DE69101418T2 - Verfahren zur Herstellung einer Transparenz-Verbundsubstrates mit Doppelbrechung. - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Transparenz-Verbundsubstrates mit Doppelbrechung.Info
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren eines laminierten transparentes Substrates und insbesondere auf ein Herstellungsverfahren eines laminierten transparenten Substrates mit einer gesteuerten optischen Eigenschaft.
- Laminierte transparente Substrate, die gebildet werden durch sandwichtiges Einschließen eines thermo-plastischen Harzes zwischen einem Paar von transparenten Substraten, wie zum Beispiel Glasplatten, werden für unterschiedliche Verwendungen verwendet. Eines der Herstellungsverfahren dafür ist das Aneinanderkleben oder Haften einer Vielzahl von Glasplatten mit einer Harzlage oder Lagen. Ein anderes der Herstellungsverfahren ist das Anlegen von Druck von beiden Seiten auf eine Harzlage oder Schicht, um eine uniaxiale Kompression zu entwickeln, und zwar zum Beispiel durch Rollen oder Walzen, um eine gesteuerte optische Eigenschaft, wie zum Beispiel Doppelbrechung, vorzusehen.
- Die Verwendung von Autoklavmitteln wird eingesetzt zum Herstellen laminierter Sicherheitsglasplatten zur Verwendung als Frontscheiben in Autos usw. Bei der Verwendung eines Autoklaven wird ein Werkstück unter Anlegen von Druck erwärmt. Das Erwärmen wird durchgeführt durch ein Ölbad oder einen elektrischen Ofen.
- Einige farb- oder colorsuperhomeotrope (CSH) Flüssigkristallanzeigeeinrichtungen verwenden eine optische Kompensationsplatte mit einer negativen optischen Anisotropie zum Kompensieren der Doppelbrechung (positive optische Anisotropie) der Flüssigkristalllage oder -schicht. Zum Kompensieren der optischen Anisotropie einer Flüssigkristallage, die aus einem bestimmten Flüssigkristall gebildet ist und eine bestimmte Dicke besitzt, ist eine transparente Doppelbrechungsplatte mit einer entgegengesetzten optischen Anisotropie als Kompensationsplatte erwünscht. Es ist jedoch nicht leicht, eine Doppelbrechungsplatte mit der gewünschten optischen Anisotropie herzustellen.
- Es ist ein Ziel dieser Erfindung, ein Herstellungsverfahren eines laminierten transparenten Substrates mit einer gesteuerten optischen Eigenschaft, wie zum Beispiel Doppelbrechung, vorzusehen.
- Gemäß einem Aspekt dieser Erfindung ist ein Herstellungsverfahren eines laminierten transparenten Substrates vorgesehen, das die folgenden Schritte aufweist: sandwichartiges Einschließen eines Ionomerharzes zwischen transparenten Substraten zum Bilden einer laminierten Struktur und Abdichten dieser Stuktur in einer Atmo- sphäre mit verringertem Druck;
- Anlegen von Wärme und Druck auf die laminierte Struktur; und
- rasches Verringern des Druckes, der an die laminierte Struktur angelegt wird und dann rasches Verringern der Temperatur der laminierten Struktur.
- Gemäß diesem Verfahren kann ein laminiertes transparentes Substrat mit einer gewünschten optischen Eigenschaft leicht vorgesehen werden.
- In der Zeichnung zeigt:
- Fig. 1 eine Kurve, die die Temperatur- und Drucksteuermuster zum Erklären eines Herstellungsverfahrens eines laminierten transparenten Substrates gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt;
- Fig. 2 ein schematisches Querschnittsdiagramm, das die laminierte Struktur zeigt, die in eine Autoklav- oder Druckvorrichtung geladen wird;
- Fig. 3 eine Kurve der Temperatur- und Drucksteuermuster bei einem herkömmlichen Autoklavverfahren;
- Fig. 4 ein schematisches Diagramm, das eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung zeigt.
- Vor der Beschreibung der Ausführungsbeispiele dieser Erfindung wird das Verwenden eines Autoklaven unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben.
- Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist ein thermo-plastischer Harzfilm 3, wie zum Beispiel ein Polyvinylbutyralharzfilm sandwichartig angeordnet zwischen einem Paar Glasplatten 1 und 2 , und zwar zum Bilden einer laminierten Struktur. Diese laminierte Struktur wird in einen evakuierbaren hermetischen Beutel oder Sack 4 geladen. Die Glasplatten 1 und 2 sind zum Beispiel aus verstärkten Glasplatten hergestellt. Das Material des Harzfilmes 3 ist aus transparenten Harzen mit hoher Festigkeit ausgewählt. Die Innenseite des Beutels 4 wird durch ein offenes Ende 5 evakuiert, und dann wird das offene Ende 5 abgedichtet.
- Die laminierte Struktur, die in dem Beutel 4 in dieser Art und Weise vakuumverpackt ist, wird dann in einer Autoklavvorrichtung geladen. Die Temperatur und der Druck in der Autoklavvorrichtung werden dann so gesteuert, daß sie sich, wie in Fig. 3 gezeigt, variieren. Das heißt zur selben Zeit, zu der das Druckanlegen anfängt, wird die Temperatur erhöht. Wenn der Druck einen vorbestimmten Wert erreicht, wird er auf dem konstanten Druck gehalten. Wenn die Temperatur dann einen vorbestimmten Wert erreicht, wird sie auf der konstanten Temperatur gehalten.
- Nach einer vorbestimmten Zeitperiode, in der der vorbestimmte Druck und die vorbestimmte Temperatur gehalten werden, wird zuerst die Temperatur abgesenkt. Wenn sich die Temperatur auf eine vorbestimmte Temperatur verringert hat, wird der Druck dann rasch auf Null verringert. Ein Paar Glasplatten werden durch einen solchen Vorgang unter Verwendung eines Harzfilmes verklebt.
- Es gibt ein Verfahren zum Bilden eines uniaxialen (gleichförmigen) anisotropischen optischen Mediums, dessen Hauptachse in der Richtung der Dicke des Films verläuft, und zwar durch sandwichartiges Anordnen eines Harzfilmes zwischen einem Paar transparenter Subtrate, wie zum Beispiel Glasplatten und Anlegen von Druck und Temperatur daran.
- Zum Beispiel besitzen Ionomerharze, die bekannt sind als HI-MILAN (Warenzeichen), die erhältlich sind von Mitsui- Du-pont Polychemical, Japan, und die gebildet werden durch Überbrücken von Ethylen-Acrylsäure oder Ethylen-Methacrylsäure-Copolymer-Molekülen mit Metallionen, solche Eigenschaften.
- Es kann somit in Betracht gezogen werden, ein transparentes optisches Medium mit einer gewünschten anisotropischen Brechungsindexverteilung herzustellen durch sandwichartiges Anordnen eines HI-MILAN-Harzfilmes zwischen einem Paar Glasplatten und Aussetzen dieser Anordnung gegenüber einer Druck- und Wärmebehandlung. Wenn ein HI-MILAN-Harz durch das Autoklavverfahren behandelt wird, kann der Harzfilm jedoch undurchsichtig werden und es ist die Schwierigkeit, eine transparentes optisches Medium zu erhalten.
- In dem Fall einer optischen Kompensationsplatte zur Verwendung in einer Flüssigkristallanzeige, die Polarisierer verwendet werden, wird, wenn milchige Opaque, d. h. eine Streuung von Licht auftritt, der Kontrast signifikant gering. Auch wenn die Dicke des Harzfilmes dick ist, wie zum Beispiel 0,5 mm, kann der verarbeitete Film ein weißer Film werden.
- Wenn ein Harzfilm, der der Druck und Wärmebehandlung ausgesetzt wurde, allmählich abgekühlt wird, kann es passieren, daß der Ausrichtungszustand der Moleküle während des allmählichen Abkühlens durcheinander gebracht wird. Somit wird die optische Eigenschaft des Harzfilmes, die nach dem allmählichen Verringern der Temperatur und des Drucks erhalten wird, unterschiedlich von denen, wenn der Druck und die Wärmebehandlung durchgeführt wurde.
- Es sei bemerkt, daß, wenn der Harzfilm von einem erwärmten Zustand auf eine niedrige Temperatur abgeschreckt oder abgekühlt wird, daß die molekulare Ausrichtung, die bei einem Hochtemperaturzustand besteht, konserviert werden kann. Es ist jedoch nicht leicht, die Temperatur rasch zu verringern, wenn der Druck auf einem hohen Wert gehalten wird. Wenn eine solche Vorrichtung hergestellt wird, werden die Kosten sehr hoch.
- Somit wird zuerst der Druck rasch verringert und dann wird die Temperatur rasch verringert. Es sei bemerkt, daß der Ausrichtungszustand der Moleküle, der durch die Druck- und Wärmebehandlung erhalten wird, im wesentlichen abgekühlt werden kann, wie es bei einer solchen Behandlung der Fall ist.
- Wenn die Temperatur rasch abgekühlt wird, nachdem der Druck rasch verringert wurde, kann sich der Ausrichtungszustand der Moleküle in dem behandelten Film nicht erheblich variieren und kann konserviert werden.
- Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele dieser Erfindung beschrieben, die einen Ionomerharzfilm behandeln durch Anlegen von Druck und Wärme zum Erhalten eines laminierten transparenten Substrates. Das Ionomerharz wird gebildet durch Überbrücken von Ethylen-Acrylsäure oder Ethylen-Methacrylsäure-Copolymermolekülen mit Metallionen, wie zum Beispiel Natriumionen.
- Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird ein HI-MILAN-Film 3 sandwichartig angeordnet zwischen einem Paar Glasplatten 1 und 2 und in einen evakuierbaren Beutel oder Sack 4 geladen. Dann wird der Beutel 4 nach der Evakuierung abgedichtet. Der somit vakuumverpackte Beutel 4 wird dann in eine Autoklavvorrichtung geladen.
- Die Temperatur und der Druck in der Autoklavvorrichtung werden dann in Fig. 1 gesteuert. Das heißt, die Temperatur wird allmählich von Raumtemperatur auf eine vorbestimmte Temperatur von 100-150 ºC erhöht und auch der Druck in der Autoklavvorrichtung wird auf einen vorbestimmten Druck von 1-5 atms erhöht. Bei diesem Schritt erreicht der Druck zuerst den vorbestimmten Wert von 1-5 atms und dann erreicht die allmählich erhöhte Temperatur den vorbestimmten Wert von 100-150 ºC. Wenn die Temperatur und der Druck die vorbestimmten Werte erreichen, werden sie bei diesen konstanten Werten gehalten. Wenn die Behandlung bei der vorbestimmten Temperatur und dem Druck für eine vorbestimmte Zeitperiode durchgeführt wurde (zum Beispiel für ungefähr 30 Minuten) wird zuerst der Druck rasch verringert. Zum Beispiel wird der Druck in der Autoklavvorrichtung rasch verringert, während die Temperatur bei der hohen Temperatur gehalten wird. Nachdem der Druck verringert wurde, wird dann die Temperatur rasch verringert. Zum Beispiel wird die vakuumverpackte Laminatstruktur aus der druckverringerten Autoklavvorrichtung genommen und dann schnell in einen Niedrigtemperaturofen einer Zirkulationsbauart übertragen, der bei -20 ºC gehalten wird. Die laminierte Struktur wird in dem Niedrigtemperaturofen für ungefähr 30 Minuten oder länger gehalten.
- Das so behandelte laminierte transparente Substrat zeigt die vorbestimmte optische Eigenschaft, während es den transparenten Zustand beibehält.
- Es sei bemerkt, daß die Moleküle in dem Film den vorbestimmten ausgerichteten Zustand in dem Schritt des vorbestimmten Druck- und Wärmeanlegens erhalten. Wenn dieser Zustand abgeschreckt oder durch Abkühlen beibehalten werden kann, kann eine optische Einrichtung mit der gewünschten Anisotropie erhalten werden.
- Das Auftreten von milchige Opaque des transpartenten Substrats kann unterdrückt werden durch die oben beschriebenen Herstellungsverfahren.
- Beispiele des obigen Ausführungsbeispiels werden nachfolgend beschrieben. Laminierte transparente Subtrate werden unter den folgenden Bedingungen hergestellt.
- Dicke des HI-MILAN Flächenelements 0,5 mm
- Dicke der Glasplatte (je Platte) 0,7 mm
- Autoklavtemperatur 120 ºC
- Autoklavdruck 3 kg/cm²
- Temperatur vor dem Abschrecken nach dem Herausnehmen aus dem Autoklavofen ca. 100 ºC
- Temperatur des Niedrigtemperaturofens -20 ºC
- Die erhaltene optische Anisotropie Δn war -1,4x10&supmin;³ für HI-MILAN 1601 (Na-Ionentyp), -0,9x10&supmin;³ für HI-MILAN 1605 (Na-Ionentyp), -1,3x10&supmin;³ für HI-MILAN 1555 (Na-Ionentyp), -0,9x10&supmin;³ für Hi-MILAN 0707 (Na-Ionentyp) und -0,9x10&supmin;³ für Hi-MILAN AM 7311 (Mg-Ionentyp). Die Trübung des hergestellten laminierten transparenten Substrats war ungefähr 0,2 %.
- Zum Vergleich wurden auch laminierte transparente Substrate, die natürlich auf Raumtemperatur abgekühlt wurden ohne Abschrecken, und zwar gemäß dem herkömmlichen Verfahren hergestellt. Die Trübung der herkömmlich hergestellten laminierten transparenten Substrate betrug ungefähr 1,5 %.
- Demgemäß wurde bei den Beispielen des Ausführungsbeispiels eine klare Verbesserung festgestellt.
- Ferner ist es möglich, das behandelte laminierte Subtrat bei einer Temperatur, die höher ist als die verwendete Temperatur, beispielsweise Raumtemperatur, und die geringer ist als die Behandlungstemperatur vor dem Abschrecken, von zum Beispiel ca. 100 ºC, anzulassen. Fig. 4 zeigt eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung. Eine homeotrope Flüssigkritallschicht oder Lage 13 ist sandwichartig angeordnet oder eingeschlossen zwischen einem Paar von Glassubstraten 12 und 14, die mit Elektroden versehen sind. Ein Paar überkreuzter Polarisierer 11 und 16 mit gekreuzten Polarisationsachsen P1 und P2 sind außerhalb der Flüssigkristallzelle positioniert. Ein optischer Kompensationsfilm oder -schicht 15, die gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel hergestellt ist, ist zwischen der Flüssigkristallzelle 12, 13, 14 und einem der Polarisierer 16 eingeführt.
- Wenn die Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht 13 senkrecht zu den Substraten ausgerichtet sind, wird eine positive optische Anisotropie hergestellt. Die Kompensationsplatte oder -scheibe 15 besitzt eine negative optische Anisotropie zum Kompensieren der positiven optischen Anisotropie der Flüssigkristallschicht 13.
- Obwohl sich die Beschreibung an dem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung orientiert hat, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Zum Beispiel können Ionomerharzfilme, die andere Metallionen als Natriumionen verwenden, eingesetzt und in einer ähnlichen Art und Weise verarbeitet werden. Die Ionomerharzfilme, die Natriumionen verwenden, besitzen hier jedoch eine größere Differenz in den Größen der Brechungsindizes für den gewöhnlichen Strahl und den außerordentlichen Strahl als die Ionomerharzfilme, die andere Metallionen, wie zum Beispiel Magnesiumionen, verwenden. Daher kann der Ionomerharzfilm, der Natriumionen verwendet, eine vorbestimmte Brechungsindexdifferenz realisieren, und zwar durch eine dünnere Dicke. Der Ionomerharzfilm, der Natriumionen verwendet, besitzt eine Tendenz dazu, die Transparenz zu verringern. Somit ist das Verfahren der obigen Ausführungsbeispiele besonders effektiv und wirtschaftlich.
Claims (6)
1. Herstellungsverfahren eines laminierten transparenten
Substrates, das die folgenden Schritte aufweist:
sandwichartiges Anordnen eines Ionomerharzes
zwischen transparenten Substraten zum Bilden einer
Laminatstruktur und Abdichten dieser Struktur in einer
Atmosphäre mit verringertem Druck;
Anlegen von Wärme und Druck an die laminierte
Struktur;
rasches Verringern des Drucks, der an die laminierte
Struktur angelegt ist; und
dann rasches Verringern der Temperatur der
laminierten Struktur.
2. Herstellungsverfahren eines laminierten transparenten
Substrats gemäß Anspruch 1, bei dem das Ionomerharz
gebildet wird durch Überbrücken von
Ethylenmethacrylsäure-Copolymeren mit Metallionen.
3. Herstellungsverfahren eines laminierten transparenten
Substrats gemäß Anspruch 1, wobei das Ionomerharz
Natriumionen enthält.
4. Herstellungverfahren eines laminierten transparenten
Substrats nach Anspruch 1, wobei der Schritt des
Anlegens von Wärme und Druck in einer
Autoklavvorrichtung erreicht wird.
5. Herstellungverfahren eines laminierten transparenten
Substrats nach Anspruch 4, wobei der Schritt des
raschen Verringerns der Temperatur erreicht wird durch
Herausnehmen der laminierten Struktur aus der
Autoklavvorrichtung und Laden in einen
Niedrigtemperaturofen.
6. Herstellungsverfahren eines laminierten transparenten
Substrats nach Anspruch 1, das ferner den Schritt
des Anlassens der laminierten Struktur bei einer
Temperatur, die geringer ist als die Temperatur in
dem Schritt des Anlegens von Wärme und Druck ist.
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