JP2020177039A - 調光シートおよび合わせガラス - Google Patents

Abstract

【課題】シール剤による防水機能の向上に加えて、意匠性を向上させる上でも有効な周縁シール部の構成を提案し、特に調光シートを合わせガラスの形態とする上で周縁シール部の構造に起因する外観不良が生じてしまう実態を改善する。【解決手段】調光シートの外周端部において、第１の透明導電フィルムおよび液晶層の端面が、第２の透明導電フィルムの端面よりも内側となるように断裁され、断裁された端部で露出する液晶層を保護するシール部の厚み方向における長さが、一対の透明導電フィルムの厚みと液晶層の厚みとの和より小さく、シール部が、調光シートの厚み方向において、第１および第２の透明フィルムの外表面より外側にない構成とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電気的制御によって光の透過状態を制御する光学素子を備えた調光シートおよびそれを用いてなる合わせガラスに関する。

調光シートは、液晶組成物を含む調光素子である液晶層と、液晶層を挟む一対の透明電極を有する基材とを備えている。一対の透明電極間の電位差に応じて液晶分子の配向状態が変わることにより、調光シートの光透過率が変わる（例えば、特許文献１参照）。液晶の透過状態（透明状態）と散乱状態（不透明状態）との間でスイッチングを行う液晶層として、三次元の網目状に形成された樹脂からなるポリマーネットワークの内部に形成された空隙内に配置された液晶分子を有する構成のポリマーネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Polymer Network Liquid Crystal）、または、液晶分子がポリマー中に分散配置された構成の高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Polymer Dispersed Liquid Crystal）を用いた液晶組成物のタイプが普及しており、透明−散乱の状態変化を奏する液晶層として採用されている。（特許文献１参照）
調光シートは、例えばガラス等に固定することにより、窓ガラスや展示ウィンドウ，間仕切りなどに採用することが可能となる。機械的強度の付与のため、調光シートは、特に合わせガラスの形態で使用されることが多い。合わせガラスの形態とは、調光シートを一対のガラス板で挟み、それぞれを中間膜で接着した形態である。合わせガラスの中間膜にはＰＶＢ（ポリビニルブチラール）樹脂が多用されている。

基材がガラス等のリジッドな基材でなくフレキシブルな樹脂フィルムとした、ロール・トゥ・ロール（roll to roll）方式での連続的な製造に適した構成の調光シートが提案されている。（特許文献２参照）
液晶層は、酸，水分，紫外線などによって劣化が生じやすく、特に、液晶層が挟持されたシート端部（周縁部）は水分や酸，紫外線などに触れる可能性が高く、液晶層の劣化が生じ易い。

前面基板上に液晶層（ＰＤＬＣ）がコーティングされ、これに背面基板をラミネートした形態の液晶パネルにおける周縁部のシール構造に係る提案として、特許文献３では、前面基板の表面と背面基板の側面およびＰＤＬＣの側面に、シール剤を塗布するシール構造が開示されている。また、断裁された端部を有する調光シートの周縁部において露出する液晶層を被覆して保護するための封止テープ構造の改良に係る提案も特許文献４にて公知である。

特開２０１７−１８７７７５号公報 特許第４３８７９３１号公報 特開平６−１８６５７４号公報 特許第５００９３９４号公報

本発明は、意匠性を損なうことなく、液晶層の端部への水等の接触による劣化が抑制された調光シートを提供することを目的とする。

本発明による調光シートは、
透明電極を備える第１の積層体および第２の積層体と、液晶層とを備え、
積層体の透明電極を対向させて配置された前記第１の積層体および第２の積層体との間に液晶層が挟持された調光シートであって、
前記調光シートの外周端部の少なくとも一部において、前記第１の積層体および液晶層の端面が、前記第２の積層体の端面よりも内側にあり、前記第２の積層体の前記液晶層と対向する面の一部が露出した露出部を有し、
前記第１の積層体および前記液晶層の前記端面と、前記第２の積層体の前記露出部と、に接するシール部を備え、
前記シール部の、前記調光シートの厚み方向における長さが、前記第１の積層体の厚みと前記液晶の厚みと前記第２の積層体の厚みとの和より小さく、
前記シール部が、前記調光シートの厚み方向において、第１および第２の透明フィルムの外表面より外側にないことを特徴とする。

前記シール部は、前記第１の積層体および前記液晶層の前記端面に沿って形成され、
前記シール部の、前記露出部と接する領域の幅が５ｍｍ以下であることが好ましい。

前記シール部は、シール剤の塗布により形成され、
前記シール剤は、
体積固有抵抗率が１．０×１０^１０[Ω・ｍ]以上であり、
水蒸気透過率が１００[ｇ／ｍ^２・２４ｈ]以下であり、
前記シール剤中の酸の含有率が１００[ｐｐｍ]以下であり、
ＪＩＳ Ｋ ７３７３で規定されるシール剤の黄色度（ＹＩ値）が５．０以下であることが好適である。

本発明による合わせガラスは、
第１のガラス板と、第１の中間膜形成シートと、上記の何れかに記載の調光シートと、第２の中間膜形成シートと、第２のガラス板と、がこの順番で積層されてなる構成である。

本発明により、意匠性を損なうことなく、液晶層の端部への水等の接触による劣化が抑制された調光シートを提供することができる。

本発明の実施形態による調光シートの構造例を示す説明図。 本発明の実施形態による調光シートの概略構成を示す説明図。 本発明の実施形態による調光シートの外周端部を示す断面図。 本発明の他の実施形態による調光シートの概略構成を示す平面図。 本発明の実施形態による合わせガラスの外周端部を示す断面図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。各図において、同様または類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。また、説明の便宜上、実際の縮尺とは異なるサイズで誇張して図示する場合もある。

図２は調光シート１０の概略構成を示す説明図であり、（ａ）は全体の平面図、（ｂ）は給電電極２０近傍の構造例を示す断面図である。

透明導電フィルム１５は、フィルム基材１１と透明電極１２との積層体である。透明導電フィルム１５の厚みは８０μｍ以上１５０μｍ以下が好ましい。透明導電フィルム１５を構成するフィルム基材１１は、ロール・トゥ・ロール方式での製造に適した実質的に透明なフレキシブルフィルム基材であれば、いずれも用いることができる。具体的には、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）などのポリエステル系樹脂、ポリカーボネート樹脂，アクリル系樹脂，トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）などのセルロース誘導体、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）樹脂，ポリイミド樹脂，ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂などからなるフィルムを例示することができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。

フィルム基材１１には、紫外線吸収剤，安定剤などが添加されてあっても良いし、透明性フィルムのいずれかの面に、紫外線吸収層，熱線反射層，バリア層などが設けられてあっても何ら問題ない。また、透明性フィルムには、適宜、易接着処理，帯電防止処理、などが施されてあっても良いし、更に補強基材などが設けられてあっても何ら問題ない。

透明電極１２は、従来公知の透明性を有する電極材料であればいずれも用いることができ、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）導電膜，酸化錫導電膜，酸化亜鉛導電膜，高分子導電膜などからなる電極を用いることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。この様な透明電極１２は、真空蒸着法やスパッタリング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法），各種化学的気相成長法（ＣＶＤ法），各種塗布法等を用いることにより形成することができる。

一対の透明導電フィルム１５、１５の間に液晶層１３が挟持される。液晶層１３には、例えばポリマーネットワーク液晶（ＰＮＬＣ）や高分子分散液晶（ＰＤＬＣ）を用いることができる。以降は特にＰＮＬＣを採用した構成について説明する。液晶層１３の厚みは、５μｍ以上５０μｍ以下であり、特に１０μｍ以上２５μｍ以下が好適である。

液晶層１３には、ノーマルモードとリバースモードのいずれであってもよい。ノーマルモードの液晶層１３は、電圧印加（ＯＮ）により透過状態となり、電圧除去（ＯＦＦ）により散乱状態となる。また、リバースモードの液晶層１３は、電圧除去（ＯＦＦ）により透過状態となり、電圧印加（ＯＮ）により散乱状態となる。リバースモードの場合、各透明電極１２と液晶層１３との間に配向膜を要する。配向膜は液晶層の配向方式（ＴＮ方式、ＶＡ方式、ＩＰＳ方式、ＯＣＢ方式など）に応じて、電圧除去（ＯＦＦ）時に透過状態を呈する分子配向となるものが選定され、従来公知の水平配向膜，垂直配向膜のいずれかの配向膜が用いられる。

ＰＮＬＣによる液晶層を具備する調光シートの製造にあたっては、まず液晶と光重合性化合物（モノマー）との混合物を一対の透明導電フィルム１５（透明電極が積層されてなる）の間に挟む。次いで、一定の条件下で紫外線を照射することにより、光重合によって液晶中の光重合性化合物を高分子に変化させる。光重合および架橋結合により、微細なドメイン（高分子の空隙）を無数に有するポリマーネットワークが液晶中に形成される。ノーマルモードの調光シートを製造する場合には、透明導電フィルム１５としては、フィルム基材１１に透明電極１２が成膜されてなる構成のものを採用し、リバースモードの場合には、フィルム基材１１に透明電極１２および配向膜（図示せず）が成膜されてなる構成のものを採用する。

図３に示す様に、調光シート１０の端部の少なくとも一部（同図左側）では、同図上側の第１の透明導電フィルム１５ａが除去され、同図下側の第２の透明導電フィルム１５ｂが舌片状に突き出した形状に加工される。加工にあたって、調光シート１０の端部におけ
る第１の透明導電フィルム１５ａ（同図で点線で示す部分）を、カッターやレーザービームによりハーフカットして除去する。

これにより、調光シート１０の外周端部（図３左側）において、第１の透明導電フィルム１５ａおよび液晶層１３の端面が、第２の透明導電フィルム１５ｂの端面よりも内側（同図右側）にあり、第２の透明導電フィルム１５ｂの液晶層と対向する面の一部が露出した露出部を有する構造となる。

透明導電フィルム１５（ａ，ｂ）を断裁して調光シート１０の外形を規定する際、端部をカッターで断裁した状態だと、断裁時の変形（潰れ）に伴い、そのまま周辺部をシールしても、変形して垂れ下がった透明電極１２aと透明電極１２ｂとが接触してしまう可能性を残す。

第１の透明導電フィルム１５ａをハーフカットして、端面が第２の透明導電フィルム１５ｂの端面よりも内側にある図３に示す構造とすることで、透明電極１２aと透明電極１２ｂの端部との接触が回避される。

ハーフカットにおいては、変形（潰れ）を伴わない様、レーザービームによる焼き切りを採用することも有効である。

次いで、図１に示す様にシール部１６を形成する。本発明では、テープ状のシール部でなく、液状のシール剤をコーターにより塗布形成（ディスペンサーによる供給も含む）するタイプのシール部１６を採用する。

上述の、第２の透明導電フィルム１５ｂ上にシール部が形成される箇所は、調光シートの外周端部に限られない。図５の示すように調光シートが面内にくり抜き部を有する場合は、そのくり抜き部の端部にもシール部が備えられる。くり抜き部１８の形状は例示した円形に限らず、図形，絵柄，文字，記号など輪郭は任意である。くり抜き部１８では、透明導電フィルム１５および液晶層１３が除去され、電気的制御による光の透過状態は変調されない。

シール部１６は、実質的に透明であることが望ましいが、状況に応じて適宜、色素やフィラー類などが添加されてあっても良い。シール部１６の色相はＪＩＳ Ｋ ７３７３で規定される黄色度（ＹＩ値）が５．０以下である。色素を添加する場合には、耐候性等を考慮すると、顔料系の色素であることが望ましい。

シール部１６に用いられるシール剤としては、エポキシ系樹脂，ウレタン系樹脂，アクリル系樹脂，酢酸ビニル系樹脂，エン−チオール系樹脂，シリコーン系樹脂，変性ポリマーなどの各種樹脂を用いることができる。樹脂の性質は熱硬化型，光硬化型，湿気硬化型，嫌気硬化型などのいずれであってもよい。

本実施形態においては、ポリチオール化合物と、１分子中に２個以上の炭素−炭素二重結合を有するポリエン化合物と、光重合開始剤とを含有する光硬化型樹脂液として調製したものを用いることができ、ポリエン化合物としてはアリル化合物，プロペニル化合物，(メタ)アクリレート化合物等が上げられ、ポリエン−ポリチオール系樹脂、(メタ)アクリレート化合物を用いた。

シール部１６は、厚みを１００μｍとした場合に、４０℃，９０％ＲＨにおける水蒸気透過率（ＷＶＴＲ：water vapor transmission rate）が１００ｇ／ｍ^２・２４ｈ以下であることが望ましい。

図１に示すように、シール部１６の形成厚み（ｔ）は調光シート１０の積層方向における液晶層１３と一対の透明電極付き透明フィルム１５の厚みの合計（Ｔ）未満であり、シール部１６は、調光シートの最外面である第１のフィルム基材１１の表面（図１内で、面Ａと示す）と第２のフィルム基材１２の表面（図１内で、面Ｂと示す）のいずれにも至らない。これにより、調光シート１０の上下（積層方向）に余分な厚みが生じず、合わせガラスの形態にする際、段差の発生による弊害を回避できる。

第１の透明電極付き透明フィルム１５の切断面から舌片状に突き出した第２の透明電極付き透明フィルム１５上に延びる方向にあたるシール部１６の塗布形成幅ｗは５ｍｍ以下である。シール部の形成された領域は光透過の制御ができないため、シール部１６の塗布形成幅ｗが５ｍｍ大きいと、光透過を制御できる領域が小さくなり、好ましくない。

シール部１６に用いるシール剤中の酸の含有率は、１００ｐｐｍ以下である。これにより液晶層１３とシール剤との接触に伴う液晶材料の劣化を回避することができる。

また、シール部の絶縁性は、体積固有抵抗率が１．０×１０^１０[Ω・ｍ]以上である。これにより、液晶層１３とシール剤との接触に伴う電気的導通を回避することができる。

図５に示す様に、透明導電フィルム１５のハーフカットにより、切断面で液晶層１３が露出する箇所全てにシール剤の塗布によるシール部１６を形成することが好ましい。シール剤が液状インクであると、円形に限らず輪郭が複雑な形状であっても、テープのシール部と異なり、複雑な形状への追従による隙間の少ない適用は容易である。

調光シート１０は、外部から電力を得るための給電電極２０を有する。給電電極２０は、ハーフカットにより一方の透明導電フィルム１５ａが除去され、露出した他方の透明導電フィルム１５ｂの透明電極１２の上に設けられる。露出した透明電極１２に、導電性の部材を介してリード線（配線）が固着されている。リード線は、不図示の外部電源から調光シートに電力を供給する。シール部は、透明導電フィルム１５ａの端面に設けられる。

シール部は、調光シートの外周端部のみに限られず設けられうる。図４では液晶層を含む調光領域内に略円形のくり抜き部１８を形成した調光シート１０の使用形態の変形例を示す。

以上の説明において、「第１の透明電導フィルム」とは一対の透明電導フィルムの一方という主旨である。調光シート１０は垂直に立てた状態で使用することもあり、図１，図２（ｂ），図３に図示される様に、調光シート１０を水平に配置した場合の「上側の」という意図ではない。図２（ａ），図４では、第１，第２の透明導電フィルム１５に給電電極が形成されているが、給電電極近傍に周辺シール加工を施す場合には、第１，第２の透明導電フィルム１５を除去した切断面それぞれがシール部１６の形成箇所となる。

図５は、調光シート１０を一対のガラス板（２，３）で挟み、それぞれを中間膜（４，５）で接着して合わせガラスの形態とした断面図である。合わせガラスは、例えば車両のウインドウに適用される。ここで板ガラス２，３は、この種の合わせガラスに適用可能な種々の材料を広く適用することができる。中間膜には例えば、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）樹脂が用いられる。中間膜は、さらに赤外線吸収剤や赤外線遮蔽剤を含んでもよい。

図５（ａ）は本発明によるシール部１６を採用した調光シート１０を一対のガラスの間に中間膜を介して挟んだ積層体１であり、図５（ｂ）は従来技術によるシール部１６を採
用した調光シート１０を一対のガラスの間に中間膜を介して挟んだ積層体１である。中間膜４を形成して積層される調光シート１０の表面にシール部１６が乗り上げた構成では、中間膜内に気泡９を発生しやすい。中間膜中の気泡９は除去が困難であり、意匠性を損ねる。本発明によるシール部１６を有する調光シート１０による積層体１では、中間膜中に気泡が生じにくく、意匠性を損ねない。

従来、シール部を有さない調光シートを建築に用いる場合、施工現場において調光シートの端部を、パテを用いてシールするとともに設置部に固定する施工が行われることがあった。施工において一対の透明導電フィルムの透明電極が互いに接触し、そのことが施工後に判明する事態があった。本発明の調光シートでは、予めシール部を備えるため、施工現場で調光シートの端部を損ね、さらにそのことが施工後になって判明する事態を防ぐことができる。

１ 合わせガラスとなる積層体
２，３ 板ガラス
４，５ 中間膜
９ 気泡
１０ 調光シート
１５（ａ，ｂ） 透明導電フィルム
１１（ａ，ｂ） フィルム基材
１２（ａ，ｂ） 透明導電膜
１３ 液晶層
１６ シール部
１８ くり抜き部
２０ 給電電極

Claims (4)

1. 透明電極を備える第１の積層体および第２の積層体と、液晶層とを備え、
   積層体の透明電極を対向させて配置された前記第１の積層体および第２の積層体との間に液晶層が挟持された調光シートであって、
   前記調光シートの外周端部の少なくとも一部において、前記第１の積層体および液晶層の端面が、前記第２の積層体の端面よりも内側にあり、前記第２の積層体の前記液晶層と対向する面の一部が露出した露出部を有し、
   前記第１の積層体および前記液晶層の前記端面と、前記第２の積層体の前記露出部と、に接するシール部を備え、
   前記シール部の、前記調光シートの厚み方向における長さが、前記第１の積層体の厚みと前記液晶の厚みと前記第２の積層体の厚みとの和より小さく、
   前記シール部が、前記調光シートの厚み方向において、第１および第２の透明フィルムの外表面より外側にない
   ことを特徴とする調光シート。
2. 前記シール部が、前記第１の積層体および前記液晶層の前記端面に沿って形成され、
   前記シール部の、前記露出部と接する領域の幅が５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の調光シート。
3. 前記シール部は、シール剤の塗布により形成され、
   前記シール剤は、
   体積固有抵抗率が１．０×１０^１０[Ω・ｍ]以上であり、
   水蒸気透過率が１００[ｇ／ｍ^２・２４ｈ]以下であり、
   前記シール剤中の酸の含有率が１００[ｐｐｍ]以下であり、
   ＪＩＳ Ｋ ７３７３で規定されるシール剤の黄色度（ＹＩ値）が５．０以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の調光シート。
4. 第１のガラス板と、第１の中間膜形成シートと、請求項１〜３の何れかに記載の調光シートと、第２の中間膜形成シートと、第２のガラス板と、がこの順番で積層されてなる合わせガラス。