具有接近各向同性的连续相的漫反射偏振器的制作方法

文档序号:2737419阅读:193来源:国知局

专利名称::具有接近各向同性的连续相的漫反射偏振器的制作方法
技术领域
:本发明涉及一种由膜构成的漫反射偏振器,所述膜包含第一连续相和第二分散相,所述连续相是无定形的并且是接近光学各向同性的,本发明还涉及所述漫反射偏振器的制备方法。
背景技术
:反射性偏振膜能够透射一种偏振态的光,并反射正交的偏振态的光。它们可以用于LCD中,用来提高光效率。人们已经揭示了许多种膜以实现反射性偏振膜的功能,其中漫反射偏振器更吸引人,因为它们无需在LCD中使用漫射器,从而能够降低LCD的复杂性。美国专利第5,783,120号和第5,825,543号讲述了一种漫反射偏振膜,其包括非混溶性混合物的膜,该膜具有第一连续相(在该文献中也称为主要相,即含量大于混合物的50重量%)以及第二分散相(在该文献中也被称为次要相,即含量小于混合物的50重量%),所述第一相的双折射至少为0.05。该膜通常通过拉伸而沿一个或多个方向取向。可以对分散相颗粒的尺寸和形状、分散相的体积分数、膜厚度、取向的量进行选择,以使得所得的膜对所需波长的电磁辐射具有所需程度的漫反射和总透射率。在表1至表4所示的124个实施例中,大部分实施例使用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)作为主要相和双折射相,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(实施例l)或间同立构聚苯乙烯(sPS)(其它实施例)作为次要相,只是在实施例6,8,10,42-49中有所不同,在这些实施例中使用PEN作为次要相,使用sPS作为主要相。在全部的124个实施例中,主要相都包含半晶态聚合物。表1中的实施例6、8和IO显示了总体透射率和反射率并不令人满意。通过FOM=Tperp/(l—0,5^Rperp+Rpara))定义的品质因数(FOM)小于1.27。表2中的实施例42-49没有透射率和反射率的数据,根本没有进行讨论。sPS分数TperpT60.7580.2580.7576100.7576.84(美国专利第5,783,120号和第5,825,543号的表1)美国专利第5,783,120号和第5,825,543号还总结了现有技术的大量其他的膜,在下文中将进行讨论。用不同特性的无机包含物填充的膜可以提供光学透射和反射性质。但是,用填充有无机包含物的聚合物所制备的光学膜会具有很多缺点。通常,所述无机颗粒和聚合物基质之间的粘着性较差。因此,当整个基质中施加应力或应变的时候,膜的光学性质会变差,这是因为基质和包含物之间的结合变差,同时也是因为刚性的无机包含物可能会破碎。另外,无机包含物的排列需要多个处理步骤,这会使得制造变得复杂。其他的膜,例如美国专利第4,688,900号(Doane等人)所述的膜由透明的透光性连续聚合物基质组成,基质中分散着光调制液晶的液滴。据报道,通过对该材料进行拉伸,会使得液晶液滴从球形扭曲成椭圆形,椭圆形的长轴平行于拉伸方向。美国专利第5,301,041号(Konuma等人)进行了类似的描述,但是通过施加压力使得液晶液滴扭曲。A.Aphonin在"拉伸的聚合物分散液晶膜的光学性质角度依赖性偏振光散射(OpticalPropertiesofStretchedPolymerDispersedLiquidCrystalFilms:Angle-DependentPolarizedLightScattering),LiquidCrystals,第19巻,第4期,469-480(1995),中讨论了由设置在聚合物基质内的液晶液滴组成的拉伸的膜的光学性质。他报道了通过将液体拉伸成椭圆形,使其长轴平行于拉伸方向,使得液滴具有取向的双折射(液滴尺寸轴中的折射率差异),使得沿膜的某些轴,分散相和连续相之间存在相对折射率失配,沿其它轴则是相对折射率匹配。与膜中的可见光波长相比,这些液晶液滴并不小,因此,这些膜的光学性质对其反射性质和透射性质具有显著的漫射分量。Aphonin提出使用这些材料作为背光扭转向列LCD的偏振漫射器。但是,使用液晶作为分散相的光学膜显著地受到基质相和分散相之间折射率失配程度的限制。另外,这些膜的液晶组分的双折射通常对温度敏感。美国专利第5,268,225号(Isayev)揭示了一种由向温性液晶聚合物混合物制备的复合层叠体。所述混合物由互不相容的两种液晶聚合物组成。该混合物可以被浇铸成由分散包含物相和连续相组成的膜。当对膜进行拉伸的时候,分散相形成一系列纤维,其轴在拉伸的方向上对准。尽管所述膜具有改进的机械性质,但是并未提到膜的光学性质。但是,因为它们的液晶特性,这种膜会具有上文所述其它液晶材料的缺陷。人们通过施加电场或磁场制得了具有所需光学性质的另外的膜。例如,美国专利第5,008,807号(Waters等人)描述了一种液晶装置,其由浸透了液晶材料并被设置在两个电极之间的纤维层组成。电极之间的电压产生了电场,该电场改变了液晶材料的双折射性质,使得所述纤维和液晶的折射率存在各种程度的失配。但是,在许多应用中对于电场或磁场的需求是很不方便且不希望的,特别是那些已存在的场可能产生干扰的情况。通过将第一聚合物的包含物并入第二聚合物中,然后对所得的复合体在一个或两个方向上进行拉伸,从而制得其它的光学膜。美国专利第4,871,784号(Otonari等)是这种技术的一个例子。对聚合物进行了选择,使得分散相和周围的基质聚合物之间粘着性较低,使得在对膜进行拉伸的时候,每个包含物周围形成椭圆形的空隙。这些空隙的尺寸约为可见光的波长。这些"微空隙"膜中的空隙和聚合物之间的折射率失配通常很大(0.5),从而造成显著的漫反射。但是,因为界面的几何结构变化,微空隙材料的光学性质难以控制,不可能制得具有相对匹配的折射率的膜轴,所述膜轴对于偏振-敏感的光学性质是很有用的。另外,通过施加热量和压力,可以使这些材料中的空隙很容易地崩溃。通过美国专利第5,751,388,5,999,239,和6,310,671号(Larson)描述了偏振敏感性散射元件(PSSE)。此处,PSSE是具有不同双折射的材料区域的微结构复合体,其中PSSE透射大部分沿一个光轴偏振的光,同时随机地往回散射大部分沿第二光轴偏振的光。人们制备了一些光学膜,其中分散相确定性地以有序的图案设置在连续基质中。美国专利第5,217,794号(Schrenk)是这种技术的一个例子。此处,揭示了一种薄层状聚合物膜,其由聚合物包含物制成,所述包含物与两个轴上的波长相比是较大的,分散在另一种聚合物材料的连续基质中。沿着所述层叠体的一个或多个轴,所述分散相的折射率显著不同于连续相的折射率,沿着另一个轴,其折合率较好地匹配。因为分散相的有序性,这种膜具有很强的彩虹色(即基于干涉的角度依赖性显色),例如它们基本是反射性的。因此,这些膜在需要光漫射的光学应用中受到限制。因此,人们仍然需要能够避免以上现有技术的缺陷的包含具有连续相和分散相的膜的改进的漫反射偏振器。该改进的反射偏振器应具有较为廉价的无定形材料(而不是晶态或半晶态)组成的连续相(主要相),以将浊度最小化,使得沿材料的三维轴的两相之间的折射率失配可以方便而永久性地受到控制,以达到所需程度的漫反射和镜面反射以及透射。还希望所述膜相对于应力、应变、温差、水分以及电场和磁场保持稳定,所述膜的虹色不显著。通过下文所述的本发明满足了这些需要和其他的需要。
发明内容一种漫反射偏振器,其包括第一聚合物和第二聚合物;所述第一聚合物形成连续相并且是无定形的,其双折射小于0.02,第二聚合物形成分散相,其折射率沿第一轴与连续相折射率的差值大于0.05,沿垂直于所述第一轴的第二轴的所述差值小于0.05;对于电磁辐射的至少一种偏振态,所述第一聚合物和第二聚合物沿至少一个轴的总漫反射率至少为50%。本发明还提供了一种制备所述偏振器的方法以及所述偏振器在液晶显示器中的应用。图1是根据本发明制造的漫反射偏振器的透视示意图,其中所述偏振器包括芯层,所述芯层包含高度双折射的分散相以及接近光学各向同性或完全光学各向同性的连续相,所述芯层被设置在两个外部(保护)层之间;图2是图1所示的漫反射偏振器的透视示意图,图中去掉了两个保护层;图3是具有由不同于连续相材料和分散相材料的材料所形成的两个保护层的漫反射偏振器的透视示意图。具体实施方式定义术语"镜面反射率"、"镜面反射性"或"镜面反射能力"Rs表示进入以镜面反射角为中心、顶角为16度的出射圆锥内的光线的反射率。术语"漫反射率"、"漫反射性"或"漫反射能力"Rd表示位于上述圆锥以外的反射光。术语"总反射率"、"总反射性"或"总反射能力"Rt表示从表面反射的所有光的总和。因此,总反射是镜面反射与漫反射之和。类似地,术语"镜面透射率"和"镜面透射性"Ts在本文中表示进入以镜面方向为中心、顶角为16度的圆锥内的透射光线。术语"漫透射率"和"漫透射性"Td表示上述镜面圆锥以外的所有光线的透射率。术语"总透射性"或"总透射率"Tt表示通过光学主体的所有光线的总透射率。因此,总透射是镜面透射与漫透射之和。一般来说,各个漫反射偏振器用以下性质表征沿电磁辐射的一种偏振态的第一轴,漫反射率Rld,镜面反射率Rls,总反射率Rlt,满透射率Tld,镜面透射率Tls,以及总透射率Tlt;沿电磁辐射的另一种偏振态第二轴,漫反射率R2d,镜面反射率R2s,总反射率R2t,满透射率T2d,镜面透射率T^,以及总透射率T2t。所述第一轴和第二轴互相垂直,各自垂直于所述漫反射偏振器的厚度方向。不失一般性,对所述第一轴和第二轴进行选择,使得沿第一轴的总反射率大于沿第二轴的总反射率(即Rlt>R2t),沿第一轴的总透射率小于沿第二轴的总透射率(即Tlt<T2t)。在本文中,漫反射率、镜面反射率、总反射率、漫透射率、镜面透射率、总透射率总体上含义与美国专利第5,783,120和5,825,543号相同。品质因数(FOM)根据本发明制备的漫反射偏振器都满足以下公式Rld>Rls公式(l)FOM三IV(1—0.5(Rlt+R2t))>1.35公式(2)公式(l)表示本发明的反射性偏振器的漫反射大于镜面反射。注意,栅网偏振器(例如购自美国犹他州奥勒姆市的默克斯特克有限公司(Moxtek,Inc.,Orem,Utah)的那些),基于多层干涉的偏振器,例如购自美国明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3M,St.Paul,Minn)的VikuitiTM双重亮度提高膜,或者基于胆甾型液晶的反射性偏振器的镜面反射大于漫反射。公式(3)定义了漫反射偏振器的品质因数FOM=T2t/(l—0.5(Rlt+R2t)),该公式表明品质因数FOM大于1.35。对于偏振再循环,重要的是总反射和总透射,因此仅使用总反射和总透射来计算FOM,用来对不同的反射性偏振器进行评级。品质因数显示了反射性偏振器和吸收性偏振器(例如用于LCD的后偏振器)的总光通量,基本上与美国专利申请公开第2006/0061862号的公式(l)相同71=-^-该文献中的LCD系统使用漫反射器或等价的装置进行光的再循环。注意R表示循环反射膜的反射率,或者表示与各种光的再循环相关的效率。在理想的情况下,R=l,这意味着光的再循环中没有光损失。当R小于1的时候,在光再循环光路中有一些光损失。还应注意可以使用品质因数的其它形式,但是,反射性偏振器的相对等级仍保持相同。出于对反射性偏振器的性能进行量化和评级的目的,本申请使用FOM=T2t/(1—0.5(Rlt+R2t))。消光系数TVTu或Ru/R2t可能不适合用来描述反射性偏振器,因为具有较高的T2t/Tu或R,t/R2t的反射性偏振器可能不一定比具有较低消光系数的反射性偏振器性能更好。对于理想的常规吸收性偏振器,T2t=l,Rlt=R2t=0,因此FOM=l。对于理想的反射性偏振器,T2t=l,Rlt=l,且R2t=0,所以FOM=2。如美国专利申请第5,783,120和5,825,543号的实施例6、8、10所述的漫反射偏振器包含sPS作为主要相,其FONK1.27,这并不能令人满意。如下文所述,根据本发明的漫反射偏振器的FOM大于1.35,更优选大于1.5。尽管美国专利第5,783,120和5,825,543号中揭示的一些漫反射偏振器的FOM大于1.35,但是它们是由双折射大于0.05的连续相以及具有较小双折射的分散相组成的。无定形和半晶态聚合物当一种聚合物在从低于其玻璃化转变温度(Tg)到Tg+25(TC的温度范围内进行差示扫描量热法(DSC)测试的过程中不会发生结晶(放热)或熔化(吸热)峰时,则称该聚合物是无定形的。相反地,如果在DSC测试中记录下这样的峰,则该聚合物材料是半晶态的。DSC测试是本领域技术人员众所周知的。在本发明中,半晶态聚合物不能良好地适用于连续相,因为其倾向于在高温下进行拉伸的过程中发生热结晶化,从而产生不希望有的程度的浊度。非混溶性和相容性聚合物混合物当在熔融状态下混合在一起的时候热力学不相容的聚合物均被称为非混溶性的。这些聚合物将分离成具有粗糙形貌的不同的相,形成不均一的混合物,每个相保持聚合物组分的独特特性且相之间的粘着性较差。另一方面,相容性混合物具有精细的相形貌,并且所述混合物的聚合物之间具有良好的粘合性。双折射,弱双折射,以及接近光学各向同性数值(nx-ny)被称为面内双折射,Anin,其中nx和ny是x方向和y方向的折射率;x为x-y平面内最大折射率的方向,y方向垂直于x方向;x-y平面平行于该层的表面;d是该层沿z方向的厚度。Ani。的数值通常在人=550nm的波长下给出。数值[nz—(nx+ny)/2]被称为面外双折射,Anth,其中nz是z方向的折射率。如果nz>(nx+ny)/2,Anth为正值(正双折射),如果nz<(nx+ny)/2,Anth是负值(负双折射)。Anth的值通常在人=550nm的波长下给出。在本文中,"接近光学各向同性"或"弱双折射"表示在拉伸之后材料的双折射小于0.02。本发明涉及包括连续相和分散相的漫反射偏振器,所述连续相接近各向同性,下面结合附图描述了这样的漫反射偏振器的制备方法。本发明的漫反射偏振器有效地用于LCD之类的显示器装置中,用来提高光效率。下面来看图1,本发明的漫反射偏振器30包括膜10,其包含非混溶性混合物,该混合物包含第一聚合物相14和第二聚合物相12,所述第一聚合物相14是无定形的连续相,其双折射小于0.02,所述第二聚合物相12是分散相且通常是半晶态的,所述分散相12的折射率沿第一轴与所述连续相14的折射率相差大于0.05,沿垂直于所述第一轴的第二轴与连续相14的折射率相差小于0.05;所述第一相和第二相沿至少一个轴对电磁辐射的至少一种偏振态的漫反射率总和至少为50%。任选地,所述偏振器30可以包括另外的层(例如图1中显示了保护层或"外皮"层20A和20B),这些另外的层可以用来促进多层膜的拉伸,或者用来改进反射性偏振器的一种或多种物理性质、化学性质或热学性质,或者用来提供对芯层的物理保护。以膜10中的材料总和为基准,所述连续相的浓度至少为50重量%,分散相的浓度小于50重量%。优选连续相至少为60重量%,分散相小于40重量%。作为连续相的第一聚合物相可以包含单独的聚合物或者两种或更多种混溶性聚合物。作为分散相的第二聚合物相可以包含单独的聚合物或者两种或更多种混溶性聚合物。通常,所述两相各自仅含单独的聚合物。但是可以在任意的相中有效地使用两种或更多种可混溶聚合物的混合物,以使各种性质最优化或者获得改良,所述性质包括例如熔体粘度、Tg、物理性质、热学性质、折射率等。所述一种或多种包含连续相的聚合物是无定形的、透明的且弱双折射的。所述一种或多种包含分散相的聚合物是半晶态的、透明的且高度双折射。通过以下方式可以得到小的双折射数值选择具有低应力-光学系数的聚合物以及/或者在远高于包含连续相的聚合物的玻璃化转变温度的温度(Ts)处对该膜进行拉伸,T一Tg,3()Gc(其中Tgj是连续相的Tg),使得光学取向能够足够地缓和,将面内双折射减小到小于0.02,优选小于O.Ol,更优选小于0.005,所述材料在拉伸之后就固化。用于连续相中的聚合物的例子包括环烯烃聚合物、丙烯酸类聚合物、苯乙烯聚合物、共聚酯以及其它无定形聚合物。具体来说,非限制性的例子包括环状烯烃共聚物,例如Topas⑧聚合物(购自托帕斯高等聚合物公司(TopasAdvancedPolymersGmbH))和Apel⑧聚合物(购自米崔化学有限公司(MitsuiChemicalsInc.)),PMMA和聚(MMA-共聚-苯乙烯),以及无定形共聚酯,例如PETG6763,SAIOO,SA115,以及PCTG5445(购自伊斯特曼化学公司(EastmanChemical))。特别优选的聚合物是包含一种或多种降冰片烯单元的环状烯烃共聚物,例如美国专利第5,833,878号的通式I-V中揭示的那些。这些环状烯烃共聚物(COC)很明显是类似玻璃的有机材料。COC材料在可见光区域内的光透射率为91%。除了它们的高透射率和高阿贝数值(58)以外,COC树脂具有非常低的浊度和黄度,从而确保了散射或吸收造成的光损失最小。作为具有低的光学各向异性的无定形聚合物,它们本身还具有固有的低双折射和极低的应力-光学系数,与PMMA—样低,甚至低于PMMA,使得它们能够在负荷下保持低的双折射。可以得到具有最高170'C(338。F)的热偏差温度的COC树脂,使其能够耐受很高温度的短时间受执oCOC树脂提供极佳的湿气控制。其大致是高密度聚乙烯(HDPE)的水分阻挡能力的两倍,是低密度聚乙烯(LDPE)的水分阻挡能力的五倍。COC树脂是环境友好的,可以很容易地进行处理。在燃烧的时候,COC树脂不会生成有毒气体,仅会生成水和二氧化碳。通过以下方式得到高的双折射使用具有较高应力-光学系数的材料,在温度Ts下拉伸该膜,使得Tg,2<T^Tg,2+3(^C(其中Tg,2是分散相的Tg)。适用于分散相的聚合物的例子包括聚酯、聚酰胺和聚酯酰胺,以及其它种类的半晶态聚合物。具体的非限制性例子包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET),聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN),以及包含环己基二亚甲基部分的聚酯。在本发明的一个实施方式中,连续相和分散相中的至少一种包含相容性聚酯混合物,以及基本抑制酯交换反应的组分。所述聚酯混合物可以包含一种或多种聚酯,或者至少一种聚酯和一种聚碳酸酯。酯交换反应抑制剂是聚合物加工工业众所周知的,通常包括磷化合物。适用于本发明的酯交换抑制剂包括有机亚磷酸酯(organophosphite),例如三苯基亚磷酸酯,二(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,二正十八垸基亚磷酸酯,三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯,三(单壬基苯基)亚磷酸酯,三甲基亚磷酸酯,三乙基亚磷酸酯等。本发明的漫反射偏振器可以与一种或多种显示器装置(例如LCD)中通常使用的其它光学膜结合使用,这些膜包括提供以下功能的膜防反射、环境光抑制、增强照明、光准直、光定向、光漫射、光扩展、视角提高、偏振等。本发明的漫反射偏振器通过多步法制造。首先,包括第一连续相和第二分散相在内的所有组分按所需的组成方式一起进行干混合。所述混合可以包括另外的熔融混合步骤,包括使用双螺杆挤出机或晶态混合器。然后将所述混合物加入挤出机中,然后通过片材模头或多支管模头浇铸在一叠辊和砑光机上。浇铸的片材必须进行拉伸步骤,以将所需的双折射引入膜的分散相中。在所有的情况下,首先将片材加热至温度Ts,使得Tg,^T^Tg,2+3(^C,然后沿加工方向或与加工方向横切的方向,或者沿这两种方向单轴拉伸,在分散相中产生所需水平的面内双折射。因此,所述拉伸温度必须满足以下条件Tg'i<TsTg,2<Ts<Tg,2+300C(其中Tg,,和Tg,2分别是第一(连续)相和第二(分散)相的Tg)如果连续相具有高应力-光学系数,则T3-Tg,户3(^C,即温度间隔必须较大以使得连续相具有低的双折射(即拉伸和固化之后,连续相的双折射小于0.02)。常规的伸长比或拉伸比为3倍至7倍,但是也可考虑更宽的拉伸比范围。可以使用本领域技术人员已知的很多种方法进行拉伸。在一些情况下,可以在拉伸过程中限制拉伸膜的变圆,但是优选进行不受限制的拉伸。与美国专利第5,783,120和5,825,543号的方法相比,本发明提供了不受限于现有技术定义的多种选择和材料,可能能够得到较低的成本和优良的光学性能。拉伸之后,本发明的反射性偏振器的总厚度是25-1000微米。通常,总厚度为100-500微米,以达到所需程度的偏振再循环和尺寸稳定性。如上所述,在本发明的一个实施方式中,制得的反射性偏振器30在膜10的每一侧具有保护层20A和20B,见图1。所述保护层与膜IO被共同挤出并被共同拉伸,其中的材料可能与分散相的组成类似,可能相同。最后所述拉伸的片材被冷却,巻成巻。所述保护层20A和20B可以永久性地保持在膜10上,或者在将反射性偏振器组装在LC显示器中之前的某一时间被剥掉。图2中显示了保护层的剥落,要求它们通过弱粘着力附着于膜10。通过添加合适的增容剂、聚合物表面活性剂、增塑剂和各种其它添加剂,就可以控制粘着力的水平。或者,可以如图4所示通过添加粘结层(tielayer)提高所述保护层和膜10之间的粘着性,图中层22A和22B表示设置在膜10以及相应的保护层21A和21B之间的粘结层。适用于所述粘结层的材料应当与用于膜10的连续聚合物相以及保护层21A和21B具有一定的亲合性和相容性。对于连续相包含环状烯烃共聚物、保护层包含聚酯的实施方式,合适的粘结层材料包括乙烯-乙酸乙烯酯聚合物和乙烯-丙烯酸酯聚合物。实施例根据本发明,通过以下方式制备漫反射偏振器对第一聚合物相和第二聚合物相的混合物进行挤出。将所述干燥组分混合物按所需的组成方式加入单螺杆挤出机。将所述混合物共挤出多支管模头,在包含所述相的非混溶性混合物膜的每一侧上具有保护层。离开模头之后,浇铸的片材通过一叠三个辊,其中包括一对砑光机辊以改进其表面质量。浇铸之后,总片材厚度约为800微米,保护层的总厚度约为总片材厚度的1/4。然后沿加工方向对所述三层浇铸片材进行拉伸,在双折射分散相中产生双折射。首先将所述片材加热到标称拉伸温度Ts,然后以单轴不受限制方式沿着加工方向拉伸3-5倍。当分散相是PET的时候,拉伸温度按90QC,95QC,98GC,101GC,104QC,和107°(:进行温度变化。当分散相是PEN的时候,拉伸温度按125QC,128QC,132QC,135QC,139QC和148Gc进行温度变化。对拉伸温度进行选择,使得满足Ts,2+30°C>Ts>Tg,2Ts>Tg"将拉伸的片材冷却,剥掉保护层,得到最终的漫反射偏振膜。然后对取向的样品进行切割,使用PerkinElmer650UV-VIS光谱仪测量。在550纳米处测量拉伸的膜样品的总透射率和反射率,基于公式3计算品质因数(FOM)。通过使用积分光度计俘获除了以镜面角度为中心、顶角为16度的出射圆锥以内的光线之外所有的反射光,来测量漫反射率。通过用测得的总反射率减去测得的漫反射率来确定镜面反射率。下表给出了拉伸的膜样品的全部材料、组成、拉伸条件和相应的FOM数值。表1:材2<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>连续相和分散相的双折射实施例1:纯连续相聚合物Topas8007,SB,Zylar631,PETG6763和PCTG5445与保护层PET或PEN被共挤出,在与包含连续相和分散相的混合物相同的条件下,即在相同的拉伸温度和拉伸比情况下进行拉伸。然后剥去外皮层。然后使用梅特里肯公司(MetriconCorporation)生产的MetriconPrismCoupler2010在633纳米的波长下测量纯无定形聚合物组成的各个芯层的折射率npara,n^p以及nz。折射率npara,nperp和Ilz分别等于平行于拉伸方向、垂直于拉伸方向以及沿片材厚度方向的折射率。所有的三个折射率npaM,nperp和&互相接近,任意两者的差异小于0.02,在大部分情况下差异小于0.005。然后使用梅特里肯公司(MetriconCorporation)生产的MetriconPrismCoupler2010在633纳米的波长下测量PET或PEN组成的外皮层的折射率npara,nperp以及nz。n,和nperp之差大于0.05。这组测量证明连续相(主要相)几乎是各向同性的,而分散相(次要相)是高度双折射的。这一结论使用购自J.A.沃兰姆公司(J.A.WoollamCo.)(美国内布拉斯加州,林肯市(Lincoln,Nebraska))的M-2000V分光椭偏仪进行双折射测量而得以证实。实施例2:70重量%的作为连续相聚合物的Zylar631、30重量%的作为分散聚合物的PEN、保护层PEN在125t:的温度下沿挤出膜的方向拉伸5倍。该样品的FOM值为1.66,总反射率为83%,漫反射率为71%,镜面反射率为12%(均在550nm测量)。实施例3:60重量%的作为连续相聚合物的PETG6763和40重量%的作为分散聚合物的PEN在132'C下沿挤出膜方向拉伸5倍。该样品的FOM值为1.43,总反射率为73%,漫反射率为62%,镜面反射率为11%(均在550nm测量)。实施例4:60重量n/。的作为连续相聚合物的PETG6763、40重量%作为分散聚合物的PEN以及0.032份/100份的作为稳定剂(酯交换抑制剂)加入的磷酸在129°<3的温度下沿着垂直于挤出膜方向的方向拉伸5倍。该样品的FOM值为1.37,总反射率为76%,漫反射率为61%,镜面反射率为15%(均在550nm测量)。实施例2-4证明本发明的反射率偏振器的反射率主要是漫反射率,满足漫反射率大于5Oe/。且FOM大于1.35的条件。分散相聚合物重量百分数的影响连续相聚合物Topas8007,分散聚合物Eastar7352,保护层Eastar7352:在95'C拉伸4倍,浸泡3分钟。表1-1<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>连续相聚合物T叩as8007,分散聚合物PET(Eastar7352),保护层PET,在98'C拉伸5倍,浸泡3分钟。表1-2<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>连续相聚合物SB,分散聚合物PEN,保护层PEN,在132'C拉伸4倍,浸泡3分钟。表1-3<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>连续相聚合物Zylar,分散聚合物PEN,保护层PEN,在128'C拉伸4倍,浸泡3分钟。表1-4<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>表1_1至显示当其它条件固定地时候,可以对合适的分散聚合物的重量百分数进行选择,易得漫反射偏振器的FOM大于1.30。合适的分散聚合物重量百分数范围为45和5%之间。拉伸比的影响70重量%的连续相聚合物Topas8007,30重量%的分散相聚合物PET,保护层PET,在95"C拉伸,3分钟浸泡时间。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>70重量%的连续相聚合物Topas8007,30重量%的分散相聚合物Eastar7352,保护层Eastar7352,在101。C拉伸,3分钟浸泡时间。表2-2<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>表2-1至2-2显示当其它条件固定的时候,可以对合适的拉伸比进行选择,使得漫反射偏振器的FOM大于1.30。合适的拉伸比至少为3倍,所需的拉伸比等于或大于5倍。拉伸温度的影响70重量。/。的连续相聚合物Topas8007,30重量%的分散相聚合物PET,保护层PET,拉伸4倍,3分钟浸泡时间。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>60重量%的连续相聚合物S/B,40重量%的分散相聚合物PEN,保护层PEN,拉伸4倍,3分钟浸泡时间。表3-2<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表3-1和3-2显示当其它条件固定的时候,可以对合适的拉伸温度进行选择,使得漫反射偏振器的FOM大于1.30。连续相聚合物及其浓度的影响实施例34-37:80重量%的连续相聚合物,20重量%的分散相聚合物PEN,保护层PEN,在125'C拉伸4倍,3分钟浸泡时间。实施例37:70重量%的连续相聚合物,30重量%的分散相聚合物,保护层PEN,在128'C拉伸4.5倍,3分钟浸泡时间。表4-l<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表4-1显示当其它条件固定的时候,连续相聚合物的选择对漫反射偏振器的FOM具有影响。漫透射反射性偏振器实施例38:70重量%的作为连续相聚合物的Zylar631,30重量%的PEN作为分散的聚合物,保护层PEN,在125'C的温度下拉伸5倍(在拉伸之前浸泡时间为3分钟)。该样品的FOM值为1.66,漫透射率为64%,镜面透射率为16%(均在550纳米测量)。因此,对于该样品,漫透射占总透射的80%,镜面透射仅占总透射的20%。外皮层的影响对于所有的样品5-15和22-30,对连接有PET外皮层和除去了PET外皮层的情况进行测量。没有外皮层的样品具有粗糙的表面。发现没有外皮层(粗糙表面)的样品的漫透射率约为45%,而连接有外皮层的相同样品的漫透射率约为10%。相对于具有外皮层的相同样品,不具有外皮层的样品的FOM略微减小。除了除去外皮层以外,其它制得粗糙的漫射表面的方法包括压纹或者其它方式对永久性外皮层进行表面图案化的方法,或者可以通过涂覆法或者层叠法将包含散射颗粒的层施涂在反射性偏振器表面上。尽管已经具体参照本发明的某些实施方式描述了本发明,但是应当理解可以在本发明的精神和范围之内进行改变和改良。本说明书中所描述的专利和其它公开文献的全部内容都参考全部结合入本文中。部件列表10非混溶混合物膜12分散相14连续相20A,20B保护层21A,21B保护层22A,22B粘结层30漫反射偏振器权利要求1.一种漫反射偏振器,其包括一个层,所述层包括第一聚合物,其是无定形的且具有小于约0.02的双折射;以及第二聚合物,所述第一聚合物是连续相,所述第二聚合物是分散相,分散相的折射率沿第一轴与所述连续相的折射率相差约大于0.05,沿与所述第一轴垂直的第二轴相差约小于0.05;对于电磁辐射的至少一种偏振态,所述第一聚合物和第二聚合物沿至少一个轴的总漫反射率至少约为50%。2.如权利要求l所述的漫反射偏振器,其特征在于,所述第一聚合物包括烯烃类聚合物。3.如权利要求l所述的漫反射偏振器,其特征在于,所述第一聚合物包括环状烯烃聚合物。4.如权利要求l所述的漫反射偏振器,其特征在于,所述第一聚合物是含降冰片烯的聚合物。5.如权利要求l所述的漫反射偏振器,其特征在于,所述第一或第二聚合物包含两种或更多种聚合物的相容性聚酯混合物;以及基本上抑制酯交换反应的组分。6.如权利要求l所述的漫反射偏振器,其特征在于,所述第二聚合物包括聚酯。7.—种漫反射偏振器,其包括一个层,所述层包含第一聚合物和第二聚合物,所述第一聚合物是无定形的且其双折射约小于0.01,所述第一聚合物是连续相,所述第二聚合物是分散相,其中所述第一和第二聚合物沿着电磁辐射的一种偏振态所对应的第一轴呈现出漫反射率Rld、镜面反射率Rls、总反射率R,t、漫透射率T,d、镜面透射率Tk以及总透射率Tu,并且沿着电磁辐射的另一种偏振态所对应的第二轴呈现出漫反射率R2d、镜面反射率R2s、总反射率R2t、漫透射率T2d、镜面透射率1^以及总透射率T2t,所述第一轴和第二轴互相正交,其中R!d大于Rls;且T2t/(l-0.5(Rlt+R2t))>1.3。8.如权利要求7所述的偏振器,其特征在于,T2d>T2s。9.一种通过对一个膜进行共挤出和拉伸而制得的漫反射偏振器,所述膜包含第一聚合物和第二聚合物,所述第一聚合物是无定形的且其双折射约小于0.01,所述第一聚合物是连续相,所述第二聚合物是分散相,其中所述第一和第二聚合物沿着电磁辐射的一种偏振态所对应的第一轴呈现出漫反射率Rw、镜面反射率R^、总反射率Rk、漫透射率Tid、镜面透射率Tk以及总透射率Tlt,并且沿着电磁辐射的另一种偏振态所对应的第二轴呈现出漫反射率R2d、镜面反射率R2s、总反射率R2t、漫透射率T2d、镜面透射率T2s以及总透射率T2t,所述第一轴和第二轴互相正交,其中对第一聚合物和第二聚合物的组成、Tg和折射率以及拉伸温度和拉伸比等参数进行选择,以满足以下关系式(1)R,d大于R!s;(2)T2t/(l—0,5(Rlt+R2t))>1.3。10.—种制备漫反射偏振器的方法,该方法包括以下步骤提供一种包含第一聚合物和第二聚合物的组合物,所述第一聚合物是无定形的且其双折射约小于0.01,所述第一聚合物是连续相,第二聚合物是分散相,其中与第二聚合物相比,所述第一聚合物的折射率可通过取向而进行调节的程度更小;按选定的温度范围和选定的拉伸比使所述组合物取向,直至所述组合物沿至少一个轴对电磁辐射的至少一种偏振的漫反射率约大于50%。11.一种显示器装置,包括如权利要求l所述的漫反射偏振器。全文摘要本发明提供了一种漫反射偏振器,其包括第一聚合物和第二聚合物,所述第一聚合物是无定形的且其双折射约小于0.02,所述第一聚合物是连续相,所述第二聚合物是分散相,所述分散相的折射率沿第一轴与连续相的折射率相差约大于0.05,沿与所述第一轴相正交的第二轴相差约小于0.05;所述第一聚合物和第二聚合物沿至少一个轴对于电磁辐射的至少一种偏振态的总漫反射率至少约为50%,所述第一聚合物和第二聚合物沿至少一个轴对于电磁辐射的至少一种偏振态的总漫透射率至少约为50%。文档编号G02B5/02GK101535848SQ200780028677公开日2009年9月16日申请日期2007年5月30日优先权日2006年6月5日发明者C·C·安德森,J·格林纳,T·M·兰尼,米向东申请人:罗门哈斯丹麦金融有限公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1