CN117015735A - 调光装置 - Google Patents

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Abstract

调光装置(1)沿光的照射方向层叠有多个液晶单元。液晶单元具备：第1基板(5a)，其具有在调光区域中沿第1方向延伸的多个第1驱动电极；和第2基板，其在与第1基板(5a)之间夹着液晶层，且具有在调光区域中沿与第1方向不同的第2方向延伸的多个第2驱动电极。第1基板(5a)具备：多根第1金属布线(11b、11c)，其对多个第1驱动电极分别供给驱动电压；多根第2金属布线(11a、11d)，其经由设在与第2基板之间的导通部(15a、15b)，对多个第2驱动电极分别供给驱动电压；多个连接端子，其对多根第1金属布线(11b、11c)及多根第2金属布线(11a、11d)分别供给驱动电极；和多个检查用端子，其与该连接端子相比覆盖区大，且与多根第1金属布线(11b、11c)及多根第2金属布线(11a、11d)相对应地分别设置。

Description

调光装置
技术领域
本发明涉及调光装置。
背景技术
以往，具有在LED等光源中组合刻有棱镜图案的薄型透镜、并通过使光源与薄型透镜之间的距离变化而使配光角度变化的照明器具。在这样的照明器具中，为了驱动薄型透镜来使光源与薄型透镜之间的距离变化而使用小型电动机。另外，例如公开了通过利用液晶调光元件覆盖透明电灯泡的前表面、并改变液晶层的透射率来切换直射光和散射光的照明器具(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平2-65001号公报
发明内容
在使用了液晶单元的结构中，通过在夹着液晶层的两片基板上设置驱动电极、并对该两片基板上分别所设的电极之间施加驱动电压，来控制液晶分子的取向。在两片基板中的至少一方的基板上设有用于对电极施加驱动电压的端子。在液晶单元的制造工序中，若在两片基板上的电极之间、或者对这些电极供给驱动电压的布线之间发生短路(short)则会丧失调光功能，合格率降低。因此，期望提高液晶单元的制造方面的合格率。
本发明的目的在于提供一种能够提高液晶单元的制造方面的合格率的调光装置。
本发明的一个方案的调光装置是沿光的照射方向层叠有具有对从光源照射的光进行偏振的调光区域的多个液晶单元的调光装置，上述液晶单元具备：第1基板，其具有在上述调光区域中沿第1方向延伸的多个第1驱动电极；和第2基板，其在与上述第1基板之间夹着液晶层，且具有在上述调光区域中沿与上述第1方向不同的第2方向延伸的多个第2驱动电极，上述第1基板具备：多根第1金属布线，其对多个上述第1驱动电极分别供给驱动电压；多根第2金属布线，其经由设在与上述第2基板之间的导通部，对多个上述第2驱动电极分别供给驱动电压；多个连接端子，其对多根上述第1金属布线及多根上述第2金属布线分别供给驱动电极；和多个检查用端子，其与上述连接端子相比覆盖区大，且与多根上述第1金属布线及多根上述第2金属布线相对应地分别设置。
附图说明
图1是表示设有实施方式的调光装置的照明器具的一个例子的立体图。
图2是第1基板的从Dz方向观察到的概略平面图。
图3是第2基板的从Dz方向观察到的概略平面图。
图4是将第1基板和第2基板沿Dz方向重叠的液晶单元的透视图。
图5是图4所示的A-A’线剖视图。
图6A是表示第1基板的取向膜的摩擦方向的图。
图6B是表示第2基板的取向膜的摩擦方向的图。
图7是将实施方式的调光装置的第1基板和第2基板沿Dz方向重叠的液晶单元的透视图。
图8A是连接端子的截面构造的概略图。
图8B是检查用端子的截面构造的概略图。
图9是将实施方式的变形例1的调光装置的第1基板和第2基板沿Dz方向重叠的液晶单元的透视图。
图10是将实施方式的变形例2的调光装置的第1基板和第2基板沿Dz方向重叠的液晶单元的透视图。
图11是跨接部的截面构造的概略图。
图12是将实施方式的变形例3的调光装置的第1基板和第2基板沿Dz方向重叠的液晶单元的透视图。
具体实施方式
一边参照附图一边详细地说明用于实施发明的方式(实施方式)。本发明并不受以下的实施方式所记载的内容限定。另外，以下所记载的结构要素中包含本领域技术人员能够容易想到的结构要素、实质相同的结构要素。而且，以下所记载的结构要素能够适当组合。此外，公开内容原则上只是一个例子，本领域技术人员能够容易想到的保持了发明主旨的适当变更当然含在本发明的范围内。另外，关于附图，为了使说明更加明确，存在与实际的样态相比示意地示出各部分的宽度、厚度、形状等的情况，但原则上是一个例子，并不限定本发明的解释。另外，在本说明书和各图中，针对关于已出现的图与上述相同的要素，存在标注相同的附图标记并适当省略详细说明的情况。
图1是表示设有实施方式的调光装置的照明器具的一个例子的立体图。此处，首先进行实施方式的调光装置1的概略说明。
如图1所示，本实施方式的调光装置1包括第1液晶单元2和第2液晶单元3。
照明器具100包括调光装置1和光源4。光源4朝向调光装置1照射光。光源4例如由发光二极管(LED：Light Emitting Diode)构成。
在图1中，调光装置1的平面中的一个方向被设为Dx方向，在调光装置1的平面中与Dx方向正交的方向被设为Dy方向。另外，与Dx-Dy平面正交的方向被设为Dz方向。
Dz方向示出了光源4的光的照射方向。照明器具100由第1液晶单元2和第2液晶单元3沿Dz方向层叠而构成。以下，也将从Dz方向观察时存在从调光装置1放射光的放射面(或上表面)的一侧称为放射面侧(或上表面侧)，也将从Dz方向观察时存在与放射面(或上表面)相反的背面(或下表面)的一侧称为入射面侧(或下表面侧)。
取向膜18和取向膜19如后述那样摩擦方向不同。第1液晶单元2和第2液晶单元3为相同的结构。在本实施方式中，第1液晶单元2设为p波偏振用的液晶单元。另外，第2液晶单元3设为s波偏振用的液晶单元。由此，能够进行灵活的调光控制。此外，也可以为将第1液晶单元2设为s波偏振用的液晶单元、将第2液晶单元3设为p波偏振用的液晶单元的方式。第1液晶单元2和第2液晶单元3只要某一方为p波偏振用的液晶单元、另一方为s波偏振用的液晶单元即可。
第1液晶单元2及第2液晶单元3具备第1基板5和第2基板6。图2是第1基板的从Dz方向观察到的概略平面图。图3是第2基板的从Dz方向观察到的概略平面图。图4是将第1基板和第2基板沿Dz方向重叠的液晶单元的透视图。图5是图4所示的A-A’线剖视图。
如图5所示，第1液晶单元2及第2液晶单元3在第1基板5与第2基板6之间具备周围被密封材料7密封的液晶层8。
液晶层8根据电场的状态对从液晶层8通过的光进行调制。液晶层8可以为例如作为IPS(平面转换)的一种方式的FFS(边缘场开关)等横向电场模式，也可以使用纵向电场模式。例如，可以使用TN(Twisted Nematic：扭曲向列)、VA(Virtical Alignment：垂直取向)、ECB(Electrically Controlled Birefringence：电控双折射)等各种模式的液晶，并不受液晶层8的种类和结构限定。
如图2所示，在图5所示的第1基板5的基材9的液晶层8侧具备：多个第1驱动电极10a、10b；供给对这些第1驱动电极10a、10b施加的驱动电压的多根第1金属布线11b、11c；和供给对后述的第2基板6上所设的多个第2驱动电极13a、13b(参照图3)施加的驱动电压的多根第2金属布线11a、11d。第1金属布线11b、11c及第2金属布线11a、11d设在第1基板5的布线层。如图2所示，第1基板5上的多个第1驱动电极10a、10b沿Dx方向(第1方向)延伸。
如图3所示，在图5所示的第2基板6的基材12的液晶层8侧具备：多个第2驱动电极13a、13b；和供给对这些驱动电极13施加的驱动电压的多根金属布线14a、14b。金属布线14a、14b设于第2基板6的布线层。如图3所示，第2基板6上的第2驱动电极13a、13b沿Dy方向(第2方向)延伸。
第1驱动电极10a、10b及第2驱动电极13a、13b是由ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)等透光性导电材料(透光性导电氧化物)形成的透光性电极。第1基板5及第2基板6为玻璃或树脂等透光性基板。金属布线11及金属布线14由铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、钼(Mo)或它们的合金中的至少一个金属材料形成。另外，金属布线11及金属布线14也可以使用一个以上的这些金属材料并设为将多个金属材料层叠而成的层叠体。铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、钼(Mo)或它们的合金中的至少一个金属材料与ITO等透光性导电氧化物相比为低电阻。
第1基板5的第2金属布线11a和第2基板6的金属布线14a例如通过过孔等导通部15a而连接。另外，第1基板5的第2金属布线11d和第2基板6的金属布线14b通过例如过孔等导通部15b而连接。
另外，在第1基板5上的不与第2基板6沿Dz方向重叠的区域，设有与未图示的柔性印刷基板(FPC：Flexible Printed Circuits)连接的连接(Flex-on-Board)端子部16a、16b。连接端子部16a、16b各自具备与第1金属布线11b、11c及第2金属布线11a、11d分别相对应的四个连接端子。
连接端子部16a、16b设于第1基板5的布线层。第1液晶单元2及第2液晶单元3从与连接端子部16a或连接端子部16b连接的FPC供给对第1基板5上的第1驱动电极10a、10b及第2基板6上的第2驱动电极13a、13b施加的驱动电压。连接端子部16a、16b也可以为具有某一方的样态。以下，存在将连接端子部16a、16b简称为“连接端子部16”的情况。
如图4所示，关于第1液晶单元2及第2液晶单元3，第1基板5和第2基板6沿Dz方向(光的照射方向)重叠，在从Dz方向观察时，第1基板5上的多个第1驱动电极10a、10b和第2基板6上的多个第2驱动电极13a、13b交叉。这样构成的第1液晶单元2及第2液晶单元3通过对第1基板5上的多个第1驱动电极10a、10b及第2基板6上的多个第2驱动电极13a、13b分别供给驱动电压，能够进行液晶层8的液晶分子17的取向方向的控制。将能够进行该液晶层8的液晶分子17的取向方向的控制的区域称为“调光区域AA”。在该调光区域AA中，通过使液晶层8的折射率分布变化，能够进行从第1液晶单元2及第2液晶单元3的调光区域AA透射的光的控制。在该调光区域200外侧的区域中，将液晶层8被密封材料7密封的区域称为“周边区域GA”(参照图5)。
如图5所示，关于第1基板5的调光区域，第1驱动电极10a、10b(在图5中为第1驱动电极10a)被取向膜18覆盖。另外，关于第2基板6的调光区域，第2驱动电极13a、13b被取向膜19覆盖。如上述那样，在取向膜18和取向膜19中，摩擦方向不同。
图6A是表示第1基板的取向膜的摩擦方向的图。图6B是表示第2基板的取向膜的摩擦方向的图。
如图6A及图6B所示，第1基板的取向膜18的摩擦方向和第2基板的取向膜19的摩擦方向为在平面观察时彼此交叉的方向。具体而言，图6A所示的第1基板5的取向膜18的摩擦方向与第1驱动电极10a、10b的延伸方向正交。另外，图6B所示的第2基板6的取向膜19的摩擦方向与第2驱动电极13a、13b的延伸方向正交。
在图2所示的例子中，在第1基板5和第2基板6沿Dz方向不重叠的、第1基板5上的沿Dx方向延伸的区域和沿Dy方向延伸的区域各自上设有朝向不同的连接端子部16a、16b。由此，能够从相对于第1液晶单元2和第2液晶单元3各自不同的方向连接FPC，作业性提高。
通过设为使用了上述的本实施方式的调光装置1的图1所示的构造，能够实现照明器具100的小型化。
另外，在本实施方式中，虽然说明了将p波偏振用的第1液晶单元2及s波偏振用的第2液晶单元3分别层叠一个的结构，但并不限于该结构，例如也可以为具有多个将第1液晶单元2及第2液晶单元3层叠而成的组合的结构。例如，通过设为具有两个将第1液晶单元2及第2液晶单元3层叠而成的组合的结构、即设为分别具有两个p波偏振用的液晶单元和s波偏振用的液晶单元的结构，能够实现更灵活的调光控制。
在第1液晶单元2及第2液晶单元3的制造工序中，若在第1基板5上的第1驱动电极10a、10b之间或第1金属布线11b、11c、第2金属布线11a、11d之间、第2基板6上的第2驱动电极13a、13b之间或金属布线14a、14b之间发生短路(short)，则将这些第1液晶单元2及第2液晶单元3层叠而成的调光装置1的调光功能会丧失，合格率降低。因此，期望提高制造方面的合格率。
图7是将实施方式的调光装置的第1基板和第2基板沿Dz方向重叠的液晶单元的透视图。
在图7所示的例子中，在构成第1液晶单元2及第2液晶单元3的第1基板5a上，除了连接端子部16a、16b以外，还具备在制造工序中进行短路(short)检查时所使用的检查用端子部20。检查用端子部20分别具备与第1金属布线11b、11c及第2金属布线11a、11d相对应的四个检查用端子，设于第1基板5的布线层。
连接端子部16a、16b的各连接端子根据所连接的FPC而确定覆盖区。另外，通常FPC为窄间距，难以稳定地连接短路检查用治具(未图示)。
如图7所示，检查用端子部20通过将各检查用端子的覆盖区设为比连接端子部16a、16b的各连接端子的覆盖区大的覆盖区，而能够稳定地连接短路检查治具。
图8A是连接端子的截面构造的概略图。图8B是检查用端子的截面构造的概略图。
如图8A及图8B所示，关于连接端子部16a、16b的各连接端子及检查用端子部20的各检查用端子，例如第1基板5的布线层上所设的金属材料21被与驱动电极10相同的ITO等具有耐腐蚀性的透光性导电材料22覆盖。由此，能够抑制与FPC和短路检查用治具的探针的接触电阻，从而能够实现稳定的连接。此外，构成连接端子部16a、16b的各连接端子及检查用端子部20的各检查用端子的金属材料21在第1基板5的制造工艺中以与第1金属布线11b、11c及第2金属布线11a、11d相同的工序形成。构成连接端子部16a、16b的各连接端子及检查用端子部20的各检查用端子的透光性导电材料22在第1基板5的制造工艺中以与第1驱动电极10a、10b相同的工序形成。
(变形例1)
图9是将实施方式的变形例1的调光装置的第1基板和第2基板沿Dz方向重叠的液晶单元的透视图。
在图9所示的第1基板5b中，针对图7所示的例子，替换连接端子部16a的配置和检查用端子部20的配置。
由此，例如通过在第1液晶单元2中使用图7所示的第1基板5a、在第2液晶单元3中使用图9所示的第1基板5b，第1液晶单元2及第2液晶单元3的FPC不沿Dy方向重叠，因此能够改善调光装置1的制造工序中的作业性。
(变形例2)
图10是将实施方式的变形例2的调光装置的第1基板和第2基板沿Dz方向重叠的液晶单元的透视图。
在图10所示的第1基板5c中，针对图7所示的例子，改变通向检查用端子部20的布线路径。在图10中，需要在与第2金属布线11d交叉的部分上设置跨接部23。
图11是跨接部的截面构造的概略图。关于图11所示的跨接部23，第1基板5的布线层上所设的第2金属布线11d被绝缘层24覆盖，跨着该绝缘层24，通过透光性导电材料22而连接。
此外，为了实现图11所示的构造，需要在基板制造工艺中，在第1金属布线11c、11b及第2金属布线11a、11d和构成连接端子部16的各连接端子以及检查用端子部20的各检查用端子的布线层之上设置绝缘层24。绝缘层24由于折射率与基材和透光性导电材料22不同，所以期望在调光区域AA不设置绝缘层24。由此，能够防止因发生界面反射导致的调光区域AA的透射率降低。在图11所示的例子中，通过在绝缘层24上设置接触孔25、并在该接触孔25中使布线层的金属材料21和透光性导电材料22电连接而导通，从而构成跨接部23。
(变形例3)
图12是将实施方式的变形例3的调光装置的第1基板和第2基板沿Dz方向重叠的液晶单元的透视图。
在图12所示的第1基板5d中，针对图10所示的例子，改变通向检查用端子部20的布线路径。因此，跨接部23的位置与图10所示的例子不同。在该图12所示的变形例3中，除了连接端子部16a以外，还设有连接端子部16b。
此外，在上述的实施方式中，示出了在第1液晶单元2及第2液晶单元3的第1基板上设有检查用端子部20的例子，但并不限于此，也可以为在第1液晶单元2及第2液晶单元3的第2基板上设置检查用端子部20的形态。另外，也可以为在第1液晶单元2及第2液晶单元3的第1基板及第2基板双方上设置检查用端子部20的形态。
另外，在上述的实施方式中，示出了在第1液晶单元2及第2液晶单元3的第1基板上设有连接端子部16(16a、16b)的例子，但并不限于此，也可以为在第1液晶单元2及第2液晶单元3的第2基板上设置连接端子部16(16a、16b)的形态。另外，也可以为在第1液晶单元2及第2液晶单元3的第1基板及第2基板双方上设置连接端子部16(16a、16b)的形态。
根据上述的实施方式的结构，设置覆盖区比用于与FPC连接的连接端子部16(16a、16b)大的检查用端子部20。由此，能够稳定地连接短路检查治具，从而能够提高液晶单元的制造方面的合格率。
以上，说明了本发明的优选的实施方式，但本发明并不限定于这样的实施方式。在实施方式中公开的内容原则上只是一个例子，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。在不脱离本发明的主旨的范围内进行的适当变更当然也属于本发明的技术范围。
附图标记说明
1调光装置
2第1液晶单元
3第2液晶单元
4光源
5a、5b、5c、5d第1基板
6第2基板
7 密封材料
8 液晶层
9 基材
10a、10b第1驱动电极
11b、11c第1金属布线
11a、11d第2金属布线
12基材
13a、13b第2驱动电极
14a、14b金属布线
15a、15b导通部
16、16a、16b连接端子部
17 液晶分子
18 取向膜
19 取向膜
20 检查用端子部
21 金属材料
22 透光性导电材料
23 跨接部
24 绝缘层
25 接触孔
AA 调光区域
GA 周边区域。

Claims (4)

1.一种调光装置，其沿光的照射方向层叠有多个液晶单元，该多个液晶单元具有对从光源照射的光进行偏振的调光区域，在所述调光装置中，
所述液晶单元具备：
第1基板，其具有在所述调光区域中沿第1方向延伸的多个第1驱动电极；和
第2基板，其在与所述第1基板之间夹着液晶层，且具有在所述调光区域中沿与所述第1方向不同的第2方向延伸的多个第2驱动电极，
所述第1基板具备：
多根第1金属布线，其对多个所述第1驱动电极分别供给驱动电压；
多根第2金属布线，其经由设在与所述第2基板之间的导通部，对多个所述第2驱动电极分别供给驱动电压；
多个连接端子，其对多根所述第1金属布线及多根所述第2金属布线分别供给驱动电极；和
多个检查用端子，其与所述连接端子相比覆盖区大，且与多根所述第1金属布线及多根所述第2金属布线相对应地分别设置。
2.如权利要求1所述的调光装置，其中，
具有多个将p波偏振用的液晶单元和s波偏振用的液晶单元层叠而成的组合。
3.如权利要求1或2所述的调光装置，其中，
多个所述检查用端子是使所述第1基板的布线层上所设的金属材料被透光性导电材料覆盖而构成的。
4.如权利要求3所述的调光装置，其中，
在除了所述调光区域的区域中，设有将所述第1基板的布线层覆盖的绝缘层，所述金属材料和透光性导电材料经由设于该绝缘层的接触孔电连接。
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