DE2915847C2

DE2915847C2 - Elektrooptisch aktivierbare Anzeige

Info

Publication number: DE2915847C2
Application number: DE2915847A
Authority: DE
Inventors: Nobuo Ibaraki Osaka Oshima
Original assignee: Nitto Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1978-09-29
Filing date: 1979-04-19
Publication date: 1986-01-16
Also published as: DE2915847A1; FR2437633B1; US4268127A; FR2437633A1; CH641573A5

Description

Ausformen von synthetischen Harzen gewinnen, die optisch transparent sind, wie etwa (meth)acrylische, Meth(acrylat)-, Polyacetat-, Polycarbonat-, Polyester- und Poiyurethan-Harze.

Beispiele von Schichten des Oberflächentyps sind halbtransparente filmähniiche Materialien, bei denen die vorstehend genannten transparenten Schichten durch Sandstrahlen oder Schleifen usw. aufbereitet werden, so daß auf einer Oberfläche oder auf beiden Vertiefungen und Vorsprünge ausgebildet werden, wobei die Abstände zwischen benachbarten Vorsprüngen etwa 0,1 bis 50 μπι und vorzugsweise 1 bis 10 um betragen, während die Tiefe der Rauhigkeit etwa 0,1 bis 10 μπι und vorzugsweise 0,5 bis 3 μπι beträgt Die Anzahl der Vertiefungen und Vorsprünge liegt zwischen etwa 1000 und 100 000/mm². Diese filmartigen Materialien sind im allgemeinen etwa 10 bis 500 μπι dick, vorzugsweise 20 bis 50 μητ, und lassen wenigstens 40% des von einem leuchtenden Körper abgegebenen Lichtes durch.

Ein Beispiel einer innendiffusen Schicht ist eine solche mit einer Stärke von etwa i0 bis 500 μπτ, die dadurch gewonnen wird, daß ein lichtstreuendes i.iaterial in einem optisch transparenten Kunstharz der oben aufgeführten Gruppe gleichmäßig dispergiert und diese Mischung dann zu einer Schicht ausgeformt wird. Ein solches lichtstreuendes Material ist Titanoxid. Die Menge von lichtstreuendem Material, das in das synthetische Harz einzumischen ist, schwankt und hängt von dem Partikeldurchmesser (etwa 0,01 bis 30 μπι und vorzugsweise 0,5 bis 5 μπι), der Form und der Reflexionsfähigkeit ab. Vorzugsweise werden zwischen 03 und 30 Gew.-% eingemischt, da dadurch eine Harzschicht entsteht, die Doppelfunktion hat und sowohl Licht streut als auch Licht durchläßt und eine Lichtdurchlaßfähigkeit von wenigstens 10% be-.itzt Durch Ausbildung winziger Vorsprünge und Vertiefunger, auf einer oder beiden Oberflächen der Harzschicht aus lichtstreuendem Material, wodurch sowohl innere als auch Oberflächen-Streueigenschaften erzielt werden, erhält die Harzschicht noch gleichmäßigere Lichtstreueigenschaften und hat bessere Polarisationswirkung.

Andere Beispiele von streuenden Harzschichten, die Licht aufgrund ihrer inneren Struktur streuen und auch durchlassen, sind geschäumte, halbtransparente Schichten in einer Schichtstärke von 0.03 bis 1,0 mm und vorzugsweise 0,05 bis 0,2 mm mit einer Lichtdurchlaßfähigkeit von wenigstens 10% und vorzugsweise zwischen etwa 40 und 80%, die sich dadurch gewinnen lassen, daß ein optisch transparentes synthetisches Harz der oben genannten Gruppe (z. B. Polystyrol) bei einem Ausdehnungsverhältnis von etwa 1,5 bis 10 in gewöhnlicher Weise gezogen und dann einer weiteren Behandlung unterworfen wird, wie etwa Erhitzen und Pressen und/ oder Erhitzen und Strecken, wodurch eine innere Struktuv entsteht, in welcher flache Zellen mit einem Durchmesser von etwa 03 bis 2 mm angesammelt werden. Außerdem kann ein haibtransparentes, filmähnliches Material mit einer Dicke von etwa 0,03 bis 1,5 mm und vorzugsweise 0,05 bis 0,5 mm und einer Lichtdurchlässigkeit von wenigstens 10% und vorzugsweise etwa 60 bis 80% verwendet werden.

Der oben beschriebene Harzgegenstand wird mittels einer Kleberschicht, die transparente und/oder halbtransparente Partikel enthält, wie dies später noch beschrieben wird, mit der polarisierenden Schicht verbunden, wodurch die Anzeige gemäß der Erfindung entsteht.

Die bei der Erfindung verwendete Kleberschicht ist ein aus Klebermaterial zubereiteter Film, der erhebliche optische Transparenz besitzt (z.B. wenigstens 60% Durchlaßfähigkeit und vorzugsweise wenigstens 80% Durchlaßfähigkeit) mit transparenten und/oder halbtransparenten Partikeln und der die Harzartikelfolie und die polarisierende Folie fest miteinander verklebt Das Klebermaterial kann beispielsweise aus einer durch ein Lösungsmittel klebfähigen Substanz eines Epoxyd-, Polyester- oder Vinylacetat-Harzes bestehen, ein druckempfindlicher Kleber aus einem Alkylacrylat- oder Polyvinyläther-Harz sein oder durch einen Harzkleber gebildet werden, der durch Polymerisation aushärtet, wie etwa ein Acrylharz oder ein Urethanharz. Im Kleber sind zwischen 3 und 60 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-% und insbesondere 20 bis 40 Gew.-% transparente und/oder halbtransparente Partikel gleichmäßig verteilt so daß er eine Lichtdurchlässigkeit von wenigstens 10% und vorzugsweise etwa 30 bis 60% hat
Die transparenten oder halbtransparenten Partikei reflektieren oder streuen auftreft >ides Licht in ausreichendem Maß gleichförmig und richten das Licht, das durch die Harzschicht von einem leuchtenden Körper hindurchgetreten ist, durch Brechung und Reflexion.
Die dünne Kleberschicht kann durch Auftragen der KleHerschicht-Zusammensetzung auf die Harzpartikelschicht und/oder polarisierende Schicht und anschließendes Trocknen gebildet werden.

Die transparenten und/oder halbtransparenten Partikel, die in der Klebeschicht verwetsdet werden, haben einen Brechungsindex von wenigstens 1,5 und vorzugsweise von wenigstens etwa 2,0. Die Partikel haben allgemein eine Durchlaßfähigkeit von wenigstens etwa 30% und vorzugsweise etwa 50%. Der Durchmesser dieser Partikel schwankt in Abhängigkeit von ihrer Gestalt Geeignete transparente und/oder halbtransparente Partikel sind plättchenariige Partikel bzw. Schuppen.

Als besonders geeignet haben sich transparente und/ oder halbtransparente Partikel aus titandioxiebeschichtetem Glimmer erwiesen. Diese Substanz wird durch Zerstoßen und Pulverisieren von Moscovit gewonnen, wodurch schuppenförmige Moscovit-P'.ättchen mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von etwa 3 bis 150 μπι und einer Dicke von nicht mehr als V₁₀ und vorzugsweise Vi₅ bis Vioo des Durchmessers gewonnen werden. Diese werden mit einem feinen Pulver aus Titandioxid überzogen, dessen Partikeldurchmesser etwa 0,03 bis 0,08 μπι beträgt und die Beschichtung wird dann zur Bildung eines dünnen Titanfilms gebrannt Die Verwendung von titandioxidbeschichteten Glimmerpartikein ist deswegen besonders praktisch, weil die Glimmerplättchen sich in der dünnen Kleberschicht ausrichten und eine laminare Struktur ausbilden, so daß aas einfallende Licht als Folge regelmäßiger mehrfacher Reflexionen durch die ausgerichteten, schuppenförmigen, transparcKien und/oder halbtranspftrenten Glimmerpr likel gestreut wird und dadurch die Kleberschicht eine Lichtdurchlässigkeit von etwa 10 bis 60% hat.
Da die Kleberschicht, die derartige transparente oder

eg halbtransparente Partikel enthält, die Wirkung in sich selbst hat, Licht zu streuen und auch durchzulassen, kann sie auf einen transparenten Han:film aufgebracht werden und dann ihre Funktion ausüben. Für diesen Fall wird der Harzfilm vornehmlich wegen seiner Eigenfestigkeit zur Bildung des Polarisators benützt. Die Kleberschicht wird dazu verwendet, die transparente oder halbtransparente Harzschicht mit der polarisierenden Schicht zu verbinden.

Die polarisierenden Schichten, die in der erfindungsgemäßen Anzeige eingesetzt werden, sind von herkömmlichem Aufbau. Beispiele geeigneter polarisierender Schichten enthalten einen Polarisator, der durch Absorbieren von Jod oder einem dichromatischen Färbstoff in einem Film, wie Polyvinylalkohol-Film oder Polyvinylbutyral-Film absorbiert sind und der dann ausgerichtet wird. Ferner kann ein Polarisator verwendet werden, der durch Bildung eines Schutzüberzugs, durch Aufkleben oder Beschichten und Aushärten auf einer oder beiden Oberflächen eines polyene-artigen Polarisators gebildet wird, der durch Dechlorieren eines Polyvinylchlorid-Films oder Dehydrieren eines Polyvinylalkohol-Films erhalten wird. Auch gefärbte polarisierende Schichten können im Rahmen der Erfindung verwendet werden.

Eine geeignete Anzeige hat eine Durchlässigkeit von etwa 48% bei einem Polarisationsgrad von wenigstens etwa »0% und eine Durchlässigkeit von etwa 43% bei einem Polarisationsgrad von wenigstens 90%. Diese Angaben sind jedoch nur beispielhaft zu verstehen und durchaus keine eingrenzenden Beschränkungen für die Erfindung. Werden gefärbte polarisierende Schichten verwendet, so daß eine mittlere Durchlässigkeit (A) im Bereich des sichtbaren Lichts zwischen 420 und 570 nm von 63% oder weniger auftritt, die mittlere Durchlässigkeit (B) im Bereich des sichtbaren Lichtes von 570 bis 700 nm 70% oder weniger ist und der Unterschied [(B) — (AJ\ 7% oder mehr beträgt, dann kann eine goldfarbige polarisierende Schicht verwendet werden.

Die Erfindung wird nun in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.

In den Fig. 1 und 2 besteht die mit 1 bezeichnete, halbtransparente Harzschicht aus einem Polyesterfilm 11 mit winzigen Erhebungen und Vertiefungen 12 auf der Oberfläche des Films, von der das Licht zutritt Dieser Film ist mittels einer Klebersehieht 2, in der ausgerichtet transparente und/oder halbtransparente, mit Titandioxid beschichtete Glimmerteilchen 21 eingelagert sind, mit einer polarisierenden Schicht 3 verklebt. Die polarisierende Schicht 3 besteht aus einem Polarisator 3i, der sich aus einem Polyvinylalkoholfilm und einem Polarisatorelement, das darin absorbiert und orientiert ist, sowie aus Schutzschichten 32 und 32' in Form von Triacetatfilmen, die auf beiden Flächen des Polyvinylalkoholfilms ausgebildet sind, zusammensetzt

In den Fig.3 und 4 besteht die halbtransparente Harzschicht 101 aus einem Polyesterfilm 111 und einem lichtstreuenden Material 13, wie Titanoxid, das gleichmäßig darin verteilt ist. Der Polyesterfilm 111 ist mit einer polarisierenden Schicht 103 mittels einer Kleberschicht 102 verbunden, in der mit Titandioxid überzogene Glimmerteilchen 121 ausgerichtet enthalten sind. Die polarisierende Schicht 103 setzt sich aus einem Polarisierelement 131 und einem Schutzüberzug 132 zusammen, der das Poiarisiereiement 131 auf einer Oberfläche überdeckt Die andere Oberfläche des Polarisierelementes weist keine Schutzschicht auf, so daß die Kleberschicht 102 eine Doppelfunktion übernimmt, nämlich einerseits die Schichten miteinander zu verkleben und andererseits das Polarisierelement 131 zu schützen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

Elementen ausgestattet ist Zwischen dieser Lichtleiter-Patentansprüche: schicht und dem restlichen Schichtaufbau ist auch eine

Diffuserschicht angeordnet, an die sich dann eine Polari-1. Elektrooptisch aktivierbare Anzeige, insbeson- satorschicht anschließt

dere Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, mit einem 5 Ein aus der DE-OS 27 19 808 bekanntes elektro-opti-Polarisator und mit einem Beleuchtungssystem, das sches Anzeigeelement umfaßt neben einer äußeren eine lichtstreuende Harzschicht in flächigem Kon- Spiegelschicht auch eine Lichtleiterschicht aus transpatakt mit dem Polarisator enthält, dadurch ge- rentem Material, in welchem undurchsichtige anorganikennzeichnet, daß die Harzschicht (1; 101) mit sehe Partikel verteilt sind, um dadurch einen lichtstreudem Polarisator (3; 103) verklebt ist und die Kleber- 10 enden Effekt zu erreichen. In dieser Lichtleiterschicht ist schicht (2; 102) in gleichmäßiger Verteilung transpa- ferner auch eine Lichtquelle integriert Auch bei dieser rente und/oder halbtransparente Partikel in Form letzteren Konstruktion muß die Lichtleiterschicht mit von Glimmerteilchen (21; 121) enthält, die mit einem den undurchsichtigen anorganischen Partikeln als eine dünnen Film aus Titandioxid beschichtet sind. eigene Schicht hergestellt werden.

2. Anzeige nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 15 Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bezeichnet daß die Glimmerteilchen (21; 121) die steht darin, bei der elektrooptisch aktivierbaren Anzei-Form von Schuppen haben. ge der eingangs definierten Art die Streufähigkeit des

3. Anzeige nach Anspruch 2, dadurch gekenn- Beleuchtungssystems auf baulich einfache Art zu verzeichnet, daß die Schuppen einen durchschnittlichen bessern.

Durchmesser von 3 bis ΙΟμτη und eine Dicke von 20 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, etwa dem 0,}fächen öder weniger des durchschnitüi- daß die Harzschicht mit dem Polarisator verklebt ist chen Durchmessers haben. und die Kleberschicht in gleichmäßiger Verteilung

4. Anzeige nach Anspruch 1, dadurch gekenn- transparente und/oder halb transparente Partikel in zeichnet, daß die Schichten aus Titandioxid aus Ti- Form von Glimmerteiichen enthält, die mit einem düntandioxidpulver mit Partikeln von etwa 0,03 bis 25 nen Film aus Titandioxid beschichtet sind.

0,08 μπι gebrannt sind. Bei dieser erfindungsgemäßen Konstruktion braucht

5. Anzeige nach Anspruch 1, dadurch gekenn- die lichtstreuende Harzschicht als solche nicht während zeichnet, daß die Kleberschicht eine Lichtdurchläs- der Herstellung der Anzeige hergestellt zu werden, sonsigkeit von wenigstens etwa 10% hat. dem sie entsteht automatisch beim Verkleben der ver-

30 schiedenen Schichten und es ergibt siel) darüber hinaus

eine ausgezeichnete Streufähigkeit des Beleuchtungssystems, a Es zeigt sich, daß die lichtdurchlassende und reflektie- I

Die Erfindung betrifft eine elektrooptisch aktivierba- rende Anzeige gemäß der Erfindung das von einem I re Anzeige, insbesondere Flüssigkristall-Anzeigevor- 35 leuchtenden Körper ausgehende Licht streut und durch- I richtung, mit einem Polarisator und mit einem Beleuch- läßt und auffallendes Licht reflektiert Die Anzeige | tungssystem, das eine lichtstreuende Harzschicht in flä- nimmt in einem LCD-Element nur sehr geringen Baum chigem Kontakt mit dem Polarisator enthält ein, hat ein geringes Gewicht und ist billig.

Eine derartige elektrooptisch aktivierbare Anzeige ist Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter

aus der DE-OS 25 03 663 bekannt Die lichtstreuende 40 bildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran-Harzschicht bei dieser bekannten Anzeige bildet eine Sprüchen.

Außenschicht, die eine Vielzahl von transparenten Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Aus

Körnchen enthält, wobei sich der Brechungsindex des führungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung nä-Materials der Körnchen von dem Brechungsindex des her erläutert Es zeigen

transparenten Harzmaterials unterscheidet Auf der Au- 45 F i g. 1 und 3 Seitenansichten von Anzeigen mit Merkßenseite der lichtstreuenden Harzschicht ist ein Metall- malen nach der Erfindung;

überzug mit gutem Reflexionsvermögen aufgedampft F i g. 2 und 4 sind im Maßstab vergrößerte Aus-

Die Harzschicht besteht in bevorzugter Weise aus Schnittdarstellungen daraus.

Acrylglas, während die Körnchen aus Polystyrol beste- Der Ausdruck »lichtdurchlässig« bezeichnet im Rah-

hen. Bei dieser bekannten Anzeige muß die lichtstreuen- 50 men der Erfindung die Stärke von parallelen Lichtstrahl de Harzschicht in einem eigenen Arbeitsgang herge- len einer Wolfram-Lampe, die auf eine lichtempfangenstellt werden, da sie die äußerste Schicht der aus mehre- de Oberfläche (20 mm im Durchmesser) einer Probe ren Schichten aufgebauten Anzeige darstellt auftrifft Die Stärke der Lichtstrahlen ohne diese Probe

Gemäß einem älteren Vorschlag nach der DE-OS wird mit 100% angesetzt Die Harzschichten, die bei der 28 01 888 enthält ein Polarisator für eine elektro-optisch 55 Erfindung verwendet werden, werden grob unterteilt in aktivierbare Zelle eine Polarisationsfolie, die sich zwi- transparente Schichten und Schichten mit lichtsireuenschen einer die Haftung auf der Zelle und einer den den und durchlassenden Eigenschaftea Allgemein ha-Schutz gegen äußere Einflüsse bewirkenden Schicht be- ben die hier verwendeten Harzschichten eine Durchläsfindet Neben der Polarisationsfolie weist dieser Polari- sigkeit von wenigstens etwa 60%, vorzugsweise von sator bei seiner Herstellung zunächst auch eine Träger- 60 ungefähr 70%. Diese Schichten werden unterteilt in sol· folie auf, die nach Aushärten der bei diesem Schichtauf- ehe Schichten, die Lichtstreuungs-Eigenschaften auf ihbau vorgesehenen Haftschicht wieder entfernt wird. ren Oberflächen haben und Schichten mit Lichtstreu-

Aus der DE-OS 27 23 483 ist eine elektro-optische ungs-Eigenschaften im Innern. Harschichten mit Dop-Anzeige mit einer Anzeigezelle bekannt die eine Licht- pelfunktion, die sowohl auf ihrer Oberfläche als auch im lederschicht mit in der Lichtleiterschicht integrierter 65 Innern Streuwirkung haben, können ebenfalls verwen-Lichtquelle enthält, wobei diese Lichtleiterschicht an ih- det werden.

rer Außenfläche mit einem Spiegel versehen ist und an Beispiele von transparenten Harzschichten haben ei-

ihrer Innenfläche mit verschiedenen reflektierenden ne Dicke von etwa 10 bis 500 um und lassen sich durch