JP2017106981A - 調光パネル及び調光パネルを備えた窓 - Google Patents

Abstract

【課題】操作スイッチを設けるための追加の空間を必要とせず、操作が容易化された調光パネルを提供する。【解決手段】接触検出機能付き調光パネル１０は、第１基材２０と、第１基材２０と対向して配置された第２基材４０と、第１基材２０及び第２基材４０の間に配置された液晶層１５と、を備え、第１基材２０及び第２基材４０の少なくとも一方の液晶層１５と対向する面側に、液晶層１５の駆動用の透明電極２６，４６、並びに、透明電極２６，４６の周囲に接続される金属補助電極２２，４２及び金属補助電極２２，４２と同一材料で形成された検出電極３０，５０、が設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、調光パネル及び調光パネルを備えた窓に関する。

従来、自動車等において、採光性の向上等を目的として、屋根部分に光透過性を有したガラスや樹脂等で形成された天窓（サンルーフ）を設けたものが知られている。この天窓が光透過性の高い材料で形成されている場合、高い採光機能を発揮する一方、夏場の日中等においては、この天窓から入射する強い太陽光により、乗員がまぶしく感じたり、車内の温度が上昇したりすることがある。これを改善するため、着色したガラス等を用いて天窓に遮光性を持たせることも考えられるが、この場合採光機能が低下する。そこで、自動車等において、天窓が所望の光透過性を有するように調整できる調光機能を有することが望まれている。

特許文献１には、自動車のサンルーフ等に液晶層を含む調光パネルを用いたものが開示されている。この調光パネルは、ＩＴＯ等からなる透明導電層を含む２枚の透明導電性樹脂基材を、その透明導電層どうしが対向するようにして配置し、両透明導電層の間に液晶層を設けたものである。そして、両透明導電層を用いた液晶層への電界の印加のオン・オフにより、液晶層における光透過性を調整する、すなわち調光することができる。

国際公開第２０１１／０９３３３９号

特許文献１に開示された調光パネルを用いた天窓では、スイッチ８を設け、このスイッチ８の切り換えにより電源と２つの透明導電層との接続、非接続を行っている。ところで、近年の自動車は各種の電子機器が搭載されており、各電子機器の操作のために、多数のスイッチが設けられている。天窓の調光パネルのために新たにスイッチを設けるためには、そのためのスペースが必要となる上、スイッチが多くなると、各電子機器の操作が煩雑となる不都合もある。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、操作スイッチを設けるための追加の空間を必要とせず、操作が容易化された調光パネルを提供することを目的とする。

本発明による接触検出機能付き調光パネルは、
第１基材と、
前記第１基材と対向して配置された第２基材と、
前記第１基材及び前記第２基材の間に配置された液晶層と、を備え、
前記第１基材及び前記第２基材の少なくとも一方の前記液晶層と対向する面側に、前記液晶層の駆動用の透明電極、並びに、前記透明電極の周囲に接続される金属補助電極及び前記金属補助電極と同一材料で形成された検出電極、が設けられている。

本発明による窓は、上述の接触検出機能付き調光パネルを備える。

本発明による乗り物は、上述の接触検出機能付き調光パネルを備える。

本発明によれば、操作スイッチを設けるための追加の空間を必要とせず、操作が容易化された調光パネルを提供することができる。

図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、接触検出機能付き調光パネルを備えた乗り物を概略的に示す斜視図である。特に図１では、乗り物の例として接触検出機能付き調光パネルを備えた自動車を概略的に示している。 図２は、接触検出機能付き調光パネルを有する窓をその板面の法線方向から見た図である。 図３は、図２の窓のIII−III線に対応する断面を示す図である。 図４は、図２の窓の接触検出機能付き調光パネルの一部を拡大して示す平面図である。 図５は、接触検出機能付き調光パネルの製造方法の一例を説明するための図である。 図６は、接触検出機能付き調光パネルの製造方法の一例を説明するための図である。 図７は、接触検出機能付き調光パネルの製造方法の一例を説明するための図である。 図８は、接触検出機能付き調光パネルの製造方法の一例を説明するための図である。 図９は、接触検出機能付き調光パネルの製造方法の一例を説明するための図である。 図１０は、窓及び接触検出機能付き調光パネルの変形例を示す平面図である。 図１１は、図１０の窓及び接触検出機能付き調光パネルのXI−XI線に対応する断面を示す図である。 図１２は、窓及び接触検出機能付き調光パネルの他の変形例を示す平面図である。 図１３は、図１２の窓及び接触検出機能付き調光パネルの一部を拡大して示す平面図である。 図１４は、図１３の窓及び接触検出機能付き調光パネルのXIV−XIV線に対応する断面を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

本明細書において、「板」、「パネル」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「パネル」は、板、シート、フィルムと呼ばれ得るような部材をも含む概念であり、したがって、「調光パネル」は、「調光板」、「調光シート」、「調光フィルム」と呼ばれる部材と、呼称の違いのみにおいて区別され得ない。

また、「シート面（パネル面、板面、フィルム面）」とは、対象となるシート状（板状、パネル状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材（板状部材、パネル状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。

さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

図１〜図１４は本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち図１は、接触検出機能付き調光パネルを備えた自動車を概略的に示す図であり、図２は、接触検出機能付き調光パネルをその板面への法線方向から見た図であり、図３は、図２の接触検出機能付き調光パネルの横断面図である。

図１に示されているように、乗り物の一例としての自動車１は、フロントウィンドウ、リアウィンドウ、サイドウィンドウ、サンルーフ（天窓）等の窓を有している。ここでは、サンルーフ（天窓）が接触検出機能付き調光パネル１０を有する窓５を構成するものを例示する。

この窓５をその板面への法線方向から見たものを図２に示す。また、図２の窓５のIII−III線に対応する断面を図３に示す。

図１及び図２に示された窓５の接触検出機能付き調光パネル（以下、単に調光パネルとも呼ぶ）１０は、投影型の容量結合方式による接触検出機能（タッチセンサ機能、タッチパネル機能）を有する調光パネルとして構成され、調光パネル１０への外部導体（例えば、人間の指）の接触、とりわけ接触の有無又は接触位置、を検出可能に構成されている。なお、容量結合方式による接触検出機能を有する調光パネル１０において、検出感度が優れている場合には、外部導体が調光パネル１０に接近しただけで、当該外部導体が調光パネル１０に接近していること、又は、当該外部導体が調光パネル１０のどの領域に接近しているかを検出することができる。このような現象にともなって、ここで用いる調光パネル１０への「接触」とは、調光パネル１０への「接近」をも含む概念とする。

なお、「容量結合」方式及び「投影型」の容量結合方式との用語は、タッチパネルの技術分野で用いられる際の意味と同様の意味を有するものとして、本件においても用いている。なお、「容量結合」方式は、タッチパネルの技術分野において「静電容量」方式や「静電容量結合」方式等とも呼ばれており、本件では、これらの「静電容量」方式や「静電容量結合」方式等と同義の用語として取り扱う。

＜窓＞
図３に示された例では、窓５は、透明基板７、及び、透明基板７と積層された調光パネル１０を有する。図示された例では、調光パネル１０は、図示しない接合層を介して透明基板７と接合されている。この接合層としては、種々の接着性又は粘着性を有した材料からなる層を用いることができる。

＜＜透明基板＞＞
透明基板７としては、窓として機能し得る種々の材料からなるものを用いることができる。例えば、透明基板７として、窓５による採光を妨げないよう、可視光透過率が高いガラスや樹脂等を用いることができる。ガラスとしては、ソーダライムガラス（ソーダガラス、青板ガラス）、硼珪酸ガラス、石英ガラス、カリガラス等が例示できる。また、樹脂としては、ポリカーボネート、アクリル等が例示できる。透明基板７の可視光透過率は７０％以上であることが好ましい。さらに好ましくは、透明基板７の可視光透過率は９０％以上である。ここで、可視光透過率は、分光光度計（（株）島津製作所製「ＵＶ−３１００ＰＣ」、ＪＩＳ Ｋ ０１１５準拠品）を用いて測定波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内で測定したときの、各波長における透過率の平均値として特定される。なお、透明基板７の一部又は全体に着色するなどして、当該部分の可視光透過率を低くしてもよい。透明基板７の厚さは、一例として、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。

＜＜接触検出機能付き調光パネル＞＞
図３に示された例では、調光パネル１０は、互いに対向して配置された第１積層体１１及び第２積層体１２、第１積層体１１の第２積層体１２と反対側に配置された第１偏光板１３、第２積層体１２の第１積層体１１と反対側に配置された第２偏光板１４、並びに、第１積層体１１と第２積層体１２との間に配置された液晶層１５、を有する。すなわち、調光パネル１０は、透明基板７の側から順に、第１偏光板１３、第１積層体１１、液晶層１５、第２積層体１２、第２偏光板１４、を有している。なお、実際には、第１積層体１１と第２積層体１２との間には、第１積層体１１と第２積層体１２との間隔を所定の間隔に保つためのスペーサや、液晶層をなす液晶材料が漏れ出すことを防ぐためのシール材等が設けられることが多いが、これらの図示は省略している。

＜＜＜積層体＞＞＞
第１積層体１１は、第１基材２０と、第１基材２０の第２積層体１２と対向する面側に設けられた、液晶層１５の駆動用の第１透明電極２６、第１透明電極２６の周囲に接続される第１金属補助電極２２及び外部導体の調光パネル１０への接触の検出に用いられる第１検出電極３０を有している。図３に示された例では、第１金属補助電極２２と第１検出電極３０とは同一材料で形成され、第１金属補助電極２２は第１検出電極３０の周囲を取り囲むように枠状に形成されている。また、第１検出電極３０と第１透明電極２６との間には、第１検出電極３０と第１透明電極２６とを絶縁するための第１絶縁層２４が設けられている。さらに、第１透明電極２６上には第１配向膜２８が設けられている。したがって、図示された例では、第１積層体１１は、第１基材２０の第２積層体１２と対向する面上に設けられた第１検出電極３０及び第１金属補助電極２２、第１検出電極３０の第２積層体１２と対向する面及び側面を覆うように設けられた第１絶縁層２４、第１金属補助電極２２及び第１絶縁層２４上に設けられた第１透明電極２６、第１透明電極２６上に設けられた第１配向膜２８、を有している。

第２積層体１２は、第２基材４０と、第２基材４０の第１積層体１１と対向する面側に設けられた、液晶層１５の駆動用の第２透明電極４６、第２透明電極４６の周囲に接続される第２金属補助電極４２及び外部導体の調光パネル１０への接触の検出に用いられる第２検出電極５０を有している。図３に示された例では、第２金属補助電極４２と第２検出電極５０とは同一材料で形成され、第２金属補助電極４２は第２検出電極５０の周囲を取り囲むように枠状に形成されている。また、第２検出電極５０と第２透明電極４６との間には、第２検出電極５０と第２透明電極４６とを絶縁するための第２絶縁層４４が設けられている。さらに、第２透明電極４６上には第２配向膜４８が設けられている。したがって、図示された例では、第２積層体１２は、第２基材４０の第１積層体１１と対向する面上に設けられた第２検出電極５０及び第２金属補助電極４２、第２検出電極５０の第１積層体１１と対向する面及び側面を覆うように設けられた第２絶縁層４４、第２金属補助電極４２及び第２絶縁層４４上に設けられた第２透明電極４６、第２透明電極４６上に設けられた第２配向膜４８、を有している。

＜＜＜＜基材＞＞＞＞
基材２０，４０は、検出電極３０，５０及び金属補助電極２２，４２を支持し、且つ、調光パネル１０において誘電体として機能する。窓５による採光を妨げないよう、基材２０，４０は透明又は半透明となっている。基材２０，４０は、可視光透過率が９０％以上であることが好ましい。また、検出電極３０，５０及び金属補助電極２２，４２の保持性及び良好な光透過性の確保の観点から、このような基材２０，４０の厚さは、３０μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。

このような基材２０，４０の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、トリアセチルセルロース（三酢酸セルロース）等のセルロース系樹脂、ポリカーボネート樹脂などからなる樹脂シート、ガラス、セラミックス等からなる無機材等、誘電体として機能し得る材料を用いることができる。

＜＜＜＜検出電極＞＞＞＞
図３に示された例では、調光パネル１０は、調光パネル１０の厚み方向、すなわち調光パネル１０のパネル面への法線方向に沿った方向、に離間して配置された第１検出電極３０および第２検出電極５０を有している。図４は、図２の窓５の調光パネル１０の一部を拡大して示す平面図であり、とりわけ検出電極３０，５０の具体的な形状の一例を示す図である。

図２及び図４に示された例では、第１検出電極３０は、外部導体の調光パネル１０への接触の検出に用いられる複数の第１検出部３１、各第１検出部３１に接続された第１引出配線３５及び各第１引出配線３５に接続された第１端子部３７を含んでいる。また、第２検出電極５０は、外部導体の調光パネル１０への接触の検出に用いられる複数の第２検出部５１、各第２検出部５１に接続された第２引出配線５５及び各第２引出配線５５に接続された第２端子部５７を含んでいる。引出配線３５，５５は、検出部３１，５１から端子部３７，５７にかけて延在している。図４に示された例では、端子部３７，５７は、図示しない外部接続配線（例えば、フレキシブルプリント基板）を介して、図示しない検出制御部に接続される。なお、各検出部３１，５１は、一例として、以下に説明するような複数の導線６１からなる導線群６０によって形成されるが、図２及び図３では、各検出部３１，５１が配置される空間を単純な矩形で示している。また、図２では、端子部３７，５７の図示を省略している。

引出配線３５，５５は、検出部３１，５１の各々に対し、外部導体の接触の検出方法に応じて１つまたは２つ設けられている。各引出配線３５，５５は、対応する検出部３１，５１に接続されて配線を形成している。

検出部３１，５１は、外部導体が調光パネル１０に接触した際に生じる、電磁的な変化または静電容量の変化を検知するために設けられるものである。図４に示された例では、検出部３１，５１は、金属材料が、所定の線幅および厚さで形成された導線６１からなる導線群６０から構成される。金属材料としては、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム、クロム、モリブデン、ニッケル、チタン、パラジウム、インジウム、又は、これらの金属の一以上を含む合金を用いることができる。

図４に示された例において、検出部３１，５１は、複数の導線６１からなる導線群６０を含んでいる。第１検出部３１の導線群６０は、第１方向（Ｘ）に配列され、且つ、第１方向（Ｘ）に非平行な第２方向（Ｙ）に延びる複数の導線６１を有している。１つの導線群６０に含まれる複数の導線６１はそれぞれ第２方向（Ｙ）に沿って延び、共通の接続部３３に接続している。接続部３３は、導線６１の長手方向である第２方向（Ｙ）に非平行な方向に延びている。とりわけ、接続部３３は、導線６１の配列方向である第１方向（Ｘ）に延びている。そして、複数の導線群６０が、第２方向（Ｙ）に非平行な第１方向（Ｘ）に、互いから離間して配列されている。なお、図示された例において、第１方向（Ｘ）と第２方向（Ｙ）とは直交している。

一方、第２検出部５１の導線群６０は、図４に示されているように、第２方向（Ｙ）と交差する第３方向に延びている。そして、複数の導線群６０は、第１方向（Ｘ）および第３方向の両方と交差する第４方向に、互いから離間して配列されている。図示された例では、第２検出部５１の導線群６０の長手方向である第３の方向は、第１方向（Ｘ）と平行となっている。また、第２検出部５１の導線群６０の配列方向である第４の方向は、第２方向（Ｙ）と平行になっている。つまり、第１検出部３１の導線群６０の長手方向と第２検出部５１の導線群６０の長手方向は直交している。また、第１検出部３１の導線群６０の配列方向と第２検出部５１の導線群６０の配列方向は直交している。しかしながら、第１検出部３１の導線群６０の長手方向と第２検出部５１の導線群６０の長手方向とは、直交している必要はなく、交差していればよい。同様に、第１検出部３１の導線群６０の配列方向と第２検出部５１の導線群６０の配列方向の配列方向も、直交している必要はなく、交差していればよい。

このような導線６１の基材２０，４０のシート面に沿った幅は、例えば１μｍ以上３０μｍ以下とすることができる。また、導線６１の基材２０，４０のシート面への法線方向に沿った高さ（厚さ）は、例えば０．０５μｍ以上３０μｍ以下とすることができる。

なお、図４に示された例では、第１検出部３１の各導線６１は第２方向（Ｙ）に沿って直線状に延びているが、これに限らず、折れ線状または波線状のパターンで、第２方向（Ｙ）と非平行な方向に振幅を有して、とりわけ第１方向（Ｘ）に振幅を有して、第２方向（Ｙ）に沿って延びていてもよい。また、図４に示された例では、第２検出部５１の各導線６１は第１方向（Ｘ）に沿って直線状に延びているが、これに限らず、折れ線状または波線状のパターンで、第１方向（Ｘ）と非平行な方向に振幅を有して、とりわけ第２方向（Ｙ）に振幅を有して、第１方向（Ｘ）に沿って延びていてもよい。

＜＜＜＜金属補助電極＞＞＞＞
金属補助電極２２，４２は、透明電極２６，４６に接続され、透明電極２６，４６に通電する機能を有する。とりわけ図２〜図４に示された例では、金属補助電極２２，４２は、検出電極３０，５０の検出部３１，５１の周囲を取り囲むようにして、枠状に形成されている。金属補助電極２２，４２は、金属材料で形成される。金属材料としては、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム、クロム、モリブデン、ニッケル、チタン、パラジウム、インジウム、又は、これらの金属の一以上を含む合金を用いることができる。とりわけ図示された例では、検出電極３０，５０と金属補助電極２２，４２とは、同一材料で形成される。

金属補助電極２２，４２は、例えば、金属材料のベタパターンで形成されてもよいし、当該金属補助電極２２，４２内に多数の開口を有するメッシュ状のパターンで形成されてもよい。金属補助電極２２，４２がベタパターンで形成されていると、金属補助電極２２，４２の電気抵抗値を低くすることができ、透明電極２６，４６への通電性を向上させることができる。また、金属補助電極２２，４２が多数の開口を有するメッシュ状のパターンで形成されていると、この多数の開口の存在により金属補助電極２２，４２に光透過性を付与することができる。これにより、金属補助電極２２，４２を有する調光パネル１０の採光性を向上させることができる。なお、これらに限られず、金属補助電極２２，４２は、透明電極２６，４６への通電機能を有する限りにおいて、どのようなパターンを有していてもよい。

また、金属補助電極２２，４２の基材２０，４０のシート面に沿った幅は、例えば１μｍ以上とすることができる。また、金属補助電極２２，４２の基材２０，４０のシート面への法線方向に沿った高さ（厚さ）は、例えば０．０５μｍ以上３０μｍ以下とすることができる。

以上のような、同一材料で形成される検出電極３０，５０及び金属補助電極２２，４２は、例えば、蒸着法、スパッタリング法、箔の転写、塗工法等により、金、銀、銅、白金、アルミニウム、クロム、モリブデン、ニッケル、チタン、パラジウム、インジウム、又は、これらの金属の一以上を含む合金を含有する金属膜を基材２０，４０上に形成し、この金属膜を、検出電極３０，５０及び金属補助電極２２，４２の所望のパターンでエッチングすることによって、同時に基材２０，４０上に形成することができる。

＜＜＜＜絶縁層＞＞＞＞
絶縁層２４，４４は、検出電極３０，５０と透明電極２６，４６とを絶縁する機能を有する。図３に示された例では、絶縁層２４，４４は、検出電極３０，５０の検出部３１，５１の導線６１及び接続部３３，５３、引出配線３５，５５を覆うようにして設けられる。とりわけ絶縁層２４，４４は、検出電極３０，５０の検出部３１，５１の導線６１及び接続部３３，５３、引出配線３５，５５の基材２０，４０と反対側の面及び側面を覆うようにして設けられる。このとき、検出電極３０，５０の検出部３１，５１の周囲を取り囲むようにして形成された金属補助電極２２，４２の少なくとも一部、及び、検出電極３０，５０の端子部３７，５７の少なくとも一部は、絶縁層２４，４４から露出している。とりわけ図示された例では、金属補助電極２２，４２の全体、及び、端子部３７，５７の全体が、絶縁層２４，４４から露出している。

絶縁層２４，４４の、基材２０，４０からの高さ（厚さ）は、例えば１μｍ以上１０μｍ以下とすることができる。また、絶縁層２４，４４の、検出電極３０，５０の検出部３１，５１の導線６１及び接続部３３，５３、引出配線３５，５５からの高さ（厚さ）は、例えば１μｍ以上１０μｍ以下とすることができる。絶縁層２４，４４の材料としては、絶縁性及び光透過性を有する材料であれば特に限定されないが、例えば、ガラス、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム等、誘電体として機能し得る材料を用いることができる。また、所望のパターンを有する絶縁層２４，４４は、フォトリソグラフィー技術を用いたパターニング、スクリーン印刷法、インクジェット法等を用いて形成することができる。

＜＜＜＜透明電極＞＞＞＞
透明電極２６，４６は、金属補助電極２２，４２を介して通電されることにより、液晶層１５を駆動する機能を有する。とりわけ、本実施の形態では、検出電極３０，５０による、調光パネル１０への外部導体の接触の検出に対応して、液晶層１５を駆動する機能を有する。ここで、液晶層１５を「駆動」するとは、液晶層１５に含まれる液晶分子の向きを変化させることを意味する。例えば、透明電極２６，４６を用いて液晶層１５に対して電界を印加することにより、当該液晶層１５に含まれる液晶分子の配向方向を変化させることができる。

図３に示された例では、透明電極２６，４６は、金属補助電極２２，４２及び絶縁層２４，４４上を覆うように設けられている。透明電極２６，４６の材料としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum-doped Zinc Oxide）、ＧＺＯ（Gallium-doped Zinc Oxide）、ＡＴＯ（Antimony Tin Oxide）、ＺＮＯ（Zinc Oxide）等を用いることができる。この透明電極２６，４６の厚さは、例えば５ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることができる。また、透明電極２６，４６は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、またはこれらの２以上を組み合わせた方法を用いて形成することができる。

＜＜＜＜配向膜＞＞＞＞
配向膜２８，４８は、液晶層１５に含まれる液晶分子を配向させる機能を有する。図３に示された例では、配向膜２８，４８は、透明電極２６，４６上を覆うように設けられている。配向膜２８，４８の材料は、液晶層１５に含まれる液晶分子を配向させ得るものであれば特に限られない。この配向膜２８，４８は、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、ポリエステル、ナイロン等を含む樹脂材料を用いて透明電極２６，４６上に樹脂層を形成し、紫外線、電子線の照射又は加熱等により当該樹脂層を硬化させ、その後ラビング処理を施すことにより形成することができる。これにより、配向膜２８，４８に、液晶層１５に含まれる液晶分子をラビング方向に配向させる機能を付与することができる。この配向膜２８，４８の厚さは、例えば３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とすることができる。

＜＜＜液晶層＞＞＞
液晶層１５は、液晶分子を含み、この液晶分子の向きが変化することにより当該液晶層１５を透過する光の偏光方向が変化する層である。とりわけ、透明電極２６，４６により電界が印加されることにより、液晶層１５に含まれる液晶分子の向きが変化し、これにより、当該液晶層１５を透過する光の偏光方向が変化する。このような液晶層１５の厚さは、例えば１μｍ以上１０μｍ以下とすることができる。

＜＜＜偏光板＞＞＞
偏光板１３，１４は、入射した光を直交する２つの偏光成分に分解し、一方の方向の偏光成分を透過させ、前記一方の方向に直交する他方の方向の偏光成分を吸収する機能を有した偏光子を有している。

窓５が、例えばその透明基板７が外側となるように配置された場合、すなわち、窓５の透明基板７の側から外光が入射する場合、入光側に配置された偏光板１３を透過した特定方向（透過軸と平行な方向）の偏光成分は、一例として、透明電極２６，４６により電界印加されている液晶層１５を通過する際にその偏光方向を９０°回転させ、電界印加されていない液晶層１５を通過する際にはその偏光方向を維持する。このため、液晶層１５への透明電極２６，４６による電界印加の有無によって、偏光板１３を透過した特定方向の偏光成分が、液晶層１５の出光側に配置された偏光板１４をさらに透過するか、あるいは、偏光板１４で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。

なお、調光パネル１０には、図示された例に限られず、特定の機能を発揮することを期待されたその他の機能層が設けられても良い。また、１つの機能層が２以上の機能を発揮するようにしてもよいし、例えば、調光パネル１０の偏光板１３，１４、積層体１１，１２の基材２０，４０、絶縁層２４，４４等の少なくとも１つに機能を付与するようにしてもよい。調光パネル１０に付与され得る機能としては、一例として、反射防止（ＡＲ）機能、耐擦傷性を有したハードコート（ＨＣ）機能、赤外線遮蔽（反射）機能、紫外線遮蔽（反射）機能、偏光機能、防汚機能等を例示することができる。また、窓５の透明基板７に機能層を設けるなどして、透明基板７に特定の機能を付与するようにしてもよい。

次に、以上に説明した接触検出機能付き調光パネル１０の製造方法の一例について説明する。

基材２０，４０上に、検出電極３０，５０及び金属補助電極２２，４２を形成する。具体的には、まず、基材２０，４０を準備する。基材２０，４０としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、トリアセチルセルロース（三酢酸セルロース）等のセルロース系樹脂、ポリカーボネート樹脂などからなる樹脂シート、ガラス、セラミックス等からなる無機材等、誘電体として機能し得る材料を用いることができる。

次に、基材２０，４０上に、後に検出電極３０，５０及び金属補助電極２２，４２となるべき金属層を形成する。この金属層は、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム、クロム、モリブデン、ニッケル、チタン、パラジウム、インジウム、又は、これらの金属の一以上を含む合金の層を、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、めっき法等の液相成長法、圧延等で作製された金属箔の貼着、またはこれらの２以上を組み合わせた方法を用いて形成することができる。

この金属層を公知のフォトリソグラフィー技術を用いて、所望の検出電極３０，５０及び金属補助電極２２，４２のパターンを有するようにパターニングすることにより、基材２０，４０上に、互いに同一の材料からなる検出電極３０，５０及び金属補助電極２２，４２が同時に形成される。基材２０，４０上に、検出電極３０，５０及び金属補助電極２２，４２が形成されたものを図５に示す。

次に、図６に示すように、検出電極３０，５０の検出部３１，５１の導線６１、接続部３３，５３、及び、引出配線３５，５５上に絶縁層２４，４４を形成する。このとき、検出電極３０，５０の検出部３１，５１の周囲を取り囲むようにして形成された金属補助電極２２，４２の少なくとも一部、及び、検出電極３０，５０の端子部３７，５７の少なくとも一部が、絶縁層２４，４４から露出するようにする。とりわけ金属補助電極２２，４２の全体、及び、端子部３７，５７の全体が、絶縁層２４，４４から露出するようにする。絶縁層２４，４４は、例えば、・・・（材料の例）・・・等を含む樹脂層を、フォトリソグラフィー技術を用いたパターニング、スクリーン印刷法、インクジェット法等を用いて形成することができる。

次に、金属補助電極２２，４２及び絶縁層２４，４４上に透明電極２６，４６を形成する。透明電極２６，４６が形成されたものを図７に示す。この透明電極２６，４６としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum-doped Zinc Oxide）、ＧＺＯ（Gallium-doped Zinc Oxide）、ＡＴＯ（Antimony Tin Oxide）、ＺＮＯ（Zinc Oxide）等を用いることができる。透明電極２６，４６は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、またはこれらの２以上を組み合わせた方法を用いて形成することができる。

次に、透明電極２６，４６上に配向膜２８，４８を形成する。この配向膜２８，４８としては、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、ポリエステル、ナイロン等を含む樹脂材料を用いることができる。配向膜２８，４８は、例えば、透明電極２６，４６上に樹脂層を形成し、紫外線、電子線の照射又は加熱等により当該樹脂層を硬化させ、その後ラビング処理を施すことにより形成することができる。これにより、図８に示す積層体１１，１２を作製することができる。

上記で得られた積層体１１，１２を用いて調光パネル１０を作製するには、例えば、スペーサ及びシール材を介して配向膜２８，４８が互いに対面するようにして配置された積層体１１，１２間に、液晶層１５をなす液晶材料を注入し、封止する。その後、第１基材２０の第２基材４０と反対側の面上に第１偏光板１３を設け、第２基材４０の第１基材２０と反対側の面上に第２偏光板１４を設ける。これにより、図９に示す調光パネル１０を得ることができる。

次に、以上のような構成からなる調光パネル１０の作用について説明する。

ここでは、液晶層１５に電界が印加されていない状態で、液晶層１５に電界が印加されている状態と比較して、調光パネル１０の光透過性が低くなる例について説明する。この場合、液晶層１５に電界が印加されていない状態では、調光パネル１０の可視光透過率は例えば１％以下となっている。外部導体（例えば乗員の指）が調光パネル１０に接触（接近）すると、調光パネル１０の検出電極３０，５０を介して検出制御部が外部導体の接触を検知する。外部導体の接触を検知すると、検出制御部は、透明電極２６，４６に電圧を印加する。これにより、液晶層１５に電界が印加され、液晶層１５に含まれる液晶分子の向きが変化することにより当該液晶層１５を透過する光の偏光方向が変化する。これにより、偏光板１３を透過した特定方向の偏光成分の、偏光板１４における透過率が変化し、調光パネル１０の光透過性が変化する。とりわけ、偏光板１３を透過した特定方向の偏光成分の、偏光板１４における透過率が高くなり、調光パネル１０の光透過性が高くなる。一例として、調光パネル１０の可視光透過率は３０％以上となる。したがって、調光パネル１０は、良好な採光性を発揮するようになる。

調光パネル１０の光透過性が高い状態で、外部導体が調光パネル１０に接触すると、調光パネル１０の検出電極３０，５０を介して検出制御部が外部導体の接触を検知する。外部導体の接触を検知すると、検出制御部は、透明電極２６，４６への電圧の印加を中止する。これにより、液晶層１５への電界の印加が解除され、液晶層１５に含まれる液晶分子の向きが変化することにより当該液晶層１５を透過する光の偏光方向が変化する。これにより、偏光板１３を透過した特定方向の偏光成分の、偏光板１４における透過率が変化し、調光パネル１０の光透過性が変化する。とりわけ、偏光板１３を透過した特定方向の偏光成分の、偏光板１４における透過率が低くなり、調光パネル１０の光透過性が低くなる。したがって、調光パネル１０は、良好な遮光性を発揮するようになる。

以上に説明した本実施の形態の接触検出機能付き調光パネル１０は、第１基材２０と、第１基材２０と対向して配置された第２基材４０と、第１基材２０及び第２基材４０の間に配置された液晶層１５と、を備え、第１基材２０及び第２基材４０の少なくとも一方の液晶層１５と対向する面側に、液晶層１５の駆動用の透明電極２６，４６、並びに、透明電極２６，４６の周囲に接続される金属補助電極２２，４２及び金属補助電極２２，４２と同一材料で形成された検出電極３０，５０、が設けられている。

このような接触検出機能付き調光パネル１０によれば、調光パネル１０に操作スイッチ機能を付与することができるので、他の操作スイッチを設けるための追加の空間を必要としない。また、調光パネル１０に触れることにより当該調光パネル１０での調光を行うことができるので、直感的な操作が可能となり、調光パネル１０の調光操作を容易化することができる。

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を適宜参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。

図１０は、窓５及び接触検出機能付き調光パネル１０の変形例を示す平面図であり、図１１は、図１０の窓５及び接触検出機能付き調光パネル１０のXI−XI線に対応する断面を示す図である。

図１０及び図１１に示された例では、調光パネル１０は複数の領域を有し、各領域がそれぞれ、第１基材２０及び第２基材４０の少なくとも一方の液晶層１５と対向する面側に、液晶層１５の駆動用の透明電極、並びに、透明電極の周囲に接続される金属補助電極及び金属補助電極と同一材料で形成された検出電極を有している。とりわけ図示された例では、調光パネル１０は第１方向（Ｘ）に沿って配列された２つの領域を有し、各領域がそれぞれ、第１基材２０及び第２基材４０の少なくとも一方の液晶層１５と対向する面側に、液晶層１５の駆動用の透明電極２６１，２６２，４６１，４６２、並びに、透明電極２６１，２６２，４６１，４６２の周囲に接続される金属補助電極２２１，２２２，４２１，４２２及び金属補助電極２２１，２２２，４２１，４２２と同一材料で形成された検出電極３０１，３０２，５０１，５０２、検出電極３０１，３０２，５０１，５０２と透明電極２６１，２６２，４６１，４６２とを絶縁するための絶縁層２４１，２４２，４４１，４４２、を有している。なお、調光パネル１０は、２つの領域に区画されたものに限られず、３以上の領域に区画されたものであってもよい。また、複数の領域の配列方向についても、複数の領域が第１方向（Ｘ）に沿って配列されたものに限られず、第２方向（Ｙ）に沿って配列されていてもよいし、第１方向（Ｘ）及び第２方向（Ｙ）に沿って二次元的に配列されていてもよい。

図１０に示された例では、金属補助電極２２１，２２２，４２１，４２２は、当該金属補助電極２２１，２２２，４２１，４２２内に多数の開口を有するメッシュ状のパターンで形成されている。図示された例では、金属補助電極２２１，２２２，４２１，４２２が多数の開口を有するメッシュ状のパターンで形成されているので、この多数の開口の存在により金属補助電極２２１，２２２，４２１，４２２に光透過性を付与することができる。これにより、金属補助電極２２１，２２２，４２１，４２２を有する調光パネル１０の採光性を向上させることができる。なお、図１０では、金属補助電極２２１，２２２，４２１，４２２が、多数の矩形状の開口が規則的に配列されたパターンで形成されたものを示したが、これに限られず、金属補助電極２２１，２２２，４２１，４２２は、三角形状や六角形状（ハニカム状）等の開口が規則的に配列されたパターンや、ボロノイパターンのような不規則的なパターンを有していてもよい。

各領域内に配置された検出電極は、それぞれ他の領域内に配置された検出電極から独立して機能し得る。また、各領域内に配置された金属補助電極は、それぞれ他の領域内に配置された金属補助電極から独立して機能し得る。したがって、各領域内に配置された透明電極も、それぞれ他の領域内に配置された透明電極から独立して機能し得る。図１０及び図１１に示された例では、検出電極３０１，５０１と検出電極３０２，５０２とは、独立して機能し得る。また、金属補助電極２２１，４２１と金属補助電極２２２，４２２とは、独立して機能し得る。したがって、透明電極２６１，４６１と透明電極２６２，４６２とは、独立して機能し得る。

次に、以上のような構成からなる調光パネル１０の変形例の作用について説明する。

外部導体（例えば乗員の指）が、調光パネル１０の光透過性が低くなっている領域に接触（接近）すると、調光パネル１０の当該領域に配置された検出電極を介して、検出制御部が当該領域への外部導体の接触を検知する。外部導体の接触を検知すると、検出制御部は、当該領域に対応する透明電極に電圧を印加する。これにより、液晶層１５の当該領域に対応する箇所に電界が印加され、液晶層１５に含まれる液晶分子の向きが変化することにより当該領域に対応する液晶層１５を透過する光の偏光方向が変化する。これにより、偏光板１３を透過した特定方向の偏光成分の、偏光板１４における透過率が変化し、当該領域に対応する調光パネル１０の光透過性が変化する。例えば、偏光板１３を透過した特定方向の偏光成分の、偏光板１４における透過率が高くなり、当該領域に対応する調光パネル１０の光透過性が高くなる。したがって、調光パネル１０の当該領域に対応する部分が、良好な採光性を発揮するようになる。

外部導体が、調光パネル１０の光透過性が高くなっている領域に接触すると、調光パネル１０の当該領域に配置された検出電極を介して、検出制御部が当該領域への外部導体の接触を検知する。外部導体の接触を検知すると、検出制御部は、当該領域に対応する透明電極への電圧の印加を中止する。これにより、液晶層１５の当該領域に対応する箇所への電界の印加が解除され、液晶層１５に含まれる液晶分子の向きが変化することにより当該領域に対応する液晶層１５を透過する光の偏光方向が変化する。これにより、偏光板１３を透過した特定方向の偏光成分の、偏光板１４における透過率が変化し、当該領域に対応する調光パネル１０の光透過性が変化する。例えば、偏光板１３を透過した特定方向の偏光成分の、偏光板１４における透過率が低くなり、当該領域に対応する調光パネル１０の光透過性が低くなる。したがって、調光パネル１０の当該領域に対応する部分が、良好な遮光性を発揮するようになる。

本変形例の調光パネル１０では、各領域の光透過性を、当該領域への外部導体の接触を検知することにより、それぞれ独立して変更することができる。すなわち、本変形例の調光パネル１０では、複数の領域について、それぞれ独立して調光を行うことができる。

次に、窓５及び接触検出機能付き調光パネル１０の他の変形例について、図１２〜図１４を参照して説明する。図１２は、窓５及び調光パネル１０の他の変形例を示す平面図である。なお、図１２では、検出電極や金属補助電極の図示を省略している。

図１２に示された例では、調光パネル１０は、複数の検知領域７０を有する。図示された例では、調光パネル１０の表面に、各検知領域７０に対応して枠線７０ａが印刷等により形成され、各枠線７０ａ内には各検知領域７０に対応する機能を示す表示７０ｂが印刷等により形成されている。この表示７０ｂは、例えば文字、記号、絵、マーク等で示される。各検知領域７０に対応する機能としては、例えば、調光パネル１０の光透過性を段階的に又は連続的に高くする、調光パネル１０の光透過性を段階的に又は連続的に低くする、調光パネル１０の光透過性を最も高くする、調光パネル１０の光透過性を最も低くする、等の調光機能が挙げられる。また、各検知領域７０に対応する機能は、調光機能に限られず、サンルーフの開閉、車内灯の点灯・消灯・調光等、調光パネル１０の調光動作以外の機能であってもよい。なお、図１２に示された例では、４つの検知領域７０を有する調光パネル１０を示したが、これに限られず、調光パネル１０は、検知領域７０を１つだけ有してもよいし、２つ、３つ又は５つ以上の検知領域７０を有してもよい。

図１３は、図１２の窓５及び調光パネル１０の一部を拡大して示す平面図であり、とりわけ図１２の窓５及び調光パネル１０の検知領域７０の付近を拡大して示している。図１４は、図１３の窓５及び調光パネル１０のXIV−XIV線に対応する断面を示す図である。

図１３に示された例では、各検知領域７０内には、一対の検出電極が配置されている。図示された例では、一対の検出電極をなす一方の検出電極７１及び他方の検出電極７１は、第１方向（Ｘ）に延びる接続部７２と、第１方向（Ｘ）に配列され、第１方向（Ｘ）と交差する方向、とりわけ第１方向（Ｘ）と直交する第２方向（Ｙ）に延びる複数の導線７３と、を有している。複数の導線７３は、その第２方向（Ｙ）に沿った一側又は他側の端部で接続部７２により接続されている。一対の検出電極をなす一方の検出電極７１の各導線７３と他方の検出電極７１の各導線７３は、第１方向（Ｘ）に沿って交互に（互い違いに）配列され、同じ第２方向（Ｙ）に沿って延びている。各接続部７２には引出配線７４が接続されている。引出配線７４は、各検出電極の接続部７２から端子部７５まで延びている。

図１４に示されているように、一対の検出電極をなす一方の検出電極７１及び他方の検出電極７１は、いずれも第２積層体１２の第２基材４０上に形成されている。したがって、図１４に示された例における調光パネル１０は、第１基材２０と、第１基材２０と対向して配置された第２基材４０と、第１基材２０及び第２基材４０の間に配置された液晶層１５と、を備え、第１基材２０の液晶層１５と対向する面側に、液晶層１５の駆動用の第１透明電極２６及び第１透明電極２６の周囲に接続される第１金属補助電極２２が設けられ、第２基材４０の液晶層１５と対向する面側に、液晶層１５の駆動用の第２透明電極４６、並びに、第２透明電極４６の周囲に接続される第２金属補助電極４２及び第２金属補助電極４２と同一材料で形成された検出電極７１、が設けられている。

次に、以上のような構成からなる調光パネル１０の他の変形例の作用について説明する。

外部導体（例えば乗員の指）が調光パネル１０の検知領域７０のいずれかに接触（接近）すると、当該検知領域７０に対応する一対の検出電極を介して検出制御部が外部導体の接触を検知する。外部導体の接触を検知すると、検出制御部は、当該検知領域７０に対応する機能に応じた制御を行う。例えば、外部導体が接触した検知領域７０に対応する機能が、調光パネル１０の光透過性を段階的に高くする、であった場合、当該検知領域７０への外部導体の接触に応じて、調光パネル１０の光透過性が段階的に高くなるように、透明電極２６，４６に印加する電圧を調整する。

以上のような、調光パネル１０の他の変形例によれば、外部導体を調光パネル１０の検知領域７０のいずれかに接触されることで、調光パネル１０に所望の機能、とりわけ複数の検知領域７０のそれぞれに対応した複数の機能、を発揮させることができるので、調光パネル１０の調光操作の利便性が向上する。また、調光パネル１０における検知領域７０以外の領域に外部導体が接触しても調光パネル１０の調光動作が行われないようにすることができるので、誤って調光パネル１０に触れることによって調光パネル１０の望まない調光動作が行われることを防止することができる。

さらに他の変形例として、上述の実施の形態では、窓５において、調光パネル１０の片面側にのみ透明基板７が配置されていたが、調光パネル１０の両面に透明基板７が配置されていてもよい。例えば図３を参照して説明した例において、調光パネル１０の上面側（第１偏光板１３の第１基材２０と反対側）の面上だけでなく、下面側（第２偏光板１４の第２基材４０と反対側）の面上にも透明基板７が設けられていてもよい。

さらに他の変形例として、図２を参照して説明した例及び図１０を参照して説明した例では、検出電極３０，５０を用いて外部導体の接触の有無を検出するようにしたが、検出電極３０，５０を用いて外部導体の接触位置を検出するようにしてもよい。この場合、検出電極３０，５０を用いて検出された外部導体の接触位置に応じて調光パネル１０が異なる動作を行うようにしてもよい。また、検出電極３０，５０を用いて外部導体の接触位置を連続的又は断続的に検出し、外部導体の移動軌跡に応じて調光パネル１０が異なる動作を行うようにしてもよい。

さらに他の変形例として、図２を参照して説明した例及び図１０を参照して説明した例では、外部導体の接触に応じて、調光パネル１０の光透過性が高い状態と低い状態の２つの状態の切り換えを行うものを示したが、これに限られず、外部導体の接触に応じて、調光パネル１０の光透過性が段階的に又は連続的に高くなったり、外部導体の接触に応じて、調光パネル１０の光透過性が段階的に又は連続的に低くなったりするようにしてもよい。

さらに他の変形例として、インストルメントパネル等の任意の箇所に、調光パネル１０の調光操作を行うためのさらなる操作スイッチを設けるようにしてもよい。この場合、調光パネル１０に手が届かない場所から調光パネル１０の調光操作を行うことができる。

接触検出機能付き調光パネル１０は、自動車１のリアウィンドウやサイドウィンドウに用いてもよい。また、自動車以外の、鉄道車両、航空機、船舶、宇宙船等の乗り物の窓に用いてもよい。さらに、接触検出機能付き調光パネル１０は、乗り物以外にも、特に室内と室外とを区画する箇所、例えばビルや店舗、住宅の窓あるいは扉の透明部分等に使用することもできる。

なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

１ 自動車
５ 窓
７ 透明基板
１０ 接触検出機能付き調光パネル
１１ 第１積層体
１２ 第２積層体
１３ 第１偏光板
１４ 第２偏光板
１５ 液晶層
２０ 第１基材
２２ 第１金属補助電極
２４ 第１絶縁層
２６ 第１透明電極
２８ 第１配向膜
３０ 第１検出電極
３１ 第１検出部
３３ 第１接続部
３５ 第１引出配線
３７ 第１端子部
４０ 第２基材
４２ 第２金属補助電極
４４ 第２絶縁層
４６ 第２透明電極
４８ 第２配向膜
４０ 第２検出電極
５１ 第２検出部
５３ 第２接続部
５５ 第２引出配線
５７ 第２端子部
６０ 導線群
６１ 導線
７０ 検知領域
７１ 検出電極
７２ 接続部
７３ 導線
７４ 引出配線
７５ 端子部

Claims (3)

1. 第１基材と、
   前記第１基材と対向して配置された第２基材と、
   前記第１基材及び前記第２基材の間に配置された液晶層と、を備え、
   前記第１基材及び前記第２基材の少なくとも一方の前記液晶層と対向する面側に、前記液晶層の駆動用の透明電極、並びに、前記透明電極の周囲に接続される金属補助電極及び前記金属補助電極と同一材料で形成された検出電極、が設けられている、接触検出機能付き調光パネル。
2. 請求項１に記載の接触検出機能付き調光パネルを備えた窓。
3. 請求項１に記載の接触検出機能付き調光パネルを備えた乗り物。

Images