JP6972448B1 - 液晶調光フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】ハンダ付けに代って、圧着端子を用いることにより、リード線を接続した信頼性の高い電極端子を有する液晶調光フィルムが提供できる。【解決手段】内側に透明電極面を備えた２枚の透明基板フィルムの間に、液晶調光層が挟まれた３層からなる液晶調光フィルムの透明基板フィルムにおいて、ハトメを用いて圧着端子が透明電極膜に接合された一対の電極端子は、リード線との接続が容易であり、極めて信頼性が高い。【選択図】図６

Description

本発明は、液晶調光フィルムに電圧を印加して光透過率を制御するための、改良された電極端子の構造に関する。

液晶調光フィルムは、偏光板やバックライトを必要としないので、表示が明るく、製造工程上も簡便で、電圧印加により、光の散乱（不透明状態）と光透過（透明状態）の制御が可能であり、いろいろな用途で使用されている。

図１に示すように、液晶調光フィルムの製造方法において、ロールツーロール（ＲＴＲ）のプロセス方式が一般的である。上側に透明電極膜１ａを有するロール状の透明基板フィルム１を引き出し、露出した透明電極面に高分子モノマーと液晶及びＵＶ開始剤とからなる液体状態の液晶調光液を均一膜になるように塗布しながら、下側に透明電極膜２ａを有するロール状の透明基板フィルム２を引き出して貼り合わせ、透明基板フィルム１と液晶調光液と透明基板２フィルムとからなる３層のフィルムにＵＶを照射することにより、液晶調光液中の高分子モノマーが光重合して、ネットワーク化した高分子相の中に液晶相が分散した状態の液晶調光層３が形成される。

この様に、液晶調光フィルムは、内側に透明電極膜１ａ，２ａを備えた２枚の透明基板フィルム１，２の間に液晶調光層３が挟まれた３層の構成からなり、透明電極膜１ａ，２ａ間に電圧を印加すれば、液晶調光層３のネットワーク高分子の中の液晶が応答して、入射光の透過率が変化する仕組みになる。

図２に示すように、一対の帯状の電極端子面１ｄ、２ｄが表裏で重なり合わない様に、左右に配置されるので、液晶調光フィルムの電極端子４は、予め設置の位置が決められる。

図３に示すように、図３右の透明電極膜１ａの電極端子面１ｄの電極端子４の製作は、例えば、特許文献１に記載があるが、電極端子面１ｄに相当する透明基板フィルム２と液晶調光層３の部分が切り取られ、露出した電極端子面１ｄに銅箔テープなどの導電片が導電接着剤を用いて貼り付けられ、その上にリード線がハンダ付けされ、電極保護としてＵＶ硬化樹脂（図示せず）などで、電極端子面１ｄが絶縁封止される。図３左の透明電極膜２ａの電極端子面２ｄの電極端子４も、電極端子面２ｄに相当する透明基板フィルム１と液晶調光層３の部分が切り取られ、露出した電極端子面２ｄに銅箔テープなどの導電片が導電接着剤を用いて貼り付けられ、その上にリード線がハンダ付けされ、電極保護としてＵＶ硬化樹脂（図示せず）などで、電極端子面２ｄが絶縁封止される。

特開２０１８−２２１５４号公報

この様に製作される液晶調光フィルムの一対の電極端子４において、リード線がハンダ付けされた電極端子面１ｄ，２ｄをＵＶ硬化樹脂などで覆い封止する作業は、手間とコスト時間もかかり、できれば、安全かつ簡便な封止方法が望まれる。また電極端子４の設置が、一辺上の両端部分の各一か所に決められており、面積の大きな液晶調光フィルムになれば、電極端子４から離れた位置では、透明電極の電気抵抗により、液晶調光層３に印加される電圧が低下する問題も発生する。従って、取り付けが容易な電極端子４が望まれる。

リード線のハンダ付けは、接続される金属間に良好な導電性をもたらし、電子部品等に広く用いられているが、透明基板フィルム１，２は、主に熱可塑性のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムからなり、ハンダ付けの約２００℃以上の温度の数秒間において、透明基板フィルム１，２が何らかのダメージを受ける可能性がある。さらに、振動や熱変化また機械的強度が求められる環境では、ハンダ付け部分のハンダが取れるなどの劣化が予想されるので、ハンダ付けに代わる信頼性の高いリード線の接続法が望ましい。

請求項１の発明は、一方の透明基板フィルム１と、他方の透明基板フィルム２と、これら透明基板フィルム１、２のそれぞれの透明電極膜１ａ，２ａに挟まれた液晶調光層３とからなる液晶調光フィルムにおいて、一方の透明基板フィルム１用の電極端子４として、その透明基板フィルムの１の透明電極膜１ａに圧着端子５を配置して、プラスチック製ハトメ６で導電接合し、他方の透明基板フィルム２の電極端子４として、その透明電極膜２ａに圧着端子５を配置して、プラスチック製ハトメ６で導電接合したことを特徴とする。

請求項２の発明は、一方の透明基板フィルム１と、他方の透明基板フィルム２と、これら透明基板フィルム１、２のそれぞれの透明電極膜１ａ，２ａに挟まれた液晶調光層３とからなる液晶調光フィルムにおいて、一方の透明基板フィルム１用の電極端子４として、その透明基板フィルム１の上に圧着端子５を配置して、その下側の透明電極膜１ａに金属ハトメの座金１０を配置して、金属ハトメ９で導電接合し、他方の透明基板フィルム２の電極端子４として、その透明基板フィルム１の上に圧着端子５を配置して、その下側の透明電極膜２ａに金属ハトメの座金１０を配置して、金属ハトメ９で導電接合したことを特徴とする。

請求項３の発明は、金属ハトメ９の円筒体９ａの中空部分９ｃを利用して、その上下にプラスチックホック１２が嵌められたことを特徴とする。

本発明において、電極端子４は容易に短時間でコスト安く複数取り付けられるので、面積の大きな液晶調光フィルムにおいても、印加電圧を高めることがなく、電極端子数を増やすことで対応できる。またプラスチック製ハトメ６を用いた場合、電極端子４の金属部分が液晶調光フィルム上に露出しないので安全であり、裏面から見ても、きれいな仕上りになり、金属ハトメ９を用いた場合でも、プラスチックホック１１を嵌めれば、液晶調光フィルム上に金属が露出しない。

ハンダ付けに代わって、圧着端子５を用いてリード線を接続するので、透明基板フィルム１，２に熱的ストレスを掛けない。さらに電気的な接続性に優れる他、引っ張りなどの機械的ストレスにも強く、極めて信頼性の高いリード線の接続法になる。

液晶調光フィルム製造工程の一例 液晶調光フィルムの平面図の一例 図２におけるＡ−Ａ線断面図 本発明に係る液晶調光フィルムの切り取り断面図と電極端子の斜視図 プラスチック製ハトメを使用した実施例の平面図 図５のＢ−Ｂ線断面図。 金属ハトメとプラスチックホックを使用した実施例の平面図 図７のＣ−Ｃ線断面図

以下、プラスチック製ハトメ６と圧着端子５を用いた本発明の第一の実施形態を、図４〜図６に基づいて説明する。

図４に示す様に、本発明に用いる圧着端子５は、孔５ｃを設けた舌部５ａとリード線接続のスリーブ端子５ｂからなり、プラスチック製ハトメ６は、圧着端子舌部５ａの孔５ｃを貫通する円筒体６ｂと、中空部分６ｄを有する円筒体６ｂの一端に連続して形成されたフランジ体６ａから構成され、プラスチック製リング７はハトメ６の円筒体６ｂが挿通可能な孔７ａを設け、圧着端子５の舌部５ａを止着するための構成となっている。

図４は、圧着端子５とハトメ６を用いて一対の電極端子４を製作するために、透明基板フィルム１，２を部分的に切り取った状態を示す液晶調光フィルムの断面図であり、上側の透明基板フィルム２がハトメ６の円筒体６ｂの外径サイズに切り取られた孔２ｂと下側の透明基板フィルム１が圧着端子舌部５ａの外径サイズより少し大きく切り取られた孔１ｃが設けられ、その孔１ｃに対応する透明電極膜２ａの部分を電極端子面２ｄとする。同様に、図４に図示しないが、透明基板フィルム１にハトメ６の円筒体６ａの外径サイズに切り取られた孔１ｂと第２の透明基板フィルム２圧着端子舌部５ａの外径サイズより少し大きく切り取られた孔２ｃが設けられ、その孔２ｃに対応する透明電極膜１ａの部分を電極端子面１ｄとする。

図４に示す、透明基板フィルム１，２の大小円板形の二段切り取りは、レザー方式やトムソンプレス方式を用いてで容易に行える。

図５は、請求項１のプラスチック製ハトメ６を使用した実施例の平面図であり、図５右の電極端子４において、透明基板フィルム２の上にハトメ６のフランジ体６ａが露出しており、図５左の電極端子４においても、ハトメ６の円筒体６ｂの先端部６ｃがかしめられ拡開した部分が露出している。図６は、一対の電極端子４が製作された後の状態を示す図５のＢ−Ｂ線断面図である。

図６右の電極端子４は、図４右の電極端子面２ｄにおいて、以下のように取り付けられる。図４に示す透明基板フィルム１，２の大小円板形の二段切り取りの後、上側の透明基板フィルム２の電極端子面２ｄに、下から圧着端子舌部５ａとプラスチック製リング７が配置され、上側の透明基板フィルム２の孔２ｂからハトメ６の円筒体６ｂが圧着端子５の孔５ｃとリング７の孔７ａに挿通され、圧着器具（図示せず）によって、ハトメ円筒体の先端６ｃがかしめ拡開され、ハトメ６とリング７体が圧着端子舌部５ａを挟んで止着される。図６左の電極端子４も、透明基板フィルム１，２の大小円板形の二段切り取りの後、下側の透明基板フィルム１の電極端子面１ｄに、上から圧着端子舌部５ａとプラスチック製リング７が配置され、下側の透明基板フィルム１の孔１ｂからハトメ６の円筒体６ｂが圧着端子５の孔５ｃとリング７の孔７ａに挿通され、圧着器具（図示せず）によって、ハトメ円筒体の先端６ｃがかしめ拡開され、ハトメ６とリング７体が圧着端子舌部５ａを挟んで止着される。

さらに、図６右の電極端子４において、圧着端子舌部５ａと透明電極膜１ａとの隙間にホットメルト樹脂８を注入して封止固定する。同様に図６左の電極端子４においても、圧着端子舌部５ａと透明電極膜２ａとの隙間にホットメルト樹脂８を注入して封止固定して、一対の圧着端子５の取り付けが完成する。

この様な構成であれば、一対の圧着端子舌部５ａが対応する電極端子面１ｄ，２ｄと接合しているので、リード線からの電力は圧着端子５を介して直接電極端子面１ｄ，２ｄに伝わる。さらにハトメ６を用いることで、液晶調光フィルム上に金属が露出しないので安全上好ましい。

接合した圧着端子舌部５ａと電極端子面１ｄ，２ｄとの導通性を高めるため、圧着端子の舌部５ａの上面に粘着剤を塗布し、その上に導電粒子を散布したものであれば、電極端子面１ｄ，２ｄと圧着端子舌部５ａ面の接合において、電極端子面１ｄ，２ｄに液晶調光層３の成分が付着していても、導通性を高めることができる。導電性粒子は、金属粉、カーボン粉、炭化金属粉でもよく、その粒径は０．０１〜０．１ｍｍが好ましい。この方法は、導電性ペーストと異なり、硬化時間を必要としないので、作業時間の短縮に繋がる。

圧着端子５の形状はいろいろあるが、ハトメ６で固定するためには図４に示す孔５ｃを有する丸形が好ましく、圧着端子スリーブ５ｂは、短絡防止のため電線の圧着部（胴体部分）が合成樹脂によって覆われている絶縁被覆付が好ましい。圧着端子５の材質は、銅、真鍮、ステンレス、アルミニウムでもよい。また圧着端子と形状が同じで、リード線接続端子部分が開きになっている抱きラグ端子（図示せず）を圧着端子５の代わりに用いてもよい。

ハトメ６の素材は、かしめの強力に適度の曲げ弾性率を有し、かつ耐衝撃性を有するプラスチックが好ましく、ポリプロピレン系樹脂が中でも具体的には、プロピレン−エチレンランダム共重合体と軟質プロピレン系重合体との混合物が好ましい。前記リング７の素材としても、曲げ弾性率が大きいプロピレン系共重合体が好ましい。

以上、圧着端子５とプラスチック製ハトメ６を用いて本発明の第一の実施形態を述べたが、プラスチック製ハトメ６に代えて金属ハトメを用いてもよく、以下、金属製ハトメ９と圧着端子５を用いた本発明の第二の実施形態を、図７、８に基づいて説明する。

本発明の第二の実施形態における圧着端子５は、上記第一の実施形態と同じものであり、ハトメにおいても形状と構成が同じであり、図４に示す様に、金属ハトメを図４の９として、その円筒体を９ｂ、フランジ体を９ａ、金属ハトメに対応する座金を１０とする。

図７は、請求項２の金属ハトメ９とプラスチックホック１１を使用した実施例の平面図であり、図７右の電極端子４において、透明基板フィルム２上に金属ハトメ９のフランジ体９ａに被さったプラスチックホック雄１１ａが露出しており、同様に、図７左の電極端子４において、円筒体９ａの先端部がかしめられ拡開した部分に被さったプラスチックホック雌１１ｂが露出している。そして図８は、一対の電極端子が製作された後の状態を示す図７のＣ−Ｃ線断面図である。

本発明の第二の実施形態において、第一の実施形態と同じように、圧着端子５を直接、電極端子面１ｂ，２ｂに接合してもよいし、また金属ハトメ９は圧着端子５と直接導通するので、圧着端子５を上側透明基板フィルム２の上に配置してもよい。以下、金属ハトメ９を用いて圧着端子５を透明基板フィルム２の上に配置した一対の電極端子４製作の本発明の第二の実施形態を、図７，８に基づいて説明する。

図７右の電極端子４は、図８右の電極端子面２ｄにおいて、以下のように取り付けられる。図４に示すように、第一の実施形態と同様、上側の透明基板フィルム２が金属ハトメ９の円筒体９ｂの外径サイズに切り取られ、下側の透明基板フィルム１が金属ハトメの座金１０の外径サイズより少し大きく切り取られる。次に、上側の透明基板フィルム２の孔２ｂに、上から圧着端子舌部５ｂを配置、下から座金１０が電極端子面２ｄに配置され、上から金属ハトメ９の円筒体９ｂが圧着端舌部の孔５ｃと前記座金の孔１０ａに挿通され、圧着器具（図示せず）によって円筒体の先端部９ｃがかしめ拡開して、ハトメ９本体と座金１０が圧着端子舌部５ｂを挟んで止着される。図８左の電極端子４も、電極端子面１ｄにおいて、以下のように取り付けられる。下側の透明基板フィルム１が金属ハトメ９の円筒体９ｂの外径サイズに切り取られ、上側の透明基板フィルム２が金属ハトメの座金１０の外径サイズより少し大きく切り取られる。次に、上側の透明基板フィルム２の孔２ｃに、下から圧着端子舌部５ａを配置して、上から座金１０が電極端子面１ｂに配置され、下から金属ハトメ９の円筒体９ｂが圧着端舌部の孔５ｃと前記座金の孔１０ａに挿通され、圧着器具（図示せず）によって円筒体の先端部９ｃがかしめられ拡開して、ハトメ９本体と座金１０が圧着端子舌部５ｂを挟んで止着される。

さらに、図８右の電極端子４において、圧着端子舌部５ａと透明電極膜１ａとの隙間にホットメルト樹脂８を注入して封止固定する。同様に図６左の電極端子４においても、圧着端子舌部５ａと透明電極膜２ａとの隙間にホットメルト樹脂８を注入して封止固定して、一対の圧着端子５の取り付けが完成する。

この様な構成であれば、リード線接続された一対の圧着端子５からの電力は、金属ハトメのフランジ体９ｂを通って座金１０そして一対の電極端子面２ｄまたは１ｄに伝わる。

接合した座金１０と電極端子面１ｄまたは２ｄとの導通性を高めるため、第一の実施形態と同じように、座金１０の上面に粘着剤を塗布し、その上に導電粒子を散布したものであれば、電極端子面１ｄまたは２ｄと座金１０の上面との接合において、電極端子面１ｄまたは２ｄに液晶調光層３の成分が付着していても、導通性を高めることができる。

上記の電極端子４取り付けにおいて、座金１０を用いなくても良い。この場合、電極端子面１ｄ、２ｄと前記ハトメ９の接触・導通性を高めるため、前記ハトメ円筒体９ａの先端に切り込みが入った菊割ハトメ（図示せず）が好ましい。また金属ハトメの材質は一般的な真鍮製、アルミニウム製、ステンレス製、鉄製でよい。

以上、金属ハトメ９を用いて、圧着端子５を液晶調光フィルムの電極端子４とした本発明の第二の実施形態を説明した。金属製ハトメは、ハトメが剥離方向に負荷がかかるかしめの強力にすぐれ、加工性も安定しているが、金属が液晶調光フィルムの表面に露出するため安全上好ましくないので、金属ハトメ９の円筒体９ｂの中空部分９ｄを利用してプラスチックホック１１を嵌めれば、図７に示すように、上下の透明基板フィルム１，２上に金属部分が露出しない。

１ 第１の透明基板フィルム
１ａ 第１の透明基板フィルムの透明電極膜
１ｂ １の孔（小）
１ｃ １の孔（大）
１ｄ １ａの電極端子面
２ 第２の透明基板フィルム
２ａ 第２の透明基板フィルムの透明電極膜
２ｂ ２の孔（小）
２ｃ ２の孔（大）
２ｄ ２ａの電極端子面
３ 液晶調光層
４ 電極端子
５ 圧着端子
５ａ ５の舌部
５ｂ ５のスリーブ
５ｃ ５ａの孔
６ プラスチック製ハトメ
６ａ ６のフランジ体
６ｂ ６の円筒体
６ｃ ６ｂの先端
７ プラスチック製リング
７ａ ７の孔
８ ホットメルト樹脂
９ 金属ハトメ
９ａ ９のフランジ体
９ｂ ９の円筒体
９ｃ ９ａの先端
９ｄ ９ａの中空部分
１０ 金属ハトメの座金
１０ａ １０の孔
１１ プラスチックホック
１１ａ １１の雄
１１ｂ １１の雌

Claims (3)

1. 一方の透明基板フィルムと、他方の透明基板フィルムと、これら透明基板フィルムのそれぞれの透明電極膜に挟まれた液晶調光層とからなる液晶調光フィルムにおいて、前記一方の透明基板フィルム用の電極端子として、その透明基板フィルムの透明電極膜に圧着端子を配置して、プラスチック製ハトメで導電接合し、前記他方の透明基板フィルムの電極端子として、その透明電極面に圧着端子を配置して、プラスチック製ハトメで導電接合していることを特徴とする液晶調光フィルム。
2. 一方の透明基板フィルムと、他方の透明基板フィルムと、これら透明基板フィルムのそれぞれの透明電極膜に挟まれた液晶調光層とからなる液晶調光フィルムにおいて、前記一方の透明基板フィルム用の電極端子として、その透明基板フィルムの上に圧着端子を配置して、その下側の透明電極面に金属ハトメの座金を配置して、金属ハトメで導電接合し、前記他方の透明基板フィルムの電極端子として、その透明基板フィルムの上に圧着端子を配置して、その下側の透明電極面に金属ハトメの座金を配置して、金属ハトメで導電接合していることを特徴とする液晶調光フィルム。
3. 金属ハトメの円筒体の中空部分を利用してプラスチックホックが嵌めれた請求項２の液晶調光フィルム。

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