[发明专利]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

说明书

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)。

技术领域

本发明一般涉及光学透明面板，例如人机界面触摸显示器；特别地，本发明涉及由低羟基纤维素酯制成的某些塑料触摸面板外壳。

背景技术

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。

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。

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。

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。

发明内容

一方面，本发明涉及用于人机界面(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。

在实施例中，本发明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。

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。

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。