具有接近各向同性的连续相的漫反射偏振器制造技术

本发明专利技术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％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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，本专利技术 还涉及所述漫反射偏振器的制备方法。
技术介绍
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 Tperp T6 0.75 80.2 58 0.75 7610 0.75 76.8 4(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(Optical Properties of Stretched Polymer Dispersed Liquid Crystal Films: Angle-Dependent Polarized Light Scattering), Liquid Crystals,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 地受到本文档来自技高网...

【技术保护点】
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％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：米向东，J格林纳，CC安德森，TM兰尼，
申请(专利权)人：罗门哈斯丹麦金融有限公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]