薄玻璃片的光弹性补偿制造技术

一种经涂布的玻璃衬底。经涂布的玻璃衬底包含具有0.1到0.7mm厚度的玻璃片，所述玻璃片在第一侧涂有具有正光弹性常数的第一光学层且在第二侧涂有具有负光弹性常数的第二光学层。

Photoelastic compensation of thin glass sheet

A coated glass substrate. The glass substrate coated with glass contains 0.1 to 0.7mm thickness, the glass sheet is coated with a first side of the first optical layer having positive optical elastic constants and the second side coated with second optical layer with negative light elastic constants.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】薄玻璃片的光弹性补偿
本专利技术涉及一种玻璃片，当所述玻璃用作平板显示器的衬底且经历内部或外部应力时，所述玻璃片展现减少的光泄漏。
技术介绍
玻璃具有光学各向同性，但是当施加应力时，这种对称性被打破且玻璃通常变得具有双折射性。即使在各向异性应力存在下双折射率仍是零的若干异常玻璃组合物已为人所知；这些玻璃组合物包括高含量的铅、铊或铋氧化物。此类玻璃称为零应力光学材料且是如光学研究仪器和背投电视等产品中的主要组件。然而，安全担忧和环境问题阻碍了那些零应力光学玻璃用于许多光学应用中，如透镜、光学膜、光盘和液晶显示装置。在这些应用中，由于座架结构附接到显示器上或由于内部显示器结构，因此玻璃(例如液晶显示器的一部分)可能经受应力。那些玻璃衬底在应力诱导下发生的双折射可能给正确显示影像带来问题。美国专利第8,659,728号揭露了一种LC盒，其中LC盒的顶部和底部玻璃衬底均涂有具有负光弹性常数的层以抵消LC玻璃在应力诱导下出现的迟滞。然而，这个参考文献未教导为了减少迟滞而对个别玻璃片的处理。
技术实现思路
本专利技术提供一种经涂布的玻璃衬底。经涂布的玻璃衬底包含具有0.1到0.7mm厚度的玻璃片，所述玻璃片在第一侧涂有具有正光弹性常数的第一光学层且在第二侧涂有具有负光弹性常数的第二光学层。本专利技术进一步提供一种包含本专利技术的至少一种经涂布的玻璃衬底的LC盒。具体实施方式除非另有说明，否则百分比是重量百分比(wt％)且温度是℃。除非另有说明，否则操作在室温(20-25℃)下进行。光弹性效应诱发的双折射是根据材料的光弹性常数(Cp)和施加到材料的应力的量(σ)来确定。光弹性常数如下测定：计算应力诱导的双折射率与在所施加应力仅诱导材料发生较小程度弹性变形的条件下施加到玻璃状材料的应力量值的比率。一种材料的光弹性双折射率不同于那种材料的本征双折射率(Δn0)。本征双折射率是指一种材料当完全在一个方向上定向(例如通过在一个方向上单向拉伸材料)时所展现的双折射的量。正本征双折射率材料在所述材料完全定向所沿的x方向上的折射率(nx)大于在另外两个方向(y和z)上的折射率ny和nz，其中x、y、z代表彼此间相互正交的三个不同方向。反之，负本征双折射率材料在所述材料完全定向所沿的x方向上的折射率小于在另外两个方向y和z上的折射率。正本征双折射率类型的材料总是倾向于正光弹性类型，而对于负双折射率类型的材料来说，其可以是负光弹性类型或正光弹性类型。光弹性常数是各种材料的本征特性且可以具有正值或负值。因此，材料分成两类：一类具有正光弹性常数且另一类具有负光弹性常数。当具有正光弹性常数的材料沿着x方向经受较小程度的单轴向拉伸应力时，所述材料倾向于展现正双折射率(即，nx>ny)。反之，当具有负光弹性常数的材料沿着x方向经受较小程度的单轴向拉伸应力时，所述材料将展现负双折射率(即，nx<ny)。我们已经发现，在一对光学层分别具有正光弹性常数和负光弹性常数的情况下，可以在经涂布的玻璃衬底中将应力诱导的双折射率最有效地最小化。当LC盒中使用经涂布的衬底时，其提供显示器影像性能的改进。经涂布的玻璃衬底可以经受两种不同的应力模式。当向玻璃衬底的顶上涂布光学层且使经涂布的衬底经历弯曲变形而变成凸形(所涂布的层位于外部)时，所涂布的层将经受拉伸变形，而玻璃层将经受压缩变形。反之，当向玻璃衬底的底部涂布光学层且使经涂布的衬底弯曲成相同的凸形(所涂布的层位于内部)时，所涂布的层将经受压缩变形，而玻璃衬底将经受拉伸变形。迟滞是薄片材料的双折射率的一种度量。其定义为薄片的Δn与厚度的乘积，其中Δn是nx与ny之间的差值。由于玻璃具有正光弹性常数，因此如果玻璃衬底上所涂的光学层在拉伸下具有负光弹性常数，那么经涂布的衬底的总体迟滞(衬底和涂层的迟滞总和)可以增加。另一方面，如果此类层在拉伸下具有正光弹性常数，那么经涂布的衬底的总体迟滞可以减少。类似地，如果玻璃衬底上所涂的光学层在压缩下具有负光弹性常数，那么经涂布的衬底的总体迟滞可以减少；然而，如果此类层在压缩下具有正光弹性常数，那么经涂布的衬底的总体迟滞可以增加。在所有这些情况下，玻璃倾向于经受与涂层的变形模式相反的变形模式。在本专利技术的一个优选实施例中，LC盒含有两个玻璃衬底，且每个玻璃衬底涂有分别具有正光弹性常数和负光弹性常数的光学层。在本专利技术的一个优选实施例中，正光弹性常数和负光弹性常数的绝对值彼此相似或基本上相同。优选的是，绝对值之间的差值不超过250×10-12Pa-1，优选不超过150×10-12Pa-1，优选不超过100×10-12Pa-1。优选的是，正光弹性常数等于或大于5×10-12Pa-1，优选10×10-12Pa-1，优选25×10-12Pa-1。优选的是，负光弹性常数等于或小于-5×10-12Pa-1，优选-10×10-12Pa-1，优选-25×10-12Pa-1。如果光弹性常数的绝对值小于5×10-12Pa-1，那么除非涂层非常厚，否则不能非常有效地补偿应力诱导的衬底双折射，而涂层非常厚是消费型电子装置所不期望的。优选的是，当前LCD制造中所用的玻璃衬底是氧化铝硅酸盐(Al2O3-SiO2)、硼硅酸盐(B2O3-SiO2)或铝硼硅酸盐(Al2O3-B2O3-SiO2)类型，其可以用碱土金属氧化物进一步改质。这些玻璃皆展现了正光弹性响应且具有约2-4×10-12Pa-1的光弹性常数。本专利技术的涂层涂覆于这些玻璃衬底以及具有正光弹性特性的任何其它类型的玻璃衬底上将是有效的。还注意到，已经进行了密集的研究试验来开发具有零光弹性常数的玻璃。然而，除非将大量的有毒化合物(如铅、砷酸和汞等)并入玻璃中，否则用于制造LCD的玻璃片不会展现近似零的光弹性响应。优选的是，本专利技术所用的玻璃衬底基本上不含铅、铊和铋，即，这些金属中的每一种的存在量小于1,000ppm，优选小于800ppm，优选小于600ppm，优选小于400ppm，优选小于200ppm，优选小于100ppm，优选小于50ppm。优选的是，可以用于形成在玻璃衬底上所涂的光学层的具有正光弹性常数的材料选自由以下组成的群组：除聚甲基丙烯酸甲酯和共聚物之外的丙烯酸酯聚合物(例如聚(甲基丙烯酸苯甲酯))、包含卤素原子(如氟和氯)的丙烯酸酯聚合物、聚(乙烯基萘)、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯顺丁烯二酸酐共聚物、顺丁烯二酰亚胺-苯乙烯共聚物、聚酯、环烯烃共聚物、环烯烃聚合物和纤维素聚合物。正光弹性常数较大的优选材料包括聚碳酸酯、聚酯和丙烯酸酯聚合物。优选的是，形成具有正光弹性常数的层所用的丙烯酸酯聚合物具有不超过60wt％的甲基丙烯酸甲酯聚合单元，优选不超过50wt％、优选不超过40wt％、优选不超过30wt％、优选不超过20wt％、优选不超过10wt％、优选不超过5wt％的甲基丙烯酸甲酯聚合单元。优选的是，可以用于形成在玻璃衬底上所涂的光学层的具有负光弹性常数的材料选自由以下组成的群组：聚甲基丙烯酸甲酯、全氢化乙烯基芳香族聚合物和共聚物(例如包含全氢化苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物的环状嵌段共聚物)、聚(α-甲基苯乙烯)、聚(甲基丙烯酸三氟乙酯)和聚(甲基丙烯酸三氯乙酯)。具有负光弹性常数的优选材料包括环状嵌段共聚物和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种经涂布的玻璃衬底，所述经涂布的玻璃衬底包含玻璃片，所述玻璃片具有0.1到0.7mm的厚度且在第一侧涂有具有正光弹性常数的第一光学层且在第二侧涂有具有负光弹性常数的第二光学层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.18 US 62/0935701.一种经涂布的玻璃衬底，所述经涂布的玻璃衬底包含玻璃片，所述玻璃片具有0.1到0.7mm的厚度且在第一侧涂有具有正光弹性常数的第一光学层且在第二侧涂有具有负光弹性常数的第二光学层。2.根据权利要求1所述的经涂布的玻璃衬底，其中所述第一光学层和所述第二光学层各自具有1到100微米的厚。3.根据权利要求2所述的经涂布的玻璃衬底，其中所述第一光学层选自由以下组成的群组：聚(甲基丙烯酸苯甲酯)、聚(乙烯基萘)、聚碳酸酯、聚酯、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、苯乙烯丙烯腈、苯乙烯顺丁烯二酸酐、顺丁烯二酰亚胺-苯乙烯共聚物、环烯烃共聚物、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张诗玮，L·李，K·M·奥康奈尔，W·周，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，罗门哈斯电子材料有限责任公司，陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US