方向相交的方向上有多个周期性段差b。

(3)第一主表面ⅠS1和侧面sf基本上垂直相交。

(4)构成侧面sf的一部分的粘合层3的暴露表面呈连续性。

(5)侧面sf边界区域的第一主表面ⅠS1到距离侧面3.0mm的内区域S11的平坦度为0.01mm以下。

(6)侧面sf边界区域的光学涂层2到距离侧面3.0mm的内区域S11中不存在长度为0.1mm以上的裂纹和层间剥离。

(7)粘合层3的露出面的纵向直线性为0.1mm以下。

制造具有前述特征的光学膜本体F，可以通过采用如下的切削加工，以相对低的成本稳定地获得高质量的光学膜。

光学膜的制造方法如下：

以下将描述制造本形态光学膜本体F的光学膜产品P的一个实施例。

首先，如图1所示，需准备按保护膜5，保护膜粘着层6，粘合层3，片状透明基材1，粘合层3和剥离膜4的顺序层压的大尺寸薄膜材料。然后，通过冲压加工和切割加工等，加工外形，使其尺寸比光学膜产品P的尺寸大一圈，并且形状接近于产品形状。另外，大一圈的尺寸最好比精加工尺寸大2mm-5mm左右。然后，将几十片至一百几十片将巩固的薄膜材料进行层叠，形成层叠体。

接着，用一对挤压垫在厚度方向上夹持该层叠体，并利用立铣刀等旋转工具对侧面进行切削加工，将层叠体的外形加工成所需的形状和所需的尺寸。最好是一个挤压垫沿x方向的长度设定比层压板沿x方向长度长，另一个挤压垫沿y方向的长度设定为长于层压板沿y方向的长度。最好使用在z方向呈相反方向设置的2把立铣刀，最好对每把立铣刀在层压板侧面的周方向上分配切削加工区域再进行加工。这样的话，即使立铣刀不能沿圆周方向连续绕层压板侧面一周的固定方式固定层压板，也可以对该层压板的侧面进行整周的切削加工。

另外，上述光学膜本体F的制造方法，可以使用本申请的申请人在2021年6月25日提交的国际专利申请的发明(PCT/JP2021/024258)。但是本发明有关的光学膜本体F的制造方法不限于上述方法。

以上基于实施方式对本发明进行了说明，但是本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明宗旨的范围内适当地进行变更。

实施例1：

用显微镜观察

利用电子显微镜，光学显微镜和数字显微镜观察了本发明的光学膜(实施例1)的产品侧面。电子显微镜使用扫描电子显微镜，在加速电压5kV、焦距WD9～24mm的条件下观察，拍摄光学膜侧面及侧面附近第一主表面角的任意位置。

另外，作为比较例，通过冲压加工对光学膜产品进行外形加工(比较例1)和利用激光加工(比较例2)也同样利用显微镜进行了观察。

实施例1、比较例1和比较例2的拍摄图像请参见图6所示。电子显微镜和光学显微镜是拍摄试料(光学膜)侧面的图像，数字显微镜是从第一主表面侧到侧面的边界区域的图像。

如图6的电子显微镜照片和光学显微镜照片所示，实施例1的光学膜的侧面，观察到微小的凹凸和多个周期性地段差，但都是极小的凹凸和段差。因此，如数码显微镜照片所示，没有发现白化现象。

另一方面，从比较示例1和比较示例2的电子显微镜照片和光学显微镜照片中清楚地看到，由于粘着层中的粘着剂大幅移动而产生缺胶，一些地方材料熔化，因此整体上存在较大的凹凸。因此，如各比较例的数字显微镜照片所示，发生了白化现象。

表面粗糙度测量

使用精密非接触三维测量装置(三鹰精机株式会社生产的NH-3SPs)测量本发明的光学膜(实施例2)产品的侧面表面，根据得到的表面轮廓曲线，参照JIS·B0601，求出包括10点平均表面粗糙度Rz在内的算术平均表面粗糙度Ra。

另外，作为比较例，冲压加工的光学膜产品外形(比较例3)和激光加工的外形(比较例4)也进行了同样的测量。

表1为实施例2、比较例3、比较例4的十点平均表面粗糙度Rz的测量结果，表2为根据这些测量结果计算出的标准偏差。

表1：

表2：

从表1、表2可以明显看出，实施例2的十点平均表面粗糙度Rz的值相对较小，并且作为数值偏差标准的标准差也较小。因此，这种情况下的光学膜可以防止白化现象的发生。反之，比较例3和4的十点平均表面粗糙度Rz非常大，而且标准差也很大，这种情况下光学膜会发生白化现象。

就工业上的可利用性而言，本发明的光学膜作为不易产生白化现象的外观优异的光学膜，可以用于车载显示器、家电/个人电脑等显示器。