FR2729476A1 - Seal procedure for plastic layer on optical device - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne le scellement d'une plaque transparente sur une face d'un dispositif optique soit pour la protection de cette face contre un environnement plus ou moins agressif, soit pour éviter à cette face de subir un traitement thermique lorsque celle-ci ne peut le supporter et qu'il est cependant nécessaire pour l'adjonction d'une fonction supplémentaire telle que par exemple une fonction antireflet. Elle peut être employée pour l'insertion d'une pièce optique en forme de feuille à faible variation d'épaisseur entre deux plaques transparentes de verre ou autres matériaux ou pour le report d'une plaque transparente sur une face d'un dispositif optique. The present invention relates to the sealing of a transparent plate on one face of an optical device either for the protection of this face against a more or less aggressive environment, or to prevent this face from undergoing a heat treatment when it does not can support it and that it is however necessary for the addition of an additional function such as for example an anti-reflection function. It can be used for the insertion of an optical piece in the form of a sheet with a small variation in thickness between two transparent plates of glass or other materials or for the transfer of a transparent plate on one face of an optical device.
Les cellules d'affichage à cristaux liquides nécessitent pour fonctionner d'être éclairées en lumière polarisée, ce qui s'obtient en collant une feuille de plastique polariseur sur au moins une de leurs faces. Or il se trouve que cette feuille de plastique polariseur se dégrade dans une ambiance de chaleur humide de sorte que l'on est amené dans un certain nombre d'utilisations à protéger la feuille de plastique polariseur par une plaque de verre scellée. Liquid crystal display cells require polarized light to operate, which is obtained by sticking a polarizing plastic sheet on at least one of their faces. Now it turns out that this polarizing plastic sheet degrades in an atmosphere of humid heat so that one is led in a certain number of uses to protect the polarizing plastic sheet by a sealed glass plate.
D'une manière habituelle, la feuille de plastique polariseur est revêtue sur une face d'une couche adhésive et collée par cette face à la cellule d'affichage à cristaux liquides tandis que la plaque de verre de protection est collée sur la feuille de plastique polariseur gracie à une fine couche, de l'ordre de 300 Clam, de colle liquide de qualité optique c'est à dire avec un indice de réfraction proche de celui du verre. In a usual manner, the polarizing plastic sheet is coated on one side with an adhesive layer and glued by this side to the liquid crystal display cell while the protective glass plate is glued on the plastic sheet. polarizer thanks to a thin layer, of the order of 300 Clam, of optical quality liquid glue, that is to say with a refractive index close to that of glass.
Le scellement de la plaque de verre de protection sur la feuille de plastique polariseur au moyen d'une colle liquide est une opération délicate entraînant un nombre important de rebuts. En effet, lors de l'étalement de la colle liquide, il faut veiller à ne pas emprisonner de microbulles d'air entre la plaque de verre de protection et la feuille de plastique polariseur et à éviter un débordement de la colle sur la plage des contacts électriques de la cellule d'affichage à cristaux liquides tout en assurant un remplissage de tout l'espace interstitiel. Cela oblige à prévoir une protection des contacts électriques de la cellule d'affichage à cristaux liquides, par exemple au moyen d'un ruban adhésif de masquage et à utiliser un moule pour éviter que la colle à l'état liquide ne s'échappe de l'espace interstitiel et laisse en bordure des vides remplis d'air. Sealing the protective glass plate on the polarizing plastic sheet with a liquid adhesive is a delicate operation resulting in a large number of rejects. In fact, when spreading the liquid glue, care must be taken not to trap microbubbles of air between the protective glass plate and the polarizing plastic sheet and to avoid an overflow of the glue over the range of electrical contacts of the liquid crystal display cell while ensuring filling of all the interstitial space. This makes it necessary to provide protection for the electrical contacts of the liquid crystal display cell, for example by means of masking tape and to use a mold to prevent the glue in the liquid state from escaping. the interstitial space and leaves voids filled with air at the edge.
Le scellement de la plaque de verre de protection sur la feuille de plastique polariseur au moyen d'une fine couche de colle liquide présente également d'autres inconvénients. II est long car il faut attendre la durée de prise de la colle. II peut poser des problèmes d'échauffement lorsque la colle est une résine dégageant de la chaleur lors de sa polymérisation. II peut enfin poser des problèmes thermomécaniques pouvant conduire à des décollements de l'assemblage quand les coefficients de dilatation des éléments à assembler sont différents. Sealing the protective glass plate on the polarizing plastic sheet with a thin layer of liquid glue also has other disadvantages. It is long because you have to wait for the glue to set. It can cause heating problems when the adhesive is a resin which gives off heat during its polymerization. It can finally pose thermomechanical problems which can lead to separation of the assembly when the expansion coefficients of the elements to be assembled are different.
La présente invention a pour but de lutter contre les problèmes précités et d'obtenir un scellement d'une plaque transparente sur un dispositif optique de bonne tenue en environnement sévère tolérant des différences de coefficients de dilatation entre les pièces scellées, réalisable à température ambiante, de façon industrielle et répétitive. The object of the present invention is to combat the aforementioned problems and to obtain a sealing of a transparent plate on an optical device of good behavior in harsh environment tolerating differences in expansion coefficients between the sealed parts, achievable at ambient temperature, in an industrial and repetitive way.
Elle a pour objet un procédé de scellement d'une plaque transparente sur une face d'un dispositif optique consistant à utiliser un film adhésif, souple, transparent, double face, déroulé sur la face du dispositif optique pour le faire adhérer progressivement à une surface croissante du dispositif optique et chasser les bulles d'air au devant de la ligne de contact, à rapporter la plaque transparente sur le film adhésif souple transparent en ménageant un espace intercalaire au moyen d'une cale souple d'écartement placée sur un coté du dispositif optique et à laminer, entre deux rouleaux,
I'assemblage obtenu en commençant par le côté opposé à la cale souple d'écartement pour faire adhérer progressivement le film adhésif transparent à une surface croissante de la plaque transparente et chasser les bulles d'air au devant de la ligne de contact.It relates to a method of sealing a transparent plate on one side of an optical device consisting in using an adhesive, flexible, transparent, double-sided film, unwound on the face of the optical device to make it gradually adhere to a surface. growing of the optical device and expel the air bubbles at the front of the contact line, to attach the transparent plate to the transparent flexible adhesive film by providing an intermediate space by means of a flexible spacer spacer placed on one side of the optical and laminating device, between two rollers,
The assembly obtained by starting from the side opposite the flexible spacer to gradually adhere the transparent adhesive film to an increasing surface of the transparent plate and expel air bubbles at the front of the contact line.
Avantageusement, la plaque transparente est une plaque de verre mince ayant une souplesse suffisante pour être courbée sans casser lors du laminage. Advantageously, the transparent plate is a thin glass plate having sufficient flexibility to be bent without breaking during rolling.
Avantageusement, le procédé précité est complété par une étape de mise en pression de l'assemblage obtenu sous une presse à plateaux chauffants de manière à renforcer l'adhérence du film adhésif sur ses deux faces. Advantageously, the aforementioned process is completed by a step of pressurizing the assembly obtained under a press with heating plates so as to reinforce the adhesion of the adhesive film on its two faces.
L'invention a également pour objet des assemblages optiques obtenus par le procédé précité. The invention also relates to optical assemblies obtained by the above method.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après de plusieurs modes de réalisation donnés à titre d'exemple. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel:
- une figure 1 représente en coupe, une cellule à cristaux liquides équipée sur ses deux faces d'une feuille de plastique polariseur protégée par une plaque de verre transparent scellée avec le procédé selon l'invention;
- une figure 2 détaille les différents éléments mis en oeuvre lors du montage d'une feuille de plastique polariseur sur une face d'une cellule à cristaux liquides et du scellement d'une plaque de verre de protection sur la feuille de plastique polariseur, avec le procédé selon l'invention;;
- des figures 3, 4 et 5 illustrent différentes étapes de préparation d'une feuille de plastique polariseur, de son collage sur une face d'une cellule à cristaux liquides et du scellement d'une plaque transparente de protection, toutes réalisées à l'aide d'une presse à rouleaux;
- une figure 6 illustre selon une perspective schématique, les principaux éléments d'une presse à rouleaux utilisée pour la mise en oeuvre d'un procédé de scellement selon l'invention; et
- une figure 7 représente en coupe une cellule à cristaux liquides équipée sur ses deux faces d'une feuille de plastique polariseur et d'une plaque de verre de protection, chaque feuille de plastique polariseur étant collée à la cellule à cristaux liquides et à une plaque de verre de protection au moyen de deux films adhésifs transparents double face conformément au procédé de scellement selon l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description below of several embodiments given by way of example. This description will be made with reference to the drawing in which:
- Figure 1 shows in section, a liquid crystal cell equipped on both sides with a polarizing plastic sheet protected by a transparent glass plate sealed with the method according to the invention;
- Figure 2 details the different elements used when mounting a polarizing plastic sheet on one side of a liquid crystal cell and sealing a protective glass plate on the polarizing plastic sheet, with the method according to the invention;
- Figures 3, 4 and 5 illustrate different stages of preparation of a polarizing plastic sheet, of its bonding on one side of a liquid crystal cell and of the sealing of a transparent protective plate, all carried out using a roller press;
- Figure 6 illustrates from a schematic perspective, the main elements of a roller press used for the implementation of a sealing method according to the invention; and
- Figure 7 shows in section a liquid crystal cell equipped on both sides with a polarizing plastic sheet and a protective glass plate, each polarizing plastic sheet being bonded to the liquid crystal cell and to a protective glass plate by means of two transparent double-sided adhesive films in accordance with the sealing method according to the invention.
II arrive que l'on ait besoin de sceller une plaque transparente sur une face plane d'un dispositif optique soit pour protéger cette face des agressions de l'environnement, soit pour lui adjoindre une fonction antireflet nécessitant un traitement thermique qu'elle serait incapable de supporter elle-même. On propose pour ce faire, d'utiliser un film adhésif, transparent, double face du type de ceux utilisés sur les bords des double vitrages pour maintenir l'écartement des deux plaques de verre qui les constituent. Sometimes it is necessary to seal a transparent plate on a flat face of an optical device either to protect this face from environmental aggressions, or to add an anti-reflective function requiring heat treatment that it would be incapable of. to bear herself. To do this, it is proposed to use an adhesive, transparent, double-sided film of the type used on the edges of double glazing to maintain the spacing of the two glass plates which constitute them.
Contrairement au cas des double vitrages, le film adhésif double face est appliqué sur la totalité des faces en vis à vis du dispositif optique et de la plaque transparente, ce qui évite de laisser un vide intercalaire au centre susceptible de devoir être rempli d'une résine transparente polymérisable.Unlike the case of double glazing, the double-sided adhesive film is applied to all of the faces opposite the optical device and the transparent plate, which avoids leaving an intermediate vacuum in the center which may have to be filled with a transparent polymerizable resin.
Cela conduit à un processus de scellement particulièrement simple, rapide et facile à mettre en oeuvre industriellement.This leads to a particularly simple, quick and easy to implement sealing process industrially.
La figure 1 illustre une cellule à cristaux liquides équipée sur ses deux faces d'un polariseur protégé par un écran de verre scellé. La cellule à cristaux liquides est formée de deux plaques de verre 1, 2 de 1 mm d'épaisseur. Ces plaques de verre 1 et 2 sont écartées de 0,4 à 0,5 Clam, au moyen de microbilles de verres et scellées entre elles, à leur périphérie, par un cordon de colle époxy de manière à définir un espace interstitiel rempli de cristaux liquides.Sur les faces en regard des deux plaques de verre 1 et 2 de la cellule à cristaux liquides sont imprimées des électrodes transparentes arrangées selon une matrice de points et des circuits d'adressage aboutissant à une rangées de connecteurs accessibles depuis le rebord de la plaque de verre 2 la plus large et permettant de polanser localement les cristaux liquides pour faire apparaître une image en collaboration avec les polariseurs 3 et 4. Ceuxci sont constitués d'une feuille de plastique coloré et transparent en polyacétate de cellulose de 180 pm d'épaisseur revêtue sur une face d'une couche d'adhésif acrylique transparent de 30 clam d'épaisseur et collée à l'extérieur des plaques de verre 2 et 3 de la cellule à cristaux liquides.Sur la feuille de plastique coloré et transparent du polariseur 3 est disposé un film adhésif transparent double face 5 constitué d'une masse acrylique, souple et pâteuse de 0,5 à 1 millimètre d'épaisseur et une plaque de protection transparente 6 en verre d'une épaisseur de 0,4 mm. De la même manière, la feuille de plastique coloré et transparent du polariseur 4 est recouverte d'un film adhésif transparent double face 7 constitué d'une masse acrylique, souple et pâteuse de 0,5 à 1 millimètre d'épaisseur et d'une plaque de protection transparente 8 en verre d'une épaisseur de 0,4 mm. Un cordon périphérique d'adhésif au silicone monocomposant 9, 10 assure une fermeture étanche entre les plaques de verre 1 et 2 de la cellule à cristaux liquides et les plaques de protection transparentes en verre 6 et 8. Figure 1 illustrates a liquid crystal cell equipped on both sides with a polarizer protected by a sealed glass screen. The liquid crystal cell is formed by two glass plates 1, 2 1 mm thick. These glass plates 1 and 2 are separated by 0.4 to 0.5 Clam, by means of glass microbeads and sealed together, at their periphery, by a bead of epoxy adhesive so as to define an interstitial space filled with crystals On the opposite faces of the two glass plates 1 and 2 of the liquid crystal cell are printed transparent electrodes arranged in a dot matrix and addressing circuits leading to a row of connectors accessible from the edge of the glass plate 2 the largest and allowing to locally polish the liquid crystals to reveal an image in collaboration with the polarizers 3 and 4. These consist of a colored and transparent plastic sheet of cellulose polyacetate of 180 µm thickness coated on one side with a layer of transparent acrylic adhesive 30 clam thick and bonded to the outside of the glass plates 2 and 3 of the crista cell ux liquids. On the colored and transparent plastic sheet of the polarizer 3 is placed a transparent double-sided adhesive film 5 consisting of an acrylic, flexible and pasty mass of 0.5 to 1 millimeter thick and a transparent protective plate 6 0.4 mm thick glass. Similarly, the colored and transparent plastic sheet of the polarizer 4 is covered with a transparent double-sided adhesive film 7 consisting of an acrylic, flexible and pasty mass of 0.5 to 1 millimeter thick and of a transparent protective plate 8 made of 0.4 mm thick glass. A peripheral bead of single-component silicone adhesive 9, 10 ensures a tight seal between the glass plates 1 and 2 of the liquid crystal cell and the transparent protective glass plates 6 and 8.
La figure 2 détaille en coupe, les différents matériaux plans utilisés pour construire le dispositif optique stratifié de la figure 1. On y distingue de gauche à droite:
- une cellulose à cristaux liquides avec ses deux plaques de verre transparent accolées 1 et 2 de 1 millimètre d'épaisseur environ,
- une feuille souple de plastique polariseur coloré et transparent en polyacétate de cellulose 15 de 180 pm d'épaisseur environ avec une face revetue d'une couche acrylique adhésive 16 de 30 pm et deux pellicules de protection pelables 17 et 18 en polyéthylène,
- un film adhésif double face en rouleau constitué d'une masse adhésive, acrylique, transparente et pateuse 19 de 0,5 à 1 millimètre d'épaisseur environ, revêtue sur une face d'une pellicule pelable 20 en polyéthylène, par exemple du type vendu sous la dénomination VHB 4905 ou VHB 4910 par la société 3M (ce film adhésif double face doit être transparent et non biréfringent), et
- une plaque de verre transparent de protection 21 de 0,4 millimètre d'épaisseur environ, plus mince que les plaques de verre 1 et 2 de la cellule à cristaux liquides de manière à être plus souple que ces demières.Figure 2 details in section, the different planar materials used to build the laminated optical device of Figure 1. We can distinguish from left to right:
- a liquid crystal cellulose with its two transparent glass plates joined 1 and 2 of approximately 1 millimeter thick,
a flexible sheet of colored and transparent polarizing plastic made of cellulose polyacetate 15 of approximately 180 μm in thickness with a face coated with an adhesive acrylic layer 16 of 30 μm and two peelable protective films 17 and 18 of polyethylene,
a double-sided adhesive film on a roll consisting of an adhesive, acrylic, transparent and pasty mass 19 of approximately 0.5 to 1 millimeter thick, coated on one side with a peelable film 20 of polyethylene, for example of the type sold under the name VHB 4905 or VHB 4910 by the company 3M (this double-sided adhesive film must be transparent and not birefringent), and
- A transparent protective glass plate 21 of about 0.4 millimeter thick, thinner than the glass plates 1 and 2 of the liquid crystal cell so as to be more flexible than the latter.
Lors du montage, on commence par le collage du film adhésif double face sur la face non adhésive de la feuille souple de plastique polariseur, on poursuit par le collage de l'ensemble du ruban adhésif double face et de la feuille souple de polariseur sur les faces de la cellule à cristaux liquides et l'on termine par le collage des plaques de verre transparent de protection sur le film adhésif double face. During assembly, we start by gluing the double-sided adhesive film on the non-adhesive side of the flexible sheet of polarizing plastic, we continue by gluing all of the double-sided adhesive tape and the flexible sheet of polarizer on the sides of the liquid crystal cell and we finish by sticking transparent protective glass plates on the double-sided adhesive film.
La figure 3 illustre l'opération de collage du film adhésif double face 19, 20 sur la face non adhésive d'une feuille de plastique polariseur 15. FIG. 3 illustrates the operation of bonding the double-sided adhesive film 19, 20 to the non-adhesive side of a polarizing plastic sheet 15.
La feuille souple de plastique polariseur 15 est tout d'abord débarrassée de la pellicule 17 protégeant sa face sans couche adhésive. Elle est ensuite présentée en regard du film adhésif double face avec sa face non adhésive tournée vers la face de la masse adhésive 19 qui n'est pas protégée par la pellicule pelable 20 tout en étant maintenue à distance de la masse adhésive 19.Puis l'ensemble de la feuille souple de plastique polariseur 15 avec sa face adhésive toumée vers l'extérieur protégée par une pellicule pelable 18 et de la masse adhésive 19 protégée extérieurement par sa pellicule pelable 20 maintenues écartées l'une de l'autre est introduit par une extrémité dans l'ouverture d'une presse à deux rouleaux 31 et 32 de manière que le collage de la masse adhésive 19 sur la feuille souple de plastique polariseur 15 se fasse progressivement d'une extrémité de la feuille souple de polariseur à l'autre de façon à chasser l'air au devant de la ligne de contact et à éviter l'inclusion de microbulles d'air dans l'interface.The flexible polarizing plastic sheet 15 is firstly freed from the film 17 protecting its face without an adhesive layer. It is then presented opposite the double-sided adhesive film with its non-adhesive side facing the face of the adhesive mass 19 which is not protected by the peelable film 20 while being kept away from the adhesive mass 19. the assembly of the flexible polarizing plastic sheet 15 with its adhesive side facing outwards protected by a peelable film 18 and the adhesive mass 19 protected externally by its peelable film 20 kept apart from one another is introduced by one end in the opening of a press with two rollers 31 and 32 so that the bonding of the adhesive mass 19 on the flexible sheet of polarizing plastic 15 takes place progressively from one end of the flexible sheet of polarizing to the other in order to expel the air in front of the contact line and to avoid the inclusion of microbubbles of air in the interface.
Le stratifié souple résultant du collage du ruban adhésif double face sur la feuille de plastique polariseur est alors découpé aux dimensions de la face de la cellule de cristaux liquides qu'il doit recouvrir. Puis la pellicule pelable 18 de protection de la face adhésive 16 de la feuille de plastique polariseur 15 est enlevée pour permettre le collage du stratifié sur chacune des faces de la cellule à cristaux liquides 1, 2. The flexible laminate resulting from the bonding of the double-sided adhesive tape to the polarizing plastic sheet is then cut to the dimensions of the face of the liquid crystal cell which it must cover. Then the peelable film 18 for protecting the adhesive face 16 of the polarizing plastic sheet 15 is removed to allow the laminate to be bonded to each of the faces of the liquid crystal cell 1, 2.
La figure 4 illustre l'opération de collage, sur une face d'une cellule à cristaux liquides 1, 2, d'un stratifié constitué de la feuille de plastique polariseur 15 collée à la masse adhésive transparente 19. La face adhésive de la feuille de plastique polariseur 15 qui est sans protection est présentée en regard de la face de la cellule à cristaux liquides à laquelle elle doit adhérer tout en étant maintenue à distance.Puis l'ensemble de la cellule à cristaux liquides et du stratifié protégé extérieurement par la pellicule pelable 20 du film adhésif double face est introduit dans l'ouverture d'une presse à deux rouleaux 31 et 32 de manière que le collage du stratifié souple constitué de la feuille de plastique polariseur 15 doublée extérieurement du film adhésif double face sur la cellule à cristaux liquides se fasse progressivement d'un côté de la cellule à cristaux liquides à l'autre de façon à chasser l'air audevant de la ligne de contact et à éviter l'inclusion de microbulles d'air dans l'interface. FIG. 4 illustrates the operation of bonding, on one side of a liquid crystal cell 1, 2, a laminate consisting of the polarizing plastic sheet 15 glued to the transparent adhesive mass 19. The adhesive side of the sheet of polarizing plastic 15 which is unprotected is presented opposite the face of the liquid crystal cell to which it must adhere while being kept at a distance. Then the whole of the liquid crystal cell and the laminate protected externally by the peelable film 20 of double-sided adhesive film is introduced into the opening of a press with two rollers 31 and 32 so that the bonding of the flexible laminate consisting of polarizing plastic sheet 15 externally lined with double-sided adhesive film on the cell liquid crystal progressively from one side of the liquid crystal cell to the other so as to expel the air in front of the contact line and to ev iterate the inclusion of air microbubbles in the interface.
La figure 5 illustre l'opération de collage d'un verre de protection 21 sur une face 1 d'une cellule à cristaux liquides équipée d'une feuille de plastique polariseur 15 collée revêtue extérieurement d'un film adhésif double face. Préalablement à cette opération, la masse adhésive 19 du film adhésif double face est débarrassée de sa pellicule de protection 20 de manière à mettre à nu la masse adhésive 19. Une cale souple d'écartement 35, par exemple en mousse, est placée sur l'un des côtés de la cellule à cristaux liquides. Puis le verre de protection 21 est présenté en regard de la masse adhésive 19 et posé sur la cellule à cristaux liquides de manière à venir reposer d'un coté sur la cale souple d'écartement 35 et de l'autre sur la masse adhésive 19.Grâce à la cale souple d'écartement 35, le verre de protection 21 reste incliné et séparé par une lame d'air en forme de coin de la masse adhésive 19 avec laquelle il n'est en contact que par un coté. FIG. 5 illustrates the operation of bonding a protective glass 21 on one side 1 of a liquid crystal cell equipped with a bonded polarizing plastic sheet 15 coated on the outside with a double-sided adhesive film. Prior to this operation, the adhesive mass 19 of the double-sided adhesive film is stripped of its protective film 20 so as to expose the adhesive mass 19. A flexible spacer spacer 35, for example made of foam, is placed on the one side of the liquid crystal cell. Then the protective glass 21 is presented opposite the adhesive mass 19 and placed on the liquid crystal cell so as to come to rest on one side on the flexible spacer 35 and on the other on the adhesive mass 19 .Thanks to the flexible spacer 35, the protective glass 21 remains inclined and separated by an air knife in the form of a wedge from the adhesive mass 19 with which it is in contact only on one side.
L'ensemble de la cellule à cristaux liquides 1, 2 et du verre de protection 21 maintenu écarté par la cale souple d'écartement est alors introduit dans l'ouverture d'une presse à deux rouleaux 31, 32 par le côté opposé à la cale souple d'écartement 35. Le passage entre les deux rouleaux 31 et 32 de la presse repousse progressivement le verre de protection 21 au contact de la masse adhésive 19 en jouant sur la souplesse du verre de protection 21 qui se cambre et sur la souplesse de la cale d'écartement 35 qui s'écrase. II en résulte un collage progressif, d'un côté à l'autre de la cellule à cristaux liquides, du verre de protection 21 sur la masse adhésive 19 au cours duquel l'air est progressivement chassé au-devant de la ligne de contact, ce qui évite l'inclusion de bulles d'air dans l'interface.The assembly of the liquid crystal cell 1, 2 and the protective glass 21 kept apart by the flexible spacer is then introduced into the opening of a press with two rollers 31, 32 by the side opposite to the flexible spacer 35. The passage between the two rollers 31 and 32 of the press gradually pushes the protective glass 21 in contact with the adhesive mass 19 by playing on the flexibility of the protective glass 21 which arches and on the flexibility of the spacer 35 which crashes. This results in a progressive bonding, from one side to the other of the liquid crystal cell, of the protective glass 21 on the adhesive mass 19 during which the air is gradually expelled in front of the contact line, which avoids the inclusion of air bubbles in the interface.
L'assemblage est complété éventuellement par une mise de l'ensemble sous une presse à plateaux chauffant modérément pour parfaire l'adhérence des films adhésifs. Le fait d'exercer une pression sur l'assemblage final après la mise au contact des films adhésifs double face par les opérations de laminage à la presse à double rouleau permet de limiter les efforts exercés lors du laminage pour éviter un étirement préjudiciable des films adhésifs ou un endommagement des pièces de verre
La figure 6 montre en perspective, les principaux éléments d'une presse à rouleaux utilisable pour effectuer les collages des figures 3, 4 et 5.The assembly is possibly supplemented by placing the assembly under a plate press moderately heating to perfect the adhesion of the adhesive films. The fact of exerting pressure on the final assembly after the contacting of the double-sided adhesive films by the lamination operations with the double-roll press makes it possible to limit the forces exerted during lamination to avoid damaging stretching of the adhesive films or damage to glass parts
FIG. 6 shows in perspective the main elements of a roller press which can be used for bonding in FIGS. 3, 4 and 5.
Cette presse comporte un rouleau d'entraînement motorisé 32 monté sur des appuis fixes, et un rouleau presseur libre 31 monté au-dessus et parallèlement au rouleau d'entraînement 32 sur des appuis réglables coulissant en direction du rouleau d'entraînement, des ressorts de pression 33, 34 tarables repoussant le rouleau presseur 31 depuis ses appuis en direction du rouleau moteur 32, un plateau 35 de présentation des pièces dans l'ouverture de la presse et des instruments de mesure 36, 37 des écartements des axes des rouleaux 31, 32 aux extrémités des rouleaux permettant d'apprécier les contraintes subies par les pièces passant entre les deux rouleaux. This press comprises a motorized drive roller 32 mounted on fixed supports, and a free pressure roller 31 mounted above and parallel to the drive roller 32 on adjustable supports sliding in the direction of the drive roller, springs of pressure 33, 34 tarable pushing the pressure roller 31 from its supports towards the drive roller 32, a plate 35 for presenting the parts in the opening of the press and measuring instruments 36, 37 of the distances from the axes of the rollers 31, 32 at the ends of the rollers making it possible to appreciate the stresses undergone by the parts passing between the two rollers.
Les principaux paramètres de mise en oeuvre à optimiser pour chaque laminage sont:
- la pression des rouleaux réglée par leur écartement I qui est calculé de la manière suivante: 1=e- e étant l'épaisseur de l'ensemble à filmer et T le taux de compression choisi.The main processing parameters to be optimized for each rolling are:
- the pressure of the rollers adjusted by their spacing I which is calculated as follows: 1 = e- e being the thickness of the assembly to be filmed and T the chosen compression ratio.
La valeur de I est contrôlée par l'intermédiaire des deux instruments de mesure d'écartement 36, 37 ou comparateurs placés à chaque extrémité du rouleau presseur 31.The value of I is checked by means of the two distance measuring instruments 36, 37 or comparators placed at each end of the pressure roller 31.
- la vitesse du laminage,
- le positionnement des différents éléments du scellement entre eux au moyen de cadres-outillages non représentés, et
- des traitements de surface éventuels. En effet, suivant les énergies de surface des éléments du scellement et les types de contraintes de l'ensemble, ceux-ci peuvent aller du simple dégraissage au solvant par exemple à l'alcool iso, à des traitements du type corona, UV-ozone, plasma, etc...- the rolling speed,
the positioning of the different sealing elements with one another by means of tool-frames not shown, and
- possible surface treatments. In fact, depending on the surface energies of the sealing elements and the types of stresses in the assembly, these can range from simple solvent degreasing, for example with iso alcohol, to treatments of the corona, UV-ozone type. , plasma, etc ...
Dans la figure 6, la presse à rouleaux est préparée pour effectuer le premier collage entre la feuille de plastique polariseur et le film adhésif double face. Elle est équipée à cet effet d'un dévidoir 38 supportant un rouleau de film adhésif 39 présentant une masse adhésive, transparente, souple et pâteuse portée par une pellicule pelable de protection. Après un réglage convenable de l'écartement des rouleaux 31, 32 et de leur force d'appui, une feuille de plastique polariseur est présentée sur le plateau 35 avec sa face supérieure dénudée et introduite entre les rouleaux sous le film adhésif qui vient s'y coller. In Figure 6, the roller press is prepared to perform the first bonding between the polarizing plastic sheet and the double-sided adhesive film. It is equipped for this purpose with a reel 38 supporting a roll of adhesive film 39 having an adhesive mass, transparent, flexible and pasty carried by a peelable protective film. After a suitable adjustment of the spacing of the rollers 31, 32 and their bearing force, a polarizing plastic sheet is presented on the plate 35 with its upper face stripped and introduced between the rollers under the adhesive film which comes stick to it.
La figure 7 présente une variante d'un assemblage optique à cellule à cristaux liquides équipée sur ses deux faces d'une feuille de plastique polariseur et d'un verre de protection. Dans cet assemblage le collage de la feuille de plastique polariseur sur la cellule à cristaux liquides est également effectué au moyen d'un film adhésif double face, ce qui présente l'avantage d'avoir une épaisseur d'adhésif plus grande, de l'ordre de 500 pu ou plus au lieu de 30 pu tolérant l'inclusion de poussières de plus gros diamètre dans l'interface sans former de dômes sous la feuille de plastique polariseur occupés par des bulles d'air engendrant des défauts optiques importants. FIG. 7 shows a variant of an optical assembly with a liquid crystal cell equipped on its two faces with a polarizing plastic sheet and a protective glass. In this assembly, the bonding of the polarizing plastic sheet to the liquid crystal cell is also carried out by means of a double-sided adhesive film, which has the advantage of having a greater adhesive thickness, order of 500 pu or more instead of 30 pu tolerating the inclusion of larger diameter dust in the interface without forming domes under the polarizing plastic sheet occupied by air bubbles causing significant optical defects.
Les deux plaques de verre 1 et 2 de la cellule à cristaux liquides sont placées au milieu de l'assemblage. Sur les faces extérieures des plaques de verre 1 et 2 sont collés des stratifiés formés d'une feuille de plastique polariseur 40, 41 placée en sandwich entre deux films adhésifs transparents double face 42, 43 et 44, 45 et recouverts par un verre de protection 46, 47. Un cordon adhésif aux silicones monocomposant 48, 49 est disposé sur la périphérie des stratifiés, entre les faces en regard du verre de protection 46, 47 et des plaques de verre 1, 2 de la cellule à cristaux liquides, de manière à assurer une fermeture étanche. The two glass plates 1 and 2 of the liquid crystal cell are placed in the middle of the assembly. On the outer faces of the glass plates 1 and 2 are bonded laminates formed of a polarizing plastic sheet 40, 41 sandwiched between two transparent double-sided adhesive films 42, 43 and 44, 45 and covered by a protective glass 46, 47. A single-component silicone adhesive bead 48, 49 is placed on the periphery of the laminates, between the facing faces of the protective glass 46, 47 and the glass plates 1, 2 of the liquid crystal cell, so to ensure a watertight closure.
Grâce à l'utilisation du procédé de scellement qui vient d'être décrit, le montage de feuilles de plastique polariseur et de verre de protection sur une cellule à cristaux liquides devient une opération rapide (plus de durée d'attente de prise de coile) et aisée (plus besoin de moule ni de masque pour protéger les contacts électriques de la cellule à cristaux liquides) qui se prête bien à une mise en oeuvre industrielle. En outre on obtient un assemblage à température ambiante, d'une bonne tenue aux environnements sévères quels que soient les coefficients de dilatation des verres car l'épaisseur du film adhésif permet d'absorber sans dommage les différences de coefficients de dilatation. Thanks to the use of the sealing process which has just been described, the mounting of polarizing plastic sheets and protective glass on a liquid crystal cell becomes a rapid operation (no longer waiting for the coil to take hold). and easy (no need for a mold or mask to protect the electrical contacts of the liquid crystal cell) which lends itself well to industrial use. In addition, an assembly is obtained at ambient temperature, of good resistance to harsh environments whatever the expansion coefficients of the glasses because the thickness of the adhesive film makes it possible to absorb without damage the differences in expansion coefficients.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisations décrits et représentés mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on s'écarte de l'esprit de l'invention. On peut ainsi l'utiliser pour ne protéger grâce à une glace de fermeture que la face avant équipée d'une feuille de plastique polariseur d'une cellule à cristaux liquides lorsque celle-ci doit être à faible coût. Elle s'applique plus généralement à chaque fois que l'on veut sceller une plaque transparente sur une face d'un dispositif optique qui n'est pas nécessairement une cellule à cristaux liquides. On peut l'utiliser, par exemple, pour réaliser des ensembles de filtres polariseurs constitués d'un filtre polariseur circulaire en matière organique inséré entre deux plaques de verre et destinés à améliorer la netteté d'une image d'un système de visualisation. Of course, the present invention is not limited to the embodiments described and shown, but it is capable of numerous variants accessible to those skilled in the art without departing from the spirit of the invention. . It can thus be used to protect, thanks to a closing glass, only the front face equipped with a polarizing plastic sheet of a liquid crystal cell when the latter must be low cost. It applies more generally each time that it is desired to seal a transparent plate on a face of an optical device which is not necessarily a liquid crystal cell. It can be used, for example, to produce sets of polarizing filters consisting of a circular polarizing filter made of organic material inserted between two glass plates and intended to improve the sharpness of an image of a display system.
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| FR9500364A FR2729476A1 (en) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | Seal procedure for plastic layer on optical device |
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