DE19956706B4

DE19956706B4 - Zellsubstrat und Flüssigkristall-Display

Info

Publication number: DE19956706B4
Application number: DE19956706A
Authority: DE
Inventors: Kiichi Ibaraki Shimodaira; Masayuki Ibaraki Satake
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1999-11-25
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2019-11-26
Also published as: KR100627526B1; JP2000162584A; US6331882B1; DE19956706A1; KR20000035701A; TW410276B

Abstract

Zellsubstrat, umfassend
– ein Harzsubstrat;
– ein optisches Element, welches ein optisches Material (2) und eine druckempfindliche Klebstoffschicht (3) umfasst;
wobei
das Harzsubstrat ein alicyclisches Epoxyharz enthält, und 30,5 cm eine Verformung von nicht mehr als 3 mm auf aufweist, nachdem das Zellsubstrat 150 h lang auf 80°C erhitzt worden ist,
die druckempfindliche Klebstoffschicht (3) auf mindestens einer Oberfläche des optischen Materials (2) angeordnet ist, so dass das optische Element haftend mittels der druckempfindlichen Klebstoffschicht mit dem Zellsubstrat verbunden ist, und
die Klebstoffschicht (3) aus einem Klebstoff vom Acryl-Typ geformt ist, welcher hergestellt wurde durch Mischen von 100 Gewichtsteilen Isooctylacrylat, 1 Gewichtsteil 6-Hydroxyhexylacrylat und 0,3 Gewichtsteilen Azobisisobutyronitril in 200 Gewichtsteilen Ethylacetat bei 60°C, gefolgt von der Zugabe von 1 Gewichtsteil eines Vernetzungsmittels vom Isocyanat-Typ auf 100 Gewichtsteile des Feststoffgehaltes der Polymerlösung.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Zellsubstrat, das ein Harzsubstrat und ein optisches Element umfasst, wobei das optische Element zusätzlich mit einer druckempfindlichen (selbstklebenden) Klebstoffschicht versehen ist, das geeignet ist für die Herstellung einer wenig verformten Flüssigkristallzelle vom Harz-Typ und geeignet ist für die Herstellung eines Flüssigkristall-Displays (-Sichtanzeige), sowie ein entsprechendes Flüssigkristall-Display.
Beschreibung des Standes der Technik
Da eine Flüssigkristall-Zelle, in der ein Glassubstrat verwendet wird, mit fortschreitender Zunahme der Größe des Flüssigkristall-Displays (LCD) schwerer und voluminöser wird, wurde bereits eine Vielzahl von Flüssigkristallzellen, in denen verschiedene Arten von Harzsubstraten verwendet werden, vorgeschlagen zur Verringerung der Größe und des Gewichtes. Die bisher vorgeschlagenen Flüssigkristallzellen vom Harz-Typ wurden bisher jedoch in der Praxis nicht eingesetzt, weil ein Problem in bezug auf eine Verformung (Curl bzw. Erhebungen) auftrat, wenn ein optisches Material, beispielsweise eine polarisierende Platte (Polarisationsplatte), eine Phasendifferenzplatte, eine elliptische polarisierende Platte, die durch Auflaminieren hergestellt worden ist, mittels einer Klebstoffschicht mit jeder der Flüssigkristallzellen haftend verbunden wurde. Das obengenannte optische Material, beispielsweise eine Po larisationsplatte, ist eine Schlüssel-Einrichtung für die LCD. Daher kann die Verwendung des optischen Materials nicht vermieden werden.
DE 197 00 400 A1 offenbart einen optischen Film mit einem optischen Basisfilm, der an einer oder an beiden seiner Oberflächen Mehrfachschichten aus druckempfindlichen Haftschichten aufweist, wobei die Mehrfachschichten eine Kombination von druckempfindlichen Haftschichten umfassen, beispielsweise druckempfindliche Acrylhaftstoffe, die jeweils eine unterschiedliche Spannungsrelaxationszeit aufweisen, wobei die druckempfindliche Haftschicht mit der längsten Spannungsrelaxation an der äußersten Position angeordnet ist, und wobei die druckempfindliche Haftschicht mit der längsten Spannungsrelaxationszeit eine Dicke von 80% oder weniger der gesamten Dicke der druckempfindlichen Haftschichten aufweist.
US 5795650 A betrifft eine druckempfindliche Klebstoffschicht, welche für Flüssigkristallzellen und Flüssigkristall-Displays verwendet werden kann, wobei die Klebstoffschicht umfasst:

– eine Basismaterialschicht, welche als Polarisationsschicht oder Phasendifferenzschicht, wie sie im Flüssigkristall-Display verwendet wird, geformt ist; und
– eine druckempfindliche Klebstoffschicht, enthaltend eine druckempfindliche Klebstoffzusammensetzung und einen Weichmacher, wobei das gewichtsmittlere Molekulargewicht der druckempfindlichen Klebstoffzusammensetzung von 600.000 bis 2.000.000 beträgt, und wobei die Spannung, die durch Kontraktion der Basismaterialschicht entstehen würde, durch die druckempfindliche Klebstoffschicht abgebaut wird, um das Auftreten von Farbunebenheiten oder weiße Markierungen auf dem Display zu verhindern.

EP 0 635 358 A1 offenbart ein Laminat mit verbesserten Polarisationseigenschaften, in welchem eine Klebstoffschicht auf einer Oberfläche eines Polarisationsfilmes gebildet ist. Auf der Oberfläche der Klebstoffschicht ist ein Polarisationsfilm oder Retardationsfilm und ein Ablösungsfilm mit einem transparenten biaxial orientierten aromatischen Polyesterfilm als Basisfilm gebildet.
Für die Klebstoffschicht kann ein Klebstoff vom Polyester-Typ verwendet werden.
DE 31 27 347 C1 offenbart eine laminierte Polarisationsfolie aus einer Licht polarisierenden Folie, einer Trägerfolie an mindestens einer Oberfläche der Licht polarisierenden Folie und einer transparenten, elektrisch leitenden Schicht auf der anderen Oberfläche der Trägerfolie, wobei die Trägerfolie aus einem durch Vernetzen einer polyfunktionellen Verbindung und aktive Wasserstoffatome enthaltenden Gruppen eines Phenoxyäther-Polymers oder einem Gemisch mit einem überwiegenden Anteil des Phenoxyäther-Polymers hergestellt worden ist. Die Folien werden beispielsweise mittels Klebstoffen vom Acrylat-Typ laminiert.
JP 10 044294 A betrifft eine Klebstoffschicht, die ein 100% Elastizitätsmodul von 2 bis 6 g/mm² bei 90°C und ein 1000% Elastizitätsmoduls von 3 bis 7 g/mm² aufweist, wobei die Klebstoffschicht auf einer oder beiden Seitenoberflächen eines optischen Filmmaterials zur Verfügung gestellt wird.
DE 199 42 101 A1 offenbart ein Zellsubstrat, umfassend

– ein Harzsubstrat;
– ein optisches Element, welches ein optisches Material (2) und eine druckempfindliche Klebstoffschicht (3) umfasst; wobei das Harzsubstrat ein alicyclisches Epoxyharz enthält; die druckempfindliche Klebstoffschicht (3) auf mindestens einer Oberfläche des optischen Materials (2) angeordnet ist, so dass das optische Element haftend mittels der druckempfindlichen Klebstoffschicht mit dem Zellsubstrat verbunden ist, und die Klebstoffschicht (3) aus einem Klebstoff vom Acryl-Typ geformt ist, welcher hergestellt wurde durch Mischen von 100 Gewichtsteilen Isooctylacrylat, 2 Gewichtsteilen 6-Hydroxyhexylacrylat und 0,5 Gewichtsteilen Azobisisobutyronitril in 200 Gewichtsteilen Ethylacetat bei 60°C, ge folgt von der Zugabe von 0,5 Gewichtsteilen eines Vernetzungsmittels vom Isocyanat-Typ auf 100 Gewichtsteile des Feststoffgehaltes der Polymerlösung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zellsubstrat vom Harztyp zur Verfügung zu stellen, umfassend ein optisches Element, das eine Flüssigkristallzelle mit einer geringen Verformung (Curl) bilden kann und bei der praktischen Verwendung eine ausgezeichnete Leistungsfähigkeit aufweist, wenn ein optisches Material mittels einer Klebstoffschicht haftend damit verbunden ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Zellsubstrat, umfassend

– ein Harzsubstrat;
– ein optisches Element, welches ein optisches Material (2) und eine druckempfindliche Klebstoffschicht (3) umfasst; wobei das Harzsubstrat ein alicyclisches Epoxyharz enthält, und eine Verformung von nicht mehr als 3 mm auf 30,5 cm aufweist, nachdem das Zellsubstrat 150 h lang auf 80°C erhitzt worden ist, die druckempfindliche Klebstoffschicht (3) auf mindestens einer Oberfläche des optischen Materials (2) angeordnet ist, so dass das optische Element haftend mittels der druckempfindlichen Klebstoffschicht mit dem Zellsubstrat verbunden ist, und die Klebstoffschicht (3) aus einem Klebstoff vom Acryl-Typ geformt ist, welcher hergestellt wurde durch Mischen von 100 Gewichtsteilen Isooctylacrylat, 1 Gewichtsteil 6-Hydroxyhexylacrylat und 0,3 Gewichtsteilen Azobisisobutyronitril in 200 Gewichtsteilen Ethylacetat bei 60°C, gefolgt von der Zugabe von 1 Gewichtsteil eines Vernetzungsmittels vom Isocyanat-Typ auf 100 Gewichtsteile des Feststoffgehaltes der Polymerlösung.

Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Flüssigkristall-Display, umfassend:

(1) mindestens ein optisches Element, das ein optisches Material (2) und eine druckempfindliche Klebstoffschicht (3) umfasst, die auf mindestens einer Oberfläche des optischen Materials (2) angeordnet ist, wobei die Klebstoffschicht (3) aus einem Klebstoff vom Acryl-Typ geformt ist, welcher hergestellt wurde durch Mischen von 100 Gewichtsteilen Isooctylacrylat, 1 Gewichtsteil 6-Hydroxyhexylacrylat und 0,3 Gewichtsteilen Azobisisobutyronitril in 200 Gewichtsteilen Ethylacetat bei 60°C, gefolgt von der Zugabe von 1 Gewichtsteil eines Vernetzungsmittels vom Isocyanat-Typ auf 100 Gewichtsteile des Feststoffgehaltes der Polymerlösung; und
(2) eine Flüssigkristallzelle, die mittels der druckempfindlichen Klebstoffschicht (3) mit dem optischen Element haftend verbunden ist, wobei die Flüssigkristallzelle ein Zellsubstrat umfasst, umfassend ein Harzsubstrat, wobei das Harzsubstrat ein alicyclisches Epoxyharz enthält, und eine Verformung von nicht mehr als 3 mm auf 30,5 cm aufweist, nachdem das Zellsubstrat 150 h lang auf 80°C erhitzt worden ist.

Durch Bereitzustellung eines Zellsubstrats, umfassend ein optisches Element, das eine druckempfindliche (selbstklebende) Klebstoffschicht mit der obengenannten Charakteristik umfasst, kann die Verformung einer dünnen und leichten Flüssigkristallzelle vom Harz-Typ in ausreichendem Maße praktisch verringert werden, während die Vorteile der Flüssigkristallzelle vom Harz-Typ wirksam ausgenutzt werden. Dementsprechend kann die Vergrößerung eines LCD mit einem Zellsubstrat vom Harz-Typ vorteilhaft gefördert werden. Außerdem kann durch Bereitstellung eines Zellsubstrats, umfassend ein optisches Element, das eine druckempfindliche (selbstklebende) Klebstoffschicht aufweist, die vorher zusätzlich auf ein optisches Material aufgebracht worden ist, das optische Element mit einer Flüssigkristallzelle leicht haftend verbunden werden. Der Wirkungsgrad beim Zusammenbau eines LCD ist ausgezeichnet, so dass Zusammenbau-Verluste, die durch Änderung der Qualität und eine Verunreinigung mit Staub oder dgl. verursacht werden, verhindert werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den beiliegenden Zeichnungen bedeuten:
1 eine Schnittansicht eines Beispiels für ein optisches Element;
2 eine Schnittansicht eines anderen Beispiels für das optische Element;
3 eine Schnittansicht eines Beispiels für ein Zellsubstrat;
4 eine Schnittansicht eines anderen Beispiels für das Zellsubstrat; und
5 eine Schnittansicht eines Beispiels für ein Flüssigkristall-Display (LCD).
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
Ein optisches Element für das erfindungsgemäße Zellsubstrat wird hergestellt aus einem optischen Material, das entweder auf einer oder auf jeder der beiden Oberflächen desselben mit einer druckempfindlichen (selbstklebenden) Klebstoffschicht beschichtet wird, die einen 1000 %-Elastizitätsmodul bei 90°C in dem Bereich von 3 bis 10 g/mm² aufweist. Das optische Element weist die Charakteristik auf, dass die Curl-Menge (Erhebungen) nicht mehr als 3 mm auf 30,5 cm (12 Inches) beträgt, wenn das optische Element, das mittels einer druckempfindlichen (selbstklebenden) Klebstoffschicht mit einem Harzsubstrat haftend verbunden worden ist, 150 h lang auf 80°C erhitzt wird.
Die 1 und 2 zeigen Beispiele für das optische Element. Die Bezugsziffer 2 bezeichnet ein optisches Material; und die Bezugsziffer 3 bezeichnet eine druckempfindliche (selbstklebende) Klebstoffschicht. In der 2 bezeichnet die Bezugsziffer 21 eine polarisierende Platte (Polarisationsplatte) und die Bezugsziffer 22 bezeichnet eine Phasendifferenzplatte. Die Polarisationsplatte 21 und die Phasendifferenzplatte 22 werden mittels einer druckempfindlichen (selbstklebenden) Klebstoffschicht 31 aufeinanderlaminiert unter Bildung einer elliptisch polarisierenden Platte als einem optischen Material 2. Die Bezugsziffer 1 bezeichnet einen Schutzfilm und die Bezugsziffer 4 bezeichnet einen Separator.
Als optisches Material wird ein optisches Element, beispielsweise eine polarisierende Platte, eine Phasendifferenzplatte, eine elliptisch polarisierende Platte, die durch Aufeinanderlaminieren der Polarisationsplatte und der Phasendifferenzplatte gebildet worden ist, eine polarisierende Platte vom Reflexions-Typ, oder eine elliptisch polarisierende Platte unter Verwendung der Polarisationsplatte vom Reflexions-Typ verwendet für die Herstellung eines Flüssigkristall-Displays (LCD). Das optische Material unterliegt hinsichtlich seiner Art keiner spezifischen Beschränkung. Im Falle eines optischen Materials vom Laminat-Typ, beispielsweise einer elliptisch polarisierenden Platte, kann jede geeignete Klebstoff-Verbindungseinrichtung, beispielsweise eine druckempfindliche (selbstklebende) Klebstoffschicht gemäß der vorliegenden Erfindung, eine andere druckempfindliche (selbstklebende) Klebstoffschicht zur Durchführung der Laminierung verwendet werden.
Zu spezifischen Beispielen für die Polarisationsplatte gehören verstreckte hydrophile makromolekulare Filme, beispielsweise Filme vom Polyvinylalkohol-Typ, Filme vom partiell formalisierten Polyvinylalkohol-Typ und partiell verseifte Filme vom Ethylen/Vinylacetat-Copolymer-Typ, die Iod und/oder einen dichromatischen Farbstoff, der daran adsorbiert ist, enthalten, und orientierte Polyen-Filme, z.B. Polyvinylalkohol-Dehydrate und Polyvinylchlorid-Dehydrochlorinate. Die Dicke der Polarisationsplatte, die aus einem solchen Film hergestellt ist, liegt im allgemeinen in einem Bereich von 5 bis 80 μm, die Erfindung ist darauf jedoch nicht beschränkt.
Die Polarisationsplatte vom Reflexions-Typ wird verwendet zur Herstellung eines Flüssigkristall-Displays (LCD) des Typs, bei dem reflektierendes Licht, das von der Seite der sichtbaren Wahrnehmung (der Display-Seite) her einfällt, die Sichtanzeige bewirkt. Die Polarisationsplatte vom Reflexions-Typ hat den Vorteil, dass eine eingebaute Lichtquelle für die Belichtung von hinten weggelassen werden kann, so dass leicht eine Verringerung der Dicke des Flüssigkristall-Displays (LCD) erzielt wird.
Die Herstellung der polarisierenden Platte vom Reflexions-Typ kann erfolgen nach irgendeinem geeigneten Verfahren, beispielsweise einem Verfahren, bei dem eine Reflexionsschicht aus einem Metall zusätzlich auf einer einzelnen Oberfläche einer Polarisationsplatte mittels einer transparenten Harzschicht vorgesehen wird, je nach Bedarf. Die obengenannte Polarisationsplatte, insbesondere die transparente Harzschicht, die auf einer oder auf jeder der einander gegenüberliegenden Oberflächen des Polarisationsfilms je nach Bedarf aufgebracht sein kann, kann so konfiguriert sein, dass der Schutzfilm 1 als transparente Harzschicht dient, wie in den Zeichnungen dargestellt.
Ein spezifisches Beispiel für die Polarisationsplatte vom Reflexions-Typ ist eine Polarisationsplatte, die eine Reflexionsschicht aufweist, die durch zusätzliches Aufbringen einer Folie oder eines aufgedampften Films aus einem reflektierenden Metall wie Aluminium auf eine einzige Oberfläche einer transparenten Harzschicht eines Schutzfilms, der bei Bedarf mattiert sein kann, gebildet wird. Ein anderes Beispiel ist eine Polarisationsplatte, die eine Reflexionsschicht mit einer Fein-Grob-Struktur auf einer Oberfläche einer Fein-Grob-Struktur aufweist, die aus der obengenannten transparenten Harzschicht, die feine Teilchen enthält, gebildet worden ist. Die Verwendung in einem Zustand, in dem die Reflexions-Oberfläche mit einer transparenten Harzschicht oder einer Polarisationsplatte beschichtet ist, ist bevorzugt, um eine Abnahme des Reflexionsfaktors als Folge einer Oxidation zu verhindern, um den anfängli chen Reflexionsfaktor über einen langen Zeitraum aufrechtzuerhalten, und um die zusätzliche getrennte Aufbringen einer Schutzschicht zu vermeiden.
Die obengenannte Reflexionsschicht mit Fein-Grob-Struktur hat den Vorteil, dass das auftreffende Licht durch die diffuse Reflexion gestreut wird, so dass sowohl eine Richtwirkung als auch ein Blenden verhindert werden können und eine Ungleichförmigkeit von Licht und Schatten unterdrückt werden kann. Außerdem hat die transparente Harzschicht, die feine Teilchen enthält, den Vorteil, dass das auftreffende Licht und das reflektierte Licht als Folge der Reflexion des auftreffenden Lichtes diffundiert werden, wenn das Licht die transparente Harzschicht passiert, so dass eine Ungleichförmigkeit von Licht und Schatten unterdrückt werden kann. Die Bildung der Reflexionsschicht mit Fein-Grob-Struktur, die durch die Oberfläche der Fein-Grob-Struktur der transparenten Harzschicht beeinflusst wird, kann erfolgen durch direktes Aufbringen eines Metalls auf eine Oberfläche der transparenten Harzschicht unter Anwendung irgendeines geeigneten Aufdampfungs- oder Aufplattierungs-Verfahrens, beispielsweise durch Anwendung eines Vakuumdampfabscheidungs-Verfahrens, eines Ionenplattierungs-Verfahrens, oder eines Sputter-Verfahrens.
Für die Herstellung des Schutzfilms oder der transparenten Schutzschicht wird vorzugsweise ein Polymer mit einer ausgezeichneten Transparenz, mechanischen Festigkeit, Wärmebeständigkeit, und Wasserabschirmungs-Charakteristik verwendet. Zu Beispielen für das Polymer gehören Harze vom Polyester-Typ, Harze vom Acetat-Typ, Harze vom Polyethersulfon-Typ, Harze vom Polycarbonat-Typ, Harze vom Polyamid-Typ, Harze vom Polyimid-Typ, Harze vom Polyolefin-Typ, Harze vom Acryl-Typ, wärmehärtbare oder durch UV-Strahlung härtbaren Harze vom Acryl-Typ, wärmehärtbare oder durch UV-Strahlung härtbare Harze vom Urethan-Typ, wärmehärtbare oder durch UV-Strahlung härtbare Harze vom Acrylurethan-Typ, wärmehärtbare oder durch UV-Strahlung härtbare Harze vom Epoxy-Typ, wärmehärtbare oder durch UV-Strahlung härtbare Harze vom Silicon-Typ.
Die transparente Schutzschicht kann nach irgendeinem geeigneten Verfahren hergestellt werden, beispielsweise einem Verfahren zum Aufbringen eines Polymers, oder einem Verfahren zum Auflaminieren von Polymeren, die als Filme vorliegen. Die Dicke der transparenten Schutzschicht kann in geeigneter Weise festgelegt werden. Die Dicke der transparenten Schutzschicht wird im allgemeinen so gewählt, dass sie nicht größer ist als 500 μm, vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 300 μm, insbesondere in einem Bereich von 5 bis 200 μm, liegt. Als feine Teilchen, die in dem Harz enthaltend sind, das zur Herstellung der transparenten Harzschicht verwendet wird, die eine Oberfläche mit Fein-Grob-Struktur aufweist, werden transparente feine Teilchen, beispielsweise feine anorganischen Teilchen aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Zirkoniumdioxid, Zinnoxid, Indiumoxid, Cadmiumoxid, oder Antimonoxid, beispielsweise solche mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 bis 20 μm, und feine organische Teilchen aus vernetzten oder nicht-vernetzten Polymeren verwendet. Die feinen anorganischen Teilchen können elektrisch leitend sein. Die Menge, in der die feinen Teilchen verwendet werden, beträgt im allgemeinen 2 bis 25 Gew.-Teile, insbesondere 5 bis 20 Gew.-Teile, auf 100 Gew.-Teile des transparenten Harzes.
Andererseits gehören zu spezifischen Beispielen für die Phasendifferenzplatte als eines der obengenannten optischen Materialien: ein doppelbrechender Film, der durch Verstrecken eines Films aus irgendeinem geeigneten Polymer, wie Polycarbonat, Polyvinylalkohol, Polystyrol, Polymethylmethacrylat, Polypropylen, anderen Polyolefinen, Polyallylat, Polyamid hergestellt worden ist; und ein orientierter Film aus einem Flüssigkristall-Polymer. Die Phasendifferenzplatte kann hergestellt werden durch Aufeinanderlaminieren von zwei oder mehr Arten von Phasendifferenzschichten, so dass die optischen Eigenschaften, z.B. die Phasendifferenz, kontrolliert (gesteuert) werden.
Außerdem wird die elliptisch polarisierende Platte oder die elliptisch polarisierende Platte vom Reflexions-Typ als eines der obengenannten optischen Ma terialien hergestellt durch Aufeinanderlaminieren einer geeigneten Kombination von polarisierenden Platten oder polarisierenden Platten vom Reflexions-Typ und Phasendifferenzplatten. Obgleich die elliptisch polarisierende Platte hergestellt werden kann durch getrennt aufeinanderfolgendes Aufeinanderlaminieren von polarisierenden Platten (vom Reflexions-Typ) und Phasendifferenzplatten, in einem Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkristall-Displays (LCD) unter Bildung einer Kombination davon, weist die elliptisch polarisierende Platte, die auf die obengenannte Weise vorher hergestellt worden ist, eine ausgezeichnete Qualitätsstabilität, einen ausgezeichneten Laminierungswirkungsgrad auf, so dass sie den Vorteil hat, dass der Wirkungsgrad der Herstellung des Flüssigkristall-Displays (LCD) verbessert werden kann.
Die druckempfindliche (selbstklebende) Klebstoffschicht, die auf einer oder auf jeder der beiden Oberflächen des optischen Materials vorgesehen ist, weist einen 1000 %-Elastizitätsmodul in dem Bereich von 3 bis 10 g/mm² bei 90°C auf. Daher kann das Curl des Harzsubstrates auf einen praktischen Gebrauchswert herabgesetzt werden, wenn das optische Element, das mit der druckempfindlichen (selbstklebenden) Klebstoffschicht versehen ist, mit einem Harzsubstrat haftend verbunden wird. Wenn der Elastizitätsmodul weniger als 3 g/mm² beträgt, besteht die Gefahr, dass nicht nur Luftblasen in der druckempfindlichen (selbstklebenden) Klebstoffschicht entstehen, sondern dass auch eine Erhebung (Abschälen) in dem optischen Element auftritt. Wenn der Elastizitätsmodul größer als 10 g/mm² ist, besteht die Neigung, dass in der Flüssigkristallzelle eine Verformung (Verzerrung) auftritt.
Die druckempfindliche (selbstklebende) Klebstoffschicht, die zur Verhinderung der Entstehung von Luftblasen und zum Anheben des optischen Elements und zur Unterdrückung der Verformung der Flüssigkristallzelle bevorzugt ist, weist bei 90°C einen 1000 %-Elastizitätsmodul in dem Bereich von 4 bis 9 g/mm², insbesondere in dem Bereich von 4,5 bis 8 g/mm², auf. Obgleich die Klebekraft keiner spezifischen Beschränkung unterliegt, wird sie vorzugsweise auf einen Bereich von 400 bis 1000 g pro 25 mm, gemessen in einem 90°-Abziehtest (bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis 70°C bei einer Abzieh-Geschwindigkeit von 300 mm/min, das gilt auch für die nachstehenden Angaben) von dem Harzsubstrat eingestellt, um die Flüssigkristailzelle zum Zeitpunkt einer falschen Klebebindung recyclisieren zu können.
Zur Herstellung der druckempfindlichen (selbstklebenden) Klebstoffschicht wird eine druckempfindliche (selbstklebende) Klebstoffmasse oder ein Klebstoff verwendet, die (der) ein geeignetes Polymer vom Acryl-Typ als Basis-Polymer enthält. Verwendet wird ein Klebstoff vom Acryl-Typ, der eine ausgezeichnete optische Transparenz und mittlere Druckempfindlichkeits-Klebeeigenschaften aufweist, das zur Erzielung einer guten Benetzbarkeit, guter Kohäsions- und Adhäsions-Eigenschaften und einer ausgezeichneten Witterungsbeständigkeit und Wärmebeständigkeit geeignet ist.
Eine druckempfindliche (selbstklebende) Klebstoffschicht mit einem niedrigen Feuchtigkeitsabsorptions-Koeffizienten und einer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit zusätzlich zu den vorstehenden Angaben ist bevorzugt zur Verhinderung der Schaumbildungs- und Ablösungsphänomene, die durch Absorption von Feuchtigkeit verursacht werden, zur Verhinderung der Verschlechterung der optischen Eigenschaften, die durch die Wärmeexpansion verursacht wird, und zur Herstellung eines Flüssigkristall-Displays mit einer ausgezeichneten Qualität und Haltbarkeit.
Die druckempfindliche (selbstklebende) Klebstoffschicht kann beliebige geeignete Additive, wie Füllstoffe, Pigmente, Färbemittel, und Antioxidationsmittel enthalten, die beispielsweise ausgewählt werden aus natürlichen oder synthetischen Harzen, insbesondere Klebrigmachern, Glasfasern, Glasperlen, Metallpulver-Materialien und anderen anorganischen Pulver-Materialien, falls die Additive der druckempfindlichen (selbstklebenden) Klebstoffschicht zugesetzt werden können. Die druckempfindliche Klebstoffschicht kann auch feine Teilchen enthalten, um so ein Lichtstreuungsvermögen aufzuweisen.
Das zusätzliche Aufbringen der druckempfindlichen Klebstoffschicht auf eine oder auf jede der beiden Oberflächen des optischen Materials kann unter Anwendung eines geeigneten Verfahrens erfolgen. Zu Beispielen für das Verfahren gehören: ein Verfahren, bei dem eine druckempfindliche Klebstoff-Zusammensetzung in einem geeigneten einzigen Lösungsmittel, wie Toluol oder Ethylacetat, oder in einer Lösungsmittel-Mischung daraus gelöst oder dispergiert wird, so dass eine etwa 10 bis etwa 40 gew.-%ige Klebstoff-Lösung hergestellt wird und dann die Klebstoff-Lösung direkt auf das optische Material aufgebracht wird unter Verwendung einer geeigneten Verteilungs-Einrichtung, beispielsweise einer Strömungsgieß-Einrichtung, einer Beschichtungs-Einrichtung; ein Verfahren, bei dem eine druckempfindliche Klebstoffschicht auf einem Separator unter Anwendung des obengenannten Verfahrens erzeugt und dann auf das optische Material übertragen wird.
Die druckempfindliche Klebstoffschicht kann als Oberflächendeckschicht aus unterschiedlichen Zusammensetzungen oder Arten vorgesehen sein, so dass die Oberflächendeckschicht auf einer oder auf jeder der beiden Oberflächen des optischen Materials vorgesehen sein kann. Außerdem können dann, wenn druckempfindliche Klebstoffschichten auf beiden Oberflächen des optischen Materials vorgesehen werden sollen, druckempfindliche Klebstoffschichten mit unterschiedlichen Zusammensetzungen oder unterschiedlicher Arten auf die vordere bzw. die rückwärtige Oberfläche des optischen Materials aufgebracht werden. Die Dicke der druckempfindlichen Klebstoffschicht kann in geeigneter Weise entsprechend dem Verwendungszweck festgelegt werden und sie liegt im allgemeinen in dem Bereich von 1 bis 500 um. Wenn die druckempfindliche Klebstoffschicht auf eine Oberfläche aufgebracht wird, ist es bevorzugt, dass die Oberfläche mit einem Separator 4 beschichtet wird, um sie so zu schützen, wie in der Zeichnung dargestellt, bis das optische Material in der Praxis verwendet wird.
Jede der Schichten zur Herstellung des optischen Elements, beispielsweise eine polarisierende Platte, eine Phasendifferenzplatte, ein Schutzfilm, eine transparente Schutzschicht, oder eine druckempfindliche Klebstoffschicht, kann so hergestellt werden, dass sie ein geeignetes UV-Absorptionsvermögen aufweist, unter Anwendung eines geeigneten Verfahrens, beispielsweise eines Verfahrens zum Behandeln der Schicht mit einem UV-Absorbens, z.B. einer Verbindung vom Salicylsäureester-Typ, einer Verbindung vom Benzophenol-Typ, einer Verbindung vom Benzotriazol-Typ, einer Verbindung vom Cyanoacrylat-Typ, oder einer Verbindung vom Nickelkomplexsalz-Typ.
Das erfindungsgemäße optische Element kann mit einer geeigneten Einrichtung, beispielsweise einer Flüssigkristallzelle, haftend verbunden werden. Insbesondere kann das optische Element mit Vorteil verwendet werden, wenn das optische Element mit einer Flüssigkristallzelle haftend verbunden worden ist unter Verwendung eines Harzsubstrats als Zellsubstrat mit einer Curl-Menge von nicht mehr als 3 mm auf 30,5 cm (12 inches), insbesondere wenn das optische Element, das mit dem Harzsubstrat unter Verwendung einer druckempfindlichen Klebstoffschicht haftend verbunden worden ist, 150 h lang auf 80°C erhitzt wird.
Das obengenannte Harzsubstrat wird aus einem wärmehärtbaren Harz hergestellt. Das Harzsubstrat, das zum Zeitpunkt des Vorsehens eines transparenten elektrisch leitenden Films wegen der Wärmebeständigkeit bevorzugt verwendet werden kann, wird hergestellt aus einem Harz mit einer Glasumwandlungstemperatur von nicht weniger als 130°C, insbesondere nicht weniger als 150°C, vorzugsweise nicht weniger als 160°C.
Außerdem weist das Harzsubstrat vorzugsweise eine ausgezeichnete Transparenz und Schlagzähigkeit auf, insbesondere weist das Harzsubstrat vorzugsweise eine Lichtdurchlässigkeit von nicht weniger als 80 % auf. Das Harzsubstrat weist ferner vorzugsweise eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit, optische Isotropie, niedrige Wasserabsorptions-Eigenschaften, eine geringe Feuchtigkeits-Durchlässigkeit und gute Gassperrschicht-Eigenschaften gegenüber Sauerstoff auf, um die Denaturierung eines Flüssigkristalls zu verhindern, um das Aufbringen auf eine Flüssigkristallzelle haftbar zu machen. Außerdem ist ein Harzsubstrat mit einem Zugmodul der Elastizität von nicht weniger als 3 × 10⁴ kgf/cm² bevorzugt zur Unterdrückung einer Verformung aufgrund der Steifigkeit, die gegen eine Dimensionsänderung als Folge von Änderungen der Temperatur und des Feuchtigkeits-Gehaltes des optischen Elements beständig sein kann.
Das Harz für die Herstellung des Harzsubstrats ist ein wärmehärtbares Harz vom Epoxy-Typ.
Wegen der obengenannten Eigenschaften wird das Harzsubstrat hergestellt aus einem gehärteten Material einer Zusammensetzung vom Epoxy-Typ, die ein Harz vom Epoxy-Typ, insbesondere ein alicyclisches Epoxyharz, einen Härter vom Säureanhyrid-Typ und einen Härtungs-Katalysator vom Phosphor-Typ enthält. Als alicyclisches Epoxyharz kann jedes geeignete Harz, ausgewählt aus verschiedenen alicyclischen Epoxyharzen, ohne jede spezifische Beschränkung verwendet werden.
Zu Beispielen für Härter vom Säureanhydrid-Typ gehören Phthalsäureanhydrid, 3,6-endo-Methylen-tetrahydrophthalsäureanhydrid, Bernsteinsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Methyl-hexahydrophthalsäureanhydrid, und Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid. Bevorzugt können insbesondere farblose oder hellgelbe Säureanhydride, wie Hexahydrophthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Methylhexahydrophthalsäureanhydrid und Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid verwendet werden. Die Menge des Härters vom Säureanhydrid-Typ, die zugegeben werden soll, liegt vorzugsweise in dem Bereich von 0,5 bis 1,3 Äquivalenten pro Epoxyäquivalent in dem Epoxyharz.
Zu Beispielen für den Härtungs-Katalysator vom Phosphor-Typ gehören Alkylphosphine, Phosphinoxide, und Phosphoniumsalze. Die Menge des Härtungs-Katalysators vom Phosphor-Typ, die zugegeben werden soll, liegt vor zugsweise in dem Bereich von 0,2 bis 10 Gew.-Teilen, insbesondere in dem Bereich von 0,5 bis 4 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Härters vom Säureanhydrid-Typ.
Die Bildung des Harzsubstrats kann erfolgen unter Anwendung irgendeines geeigneten Verfahrens, beispielsweise eines Gießformverfahrens, eines Fließformverfahrens, eines Injektionsformverfahrens, eines Walzenbeschichtungsformverfahrens, eines Extrusionsformverfahrens, eines Transferformverfahrens oder eines Reaktionsinjektionsformverfahrens (RIM). Zum Zeitpunkt der Herstellung des Harzsubstrats können beliebige geeignete Additive, z.B. ein Farbstoff, ein Denaturierungsmittel, ein Antiverfärbungsmittel, ein Antioxidationsmittel, ein UV-Absorptionsmittel, ein Freisetzungsmittel, ein reaktives Verdünnungsmittel, und ein nicht-reaktives Verdünnungsmittel, je nach Bedarf, zugegeben werden, solange die Transparenz nicht beeinträchtigt wird.
Die Dicke des Harzsubstrats beträgt vorzugsweise nicht mehr als 1 mm, insbesondere nicht mehr als 0,8 mm, besonders bevorzugt liegt sie in dem Bereich von 0,1 bis 0,5 mm, um die Dicke und das Gewicht zu vermindern, aus Gründen der Festigkeit und zur Verhinderung einer Denaturierung. Das Harzsubstrat kann als Einzelschicht-Substanz oder als Laminat hergestellt werden. Dementsprechend kann die Dicke des Harzsubstrats so erzielt werden, dass ein Laminat aus zwei oder mehr Schichten hergestellt wird aus einer Harzart oder aus unterschiedlichen Harzarten.
Falls erforderlich, kann eine Gassperrschicht auf dem Harzsubstrat vorgesehen sein, um Wasser und Sauerstoff abzuschirmen, die eine Ursache für eine Krümmung des Substrats, für eine Denaturierung des Flüssigkristalls sind. Die Gassperrschicht wird im allgemeinen hergestellt aus einem makromolekularen Überzugsfilm zur Verbesserung der Haltbarkeit, zur Erzielung einer guten Verformbarkeit. Als Polymer mit einem kleinen Sauerstoff-Durchlässigkeitskoeffizienten kann Polyvinylalkohol, teilweise verseifter Polyvinylalkohol, Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer, Polyacrylnitril, oder Polyvinyl idenchlorid, bevorzugt als Makromolekül verwendet werden. Bevorzugt ist insbesondere ein Polymer vom Vinylalkohol-Typ wegen der Gassperr-Eigenschaften, der Wasserdiffusions-Eigenschaften, und der Gleichmäßigkeit der Wasserabsorption.
Die Herstellung der Gassperrschicht kann erfolgen unter Anwendung eines makromolekularen Lösung-Verteilungsverfahrens., unter Verwendung eines geeigneten Beschichtungsverfahrens, beispielsweise eines Gießverfahrens oder eines Schleuder-Beschichtungsverfahrens. Die Dicke der Gassperrschicht beträgt vorzugsweise nicht mehr als 15 μm, insbesondere liegt sie in dem Bereich von 1 bis 10 μm zur Erzielung einer ausreichenden Transparenz, zur Verhinderung einer Verfärbung, zur Erzielung guter Gassperr-Eigenschaften in bezug auf Sauerstoff oder Wasserdampf.
Falls erforderlich, kann eine Überzugsschicht auf einer haftenden Oberfläche des Harzsubstrats an der druckempfindlichen Klebstoffschicht vorgesehen sein zur Verbesserung der Abriebs- bzw. Abnutzungsbeständigkeit, zur Kontrolle des Haftvermögens an der druckempfindlichen Klebstoffschicht und zur Härtung der Oberfläche. Wenn das Harzsubstrat die obengenannte Gassperrschicht aufweist, ist die Überzugsschicht auf der Gassperrschicht vorgesehen. Die Überzugsschicht kann aus einem vernetzbaren Harz hergestellt werden, das für die Bildung eines transparenten harten Films geeignet ist. Bevorzugt kann insbesondere ein durch ultraviolette Strahlung härtbares Harz, beispielsweise ein Harz vom Urethanacrylat-Typ, ein Harz vom Epoxy-Typ, verwendet werden, wobei ein multifunktionelles Monomer verwendet wird, das in der Lage ist, durch ultraviolette Strahlung mittels eines Photokatalysators dreidimensional vernetzt zu werden.
Die Bildung der Überzugsschicht kann erfolgen nach einem Verfahren, bei dem eine Harzlösung auf einem Harzsubstrat oder einer Gassperrschicht unter Anwendung irgendeines geeigneten Beschichtungssystems, beispielsweise eines Gießsystems, eines Schleuderbeschichtungssystems oder eines Ein tauchsystems verteilt und dann vernetzt wird. Die Dicke der Überzugsschicht kann in geeigneter Weise festgelegt werden und sie beträgt im allgemeinen nicht mehr als 200 μm, insbesondere nicht mehr als 100 μm, besonders bevorzugt liegt sie in einem Bereich von 1 bis 50 μm.
Falls erforderlich, kann eine anorganische Oxidschicht auf dem Harzsubstrat auf der mit dem transparenten elektrisch leitenden Film versehenen Seite gegenüberliegend der Überzugsschicht-Seite vorgesehen sein zum Zwecke der Verbesserung der Haftung des transparenten elektrisch leitenden Film. Die anorganische Oxidschicht kann aus einem anorganischen Oxid hergestellt werden, das für die Bildung einer transparenten Schicht bekannt ist. Die anorganische Oxidschicht wird insbesondere bevorzugt hergestellt aus einem hydrolytischen Kondensationspolymer eines Metallalkoxids zur Erzielung der obengenannten Haftung.
Als Metallalkoxid kann irgendeines aus der Gruppe Alkoxysilan, Alkoxyaluminium, Alkoxytitan, Alkoxyantimon, oder Alkoxyzirkon verwendet werden, das für die Bildung eines transparenten anorganischen Oxids durch hydrolytische Kondensations-Polymerisation geeignet ist. Das Metallalkoxid, das bevorzugt verwendet werden kann zur Erleichterung der Reaktion, ist insbesondere Alkoxysilan.
Zu spezifischen Beispielen für das Alkoxysilan gehören: Tetraalkoxysilan, wie Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan, Tetra-n-propoxysilan, Tetraisopropoxysilan, Tetra-n-butoxysilan, Tetra-sec-butoxysilan und Tetra-tert-butoxysilan; Monoalkyltrialkoxysilan, wie Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Ethyltrimethoxysilan, Ethyltriethoxysilan, n-Propyltrimethoxysilan, n-Propyltriethoxysilan, Isopropyltrimethoxysilan, Isopropyltriethoxysilan, γ-Chloropropyltrimethoxysilan, γ-Chloropropyltriethoxysilan, Methyltriisopropoxysilan, Ethyltriisopropoxysilan, Isopropyltriisopropoxysilan, n-Propyltriisopropoxysilan, Methyl-tri-n-propoxysilan, Ethyl-tri-n-propoxysilan, Isopropyl-tri-n-propoxysilan, n-Propyl-tri-n-propoxysilan, γ-Chloropropyl-triisopropoxysilan, γ-Chloropropyl-tri-n- propoxysilan, Methyldimethoxy-isopropoxysilan, Methylmethoxy-diisopropoxysilan, Ethyldiethoxy-isopropoxysilan, Ethylethoxy-diisopropoxysilan, Methyldiethoxy-isopropoxysilan und Methylethoxy-diisopropoxysilan.
Die Bildung der anorganischen Oxidschicht kann erfolgen nach einem Verfahren, bei dem eine Lösung eines Metallalkoxids und von Wasser, gelöst in einem geeigneten hydrophilen Lösungsmittel wie Alkohol, auf einer vorher festgelegten Oberfläche des Harzsubstrats unter Verwendung irgendeines geeigneten Beschichtungssystems, beispielsweise eines Gießsystems; eines Schleuderbeschichtungssystems oder eines Eintauchsystems, verteilt und bei Bedarf erhitzt wird, so dass das Metallalkoxid einer hydrolytischen Kondensations-Polymerisation unterworfen wird, während sowohl das Wasser als auch das Lösungsmittel verdampfen unter Bildung eines anorganischen Oxids. Die Dicke der auf diese Weise gebildeten anorganischen Oxidschicht kann in geeigneter Weise festgelegt werden je nach dem Verwendungszweck und sie beträgt im allgemeinen nicht mehr als 50 μm, insbesondere nicht mehr als 20 μm, besonders bevorzugt liegt sie in dem Bereich von 0,1 bis 5 μm.
Zur Herstellung der obengenannten Verteilungslösung können zwei oder mehr Arten von Metallalkoxiden verwendet werden. Es ist ferner bevorzugt, dass der pH-Wert der verteilten Lösung so eingestellt wird, dass er in dem Bereich von 2 bis 5 liegt, um die hydrolytische Kondensations-Polymerisationsreaktion zu beschleunigen. Für die Einstellung kann jede geeignete Säure, z.B. Salpetersäure, Chlorwasserstoffsäure oder Essigsäure verwendet werden. Die hydrolytische Kondensations-Polymerisationsreaktion des Metallalkoxids kann bei Raumtemperatur fortschreiten. Es ist jedoch bevorzugt, dass das Metallalkoxid für eine Zeitspanne von 30 bis 120 min auf eine Temperatur von 80 bis 200°C erhitzt wird, um die Reaktion zu beschleunigen.
Außerdem können anorganische Oxid-Teilchen in der anorganischen Oxidschicht dispergiert und enthalten sein zur weiteren Verbesserung des Haftungsvermögens des transparenten elektrisch leitenden Film, das verursacht wird durch einen Verankerungseffekt wegen einer groben Struktur. Zu Beispielen für die anorganischen Oxid-Teilchen, die verwendet werden, gehören geeignete Teilchen, die in der anorganischen Oxidschicht transparent sind, beispielsweise Siliciumdioxid-Teilchen, Aluminiumoxid-Teilchen, Titanoxid-Teilchen, Antimonoxid-Teilchen oder Zirkoniumdioxid-Teilchen. Bevorzugt sind insbesondere Aluminiumoxid-Teilchen.
Die 3 und 4 zeigen Beispiele für das Zellsubstrat, das aus dem erfindungsgemäßen Harzsubstrat hergestellt worden ist. Die Bezugsziffer 5 bezeichnet ein Harzsubstrat; die Bezugsziffer 51 bezeichnet eine Gassperrschicht, die bei Bedarf vorgesehen ist; die Bezugsziffer 52 bezeichnet eine Überzugsschicht, die bei Bedarf vorgesehen ist. Außerdem bezeichnet in der 4 die Bezugsziffer 53 eine anorganische Oxidschicht, die bei Bedarf vorgesehen ist; die Bezugsziffer 54 bezeichnet eine SiO_x-Schicht, die bei Bedarf vorgesehen ist; und die Bezugsziffer 55 bezeichnet einen transparenten elektrisch leitenden Film.
Das erfindungsgemäße Zellsubstrat kann vorzugsweise für die Herstellung eines Flüssigkristall-Displays (LCD), insbesondere einer Flüssigkristallzelle verwendet werden. Für die Bildung einer Flüssigkristallzelle wird insbesondere besonders bevorzugt verwendet ein Zellsubstrat, das transparent ist, so dass die Permeabilität, bestimmt mittels eines Spektrophotometers, bezogen auf Licht mit einer Wellenlänge von 600 nm nicht weniger als 60 %, insbesondere nicht weniger als 80 % beträgt, wenn das Zellsubstrat 0,4 mm dick ist.
Für die Bildung der obengenannten Flüssigkristallzelle kann das Zellsubstrat in der Praxis verwendet werden als in Form eines Mehrschichtensubstrats mit verschiedenen funktionellen Schichten, z.B. einer Phasendifferenzplatte, einer polarisierenden Platte und einem transparenten elektrisch leitenden Film. Die 4 zeigt ein Beispiel für das Mehrschichtensubstrat mit einem transparenten elektrisch leitenden Film 55. In diesem Beispiel ist der transparente elekt risch leitende Film 55 mittels der SiO_x-Schicht 54 aufgebracht zur Verbesserung des Haftvermögens.
Es kann irgendein geeigneter Vertreter, ausgewählt aus Indiumoxid, Zinnoxid, Indium-Zinn-Mischoxid, Gold, Platin, Palladium, ein transparenter elektrisch leitender Farbanstrich verwendet werden und es kann irgendeine der bekannten Substanzen für die Herstellung des transparenten elektrisch leitenden Films verwendet werden. Ferner kann die Bildung des transparenten elektrisch leitenden Films erfolgen unter Anwendung eines Verfahrens nach dem Stand der Technik, beispielsweise eines Verfahrens, bei dem ein zusätzlicher transparenter elektrisch leitender Film aufgebracht wird durch Vakuum-Dampfabscheidung, Sputtering, oder ein Verfahren, bei dem ein transparenter elektrisch leitender Farbanstrich aufgebracht wird. Dementsprechend kann der transparente elektrisch leitende Film direkt in Form eines vorgegebenen Musters hergestellt werden.
Der transparente elektrisch leitende Film, der zur Verhinderung einer Krümmung des Zellsubstrats bevorzugt verwendet wird, ist erfindungsgemäß ein Film, der ein Indium-Zinn-Mischoxid als Hauptkomponente enthält und auf der SiO_x-Schicht vorgesehen ist. Die Bildung der SiO_x-Schicht kann erfolgen nach einem Verfahren, das dem Verfahren zur Herstellung des obengenannten transparenten elektrisch leitenden Films entspricht.
Die Bildung der Flüssigkristallzelle kann erfolgen nach einem Verfahren, bei dem Zellsubstrate, die jeweils den obengenannten gemusterten transparenten elektrisch leitenden Film als eine Elektrode aufweisen, entgegengesetzt zueinander angeordnet sind, so dass der Flüssigkristall zwischen den Zellsubstraten eingeschlossen ist. Die 5 zeigt ein Beispiel dafür. Die Bezugsziffer 7 bezeichnet eine Flüssigkristallzelle; und die Bezugsziffer 6 bezeichnet eine Flüssigkristallschicht derselben. Ein orientierter Film für die Flüssigkristall-Anordnung, die auf dem transparenten, elektrisch leitenden Film bei Bedarf vorgesehen ist, kann ebenfalls nach einem Verfahren gemäß dem Stand der Technik hergestellt werden. Die so hergestellte Flüssigkristallzelle ist eine solche eines geeigneten Typs, beispielsweise eine solche vom TN-Typ, STN-Typ, TFT-Typ, oder vom ferroelektrischen Flüssigkristall-Typ. Bezüglich des Zellsubstrats, kann das erfindungsgemäße optische Element mittels der druckempfindlichen Klebstoffschicht vorher mit einem Harzsubstrat haftend verbunden werden, so dass das optische Element zur Herstellung einer Flüssigkristallzelle verwendet werden kann.
Das Flüssigkristall-Display (LCD) kann in Form einer Struktur hergestellt werden, bei der das erfindungsgemäße optische Element über die druckempfindliche Klebstoffschicht mit einer oder jeder der beiden Oberflächen einer Flüssigkristallzelle haftend verbunden ist, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Zellsubstrats hergestellt wurde. Die 5 zeigt ein Beispiel dafür. Das in 5 dargestellte Flüssigkristall-Display (LCD) ist ein Display vom Reflexions-Typ, bei dem eine polarisierende Platte 21 mit einer Reflexionsschicht 23 auf der sichtbaren Rückseite der Flüssigkristallzelle 7 vorgesehen ist.
Das optische Element kann mit dem Zellsubstrat haftend verbunden werden, bevor das Flüssigkristall-Display oder das optische Element mit der Flüssigkristallzelle nach der Bildung derselben haftend verbunden werden kann. Die Klebstoffbindung erfolgt in der Weise, dass die polarisierende Platte, oder die Phasendifferenzplatte in den vorher festgelegten Anordnungspositionen vorliegen. Die Anordnungspositionen können nach dem Stand der Technik festgelegt werden.
Wenn das optische Material aus einem Polymerfilm hergestellt ist, ist das erfindungsgemäße optische Element flexibel, so dass es leicht auf eine gekrümmte Oberfläche oder eine großflächige Oberfläche aufgebracht werden kann. So kann beispielsweise das optische Element auf beliebige geeignete Flüssigkristallzellen, beispielsweise eine Flüssigkristallzelle vom aktiven Matrix-Steuerungs-Typ, dargestellt durch eine Flüssigkristallzelle vom Dünnfilm-Transistor-Typ, eine Flüssigkristallzelle vom einfachen Matrix-Steuerungs- Typ, dargestellt durch eine Flüssigkristallzelle vom CN-Typ, oder eine Flüssigkristallzelle vom STN-Typ, aufgebracht werden, so dass verschiedene Flüssigkristall-Displays hergestellt werden können.
Ausführungsform 1
In einem Vier-Hals-Kolben wurden 100 Teile (Gew.-Teile, dies gilt auch für die nachstehenden Ausführungen) Isooctylacrylat, 1 Teil 6-Hydroxyhexylacrylat und 0,3 Teile Azobisisobutyronitril zu 200 Teilen Ethylacetat zugegeben zur Herstellung einer Reaktionsmischung bei etwa 60°C unter Rühren, wobei eine Polymerlösung erhalten wurde. Zu der Polymerlösung wurde 1 Teil eines Vernetzungsmittels vom Isocyanat-Typ auf 100 Teile des Feststoff-Gehaltes der Polymerlösung zugemischt, wobei man einen Klebstoff vom Acryl-Typ erhielt.
Der Klebstoff vom Acryl-Typ wurde auf einen Separator aus einem Polyesterfilm aufgebracht, dessen Oberfläche mit einem Trennmittel vom Silicon-Typ beschichtet war, und 5 min lang auf 150°C erhitzt, so da man eine druckempfindliche (selbstklebende) Klebstoffschicht einer Dicke von 25 μm erhielt. Dann wurde der Separator mit einer einzigen Oberfläche eines polarisierenden Films haftend verbunden unter Bildung eines optischen Elements. Der 1000 %-Elastizitätsmodul der druckempfindlichen (selbstklebenden) Klebstoffschicht bei 90°C betrug 6 g/mm².
Andererseits wurde eine Mischung, bestehend aus 100 Teilen eines alicyclischen Epoxyharzes der nachstehend angegebenen Formel, 125 Teilen Methylhexahydrophthalsäureanhydrid und 1 Teil Tri-n-butyloctylphosphoniumbromid in eine Form eingespritzt und 2 h lang bei 120°C gehärtet, wobei man ein 0,4 mm dickes Harzsubstrat erhielt. Der Zugmodul der Elastizität des Substrats betrug 3,7 × 10⁴ kgf/cm².
Danach wurde ein Harz vom Urethanacrylat-Typ der nachstehend angegebenen Formel auf eine einzige Oberfläche des obengenannten Harzsubstrats unter Anwendung eines Schleuderbeschichtungsverfahrens aufgebracht und mit ultravioletter Strahlung vernetzt, wodurch eine 5 μm dicke Überzugsschicht erhalten wurde. Auf diese Weise erhielt man ein Zellsubstrat.
Ein optisches Element mit gleichen Größe wie das 30,5 cm (12 Inch) große Zellsubstrat (185 mm × 250 mm), das wie vorstehend beschrieben hergestellt worden war, wurde unter Druck mit einer Überzugs-Oberfläche des Zellsubstrats mittels der druckempfindlichen (selbstklebenden) Klebstoffschicht haftend verbunden durch Hin- und Herbewegen einer 2 kg-Gummiwalze auf demselben. Nachdem das Zellsubstrat in einem Autoklaven bei 50°C unter einem Druck von 5 Atmosphären 15 min lang gehalten worden war, so dass der Klebverbindungs-Zustand des optischen Elements ausgereift war, wurde das Zellsubstrat auf Raumtemperatur abgekühlt. Auf diese Weise erhielt man ein Zellsubstrat, das mit dem optischen Element haftend verbunden war.
Eine Flüssigkristallzelle wurde hergestellt durch Verwendung eines Paars von 65 mm × 86 mm großen Zellsubstraten der Größe 9,6 cm (3,8 inch), die nach der vorstehenden Beschreibung hergestellt wurden. Ein optisches Element mit der gleichen Größe wie das Paar der Zellsubstrate, das eine druckempfindliche (selbstklebende) Klebstoffschicht auf einer elliptisch polarisierenden Platte aufwies, die durch Aufeinanderlaminieren einer polarisierenden Platte und einer Phasendifferenzplatte hergestellt worden war, wurde mit einer einzigen Oberfläche der Flüssigkristallzelle mittels der druckempfindlichen (selbstklebenden) Klebstoffschicht haftend verbunden, indem man eine 2 kg-Gummiwalze auf derselben hin- und herbewegte (sichtbare Seite). Ein optisches Element mit der gleichen Größe wie das Paar der Zellsubstrate, das eine druckempfindliche Klebstoffschicht auf einer polarisierenden Reflexionxplatte aufwies, die durch Aufeinanderlaminieren einer polarisierenden Platte und einer Reflexionsplatte hergestellt worden war, wurde mit der anderen Oberfläche der Flüssigkristallzelle unter Verwendung einer druckempfindlichen (selbstklebenden) Klebstoffschicht haftend verbunden, indem man eine 2 kg-Gummiwalze auf derselben hin- und herbewegte. Nachdem die resultierende Vorrichtung 15 min lang in einem Autoklaven bei 50°C und unter einem Druck von 5 Atmosphäre gehalten worden war, so dass der Haftverbindungs-Zustand ausgereift war, wurde die resultierende Vorrichtung auf Raumtemperatur abgekühlt. Auf diese Weise erhielt man ein Flüssigkristall-Display.
Vergleichsbeispiel
Ein Klebstoff vom Acryl-Typ wurde auf die gleiche Weise wie bei der Ausführungsform 1 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass 5 Teile eines Vernetzungsmittels vom Isocyanat-Typ zu einer Mischung von 100 Teilen Butylacrylat und 5 Teilen Acrylsäure, die anstelle von Isooctylacrylat und 6-Hydroxyhexylacrylat verwendet wurde, zugegeben wurden. Auf diese Weise erhielt man ein optisches Element, ein Zellsubstrat, das mit dem optischen Element haftend verbunden war, und ein Flüssigkristall-Display auf die gleiche Weise wie bei der Ausführungsform 1. Der 1000 %-Elastizitätsmodul der druckempfindlichen (selbstklebenden) Klebstoffschicht betrug bei 90°C 40 g/mm².
Bewertungstest
Curl-Menge
Jedes der 30,5 cm (12 inch) großen, mit einem optischen Element verbundenen Zellsubstrate und der 9,7 cm (3,8 inch) großen Flüssigkristall-Displays, die in dem Beispiel und in dem Vergleichsbeispiel erhalten worden waren, wurden 150 h lang bei 80°C in einen Trockner gelegt und dann herausgenommen. Jedes der Zellsubstrate und der Flüssigkristall-Displays wurde 24 h lang auf Raumtemperatur abgekühlt. Dann wurde jedes der Zellsubstrate und der Flüssigkristall-Displays auf eine Druckplatte aufgelegt mit der polarisierenden Platte (sichtbaren Seite) nach oben und es wurde die Anzahl der Erhebungen an den vier Ecken der Druckplatte bestimmt. Der Durchschnittswert der Mengen wurde als Curl-Menge angegeben.
Die Ergebnisse der vorstehenden Beschreibung sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.

Claims

Zellsubstrat, umfassend – ein Harzsubstrat; – ein optisches Element, welches ein optisches Material (2) und eine druckempfindliche Klebstoffschicht (3) umfasst; wobei das Harzsubstrat ein alicyclisches Epoxyharz enthält, und 30,5 cm eine Verformung von nicht mehr als 3 mm auf aufweist, nachdem das Zellsubstrat 150 h lang auf 80°C erhitzt worden ist, die druckempfindliche Klebstoffschicht (3) auf mindestens einer Oberfläche des optischen Materials (2) angeordnet ist, so dass das optische Element haftend mittels der druckempfindlichen Klebstoffschicht mit dem Zellsubstrat verbunden ist, und die Klebstoffschicht (3) aus einem Klebstoff vom Acryl-Typ geformt ist, welcher hergestellt wurde durch Mischen von 100 Gewichtsteilen Isooctylacrylat, 1 Gewichtsteil 6-Hydroxyhexylacrylat und 0,3 Gewichtsteilen Azobisisobutyronitril in 200 Gewichtsteilen Ethylacetat bei 60°C, gefolgt von der Zugabe von 1 Gewichtsteil eines Vernetzungsmittels vom Isocyanat-Typ auf 100 Gewichtsteile des Feststoffgehaltes der Polymerlösung.
Zellsubstrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Harzsubstrat eine Oberfläche aufweist, die mit einem härtbaren Harz vom Urethanacrylat-Typ beschichtet ist zum haftenden Verbinden mit der druckempfindlichen Klebstoffschicht (3).
Zellsubstrat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellsubstrat einen Zugmodul der Elastizität von nicht weniger als 2,94 × 10⁹ Pa aufweist.
Flüssigkristall-Display, umfassend: (1) mindestens ein optisches Element, das ein optisches Material (2) und eine druckempfindliche Klebstoffschicht (3) umfasst, die auf mindestens einer Oberfläche des optischen Materials (2) angeordnet ist, wobei die Klebstoffschicht (3) aus einem Klebstoff vom Acryl-Typ geformt ist, welcher hergestellt wurde durch Mischen von 100 Gewichtsteilen Isooctylacrylat, 1 Gewichtsteil 6-Hydroxyhexylacrylat und 0,3 Gewichtsteilen Azobisisobutyronitril in 200 Gewichtsteilen Ethylacetat bei 60°C, gefolgt von der Zugabe von 1 Gewichtsteil eines Vernetzungsmittels vom Isocyanat-Typ auf 100 Gewichtsteile des Feststoffgehaltes der Polymerlösung; und (2) eine Flüssigkristallzelle, die mittels der druckempfindlichen Klebstoffschicht (3) mit dem optischen Element haftend verbunden ist, wobei die Flüssigkristallzelle ein Zellsubstrat umfasst, umfassend ein Harzsubstrat, wobei das Harzsubstrat ein alicyclisches Epoxyharz enthält, und eine Verformung von nicht mehr als 3 mm auf 30,5 cm aufweist, nachdem das Zellsubstrat 150 h lang auf 80°C erhitzt worden ist.