專利名稱：溴化苯乙烯聚合物的光學(xué)補(bǔ)償膜及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及適用于光學(xué)膜和/或液晶應(yīng)用的溴化苯乙烯聚合物及其制備方法。一些實(shí)施方案可具有一種或多種改進(jìn)的機(jī)械性質(zhì)。
背景技術(shù)：
圖1展示了簡(jiǎn)化的液晶像素裝置(liquid crystal pixel device) 0典型的液晶顯示器(LCD)像素包括夾在一對(duì)透明電極200、202(如氧化銦錫玻璃(ITO))之間的雙折射液晶層300。所述電極200、202包括使液晶分子取向的表面處理。例如，在扭轉(zhuǎn)向列相裝置中，第一電極200將包括與χ軸對(duì)齊的單向水平槽201，且第二電極202將包括與y軸對(duì)齊的垂直槽203。所述電極本身被夾在彼此呈直角取向的第一偏振層和第二偏振層100、102 之間。每一偏振層與其相鄰的電極對(duì)齊，使得適宜的偏振光通過這兩個(gè)偏振層。光源400， (例如背光)位于所述像素的一面。通常，液晶分子層在設(shè)備內(nèi)排列，使得所述液晶分子層將穿過的偏振光旋轉(zhuǎn)90°。因此，光從在背面的光源穿過裝置，并可在正面觀察到。然而， 當(dāng)將所述液晶層300通電時(shí)，液晶分子在電場(chǎng)中重新取向，并因此旋轉(zhuǎn)入射的偏振光不足以穿過第二偏振器102。因此，光被所述第二偏振層阻擋。凈效應(yīng)是當(dāng)將液晶通電時(shí)，基本上沒有光能穿過所述像素。由于所述液晶層是雙折射的，離開這種裝置的光具有兩個(gè)折射率，即被稱作“非尋常光”的平行分量(component)和被稱作“尋常光”的垂直分量。雙折射的量級(jí)Δη為這兩個(gè)分量之間的差值(見等式1)。沿弧線的影像質(zhì)量可接受的所述弧線被稱作視角。重要地，視角的大小直接與液晶層的雙折射相關(guān)。特別地，如果平行分量和垂直分量相等，則視角接近180°。但是，通常是一個(gè)分量遠(yuǎn)大于另一個(gè)分量。差值越大，則視角越小。例如，液晶層可具有高得多的平行分量。因此，這種裝置將具有小視角。光學(xué)補(bǔ)償膜使平行分量和垂直分量趨于平衡，由此降低Δη的量級(jí)并增大了視角。Δη = n。_ne = η 丄—η! ！等式 1在液晶領(lǐng)域內(nèi)已知光學(xué)補(bǔ)償膜。然而，由于聚苯乙烯延遲(retardation) (Γ)的不穩(wěn)定性，其通常被視為較差的材料選擇。如在等式2中所示，延遲(Γ)是材料厚度(d) 和雙折射(Δη)的乘積。這部分歸因于聚苯乙烯在大約正常操作溫度范圍內(nèi)相對(duì)大的光彈性模量。因此，聚苯乙烯的延遲對(duì)小的應(yīng)力非常敏感。此外，聚苯乙烯的延遲是波長(zhǎng)的強(qiáng)函數(shù)，并且聚苯乙烯具有較差的耐熱性質(zhì)。由于這些原因，聚苯乙烯通常不用于光學(xué)補(bǔ)償膜。Γ = Δ η · d 等式 2在化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)已知溴化聚苯乙烯，但是由于各種持久性問題，還未將其應(yīng)用于光學(xué)補(bǔ)償膜領(lǐng)域。例如，具有各種溴化程度的溴化聚苯乙烯產(chǎn)物通常不相容?？赏ㄟ^在溶劑中混合兩種具有不同取代程度(此)的溴化聚苯乙烯而觀察到該不相容性。例如，在1，2_ 二氯乙烷中混合DS = 1(單溴化)和DS = 2(雙溴化)產(chǎn)物的兩種樣品，將得到模糊溶液，盡管每種樣品在不存在另一種樣品時(shí)可溶于同樣的溶劑。由于不能鑄塑透明膜，所述模糊溶液對(duì)于光學(xué)膜應(yīng)用而言是個(gè)問題。該問題不僅可在兩種不同的溴化產(chǎn)物中發(fā)生，還可在單個(gè)產(chǎn)物中發(fā)生。通過一些方法制得的溴化產(chǎn)物可包含具有顯著不同的取代程度的分子，這進(jìn)而導(dǎo)致不相容性的問題并使得該產(chǎn)物不適用于光學(xué)膜應(yīng)用。此外，由于在溴化過程中的聚合物降解，使用更高溫度的方法、更長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間和 /或更高的催化劑水平制得的產(chǎn)物可具有過低的分子量而不能生成具有足夠完整性的膜。本發(fā)明的一些實(shí)施方案提供了克服一種或多種現(xiàn)有技術(shù)缺陷，并適合用作光學(xué)補(bǔ)償膜的溴化聚苯乙烯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一些實(shí)施方案涉及一種光學(xué)補(bǔ)償膜，其包含根據(jù)[(CH2CH)Arin的各向異性聚合物組合物，其中Ar基團(tuán)包括苯、萘、蒽、菲或芘的一種或多種；并且其中所述Ar基團(tuán)包含至少一個(gè)Br原子取代基；并且所述聚合物組合物限定具有正雙折射的光學(xué)透明膜。一些實(shí)施方案涉及一種用于制備適用于光學(xué)補(bǔ)償膜的溴化聚苯乙烯的方法，所述方法包括以下步驟制備苯乙烯聚合物在適宜的有機(jī)溶劑中的大約5重量％至20重量％的溶液；向所述苯乙烯聚合物溶液中加入Lewis酸催化劑，其中所加入的Lewis酸催化劑的量以所述苯乙烯聚合物總質(zhì)量計(jì)為約0. 3重量％至2. 0重量將所述苯乙烯聚合物和Lewis 酸催化劑的溶液的溫度調(diào)節(jié)至約-10°C至10°C;在約2分鐘至60分鐘的時(shí)間內(nèi)向所述苯乙烯聚合物和Lewis酸催化劑的溶液中加入約0. 8當(dāng)量至約1. 6當(dāng)量的溴化劑，同時(shí)進(jìn)行劇烈攪拌；以及分離纖維狀粉末反應(yīng)產(chǎn)物。一些實(shí)施方案涉及一種用于制備適用于光學(xué)補(bǔ)償膜的?；弯寤郾揭蚁┑姆椒?，所述方法包括以下步驟制備苯乙烯聚合物在適宜的有機(jī)溶劑中的大約5重量％至20 重量％的溶液；在攪拌下以任意順序向所述苯乙烯聚合物溶液中加入以下兩種組分i)以苯乙烯單體單元的當(dāng)量計(jì)約0. 01至約0. 3當(dāng)量比的量的C2-C18酰鹵或酸酐，和ii)以所述酰鹵和/或酸酐的總摩爾計(jì)約0. 9至1. 2摩爾比的量的Lewis酸催化劑，其中所述組合包含反應(yīng)混合物；攪拌所述反應(yīng)混合物約5分鐘至120分鐘；將所述反應(yīng)混合物的溫度調(diào)節(jié)至約-10°C至10°C;在2分鐘至60分鐘的時(shí)間內(nèi)向所述反應(yīng)混合物中加入約0. 8當(dāng)量至約1. 6當(dāng)量的溴化劑，同時(shí)劇烈攪拌所述反應(yīng)混合物；分離纖維狀粉末反應(yīng)產(chǎn)物。一些實(shí)施方案涉及一種改進(jìn)的液晶顯示器像素，其包括具有前面和背面的第一偏振層；具有前面和背面的第一電極，并且所述第一電極在其背面接收所述第一偏振層； 具有前面和背面的第二偏振層；具有前面和背面的第二電極，并且所述第二電極在其前面接收所述第二偏振層；有效設(shè)置于所述第一電極和第二電極之間的液晶層；設(shè)置于所述第一偏振層背面之后的背光或反射組件；且所述改進(jìn)包括有效設(shè)置于所述第一偏振層和第二偏振層之間的光學(xué)補(bǔ)償膜，所述膜包含一種或多種溴化聚苯乙烯組合物和/或溴化和?；郾揭蚁┙M合物。在閱讀并理解以下詳細(xì)說明后，其他益處和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將變得顯而易見。


本發(fā)明可在某些部件和部件的排列中采用實(shí)物形式，其實(shí)施方案將在本說明書中進(jìn)行細(xì)節(jié)描述并在組成本說明書一部分的附圖中舉例說明，其中圖1為簡(jiǎn)化IXD裝置的透視圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)一些實(shí)施方案，根據(jù)溴化方法形成溴化聚苯乙烯的光學(xué)質(zhì)量膜，在所述溴化方法中充分控制溴化程度。與現(xiàn)有技術(shù)完全不同，通過本發(fā)明的方法實(shí)施方案制得的溴化苯乙烯聚合物組合物能夠形成具有顯著光學(xué)透明度和低色彩的膜。因此，一些組合物實(shí)施方案適于用作在各種基材上的光學(xué)涂層。此外，根據(jù)一些實(shí)施方案，組合物可具有適用于制造自支撐膜和/或塊體(monoliths)的機(jī)械性質(zhì)。溴化苯乙烯組合物在一個(gè)實(shí)施方案中，提供了用于制備適用于制造光學(xué)膜的溴化苯乙烯聚合物的方法。更特別的是，根據(jù)一些實(shí)施方案，這種方法包括a)制備苯乙烯聚合物在適宜的有機(jī)溶劑中的5重量％至20重量％的溶液；b)在室溫下或在約-10°C至10°C的溫度下，向如上溶液中加入以苯乙烯聚合物的總重量計(jì)約0. 3重量％至2. 0重量％的量的Lewis酸催化劑； c)在約-10°C至10°C的溫度下，以約0. 8至1. 6的溴/苯乙烯單體單元的當(dāng)量比，以在約2 分鐘至60分鐘內(nèi)完成添加的方式向劇烈攪拌的如上反應(yīng)混合物中進(jìn)料溴化劑以生成反應(yīng)產(chǎn)物；以及d)通過本領(lǐng)域已知的方法處理所得反應(yīng)產(chǎn)物，以生成具有低色彩和在有機(jī)溶劑中的良好溶解度的纖維狀粉末狀產(chǎn)物。為了保持催化劑的效力，有利的是在無水條件下進(jìn)行所述反應(yīng)。任選地，反應(yīng)可在惰性氣氛(如氮?dú)夂?或氬氣)的存在下進(jìn)行。可向惰性氣體施加正壓，使得所述惰性氣流可將氣態(tài)副產(chǎn)物(如溴化氫)帶入具有水性無機(jī)堿的容器中，所述水性無機(jī)堿能夠中和酸性氣體。本發(fā)明中所使用的苯乙烯聚合物可以為具有能夠進(jìn)行取代反應(yīng)以在芳族環(huán)上引入溴基團(tuán)的芳族環(huán)的任何乙烯基聚合物。這種苯乙烯聚合物的例子可包括如下的一種或多種聚苯乙烯、聚乙烯基苯基)、聚(乙烯基萘)、聚(乙烯基蒽)、聚(乙烯基芘)等。 根據(jù)一些實(shí)施方案，聚苯乙烯可以是特別有利的。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，用于溴化的聚苯乙烯有利地具有約200，000克/摩爾至500，000克/摩爾的重均分子量(Mw)，所述重均分子量由凝膠滲透色譜法(GPC)確定。根據(jù)一些實(shí)施方案，適用于反應(yīng)的苯乙烯聚合物的濃度，根據(jù)一些實(shí)施方案，可以為約5重量％至20重量％。更特別地，一些適宜的濃度可包括約5重量％至8重量％、8重量％至10重量％、10重量％至12重量％、12重量％至14重量％、14重量％至16重量％、 16重量％至18重量％或18重量％至20重量％。如在說明書和權(quán)利要求書的別處中所示， 本文中的范圍可以結(jié)合。用于一些實(shí)施方案的適宜的有機(jī)溶劑包括但不限于1，2-二氯乙烷、硝基苯、3-硝基甲苯、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、溴氯甲烷、二硫化碳、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和其適宜的組合。有利地，適宜的溶劑可包括1，2_ 二氯乙烷、二氯甲烷、四氯化碳和氯仿。根據(jù)一些實(shí)施方案，有利的是用于反應(yīng)中的溶劑為基本上無水的。用于干燥有機(jī)溶劑的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，并可包括蒸餾和/或干燥劑(例如，硫酸鈉、硫酸鎂、氯化鈣、五氧化二磷、硅膠、分子篩等或其組合)的使用。適宜的Lewis酸催化劑的例子包括但不限于A1C13、FeCl3> FeCl2, SnCl4, AlBr3> FeBr3> SbCl5, ZrCl4, Sb2O3, ZnO, ZnCl2等和其適宜的組合。根據(jù)一些實(shí)施方案，特別有利的催化劑為以約0.5重量％至1.5重量％的量，并且更有利地以約0.7重量％至約1.0重量％ 的量存在的A1C13。在一些實(shí)施方案中，適宜的溴化劑可包括溴、氯化溴或其混合物。此外，能夠提供在苯乙烯聚合物的芳族環(huán)上的溴化的任何其他試劑可以是適宜的。根據(jù)一些實(shí)施方案，溴和/或氯化溴可以是特別有利的。根據(jù)一些實(shí)施方案，以約0. 8至1. 6的溴/苯乙烯單體單元的當(dāng)量比的量使用溴化劑。其他適宜的范圍可包括約0.9至1.3，或約1.0至1.1。此外，在一些實(shí)施方案中，可在約-10°C至10°C或約-5°C至5°C的溫度下將溴化劑加入反應(yīng)混合物。另外，根據(jù)一些實(shí)施方案，溴化劑的添加可以相對(duì)較快的速度進(jìn)行。例如，所述添加可在約2分鐘至45分鐘內(nèi)，或有利地在2分鐘至30分鐘內(nèi)完成。根據(jù)一些實(shí)施方案，當(dāng)溴化劑的添加完成時(shí)或在溴化劑添加之后數(shù)分鐘內(nèi)可淬滅溴化反應(yīng)。例如，在一些實(shí)施方案中，可在溴化劑添加之后約5分鐘至10分鐘時(shí)，通過加入水或無機(jī)堿(例如，氫氧化鈉或氫氧化鉀)的水溶液而有利地淬滅反應(yīng)。可分離有機(jī)層并可進(jìn)一步用溴清除劑(例如但不限于亞硫酸鈉或硼氫化鈉)提取所述有機(jī)層。可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法處理如此獲得的有機(jī)層以提供適宜純度的溴化苯乙烯聚合物產(chǎn)物。例如，可過濾有機(jī)層以去除固體雜質(zhì)，并隨后在能夠閃蒸出有機(jī)溶劑的溫度下將其加入熱水中以生成沉淀。然后，所得沉淀可進(jìn)一步用甲醇和/或水清洗并隨后干燥以提供適宜純度的產(chǎn)物?；蛘?，可將粗有機(jī)層沉淀至醇(如甲醇或乙醇)中。在該步驟中，所得沉淀通常為包含殘余有機(jī)溶劑的凝膠狀物質(zhì)，需要通過在有機(jī)溶劑(如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)或環(huán)戊酮)中再次溶解所述凝膠狀物質(zhì)以進(jìn)一步提純。由此獲得的聚合物溶液可需要進(jìn)一步過濾以去除不可溶雜質(zhì)。然后可將經(jīng)過濾的聚合物溶液再次沉淀至甲醇中以生成適宜純度的產(chǎn)物。在其他實(shí)施方案中，可根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)施方案制備溴化苯乙烯聚合物組合物。這種組合物可具有約38重量％至約55重量％的溴含量、約300，000克/摩爾至600，000 克/摩爾的重均分子量和約120°C至160°C的Tg。有利地，溴含量可以為約41重量％至約 50重量％，在一些實(shí)施方案中，約44重量％至約46重量％可更有利。有利的重均分子量可以為約400，000至500，000，有利的Tg可以為約140°C至150°C。根據(jù)一些實(shí)施方案的組合物可具有很少或不具有可見光吸收譜，并且可在適宜的溶劑中形成透明溶液。適宜的溶劑的例子可包括1，2_ 二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、環(huán)戊酮、 甲苯和其適宜的組合。然后可將由此獲得的聚合物溶液鑄塑至基材上以形成透明膜。適宜的膜可具有約0. 002至約0. 008的正雙折射。所述膜可在液晶顯示器裝置中用作涂層，或用作層合至另一層的自支撐膜。這種膜可用于，例如，液晶顯示器和/或其他光學(xué)組件。一些實(shí)施方案可包括摻入聚合物膜以提高膜的加工性的一種或多種增塑劑。例如，可將增塑劑溶解于聚合物溶液中并與聚合物一起鑄塑以形成膜。因此，適宜的增塑劑可溶于所需溶劑中并可與其中的溴化苯乙烯聚合物相容，由此形成具有適宜光學(xué)透明度的膜。適宜的增塑劑不會(huì)將膜的Tg和/或延遲降低至不可接受的水平。適宜的增塑劑的粒子包括但不限于可得自festman ChemicalCompany (Kingsport, TN)的那些Abitol Ε (氫化松香)、Permalyn 3100 (季戊四醇的妥爾油松香酯)、Permalyn 2085 (甘油的妥爾油松香酯)、Permalyn 6110 (季戊四醇的松香酯)、Foralyn 110 (季戊四醇的氫化松香酯)和Optifilm Enhanser 400 ;可得自 Unitex Chemical Corp. (Greensboro, NC)的那些Uniplex552 (季戊四醇四苯甲酸 IB), Uniplex 280 (蔗糖苯甲酸酯)和Uniplex 809 (PEG 二-2-乙基己酸酯)；可得自 Genovique (Rosemont, IL)的Admex 523 ；磷酸三苯酯；和其適宜的混合物。在一些實(shí)施方案中，聚合物膜的實(shí)施方案還包含以溴化苯乙烯聚合物的質(zhì)量計(jì)2 重量％至20重量％的增塑劑。有利的增塑劑組合物包含Abitol E 、Permalyn 3100 、 Permalyn 2085 、Permalyn 6110 和 Foralyn 110 的一種或多種。固體增塑劑(如 Permalyn 3100 和/或Permalyn 2085 )的有利比例可以為約5%至15%，而對(duì)于液體增塑劑(如Abitol E 和/或Optifilm Enhancer 400 )，有利比例可以為約3%至5%0 包含一種或多種增塑劑的實(shí)施方案可有利地具有約110°C至約140°C的Tg。?；?溴化組合物在一些實(shí)施方案中，除了溴化以外，通過在苯乙烯環(huán)上引入酰基可令人驚訝地改進(jìn)溴化苯乙烯聚合物的機(jī)械性質(zhì)?？赏ㄟ^使苯乙烯聚合物與C2-C18酰鹵和/或適宜的酸酐在有效量的Lewis酸催化劑的存在下反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)苯乙烯環(huán)的?；?。更特別地，在一些實(shí)施方案中，可通過使苯乙烯聚合物與以苯乙烯單體單元數(shù)計(jì)約0. 01至約0. 3當(dāng)量的C2-C18 酰鹵和/或酸酐反應(yīng)來進(jìn)行酰化。有利地，酰鹵的當(dāng)量比為約0.02至0.2。在一些實(shí)施方案中，0. 03至0. 15甚至更為有利。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到本文所用的術(shù)語“當(dāng)量”和“當(dāng)量比”可與術(shù)語“取代程度”(此)(其表示連接至一個(gè)苯乙烯單元的取代基的平均數(shù))互換使用。此外，在一些實(shí)施方案中，可在溴化之前或在溴化之后進(jìn)行?；?。有利地，首先進(jìn)行?；S后進(jìn)行溴化。在一些實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)C2至C18?；鶎?duì)聚合物組合物的適宜的取代程度為約0. 01至約0. 5。其他適宜的取代程度可以為約0. 01至0. 04,0. 04至0. 08,0. 08至 0. 12,0. 12 至 0. 16,0. 16 至 0. 2、0. 2 至 0. 24,0. 24 至 0. 28,0. 28 至 0. 32,0. 32 至 0. 36,0. 36 至 0. 40,0. 40 至 0. 44,0. 44 至 0. 48 或 0. 48 至約 0. 5。適宜的酰鹵和/或酸酐試劑可包括任何在烴鏈上具有取代基或不具有取代基的線性或分支的C2-C18酸性鹵化物或酸酐。有利地，適宜的酰鹵和/或酸酐可具有飽和烴鏈。然而，具有不飽和基團(tuán)和/或其他官能團(tuán)(如環(huán)氧乙烷基團(tuán))的酰鹵和/或酸酐也可以為適宜的。在本發(fā)明的另一方面，在本發(fā)明的聚合物中的不飽和基團(tuán)和/或其他官能團(tuán)可進(jìn)一步反應(yīng)以提高聚合物的性質(zhì)。此外，適宜的酰鹵和/或酸酐可以為脂族、環(huán)上具有或不具有取代基的芳族，或可包含脂族部分和芳族部分兩者。適宜的C2-C18酰鹵和/或酸酐的例子包括但不限于己酰氯、庚酰氯、2-乙基己酰氯、十二酰氯、丁酰氯、丁酸酐、異丁酰氯、 異丁酸酐、戊酰氯、乙酰氯、乙酸酐、辛酰氯、癸酰氯、十二酰氯、十六酰氯、十八酰氯、苯甲酰氯、4-甲氧基苯甲酰氯、乙酰丙酸鹵化物(levulinic acid halide)、2，2_ 二甲基戊酸鹵化物0，2-dimethylpentanoic acid halide)、亞油酸氯、油酸酐、斑鳩菊酸氯和其任何適宜的組合。有利地，適宜的酰鹵可選自己酰氯、2-乙基己酰氯、癸酰氯、十二酰氯、十六酰氯、 十八酰氯和苯甲酰氯的一種或多種。根據(jù)一些實(shí)施方案，適宜的酰鹵和/或酸酐也可包括由市售產(chǎn)品(包括各種脂肪酸的共混物)制得的酸性鹵化物和/或酸酐衍生物。這種市售產(chǎn)品包括但不限于可得 g Proctor and Gamble Chemicals (Cincinnati, OH)C-101 , C-108 >
C-110 、C- 810 、C-1095 、C-1214 、C- 1218D 等的那些或其適宜的組合。根據(jù)一些?；瘜?shí)施方案，可通過使酰化苯乙烯聚合物與以苯乙烯單體單元數(shù)計(jì)約 0. 8當(dāng)量至約1. 6當(dāng)量的溴化劑反應(yīng)來進(jìn)行溴化。有利地，溴化劑的當(dāng)量比可以為約0. 85 至1. 3。在一些實(shí)施方案中，0. 9至1. 1可甚至更有利。根據(jù)一些實(shí)施方案，用于制備?；?溴化苯乙烯聚合物的方法包括以下步驟a) 制備苯乙烯聚合物在適宜有機(jī)溶劑中的5-20重量％的溶液，b)以任意順序?qū)⒁韵聝煞N組分加入步驟“a”的攪拌溶液i)以苯乙烯單體單元的當(dāng)量計(jì)約0. 01至約0. 3當(dāng)量比的量的C2-C18酰鹵或酸酐，和ii)以“i”中的酰鹵和/或酸酐的總摩爾計(jì)約0. 9至1. 2摩爾比的量的Lewis酸催化劑，c)使如上反應(yīng)混合物的攪拌持續(xù)約5分鐘至120分鐘，d)在室溫下或在低溫下，任選向如上混合物中加入以苯乙烯聚合物總重量計(jì)約0. 3重量％至1. 5重量％的量的Lewis酸催化劑，e)在約_10°C至10°C的溫度下，以在約2分鐘至60分鐘內(nèi)完成添加的方式向劇烈攪拌的如上反應(yīng)混合物中進(jìn)料溴/苯乙烯單體單元的當(dāng)量比等于約 0. 8至1. 6的溴化劑以生成反應(yīng)產(chǎn)物，以及f)通過本領(lǐng)域已知的方法處理所得反應(yīng)產(chǎn)物，以生成具有低色彩和在有機(jī)溶劑中的良好溶解度的纖維狀粉末狀產(chǎn)物。在一些實(shí)施方案中，用于制備酰化/溴化苯乙烯聚合物的方法可任選在如氮?dú)饣驓鍤獾亩栊詺夥障逻M(jìn)行。可向惰性氣體施加正壓，使得惰性氣流可將氣態(tài)副產(chǎn)物(如溴化氫)帶入具有水性無機(jī)堿的容器中，所述水性無機(jī)堿能夠中和酸性氣體。在(i)和/或(e)中使用的Lewis酸催化劑的例子包括但不限于A1C13、FeCl3> FeCl2, SnCl4, AlBr3、FeBr3> SbCl5, ZrCl4, Sb2O3, ZnO, ZnCl2 等和其適宜的組合。根據(jù)一些實(shí)施方案，特別有利的催化劑為A1C13。適宜的?；磻?yīng)時(shí)間可以為約5分鐘至120分鐘。其他適宜的反應(yīng)時(shí)間可以為約 5分鐘至10分鐘、10分鐘至15分鐘、15分鐘至20分鐘、20分鐘至25分鐘、25分鐘至30 分鐘、30分鐘至35分鐘、35分鐘至40分鐘、40分鐘至45分鐘、45分鐘至50分鐘、50分鐘至55分鐘、55分鐘至60分鐘、60分鐘至65分鐘、65分鐘至70分鐘、70分鐘至75分鐘、75 分鐘至80分鐘、80分鐘至85分鐘、85分鐘至90分鐘、90分鐘至95分鐘、95分鐘至100分鐘、100分鐘至105分鐘、105分鐘至110分鐘、110分鐘至115分鐘或甚至115分鐘至120 分鐘。根據(jù)一些實(shí)施方案，特別有利的范圍可以為約15分鐘至60分鐘。此外，根據(jù)一些實(shí)施方案，可在約0°C至約所選溶劑的回流溫度下進(jìn)行?；?。然而， 根據(jù)一些實(shí)施方案，約15°C至30°C的溫度范圍可以特別有利。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，酰化/溴化苯乙烯聚合物組合物可有利地具有約 300,000克/摩爾至600，000克/摩爾的重均分子量。此外，這種組合物可有利地具有約90°C至160°C的Tg;或者，在一些實(shí)施方案中，更有利地具有約120°C至約160°C的 Tg。另外，這種組合物可有利地具有根據(jù)ASTM方法D882約1. 0 %以上的斷裂應(yīng)變和約 3000psi(20. 7MPa)以上的斷裂應(yīng)力?？蓪⑦@種組合物溶解于有機(jī)溶劑中以形成基本透明的溶液。適宜的溶劑包括1，2_ 二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、環(huán)戊酮、甲苯和其混合物?？蓪⒂纱双@得的聚合物溶液鑄塑至基材上以形成透明膜。這種膜具有約0. 002至約0. 008的正雙折射。此外，與未?；匿寤揭蚁┚酆衔锵啾?，這種膜具有改進(jìn)的機(jī)械性質(zhì)，如拉伸伸長(zhǎng)、拉伸強(qiáng)度和拉伸模量。另外，這種膜可適于在液晶顯示器裝置中用作涂層，或用作層合至層的自支撐膜。在一些實(shí)施方案中，聚合物膜的實(shí)施方案還包含以?；?溴化苯乙烯聚合物的質(zhì)量計(jì)2重量％至20重量％的增塑劑。有利的增塑劑組合物包括Abitol E 、 Permalyn 3100 、Permalyn 2085 、Permalyn 6110 和 Foralyn 110 的一種或多種。固體增塑劑(如Permalyn 3100 和Permalyn 2085 )的有利比例可以為約5%至15%，而對(duì)于液體增塑劑(如Abitol E 和Optifilm Enhancer 400 )，有利比例可以為約3%至 5%。實(shí)施例1聚苯乙烯的、遼化(約1.0的、遼/苯乙烯單體單元的當(dāng)量比)在裝有機(jī)械攪拌器、氮?dú)膺M(jìn)口和氮?dú)獬隹诘?升三口圓底燒瓶中將聚苯乙烯 (50.0克)(Mw 280, 000 ；Aldrich)在1，2-二氯乙烷(500克)中攪拌并溶解。施加正壓以使氮?dú)饬鬟^反應(yīng)器，將在反應(yīng)過程中產(chǎn)生的酸霧帶入稀NaOH溶液的容器中。通過將反應(yīng)容器浸入冰水浴中使聚苯乙烯溶液的溫度降低至10°C以下。向冰冷的攪拌混合物中一次全部加入AlCl3 (0. 75克)，之后在30分鐘的時(shí)間內(nèi)逐滴加入溴(76. 92克)(Br/苯乙烯當(dāng)量比，1. 0)。使混合物在低溫下在氮?dú)庀路磻?yīng)另外10分鐘。然后通過加入蒸餾水QOO克) 和Κ0Η(在水中15%，30克)淬滅反應(yīng)。將所得混合物倒入具有另外的水的燒杯中并分離有機(jī)層，之后將所述有機(jī)層沉淀至甲醇中，從而提供軟固體物質(zhì)。將所述固體物質(zhì)在N-甲基吡咯烷酮(NMP，800克)中再次溶解，過濾溶液以移除固體雜質(zhì)。將經(jīng)過濾的溶液再次沉淀至甲醇中。所得白色纖維狀固體通過真空過濾收集，首先用水清洗，然后用甲醇清洗，并在真空下干燥。根據(jù)該實(shí)施例的收率為約78克(Tg145°C ；重均分子量(Mw)370，000)。實(shí)施例2基于具有各種增塑劑的溴化聚苯乙烯的聚合物膜通過以各種比例混合根據(jù)實(shí)施例1制得的溴化聚苯乙烯在1，2_ 二氯乙烷(DCE) 或二氯甲烷(DCM)中的大約15%的溶液和增塑劑在DCE中的大約15%的溶液來制備具有增塑劑的各種聚合物溶液。然后使用涂布器將每個(gè)聚合物溶液涂在玻璃板上并隨后覆蓋。 所述濕膜在室溫下在覆蓋下干燥約30分鐘，并在不覆蓋下干燥另外30分鐘。然后將由此制得的干膜用水潤(rùn)濕，并隨后從玻璃基材移除。表1包括根據(jù)該方法制得的膜的列表。聚合物膜1至9使用DCE作為溶劑進(jìn)行鑄塑，而膜9至11使用DCM作為溶劑進(jìn)行鑄塑。延遲通過橢圓光度法確定，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)通過DSC確定。表1.使用1，2_ 二氯乙烷作為溶劑鑄塑的聚合物膜
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)補(bǔ)償膜，其特征在于根據(jù)[(CH2CH)Ar]n的各向異性聚合物組合物，其中Ar基團(tuán)包括苯、萘、蒽、菲或芘的一種或多種；并且其中所述Ar基團(tuán)包含至少一個(gè)Br原子取代基；和所述聚合物組合物限定具有正雙折射的光學(xué)膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其中所述溴的含量為約38重量％至55重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其中所述溴的取代程度大約為1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其中所述各向異性聚合物組合物的重均分子量為約300，000克/摩爾至約600，000克/摩爾。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜，其特征還在于選自如下的一種或多種的至少一種增塑劑氫化松香、季戊四醇的妥爾油松香酯、甘油的妥爾油松香酯、季戊四醇的松香酯、季戊四醇的氫化松香酯、季戊四醇四苯甲酸酯、蔗糖苯甲酸酯、PEG 二-2-乙基己酸酯、磷酸三苯酉旨、Abitol E 、Permalyn 3100 、Permalyn 2085 、Permalyn 6110 、Foralyn 110 禾口 Optifilm Enhanser 400 、Uniplex 552 、Uniplex 280 禾口。1^口16父 809>Admex 523 或其適宜的組合，其中所述至少一種增塑劑以約2重量％至約20重量％的量存在，所述膜的質(zhì)量平衡基本包括所述聚合物組合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)膜，其中所述各向異性聚合物組合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為約120°C至約160°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其中所述斷裂應(yīng)變?yōu)榧s0.至約1%，并且所述斷裂應(yīng)力為約1500psi至約3500psi。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其中所述膜的延遲為約30納米至約130納米， 并且所述膜的厚度為約40微米至50微米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其中所述Ar基團(tuán)還包含至少一個(gè)線性和/或分支的C2至C18?；〈?。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其中所述至少一個(gè)酰基選自己?；⒏；?、 2-乙基己?；⑹；⒄□；?、異丁?；?、戊酰基、乙?；?、辛?；?、癸?；⑹；?、 十八?；?、苯甲?；?、4-甲氧基苯甲酰基、乙酰丙基或2，2_ 二甲基戊?；囊环N或多種。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其中所述至少一種?；x自己酰基、2-乙基己?；⒐秕；⑹；?、十六?；⑹缩；虮郊柞；囊环N或多種。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其中所述各向異性聚合物組合物具有約0.01 至約0. 5的C2至C18?；〈潭取?br> 13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其中所述各向異性聚合物組合物的重均分子量為約300，000克/摩爾至約600，000克/摩爾。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其中所述各向異性聚合物組合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為約90°C至160°C。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其中所述斷裂應(yīng)變?yōu)榧s1%至約2%，并且所述斷裂應(yīng)力為約4500psi至約6500psi。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)補(bǔ)償膜，其中所述膜的延遲為約100納米至約200納米，并且所述膜的厚度為約40微米至50微米。
17.一種用于制備適用于光學(xué)補(bǔ)償膜的溴化聚苯乙烯的方法，其特征在于以下步驟制備苯乙烯聚合物在適宜有機(jī)溶劑中的大約5重量％至20重量％的溶液； 向所述苯乙烯聚合物溶液中加入Lewis酸催化劑，其中所加入的Lewis酸催化劑的量以苯乙烯聚合物總質(zhì)量計(jì)為約0. 3重量％至2. 0重量％ ；將所述苯乙烯聚合物和Lewis酸催化劑的溶液的溫度調(diào)節(jié)至約-10°C至10°C ； 在約2分鐘至60分鐘的時(shí)間內(nèi)向所述苯乙烯聚合物和Lewis酸催化劑的溶液中加入約0. 8當(dāng)量至約1. 6當(dāng)量的溴化劑，同時(shí)進(jìn)行劇烈攪拌；以及分離纖維狀粉末反應(yīng)產(chǎn)物。
18.一種用于制備適用于光學(xué)補(bǔ)償膜的酰化和溴化聚苯乙烯的方法，其特征在于以下步驟制備苯乙烯聚合物在適宜有機(jī)溶劑中的大約5重量％至20重量％的溶液； 在攪拌下以任意順序向所述苯乙烯聚合物溶液中加入以下兩種組分i)以苯乙烯單體單元的當(dāng)量計(jì)約0. 01至約0. 3當(dāng)量比的量的C2-C18的酰鹵或酸酐，和ii)以所述酰鹵和/或酸酐的總摩爾計(jì)約0. 9至1. 2摩爾比的量的Lewis酸催化劑，其中所述組合包含反應(yīng)混合物；攪拌所述反應(yīng)混合物約5分鐘至120分鐘； 將所述反應(yīng)混合物的溫度調(diào)節(jié)至約-10°C至10°C ；在約2分鐘至60分鐘的時(shí)間內(nèi)向所述反應(yīng)混合物中加入約0. 8當(dāng)量至約1. 6當(dāng)量的溴化劑，同時(shí)劇烈攪拌所述反應(yīng)混合物；以及分離纖維狀粉末反應(yīng)產(chǎn)物。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征還在于向所述反應(yīng)混合物中加入約0.3重量％至約1. 5重量％的Lewis酸催化劑的步驟，其中所述重量％相對(duì)于苯乙烯聚合物的總重量進(jìn)行計(jì)算。
20.一種改進(jìn)的液晶顯示器像素，其特征在于 具有前面和背面的第一偏振層；具有前面和背面的第一電極，并且所述第一電極在其背面接收所述第一偏振層； 具有前面和背面的第二偏振層；具有前面和背面的第二電極，并且所述第二電極在其前面接收所述第二偏振層； 有效設(shè)置于所述第一電極和第二電極之間的液晶層；設(shè)置于所述第一偏振層的背面之后的背光或反射組件；且所述改進(jìn)的特征在于 有效設(shè)置于所述第一偏振層和第二偏振層之間的光學(xué)補(bǔ)償膜，所述膜包含一種或多種溴化聚苯乙烯組合物和/或溴化和?；郾揭蚁┙M合物。
全文摘要
一些實(shí)施方案包括涉及光學(xué)補(bǔ)償膜的組合物和/或方法。更特別地，一些實(shí)施方案可包括適用于形成光學(xué)補(bǔ)償膜的溴化聚苯乙烯組合物和/或其制備方法。在一些實(shí)施方案中，適宜的溴化聚苯乙烯組合物和/或其制備方法可包括具有一個(gè)或多個(gè)的?；糠值姆甲瀛h(huán)。
文檔編號(hào)C08L25/04GK102439075SQ201080019772
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者B·M·金, D·張, F·W·哈里斯, J·井, T·C·格姆羅斯, T·郭, X·鄭, Z·陸 申請(qǐng)人:阿克倫聚合物體系有限公司