一种由低羟基纤维素酯制成的具有低双折射的人机界面显示器外壳制造技术

提供了一种用于人机界面(HMI)触摸面板显示器的光学透明保护外壳板，其中外壳板由包含纤维素酯的纤维素酯组合物形成，该纤维素酯具有低羟基含量以及2.85至3范围内的总取代度(DS)。(DS)。(DS)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种由低羟基纤维素酯制成的具有低双折射的人机界面显示器外壳


[0001]本专利技术一般涉及光学透明面板，例如人机界面触摸显示器；特别地，本专利技术涉及由低羟基纤维素酯制成的某些塑料触摸面板外壳。

技术介绍

[0002]人机界面(HMI)显示器在汽车中越来越普遍，因为它们通过单一界面为乘客提供对内部的更多控制。例如，娱乐系统、空调、照明等都可以由此单触摸面板显示器通过多个选择选项进行控制。HMI显示器通常包括某种光学模块(例如，液晶显示器(LCD)面板、有机发光二极管(OLED)等)以及表面上的保护性的、光学透明的“触摸面板”。触摸面板既需要耐刮擦(考虑到频繁的物理接触)，也需要具有非常低的光学双折射以最大限度地减少光学阴影。
[0003]玻璃满足这些标准并且是目前的首选材料，但仍然被认为是不足的，因为它增加了额外的重量并且具有差的抗冲击性(在碰撞中可能导致受伤的风险)。汽车制造商还希望在汽车内部具有更大的设计灵活性，包括更大和更高度弯曲/轮廓清晰的HMI面板。这种设计对于玻璃完全不实际，因此需要其它选择。
[0004]人们一直希望用塑料代替玻璃，因为它可以更容易地模制成不同的形状，同时还能提供更好的冲击强度。然而，模制塑料往往具有导致面板中光学双折射的残余取向和应力。这种双折射反过来会导致不期望的光学缺陷，最明显的是“阴影”。例如，每当驾驶员戴着偏光太阳镜观看HMI显示器时，就会出现阴影。偏光镜片在面板中赋予额外的颜色和/或亮度渐变，使面板看起来“斑驳(mottled)”。目前消除这种阴影的唯一方法是使用的双折射非常低的材料，例如玻璃作为触摸面板材料。
[0005]在不牺牲冲击强度的情况下，保持低双折射和光学透明度也很重要。一些聚合物，例如丙烯酸树脂，例如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)可以模制成具有足够低的双折射，但这些材料本身很脆，因此从安全性或可靠性的观点来看是不可接受的。

技术实现思路

[0006]一方面，本专利技术涉及用于人机界面(HMI)触摸面板显示器的光学透明保护外壳或外壳板，其中外壳板由具有低羟基含量的可熔融加工的纤维素酯形成。纤维素酯的总取代度(DS)范围为2.85至3，其中DS为0表示无酯侧基(即纯纤维素)，DS为3表示完全酯化的纤维素酯。在实施例中，DS在2.9至2.97的范围内。已经发现，具有本文所述DS的纤维素酯可以提供具有基本上“零双折射”表现的面板。在实施例中，酰基可以选自乙酰基、丙酰基和丁酰基或其组合。被这些基团取代的纤维素酯可以保持较高的玻璃化转变温度。还预期可以包括长链酰基，特别是在较低水平。
[0007]在实施例中，本专利技术的人机界面外壳具有非常低的光学延迟，其中可视区域内的光学面板的所有部分具有在
‑
100nm到100nm范围内的面内光学延迟Re，以及也在
‑
100nm到
100nm范围内的厚度延迟Rth。这种低延迟面板不需要任何额外的补偿薄膜。
[0008]在另一个实施例中，在可视区域内的光学面板的所有部分具有在
‑
80nm至80nm范围内的面内光学延迟Re，以及在
‑
100nm至100nm范围内的厚度延迟Rth。
[0009]在另一个实施例中，在可视区域内的光学面板的所有部分具有在
‑
50nm至50nm范围内的面内光学延迟Re，以及在
‑
100nm至100nm范围内的厚度延迟Rth。
[0010]在实施例中，外壳板还可以包含一个或多个补偿层以提供外壳板组件，其中(一个或多个)补偿层可以向外壳板组件提供落入HMI外壳应用可接受范围内的总光学延迟。在实施例中，外壳板组件表现出在选自以下的范围内的总光学延迟：(i)从
‑
100至100nm，(ii)从100至300nm，或(iii)从
‑
100至
‑
300nm；或者，延迟的绝对值为0至100或100至300。在其它实施例中，外壳板组件表现出在选自以下的范围内的总光学延迟：(i)从
‑
80至80nm，(ii)从100至260nm，或(iii)从
‑
100至
‑
260nm；或者，延迟的绝对值为0至80或100至260。在另一个实施例中，外壳板组件表现出在选自以下的范围内的总光学延迟：(i)从
‑
50至50nm，(ii)从130至230nm，或(iii)从
‑
130至
‑
230nm；或者，延迟的绝对值为0至50或130至230。在实施例中，外壳板组件至少在HMI显示器的可见部分上表现出总的光学延迟(如上所述)。
附图说明
[0011]图1为测量双折射的典型交叉偏振器设置。
[0012]图2为波形图延迟和相移的水平和垂直分量的特写。
[0013]图3描绘了倾斜角对有效折射率的影响。
[0014]图4描绘了典型LCD结构的示意图。
[0015]图5为假定观察者佩戴偏光太阳镜的LCD结构示意图。
[0016]图6为假定在HMI触摸屏上添加了补偿层的LCD结构示意图。
[0017]图7为包含带有相关聚合物流动前沿的搭接浇口的注塑模具的描绘。
[0018]图8为包含带有相关聚合物流动前沿的扇形浇口的注塑模具的描绘。
[0019]图9为使用本专利技术乙酸丙酸纤维素(CAP)的模制饰板的Re和Rth值的描绘。
具体实施方式
[0020]阴影是一种光学缺陷，当乘客佩戴偏光太阳镜的同时观看HMI显示器时会出现这种缺陷。它产生从灰色到白色的亮度变化，其效果是显示器呈现畸变和/或斑驳。这种失真是由双折射的局部变化引起的。而双折射是指给定透明基材在不同方向上的折射率差异，这是由应力和/或分子取向引起的。这种阴影通常由灰色着色的变化组成，但当光学双折射足够大时，甚至会导致显示器中的颜色偏移，从黄色开始，然后是橙色、红色、紫色，直到整个色谱。希望不发生颜色变化并且显示器保持均匀的颜色，例如黑色或灰色，但是白色也是可接受的。
[0021]基材的双折射表示为Δ，定义为任意两个相互垂直方向之间的折射率n的差。通常，这些方向将与例如纵向(MD)、横向(TD)和厚度方向(thick)相关。如果用下标a、b和c表示这些方向，则可以计算双折射的三个不同值。
[0022]Δ
ab
＝n
a
‑
n
b
[0023](1)Δ
bc
＝n
b
‑
n
c
[0024]Δ
ac
＝n
a
‑
n
c
[0025]三者中仅有两个是独立的，而选择哪个最好使用取决于应用。双折射是通过折射率反映取向量的参数。反过来，折射率又是介质中光速的逆向测量，假定光波在该特定方向上偏振。n的值越高意味着速度越低，因此如果n
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有约2mm至约5mm厚度的片材形式的人机界面外壳，包含纤维素酯组合物，所述纤维素酯组合物包含具有低羟基含量以及在2.85至3范围内的总取代度(DS)的纤维素酯。2.根据权利要求1所述的人机界面外壳，其中所述纤维素酯具有在2.9至2.97范围内的DS。3.根据权利要求1或2所述的人机界面外壳，其中通过HMI面板的可视区域上的最大和最小延迟值之间的差来测量，所述外壳具有160nm或更小的总光学延迟范围跨度。4.根据权利要求3所述的人机界面外壳，其中通过HMI面板的可视区域上的最大和最小延迟值之间的差来测量，所述外壳具有100nm或更小的总光学延迟范围跨度。5.根据权利要求1至4中任一项所述的人机界面外壳，还包含一个或多个补偿薄膜层。6.根据权利要求1至5中任一项所述的人机界面外壳，所述人机界面外壳具有在以下范围内的总光学延迟：(i)
‑
100至100nm，(ii)100至300nm，或(iii)
‑
100至
‑
300nm。7.根据权利要求6所述的人机界面外壳，其中所述外壳在
‑
80nm至80nm范围内表现出总光学延迟。8.根据权利要求6所述的人机界面外壳，其中，所述文件表现出100nm至260nm或
‑
100nm至
‑
260nm的总光学延迟。9.根据权利要求1至8中任一项所述的人机界面外壳，其中所述纤维素酯具有在0至0.15范围内的DSOH。10.根据权利要求9所述的人机界面外壳，其中，所述纤维素酯具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯，
申请(专利权)人：伊士曼化工公司，
类型：发明
国别省市：