CN102156317A

CN102156317A - 一种制备反射偏振器的方法

Info

Publication number: CN102156317A
Application number: CN2010106249880A
Authority: CN
Inventors: J·格林纳; 周伟俊; 米向东
Original assignee: SKC Haas Display Films Co Ltd
Current assignee: SKC Hi Tech and Marketing Co Ltd
Priority date: 2009-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2011-08-17
Also published as: KR20110055471A; JP2011175236A; US20110115109A1; EP2330445A1; TW201140157A

Abstract

本发明提供一种制造漫反射偏振器的方法，包括：挤出和拉伸薄膜，所述薄膜具有低于0.02的双折射率的第一聚合物，该第一聚合物为显著地的无定形的纳米复合材料，和第二聚合物，第一聚合物为主相，第二聚合物为分散相，其中第一和第二聚合物沿着电磁辐射的偏振态第一轴呈现漫反射率R_1d，镜反射率R_1s，总反射率R_1t，漫射透射率T_1d，镜透射率T_1s，和总透射率T_1t，以及沿着另一电磁辐射偏振态的第二轴具有漫反射率R_2d，镜反射率R_2s，总反射率R_2t，漫射透射率T_2d，镜透射率T_2s，和总透射率T2t。所述的第一和第二轴为正交的，其中选择第一和第二聚合物的参数：组分、Tg和折射指数，以及拉伸温度和拉伸比，以满足等式：(3)R_1d大于R_1s；和(4)T_2t/(1-0.5(R_1t+R_2t))＞1.35。

Description

一种制备反射偏振器的方法

技术领域

本发明涉及一种制造包含膜的漫反射偏振器的方法，所述膜具有第一聚合物，以及分散在第一聚合物中的第二聚合物，所述第一聚合物为基本上无定形纳米复合且几乎各向同性的材料。

背景技术

反射偏振膜能够透射一种偏振态的光，并反射正交的偏振态光。它们可以用于LCD中，用来提高光效率。人们已经揭示了许多实现反射性偏振膜功能的膜，在它们之中漫反射偏振器更有吸引力，因为它们无需在LCD中使用漫射器，从而降低了LCD的复杂性。美国专利第5,783,120号讲述了一种漫反射片振膜，其包含含有非混溶性混合物的膜，该非混溶性混合物具有第一连续相(在本申请中也称为主相，即含量大于混合物的50重量％)以及第二分散相(在本申请中也称为次相，即含量小于混合物的50重量％)，其中所述第一相的双折射率至少为0.05。该膜通常通过拉伸而沿一个或多个方向取向。可以对膜的分散相颗粒的尺寸和形状、分散相的体积分数、膜的厚度、和取向的量进行选择，以使得所得到的膜对所需要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)作为主相和双折射相，以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(实施例1)或间同立构聚苯乙烯(sPS)(其它实施例)作为次相，只是在实施例6、8、10、42-29中有所不同，在这些实施例中使用PEN作为次相和使用sPS作为主相。在全部124个实施例中，主相都包括半结晶聚合物。

表1中的实施例6，8，10显示的总体透射率和反射率并不令人满意。通过FOM＝Tperp/(1-0.5*(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数据，根本没有进行讨论。

	sPS含量	Tperp	T_para	R_Perp	R_para	FOM
							6	0.75	80.2	58.4	19.4	40	1.14
8	0.75	76	41	23.8	55.6	1.26
							10	0.75	76.8	48.9	22.4	49.6	1.20

(美国专利第5,783,120的表1)

用不同特性的无机包含物填充的膜可以提供独特的光透射和反射性质。然而，通过填充各种无机包含物的聚合物制备的光学膜具有很多缺点。通常，无机颗粒和聚合物基质之间粘合性较差。因此，在整个基质施加应力或应变时，膜的光学性质会降低，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。此外，无机包含物的排列也需要多个处理步骤和考虑，使得制造变得复杂。

其他的薄膜，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。据报道这种材料拉伸后会发生液晶液滴扭曲，从球形扭曲成椭圆形，椭圆形的长轴平行于拉伸方向。

因此，人们仍然需要能够避免以上现有技术的缺陷的包含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该具有较为便宜的无定形材料作为主相，而不是结晶或半结晶的，以使浊度最小化，使得沿材料的三维轴延伸的两相之间的折射率失配可以方便而永久的受到控制，以达到所需程度的漫射度和镜面反射以及透射。还希望所述膜在面对压力，应变，温差，水汽和电、磁场时具有期望的稳定性，所述膜的虹色不显著。在美国专利第7,583,440号中就遇到了这些需求(′440专利)。然而，根据′440的专利，仅仅非常有限数量的原料可有效的用来制造漫反射偏振器。就这点而论，漫反射偏振器的光学性能可能由于调节光学性质的有限制的可能性而受到损害，特别是折射指数和双折射。因此，还需要一种改良的漫反射偏振器，其包括具有主相和分散相的薄膜，所述主相具有可控的折射指数以避免已知反射偏振器的限制。

发明内容

本发明提供一种制造漫反射偏振器的方法，包括：挤出和拉伸薄膜，所述薄膜具有低于0.02的双折射率的第一聚合物，该第一聚合物基本上是无定形的纳米复合材料，和第二聚合物，第一聚合物为主相，第二聚合物为分散的次相，其中第一和第二聚合物沿着电磁辐射的一个偏振态的第一轴呈现漫反射率R_1d，镜面反射率R_1s，总反射率R_1t，漫射透射率T_1d，镜面透射率(specular transmittance)T_1s，和总透射率T_1t，以及沿着电磁辐射的另一偏振态的第二轴具有漫反射率R_2d，镜面反射率R_2s，总反射率R_2t，漫射透射率T_2d，镜面透射率T_2s，和总透射率T_2t。所述的第一和第二轴为正交的，其中选择组合物的参数：第一和第二聚合物的Tg和折射指数，以及拉伸温度和拉伸比，以满足等式：

(1)R_1d大于R_1s；和

(2)T_2t/(1-0.5(R_1t+R_2t))＞1.35.

本发明进一步提供了制造一种漫反射偏振器的方法，包括：提供组合物，该组合物包含第一聚合物和第二聚合物，第一聚合物为具有低于约0.02双折射率的环状嵌段共聚物，第一聚合物为主相，第二聚合物为分散的次相，其中第一聚合物比第二聚合物的折射率不易被取向调节；在选定温度范围和拉伸比条件下拉伸组合物直到组合物的沿着至少一个轴对电磁辐射的至少一种偏振态的漫反射率大于约50％。

附图说明

图1是根据本发明的漫反射偏振器的透视示意图，其中所述偏振器具有芯层，所述芯层包含高度双折射的分散的次相和几乎或完全光学各向同性的主相，所述芯层被设置在两个外部(保护)层之间。

图2是漫反射偏振器层的截面示意图，其包括第一聚合物纳米复合材料的主相和分散其中的第二聚合物次相，所述纳米复合材料主相包含连续的无定形相和分散在其中的纳米尺度区域。

图3是图1中显示的已经移除了两个保护层的漫反射偏振器的透视示意图；和

图4是具有两个保护层的漫反射偏振器的透视示意图，其中形成所述保护层的材料既不是主相材料也不是分散次相材料。

具体实施方式

定义：

术语″镜面反射率″、″镜面反射″、或″镜面反射比″Rs表示进入以镜面反射角为中心，顶角16度出射的圆锥体的光线反射率。术语″漫反射率″、″漫反射″或″漫反射比″R_d表示位于上述反射圆锥以外的反射光。术语″总反射率″，″总反射比″，或″总反射″R_t表示从表面反射的所有光的总和。因此，总反射是镜面和漫反射之和。

类似地，术语″镜面透射″和″镜面透射比″T_s在本文中表示进入顶角16度以镜面方向为中心的出射圆锥体的透射光线。术语″漫透射(diffuse transmission)″和″漫透射比(diffuse transmittance)″T_d表示上述反射圆锥以外所有光线的透射率。术语″总透射率″或″总透射比″T_t表示通过光学体的所有光线的总透射率。因此，总透射率是镜面透射与漫透射之和。一般说来，各漫反射偏振器用以下性质表征：沿着电磁辐射的一个偏振态的第一轴的漫反射率R_1d，镜面反射率R_1s，总反射率R_1t，漫透射率T_1d，镜面透射率T_1s，和总透射率T_1t；沿电磁辐射的另一个偏振态的第二轴的漫反射率R_2d，镜面反射率R_2s，总反射率R_2t，漫透射率T_2d，镜面透射率T_2s，和总透射率T_2t。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着第二轴的总反射率(即，R_1t＞R_2t)，沿第一轴的总透射率小于沿第二轴的总透射率(即T_1t＜T_2t)。

在本申请中，漫反射率、镜面反射率、总反射率、漫透射率、镜面透射率和总透射率通常具有与美国专利第5,783,120号中所定义的相同含义。

品质因数(FOM)

根据本发明的漫反射偏振器都满足以下公式

R_1d＞R_1s 公式(1)

FOM≡T_2t/(1-0.5(R_1t+R_2t))＞1.35 公式(2)

公式(1)表示本发明的反射偏振器的漫反射大于镜面反射。而目前的网偏振器(wire grid polarizer)(例如，购自Moxtek公司，Orem，Utah)，基于多层干涉的偏振器，例如来自3M，，St.Paul，Minn的Vikuiti^TM双重亮度增强膜，或胆甾醇型液晶基反射偏振器的镜面反射都大于漫反射。

公式(2)定义了漫反射偏振器的品质因数(figure of merit)。该公式表明如果薄膜的品质因数FOM大于1.35则被定义为反射偏振器。对于偏振循环(recycling)，重要的是总反射和总透射，因此仅使用了总反射和总透射来计算 FOM，用来对不同的反射偏振器进行评级。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，基本上与用于LCD***的公式(1)T1＝T_p/(1-0.5(Rs+Rp)R)相同，其中LCD***使用漫反射器或等价的装置进行光的循环。人们注意到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。在理想情况下，R等于1，其是指光的循环中没有光的损失，当R小于1的时候，在光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他形式，但是，反射性偏振器的相对等级仍然保持相同。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≡T_2t/(1-0.5(R_1t+R_2t))。消光系数T_2t/T_1t或R_1t/R_2t可能不适合用来描述反射性偏振器，因为具有较高的T_2t/T_1t或R_1t/R_2t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偏振器，T_2t＝1，R_1t＝R_2t＝0，因此FOM＝1。对于理想的反射性偏振器，T_2t＝1，R_1t＝1，且R_2t＝0，因此FOM＝2。例如美国专利申请号5,783,120的实施例6，8，10所述的漫反射偏振器具有sPS作为主相，其FOM＜1.27，这并不能令人满意。

通过调节第一和第二聚合物的光学性质，根据本发明的漫反射偏振器可以具有大于1.35，更优选大于1.5的FOM值。尽管在美国专利第5,783,120号中揭示的一些漫反射偏振器具有大于1.35的品质因数，但它们是由双折射率大于0.05的主相和具有更低双折射率的分散相组成。

无定形和半结晶聚合物

当一种聚合物在从低于其玻璃化转变温度(Tg)到Tg+300℃的温度范围内进行差式扫描热量法(DSC)的过程中不会产生结晶(放热)或者熔融(吸热)峰时，则称该聚合物是无定形的。相反的，如果在DSC测试中记录了这样的峰，则该聚合物材料是半结晶的。DSC测试是本领域技术人员众所周知的。

基本上无定形的纳米复合材料

整个本申请中使用了基本上无定形纳米复合材料，基本上无定形纳米复合材料是指双或多相的非结晶材料，其包含至少一个前文定义的连续无定形相和至少一种附加相，所述附加相被分散到连续无定形相中的小的区域内，该区域具有在至少一种尺寸小于所述光的波长的特征尺寸，即，纳米尺度区域，这样可以使得这些区域不促进光通过该材料的散射，但是能够调节材料有效的光学性能(折射率和双折射率)。所述纳米尺度分散材料可以是无定形或结晶性的，有机或无机的。这些区域可以是球状或非球状的。

在本发明中，半结晶聚合物不是很适合用作漫反射膜的主相，因为在高温拉伸时它倾向于热结晶并因此产生不希望的浊度。这个问题在专利′440中曾出现过，其提议采用无定形聚合物作为主相。与专利′440不同，本发明中的主相包括基本上无定形的纳米复合材料，而不是纯无定形材料。这种方法通过散射较好的控制了在漫反射膜中主相的光学性质，并且不损失透光率。

非混溶的和相容性的聚合物混合物

当在熔融状态下混合在一起的时候，热动力学不相容的聚合物均被称为非混溶的。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性且相之间的粘着性较差。另一个方面，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。

主、次、连续、不连续和分散的相

主和次相是在混合物中具有不同重量分数的热动力学独特的相。主相具有大于50％的重量份数，次相具有低于50％的重量份数。类似地，混合物中的连续相为体积分数大于50％的热动力学上独特的相以及混合物中的不连续相为体积分数低于50％的热动力学独特(distinct)的相。分散相是次相或体积分数低于50％的相。

双折射率、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Δn_in，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方向为垂直于x方向的方向；x-y平面平行于该层的表面；d是该层沿z方向的厚度。Δn_in的数值通常在λ＝550nm的波长下给出。

数值[nz-(nx+ny)/2]被称为面外双折射Δn_th，其中nz是z方向的折射率。如果nz＞(nx+ny)/2，Δn_th为正值(正双折射)，如果nz＜(nx+ny)/2，Δn_th为负值(负双折射)。Δn_th的值通常在λ＝550nm的波长下给出。

在本申请中，″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。

本发明涉及包括第一聚合物和第二聚合物的漫反射偏振器，以及下面结合附图描述的这种漫反射偏振器的制造方法，其中第一聚合物为基本上无定形的纳米复合材料并形成主相，和第二聚合物形成次相，主相为接近各向同性。本发明的漫反射偏振器有效地被用于LCD之类的显示器装置中，用来提高光效率。

参见图1和2，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，该非混溶性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为主相且是双折射率低于约0.02的基本上无定形纳米复合材料，和第二聚合物相分散在第一聚合物主相中。第一聚合物主相14为纳米复合材料，其进一步包括无定形连续相15和附加相，其中该附加相分散在连续相15中的纳米尺寸区域16中。分散的区域16具有在至少一个维度小于光的波长的特征尺寸，以致于这些区域不会促进光通过第一聚合物主相14进行散射。然而，它们可以调节第一聚合物主相14的有效折射率。这些区域不按比例的在图2中绘出。第二聚合物通常但不唯一的为半结晶，分散的次相12的折射率与主相14沿第一轴相差大于约0.05，沿垂直于所述第一轴的所述第二轴与连续相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个偏振态的漫反射率综合至少约为50％。一般来说，该纳米尺寸区域16的尺寸在一个维度上比次相12小至少10倍(at least 10times smaller than)。

任选，漫反射偏振器30可包括附加层(保护层或″外皮″层20A和20B，如图1中所例示)，该附加层可以是用来促进多相复合膜的拉伸，或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。

基于膜10中所有材料总量计，主相的浓度为至少51wt％，分散次相的浓度为低于50wt％。优选该主相是至少60wt％和分散次相低于40wt％。

第一聚合物主相除了分散的纳米尺寸区域外，包含单个的聚合物或者两种或更多种混溶性聚合物。作为分散次相的第二聚合物相也可以包含单个聚合物或两种或多种混溶性聚合物。通常，所述两相各自仅含有单个的聚合物。但是可以在任意的相中有效地使用两种或更多种混溶性聚合物的混合物，以使各项性质最优化或获得改良，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主相的聚合物是基本上无定形的、纳米复合的、透射性的且弱双折射。所述的包括分散次相的一种或多种聚合物是透射性的和高度双折射的，并且通常但不唯一的为半结晶的。第一聚合物的低双折射率值通过选择具有极低应力-光学系数的聚合物来实现，或通过分散能降低基质应力-光学系数的纳米尺寸材料和/或在远大于包含主相的聚合物的玻璃化转变温度的温度(T_s)下对膜进行拉伸，T_s＞T_g，1+30℃(其中T_g，1是主相的玻璃化转变温度)，使得分子取向能够足够松弛，将面内双折射减小到小于0.02，优选小于0.01，和更优选在0.005以下，该材料在拉伸后凝固。用于基本上无定形的纳米复合材料主相的例子包括环状嵌段共聚物(CBC)，其是通过基本上完全氢化的阴离子聚合的乙烯基芳香族-共轭二烯嵌段共聚物并使用多孔二氧化硅为载体的金属非均相催化剂制备的。

在氢化前，所述乙烯基芳族/共轭二烯嵌段共聚物可具有任何已知的结构，包括特定的(distinct)嵌段，锥形嵌段，和辐射状嵌段。特定的嵌段结构包括优选乙烯基芳香族嵌段和共轭二烯嵌段所交替得到的产物，尤其优选这类嵌段结构是在各种情况下用乙烯基芳香族封端得到的三嵌段共聚物或五嵌段共聚物。五嵌段共聚物是特别优选的嵌段共聚物。乙烯基芳香族嵌段可具有相同或不同的分子量。类似地，共轭二烯嵌段也可以具有相同或不同的分子量。

典型的乙烯基芳族单体包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯的全部异构体(尤其是对乙烯基甲苯)，乙基苯乙烯的全部异构体，丙基苯乙烯，丁基苯乙烯，乙烯基联苯，乙烯基萘，乙烯基蒽等，或它们的混合物。嵌段共聚物在每个乙烯基芳族嵌段中可以含有一种或多于一种的聚合的乙烯基芳族单体。所述乙烯基芳族嵌段优选包括苯乙烯，更优选基本上由苯乙烯组成，和再更优选由苯乙烯组成。

共轭二烯嵌段可包括任何具有两个共轭双键的单体。非限定性例举的共轭二烯单体包括丁二烯、2-甲基-1，3-丁二烯、2-甲基1，3-戊二烯、异戊二烯，或它们的混合物。就如同乙烯基芳香族嵌段一样，嵌段共聚物可以含有一种(例如，丁二烯或异戊二烯)或多于一种(例如，丁二烯和异戊二烯两者)的单体。在氢化前，嵌段共聚物中优选的共轭二烯嵌段包括聚丁二烯嵌段、聚异戊二烯嵌段或聚丁二烯/聚异戊二烯混合嵌段。在氢化前，当嵌段共聚物可以包括一个聚丁二烯嵌段和一个聚异戊二烯嵌段时，优选的结果是所述嵌段共聚物在氢化前仅具有聚丁二烯嵌段或仅具有聚异戊二烯嵌段的共轭二烯嵌段。优选单个的二烯系单体主要是源于制造的便利性。在两种情况下，都可以通过控制二烯掺入聚合物骨架的微观结构以获得基本上或完全无定形的CBC聚合物。

例举性的优选的乙烯基芳族/共轭二烯嵌段共聚物是其中每个乙烯基芳族嵌段包括苯乙烯(S)和每个共轭二烯嵌段包括丁二烯(B)或异戊二烯(I)的SBS和SIS三嵌段共聚物和SBSBS和SISIS五嵌段共聚物。尽管嵌段共聚物可以是三嵌段共聚物，或更优选五嵌段共聚物，根据需要，所述嵌段共聚物可以是多嵌段的，其具有一种或多种其他的乙烯基芳族聚合物嵌段，一种或多种其他的共轭二烯聚合物嵌段或既具有一种或多种其他的乙烯基芳族聚合物又具有一种或多种其他的共轭二烯聚合物嵌段，或星型嵌段共聚物(例如，通过偶合得到的嵌段聚合物)。如果需要的话，可使用两种嵌段共聚物的共混物(例如，两种三嵌段共聚物，两种五嵌段共聚物或一种三嵌段共聚物和一种五嵌段共聚物)。在一个嵌段中也可以同时使用两个不同的二烯系单体，这样将可以提供一种如下的结构，例如，SIBS。这些嵌段聚合物代表性的结构仅作为非限制的说明，在本发明的实施方案中可以用作第一聚合物。

″基本上完全氢化的″是指在氢化前存在于乙烯基芳族嵌段中的双键的至少95％被氢化或饱和并且在氢化前存在于二烯嵌段中的双键的至少97％被氢化或饱和。通过改变嵌段的相对长度，总的分子量，嵌段结构(例如，二嵌段、三嵌段、五嵌段、多臂辐射嵌段等)和工艺条件，可以从嵌段共聚物中得到各种形式的纳米结构形态并因此改变主要相的光学性质。特定的非限定性例子包括片状形态，双连续螺旋(gyroid)形态、圆柱形态、和球形等。嵌段共聚物的形态和微相分离行为是熟知并已经发现的，例如参见伊恩·哈母雷编的《嵌段共聚物的物理性质》(The Physics of Block Copolymers By Ian Hamley)，牛津大学出版社(Oxford University Press)，1998年。特别优选那些氢化前具有55％-88wt％的苯乙烯和20-45wt％的共轭二烯的CBC聚合物。

基本上无定形纳米复合材料的另一个例子为无定形的，高透射的混有良好分散的无机纳米尺寸颗粒的聚合物。

在主相中的CBC聚合物可以与具有一个嵌段的非嵌段聚合物或共聚物混合。非嵌段聚合物和共聚物的例子包括但并不仅限于氢化的乙烯基芳族均聚物或无规共聚物、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、丙烯酸聚合物、丙烯酸共聚物或它们的混合物。当所述非嵌段聚合物或共聚物与CBC材料混合时，可以和嵌段共聚物的一个相混溶，和从其中分离。

COC和COP作为与本发明的主相可混溶的混合组分是特别令人感兴趣的。这些环烯烃材料是很明显的玻璃状的有机材料。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值(58)以外，COC树脂具有极低的浊度与黄度，从而确保光散射或吸收造成的光损失最小。作为具有低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率和极低的应力-光学系数，与PMMA一样低，甚至低于PMMA，使得它们能够在填充(load)下仍保持低的双折射率。COC树脂的热挠曲温度等级高达170℃(338°F)，使得其能够耐受很高温度的短期加热。COC树脂提供了优异的湿气控制。它具有大概高密度聚乙烯(HDPE)两倍的水汽阻挡性和低密度聚乙烯(LDPE)五倍的水汽阻挡性。COC树脂是环境友好的，可以容易地进行处理。在燃烧时，COC树脂不会生成有毒气体，只会生成水和二氧化碳。

在次相中通过以下方式得到高的双折射率：用具有比较高的应力-光学系数的材料，在温度T_s下拉伸该膜，使得：T_g，2＜T_s＜T_g，2+30℃(其中T_g，2是分散次相的T_g)。适用于聚合物次要相的例子包括但不仅限于聚酯、聚酰胺、和聚酯-酰安和其他类别的半结晶聚合物。特定的非限制性的例子包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)和包含环己基二亚甲基结构的聚酯。

在本发明的一个实施方案中，次分散相包括相容性聚酯混合物，以及充分(substantially)抑制酯交换反应的组分。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聚碳酸酯。酯交换反应抑制剂是聚合物加工工业所众所周知的，通常包括磷化合物。适用于本发明的酯交换抑制剂包括但不限于有机亚磷酸酯如亚磷酸三苯酯，双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯，二正十八烷基亚磷酸酯，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。

本发明的的漫反射偏振器可以用于一种或多种显示器装置例如LCD中，通常与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，包括第一主相和第二分散相的所有组分按所需组成方式一起进行干燥混合。混合可以包括额外的使用双螺杆挤出机或静态混合器的熔融混合阶段。然后将所述混合物加入挤出机中，然后通过片材模头或多歧管模头浇铸(cast)在叠辊和砑光机上。浇铸的片材必须进行拉伸步骤，以将所需的双折射率引入到膜的分散次相。所述拉伸是为了使组合物取向，可以直接在片材的挤出后进行，或在独立的步骤中进行。两种情况下片材首先都会被加热到温度Ts，使得T_g，2＜Ts＜T_g，2+30℃，然后沿着加工方向或者与加工方向横切的方向，或者沿着这两个方向单轴拉伸，在分散相中产生所需水品的面内反射率。因此，拉伸温度必须满足以下条件：

T_g，1＜T_s

T_g，2＜T_s＜T_g，2+30℃

其中T_g，1为基本上无定形纳米复合材料主相的玻璃化转变温度和T_g，2为包含次相的第二聚合物的玻璃化转变温度。

如果主相具有高应力-光学系数，则T_s-T_g，1＞30℃，即拉伸温度比主相的玻璃化转变温度更高，以使得实现主相低双折射率(也就是说，拉伸固化后主相的双折射率必须小于0.02)

典型的延长或拉伸比为3倍到7倍，但也可以考虑更宽范围的拉伸比。可以使用本领域技术人员已知的许多方法进行拉伸。在一些情况下，可以在拉伸过程中限制拉伸的边缘，但是优选不限制的拉伸。与美国专利第5,783,120的方法相比，本发明提供了不受限于现有技术定义的各种选择和材料，能够得到降低的成本和优良的光学性能。拉伸之后，本发明的反射偏振器的总厚度为25到1000微米，通常，总厚度为100到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案中，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。所述保护层与膜被共同挤出并共同拉伸，其中的材料可能与分散次要相的组成相同或类似。最后所述拉伸的片材被冷却，卷在辊上。保护层20A和20B可以永久保持在膜10上，或者在反射性偏振器组装在LC显示器之前的某一时间被剥落。所述保护层的剥落如图3所示，这就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，就可以控制该粘着力的水平。也可以如图4所示通过在保护层和膜10之间增加粘结层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具有一定亲合性和相容性。作为一个实施方案，主相包括CBC聚合物以及保护层包括聚酯、合适的粘结层原料包括乙烯-乙酸乙烯酯聚合物和乙烯-丙烯酸酯聚合物。

Claims

1.一种制备漫反射偏振器的方法，包括：挤出和拉伸薄膜，所述薄膜包含双折射率低于0.02的第一聚合物和第二聚合物，该第一聚合物为基本上无定形的纳米复合材料，第一聚合物为主相，第二聚合物为分散的次相，其中第一和第二聚合物沿着电磁辐射的一个偏振态的第一轴呈现漫反射率R_1d，镜面反射率R_1s，总反射率R_1t，漫射透射率T_1d，镜面透射率T_1s，和总透射率T_1t，以及沿着电磁辐射的另一个偏振态的第二轴具有漫反射率R_2d，镜面反射率R_2s，总反射率R_2t，漫射透射率T_2d，镜面透射率T_2s，和总透射率T_2t，所述的第一和第二轴为正交的，其中选择组合物的参数：第一和第二聚合物的Tg和折射指数，以及拉伸温度和拉伸比，以满足等式：

(1)R_1d大于R_1s；和

(2)T_2t/(1-0.5(R_1t+R_2t))＞1.35。

2.如权利要求1所述的方法，其中拉伸温度T_s满足以下条件：

(1)T_g，1＜T_s

(2)T_g，2＜T_s＜T_g，2+30℃

其中T_g，1是基本上无定形纳米复合材料第一聚合物的玻璃化转变温度和T_g，2是第二聚合物的玻璃化转变温度。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述膜拉伸到总厚度为25到1000微米。

4.如权利要求1所述的方法，其中第一聚合物为环状嵌段共聚物。

5.如权利要求4所述的方法，其中环状嵌段共聚物是基本上完全氢化的阴离子聚合的乙烯基芳香族-共轭二烯嵌段共聚物。

6.如权利要求5所述的方法，其中乙烯基芳族嵌段共聚物包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯的全部异构体(尤其是对乙烯基甲苯)，乙基苯乙烯的全部异构体，丙基苯乙烯，丁基苯乙烯，乙烯基联苯，乙烯基萘，乙烯基蒽等，或它们的混合物。

7.如权利要求5的方法，其中共轭二烯嵌段共聚物包括丁二烯、2-甲基-1，3丁二烯、2-甲基-1，3-戊二烯、异戊二烯、或它们的混合物。

8.如权利要求1的方法，其中分散到第一聚合物的其他相包含纳米尺度颗粒。

9.如权利要求1的方法，其中第一聚合物包含可混溶的环状嵌段共聚物和另一个非-嵌段共聚物的混合物，包括氢化的乙烯基芳族均聚物或无规共聚物，环烯烃聚合物，环烯烃共聚物，丙烯酸聚合物，丙烯酸共聚物或它们的混合物。

10.如权利要求1的方法，其中第二聚合物包含聚酯。

11.如权利要求1的方法，其中第二聚合物包含PET或PEN。

12.如权利要求1的方法，其中第二聚合物包含两种或多种聚合物的混可溶性聚酯混合物和酯交换抑制剂。

13.如权利要求1的方法，其中保护层通过共挤出被设置到反射偏振器膜的两面。

14.一种制备漫反射偏振器的方法，所述方法包括：提供一种组合物，该组合物包含第一聚合物和第二聚合物，第一聚合物为具有低于约0.02双折射率的环状嵌段共聚物，第一聚合物为主相，第二聚合物为分散的次相，其中第一聚合物比第二聚合物的折射率不易被取向调节；在选定温度范围和拉伸比条件下拉伸组合物直到组合物沿着一个轴对电磁辐射的至少一种偏振态的漫反射率大于约50％。