JP2019159139A

JP2019159139A - 調光フィルム

Info

Publication number: JP2019159139A
Application number: JP2018046469A
Authority: JP
Inventors: 紀彦金子; Norihiko Kaneko
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2018-03-14
Filing date: 2018-03-14
Publication date: 2019-09-19

Abstract

【課題】粘度が高い液晶材料を調光層として使用した調光フィルムの周縁端部において、調光フィルムの表裏面を保護する保護フィルムにまで跨って封止材を形成することなく、また周縁端部において調光フィルムの厚さを厚くすることなく、また周縁端部の側面からの封止材の盛り上がりを抑制し、且つ良好な封止機能を実現可能な調光フィルムの封止構造を提供することを課題とする。【解決手段】一対の透明基材と、前記一対の透明基材により狭持される調光層１と、前記一対の透明基材間に位置し、前記調光層の周縁近傍に設けられた空間と、前記調光層の周縁端面を封止する封止材と、を有し、前記封止材は、前記空間に充填されつつ前記一対の透明基材の端面上に所定量の高さ盛り上がるように設けられていることを特徴とする調光フィルム。【選択図】図３

Description

本発明は、調光装置に使用される調光フィルムに関する。

調光フィルムは、透明樹脂フィルムなどの上に透明導電膜を形成した２枚の透明導電フィルムを用いて、透明導電膜を内側にしてポリマーネットワーク液晶（ＰＮＬＣ）などの液晶材料からなる調光層を狭持した積層体である。

このように液晶材料からなる調光層を含む積層体である調光フィルムの周縁端部における封止が重要となる。調光フィルムの周縁端部を封止しない場合は、端部は切断面が露出しているため、調光層が外気に晒されている。そのため、周囲環境からの水分や不純物が調光層に浸入し、調光機能に悪影響を与える虞がある。また、端部に押圧する力が加わった場合、透明導電膜が接触して短絡したり、漏電したりする虞もある。

そのため、調光フィルムの周縁端部に封止構造を設けることは不可欠となる。端部に封止構造を設ける調光フィルムについては、例えば特許文献１に開示される。
特許文献１に記載されるように、従来の調光フィルムの封止構造としては、調光フィルムを、粘着剤を用いてガラス基板に貼り付けた後、調光フィルムの周縁端部に封止材を塗布するといった一連の工程を経て形成されていた。
この様な工程は、工程数が増えるだけでなく、封止材を調光フィルムの周縁端部に正確に塗布することが要求される。しかし、上記要求に応えることは、施工者の熟練度に大きく頼ることとなり、困難を極める。

特開２０１７−５３９１９号公報

上記の事情に鑑み、本発明は、ポリマーネットワーク液晶などが例示される液晶材料を調光層として使用した調光フィルムの周縁端部において良好な封止機能を持つ調光フィルムを提供することを課題とする。

上記の課題を解決する手段として、本発明の第一の態様に記載の発明は、一対の透明基材と、
前記一対の透明基材により狭持される調光層と、
前記一対の透明基材間に位置し、前記調光層の周縁近傍に設けられた空間と、
前記調光層の周縁端面を封止する封止材と、を有し、
前記封止材は、前記空間に充填されつつ前記一対の透明基材の端面上に所定量の高さ盛り上がるように設けられていることを特徴とする調光フィルムである。

第一の態様に記載の発明は、調光フィルムの周縁端部の側面から、調光層を除去することによって形成した空間である調光層除去部に封止材を充填した封止構造であるため、周縁端部の側面に塗布された封止材は、その空間である調光層除去部に毛管現象によって容易に浸透し充填される。そのため、周縁端部の側面からはみ出すことなく、且つ盛り上がることが抑制された状態で封止材を形成することができ、封止材が保護フィルムに跨って
形成されることも避けることができる。また、調光層除去部の深さに相当する厚さの封止材が形成されるため、良好な封止性能を発揮可能となる。また、調光層除去部には、一対の透明導電膜が露出しているが、そこに封止材が浸透し充填されるため、透明導電膜同士が短絡する虞がなくなる。

また、第二の態様に記載の発明は、前記空間は、前記一対の透明基材の端面から前記調光層の厚みの１倍以上５倍以下の深さを有することを特徴とする第一の態様に記載の調光フィルムである。

また、第三の態様に記載の発明は、前記空間は、前記一対の透明基材の端面から１０μｍ以上１００μｍ以下の深さを有することを特徴とする第一の態様または第二の態様に記載の調光フィルムである。

また、第四の態様に記載の発明は、前記所定量の高さは、前記調光フィルムの総厚の５％以上５０％以下であることを特徴とする第一の態様から第三の態様のいずれかに記載の調光フィルムである。

また、第五の態様に記載の発明は、前記所定量の高さは、５μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の調光フィルムである。

本発明の調光フィルムは、調光フィルムの周縁端部の側面から調光層を除去した調光層除去部を形成した後、調光層除去部に封止材を充填している。そのため、封止材は調光フィルムの周縁端部の側面内のみに容易に形成することができる。そのため、封止材が保護フィルムに跨って形成されることを避けることができる。また封止材は調光層除去部に充填されるため、周縁端部の側面からの封止材の盛り上がりを抑制することができる。また、封止材が調光層除去部に充填された構造であるため、調光層と外気の間に形成される封止層の厚さを厚くすることができる。また、高い封止機能を発揮できると共に、透明導電膜間の短絡を起こす事が無い。つまりきわめて良好な封止機能を持つ調光フィルムが提供される。

本発明の調光フィルムの封止構造の製造方法を説明する断面説明図であって、調光フィルムの周縁端部が露出している状態を例示している。本発明の調光フィルムの封止構造の製造方法を説明する断面説明図であって、調光フィルムの周縁端部の調光層の一部を除去して調光層除去部を形成した状態を例示している。本発明の調光フィルムの封止構造の製造方法を説明する断面説明図であって、調光フィルムの周縁端部の調光層除去部に封止材を塗布し、調光層除去部に封止材を充填した状態を例示している。従来の調光フィルムの周縁端部における封止構造を例示する断面説明図。従来の調光フィルムの周縁端部における封止構造を例示する断面説明図。従来の調光フィルムの周縁端部における封止構造を例示する断面説明図。

＜調光フィルムの封止構造＞
本発明の実施形態の調光フィルムの封止構造を、図２と図３を用いて説明する。
本発明の実施形態の調光フィルムの封止構造９は、図３に例示するように、透明樹脂基材４上に透明導電膜２を備えた一対の透明導電基材の透明導電膜２側を内側にして、液晶材料を含む調光層１を狭持した調光フィルムの封止構造である。
調光フィルム１０の周縁端部の側面７から調光層１を内部に向って除去した調光層除去部５（図２参照）に充填された封止材６を備えていることを特徴とする調光フィルムの封止構造である。

調光フィルム１０の周縁端部の側面７から、調光層１を除去することによって形成した空洞部である調光層除去部５（図２参照）に封止材６を充填した封止構造９であるため、調光層１と外気の間を遮蔽する封止材６の厚さを十分厚くとることが可能であり、高い封止機能を発揮することができる。

また、一対の透明導電膜２の間に封止材６が充填されるため、それらが短絡する虞が無い。

また、調光フィルム１０の周縁端部の側面７に封止材６を塗布すると、封止材６が調光層除去部５（図２参照）の内部に浸透し充填されるため、塗布された封止材６が側面の周囲に拡がり難い。そのため、調光フィルム１０の表裏面を被覆している保護フィルム３をも封止材６が被覆してしまうことが無い。そのため、調光フィルム１０の周縁端部における、封止材１０による厚みの増加を避けることができる。また、調光フィルム１０の周縁端部の側面７に直交する方向における封止材１０の盛り上がりを抑制することができる。

また、調光層除去部５（図２参照）が、調光フィルムの周縁端部の側面７から調光層１の内部に向って除去する深さは、調光層１の厚みの１倍以上５倍以下に設定される。上記周縁端部の側面７とは、換言すれば一対の透明樹脂フィルム４の端面ともいえる。１倍未満にすると除去空間への封止材の進入が不十分となる。換言すると１倍未満にすると封止としての機能が不十分となり、封止材の欠落を招くため好ましくない。また、５倍を超えてしまうとアスペクトが５以上のトレンチとなり、封止材が除去空間全域まで進入できず空隙が発生してしまうため好ましくない。より具体的には、除去深さは１０μｍ〜１００μｍとすることにより、十分高い封止性を得ることができると同時に、調光フィルムの有効面の広さを制限する事も無い封止構造とすることができる。

また、封止材６の調光フィルムの周縁端部の側面７からの盛り上がり高さは調光フィルム総厚の５％以上５０％以下に設定される。総厚を５％未満にすると調光フィルム端面における封止材の盛り量が不十分となり、封止としての保護機能が十分に達成し得ないため好ましくない。また、５０％を超えてしまうと、封止材６は調光フィルム端面において一定の形状維持が困難となり不要な領域にまで広がったり、回り込んでしまったりといった不具合が起きかねないため好ましくない。より具体的には、盛り上がり高さは５μｍ〜５０μｍとすることにより、衝撃や外力が封止材６に加わった場合でも、封止材６を剥がれ難くすることができる。

（透明樹脂フィルム）
透明樹脂フィルム４は、透明な樹脂からなるフィルムであれば特に限定する必要は無く、例えばポリエチレンテレフタレートを始め、アクリル、ポリカーボネート、塩化ビニル、ポリスチレンなどからなるフィルムを好適に使用することができる。

（透明導電膜）
透明導電膜２としては、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）薄膜を始め、酸化錫、アルミ添加酸化亜鉛などの薄膜を使用可能である。成膜方法としては、直流および高周波マグネトロンスパッタ装置を使用する方法を始め、真空蒸着装置、イオンプレーティング装置、各種のＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置などをそれぞれの材料に合せて適用することができる。なお、本実施形態では透明導電膜としてＩＴＯを想定しているが、ＰＥＤＯＴのような有機導電膜を使用することもできる。

（保護フィルム）
保護フィルム３としては、透明樹脂基材４の表面保護が可能であれば特に限定する必要は無い。表面保護とは、表面に傷が付かない様にしたり、指紋などの汚れが付かない様にしたり、することである。樹脂フィルムに粘着剤層が備えられているものを好適に使用することができる。例えば、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系フィルムに接着可能な特殊合成ゴム系粘着剤を備えたものを使用可能である。

（調光層）
調光層１としては、ＰＮＬＣ（ポリマーネットワーク型液晶）またはＰＤＬＣ（高分子分散型液晶）などを使用することができる。また、調光層に電圧を印加している時に透明になり、印加していない時に不透明になるノーマルモードと、その逆に、調光層に電圧を印加している時に不透明になり、印加していない時に透明になるリバースモードと、がある。本発明においては、ＰＮＬＣであってもＰＤＬＣであっても良いし、ノーマルモードであってもリバースモードであっても構わない。

（封止材）
封止材６としては、液晶材料を含有する調光層への周囲環境からの水分の浸入を防ぐ封止機能が十分であれば、特に限定する必要は無い。例えば、液晶表示素子の封止材として使用されてきた一液溶剤型熱硬化性エポキシ樹脂などの熱硬化型封止材、ＵＶラジカル硬化型封止材、ＵＶラジカル硬化と熱硬化を併用するＵＶ熱併用型封止材、などを使用することができる。

＜調光フィルムの封止構造の製造方法＞
本発明の調光フィルムの封止構造の製造方法は、所望の形状に断裁された前記調光フィルムの周縁端部の側面から前記調光層を除去して調光層除去部を形成する調光層除去工程と、調光層除去部に封止材を充填する封止材充填工程と、充填された封止材を硬化させる封止材硬化工程と、を備えていることが特徴である。

以下に、本発明の調光フィルムの封止構造の製造方法について、図１〜図３を用いて説明する。
図１は、本発明の調光フィルム１０の層構成を例示する断面説明図であり、調光フィルム１０が積層された後、断裁装置またはカッターなどの手段を用いて、所望のサイズに断裁された状態である。この状態では、調光フィルム１０の表裏面にはそれぞれ保護フィルム３が被覆されており、調光フィルムの周縁端部の側面７には、調光層１が周囲環境に露出した状態である。

（調光層除去工程）
調光層除去工程について説明する。図２は、図１で示した調光フィルム１０の周縁端部の側面７から調光層１をある深さ（周縁端部の側面７から調光フィルム１０の内部に向う方向の深さ）まで除去し、調光層除去部５を形成した状態を例示している。

調光層１を除去する手段としては特に限定する必要は無いが、例えば、調光層１を溶解可能な溶剤を使用したスプレー処理または浸漬処理であっても良い。溶剤は調光層１を溶解可能なものであれば特に限定する必要は無いが、例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンのいずれか１種または複数種を組み合わせた溶剤を挙げることができる。
調光層１を除去する手段として、酸素ガスを含むドライエッチング処理であっても構わない。

（封止材充填工程）
封止材充填工程では、調光層除去工程で形成した調光層除去部５に封止材６を充填する。
封止材６を調光層除去部５に充填する手段としては、特に限定する必要は無いが、例えば封止材６を、ディスペンサーを用いて、調光フィルムの周縁端部の側面７に塗布することで実施することができる。ディスペンサーの先端サイズは、調光フィルム１０の表裏面の保護フィルム３を除いた厚さより小さい事が好ましい。

使用する封止材６としては、１００ｍＰａ・ｓ以下（２０℃）の低粘度の封止材が好ましい。更に好ましくは、粘度が１０ｍＰａ・ｓ以下（２０℃）であることが好ましい。

（封止材硬化工程）
封止材硬化工程では、封止材充填工程で調光フィルム１０の周縁端部の側面７に塗布された封止材６を硬化させる。硬化させる手段としては、使用する封止材６の種類に適合させた硬化手段を選択すれば良い。例えば、熱硬化型樹脂を用いた封止材であれば、加熱処理を行うことで封止材を硬化させることができる。また、ＵＶ硬化型樹脂を用いた封止材であれば、封止材にＵＶ照射を行うことにより硬化させることができる。また、ＵＶラジカル硬化と熱硬化を併用するＵＶ熱併用型封止材であれば、封止材を塗布後、まずＵＶ照射を行って硬化させた後、更に加熱処理を行って熱硬化させることで、封止材の硬化処理を完了することができる。

以上、本発明の調光フィルムの封止構造９とその製造方法について説明した。本発明の調光フィルムの封止構造９を備えた調光フィルム１０は、その周縁端部の側面７に形成された封止構造９の優れた封止性により、調光フィルム１０の周囲環境からの水分の浸入を防ぐことができ、調光層１の劣化が抑制することができる。また、調光フィルム１０の周縁端部の厚さが厚くなることも無い。また、低粘度の封止材を使用することにより、周縁端部の側面７に盛り上がる封止材６の高さが高くなることも抑制することができる。また、封止材６を調光フィルム１０の表裏面の保護フィルム３に跨って塗布することを回避することができるため、保護フィルム３を剥離する際に、封止材６を一緒に剥離してしまう虞が無い。また、封止材６が一対の透明電極２の間に形成されるため、それらが接触することによる短絡を起こす虞が無い。本発明により、以上の様な特徴を備えた調光フィルム１０を提供することができる。

１・・・調光層
２・・・透明導電膜
３・・・保護フィルム
４・・・透明樹脂フィルム
５・・・調光層除去部
６・・・封止材
７・・・（調光フィルムの）周縁端部の側面
８・・・保護フィルム除去部
９・・・（調光フィルムの）封止構造
１０・・・調光フィルム

Claims

一対の透明基材と、
前記一対の透明基材により狭持される調光層と、
前記一対の透明基材間に位置し、前記調光層の周縁近傍に設けられた空間と、
前記調光層の周縁端面を封止する封止材と、を有し、
前記封止材は、前記空間に充填されつつ前記一対の透明基材の端面上に所定量の高さ盛り上がるように設けられていることを特徴とする調光フィルム。
前記空間は、前記一対の透明基材の端面から前記調光層の厚みの１倍以上５倍以下の深さを有することを特徴とする請求項１に記載の調光フィルム。
前記空間は、前記一対の透明基材の端面から１０μｍ以上１００μｍ以下の深さを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の調光フィルム。
前記所定量の高さは、前記調光フィルムの総厚の５％以上５０％以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の調光フィルム。
前記所定量の高さは、５μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の調光フィルム。