CN108136747B - 三维流体单元的制造方法 - Google Patents

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CN108136747B CN201680058129.5A CN201680058129A CN108136747B CN 108136747 B CN108136747 B CN 108136747B CN 201680058129 A CN201680058129 A CN 201680058129A CN 108136747 B CN108136747 B CN 108136747B
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Abstract

本发明的课题在于提供一种实现了三维自由度高的成型性的三维流体单元的制造方法。本发明的三维流体单元的制造方法使用了层叠体,所述层叠体具有至少两张塑料基板和流体层,塑料基板中的至少一张是热收缩率满足5%以上且75%以下的热收缩性膜,所述三维流体单元的制造方法依次包括以下工序:1)将一张塑料基板、流体层以及另一张塑料基板以该层叠顺序配置的配置工序;2)封闭流体层而制作二维流体单元的二维流体单元制作工序;以及3)加热二维流体单元而进行三维加工的三维加工工序。

Description

三维流体单元的制造方法
技术领域
本发明涉及一种将热收缩性膜使用于塑料基板的三维流体单元的制造方法。
背景技术
近年来,液晶显示装置向各种各样的形态发展,轻量且能够弯曲的柔性显示器受到人们的关注。
在使用于这种柔性显示器的液晶单元中,由于利用一直以来使用的玻璃基板很难响应轻量且能够弯曲的要求,因此作为玻璃基板的替代品对各种塑料基板进行了研究。
并且,在室内装修、建材、车辆用途等中广泛利用使用了流动性液体的调光装置,在这些调光装置中也希望轻且能够弯曲的柔性,从而在这些用途中的基板中也作为玻璃基板的替代品要求塑料基板的实用化。
根据这种状况,从各种各样的观点考虑,提出了形成轻且能够弯曲的塑料制流体、尤其是液晶单元的技术。
例如,专利文献1公开了在形成显示面板的塑料基板的聚合物的玻璃化转变温度以上的温度区域内将显示面板保持成曲面形状的技术。
并且,专利文献2公开了在将调光元件设为与三维曲面玻璃一致的形状时为了避免发生因变形应力引起的皱纹而在周缘端部形成切槽的技术。
而且,专利文献3公开了通过设成如下工序来抑制产生电极的剥离或龟裂的技术,该工序是一边使包括具有非晶质状态的透明电极的塑料基板的显示单元弯曲,一边进行加热,从而使非晶质状态的透明电极结晶化的工序。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平7-140451号公报
专利文献2:日本特开平6-18856号公报
专利文献3:日本特开2010-224110号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
并且,最近不仅要求如上所述那样简单地弯曲,而且还要求将显示装置加工成衣服或眼镜等具有复杂的曲面的形状,或者要求将调光装置作为三维弯曲的自由成型体设置。
然而,本发明人进行研究之后明确,如专利文献1或专利文献3,通过简单地弯曲的技术很难成型为复杂的曲面或三维弯曲的成型体,明确了通过专利文献2的技术也同样很难追随三维弯曲的成型体。
因此,现实情况是很难得到实现了成型为复杂的曲面或三维弯曲的成型体的成型性(以下,称作“三维自由度高的成型性”。)的液晶单元。
因此,本发明的课题在于提供一种实现了三维自由度高的成型性的三维流体单元的制造方法。
用于解决技术课题的手段
本发明人深入研究之后发现,能够提供通过利用热收缩性膜制作使用于流体单元的塑料基板来实现三维自由度高的成型性的三维流体单元。
即,发现了能够通过以下结构实现上述课题。
[1]一种三维流体单元的制造方法,所述方法使用了层叠体,所述层叠体具有至少两张塑料基板和流体层,塑料基板中的至少一张是热收缩率满足5%以上且75%以下的热收缩性膜,所述三维流体单元的制造方法依次包括以下工序:
1)配置工序,将一张塑料基板、流体层、另一张塑料基板以该层叠顺序配置:
2)二维流体单元制作工序,封闭流体层而制作二维流体单元;
3)三维加工工序,加热二维流体单元而进行三维加工。
[2]根据[1]所述的三维流体单元的制造方法,其中,热收缩性膜是未拉伸的热塑性树脂膜。
[3]根据[1]所述的三维流体单元的制造方法,其中,热收缩性膜是拉伸超过0%且300%以下的热塑性树脂膜。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的三维流体单元的制造方法,其中,塑料基板均为热收缩率满足5%以上且75%以下的热收缩性膜。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的三维流体单元的制造方法,其中,三维加工工序是伴有塑料基板因加热产生的收缩的三维加工工序。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的三维流体单元的制造方法,其中,至少一张塑料基板的收缩之后的厚度是10μm~500μm。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的三维流体单元的制造方法,其中,流体是液晶组合物。
[8]根据[1]至[7]中任一项所述的三维流体单元的制造方法,其中,二维流体单元制作工序中的流体层的封闭是通过以填充至少两张塑料基板的端部之间的间隙的方式配置密封材料而进行的封闭。
[9]根据[1]至[7]中任一项所述的三维流体单元的制造方法,其中,二维流体单元制作工序中的流体层的封闭是通过热熔合至少两张塑料基板的端部而进行的封闭。
[10]根据[1]至[9]中任一项所述的三维流体单元的制造方法,其中,配置工序是在一张塑料基板上配置流体层之后配置另一张塑料基板的配置工序。
[11]根据[1]至[9]中任一项所述的三维流体单元的制造方法,其中,配置工序是将一张塑料基板与另一张塑料基板隔开间隙配置以后在其中间配置流体层的配置工序。
[12]根据[1]至[11]中任一项所述的三维流体单元的制造方法,其中,配置工序在配置流体层时,在一张塑料基板以及另一张塑料基板中的至少一方或它们的间隙设置流体积存部。
发明效果
根据本发明,能够提供一种实现了三维自由度高的成型性的三维流体单元的制造方法。
附图说明
图1A是表示本发明的三维流体单元的制造方法中的三维加工工序的一例的示意图,是表示加热成型之前的状态的示意图。
图1B是表示本发明的三维流体单元的制造方法中的三维加工工序的一例的示意图,是表示加热成型之后的状态的示意图。
图2A是表示本发明的三维流体单元的制造方法中的三维加工工序的另一例的示意图,是表示加热成型之前的状态的示意图。
图2B是表示本发明的三维流体单元的制造方法中的三维加工工序的另一例的示意图,是表示加热成型之后的状态的示意图。
图3A是用于说明塑料基板的边缘部和中央部的示意图。
图3B是表示在本发明的三维流体单元的制造方法中的三维加工工序中使用了图3A所示的塑料基板的例子的示意图,是表示加热成型之前的状态的示意图。
图3C是表示在本发明的三维流体单元的制造方法中的三维加工工序中使用了图3A所示的塑料基板的例子的示意图,是表示加热成型之后的状态的示意图。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
以下记载的构成要件有时根据本发明的代表性的实施方式进行说明,但是本发明并不限定于这样的实施方式。
另外,在本说明书中,用“~”表示的数值范围是指将记载于“~”的前后的数值作为下限值以及上限值包含的范围。
并且,在本说明书中,平行、正交并非指严格意义上的平行、正交,而是指平行或正交±5°的范围。
<三维流体单元的制造方法>
本发明的三维流体单元的制造方法使用了层叠体,所述层叠体具有至少两张塑料基板和流体层,塑料基板中的至少一张是热收缩率满足5%以上且75%以下的热收缩性膜,所述三维流体单元的制造方法依次包括以下工序:
1)配置工序,将一张塑料基板、流体层以及另一张塑料基板以该层叠顺序配置;
2)二维流体单元制作工序,封闭流体层而制作二维流体单元;以及
3)三维加工工序,加热二维流体单元而进行三维加工。
〔塑料基板〕
为了实现三维自由度高的成型性,本发明的三维流体单元的制造方法中使用的二维流体单元由塑料基板形成,而不是以往的玻璃基板。作为塑料基板,优选使用热塑性树脂,作为热塑性树脂,优选光学透明性、机械强度、热稳定性等优异的聚合物树脂。
作为上述塑料基板中所含的聚合物,例如可以列举聚碳酸酯类聚合物;聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯类聚合物;聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸类聚合物;聚苯乙烯、丙烯腈·苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯类聚合物等。
并且,可以列举聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃;降冰片烯类树脂、乙烯·丙烯共聚物等聚烯烃类聚合物;氯乙烯类聚合物、尼龙或芳香族聚酰胺等酰胺类聚合物;亚酰胺类聚合物;砜类聚合物;聚醚砜类聚合物;聚醚醚酮类聚合物;聚苯硫醚类聚合物;偏二氯乙烯类聚合物;乙烯醇类聚合物;乙烯醇缩丁醛类聚合物;芳酯类聚合物;聚甲醛类聚合物;环氧类聚合物;以三乙酰纤维素为代表的纤维素类聚合物;或由这些聚合物的单体单元共聚而成的共聚物等。
并且,作为上述塑料基板,还可以将混合两种以上上述中例示的聚合物而形成的基板也列举为例子。
{热收缩性膜}
在本发明的三维流体单元的制造方法中使用的二维流体单元中,至少两张塑料基板中的至少一张是热收缩率满足5%以上且75%以下的热收缩性膜,优选所有塑料基板是热收缩率满足5%以上且75%以下的热收缩性膜。
通过使该热收缩性膜收缩,能够实现三维自由度高的成型性。
作为用于收缩的构件,并无特别限定,可以将基于在制膜过程中预先拉伸的收缩列举为例子。并且,还能够利用通过膜本身的收缩、基于制膜时的残留变形的收缩、基于残留溶剂的收缩等产生的效果。
<热收缩率>
本发明中使用的热收缩性膜的热收缩率为5%以上且75%以下,优选为7%以上且60%以下,更优选为10%以上且45%以下。
本发明中使用的热收缩性膜在热收缩性膜的面内方向上的最大热收缩率优选为5%以上且75%以下,更优选为7%以上且60%以下,进一步优选为10%以上且45%以下。另外,在作为用于收缩的方法实施了拉伸的情况下,热收缩率最大的面内方向与拉伸方向大体一致。
并且,在本发明中使用的热收缩性膜中,与热收缩率最大的面内方向正交的方向的热收缩率优选为0%以上且5%以下,更优选为0%以上且3%以下。
另外,在后述条件下测定热收缩率时,以5°间隔切出测定样品,测定所有测定样品的面内方向的热收缩率,能够通过成为其最大值的方向确定热收缩率最大的面内方向。
本发明中,热收缩率是在下述条件下测定的值。
为了测定热收缩率,以测定方向为长边切出长度15cm、宽度3cm的测定样品,为了测定膜长度,在膜的一个表面印模出1cm方格块。将在宽度为3cm的中心线上且15cm长边中的距离上部3cm的点设为A,将距离长边下部2cm的点设为B,将两者的距离AB=10cm作为初始的膜长度L0。将距离长边上部1cm为止用宽度5cm的夹具夹住,从加热成膜的玻璃化转变温度(Tg)的烘箱的顶部吊起用夹具夹住的膜。此时,对膜不施加重压而设为无张力状态。对膜整体进行充分均等的加热,5分钟之后连同夹具一起从烘箱取出膜,测定热收缩之后的点AB之间的长度L,根据下述式1求出了热收缩率。
(式1)热收缩率(%)=100×(L0-L)/L0
<玻璃化转变温度(Tg)>
本发明中使用的热收缩性膜的Tg能够使用差示扫描量热仪计量。
具体而言,使用Hitachi High-Tech Science Corporation制、差示扫描量热仪DSC7000X,在氮气氛且将升温速度设为20℃/分钟的条件下进行测定,将所获得的结果的时间微分DSC曲线(DDSC曲线)的峰顶温度和峰顶温度-20℃的温度中的各个DSC曲线的切线交叉的点处的温度设为Tg。
<拉伸工序>
本发明中使用的热收缩性膜也可以是未拉伸的热塑性树脂膜,但是优选为实施了拉伸的热塑性树脂膜。
拉伸倍率并无特别限定,优选为超过0%且300%以下,从实用上的拉伸工序考虑,更优选为超过0%且200%以下,进一步优选为超过0%且100%以下。
并且,拉伸可以沿着膜输送方向(纵向)进行,也可以沿着与膜输送方向正交的方向(横向)进行,或者也可以沿着两个方向进行。
拉伸温度优选为所使用的热收缩性膜的玻璃化转变温度Tg左右,更优选为Tg±0~50℃,进一步优选为Tg±0~40℃,尤其优选为Tg±0~30℃。
在本发明中的拉伸工序中,可以同时沿双轴方向拉伸,也可以逐次沿双轴方向拉伸。在逐次沿双轴方向拉伸的情况下,也可以按照各个方向上的拉伸而变更拉伸温度。
另一方面,在逐次双轴拉伸的情况下,优选首先沿着膜输送方向平行的方向拉伸,之后沿着与膜输送方向正交的方向拉伸。上述逐次进行拉伸的拉伸温度的更优选的范围与上述同时进行双轴拉伸的拉伸温度范围相同。
〔流体层〕
在本发明的三维流体单元的制造方法中使用的流体层只要是除了气体、等离子流体以外的具有流动性的连续体,则无特别限定。
作为尤其优选的物质状态,优选为液体以及液晶体,将液晶组合物用作流体,最优选将流体单元作为液晶单元。
作为液晶单元的驱动模式,能够使用以水平取向型(In-Plane-Switching:IPS)、垂直取向型(Vertical Alignment:VA)、扭曲向列型(Twisted Nematic:TN)、超扭曲向列型(Super Twisted Nematic:STN)为代表的各种方式。
〔配置工序〕
本发明中使用的配置工序是将一张塑料基板、流体层以及另一张塑料基板以该层叠顺序配置的配置工序。
作为配置成上述层叠顺序的方法,例如可以列举以下方法等:在一张塑料基板上配置流体层之后,配置另一张塑料基板的方法;以及将一张塑料基板和另一张塑料基板隔开间隙配置之后,在其中间配置流体层的方法。作为配置流体层的方法并无特别限定,能够使用涂布或利用了毛细管现象的注入等各种公知的方法。
在本发明中,从在后述三维加工工序中容易均匀地保持单元间隙的观点来看,在配置流体层时,优选在一张塑料基板以及另一张塑料基板中的任一张或者它们的间隙内设置流体积存部。
可以认为能够如此均匀地保持单元间隙的理由是因为,在后述三维加工工序中,即使在伴随二维流体单元的收缩而在单元内产生剩余流体的情况下,也能够将该流体放到流体积存部内。
作为本发明中使用的流体积存部,例如可以列举在一张塑料基板以及另一张塑料基板中的任一方将热收缩率设成比其他区域小的区域等。
通过减小构成流体积存部的塑料基板的一部分区域的热收缩率,在后述三维加工工序中的二维流体单元的收缩时,能够使流体积存部的体积收缩少于其他区域,从而能够增大积存流体的能力。
具体而言,在对组成流体积存部的塑料基板的一部分区域的热收缩率与构成其他区域的塑料基板的热收缩率进行比较时,构成流体积存部的塑料基板的热收缩率相对于构成其他区域的塑料基板的热收缩率优选为20~95%,更优选为30~80%。
并且,优选流体积存部设置于一张塑料基板以及另一张塑料基板中的任一方的边缘部。
在此,所谓边缘部,是在塑料基板为矩形的情况下,从塑料基板的主面的一端到相当于塑料基板的主面的短边(正方形时为一边)的5%的长度为止的区域。另外,在本说明书中,还将除了边缘部以外的区域称作中央部。
并且,优选流体积存部设置于塑料基板的1个边以上的边缘部,更优选设置于对向的2个边的边缘部,并且也可以设置于所有边的边缘部。
并且,作为本发明中使用的流体积存部的另一例,可以列举在构成一张塑料基板与另一张塑料基板之间的间隙的单元间隙中将单元间隙设成比其他区域大的区域等。
通过将单元间隙设成比其他区域大,在后述三维加工工序中的二维流体单元的收缩时,能够使流体积存部的体积收缩少于其他区域,从而能够增大积存流体的能力。即使在单元内产生剩余流体的情况下,也将该流体放到单元间隙的大的区域内,从而容易均匀地保持其他区域的单元间隙。
作为单元间隙大的区域的单元间隙,相对于其他区域的单元间隙,更优选为105~600%的厚度,尤其优选为150~400%的厚度。单元间隙能够通过所使用的间隔物的大小调整为优选的范围。
并且,作为本发明中使用的流体积存部的另一例,可以列举在一张塑料基板以及另一张塑料基板的任一方设置凹部并利用凹部内的空间的方式。
〔二维流体单元制作工序〕
本发明中使用的二维流体单元制作工序是对在配置工序中制作出的被两张塑料基板夹持的流体层进行封闭的工序。作为封闭的方法并无特别限定,能够使用如下等各种方法:以填充两张塑料基板的端部之间的间隙的方式配置密封材料的方法;以及热熔合两张塑料基板的端部的方法。
只要在后述三维加工工序之前完成封闭即可,例如也可以在打开流体层的注入口的状态下填充其他部分,且在注入流体层之后填充并封闭注入口。
〔三维加工工序〕
本发明中使用的三维加工工序是加热二维流体单元而进行三维加工的工序。
在本发明中使用的三维加工工序中,优选通过加热使热收缩性膜收缩而进行三维加工。
作为对热收缩性膜进行加热的温度条件,虽然超出膜的Tg而成型,但是优选为膜所熔融(熔化)的温度以下,即60℃以上且260℃以下。更优选为80℃以上且230℃以下,进一步优选为100℃以上且200℃以下。作为加热的时间,虽然使热充分均匀地遍布,但是优选避免因过于加热而引起膜的分解,即3秒以上且30分钟以下。更优选为10秒以上且10分钟以下,进一步优选为30秒以上且5分钟以下。作为膜的热收缩率,为了实现三维自由度高的成型性,优选为5%以上且75%以下。更优选为7%以上且60%以下,进一步优选为10%以上且45%以下。并且,收缩之后的热收缩性膜的厚度并无特别限定,优选为10μm~500μm,更优选为20μm~300μm。
在实现如上述所述的收缩动作时,还有一部分热塑性树脂通过结晶化等树脂的特征而不易收缩的例外。作为例子,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)若为非晶质,则收缩的能力高,但是若经通过强的拉伸产生的聚合物链的取向和结晶固定化的过程,则有时热稳定增加而不易收缩。有时不优选通过这种结晶化而不易收缩的树脂。
并且,还优选做成将二维流体单元设为筒状形状而成的三维流体单元前体之后,进行三维加工。
设为筒状形状的方法并无特别限定,可以列举将片状的二维流体单元卷曲之后压接相对的边的方法等。筒状形状的筒内部的形状并无特别限定,在从上方观察筒时,可以是圆形或椭圆,也可以是带曲面的自由形状。并且,优选封闭三维流体单元前体的所有边。
通过本发明的三维流体单元的制造方法,例如以追随如饮料瓶的形状体的方式收缩来成型,由此能够在瓶上设置显示装置或调光装置,或者能够实现如覆盖圆筒形的建筑物的周围的显示装置的制造。
本发明的三维流体单元的制造方法优选以收缩之前的周长L0和收缩之后的周长L满足下述式2的方式制作。
(式2)5≤100×(L0-L)/L0≤75
此时,收缩之后的周长L只要是满足上述式的范围,则也可以是在多个部位不同的周长。即,本发明的三维流体单元的制造方法能够加工成满足上述式的范围的自由度更高的三维成型体。
并且,只要在制作出的三维流体单元的一部分区域满足上述式2即可,优选在所有区域满足上述式2。
在该成型加工中,通过将如具有小于收缩之前的周长L0的周长的自由度高的成型体使用于内侧,本发明中使用的热收缩性膜朝向筒状形状的内侧收缩且受到朝向筒状的内侧的压力,但是被封闭的流体单元内的流体层与流体单元的形状无关,即使是施加于某一点的压力,其压力也会均等地传播到流体层的其他整个区域(所谓的帕斯卡定理),因此流体单元内部通过膜收缩而均匀地被按压,从而能够恒定地保持单元间隙。其中,在流体单元内预先配置各种间隔物来恒定地保持单元间隙也是尤其优选的方式。
实施例
以下,列举实施例对本发明进行具体的说明,但是以下实施例所示的原材料、试剂、物质量及其比例、条件、操作等只要不脱离本发明的宗旨,则能够适当地变更。从而,本发明的范围并不限定于以下实施例。
[实施例1]
<三维流体单元101的制作>
〔配置工序〕
将厚度为300μm的聚碳酸酯(TEIJIN LIMITED.制)在155℃下加热1分钟,以50%的倍率沿着TD(Transverse Direction,横向)方向拉伸之后,切成MD(Machine Direction,纵向)方向10cm、TD方向30cm,获得了厚度为150μm的拉伸聚碳酸酯膜。
上述制作出的拉伸聚碳酸酯膜的玻璃化转变温度(Tg)为150℃,通过上述方法测定的TD方向的热收缩率为15%。
并且,热收缩率最大的面内方向与TD方向大体一致,与该TD方向正交的MD方向的热收缩率为5%。
将上述制作出的拉伸聚碳酸酯膜作为塑料基板,通过真空蒸镀而形成厚度为20nm的ITO(Indium Tin Oxide,氧化铟锡)透明电极,再形成厚度为0.1μm的垂直取向聚酰亚胺的取向膜,准备了两张经以上工序的基板。
在带有上述制作出的取向膜的塑料基板的取向膜上(整个面)布满球状间隔物(Sekisui Chemical Co.,Ltd.制MicroPearl SP208、平均粒径8μm),并从其上方将下述组成的液晶组合物作为流体制作出了流体层。
(液晶组合物)
Merck公司制驱动液晶ZLI2806 100重量%
日本感光色素研究所制二色性色素G-241 1.0重量%
Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制手性试剂胆固醇壬酸酯 1.74重量%
将带有上述制作出的流体层的塑料基板和另一张带有取向膜的塑料基板以夹着流体层的方式配置。此时,使带有取向膜的塑料基板的取向膜侧与流体层接触。并且,此时的单元间隙为8μm。
〔二维流体单元制作工序〕
通过将UV(ultraviolet:紫外线)粘接剂作为密封材料以填充上述配置的两张塑料基板的端部之间的间隙的方式配置来进行封闭,从而制作出了二维流体单元101。
〔三维加工工序〕
将上述制作出的二维流体单元101的30cm的长边卷曲而做成圆筒型的筒状之后,将10cm的边彼此以成为1cm的重叠部分的方式重叠,在200℃下对重叠的部分施加每分钟1MPa的压力,热压接并固定,从而制作出了筒状形状的三维流体单元前体101。周长为29cm。
准备了图1A所示的形状的模具1。最长的周长为La=27.5cm,最短的周长为Lb=26cm。将上述制作出的周长L0为29cm的筒状形状的三维流体单元前体101(符号2)相对于该模具配置在图1A所示的位置,在150℃的温度下加热成型5分钟,制作出了图1B所示的三维流体单元101(符号3)。无论在周长La的部分,还是在周长Lb的部分,三维流体单元前体均能追随而成型,各个部分中的周长如模具那样成为27.5cm、26cm。
并且,对于周长La的部分以及周长Lb的部分,沿周长测量10处单元间隙,其测量结果均以8.5μm±0.2恒定,作为液晶单元的基本性能也无变化。
可以认为这是因为,由于密闭的流体单元内填充有液晶组合物,因此根据帕斯卡原理对流体单元内均匀地施加压力。
[实施例2]
<三维流体单元102的制作>
在实施例1中,将聚碳酸酯的拉伸倍率从50%改为100%,除此以外,全部通过相同的操作制作了三维流体单元前体102。
另外,拉伸聚碳酸酯膜的玻璃化转变温度(Tg)为150℃,TD方向的热收缩率为35%。并且,热收缩率最大的面内方向与TD方向大体一致,与该TD方向正交的MD方向的热收缩率为5%。
使用上述制作出的三维流体单元前体102,并使用图2A所示的瓶形状的模具,除此以外,以与实施例1相同的方法制作了三维流体单元102。
在图2A所示的形状的模具1中,最长的周长为La=27cm,最短的周长为Lb=25cm。将上述制作出的周长L0为29cm的筒状形状的三维流体单元前体102(符号2)相对于该模具配置在图2A所示的位置,在150℃的温度下加热成型5分钟,制作出了图2B所示的三维流体单元102(符号3)。无论在周长La的部分,还是在周长Lb的部分,三维流体单元前体均能良好地追随而成型,各个部分中的周长如模具那样成为27cm、25cm。
并且,对于周长La的部分以及周长Lb的部分,沿周长测量10处单元间隙,其测量结果均以8.6μm±0.2恒定,作为液晶单元的基本性能也无变化。
[实施例3]
<三维流体单元103的制作>
在实施例1中,代替300μm的聚碳酸酯,改为溶液制膜成100μm的环烯烃聚合物(COP)膜(JSR Corporation制ARTON G7810),将拉伸温度从155℃改为170℃,除此之外,全部通过相同的操作制作了三维流体单元前体103。另外,COP膜的玻璃化转变温度(Tg)为170℃,TD方向的热收缩率为35%。并且,热收缩率最大的面内方向与TD方向大体一致,与该TD方向正交的MD方向的热收缩率为5%。
使用该三维流体单元前体103,将加热成型的温度从150℃设为165℃,除此以外,全部通过与实施例1相同的操作制作了三维流体单元103。无论在周长La的部分,还是在周长Lb的部分,三维流体单元前体均能良好地追随而成型,各个部分中的周长如模具那样成为27.5cm、26cm。
并且,对于周长La的部分以及周长Lb的部分,沿周长测量10处单元间隙,其测量结果均以8.5μm±0.2恒定,并且作为液晶单元的基本性能也无变化。
[实施例4]
<三维流体单元104的制作>
在实施例1中,代替300μm的聚碳酸酯,改为溶液制膜成100μm的乙酰基取代度为2.42的醋酸纤维素膜(Daicel Chemical Industries Ltd.制),将拉伸温度从155℃改为190℃,除此以外,全部通过相同的操作制作了三维流体单元前体104。另外,醋酸纤维素膜的玻璃化转变温度(Tg)为180℃,TD方向的热收缩率为35%。并且,热收缩率最大的面内方向与TD方向大体一致,与该TD方向正交的MD方向的热收缩率为5%。
使用该三维流体单元前体104,将加热成型的温度从150℃设为187℃,除此以外,全部通过与实施例1相同的操作制作了三维流体单元104。无论在周长La的部分,还是在周长Lb的部分,三维流体单元前体均能良好地追随而成型,各个部分中的周长如模具那样成为27.5cm、26cm。
并且,对于周长La的部分以及周长Lb的部分,沿周长测量10处单元间隙,其测量结果均以8.5μm±0.2恒定。并且,作为液晶单元的基本性能也无变化。
[实施例5]
<三维流体单元105的制作>
在实施例1中,代替厚度150μm的拉伸聚碳酸酯,使用125μm的未拉伸聚碳酸酯膜(TEIJIN LIMITED.制),除此以外,全部通过与实施例1相同的操作制作了三维流体单元前体105。
除了使用该三维流体单元前体105以外,以与实施例1相同的操作制作了三维流体单元105。周长La的部分以及周长Lb的部分中的周长为27.8cm、27cm,虽然收缩稍微少,但是无论在哪一部分,三维流体单元前体均能追随而成型。
并且,对于周长La的部分以及周长Lb的部分,沿周长测量10处单元间隙,其测量结果均以8.6μm±0.2恒定,并且作为液晶单元的基本性能也无变化。
[实施例6]
<三维流体单元106的制作>
在实施例1中,使用UV粘接剂固化封闭了4个边,而在本实施例中,代替此使用FUJIIMPULSECO.,LTD.制V-300,在200℃下利用热熔合以5秒钟进行封闭,除此以外,以与实施例1相同的操作制作了三维流体单元前体106。
使用该三维流体单元前体106,全部通过与实施例1相同的操作制作了三维流体单元106。无论在周长La的部分,还是在周长Lb的部分,三维流体单元前体均能良好地追随而成型,各个部分中的周长如模具那样成为27.5cm、26cm。
并且,对于周长La的部分以及周长Lb的部分,沿周长测量10处单元间隙,其测量结果均以8.5μm±0.2恒定,并且作为液晶单元的基本性能也无变化。
[实施例7]
<三维流体单元107的制作>
〔配置工序〕
在155℃下对厚度为300μm的聚碳酸酯(TEIJIN LIMITED.制)加热1分钟,以75%的倍率沿着TD方向拉伸之后,切成MD方向10cm、TD方向30cm,获得了厚度为150μm的拉伸聚碳酸酯膜。
接下来,预先只对所获得的拉伸聚碳酸酯膜的边缘部、即图3A所示的塑料基板10中的对向的短边的边缘部14实施加热处理,使边缘部产生一部分收缩。
上述制作的一部分收缩的拉伸聚碳酸酯膜的玻璃化转变温度(Tg)为150℃。
并且,位于中央部的膜的TD方向的热收缩率为25%。并且,热收缩率最大的面内方向与TD方向大体一致,与该TD方向正交的MD方向的热收缩率为5%。
而且,位于边缘部的膜的TD方向的热收缩率为10%。并且,热收缩率最大的面内方向与TD方向大体一致,与该TD方向正交的MD方向的热收缩率为5%。
将上述制作的一部分收缩的拉伸聚碳酸酯膜作为塑料基板,通过真空蒸镀而形成厚度为20nm的ITO透明电极,再形成厚度为0.1μm的垂直取向聚酰亚胺的取向膜,准备了两张经以上工序的基板。
在带有上述制作出的取向膜的塑料基板的取向膜上,使球状间隔物(SekisuiChemical Co.,Ltd.制MicroPearl SP206、平均粒径6μm)分布在图3A所示的中央部12的区域,使球状间隔物(Sekisui Chemical Co.,Ltd.制MicroPearl SP220、平均粒径20μm)分布在图3A所示的边缘部14的区域,并从其上方将下述组成的液晶组合物作为流体制作出了流体层。
(液晶组合物)
Merck公司制驱动液晶ZLI2806 100重量%
日本感光色素研究所制二色性色素G-241 1.0重量%
Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制手性试剂胆固醇壬酸酯 1.74重量%
将带有上述制作出的流体层的塑料基板和另一张带有取向膜的塑料基板以夹着流体层的方式配置。此时,使带有取向膜的塑料基板的取向膜侧与流体层接触。并且,此时的单元间隙在边缘部为20μm,在中央部为6μm。
〔二维流体单元制作工序〕
通过将UV粘接剂作为密封材料以填充上述配置的两张塑料基板的端部之间的间隙的方式配置来进行封闭,从而制作了二维流体单元107。
〔三维加工工序〕
将上述制作出的二维流体单元107的30cm的长边卷曲而做成圆筒型的筒状之后,将10cm的边彼此以成为1cm的重叠量的方式重叠,在200℃下对重叠的部分施加每分钟1MPa的压力,热压接并固定,从而制作出了筒状形状的三维流体单元前体107。周长为29cm。
使用上述制作出的三维流体单元前体107,并使用图3B所示的瓶形状的模具,除此以外,以与实施例1相同的方法制作出了三维流体单元107。
在图3B所示的形状的模具1中,最长的周长为La=27cm,最短的周长为Lb=25cm。将上述制作出的周长L0为29cm的筒状形状的三维流体单元前体107(符号2)相对于该模具配置在图3B所示的位置,在150℃的温度下加热成型5分钟,制作出了图3C所示的三维流体单元107(符号3)。无论在周长La的部分,还是在周长Lb的部分,三维流体单元前体均能良好地追随而成型,各个部分中的周长如模具那样成为27cm、25cm。
并且,对于周长La的部分以及周长Lb的部分,沿周长测量10处单元间隙,其测量结果均以6.3μm±0.1恒定,作为液晶单元的基本性能也无变化。
[比较例1]
<三维空单元201的制作>
将在实施例1中制作出的拉伸聚碳酸酯膜作为塑料基板,通过真空蒸镀而形成厚度为20nm的ITO(Indium Tin Oxide)透明电极,再形成垂直取向聚酰亚胺的取向膜,准备了两张经以上工序的基板,将两者以取向膜成为内侧的方式对齐,利用球状间隔物(SekisuiCorporation制MicroPearl SP208)使单元间隙以8μm恒定。在4个边中的1个边设置宽度为5mm的液晶注入口,除此以外的部分全部通过UV粘接剂以1cm的宽度进行固化封闭,从而制作了未注入有液晶的空单元201。
将上述制作出的空单元201的30cm的长边卷曲而做成圆筒型的筒状之后,将10cm的边彼此的重叠设置成封闭单元的1cm部分,并在200℃下施加每分钟1MPa的压力,热压接并固定,从而制作了筒状形状的三维结构空单元前体201。周长为28cm。
与实施例1相同,准备了图1所示的形状的模具。将上述制作出的三维结构空单元前体201以包住该模具的方式配置,并与实施例1相同地在150℃的温度下加热成型5分钟,从而制作了三维结构空单元201。无论在周长L的部分,还是在周长L’的部分,单元均能良好地追随而成型,各个部分的单元的周长如模具那样成为27.5cm、26cm。另一方面,周长L的部分、周长L’的部分的单元间隙不均匀,无法准确地测量。可以认为这是因为,单元内未填充有液晶,因此未恒定地施加通过收缩产生的压力。
<三维流体单元201的制作>
在从液晶注入口注入实施例1中使用的液晶组合物之后,使用UV粘接剂将注入口固化封闭,制作了三维流体单元201。该液晶单元虽然能够驱动,但是由于单元间隙不均匀,因此导致面内产生了色泽的不均匀。
符号说明
1-模具,2-三维流体单元前体,3-三维流体单元,10-塑料基板,12-中央部,14-边缘部,L0-收缩之前的周长,La-最长的周长,Lb-最短的周长。

Claims (10)

1.一种三维流体单元的制造方法,所述方法使用了层叠体,所述层叠体具有至少两张塑料基板和流体层,所述塑料基板中的至少一张是热收缩率满足5%以上且75%以下的热收缩性膜,
所述三维流体单元的制造方法依次包括以下工序:
1)配置工序,将一张所述塑料基板、流体层、另一张所述塑料基板以该层叠顺序配置;
2)二维流体单元制作工序,封闭所述流体层而制作二维流体单元;
3)三维加工工序,加热所述二维流体单元而进行三维加工;
所述热收缩率是面内方向上的最大热收缩率,
所述配置工序是在一张所述塑料基板上配置流体层之后配置另一张所述塑料基板的配置工序。
2.根据权利要求1所述的三维流体单元的制造方法,其中,
所述热收缩性膜是未拉伸的热塑性树脂膜。
3.根据权利要求1所述的三维流体单元的制造方法,其中,
所述热收缩性膜是拉伸超过0%且300%以下的热塑性树脂膜。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的三维流体单元的制造方法,其中,
所述塑料基板均为热收缩率满足5%以上且75%以下的热收缩性膜。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的三维流体单元的制造方法,其中,
所述三维加工工序是伴有所述塑料基板因加热产生的收缩的三维加工工序。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的三维流体单元的制造方法,其中,
至少一张所述塑料基板的收缩之后的厚度是10μm~500μm。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的三维流体单元的制造方法,其中,
构成所述流体层的流体是液晶组合物。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的三维流体单元的制造方法,其中,
所述二维流体单元制作工序中的所述流体层的封闭是通过以填充至少两张所述塑料基板的端部之间的间隙的方式配置密封材料而进行的封闭。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的三维流体单元的制造方法,其中,
所述二维流体单元制作工序中的所述流体层的封闭是通过热熔合至少两张所述塑料基板的端部而进行的封闭。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的三维流体单元的制造方法,其中,
所述配置工序在配置所述流体层时,在一张所述塑料基板以及另一张所述塑料基板中的至少一方或它们的间隙设置流体积存部。
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