专利名称：使用具有双刀片的辊的涂布装置和使用所述装置制造光学膜的方法
技术领域：
本发明涉及使用具有双刀片的辊的涂布装置和使用所述装置制造 光学膜的方法，和更特别地，涉及如下使用具有双刀片的辊的涂布装
置和使用所述装置制造光学膜的方法，其为了减少产品的损失和缺陷 比，通过在通常的凹版式涂布装置中安装另外的后刀片以除去在长时 间地连续生产中产生的转移到凹版辊上的涂布液气泡，从而长时间地 保持生产过程的稳定性，而能够得到均匀的涂层和其良好的外观。
背景技术：
一般而言，电视机中的CRT，在计算机或PDP电视机中的LCD 监视器被用于在屏幕上用电信号显示图片。由于它们大多数使用高电 压，所以公知的是，由此出现对使用者身体不好、减少视觉效果或可 能引起眼睛疲劳的静电、电磁波和表面反射。因此，将用于避免外界 物体反射的抗反射涂层施加在所述显示装置的表面上以利用抗反射作 用获得甚至更清晰图片和得到不引起眼睛疲劳的屏幕。
抗反射作用分类为利用光散射的抗眩光(AG)和利用光干涉的抗 反射(AR)。在利用光散射的AG的情况中，通过将几十至几百nm 的细粒子与粘合剂树脂或硬化剂树脂的混合物施加到衬底上而在屏幕 表面上形成细凹凸结构来避免表面上的规则反射。这是相对容易的过 程，但是，对于细像素，像素质量可能被降低，例如取决于所混合的 粒子尺寸的在表面上的眩光或图片模糊。因此，已经尝试通过变细所 加入的细粒子的尺寸或使用有限粒度分布的细粒子来控制表面上的凹 凸形状。但是，在将上述尝试应用到细像素的情况中的情况下，在表 面上的凹凸形状也变小，使得难以良好地发挥AR功能，并且它也不是 成本有效的解决方案。
3相反，对于AR，当如图1所示平面光波在两个透明介质的界面上 入射时，根据菲涅耳公式，能使抗反射膜最小化反射的条件是，当在
折射率为n的介质中光的波长用Xn表示时，
n = X(真空中光的波长)/Xn(介质中光的波长) (1) 禾口
2dcose(入射光与反射光之间的光程差)=[X/2n] (2) 当入射光与反射光之间的光程差是在介质中光的半波长的偶数倍 (Xn/2 = X/2n)时，所述入射光和所述反射光以同相相遇，并且由于与 所述介质的密度差而发生光消除，使得将降低眼睛看到的光反射，即
光强度。
也就是说，AR对应于利用干涉效应而降低反射的方式，其利用依 赖于介质相对于入射光、透射光和反射光的折射率和厚度的光波长和 强度的变化。
用于显示器前面板的AR光学膜一般具有多层结构(参见PCT JP2003-008535的文献)。具有多层结构的减少反射层的例子包括高 折射率层和低折射率层的两层结构；中间折射率层、高折射率层和低 折射率层的三层结构；和高折射率层、低折射率层、高折射率层和低 折射率层的四层结构。在上面的结构中，所有的层都从最接近衬底的 层顺序堆叠。
堆叠前面提及的多层结构的方法包括用于将涂布材料施加到每层 上的真空沉积、溅射、离子沉积、离子束沉积、凹版式涂布、微凹版 式涂布、辊涂布、棒涂布、深涂布(deep coating)等。在前面提及的 方法中，广泛使用的是用于使用低成本涂布液的湿涂布和能连续生产 光学膜的辊到辊涂布。
但是，湿型的辊到辊涂布涉及一些问题，其中之一是在膜的长时间连续生产中产生的气泡。特别地，由于就在将涂布液施加到衬底之 前的步骤中在凹版辊上产生气泡而导致光学膜的差的外观和缺陷，所 以在所述膜的生产过程中出现许多损失，并且生产率也被降低。
发明内容
本发明用来解决前面提及的问题。本发明的目的是提供使用具有 双刀片的辊的涂布装置和使用所述装置制造光学膜的方法，其通过在 长时间涂布中连续去除在凹版辊上产生的气泡以获得均匀的涂布，而 能够得到光学膜的良好外观和减少在所述膜中的缺陷，从而减少在生 产过程中的损失和获得良好的生产率。
从参照附图解释本发明的优选实施方案的下列详细说明，本发明 的前面提及的和其它目的和优点将对本领域的技术人员变得明显。
为了达到本发明的前面提及的目的，根据本发明的第一方面使用 具有双刀片的辊的涂布装置，用于以凹版式涂布方式将涂布液施加到 衬底上，其特征在于它包含用于将在液体盘中的涂布液转移到衬底
膜上的凹版式涂布液转移辊，在所述辊的三分之一浸在所述液体盘中 的涂布液中的同时，旋转所述辊；安装在所述凹版辊前侧的前刀片， 其用于刮下多余涂布液，同时留下给定量的待被所述凹版辊转移的涂 布液，和安装在凹版辊的后侧的后刀片，其用于防止在所述凹版辊表 面上产生气泡。
并且，优选地，根据本发明第一方面的涂布装置，其特征在于，
相对于所述凹版辊以水平面为基准，所述后刀片处于0 2(T的角。
并且，优选地，根据本发明第一方面的涂布装置，其特征在于， 在20 120 Kg/hr的速度下供应所述涂布液。
根据本发明的第二方面，用使用具有双刀片的辊的涂布装置生产光学膜的方法是以微凹版式涂布方式将涂布液施加到衬底上，其特征 在于，所述方法包括如下步骤使用泵9将涂布液20从液体容器8均 匀和稳定地供应给液体盘12;利用前辊3和后辊4移动膜10;和使用
与所述膜上侧相邻的后辊2和与膜10下侧相邻的凹版辊200，在以与 膜前进方向相反的方向旋转凹版辊200的同时，将在所述液体盘中的 涂布液20施加到膜10下侧，其中在施加所述涂布液的同时，用在凹 版辊200前面形成的前刀片6将粘附到凹版辊200且向上移动的薄涂 布液刮下和用在凹版辊200后侧形成的后刀片5除去在凹版辊200上 产生的气泡。
从参照附图解释的其优选实施方案的下列详细说明，本发明的特 点和优点将变明显，其中 图l解释光学膜的原理； 图2表示生产光学膜的过程； 图3解释具有凹版辊的常规凹版式涂布装置； 图4显示使用具有双刀片的辊的涂布装置；
图5是根据本发明的使用具有双刀片的辊的涂布装置中的具有双 刀片的凹版辊的放大图。
具体实施例方式
下文中将详细描述本发明的实施方案和附图。
本领域的技术人员将明显看到这些实施方案意欲更详细地解释本 发明，而不是限定本发明的范围。
图3说明具有辊的常规凹版式涂布装置。现在参照图3描述使用 具有辊的常规涂布装置生产光学膜的方法。首先，液体盘12含有涂布 液20。在液体盘12中，作为涂布液转移辊的网纹辊(mesh ro11)200的 下端1/3浸在所述涂布液中，将其旋转。作为涂布液转移辊的网纹辊200接触后辊2并被旋转。通过辊2和辊200之间的缝隙传递膜10。 在液体盘12中含有的涂布液20溢流出液体盘，并被导向涂布液收集 器7。然后用供应泵9将涂布液抽到液体容器8中用于循环。使用刀6 刮下施加到用于转移涂布液的网纹辊200上的过多的多余涂布液，同 时留下给定量的涂布液。
如上所述，当用具有辊的常规凹版式涂布装置生产光学膜时，就 在将供应的涂布液施加到衬底上之前的阶段在网纹辊上产生气泡，使 得生产的光学膜表现出差的外观，并具有许多缺陷，导致生产过程中 许多损失，从而导致差的生产率。
因此，本发明的发明人设计了在图4和5中所示的具有辊的涂布 装置以解决前面提及的问题。这里，图4解释根据本发明的使用具有 双刀片的辊的涂布装置。图5是根据本发明的使用具有双刀片的辊的 涂布装置中具有双刀片的凹版辊的放大图。
参照图4和5，根据本发明的具有辊和双刀片的涂布装置，其特征 在于，除了常规刀片6外，还进一步配备后刀片5。现在描述根据本发 明具有辊和双刀片的涂布装置的构造和操作。
根据本发明具有辊和双刀片的涂布装置配备用于施加放在具有涂 布液20的液体盘中的涂布液20并用于将液体20施加到衬底10上的 网纹辊200。在网纹辊200的顶部，配备后辊2，后辊2与网纹辊200 邻接并被旋转，并且还配备前辊3和后辊4。
利用辊进行凹版式涂布的基本原理是用涂布液润湿在网纹辊200 的表面上形成的许多凹槽，然后通过后辊2挤压其表面以将所述涂布 液转移到在辊2和辊200之间通过的衬底上。为了控制在所述液体盘 中转移的涂布液的量，在网纹辊200上形成刀6以刮下粘附到网纹辊 200并向上移动的薄涂布液，以供应合适量的所述液体。在网纹辊200
7的液体盘中的同时，所述网纹辊200被旋
转，并对在液体盘12中的液体的可流动性敏感地作出反应。因此，在
所述液体盘中的液体的可流动性在涂布衬底中显著地影响涂布的膜的 外观。
当将所述涂布液从液体容器8供应给所述液体盘时， 一般使用供 应泵9。要求这样的供应泵没有液体泄漏并合适地流到所述液体盘。对 于主要满足这样的要求的泵，可商购的例子包括用于旋转桨叶型翅膀 供应涂布液的旋转泵、用于通过高速旋转螺杆型翅膀供应涂布液的轴 旋转型液体泵、用于通过填充给齿轮提供涂布液的空间和然后通过齿 轮旋转而供应涂布液的齿轮泵。如图4所示，由于在本发明中用于去 除气泡的后刀片5被进一步配备在常规凹版辊后侧，所以可以除去转 移到所述凹版辊上的液体气泡。
因此，在本发明中，在常规凹版式涂布的情况中，利用泵将涂布 液供应到液体盘，和将所述涂布液转移到用于涂布的凹版辊上。在长 时间施加涂布液的情况中，连续地去除转移到所述凹版辊的涂布液的 气泡，以均匀地施加所述涂布液，从而产生最终光学膜的良好外观和 减少缺陷膜。因此，可以减少在生产过程中的损失和获得良好的生产 率。
下面参照图2，描述用根据本发明的使用具有双刀片的辊的涂布装 置生产光学膜的方法。
根据本发明的生产光学膜的方法是使用微凹版式涂布，并且其特 征在于，它包含如下步骤使用泵9将涂布液20从液体容器8均匀和
稳定地供应到液体盘12;利用前辊3和后辊4移动膜10;和使用与膜
上侧邻接的后辊2和与膜10下侧邻接的凹版辊200，在以与膜前进方 向相反的方向旋转凹版辊200的同时，将在所述液体盘中的涂布液20 施加到膜10的下侧，其中在施加所述涂布液的同时，用在凹版辊200
8前面形成的前刀片6刮下粘附到凹版辊200且向上移动的薄涂布液和 用在凹版辊200后边形成的后刀片5去除在凹版辊200上产生的气泡。
基于相对于凹版辊200的水平面，后刀片5优选处于0 20°的角 度。如果基于相对于凹版辊200的水平面所述角度小于0°，刀片5可 能接触所述液体盘。如果所述角度高于2(T，它可能接触涂布的膜。优 选地，在20 120Kg/hr的速度下供应所述涂布液。这是因为只有当保 持所述供应速度范围时才可以得到均匀厚度的膜。
下文中将更详细地描述用根据本发明的具有辊和双刀片的涂布装 置生产的光学膜。
在本发明中的衬底膜IOO是高度透明的材料，例如聚酯树脂、三 乙酰基纤维素树脂、聚碳酸酯树脂、碳酸烯丙酯树脂、聚氨酯树脂、 聚酯砜树脂、聚丙烯酸酯树脂、环烯烃树脂、丙烯酸苯乙烯树脂等。
特别地，为了容易地应用到显示器领域的目的，优选高透光率和 较低浊度值的膜。在所述衬底膜中，在可见光范围(400 700 nm)中， 总透光率大于70%，和优选大于80%。所述浊度值不大于3%，和优选 不大于1%。
认为当使用衬底时良好的材料产生更好的机械强度和耐久性以及 抗反射性能。
所述衬底可以含有多种添加剂，例如着色剂如颜料和染料、UV吸 收剂和抗氧化剂，以促进生产和涂布，其前提条件是它们不会有害地 影响本发明的效果。如果需要，所述衬底可以被表面处理，例如电晕 放电处理或以多种方式的在线涂布。但是，在在线涂布的情况中，涂 布层的折射率应被选择成类似于衬底的折射率(约1.62)或硬涂层的 折射率(1.5至1.6)，以使光在其界面上的干扰最小。所述衬底膜的厚度取决于应用的领域，但是优选为25 500 )tmi，和更优选为25 200
在本发明中衬底膜100上的硬涂层110用于补充衬底膜100的表 面的物理性能，可以是可UV固化树脂、热固性树脂等，并且可以由丙 烯酸树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、有机硅酸盐化合物、硅树脂 或它们中两种或更多种类型的组合组成。特别地，依据硬度和耐久性， 优选硅树脂和丙烯酸树脂。如果所述硬涂层具有比给定值更小的厚度， 它可以引起涂布效果降低和最终抗反射膜的机械-物理性能降低。如果 所述厚度值大于给定值，则可能会降低生产率，并导致产生低聚物 (olygomer)，从而由于层压后固化过程中不完全固化而导致降低光学 特性。因此，所述硬涂层的厚度为0.1 30/xm，优选l 10/xm。就铅 笔硬度而言，所述硬涂层的表面硬度优选为至少2H或更高。特别地， 为了避免最终光学膜的光学特性降低，在将硬涂料液体施加到衬底上 之后在可见光(400 700 nm)范围中，平均表面反射率应为6%或更 小，总透光率应为80%或更高，和优选85%。所述浊度值也应优选为 3%或更小，和更优选1%或更小。
本发明中高折射率层120、 120，配备在硬涂层110上，并起将抗静 电性能赋予所述光学膜的作用。因此，需要层120、 120'含有导电性粒 子和粘合剂组分。这里，附图标记"120"(未显示出)表示"固化的 高折射率层"，和"120'"表示"半固化的高折射率层"。
本发明中的导电性粒子指金属粒子或金属氧化物粒子。就高透明 度而言，其中优选的是金属氧化物粒子，包含氧化锑锡(ATO)粒子、 氧化锑锌粒子、氧化铟锡(ITO)粒子、氧化锌/氧化铝粒子、氧化锑粒 子等。体现导电性的粒子的平均初级粒径(根据BET法则测定的粒径) 优选为至多0.5/an，更优选0.001 0.3/mi,更优选0.005 0.2/mi。如 果所述平均粒径高于该指定范围，则所生产的最终膜(高折射率层) 的透明度降低。如果所述平均粒径低于该指定范围，则粒子可能凝集，并因此降低光学特性。
同时，构成高折射率层的粘合剂组分大部分是(甲基)丙烯酸酯化合 物。该(甲基)丙烯酸酯化合物经光化射线照射而自由基聚合，并且是优 选的，因为它们改进所形成的膜的耐溶剂性或硬度。在本发明中特别 优选多官能性的(甲基)丙烯酸酯化合物，因为耐溶剂性得到改进。所述 多官能性的(甲基)丙烯酸酯化合物的例子包括3-官能性的(甲基)丙烯酸 酯，例如季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、 甘油三(甲基)丙烯酸酯、改性的乙撑三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、
三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯等，以及4或更多官能性
的(甲基)丙烯酸酯，例如季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲 基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
应注意使所述高折射率层不完全固化，这是因为在将所述高折射 率层层压到施加了低折射率液体的膜上和然后完全固化所述膜之后， 所述高折射率层会提高与低折射率层的层间组合力。
考虑到最终抗反射膜的透明度、抗静电性能和各种物理/化学强 度，在所述高折射率层中的金属化合物粒子与所述粘合剂的优选比例
为5/95至20/80。
为了实现理想的抗静电性能水平，施加所述高折射率层之后的表 面电阻应为至少109 101() fi/sq。
本发明中的低折射率层130通过在用所述低折射率液体涂布的膜
上层压所述高折射率层而形成。
如上所述，为了减少产品的损失和缺陷比，根据本发明使用具有 双刀片的辊的涂布装置和使用该装置制造光学膜的方法，能够通过在 典型的凹版式涂布装置中安装另外的后刀片以去除在长时间连续生产中产生的转移到凹版辊的涂布液气泡并从而长时间地保持生产过程的 稳定性，由此得到均匀的涂层和其良好的外观。
应注意前面提及的实施方案解释而不是限制本发明，以及在不脱 离附带权利要求限定的本发明范围下，本领域的技术人员将能设计许 多备选实施方案。在权利要求中，放在括号中的任何附图标记都不将 解释为限定权利要求。使用术语"包含"和其变体不排除不同于任何 权利要求或说明书作为整体列出的那些的要素或步骤的出现。要素的 单数表示不排除这些要素的复数表示，反之亦然。相互不同的从属权 利要求中引用一些措施的简单事实不表示不能有利地使用这些措施的 组合。附图中的附图标记的说明 A:入射光A B:入射光B C:入射光C
a: ^身寸^fc a
b:反射光b
C:反射光C
d:低折射率层的厚度
Hi:低折射率层的折射率
n2:高折射率层的折射率
100:衬底膜
110:硬涂层
120:高折射率层
130:低折射率层
140:防粘膜
2: 后棍
3:前辊
4:后辊
5:后刀片
6:刀片
7:涂布液收集器
8:液体容器
9:供应泵
10:膜
11:连接器
12:液体盘
20:涂布液
200:凹版辊或网纹辊
权利要求
1. 一种使用具有双刀片的辊的涂布装置，用于以凹版式涂布方式将涂布液施加到衬底上，其特征在于该涂布装置包含用于将在液体盘中的涂布液转移到膜上的凹版式涂布液转移辊，在所述辊的三分之一浸在所述液体盘中的涂布液中的同时，旋转所述辊；安装在所述凹版辊前面的前刀片，用于刮下多余的涂布液，同时留下给定量的待被所述凹版辊转移的涂布液；和安装在所述凹版辊的后侧的后刀片，用于防止在所述凹版辊表面上产生气泡。
2. 根据权利要求1所述的涂布装置，其特征在于，相对于凹版辊 (200)以水平面为基准，后刀片(5)处于0 2(T的角。
3. 根据权利要求1或2所述的涂布装置，其特征在于，在20 120 Kg/hr的速度下供应所述涂布液。
4. 一种通过以微凹版式涂布方式将涂布液施加到衬底而生产光学 膜的方法，包括步骤使用泵(9)，将涂布液(20)从液体容器(8)均匀和稳定地供应给液体 盘(12);利用前辊(3)和后辊(4)移动膜(10);和使用与膜(10)上侧相邻的后辊(2)和与膜(10)下侧相邻的凹版辊 (200)，在以与膜前进方向相反的方向旋转凹版辊(200)的同时，将液体 盘中的涂布液(20)施加到膜(10)的下侧，其中在施加所述涂布液的同时， 用在凹版辊(200)前面形成的前刀片(6)刮下粘附到凹版辊(200)且向上 移动的薄涂布液并用在凹版辊(200)后侧形成的后刀片(5)去除在凹版辊 (200)上产生的气泡。
全文摘要
本发明涉及使用具有双刀片的辊的涂布装置和使用所述装置制造光学膜的方法，其为了减少产品的损失和缺陷比，通过在通常的凹版式涂布装置中安装另外的后刀片以除去在长时间连续生产中产生的转移到凹版式辊上的涂布液气泡，从而长时间保持生产过程的稳定性，并得到均匀的涂层和良好的外观。根据本发明的所述涂布装置包含用于将在液体盘中的涂布液转移到膜上的凹版式涂布液转移辊，在所述辊的三分之一浸在所述液体盘中的涂布液中的同时，旋转所述辊；安装在所述凹版辊前面的前刀片，用于刮下多余的涂布液，同时留下给定量的待被所述凹版辊转移的涂布液；和安装在所述凹版辊的后侧的后刀片，用于防止在所述凹版辊表面上产生气泡。
文档编号B05C11/10GK101428262SQ20081008204
公开日2009年5月13日 申请日期2008年2月28日 优先权日2007年11月8日
发明者严相烈, 崔光辉, 徐基奉, 李文馥, 郑智薰, 金相弼 申请人:东丽世韩株式会社