JP2019113572A - Light distribution control element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配光制御素子に関する。 The present invention relates to a light distribution control element.
入射する光の配光を制御できる配光制御素子が提案されている。配光制御素子は、例えば、建物又は車の窓に用いられる。 A light distribution control element capable of controlling the light distribution of incident light has been proposed. The light distribution control element is used, for example, in a window of a building or a car.
この種の配光制御素子として、一対の透明基板と、一対の透明基板の内側に配置された一対の透明電極と、一対の透明電極の間に配置された液晶層とを備える液晶光学素子が知られている(例えば特許文献1)。このような配光制御素子では、一対の透明電極に印加される電圧に応じて液晶層の液晶分子の配向状態を変化させることで、配光制御素子に入射する光の配光を変化させている。 A liquid crystal optical element including a pair of transparent substrates, a pair of transparent electrodes disposed inside the pair of transparent substrates, and a liquid crystal layer disposed between the pair of transparent electrodes as a light distribution control element of this type is disclosed. It is known (for example, patent document 1). In such a light distribution control element, the light distribution of light incident on the light distribution control element is changed by changing the alignment state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer according to the voltage applied to the pair of transparent electrodes. There is.
液晶層を備える配光制御素子では、液晶層の液晶を封止するために一対の透明基板の端部周辺に沿って枠状の封止部材が形成されている。 In the light distribution control element including the liquid crystal layer, a frame-like sealing member is formed along the periphery of the end portions of the pair of transparent substrates in order to seal the liquid crystal of the liquid crystal layer.
このような構成の配光制御素子では、封止部材で液晶層を封止して大型サイズのパネル(マザーパネル)を作製した後、このマザーパネルを分割して必要なサイズの配光制御素子を切り出すことが難しい。つまり、1つの大型サイズのマザーパネルから複数のサイズの配光制御素子を多面取りすることは難しい。 In the light distribution control element having such a configuration, after the liquid crystal layer is sealed by the sealing member to produce a large size panel (mother panel), the light distribution control element of the necessary size is divided into the mother panel. It is difficult to cut out That is, it is difficult to multi-chamfer light distribution control elements of a plurality of sizes from one large size mother panel.
そこで、液晶層を封止した後のマザーパネルから必要なサイズの配光制御素子を切り出すことを可能とするために、マザーパネルに形成する封止部材を格子状にすることが考えられる。これにより、格子状の封止部材に沿ってマザーパネルをカットすることで、液晶層を封止したままで所望のサイズの配光制御素子を切り出すことができる。 Therefore, in order to make it possible to cut out a light distribution control element of a necessary size from the mother panel after sealing the liquid crystal layer, it is conceivable to make the sealing members formed on the mother panel into a lattice shape. Thus, by cutting the mother panel along the grid-like sealing member, it is possible to cut out a light distribution control element of a desired size while sealing the liquid crystal layer.
しかしながら、封止部材を格子状にすると、切り出すサイズによっては封止部材が格子状のまま残ってしまう場合がある。この場合、格子状の封止部材がユーザに視認されてしまい、見栄えが悪くなる等の不具合がある。特に、液晶層の液晶分子が透明基板に対して垂直配向となった場合に封止部材が目立ってしまう。 However, when the sealing member is formed in a lattice, the sealing member may remain in a lattice depending on the size of the cut out. In this case, the grid-like sealing member is visually recognized by the user, and there is a problem that the appearance becomes worse. In particular, when the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are vertically aligned with the transparent substrate, the sealing member becomes noticeable.
さらに、窓の形状及びサイズは一様ではなく様々であるため、窓に用いられる配光制御素子については、予め作り置きしておくことが難しい。このため、窓用の配光制御素子は、大型サイズのパネルから切り出すことができず、受注生産になってしまって納期が長くなる。 Furthermore, since the shape and size of the window are not uniform and vary, it is difficult to make and store in advance the light distribution control element used for the window. For this reason, the light distribution control element for windows can not be cut out from the panel of a large size, and it becomes a custom-made production and the delivery date becomes long.
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、複数のサイズに切り出すことができ、かつ、格子状の封止部材が目立たない配光制御素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and it is an object of the present invention to provide a light distribution control element which can be cut into a plurality of sizes and in which the grid-like sealing member is inconspicuous. Do.
上記目的を達成するために、本発明に係る配光制御素子の一態様は、透光性を有する第1基板と、前記第1基板に対向して配置された、透光性を有する第2基板と、前記第1基板の前記第2基板側に配置された第1透明導電膜と、前記第2基板の前記第1基板側に配置された第2透明導電膜と、前記第1透明導電膜と前記第2透明導電膜との間に配置された、棒状の液晶分子を含む液晶からなる液晶層と、前記第1基板と前記第2基板との間に配置され、前記液晶層を封止する封止部材とを備え、前記第1基板を平面視した場合に、前記封止部材は、格子状に形成されており、前記封止部材の屈折率と前記液晶分子の短軸方向における屈折率とは略等しい。 In order to achieve the above object, one aspect of the light distribution control device according to the present invention is a light transmitting first substrate and a second light transmitting device disposed opposite to the first substrate. A substrate, a first transparent conductive film disposed on the second substrate side of the first substrate, a second transparent conductive film disposed on the first substrate side of the second substrate, and the first transparent conductive film A liquid crystal layer composed of liquid crystals containing rod-like liquid crystal molecules, disposed between the film and the second transparent conductive film, and disposed between the first substrate and the second substrate, and sealing the liquid crystal layer And the sealing member is formed in a lattice shape in plan view of the first substrate, and the refractive index of the sealing member and the minor axis direction of the liquid crystal molecules are provided. The refractive index is approximately equal.
本発明によれば、格子状の封止部材が形成されているので、複数のサイズに切り出すことができる。また、格子状の封止部材が存在したとしても、封止部材を目立たなくすることができる。 According to the present invention, since the grid-like sealing member is formed, it can be cut into a plurality of sizes. Moreover, even if the grid-like sealing member is present, the sealing member can be made inconspicuous.
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. Each of the embodiments described below shows a preferable specific example of the present invention. Therefore, numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of the components, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. Therefore, among the components in the following embodiments, components that are not described in the independent claims indicating the highest concept of the present invention are described as optional components.
各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。 Each figure is a schematic view, and is not necessarily strictly illustrated. Therefore, the scale and the like do not necessarily match in each figure. In the drawings, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted or simplified.
また、本明細書及び図面において、X軸、Y軸及びZ軸は、三次元直交座標系の三軸を表している。X軸及びY軸は、互いに直交し、かつ、いずれもZ軸に直交する軸である。なお、本明細書において、「厚み方向」とは、配光制御素子の厚み方向を意味し、第1基板10及び第2基板20の主面に垂直な方向のことであり、「平面視」とは、第1基板10又は第2基板20の主面に対して垂直な方向から見たときのことをいう。
Further, in the present specification and drawings, the X axis, the Y axis, and the Z axis represent three axes of a three-dimensional orthogonal coordinate system. The X axis and the Y axis are axes orthogonal to each other and both orthogonal to the Z axis. In the present specification, the “thickness direction” means the thickness direction of the light distribution control element, and is a direction perpendicular to the main surfaces of the
(実施の形態1)
まず、実施の形態1に係る配光制御素子1の構成について、図1A、図1B及び図2を用いて説明する。図1Aは、実施の形態1に係る配光制御素子1の平面図である。図1Bは、図1AのIB−IB線における同配光制御素子1の断面図である。図2は、同配光制御素子1の拡大断面図であり、図1Bの破線で囲まれる領域IIの拡大図である。なお、図1Aでは、封止部材60の形状を分かりやすくするために、封止部材60には便宜的にハッチングを施している。
First, the configuration of the light
配光制御素子1は、配光制御素子1に入射する光の配光を制御する光制御デバイスであり、図1Bに示すように、第1基板10と、第2基板20と、第1透明導電膜30と、第2透明導電膜40と、液晶層50と、封止部材60とを備える。
The light
以下、配光制御素子1の各構成部材について、図1A及び図1Bを参照して詳細に説明する。
Hereinafter, each component of the light
[第1基板、第2基板]
第1基板10及び第2基板20は、透光性を有する透光性基板である。本実施の形態において、第1基板10及び第2基板20は、可視光に対して透明な透明基板である。
[First substrate, second substrate]
The
第1基板10及び第2基板20としては、例えばガラス基板又は樹脂基板を用いることができる。ガラス基板の材料としては、ソーダガラス、無アルカリガラス又は高屈折率ガラス等が挙げられる。樹脂基板の材料としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、アクリル(PMMA)又はエポキシ等の樹脂材料が挙げられる。ガラス基板は、光透過率が高く、かつ、水分の透過性が低いという利点がある。一方、樹脂基板は、破壊時の飛散が少ないという利点がある。第1基板10と第2基板20とは、同じ材料で構成されていてもよいし、異なる材料で構成されていてもよいが、同じ材料で構成されている方がよい。また、第1基板10及び第2基板20は、リジッド基板に限るものではなく、可撓性を有するフレキシブル基板であってもよい。
For example, a glass substrate or a resin substrate can be used as the
第2基板20は、第1基板10に対向して配置された対向基板である。つまり、第2基板20は、第1基板10に対向する位置に配置される。
The
第1基板10及び第2基板20の平面視形状は、例えば、正方形や長方形の矩形状であるが、これに限るものではなく、円形又は四角形以外の多角形であってもよく、任意の形状が採用され得る。本実施の形態において、第1基板10及び第2基板20の平面視形状は、長方形である。また、図1A及び図1Bに示すように、本実施の形態において、第2基板20の平面視形状は、第1基板10の平面視形状と一致している。つまり、第1基板10と第2基板20とは、大きさ及び形状が一致している。
The plan view shape of the
[第1透明導電膜、第2透明導電膜]
図1Bに示すように、第1透明導電膜30は、第1基板10と液晶層50との間に配置されている。つまり、第1透明導電膜30は、第1基板10の第2基板20側(液晶層50側)に配置されている。具体的には、第1透明導電膜30は、第1基板10の第2基板20側の面のほぼ全面に形成されている。
[First transparent conductive film, second transparent conductive film]
As shown in FIG. 1B, the first transparent
一方、第2透明導電膜40は、液晶層50と第2基板20との間に配置されている。つまり、第2透明導電膜40は、第2基板20の第1基板10側(液晶層50側)に配置されている。具体的には、第2透明導電膜40は、第2基板20の第1基板10側の面のほぼ全面に形成されている。
On the other hand, the second transparent
また、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40は、電気的に対となった一対の透明電極であり、液晶層50に電界を与えることができるように構成されている。なお、第1透明導電膜30と第2透明導電膜40とは、電気的だけではなく配置的にも対になっており、互いに対向するように配置されている。具体的には、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40は、一対の第1基板10及び第2基板20の内側に配置されているとともに、液晶層50を挟むように配置されている。
The first transparent
第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40は、可視光に対して透明な材料によって構成されている。第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40の材料としては、ITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)等の透明金属酸化物、又は、銀ナノワイヤや導電性粒子等の導電体を含有する透明樹脂からなる導電体含有樹脂を用いることができる。なお、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40は、光を透過すればよく、銀薄膜等の金属薄膜等であってもよい。
The first transparent
なお、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40は、外部電源との電気接続が可能となるように構成されているとよい。例えば、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40の各々を封止部材60の外側に露出するように引き出して、この引き出された部分を端子電極として用いてもよい。この場合、端子電極には、はんだ等によってリード線が接続されて、端子電極と外部電源とが電気的に接続される。これにより、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40には端子電極を介して外部電源からの電力が供給されて所定の電圧が印加される。
The first transparent
[液晶層]
図1Bに示すように、液晶層50は、第1基板10と第2基板20との間に配置される。具体的には、液晶層50は、第1透明導電膜30と第2透明導電膜40との間に配置されている。
[Liquid crystal layer]
As shown in FIG. 1B, the
図2に示すように、液晶層50は、複屈折性を有する液晶分子51を含む液晶からなる。このような液晶としては、例えば、液晶分子51が棒状の液晶分子(棒状分子)からなるネマティック液晶又はコレステリック液晶等を用いることができる。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、本実施の形態では、液晶分子51の短軸方向における屈折率が常光屈折率(no)であり、液晶分子51の長軸方向における屈折率が異常光屈折率(ne)である。一例として、液晶層50を構成する液晶は、ポジ型であり、液晶分子51の短軸方向における屈折率(常光屈折率)が1.5で、液晶分子51の長軸方向における屈折率(異常光屈折率)が1.7である。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the refractive index in the minor axis direction of the
液晶層50は、電界が与えられることによって可視光領域での屈折率が調整可能な屈折率調整層として機能する。具体的には、液晶層50は、電界応答性を有する液晶分子51を有する液晶によって構成されているので、液晶層50に電界が与えられることで液晶分子51の配向状態が変化し、これにより、液晶層50の屈折率が変化する。
The
具体的には、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40に電圧が印加されることによって液晶層50に電界が与えられる。したがって、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40に印加する電圧を制御することによって液晶層50に与えられる電界が変化して液晶分子51の配向状態が変化する。
Specifically, an electric field is applied to the
なお、液晶層50は、交流電力によって電界が与えられてもよいし、直流電力によって電界が与えられてもよい。交流電力の場合には、電圧波形は、正弦波でもよいし矩形波でもよい。
In the
[封止部材]
封止部材60は、液晶層50を封止する機能を有し、第1基板10と第2基板20との間に配置される。図1Aに示すように、封止部材60は、第1基板10を平面視した場合に、格子状に形成されている。つまり、封止部材60は、列方向(X軸方向)及び行方向(Z軸方向)に複数の線が交差するような形状で形成されている。
[Sealing member]
The sealing
具体的には、封止部材60は、各々が列方向に直線状に形成された複数の第1封止部61と、各々が行方向に直線状に形成された第2封止部62とを有する。複数の第1封止部61と複数の第2封止部62とは直交している。
Specifically, the sealing
複数の第1封止部61の各々は、列方向(X軸方向)に沿って第1基板10(第2基板20)の一方の端部から他方の端部にわたって形成されている。また、複数の第2封止部62の各々は、行方向(Z軸方向)に沿って第1基板10(第2基板20)の一方から他方にわたって形成されている。
Each of the plurality of
複数の第1封止部61及び複数の第2封止部62のうち、最外周に形成された第1封止部61及び第2封止部62は、第1基板10及び第2基板20の端部外周に沿って枠状(額縁状)に形成されている。これにより、液晶層50が外部に漏れ出すことなく第1基板10と第2基板20との間に封止される。
Among the plurality of
封止部材60(第1封止部61、第2封止部62)は、例えば、シリコーン樹脂等の樹脂材料によって構成されたシール樹脂である。封止部材60は、接着機能を有しており、例えば、第1透明導電膜30と第2透明導電膜40とを接着している。これにより、第1基板10と第2基板20とが封止部材60によって貼り合わされる。なお、封止部材60の材質は、樹脂材料に限るものではない。
The sealing member 60 (the
本実施の形態において、封止部材60の屈折率は、液晶層50の液晶分子51の短軸方向における屈折率と略等しくなっている。具体的には、上記のように、液晶分子51の短軸方向における屈折率が1.5であるので、封止部材60は、屈折率が約1.5の材料によって構成されている。なお、屈折率が略等しいとは、封止部材60及び液晶分子51の一方が他方に対する屈折率差が±2%以内である。例えば、液晶分子51の短軸方向における屈折率が1.5である場合、封止部材60の屈折率は、1.47以上1.53以下である。また、封止部材60の誘電率は、液晶層50の誘電率より低い方がよい。
In the present embodiment, the refractive index of the sealing
本実施の形態において、封止部材60は、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40に積層されている。つまり、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40は、封止部材60の厚み方向において封止部材60と接する中間層の一例である。したがって、封止部材60の屈折率と中間層(第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40)の屈折率とは略等しい方がよい。この場合も、屈折率が略等しいとは、封止部材60及び中間層の一方が他方に対する屈折率差が±2%以内であるとよい。
In the present embodiment, the sealing
図2に示すように、封止部材60にはビーズ70が含まれている。ビーズ70は、無機材料からなる球状の粒子であり、例えば、シリカビース又はガラスビーズ等の無機材料からなるビーズである。なお、ビーズ70の材質は、無機材料に限らず、樹脂材料等の有機材料であってもよい。なお、ビーズ70は、粘着性を有していてもよい。
As shown in FIG. 2, the sealing
ビーズ70は、所定の硬度を有しており、スペーサとして機能する。したがって、格子状の封止部材60内にビーズ70を分散させて第1基板10及び第2基板20の全領域にビーズ70を配置することで、第1基板10と第2基板20とのギャップを均一且つ一定にすることができる。つまり、第1基板10と第2基板20とのギャップをビーズ70の粒径で規定することができる。この結果、液晶層50の厚みについても均一且つ一定にすることができる。一例として、封止部材60の幅は、1mm〜5mmであり、液晶層50の厚み(封止部材60の厚み)は、10μmである。
The
[配光制御素子の光学作用]
次に、実施の形態1に係る配光制御素子1の光学作用について、図4〜図7を用いて説明する。
[Optical action of light distribution control element]
Next, the optical action of the light
図4及び図5は、実施の形態1に係る配光制御素子1の液晶分子51の配光状態を示す図である。図4は、液晶分子51が水平配向しているときの状態を示しており、図5は、液晶分子51が垂直配向しているときの状態を示している。なお、図4の(a)及び図5の(a)は、配光制御素子1の角部付近のXZ平面における部分断面図であり、図4の(b)及び図5の(b)は、配光制御素子1のYZ平面における部分断面図である。
FIGS. 4 and 5 are views showing the light distribution state of the
第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40に電圧が印加されていない場合(電圧無印加時の場合)、図4の(a)及び(b)に示すように、液晶層50の液晶分子51は、水平配向となっている。具体的には、電圧無印加時では、液晶分子51の長手方向がX軸方向と平行となるように液晶分子51が配向制御されている。なお、液晶分子51の配向は、例えば、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40の表面に、ラビング処理された配向膜を形成することで制御することができる。
When no voltage is applied to the first transparent
一方、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40に電圧が印加されている場合(電圧印加時の場合)、図5の(a)及び(b)に示すように、液晶層50の液晶分子51は、配光状態が変化して、垂直配向となる。具体的には、電圧印加時では、液晶分子51の長手方向がY軸方向と平行となるように液晶分子51の配光状態が変化する。
On the other hand, when a voltage is applied to the first transparent
図6及び図7は、配光制御素子1の光学作用を説明するための図である。図6は、電圧無印加時における光学作用(第1光学作用)を示しており、図7は、電圧印加時における光学作用(第2光学作用)を示している。
6 and 7 are diagrams for explaining the optical action of the light
なお、図6及び図7では、配光制御素子1を建物の窓として用いた場合を例示しており、配光制御素子1は、Z軸方向が鉛直方向となるように配置されている。配光制御素子1に入射する光は、例えば太陽光であるが、これに限るものではない。
6 and 7 illustrate the case where the light
配光制御素子1は、光を透過させることができる。本実施の形態では、第1基板10を光入射側の基板としているので、配光制御素子1は、第1基板10から入射した光を透過して第2基板20から出射させることができる。
The light
配光制御素子1に入射した光は、液晶層50を透過する際に液晶層50から光学作用を受ける。本実施の形態では、配光制御素子1に入射した光は、液晶層50の液晶分子51の配光状態によって異なる光学作用を受けることになる。
The light incident on the light
具体的には、図6に示すように、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40に電圧が印加されていない場合(電圧無印加時)、液晶層50の液晶分子51は、水平配向となっている。この場合、配光制御素子1に入射した光のうちP偏光については進行方向が変化しないが、配光制御素子1に入射した光のうちS偏光については進行方向が変化する。
Specifically, as shown in FIG. 6, when no voltage is applied to the first transparent
一方、図7に示すように、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40に電圧が印加されている場合(電圧印加時)、液晶層50の液晶分子51は、垂直配向となる。この場合、配光制御素子1に入射した光は、S偏光もP偏光も進行方向が変化せずに直進する。
On the other hand, as shown in FIG. 7, when voltage is applied to the first transparent
このように、配光制御素子1は、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40に印加する電圧を変化させることで光学作用を変化させることができるアクティブ型の光制御デバイスである。具体的には、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40に印加する電圧を制御することによって、配光制御素子1を第1光学モード(図6)と第2光学モード(図7)とに切り替えることができる。
As described above, the light
[配光制御素子の製造方法]
次に、実施の形態1に係る配光制御素子1の製造方法について、図1A、図1B及び図2を参照しながら、図8を用いて説明する。図8は、実施の形態1に係る配光制御素子1をカットするときの様子を説明するための図である。
[Method of manufacturing light distribution control element]
Next, a method of manufacturing the light
まず、第1基板10に第1透明導電膜30を形成する。例えば、第1基板10として透明基板を用意し、この透明基板の上に第1透明導電膜30として膜厚が100nmのITO膜を形成する。
First, the first transparent
次に、第2基板20に第2透明導電膜40を形成する。例えば、第2基板20として透明基板を用意し、この透明基板の上に第2透明導電膜40として膜厚が100nmのITO膜を形成する。なお、第2透明導電膜40が形成された第2基板20は、第1透明導電膜30が形成された第1基板10と区別することなく全く同じものであってもよい。
Next, the second transparent
次に、第1透明導電膜30が形成された第1基板10と第2透明導電膜40が形成された第2基板20との間に、格子状の封止部材60によって封止された液晶層50を有するマザーパネルとして配光制御素子1を作製する。
Next, a liquid crystal sealed by a sealing
例えば、第1透明導電膜30が形成された第1基板10に、ビーズ70を含む封止部材60を格子状に形成し、棒状の液晶分子51を含む液晶を滴下して、第2透明導電膜40が形成された第2基板20を貼り合わせる。この場合、封止部材60と液晶層50の液晶分子51の材料としては、封止部材60の屈折率が液晶分子51の短軸方向における屈折率とが略等しいものを用いる。
For example, the sealing
なお、液晶を封入する方法は、液晶を滴下する方法に限るものではなく、液晶を注入する方法であってもよい。この場合、例えば、第1透明導電膜30が形成された第1基板10と第2透明導電膜40が形成された第2基板20とのどちらか一方に格子状の封止部材60を形成して第1基板10と第2基板20とを貼り合わせた後に、第1基板10と第2基板20との間に液晶を注入すればよい。
The method of sealing the liquid crystal is not limited to the method of dropping the liquid crystal, but may be a method of injecting the liquid crystal. In this case, for example, the grid-
このように製造されたマザーパネルである配光制御素子1は、このまま製品として用いることもできるが、必要なサイズに分割してもよい。
Although the light
具体的には、マザーパネルを作製した後に、封止部材60に沿ってマザーパネルを分割する。例えば、図8に示すように、第1封止部61に沿って、レーザ光を照射することで、マザーパネルである配光制御素子1をカット(切断)して複数の配光制御素子1Aに分割する。
Specifically, after the mother panel is manufactured, the mother panel is divided along the sealing
例えば、図8及び図9Aに示すように、マザーパネルである配光制御素子1を、2つの配光制御素子1Aに分割してもよいし、図9Bに示すように、4つの配光制御素子1Bに分割してもよい。
For example, as shown in FIG. 8 and FIG. 9A, the light
また、マザーパネルをカットする場合、第1封止部61だけではなく、さらに第2封止部62に沿ってマザーガラスをカットしてもよい。例えば、図9Cに示すように、マザーパネルである配光制御素子1を8つの配光制御素子1Cに分割してもよい。なお、第2封止部62のみに沿ってマザーパネルをカットしてもよい。
When the mother panel is cut, the mother glass may be cut not only along the
このように、マザーパネルである配光制御素子1を封止部材60に沿ってカットすることで、必要なサイズの配光制御素子を切り出すことができる。つまり、1つのマザーパネルから複数のサイズの配光制御素子を多面取りすることができる。
As described above, by cutting the light
なお、マザーパネルである配光制御素子1のカットする方法は、レーザ光によるものに限らない。例えば、マザーパネルにスクライブ加工してダイシングすることで分割してもよい。この場合、マザーパネルに封止部材60に沿って直線状の溝(割断線)を形成し、マザーパネルに所定の応力を付加することで溝(割断線)に沿ってマザーパネルを割断する。これにより、マザーパネルを複数に分割することができる。
In addition, the method to cut the light
一例として、第1基板10及び第2基板20が透明樹脂基板である場合は、レーザ光によってカットし、第1基板10及び第2基板20がガラス基板である場合は、ダイシングによってカットする。
As an example, when the
[効果]
以上、本実施の形態における配光制御素子1では、第1透明導電膜30が形成された第1基板10と第2透明導電膜40が形成された第2基板20との間に配置された封止部材60が格子状に形成されている。
[effect]
As described above, in the light
これにより、配光制御素子1を複数のサイズに切り出すことができるので、様々なサイズのニーズに容易に応えることができる。
Thereby, since the light
さらに、本実施の形態における配光制御素子1では、封止部材60の屈折率と液晶層50の液晶分子51の短軸方向における屈折率とが略等しくなっている。
Furthermore, in the light
これにより、例えば、図6のように、液晶分子51が水平配向となっている場合(電圧無印加時)には、P偏光と封止部材60との屈折率が異なるものの、S偏光と封止部材60との屈折率が同じになるので、配光制御素子1を正面(厚み方向)から見たときに完全に透明にはならないが、封止部材60を目視しにくくできる。
Thereby, for example, as shown in FIG. 6, when the
一方、図7に示すように、液晶分子51が垂直配向となっている場合(電圧印加時)には、P偏光もS偏光も封止部材60との屈折率が同じになるので、配光制御素子1を正面から見たときに、封止部材60が視認されず完全に透明にすることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 7, when the
このように、封止部材60の屈折率と液晶層50の液晶分子51の短軸方向における屈折率とを略等しくすることで、最終製品として封止部材60が格子状のまま残っていたとしても、封止部材60を目立たなくすることができる。したがって、見栄えのよい配光制御素子1を実現できる。
As described above, by making the refractive index of the sealing
特に、仮に封止部材60の屈折率と液晶分子51の短軸方向における屈折率との屈折率差が大きいと、液晶分子51が垂直配向となっている場合に封止部材60が目立ってしまうが、本実施の形態のように封止部材60と液晶分子51との屈折率を略等しくすることで、液晶分子51が垂直配向した場合であっても封止部材60を目立ちにくくできる。
In particular, if the refractive index difference between the refractive index of the sealing
以上のように、本実施の形態における配光制御素子1によれば、複数のサイズに切り出すことができ、かつ、格子状の封止部材60が目立ちにくい配光制御素子1を実現することができる。
As described above, according to the light
また、本実施の形態では、封止部材60の厚み方向で封止部材60と接する中間層として、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40が形成されている。この場合、封止部材60の屈折率と中間層(第1透明導電膜30、第2透明導電膜40)の屈折率とが略等しくなっているとよい。
Further, in the present embodiment, the first transparent
これにより、封止部材60と中間層との界面における反射を抑制することができるので、配光制御素子1を正面から見たときの透明性を一層向上させることができる。
Thereby, since reflection at the interface between the sealing
また、本実施の形態において、封止部材60の誘電率は、液晶層50の誘電率より低い方がよい。
Further, in the present embodiment, the dielectric constant of the sealing
これにより、液晶層50の液晶分子51を低電圧で駆動することができる。
Thereby, the
また、本実施の形態において、封止部材60には、ビーズ70が含まれている。
Further, in the present embodiment, the sealing
これにより、液晶層50の厚みを容易に均一且つ一定にすることができる。
Thereby, the thickness of the
この場合、ビーズ70は、粘着性を有するとよい。
In this case, the
これにより、第1基板10と第2基板20とがビーズ70によっても接着されるので、配光制御素子1に曲げ等の応力が付与された場合であっても膜厚の変化を抑制することができる。
As a result, the
また、本実施の形態における配光制御素子1の製造方法によれば、第1基板10に第1透明導電膜30を形成する工程と、第2基板20に第2透明導電膜40を形成する工程と、第1透明導電膜30が形成された第1基板10と第2透明導電膜40が形成された第2基板20との間に、格子状の封止部材60によって封止された液晶層50を有するマザーパネルを作製する工程と、封止部材60に沿ってマザーパネルを分割する工程とを含む。また、液晶層50は、棒状の液晶分子51を含む液晶からなり、封止部材60の屈折率と液晶分子51の短軸方向における屈折率とは略等しい。
Moreover, according to the method of manufacturing the light
これにより、マザーパネルとして作製された配光制御素子1を、あるサイズ毎に複数に切り出すことを可能としつつ、切り出した後の配光制御素子又は切り出さすにマザーパネルのままの配光制御素子に格子状の封止部材60が残っていたとしても、封止部材60が目立ちにくい。したがって、見栄えのよい配光制御素子を製造することができる。
Thereby, it is possible to cut out the light
(実施の形態2)
次に、実施の形態2に係る配光制御素子2について、図10A及び図10Bを用いて説明する。図10Aは、実施の形態2に係る配光制御素子2の平面図である。図10Bは、図10AのXB−XB線における同配光制御素子2の断面図である。
Second Embodiment
Next, the light
図10A及び図10Bに示すように、本実施の形態における配光制御素子2では、封止部材60が、2本に分割された第1封止部61Aを有する点で、実施の形態1における配光制御素子1と異なる。
As shown in FIGS. 10A and 10B, in the light
具体的には、本実施の形態における配光制御素子2において、封止部材60は、2本に分割されていない第1封止部61と、2本に分割された第1封止部61Aとを有する。
Specifically, in the light
具体的には、第1封止部61Aは、2本に分割された第1分割封止部61aと第2分割封止部61bとによって構成されている。第1分割封止部61a及び第2分割封止部61bは、列方向に沿って平行に形成されている。また、第1分割封止部61aと第2分割封止部61bとの間には、他の領域と同様に、液晶分子51を含む液晶が充填されている。
Specifically, the
図11に示すように、本実施の形態においても、実施の形態1と同様に、封止部材60に沿ってレーザ光を照射すること等によって、マザーパネルである配光制御素子2をカットして複数の配光制御素子2Aに分割することができる。
As shown in FIG. 11, also in the present embodiment, the light
この場合、本実施の形態では、2本に分割された第1分割封止部61aと第2分割封止部61bとの間にレーザ光を照射することで、第1分割封止部61aと第2分割封止部61bとの間をカットしている。
In this case, in the present embodiment, the first divided sealing
これにより、第1分割封止部61aと第2分割封止部61bとの間に充填されていた液晶がなくなり、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40が封止部材60から外部に引き出されて露出した状態となる。第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40の封止部材60から露出した部分は、外部電源との接続を行うための端子電極として用いることができる。
As a result, the liquid crystal filled between the first divided sealing
以上、本実施の形態における配光制御素子2によれば、実施の形態1と同様に、封止部材60が格子状に形成されているので、配光制御素子2を複数のサイズに切り出すことができる。また、本実施の形態でも、封止部材60の屈折率と液晶層50の液晶分子51の短軸方向における屈折率とが略等しくなっているので、封止部材60を目視しにくくできる。したがって、複数のサイズに切り出すことができ、かつ、格子状の封止部材60が目立ちにくい配光制御素子2を実現することができる。
As described above, according to the light
しかも、本実施の形態では、封止部材60が、第1分割封止部61a及び第2分割封止部61bの2本に分割された第1封止部61Aを有している。
Moreover, in the present embodiment, the sealing
これにより、マザーパネルである配光制御素子2をカットすることだけで、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40を封止部材60から露出させて端子電極を形成することができる。したがって、マザーパネルをカットした際の有効面積を向上させることができる。
Thereby, only by cutting the light
なお、本実施の形態では、第1封止部61を2本に分割したが、これに限るものではない。例えば、第2封止部62を2本に分割してもよいし、必要に応じて、第1封止部61及び第2封止部62の両方を2本に分割してもよい。
Although the
また、本実施の形態において、図12に示すように、マザーパネルである配光制御素子2をカットした後、切断部分近傍における封止部材60から外側の部分をさらにカットして除去してもよい。図12では、第2透明導電膜40が形成された第2基板20の端部をカットしている。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 12, after the light
これにより、第1透明導電膜30の上方に位置する第2基板20が存在しなくなるので、封止部材60から露出した第1透明導電膜30とリード線等との接続を容易に行うことができる。
Thereby, since the
なお、第1透明導電膜30が形成された第1基板10の端部をカットしてもよい。また、第1基板10の端部及び第2基板の端部をカットする場合、X軸方向に沿った全ての端部をカットするのではなく、X軸方向に沿った端部を部分的にカットしてもよい。つまり、端子電極として用いる部分の透明導電膜に対向する部分をカットしてもよい。
The end of the
(変形例)
以上、本発明に係る配光制御素子について、実施の形態1、2に基づいて説明したが、本発明は、上記の各実施の形態に限定されるものではない。
(Modification)
As mentioned above, although the light distribution control element which concerns on this invention was demonstrated based on
例えば、上記の各実施の形態において、封止部材60の格子間隔(隣り合う第1封止部61の間隔、又は、隣り合う第2封止部62の間隔)は、格子の列方向及び行方向において変化させずに一定としたが、これに限らない。例えば、封止部材60の格子間隔は、格子の列方向及び行方向の少なくとも一方に沿って変化していてもよい。これにより、格子単位のカットで選択できるサイズの種類を増やすことができる。
For example, in each of the above embodiments, the lattice spacing of the sealing member 60 (the spacing between the adjacent
この場合、図13に示される配光制御素子101のように、封止部材60の格子間隔は、第1基板10の周辺部から中央部に向かうに従って大きくなっていてもよい。
In this case, as in the case of the light
あるいは、図14に示される配光制御素子201のように、封止部材60の格子間隔は、第1基板10における一の角部から列方向及び行方向の各々の他の角部に向かうに従って大きくなっていてもよい。
Alternatively, as in the case of the light
また、図13及び図14に示すように封止部材60の格子間隔を漸次変化させるのではなく、領域ごとに異ならせることで格子間隔を変化させてもよい。例えば、図15に示される配光制御素子301のように、第1基板10の行方向の幅の4分の1以下の端部領域である第1領域A1と、第1領域A1以外の領域である第2領域A2とで、封止部材60の格子間隔を異ならせてもよい。一例として、図15における封止部材60は、第1領域A1での格子間隔が第2領域A2での最大の格子間隔の半分以下としている。なお、図15では、第1領域A1内の格子間隔及び第2領域A2内の格子間隔は一定としているが、図13及び図14に示すように、第1領域A1内及び第2領域A2内の各々において格子間隔を漸次変化させてもよい。
Further, instead of gradually changing the lattice spacing of the sealing
また、封止部材60の格子間隔は、図13〜図15のように規則的なものに限らず、ランダムであってもよい。
Further, the lattice spacing of the sealing
また、図16A及び図16Bに示すように、配光制御素子401は、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40の少なくとも一方と液晶層50との間に形成された凹凸層80を備えていてもよい。つまり、第1透明導電膜30と第2透明導電膜40との間に、凹凸層80を形成してもよい。図16A及び図16Bに示される配光制御素子401では、図1Bに示される実施の形態1の配光制御素子1において、第1透明導電膜30と液晶層50との間に凹凸層80が形成された構成となっている。なお、第1透明導電膜30の凹凸層80側の面には、第1透明導電膜30と凹凸層80とを密着させるために密着層が形成されていてもよい。
In addition, as shown in FIGS. 16A and 16B, the light
凹凸層80は、マイクロオーダサイズ又はナノオーダサイズの複数の凸部によって構成されている。各凸部は、ストライプ状に形成されている。具体的には、各凸部は、断面形状が三角形でX軸方向に延在する長尺状の略三角柱形状であり、Z軸方向に沿って等間隔に配列されている。なお、各凸部は、断面形状が台形等であってもよいし、隣り同士が離間して配置されていてもよい。また、複数の凸部の高さは、一定ではなく、ランダムに異なっていてもよい。さらに、複数の凸部の各々は、柱状ではなく、マトリクス状に点在したドット状であってもよい。
The concavo-
凹凸層80は、封止部材60の厚み方向で封止部材60と接する中間層の他の一例である。また、封止部材60の屈折率と凹凸層80の屈折率とは略等しい方がよい。この場合、屈折率が略等しいとは、封止部材60及び凹凸層80の一方が他方に対する屈折率差が±2%以内であるとよい。
The
凹凸層80の材料としては、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂等の光透過性を有する樹脂材料を用いることができる。一例として、凹凸層80の材料は、屈折率が約1.5のアクリル樹脂である。
As a material of the uneven |
このように、液晶層50に凹凸層80を接触させることによって、液晶層50の屈折率の変化に応じて配光制御素子401に入射する光の進行方向を変更することができる。
As described above, by bringing the concavo-
具体的には、図16Aに示すように、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40に電圧が印加されていない場合(電圧無印加時の場合)、液晶層50の液晶分子51は、水平配向となっている。このとき、液晶層50は、常光屈折率(no)が1.5であり、異常光屈折率(ne)が1.7であるため、常光屈折率が1.5の液晶層50と屈折率が1.5の凹凸層80との間には屈折率差がないので、配光制御素子401に入射した光のP偏光については、凹凸層80と液晶層50との界面では全反射せず、そのまま通過する。一方、S偏光については、異常光屈折率が1.7であるため、液晶層50と凹凸層80との間には屈折率差が生じるので、配光制御素子401に斜めに入射した光の一部は、凹凸層80と液晶層50との界面で全反射して、跳ね返る方向に進行方向が曲げられる。
Specifically, as shown in FIG. 16A, when no voltage is applied to the first transparent
一方、図16Bに示すように、第1透明導電膜30及び第2透明導電膜40に電圧が印加されている場合(電圧印加時の場合)、液晶層50の液晶分子51は垂直配向となる。このとき、液晶層50の常光屈折率が1.5であるため、配光制御素子401に入射した光のP偏光とS偏光は共に、凹凸層80と液晶層50との界面では全反射せず、そのまま通過する。
On the other hand, as shown in FIG. 16B, when a voltage is applied to the first transparent
このように、凹凸層80を設けることによって、入射する光の進行方向を大きく変化させることができる。なお、凹凸層80は、第1透明導電膜30と液晶層50との間ではなく、第2透明導電膜40と液晶層50との間に形成してもよいし、第1透明導電膜30と液晶層50との間及び第2透明導電膜40と液晶層50との間の両方に形成してもよい。
Thus, by providing the
また、上記の実施の形態において、配光制御素子1及び2は、窓そのものとして用いたが、これに限らない。例えば、配光制御素子1及び2は、窓に貼り付けて用いられてもよい。また、配光制御素子1及び2は、建物の窓に適用したが、これに限らず、車の窓等、建物以外の窓に適用してもよい。
Moreover, in said embodiment, although the light
また、上記の実施の形態において、配光制御素子1及び2は、電圧無印加時の場合に、光を曲げる構成となっているが、これに限定されず、電圧印加時に光を曲げる構成であってもよい。この場合、電圧印加時に水平配向となる液晶を用いる構成や、光屈折率の樹脂材料を用いること等で実現できる。
Furthermore, in the above embodiment, the light
その他、上記の各実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記の各実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。 In addition, the embodiments obtained by applying various modifications to those skilled in the art to the above embodiments and modifications, or the constituent elements in the embodiments and modifications without departing from the spirit of the present invention The embodiment realized by arbitrarily combining the functions and the functions is also included in the present invention.
1、1A、1B、1C、2、2A、101、201、301、401 配光制御素子
10 第1基板
20 第2基板
30 第1透明導電膜
40 第2透明導電膜
50 液晶層
51 液晶分子
60 封止部材
61、61A 第1封止部
61a 第1分割封止部(分割封止部)
61b 第2分割封止部(分割封止部)
62 第2封止部
70 ビーズ
80 凹凸層
DESCRIPTION OF
61b Second division sealing part (division sealing part)
62
Claims (14)
前記第1基板に対向して配置された、透光性を有する第2基板と、
前記第1基板の前記第2基板側に配置された第1透明導電膜と、
前記第2基板の前記第1基板側に配置された第2透明導電膜と、
前記第1透明導電膜と前記第2透明導電膜との間に配置された、棒状の液晶分子を含む液晶からなる液晶層と、
前記第1基板と前記第2基板との間に配置され、前記液晶層を封止する封止部材とを備え、
前記第1基板を平面視した場合に、前記封止部材は、格子状に形成されており、
前記封止部材の屈折率と前記液晶分子の短軸方向における屈折率とは略等しい
配光制御素子。 A light transmitting first substrate;
A translucent second substrate disposed opposite to the first substrate;
A first transparent conductive film disposed on the second substrate side of the first substrate;
A second transparent conductive film disposed on the first substrate side of the second substrate;
A liquid crystal layer made of liquid crystal including rod-like liquid crystal molecules, disposed between the first transparent conductive film and the second transparent conductive film;
And a sealing member disposed between the first substrate and the second substrate and sealing the liquid crystal layer.
When the first substrate is viewed in plan, the sealing member is formed in a grid shape,
A light distribution control element, wherein the refractive index of the sealing member and the refractive index in the minor axis direction of the liquid crystal molecules are substantially equal.
前記封止部材の屈折率と前記中間層の屈折率とは略等しい
請求項1に記載の配光制御素子。 It has an intermediate layer in contact with the sealing member in the thickness direction of the sealing member,
The light distribution control element of Claim 1. The refractive index of the said sealing member and the refractive index of the said intermediate | middle layer are substantially equal.
請求項2に記載の配光制御素子。 The light distribution control element according to claim 2, wherein the intermediate layer is the first transparent conductive film or the second transparent conductive film.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の配光制御素子。 The sealing member includes a plurality of first sealing portions each formed in a straight line in the column direction, and a second sealing member formed in a row in the row direction and orthogonal to the plurality of first sealing portions. The light distribution control element according to any one of claims 1 to 3, having a sealing portion.
前記2本の分割封止部の間には、前記液晶が充填されている
請求項4に記載の配光制御素子。 At least one of the plurality of first sealing portions and the plurality of second sealing portions includes a divided sealing portion divided into two,
The light distribution control element according to claim 4, wherein the liquid crystal is filled between the two divided sealing portions.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の配光制御素子。 The light distribution control element according to any one of claims 1 to 5, wherein a lattice spacing of the sealing member changes along at least one of a column direction and a row direction of the lattice.
請求項6に記載の配光制御素子。 The light distribution control element according to claim 6, wherein the lattice spacing increases from the periphery to the center of the first substrate.
請求項6に記載の配光制御素子。 The light distribution control element according to claim 6, wherein the lattice spacing increases from one corner of the first substrate toward the other corner in each of the column direction and the row direction.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の配光制御素子。 In the sealing member, a lattice spacing at an end area of not more than a quarter of the width of the first substrate in the row direction is at most half the largest lattice spacing in an area other than the end area. The light distribution control element of any one of 1-5.
請求項1〜9のいずれか1項に記載の配光制御素子。 The light distribution control element according to any one of claims 1 to 9, wherein a dielectric constant of the sealing member is lower than a dielectric constant of the liquid crystal layer.
請求項1〜10のいずれか1項に記載の配光制御素子。 The light distribution control element according to any one of claims 1 to 10, wherein the sealing member contains a bead.
請求項11に記載の配光制御素子。 The light distribution control element according to claim 11, wherein the bead has adhesiveness.
請求項1〜12のいずれか1項に記載の配光制御素子。 The light distribution control element according to any one of claims 1 to 12, comprising a concavo-convex layer formed between at least one of the first transparent conductive film and the second transparent conductive film and the liquid crystal layer.
透光性を有する第2基板に第2透明導電膜を形成する工程と、
前記第1透明導電膜が形成された前記第1基板と前記第2透明導電膜が形成された第2基板との間に、格子状の封止部材によって封止された液晶層を有するマザーパネルを作製する工程と、
前記封止部材に沿って前記マザーパネルを分割する工程とを含み、
前記液晶層は、棒状の液晶分子を含む液晶からなり、
前記封止部材の屈折率と前記液晶分子の短軸方向における屈折率とは略等しい
配光制御素子の製造方法。 Forming a first transparent conductive film on a light-transmissive first substrate;
Forming a second transparent conductive film on a light transmitting second substrate;
A mother panel having a liquid crystal layer sealed by a grid-like sealing member between the first substrate on which the first transparent conductive film is formed and the second substrate on which the second transparent conductive film is formed Manufacturing the
Separating the mother panel along the sealing member,
The liquid crystal layer is made of liquid crystal including rod-like liquid crystal molecules,
A method of manufacturing a light distribution control element, wherein the refractive index of the sealing member and the refractive index in the minor axis direction of the liquid crystal molecules are substantially equal.
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