JP2019144460A - 調光フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】短絡防止性を向上させることができ、しかも、端子形成加工作業を簡易化することができる調光フィルムを提供する。【解決手段】本発明の調光フィルムは、絶縁性および透光性を有する第１基板１と、この第１基板１の片面に形成された複数対の直線状の電極２Ａ，２Ｂと、上記第１基板１の上記電極２Ａ，２Ｂの形成面に積層された、高分子および液晶の複合材料からなる液晶層３と、この液晶層３の表面に積層された、絶縁性および透光性を有する第２基板４とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、窓ガラス等の透明板に貼着し、その透明板を透過する光量を調整する調光フィルムに関するものである。

従来、例えば窓ガラスに貼着し、その窓ガラスを透過する光量を調整する調光フィルムとして、高分子および液晶の複合材料からなる液晶層を用いたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この調光フィルムは、隙間をあけて対向する一対の透光性基板と、それら透光性基板の対向する内側の各面に形成された平面状の透明電極と、それら透明電極の間に挟持された上記液晶層とを備えたものとなっている。

そして、対向する透明電極に印加する電圧を変化させることにより、その対向する透明電極間（縦方向）に発生する電界を変化させて、上記液晶層内の液晶の配向を変化させ、上記調光フィルムを透過する光量を調整できるようになっている。

国際公開第２０１０／１００８０７号

しかしながら、従来の上記調光フィルムは、液晶層を挟んで透明電極が対向するため、それら透明電極が短絡しやすくなっている。そこで、それら透明電極間の液晶層の厚みをある一定値以上にすることにより、短絡を防止している。また、各透明電極が調光フィルムの内側にあることから、各透明電極に電圧を供給するための端子を調光フィルムの表面に露呈させる端子形成加工が必要であるが、従来の調光フィルムは、透明電極が対向しているため、その調光フィルムの両面とも端子形成加工が必要となる。これらの点で改善の余地がある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、短絡防止性を向上させることができ、しかも、端子形成加工作業を簡易化することができる調光フィルムの提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の調光フィルムは、絶縁性および透光性を有する基板と、この基板の片面に形成された一対ないし複数対の線状の電極と、上記基板の上記電極形成面に積層された、高分子および液晶の複合材料からなる液晶層とを備えているという構成をとる。

本発明者らは、短絡防止性の向上および端子形成加工作業の簡易化を図るべく、高分子および液晶の複合材料からなる液晶層を用いた調光フィルムの構造について研究を重ねた。その研究の過程で、電極に着目し、さらに研究を重ねた。その結果、電極を一対ないし複数対の線状に形成すれば、その電極を１枚の基板の片面のみに形成しても、透過する光量を調整できることを突き止めた。しかも、このように線状の電極を１枚の基板の片面のみに形成すると、短絡防止性が向上し、端子形成加工作業が１枚の基板だけで済むことを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明の調光フィルムは、各対の線状の電極に電圧を印加すると、基板の面に平行（横方向）に電界が発生し、その電界の影響により、上記液晶層内の液晶の配向が変化するようになっている。そして、その液晶の配向の変化により、調光フィルムを透過する光量を調整することができるようになっている。

本発明の調光フィルムは、絶縁性および透光性を有する基板の片面に、一対ないし複数対の線状の電極が形成され、その基板の電極形成面に、高分子および液晶の複合材料からなる液晶層が積層されている。このように、電極を対向させるのではなく、１枚の基板に形成するため、短絡防止性が向上し、調光フィルムとしての信頼性を向上させることができる。そして、短絡防止のために液晶層を厚くする必要がなく、液晶層の厚み設定の自由度を大きくすることができる。そのため、液晶層を薄くすることができ、調光フィルムの薄型化を図ることができる。さらに、電極を１枚の基板に形成するため、その電極に電圧を供給するための端子を調光フィルムの表面に露呈させる端子形成加工が、調光フィルムの片面だけとなり、その端子形成加工作業を簡易化することができる。

特に、上記液晶層の、上記基板と反対側の面に、絶縁性および透光性を有する他の基板が積層されている場合には、上記液晶層の、上記他の基板が当接している面を、保護することができる。そのため、長期にわたって安定した調光が可能となる。

また、上記電極が、印刷方式で形成されている場合には、線状の電極がより精細なものとなり、しかも、設計の自由度が大きいものとすることができる。

本発明の調光フィルムの第１の実施の形態を模式的に示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。 本発明の調光フィルムの第２の実施の形態を模式的に示す断面図である。

つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。

図１（ａ）は、本発明の調光フィルムの第１の実施の形態を示す平面図であり、図１（ｂ）は、 図１（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。この実施の形態の調光フィルムは、絶縁性および透光性を有する第１基板１と、この第１基板１の片面に形成された複数対の直線状の電極２Ａ，２Ｂと、上記第１基板１の上記電極２Ａ，２Ｂの形成面に積層された、高分子および液晶の複合材料からなる液晶層３と、この液晶層３の表面に積層された、絶縁性および透光性を有する第２基板４とを備えている。

より詳しく説明すると、上記第１基板１および第２基板４は、この実施の形態では、長方形状に形成されており、両者とも縦の長さが同じであり、横の長さは、第１基板１の方が少し長くなっている。そして、第１基板１の横方向の一端部（図示の右側端部）は、液晶層３および第２基板４が積層されておらず、露呈している。また、上記第１基板１および第２基板４は、上記のように、絶縁性および透光性を有するものであり、その形成材料としては、例えば、ガラス，合成樹脂等があげられる。それら第１基板１と第２基板４とは、形成材料が同じであっても異なっていてもよいが、生産性等の観点から、同じであることが好ましい。また、上記第１基板１および第２基板４の厚みは、通常、１５〜２５０μｍの範囲内に設定される。

上記電極２Ａ，２Ｂは、この実施の形態では、櫛歯状のパターンに形成された複数の直線状であり、それら複数の直線状の電極２Ａ，２Ｂが、長方形状の電極基部２１Ａ，２１Ｂから分岐した状態で形成されている。そして、その電極基部２１Ａ，２１Ｂと上記直線状の電極２Ａ，２Ｂとからなる電極体２０Ａ，２０Ｂが２個形成されており、一方の電極体２０Ａの隣り合う直線状の電極２Ａの間に、他方の電極体２０Ｂの直線状の電極２Ｂが入り込んだ状態となっている。この状態において、隣り合う、一方の電極体２０Ａの直線状の電極２Ａと他方の電極体２０Ｂの直線状の電極２Ｂとが、対となっている。この実施の形態では、その対が複数、液晶層３の略全面に対応する部分に、均一に形成されている。そして、電極基部２１Ａ，２１Ｂの一端部２２Ａ，２２Ｂは、上記第１基板１の露呈部分にあり、露呈しており、上記電極２Ａ，２Ｂに外部から電圧を供給するための端子となっている。

また、１本の直線状の電極２Ａ，２Ｂの幅は、通常、１５μｍ以下に設定され、電圧供給の信頼性を高めるとともに高精細に電極２Ａ，２Ｂを形成する観点から、５〜１０μｍの範囲内に設定されることが好ましい。また、対となっている直線状の電極２Ａ，２Ｂの間の隙間幅は、通常、５〜１８０μｍの範囲内に設定され、発生させる電界の信頼性を高める観点から、１５〜１３０μｍの範囲内に設定されることが好ましい。

そして、上記電極体２０Ａ，２０Ｂの形成材料としては、例えば、銀，銅，金等の金属、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ等の導電性高分子、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）等があげられる。なかでも、直線状の電極２Ａ，２Ｂを印刷により精細に形成できる観点から、銀，銅が好ましい。また、２個の電極体２０Ａ，２０Ｂは、両者とも同じ形成材料とし、印刷等により両者を一度に形成することが、生産性の観点から好ましいが、両者を異なる形成材料からなるものとし、別々に印刷等により形成してもよい。

上記液晶層３は、先に述べたように、高分子および液晶の複合材料からなるフィルム状のものである。すなわち、上記液晶層３は、高分子がスポンジ状に結合された骨格の空隙に、液晶が閉じ込められたような構造になっている。そのような構造を有する液晶層３としては、例えば、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Polymer Network Liquid Crystal），高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Polymer Dispersed Liquid Crystal）等があげられる。上記高分子としては、例えば、多官能アクリレート，多官能メタクリレート，光重合性モノマー等があげられる。そして、上記液晶層３の厚みは、通常、３〜２５μｍの範囲内に設定され、電界による液晶の配向の変化を制御しやすくする観点から、３〜１５μｍの範囲内に設定されることが好ましい。

このような構成の調光フィルムでは、２個の電極体２０Ａ，２０Ｂの電極基部２１Ａ，２１Ｂの露呈している一端部２２Ａ，２２Ｂに電圧を印加することより、対となっている直線状の電極２Ａ，２Ｂの間に電界が発生し、液晶層３内の液晶の配向が変化する。これにより、調光フィルムを透過する光量が変化する。すなわち、印加する電圧を大きくすると、調光フィルムを透過する光量が増加する（光の透過率が上昇する）。

そして、上記調光フィルムは、家や自動車等の窓ガラス，サンルーフ等に貼着され、上記のように、電圧の印加により光の透過率を変化させて使用することができる。その貼着は、第１基板１および第２基板４のいずれかを窓ガラス等に貼着する。また、電圧を印加させない場合は、光の透過率が低いため、映像を映すスクリーンとして使用することもできる。

上記調光フィルムは、つぎのようにして作製することができる。すなわち、まず、上記第１基板１を準備し、その第１基板１の片面に、電極基部２１と直線状の電極２とからなる上記電極体２０を、印刷等により形成する。そして、上記液晶層３および上記第２基板４を準備し、上記第１基板１の電極体２０と、上記第２基板４とが対面するようにして、それら第１基板１と第２基板４とで、上記液晶層３を挟持する。このようにして、上記調光フィルムを作製することができる。

このように、第１基板１のみに、電極基部２１Ａ，２１Ｂと直線状の電極２Ａ，２Ｂとからなる電極体２０Ａ，２０Ｂを形成するため、短絡防止性が向上する。さらに、直線状の電極２Ａ，２Ｂに電圧を供給するための端子形成加工は、第１基板１の露呈させる部分に、上記電極基部２１Ａ，２１Ｂの一端部２２Ａ，２２Ｂを形成することであるため、その端子形成加工作業を簡易化することができる。

なお、上記電極体２０Ａ，２０Ｂの印刷方法としては、従来公知の印刷方法であればよく、例えば、インクジェット印刷，スクリーン印刷，グラビア印刷，グラビアオフセット印刷，フレキソ印刷，リバースオフセット印刷等による印刷方法があげられる。なかでも、電極２Ａ，２Ｂをより精細に形成できる観点から、グラビアオフセット印刷が好ましい。そして、上記印刷方法は、予め作製した印刷版を用いることから、容易に電極体２０Ａ，２０Ｂを形成できる点で好ましい。また、上記電極体２０Ａ，２０Ｂの形成材料をＩＴＯとする場合は、その電極体２０Ａ，２０Ｂは、エッチング等により形成される。このように、上記電極体２０Ａ，２０Ｂの形成材料に応じた適宜な方法で、その電極体２０Ａ，２０Ｂが形成される。

図２は、本発明の調光フィルムの第２の実施の形態を示す断面図〔図１（ｂ）に相当する断面図〕である。この実施の形態の調光フィルムは、図１（ａ），（ｂ）に示す第１の実施の形態の調光フィルムにおいて、第２基板４〔図１（ｂ）参照〕が設けられていないものである。それ以外の部分は上記第１の実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。

この実施の形態でも、上記第１の実施の形態と同様に、電圧の印加により、光の透過率を変えることができ、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。この実施の形態では、窓ガラス等への貼着は、第１基板１および液晶層３のいずれかを窓ガラス等に貼着する。

なお、上記各実施の形態では、各電極体２０Ａ，２０Ｂの電極２Ａ，２Ｂを直線状としたが、対となる電極２Ａ，２Ｂの間で電界を発生させることができれば、他の形状でもよく、例えば、ジグザグ状，波形状，渦巻状等でもよい。そして、それら２種類以上の形状を組み合わせてもよい。

また、上記各実施の形態では、複数対の電極２Ａ，２Ｂを、液晶層３の略全面に対応する部分に、均一に形成したが、不均一に形成してもよい。すなわち、複数対の電極２Ａ，２Ｂを、形成する領域と形成しない領域とを設定してもよい。さらに、対となっている電極２Ａ，２Ｂの間の隙間幅を変え、例えば、その隙間幅が小さい領域と大きい領域とを設定してもよい。このようにすることにより、１枚の調光フィルムにおいて、光の透過率が異なる領域ができ、デザイン性に富む調光フィルムとすることができる。

そして、上記各実施の形態では、電極２Ａ，２Ｂの対を複数対形成したが、１対のみでもよい。

つぎに、実施例について説明する。ただし、本発明は、実施例に限定されるものではない。

［実施例１〜４］
〔電極が形成された第１基板〕
図１（ａ），（ｂ）に示す第１の実施の形態と同様にして、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製の第１基板（厚み２５０μｍ）を準備し、その第１基板の片面に、電極基部と直線状の電極とからなる銀製の電極体を、グラビアオフセット印刷により形成した。その際、電極の幅と、対となる電極の間の隙間幅とを変えた４例（実施例１〜４）を作製した。それら電極の幅と隙間幅とを、後記の表１に示した。

〔電極が形成された第１基板の光の透過率〕
上記電極が形成された第１基板について、電圧を印加させない状態で、平行光の透過率を測定し、その結果を後記の表１に示した。なお、その測定には、可視光線透過率測定器（佐藤商事社製、ガラス可視光線透過率測定器ティントメーターＭＪ−ＴＭ１００）を用いた。

〔液晶層〕
液晶層として、九州ナノテック光学社製のＫＮ−２２１Ｗ（厚み１０μｍ、高分子：多官能アクリレート）を準備した。

〔第２基板〕
第２基板として、ＰＥＴ製のもの（厚み５０μｍ）を準備した。

〔調光フィルムの作製〕
上記第１基板の電極体と、上記第２基板とが対面するようにして、それら第１基板と第２基板とで、上記液晶層を挟持した。これにより、図１（ａ），（ｂ）に示す第１の実施の形態と同様の実施例１〜４の調光フィルムを作製した。

この調光フィルムを作製の際、電極体の短絡はなく、しかも、その短絡防止のために特に注意を払う必要はなかった。また、直線状の電極に電圧を供給するための端子形成加工は、第１基板の、露呈させる部分に、上記電極基部の一端部を形成することであったため、その端子形成加工作業は簡易であった。

〔調光フィルムの光の透過率〕
実施例１〜４の調光フィルムにおいて、印加する電圧を変化させ、平行光の透過率を測定した。この測定は、上記と同様の可視光線透過率測定器を用いた。そして、その結果を下記の表１に示した。

上記表１の結果から、上記実施例１〜４の調光フィルムは、印加する電圧を大きくすると、光の透過率が上昇することがわかる。すなわち、上記実施例１〜４の調光フィルムは、印加する電圧を変えることにより、透過させる光量を変化させることができる。

また、上記実施例１〜４において、第２基板を設けない調光フィルム（図２参照）を作製した。これら調光フィルムも、上記実施例１〜４と同様の傾向を示す結果が得られた。

本発明の調光フィルムは、家や自動車等の窓ガラス，サンルーフ等に貼着され、光の透過率を変化させる場合に利用可能である。

１ 第１基板
２Ａ，２Ｂ 電極
３ 液晶層
４ 第２基板

Claims (3)

1. 絶縁性および透光性を有する基板と、この基板の片面に形成された一対ないし複数対の線状の電極と、上記基板の上記電極形成面に積層された、高分子および液晶の複合材料からなる液晶層とを備えていることを特徴とする調光フィルム。
2. 上記液晶層の、上記基板と反対側の面に、絶縁性および透光性を有する他の基板が積層されている請求項１記載の調光フィルム。
3. 上記電極が、印刷方式で形成されている請求項１または２記載の調光フィルム。

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