CN111417881B - 延迟器 - Google Patents
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Abstract
本公开描述了一种延迟器，该延迟器包括第一外层和第二外层以及双折射层，该双折射层设置在该第一外层和该第二外层之间并与该第一外层和该第二外层直接接触。该双折射层可包含具有大于45摩尔％萘二甲酸酯单元和大于45摩尔％乙烯单元的第一聚酯。该第一外层和该第二外层中的每一者包含第二聚酯，该第二聚酯可包含40摩尔％至50摩尔％萘二甲酸酯单元、至少25摩尔％乙烯单元和10摩尔％至25摩尔％的支链或环状C4‑C10烷基单元。该延迟器具有在1微米至100微米范围内的延迟。
Description
背景技术
延迟器被用于各种应用中以改变光的偏振。延迟器可由双折射材料(诸如液晶材料、石英或云母)制成。
发明内容
在本说明书的一些方面中，提供了一种延迟器，所述延迟器包括第一外层和第二外层以及双折射层，该双折射层设置在第一外层和第二外层之间并与第一外层和第二外层直接接触。双折射层包含具有大于45摩尔％萘二甲酸酯单元和大于45摩尔％乙烯单元的第一聚酯。第一外层和第二外层中的每一者包含第二聚酯，该第二聚酯包含40摩尔％至50摩尔％萘二甲酸酯单元、至少25摩尔％乙烯单元和10摩尔％至25摩尔％的支链或环状C4-C10烷基单元。延迟器具有在1微米至100微米范围内的第一延迟。
在本说明书的一些方面中，提供了一种延迟器，所述延迟器包括第一外层和第二外层以及双折射层，该双折射层设置在第一外层和第二外层之间并与第一外层和第二外层直接接触。双折射层包含第一聚酯，该第一聚酯包含多个第一单体单元。第一外层和第二外层中的每一者包含第二聚酯，该第二聚酯是包含多个第一单体单元和多个第二单体单元的共聚酯。第二单体单元阻碍第二聚酯的结晶。延迟器具有在1微米至100微米范围内的第一延迟。
在本说明书的一些方面中，提供了一种延迟器，所述延迟器包括第一外层和第二外层以及双折射层，该双折射层设置在第一外层和第二外层之间并与第一外层和第二外层直接接触。第一外层和第二外层中的每一者具有小于0.02的平面内双折射率和小于0.02的平面外双折射率。双折射层包含第一聚酯，该第一聚酯包含多个第一单体单元。第一外层和第二外层中的每一者包含第二聚酯，该第二聚酯是包含多个第一单体单元的共聚酯。延迟器具有在1微米至100微米范围内的第一延迟。
附图说明
图1为延迟器的示意性剖视图；
图2为包括发射组件和延迟器的显示器的示意图；并且
图3为由显示器所产生的光谱的示意图。
具体实施方式
在以下说明中参考附图，该附图形成本发明的一部分并且其中通过举例说明的方式示出各种实施方案。附图未必按比例绘制。应当理解，在不脱离本公开的范围或实质的情况下，能够设想并作出其它实施方案。因此，以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。
延迟器被用于各种应用中以改变光的偏振。例如，具有相对于偏振面以45度定向的快轴的四分之一波长延迟器可以被用于将线性偏振光改变为圆偏振光。延迟器可由双折射材料(诸如液晶材料、石英或云母)制成。根据本说明书的一些实施方案，已经开发了膜延迟器，其易于经由挤出、定向和传统的幅材处理技术进行加工，并且其适用于显示器应用和其它应用。已经发现，一些聚酯可以用于提供膜延迟器，但聚酯的单个隔离层的机械特性对于许多应用是不可接受的。在一些情况下，期望延迟器具有高延迟(例如，至少1微米)，并且已发现难以提供具有适当高延迟的整体式单层延迟器膜而不牺牲所需的机械特性。例如，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)可以用作延迟器膜，但对于许多应用而言，具有至少1微米的延迟的整体式单层PEN可能太脆。然而，根据本说明书的一些方面，已经发现PEN或其它聚酯可以用作三层叠堆中的延迟器层，该三层叠堆在直接接触PEN或其它聚酯层的外层中包含coPEN或其它共聚酯，其中三层叠堆在机械上是稳健的(例如，相比于相同厚度的整体式单轴取向的PEN层明显地不那么脆)，并且其中延迟器具有高延迟。在一些实施方案中，本说明书的延迟器具有受控程度的均匀双折射率，当在交叉偏振器下观察时这基本上未呈现出可见的应力双折射率。
在一些实施方案中，可以通过共挤出，之后进行拉伸和任选的热定形来制作延迟器。拉伸通常为单轴的或基本上单轴的，并且可能受到约束(例如，使用线性拉幅机)或不受约束(例如，使用抛物线拉幅机)。已经意外地发现，延迟器的外层的各向同性可以通过热定形来改善，并且这种改善的各向同性提供了延迟器的改善的耐久性(例如韧性)。热定形可以在外层的共聚酯的熔点以上发生。在一些实施方案中，使用在200℃至240℃、或210℃至230℃的范围内的热定形温度。在一些实施方案中，热定形温度为约220℃。
图1为延迟器100的示意性剖视图，该延迟器包括第一外层110和第二外层112以及双折射层101，该双折射层设置在第一外层110和第二外层112之间并与第一外层和第二外层直接接触。在一些实施方案中，双折射层101包含第一聚酯，该第一聚酯包含多个第一单体单元。在一些实施方案中，第一单体单元为萘二甲酸酯(naphthalate)单元，并且第一聚酯进一步包含乙烯单元。例如，在一些实施方案中，第一聚酯包含大于45摩尔％萘二甲酸酯单元和大于45摩尔％乙烯单元。在一些实施方案中，第一聚酯包含大于47摩尔％、或大于48摩尔％、或大于49摩尔％萘二甲酸酯单元和大于47摩尔％、或大于48摩尔％、或大于49摩尔％乙烯单元。例如，第一聚酯可为聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，其也可被称为聚(乙烯-2,6-萘二甲酸酯)，并且其包含50摩尔％萘二甲酸酯单元和50摩尔％乙烯单元。此类聚酯可以经由萘二甲酸和乙二醇之间的缩合反应制作。更一般地，可以使用一个或多个二酸和一个或多个二醇来生成第一聚酯。作为说明性示例，第一聚酯可为46摩尔％萘二甲酸、4摩尔％对苯二甲酸、49摩尔％乙二醇和1摩尔％1,4-丁二醇的反应产物。在一些实施方案中，二酯代替二酸用于形成第一聚酯。
在一些实施方案中，第一外层110和第二外层112中的每一者包含第二聚酯，其中第二聚酯为包含多个第一单体单元和多个第二单体单元的共聚酯。在一些实施方案中，第一单体单元为萘二甲酸酯单元并且第二单体单元为可以被包含以阻碍第二聚酯的结晶的支链或环状C4-C10烷基单元。例如，在一些实施方案中，第二聚酯包含40摩尔％至50摩尔％萘二甲酸酯单元、至少25摩尔％乙烯单元和10摩尔％至25摩尔％的支链或环状C4-C10烷基单元。第二聚酯可以包含附加的单元，例如对苯二酸酯单元。在一些实施方案中，第二聚酯为包含40摩尔％至50摩尔％2,6-萘二甲酸或萘二甲酸的二酯(例如，二甲基-2,6-萘二甲酸酯)；至少25摩尔％乙二醇；以及10摩尔％至25摩尔％的支链或环状C4-C10烷基二醇、和/或多达10摩尔％的支链或环状C4-C10烷基二酸、和/或多达10摩尔％的支链或环状C4-C10烷基二酯的成分的反应产物。除非有不同表明或上下文有不同地明确表明，否则二酸或二酯和二醇的摩尔％加起来为100摩尔％。不形成所得聚酯的一部分的附加的组分(例如，催化剂)不被包含在这些摩尔百分比中。催化剂(诸如乙酸钠和/或钛酸四丁酯)也可以包含在该成分中。在一些实施方案中，成分进一步包含附加的二醇、二酸或二酯。例如，在一些实施方案中，包含多达10％的二甲磺基间苯二甲酸钠。例如，在一些实施方案中，第二聚酯包含40摩尔％至50摩尔％、或45摩尔％至50摩尔％萘二甲酸酯单元；25摩尔％至50摩尔％、或25摩尔％至40摩尔％乙烯单元；以及10摩尔％至25摩尔％的支链或环状C4-C10烷基单元。
在一些实施方案中，第二聚酯包含50摩尔％萘二甲酸酯单元、25摩尔％至40摩尔％乙烯单元和10摩尔％至25摩尔％的支链或环状C4-C10烷基单元，其中乙烯单元的摩尔％以及支链或环状C4-C10烷基单元的摩尔％加起来为50摩尔％。在一些实施方案中，乙烯单元的摩尔％以及支链或环状C4-C10烷基单元的摩尔％加起来小于50摩尔％，并且包含由一个或多个其它二元醇单体分子形成的附加的单元。合适的二元醇单体分子包括例如乙二醇；1,4-丁二醇及其异构体；1,6-己二醇；聚乙二醇；二乙二醇；三环癸烷二醇；及其异构体；降莰烷二醇；二环辛二醇；三羟甲基丙烷；季戊四醇；1,4-苯二甲醇及其异构体；双酚A；1,8-二羟基联苯及其异构体；以及1,3-双(2-羟乙氧基)苯。通常，衍生自其它二元醇单体分子(即，不同于乙二醇和(多个)C4-C10烷基二醇(诸如新戊二醇或环己烷二醇))的单体单元的量不大于5摩尔％。在一些实施方案中，衍生自其它二元醇单体分子的单元不大于1摩尔％或2摩尔％。在合成中不存在其它二元醇单体的情况下，在一些情形下，共聚酯聚合物可以含有约0.5mol％至3mol％的二甘醇作为副反应副产物。
在一些实施方案中，第二聚酯包含少于50摩尔％萘二甲酸酯单元。在一些实施方案中，第二聚酯由2,6-萘二羧酸或其异构体与一个或多个其它(即，不同于萘二羧酸单体及其异构体)羧酸酯单体分子结合形成。对于第二聚酯含有一种类型以上羧酸酯单元的实施方案，第二聚酯可为嵌段或无规共聚酯。其它羧酸酯单体分子的总量可以在多达10摩尔％的共聚酯的范围内。通常，其它羧酸酯单体分子的总量不大于8摩尔％、6摩尔％、4摩尔％、3摩尔％或2摩尔％的共聚酯。合适的其它羧酸酯单体分子包括例如对苯二甲酸；间苯二甲酸；邻苯二甲酸；壬二酸；己二酸；癸二酸；降冰片烯二羧酸；双-环辛烷二羧酸；叔丁基间苯二甲酸、偏苯三甲酸、钠磺化间苯二甲酸；4,4'-联苯二羧酸及其异构体；以及这些酸的低级烷基酯，诸如甲酯或乙酯。本文中术语“低级烷基”是指C1-C10，优选C1-C4，并且更优选C1-C2直链或支链烷基基团。
合适的支链或环状C4-C10烷基二醇包括例如环己烷二甲醇、新戊二醇和它们的混合物。取代支链或环状C4-C10烷基二醇或除了其之外，可以使用对应的支链或环状C4-C10烷基二酸或支链或环状C4-C10烷基二酯。例如，可以使用1,4-环己烷二羧酸二甲酯或1,4-环己烷二羧酸来代替或代替环己烷二甲醇的一部分。在一些实施方案中，使用支链或环状C4-C10烷基二醇，使得第二聚酯可以包含50摩尔％或接近50摩尔％萘二甲酸酯单元。
通常优选的是，第一外层110的第二聚酯的成分与第二外层112的第二聚酯的成分相同。然而，在一些实施方案中，第一外层110的第二聚酯和第二外层112的第二聚酯的成分可以不同，同时保持在类似的成分范围内。例如，第一外层110的第二聚酯和第二外层112的第二聚酯可以不同，但是两者可以包含40摩尔％至50摩尔％萘二甲酸酯单元、至少25摩尔％乙烯单元和10摩尔％至25摩尔％的支链或环状C4-C10烷基单元。在一些实施方案中，例如，第一外层110的第二聚酯和第二外层112的第二聚酯名义上具有相同的成分，但是由于普通的制备变化，成分可以不同。
在一些实施方案中，第二聚酯包含阻碍第二聚酯的结晶的第二单体单元。用于这个目的的合适的单体单元包括如本文其它地方进一步描述的支链或环状C4-C10烷基单元。使用阻碍结晶的第二单体单元可以提供无定形或基本无定形的、和/或各向同性的或基本各向同性的第一外层110和第二外层112。各向同性的程度可以通过外层的双折射率来表征。平面内双折射率是指nx-ny，其中nx和ny分别是具有沿参照图1的x-y-z坐标系统的x轴和y轴的电场的光的折射率，其中x轴为具有最大折射率的平面内方向。因此，平面内双折射率大于或等于零。除非有不同指明，否则在633nm的波长下确定折射率。折射率可以根据测试标准ASTM D542-14“透明有机塑料的折射率的标准测试方法”来确定。平面外双折射率是指1/2(nx+ny)-nz，其中nz为具有沿z轴的电场的光的折射率。平面外双折射率通常大于或等于零。层的平面内延迟为层的厚度乘以层的平面内双折射率，层的平面外延迟为层的厚度乘以平面外双折射率。在一些实施方案中，第一外层和第二外层中的每一者具有小于0.02的平面内双折射率和小于0.02的平面外双折射率。在一些实施方案中，第一外层和第二外层中的每一者具有小于0.01的平面内双折射率和小于0.01的平面外双折射率。在一些实施方案中，延迟器为用于弯曲和/或柔性显示器的弯曲和/或柔性膜。如果延迟器是弯曲的，则平面内和平面外双折射率是指相对于与延迟器的曲线相切的平面确定的双折射率分量。
第一聚酯和/或第二聚酯的熔点可以根据差示扫描量热法(DSC)确定。在一些实施方案中，第二聚酯在诱导结晶后的熔融转变温度低于220℃、或低于210℃、或低于200℃。可以通过加热或拉伸来诱导结晶。在一些实施方案中，通过差示扫描量热法来确定熔融转变温度，并且在差示扫描量热法测量期间通过加热来诱导结晶。在一些实施方案中，第二聚酯不具有通过差示扫描量热法可检测的熔点。如果在与退火诱导晶相相关的DSC曲线中没有峰值，并且没有与诱导晶相熔化相关联的峰值，就是这种情形。在一些实施方案中，熔融转变温度(如果存在的话)大于150℃。
可使用差示扫描量热法确定熔融焓，如测试标准ASTM E793 06(2012)“通过差示扫描量热法进行的融合和结晶的焓的标准测试方法”所述。在一些实施方案中，第二聚酯具有小于10J/g、或小于5J/g、或小于3J/g、或小于1J/g的熔融焓。如果第二聚酯不具有通过差示扫描量热法可检测的熔点，或者在诱导结晶后熔融转变温度低于220℃，或者熔融焓小于10J/g，则第二聚酯可以被描述为基本上无定形。
在一些实施方案中，第一聚酯具有至少为100℃的玻璃化转变温度。在一些实施方案中，第二聚酯具有至少为90℃或至少100℃的玻璃化转变温度。在一些实施方案中，第一聚酯和第二聚酯中的每一者具有至少为90℃或至少100℃的玻璃化转变温度。在一些实施方案中，第一聚酯和第二聚酯中的一个或两者具有低于160℃的玻璃化转变温度。玻璃化转变温度可以通过差示扫描量热法确定，如在测试标准ASTM E1356-08(2014)“用于通过差示扫描量热法分配玻璃化转变温度的标准测试方法”中所述。
本文描述的聚酯可以用于其它应用中，诸如在于2017年11月30日提交的共同未决的美国临时专利申请号62/592,555、标题为“包括自支撑的三层堆叠的基底”中描述的显示器基底中，并且以不违背本说明书的方式通过引用并入本文。
在一些实施方案中，延迟器100具有在1微米(或2微米、或5微米、或8微米、或10微米)至200微米(或至100微米、或至50微米、或至25微米)范围内的第一延迟。在一些实施方案中，延迟器100的第一延迟基本上等于双折射层101的第一延迟，因为外层110和外层112的延迟可以忽略。第一延迟可以指平面内延迟或平面外延迟。在一些实施方案中，延迟器100的平面内延迟和平面外延迟两者在这些范围(例如，1微米至100微米的范围)中的一个内。在一些实施方案中，延迟器100具有延迟器100可以用于有效地使入射光去偏振的足够高的延迟。当延迟基本上大于入射光的波长时，可以发生这种情况，因为例如，在入射角方面具有小的差异的光然后可以被滞后达显著不同的量(例如，波长的显著不同的部分)。
在一些实施方案中，双折射层101具有至少0.15或至少0.2的平面内双折射率。在一些实施方案中，双折射层101具有至少0.18、或至少0.2的平面外双折射率。相比之下，单轴取向的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)具有约0.12的平面双折射率和约0.16的平面外双折射率。
在一些实施方案中，延迟器100具有在20微米(或25微米)至200微米(或125微米)的范围内的厚度Tr。在一些实施方案中，双折射层101的厚度Tb为延迟器100的厚度Tr的至少80％或至少90％。在一些实施方案中，双折射层101的厚度Tb不超过延迟器100的厚度Tr的99％。已经发现，使用这些范围内的厚度和厚度比率以提供期望的机械特性和延迟器100的每单位总厚度Tr的期望的延迟。
已经发现，与使用不共享的公共第一单体单元的第一聚酯和第二聚酯相比，对第一聚酯和第二聚酯使用公共第一单体单元(例如萘二甲酸酯单元)可以导致更好的分层性能(外层110和/或外层112与双折射层101的分离)。在不旨在受理论的限制的情况下，据信这在外层110、112和双折射层101之间没有化学键的情况下、由于这些层的热膨胀系数相似而发生。
在一些实施方案中，将附加涂层或层施加到外层110和外层112中的一个或两者的外表面。在一些实施方案中，外层110和外层112中的一个或两者的外表面是光学上平滑的。即，与可见光的波长相比，存在的任何表面粗糙度可具有较小的峰谷高度(例如，与550nm相比较小)。在一些实施方案中，外表面的表面粗糙度Ra小于100nm、或小于50nm、或小于20nm、或甚至小于10nm。Ra是指在表面高度和平均表面位置之间的差值的绝对值的算术平均值。Ra可根据美国机械工程师协会(ASME)B46.1-2009测试标准来确定。
例如，可以期望延迟器100具有低雾度，使得当用于显示器中时延时器不会降低图像质量。在一些实施方案中，延迟器100的雾度小于2％、或小于1％。使用本文别处所描述的聚酯成分可以获得此类低雾度。雾度可以根据测试标准ASTM D1003-13“用于透明塑料的雾度和透光率的标准测试方法”来确定。
例如，可以期望延迟器阻挡紫外线辐射，以便于保护包括在显示器中的其它层。利用第一聚酯中的萘二甲酸酯单体单元(例如，利用PEN)可以在紫外线中提供期望的吸收程度。是否利用萘二甲酸酯单体单元或其它单体单元，可以期望在第一聚酯和第二聚酯中的一个或两者中包含一个或多个紫外线吸收剂，以增加延迟器100的紫外线吸收。例如，合适的紫外线吸收剂包括三嗪、苯并三唑和二苯甲酮。
图2为包括发射组件250和延迟器260的显示器200的示意图。延迟器200可以为本文其它地方所描述的任何延迟器。例如，延迟器200可对应于延迟器100。发射组件260可为显示面板，诸如液晶显示(LCD)面板或有机发光二极管(OLED)显示面板。参照图2的x-y-z坐标系统，由发射组件在z方向上发射光。延迟器200被设置成接收发射组件260的光输出262。在一些实施方案中，延迟器200与发射组件260分离，并且在一些实施方案中，延迟器200直接或间接(例如，通过一个或多个附加的层)附接到发射组件260(例如，经由光学透明的粘合剂)。在一些实施方案中，发射组件260产生线性偏振的光输出。在一些实施方案中，延迟器200具有以与线性偏振的光输出的偏振方向成斜角设置的快轴。在一些实施方案中，斜角在40度到50度的范围内。在一些实施方案中，斜角为约45度。在一些实施方案中，延迟器200基本上使来自发射组件260的光输出262去偏振。在一些实施方案中，显示器250可以包括图2中未示出的附加的层或组件。例如，触摸传感器可以设置在延迟器200附件，与发射组件260相对。
图3是当显示器完全打开时，在垂直于显示器观察时由显示器产生的光谱的示意曲线图。显示器可以对应于显示器250并且包括具有发射光谱的发射组件(例如，LCD显示面板或OLED显示面板)，该发射光谱包括可见光发射峰值波长λa、λb和λc，其中λa<λb<λc。
在一些实施方案中，发射组件260具有包括最长可见光发射峰值波长λc的发射光谱，并且延迟器200的第一延迟(平面内延迟或平面外延迟)为最长可见光发射峰值波长λc的至少两倍、或至少5倍、或至少10倍。在一些实施方案中，延迟器200具有平面内延迟和平面外延迟，各自为最长可见光发射峰值波长λc的至少两倍、或至少5倍、或至少10倍。
以下为本说明书的示例性实施方案的列表。
实施方案1为延迟器，该延迟器包括第一外层和第二外层以及双折射层，该双折射层设置在第一外层和第二外层之间并与第一外层和第二外层直接接触，其中双折射层包含具有大于45摩尔％萘二甲酸酯单元和大于45摩尔％乙烯单元的第一聚酯，其中第一外层和第二外层中的每一者包含第二聚酯，第二聚酯包含40摩尔％至50摩尔％萘二甲酸酯单元、至少25摩尔％乙烯单元和10摩尔％至25摩尔％的支链或环状C4-C10烷基单元，其中延迟器具有在1微米至100微米范围内的第一延迟。
实施方案2为根据实施方案1的延迟器，其中第一延迟为平面内延迟。
实施方案3为根据实施方案1的延迟器，其中第一延迟为平面外延迟。
实施方案4为根据实施方案1的延迟器，其中第一延迟为平面内延迟，并且延迟器具有在1微米至100微米范围内的平面外延迟。
实施方案5为根据实施方案1至4中任一项的延迟器，其中第一延迟为至少2微米、或5微米、或至少8微米。
实施方案6为根据实施方案1至5中任一项的延迟器，其中第二聚酯基本上为无定形的。
实施方案7为根据实施方案1至6中任一项的延迟器，其中第二聚酯不具有通过差示扫描量热法可检测的熔点。
实施方案8为根据实施方案1至6中任一项的延迟器，其中第二聚酯在诱导结晶之后的熔融转变温度小于220℃。
实施方案9为根据实施方案1至6中任一项的延迟器，其中聚酯具有小于10J/g、或小于5J/g、或小于3J/g的熔融焓。
实施方案10为根据实施方案1至9中任一项的延迟器，其中第一外层和第二外层各自具有小于0.02的平面内双折射率和小于0.02的平面外双折射率。
实施方案11为根据实施方案1至9中任一项的延迟器，其中第一外层和第二外层各自具有小于0.01的平面内双折射率和小于0.01的平面外双折射率。
实施方案12为根据实施方案1至11中任一项的延迟器，双折射层具有至少0.15或至少0.2的平面内双折射率。
实施方案13为根据实施方案1至12中任一项的延迟器，其中双折射层具有至少0.18或至少0.2的平面外双折射率。
实施方案14为根据实施方案1至13中任一项的延迟器，其中第一聚酯具有至少100℃的玻璃化转变温度。
实施方案15为根据实施方案1至13中任一项的延迟器，其中第一聚酯和第二聚酯中的每一者具有至少90℃的玻璃化转变温度。
实施方案16为根据实施方案1至13中任一项的延迟器，其中第一聚酯和第二聚酯的每一个具有至少100℃的玻璃化转变温度。
实施方案17为根据实施方案1至16中任一项的延迟器，其中第二聚酯包含25摩尔％至50摩尔％乙烯单元、或25摩尔％至40摩尔％乙烯单元。
实施方案18为根据实施方案1至17中任一项的延迟器，其中第一聚酯为聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。
实施方案19为根据实施方案1至18中任一项的延迟器，其中对于第二聚酯，萘二甲酸酯单元的摩尔％、乙烯单元的摩尔％和支链或环状C4-C10烷基单元的摩尔％相加为100摩尔％，对第一聚酯，萘二甲酸酯单元的摩尔％和乙烯单元的摩尔％相加为100摩尔％。
实施方案20为根据实施方案1至19中任一项的延迟器，该延迟器的雾度为小于2％、或小于1％。
实施方案21为延迟器，该延迟器包括第一外层和第二外层以及双折射层，该双折射层设置在第一外层和第二外层之间并与第一外层和第二外层直接接触，其中双折射层包含第一聚酯，该第一聚酯包含多个第一单体单元，并且第一外层和第二外层中的每一者包含第二聚酯，该第二聚酯为包含多个第一单体单元和多个第二单体单元的共聚酯，第二单体单元阻碍第二聚酯的结晶，其中延迟器具有在1微米至100微米范围内的第一延迟。
实施方案22为根据实施方案21的延迟器，其中第一外层和第二外层各自具有小于0.02的平面内双折射率和小于0.02的平面外双折射率。
实施方案23为根据实施方案21或22的延迟器，其中第一单体单元是萘二甲酸酯单元。
实施方案24是根据实施方案21至23中任一项的延迟器，其中第一聚酯和第二聚酯中的至少一个进一步包含多个乙烯单元。
实施方案25为根据实施方案21至24中任一项的延迟器，其中第二单体单元为支链或环状C4-C10烷基单元。
实施方案26为根据实施方案21至25中任一项的延迟器，其中第一聚酯包含大于45摩尔％萘二甲酸酯单元和大于45摩尔％乙烯单元。
实施方案27为根据实施方案21至26中任一项的延迟器，其中第二聚酯包含40摩尔％至50摩尔％萘二甲酸酯单元、25摩尔％至50摩尔％乙烯单元和10摩尔％至25摩尔％的支链或环状C4-C10烷基单元。
实施方案28为延迟器，该延迟器包括第一外层和第二外层以及双折射层，该双折射层设置在第一外层和第二外层之间并与第一外层和第二外层直接接触，该第一外层和第二外层中的每一者具有小于0.02的平面内双折射率和小于0.02的平面外双折射率，其中双折射层包含第一聚酯，该第一聚酯包含多个第一单体单元，并且第一外层和第二外层中的每一者包含第二聚酯，该第二聚酯为包含多个第一单体单元的共聚酯，其中延迟器具有在1微米至100微米范围内的第一延迟。
实施方案29为根据实施方案28的延迟器，其中第二聚酯包含阻碍第二聚酯的结晶的多个第二单体单元。
实施方案30为根据实施方案29的延迟器，其中第二单体单元包含环状C4-C10烷基单元。
实施方案31为根据实施方案28至30中任一项的延迟器，其中第一单体单元为萘二甲酸酯单元。
实施方案32为根据实施方案28至30中任一项的延迟器，其中第一聚酯包含大于45摩尔％萘二甲酸酯单元和大于45摩尔％乙烯单元。
实施方案33为根据实施方案28至32中任一项的延迟器，其中第二聚酯包含40摩尔％至50摩尔％萘二甲酸酯单元、25摩尔％至50摩尔％乙烯单元和10摩尔％至25摩尔％支链或环状C4-C10烷基单元。
实施方案34是根据实施方案21至33中任一项的、根据实施方案1至20中任一项进一步表征的延迟器。
实施方案35为根据实施方案1至34中任一项的延迟器，该延迟器具有在20微米至200微米范围内、或25微米至125微米范围内的厚度。
实施方案36为根据实施方案1至35中任一项的延迟器，其中双折射层的厚度为延迟器厚度的至少80％或至少90％。
实施方案37是根据实施方案1至36中任一项的延迟器，其中第一聚酯和第二聚酯中的至少一个包含紫外线吸收剂。
实施方案38为显示器，该显示器包含发射组件和根据实施方案1至37中任一项的延迟器，该延迟器被设置为接收发射组件的光输出。
实施方案39为根据实施方案38的显示器，其中发射组件具有包含最长可见光发射峰值波长的发射光谱，第一延迟为最长可见光发射峰值波长的至少两倍或至少5倍。
实施例
实施例1至实施例3以及比较实施例C1至实施例C3：共聚酯的制备和表征
使用以下工序制备一系列聚酯共聚物：
向配备有热油温度控制系统、塔顶分离塔和真空泵的室温不锈钢10加仑反应器中加入以下组分(表1中示出了每个实施例中的每种组分的以重量计的相对量)：
2,6-萘二羧酸二甲酯(NDC)
(购自阿拉巴马州迪凯特市(Decatur，AL)的Indorama Venture)乙二醇(EG)；
购自德克萨斯州林地亨斯迈石化公司(Huntsman Petrochemical,TheWoodlands,TX)
环己烷二甲醇(CHDM)
购自田纳西州金斯波特的伊士曼化工(Eastman Chemical,Kingsport,TN)
四丁基钛酸酯(TBT)
(购自德克萨斯州休斯顿的凯特尔村(Dorf Ketal,Houston,TX))乙酸钴(CoAc)
(购自俄亥俄州辛辛那提谢博德化学公司(Shepherd Chemical，Cincinnati，OH))
乙酸锌(ZnAc)
(购自新泽西州菲利普斯堡马林克罗特贝克(Mallinckrodt Baker，Phillipsburg，NJ))
三乙酸锑(SbAc)
(购自宾夕法尼亚州费城阿科马(Arkema，Philadelphia，PA))。
表1的树脂制造行中的材料的％CHDM是指聚酯的二醇部分中CHDM的摩尔％。例如，PEN w/30％CHDM意味着聚酯的二醇部分包含30摩尔％CHDM。基于总二醇和酸/酯，PEN w/30％CHDM含有50摩尔％萘二甲酸酯单元、35摩尔％乙烯单元以及15摩尔％CHDM单元。
将这些材料加热并在138kPa(20psig)的N2压力下以125rpm混合。将酯交换反应在大约2小时的过程中驱动至257℃(495°F)的温度。将甲醇通过分离柱驱散，并且收集在接收器中。然后，使釜中压力缓慢释放降至大气压。在对比实施例C1和实施例C2的情形下，加入了稳定剂。稳定剂为三乙基膦酰基乙酸酯(TEPA)(购自新泽西罗迪亚克兰伯里(Rhodia，Cranbury，NJ))。
例如，将真空施加到釜，并且在批粘度的允许时増加。过多的乙二醇被除去。在约285℃(545°F)的温度和低至约1mmHg的真空下约2小时后，反应进展到期望的终点(约为0.48dL/g的特性粘度IV)。然后排空釜，并且将树脂冷却至室温，并且稍后将其研磨成小块供进一步评估。
表1：
然后将来自各个示例性树脂的标本放置在150℃的烘箱中48小时用于进行冷结晶。使用差示扫描量热计(DSC)(以“MAQ2000”的商品名称购自美国德州新城堡的技术顾问公司(TA Instruments,New Castle,DE))对结晶的材料进行测试。测试包括3期加热-冷却-加热，温度在30℃至290℃的温度范围内斜坡变化。测试标本在第一次加热后保持在290℃下3分钟。加热或冷却升降温速率均为20℃/min。对第一次加热扫描和第二次加热扫描都进行了分析。记录各个材料的测量的熔点、相关联的焓热和玻璃化转变温度Tg，并且被示出在表2中。
表2：
实施例1、实施例2和实施例3(分别为PENg30、PENg40和PENg50)表现出210℃或更低的熔点，几乎没有热焓(小于3J/g)。在115℃和120℃之间测量所测试的全部标本的Tg。
实施例4至实施例11以及比较实施例C4和C5：膜制备及表征
经由共挤出、共取向拉伸和退火来生产一系列3层膜。表3中提供了ABA膜层堆叠的实施例的材料输入细节。
PEN是指0.48IV聚萘二甲酸乙二醇酯树脂
(通过本领域熟知的标准技术在室内合成)。
PETg是指0.73IV共聚酯
(以商品名“GN071”购自田纳西州金斯敦伊斯曼公司(Eastman Corporation,Kingsport,TN))。
在以上实施例1、2、3和比较实施例C3描述了PENg30、PENg40、PENg50和PENg60材料的系列。
表3：
通过使用27mm双螺杆挤出机将上述树脂挤出通过颈管和齿轮泵馈送进入3层进料块的外层中，从而产生外皮层、或“A”层。这种熔融装置组件使用具有282℃的峰值温度的渐进温度分布。通过使用具有以282℃或约282℃的渐进温度分布峰值的27mm TSE挤出PEN树脂通过颈管和齿轮泵进入3层进料块的中间层中，从而产生中心层、芯层或“B”层。将进料块和20cm(8英寸)模具保持在282℃的目标温度下，同时铸造轮以约50℃运行。在这个过程中产生厚度为0.30mm(12密耳)的浇铸料片膜。
然后，使用实验室膜拉伸机(以商标名“KARO IV”从徳国锡格斯多夫的布鲁克纳机械制造有限公司(Brueckner Maschinenbau GmbH&Co.,Siegsdorf,Germany)购得的)将由挤出和浇铸方法生产的浇铸料片拉伸并退火。膜的拉伸在设定为140℃的烘箱中发生。烘箱中的预热时间为45秒。将膜在纵向方向(MD)上双轴拉伸至最终尺寸(初始尺寸的)100％，在横向方向(TD)上拉伸至(初始尺寸的)500％，从而得到0.061mm(2.4密耳)成品膜。然后将每个膜传送到设置为225℃的退火烘箱中，并在那里保持15秒。然后评估这些拉伸的、退火的膜的折射率、膜处理特征、雾度和延迟。
使用棱镜耦合器(购自新泽西州潘宁顿的Metricon公司)在纵向方向(MD)、横向方向(TD)和厚度(TM)方向上测量膜标本的折射率。MD、TD和TM的折射率分别标记为Nx、Ny和Nz。平面内双折射率表示在给定标本的Ny和Nx测量值之间的差值。平面外双折射率表示平面内折射率平均值(即，Ny和Nx的平均值)与膜正交的折射率(Nz)之间的差值。
膜处理表示基于膜在准备期间、拉伸期间和/或拉伸之后裂开或破裂的倾向的定性表征。应当指出的是，单轴向取向的(一个方向拉伸的)聚酯(诸如PEN或PET)在幅材处理期间易于断裂。
使用雾度计(以商品名“HAZE GARD”购自里兰州哥伦比亚的BYK-Gardner美国公司(BYK-Gardner USA,Columbia,MD))测试雾度。根据ASTM D-1003测量雾度，并且报告为“％雾度”。
延迟是基于表层的厚度乘以表层的测量的双折射率加上芯PEN层的厚度乘以样本C4的测量的双折射率来计算的，该标本实际上是整体式PEN膜。
这些测试的结果记录在表4中。
表4：
对于这些0.061mm(2.4密耳)膜，全部标本展示出大于9000nm的平面内延迟。PEN芯提供了高延迟层，从而实现了大于0.20的平面内和平面外双折射率。在退火之后，膜产生出小于1％低雾度值。具有各向同性表层(双折射率小于0.01)的膜在取向期间和取向之后提供优异的处理，这通过在幅材处理期间在边缘质量的显著改善和避免断裂方面来证明。
除非另外指明，否则针对附图中元件的描述应被理解为同样应用于其它附图中的对应元件。虽然本文已经例示并描述了具体实施方案，但本领域的普通技术人员将会知道，在不脱离本公开范围的情况下，可用多种另选的和/或等同形式的具体实施来代替所示出和所描述的具体实施方案。本申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此，本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。
Claims (15)
1.一种延迟器，所述延迟器包括第一外层和第二外层以及双折射层，所述双折射层设置在所述第一外层和所述第二外层之间并与所述第一外层和所述第二外层直接接触，其中所述双折射层包含具有大于45摩尔％萘二甲酸酯单元和大于45摩尔％乙烯单元的第一聚酯，其中所述第一外层和所述第二外层中的每一者包含第二聚酯，所述第二聚酯包含40摩尔％至50摩尔％萘二甲酸酯单元、至少25摩尔％乙烯单元和10摩尔％至25摩尔％的支链或环状C4-C10烷基单元，其中所述延迟器具有在1微米至100微米范围内的第一延迟。
2.根据权利要求1所述的延迟器，其中所述第一延迟为平面内延迟，并且所述延迟器具有在1微米至100微米范围内的平面外延迟。
3.根据权利要求1所述的延迟器，其中所述第二聚酯不具有通过差示扫描量热法可检测的熔点。
4.根据权利要求1所述的延迟器，其中所述第二聚酯具有小于10J/g的熔融焓。
5.根据权利要求1所述的延迟器，其中所述第一外层和所述第二外层各自具有小于0.02的平面内双折射率和小于0.02的平面外双折射率。
6.根据权利要求1所述的延迟器，其中所述双折射层具有至少0.15的平面内双折射率。
7.根据权利要求1所述的延迟器，其中所述第一聚酯为聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。
8.一种延迟器，所述延迟器包括第一外层和第二外层以及双折射层，所述双折射层设置在所述第一外层和所述第二外层之间并与所述第一外层和所述第二外层直接接触，其中所述双折射层包含第一聚酯，所述第一聚酯包含多个第一单体单元，并且所述第一外层和所述第二外层中的每一者包含第二聚酯，所述第二聚酯为包含多个所述第一单体单元和多个第二单体单元的共聚酯，所述第二单体单元阻碍所述第二聚酯的结晶，其中所述延迟器具有在1微米至100微米范围内的第一延迟，并且其中所述第一单体单元为萘二甲酸酯单元。
9.根据权利要求8所述的延迟器，其中所述第一外层和所述第二外层各自具有小于0.02的平面内双折射率和小于0.02的平面外双折射率。
10.根据权利要求8所述的延迟器，其中所述第二单体单元为支链或环状C4-C10烷基单元。
11.根据权利要求8所述的延迟器，其中所述第二聚酯包含40摩尔％至50摩尔％萘二甲酸酯单元、25摩尔％至50摩尔％乙烯单元和10摩尔％至25摩尔％的支链或环状C4-C10烷基单元。
12.一种延迟器，所述延迟器包括第一外层和第二外层以及双折射层，所述双折射层设置在所述第一外层和所述第二外层之间并与所述第一外层和所述第二外层直接接触，所述第一外层和所述第二外层中的每一者具有小于0.02的平面内双折射率和小于0.02的平面外双折射率，其中所述双折射层包含第一聚酯，所述第一聚酯包含多个第一单体单元，并且所述第一外层和所述第二外层中的每一者包含第二聚酯，所述第二聚酯为包含多个所述第一单体单元的共聚酯，其中所述延迟器具有在1微米至100微米范围内的第一延迟，并且其中所述第一单体单元为萘二甲酸酯单元。
13.根据权利要求12所述的延迟器，其中所述第二聚酯包含阻碍所述第二聚酯的结晶的多个第二单体单元。
14.一种显示器，所述显示器包括发射组件和根据权利要求1至13中任一项所述的延迟器，所述延迟器被设置成接收所述发射组件的光输出。
15.根据权利要求14所述的显示器，其中所述发射组件具有发射光谱，所述发射光谱包含最长可见光发射峰值波长，所述第一延迟为所述最长可见光发射峰值波长的至少两倍。
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