JP7056419B2 - 合わせガラスの製造方法 - Google Patents
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Description
また、各図には、X-Y-Zの互いに直交する座標系を記載した(一部を除く)。この座標系においては、合わせガラス1の厚さ方向(各層の積層方向)をZ方向とし、このZ方向と直交する平面をX-Y平面とする。また、このX-Y平面を構成する任意の直交する2つの座標軸をX軸、Y軸とする。なお、Z方向において、紙面の上側(表面側)をZ1側、下側(裏面側)をZ2側とする。
図1に示すように、本実施形態の合わせガラス1は、一方の面側(図1では、Z1側)に凸となる曲面形状を有する。
本実施形態の合わせガラス1は、表面形状が3次元形状を有する例を挙げて説明するが、これに限らず、その表面形状が一方の面側に凸となる曲面形状を有する2次元形状(例えば、円筒の一部形状)としてもよい。ここで、3次元形状とは、単純な円筒面ではなく、平面を伸縮なしに変形させるだけでは構成できない曲面であり、3次元空間で2つの独立したパラメータで定義される曲面である。例えば、直交するX軸とY軸とをそれぞれ中心軸として、X軸を中心とした曲率半径Rx、Y軸を中心とした曲率半径Ryの2つの曲率基準をパラメータとして有する曲面を例示できる。
図2に示すように、本実施形態の積層体50は、第1ガラス板10、中間膜30、液晶セル40及び第2ガラス板20が、この順番で積層されている。なお、図1に示す合わせガラス1(積層体50)では、中間膜30の図示を省略している。
本実施形態において、中間膜30を構成する第1中間膜31、第2中間膜32及び第3中間膜33は、同一の素材で形成される。これにより、第1中間膜31、第2中間膜32及び第3中間膜33の接合強度をより高めることができる。
なお、第3中間膜33は、液晶セル40の外周を囲むような形状であれば、額縁状に限らず、例えば、一辺又は複数の辺が部分的に連続していない形状であってもよい。第3中間膜33の構成については、後述する。
図3は、液晶セル40の層構成を示す断面図である。図3は、液晶セル40の表面形状を平面状とした場合の断面図である。
図3に示すように、液晶セル40は、液晶用第1積層体141と液晶用第2積層体142との間に、液晶層44、スペーサー45及びシール材46を挟んで構成される。
液晶用第1積層体141は、基材41Aに、透明電極42A、配向層43Aを積層して形成される。液晶用第2積層体142は、基材41Bに、透明電極42B、配向層43Bを積層して形成される。液晶セル40において、液晶層44(ゲストホスト液晶組成物)における液晶分子の配向は、透明電極42A,42Bに印加する電圧により変化する。液晶層44における液晶分子の配向が変化することにより、液晶層44を透過する光の光量が調節される。
また、基材41A,41Bとして用いられる透明樹脂フィルムの厚さは、その材料にもよるが、その透明樹脂フィルムが可撓性を有する範囲内で適宜に選択できる。
透明導電膜としては、この種の透明樹脂フィルムに適用される各種の透明電極材料を適用することができ、酸化物系の全光透過率が50%以上の透明な金属薄膜を挙げることができる。透明電動膜としては、例えば、酸化錫系、酸化インジウム系、酸化亜鉛系が挙げられる。
酸化インジウム(In2O3)系としては、例えば、酸化インジウム、ITO(Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物)、IZO(Indium Zinc Oxide)が挙げられる。
酸化亜鉛(ZnO)系としては、例えば、酸化亜鉛、AZO(アルミドープ酸化亜鉛)、ガリウムドープ酸化亜鉛が挙げられる。
スペーサー45に用いられるビーズスペーサーとしては、シリカ等による無機材料による構成、有機材料による構成、これらを組み合わせたコアシェル構造の構成等を広く適用できる。また、このビーズスペーサーは、球形状による構成の他、円柱形状、角柱形状等のロッド形状による構成でもよい。
また、スペーサー45は、液晶用第2積層体142に設けられてもよいし、液晶用第1積層体141、液晶用第2積層体142の両方、又は、液晶用第1積層体141に設けられてもよい。
また、本実施形態において、液晶セル40は、配向層43A,43Bを備える形態を示したが、これに限らず、配向層43A,43Bを備えない形態としてもよい。
液晶セル40には、液晶層44を囲むように、シール材46が設けられている。このシール材46により、液晶用第1積層体141、液晶用第2積層体142が一体に保持され、液晶材料の漏出が防止される。シール材46としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等を用いることができる。
ここで、ノーマリーダークとは、液晶に電圧がかかっていない時に透過率が最小となり、黒い画面(遮光状態)となる構造である。ノーマリークリアとは、液晶に電圧がかかっていない時に透過率が最大となり、透明(透過状態)となる構造である。
図4は、第1の形態における第3中間膜33Aの構成を示す平面図である。
図4に示すように、第1の形態における第3中間膜33は、積層体50(図2参照)を厚さ方向(Z方向)から見た平面視において、液晶セル40の外周を囲む外周領域34に、複数の貫通穴(体積調節部)35を備える。貫通穴35は、第3中間膜33の一方の面から反対側の他方の面に向けて貫通している穴である。貫通穴35は、第3中間膜33に対して、例えば、打ち抜き加工を施すことより形成できる(他の形態の体積調節部についても同様である)。
また、複数の貫通穴35は、外周領域34の4辺に均等に配置されることが望ましい。複数の貫通穴35を外周領域34の4辺に均等に配置することにより、加圧された第3中間膜33の厚さをより均一にできる。
なお、以下に説明する各形態において、体積調節部となる部分の機能は、第1の形態と同じであるため、ここでは主に構成の相違点について説明する。
図5(A)は、第2の形態における第3中間膜33Bの構成を示す平面図である。
図5(A)に示すように、第2の形態における第3中間膜33Bは、平面視において、液晶セル40の外周を囲む外周領域34に、2つの貫通溝(体積調節部)36を備える。貫通溝36は、第3中間膜33の一方の面から反対側の他方の面に向けて貫通している溝である。本形態の貫通溝36は、第3中間膜33の外周領域34に沿って連続する矩形状の溝として形成されている。また、本形態の貫通溝36は、第3中間膜33の外周領域34において、相似形となるように2箇所に設けられている。
図5(B)に示すように、第3の形態における第3中間膜33Cは、平面視において、液晶セル40の外周を囲む外周領域34に、体積調節部としての貫通溝37を備える。貫通溝37は、第3中間膜33の一方の面から反対側の他方の面に向けて貫通している溝である。本形態の貫通溝37は、直線形状の溝として形成されており、第3中間膜33の外周領域34において、X-Yの2方向に分かれて、それぞれ平行に配置されている。
なお、第3の形態において、貫通溝37は、第3中間膜33の一方の面から反対側の他方の面に向けて貫通していない溝であってもよいし、貫通している溝と貫通していない溝との組み合わせであってもよい。また、貫通溝37の数は、上述した貫通溝37の総体積と隙間S2の体積とが同じであれば、1つでもよいし、3つ以上でもよい。更に、貫通溝37の組み合わせ形状は、図5(B)の例に限らず、異なる組み合わせ形状であってもよい。
図6(A)は、第4の形態における第3中間膜33Dの構成を示す平面図である。
図6(A)に示すように、第4の形態における第3中間膜33Dは、平面視において、液晶セル40の外周を囲む外周領域34の四隅に、それぞれ矩形開口部(体積調節部)38を備える。矩形開口部38は、第3中間膜33Dの一方の面から反対側の他方の面に向けて貫通している正方形の領域である。なお、矩形開口部38の形状は、正方形に限らず、例えば、長方形、扇形等であってもよい。
なお、第4の形態において、矩形開口部38は、第3中間膜33の一方の面から反対側の他方の面に向けて貫通していない形状であってもよいし、貫通している形状と貫通していない形状との組み合わせであってもよい。
図6(B)に示すように、第5の形態における第3中間膜33Eは、平面視において、液晶セル40の外周を囲む外周領域34の四隅の近傍に、それぞれ2つの凹部(体積調節部)39を備える。凹部39は、外周領域34の1つの隅(角部)を挟んでX-Yの各方向に2箇所設けられている。凹部39は、第3中間膜33Eの一方の面から反対側の他方の面に向けて貫通している矩形状の領域であり、外周領域34の外側に向けて開口している。なお、凹部39は、矩形状に限らず、三角形、波形、クランク形状等であってもよい。
なお、第5の形態において、凹部39は、第3中間膜33の一方の面から反対側の他方の面に向けて貫通していない形状であってもよいし、貫通している形状と貫通していない形状との組み合わせであってもよい。
図7は、本実施形態における合わせガラス1の製造方法を示すフローチャートである。図8は、積層体形成工程を示すフローチャートである。図9(A)~(E)は、積層体形成工程を示す図である。図10(A)~(C)は、合わせガラス1の製造工程の一部を示す図である。図11は、オートクレーブ工程後における合わせガラス1の層構成を示す断面図である。
まず、ステップS11において、図9(A)に示すように、第1ガラス板10を作業台(不図示)に載置し、その第1ガラス板10の上に第1中間膜31を積層する(第1中間膜積層工程)。
次に、ステップS13において、図9(C)に示すように、第1中間膜31の上の液晶セル40を除いた領域に第3中間膜33を積層する(第3中間膜積層工程)。本実施形態において、第3中間膜33の外周領域34には、複数の貫通穴35が設けられている。
なお、上述したステップS12の工程とステップS13の工程は、順番が逆であってもよい。
以上説明した積層体形成工程により、図9(E)に示すように、第1ガラス板10、中間膜30、液晶セル40及び第2ガラス板20が、この順番で積層された積層体50が完成する。
図7において、積層体形成工程S10以降のステップS20~S50に示す工程は、積層体50の接合工程となる。
まず、ステップS20において、図10(A)に示すように、積層体50をバッグ501に封入する(封入工程)。
バッグ501の素材としては、可撓性及び気密性を有するゴム製、シリコン製が好ましい。バッグ501は、柔軟性、耐熱性の観点からシリコン製を用いることがより好ましいが、積層体50を一体に接合する接合工程において、バッグ501に含まれるシリコンの成分が第1ガラス板10,第2ガラス板20の表面へ転写される場合がある。これを抑制したい場合には、バッグ501の素材として、EPDMゴム(エチレン・プロピレン・ジエンゴム)を用いることが好ましい。なお、バッグ501の素材は、これに限らず、例えば、ナイロンフィルであってもよい。
封入工程S20において、積層体50は、バッグ501内に、鉛直方向(図の上下方向)の上側に凸となるように配置してもよいし、鉛直方向の下側に凸となるように配置してもよい。
また、吸引工程S30は、後述する加熱工程S40よりも前に実施することが好ましい。吸引工程S30を加熱工程S40の後に実施すると、積層体50の各層間から空気が抜けきらずに気泡となってしまい、圧着不良、外観不良の要因となるからである。
吸引工程S30及び加熱工程S40により、後述するように、第1中間膜31、第2中間膜32及び第3中間膜33が溶融し、積層体50の各部材が圧着される。
本実施形態のオートクレーブ工程S50では、加熱工程S40後の積層体50(合わせガラス1)を加熱及び加圧した。
オートクレーブ工程S50が終了することにより、合わせガラス1が完成する。なお、必要に応じて、合わせガラス1の外形の形状を整える切除工程を実施してもよい。
実施形態では、中間膜30を構成する第1中間膜31、第2中間膜32及び第3中間膜33を、同一の素材で形成する例について説明したが、これに限定されない。中間膜30において、第3中間膜33は、第1中間膜31及び第2中間膜32とは異なる素材により形成されてもよい。
また、吸引工程S30及び加熱工程S40においては、ポンプ(不図示)によりバッグ501内の空気を吸引する力を制御することにより、積層体50へかかる圧力を調整できる。
10 第1ガラス板
20 第2ガラス板
30 中間膜
31 第1中間膜
32 第2中間膜
33 第3中間膜
35 貫通穴
36、37 貫通溝
38 矩形開口部
39 凹部
40 液晶セル
50 積層体
Claims (4)
- 第1ガラス板の上に第1中間膜を積層する工程と、
前記第1中間膜の上に液晶セルを積層する工程と、
前記液晶セルよりも厚みが大きく、前記液晶セルの外周を囲む形状の第3中間膜を前記第1中間膜の上に積層する工程と、
前記液晶セル及び前記第3中間膜の上に第2中間膜を積層する工程と、
前記第2中間膜の上に第2ガラス板を積層する工程と、
前記第1ガラス板、前記第1中間膜、前記液晶セル、前記第3中間膜、前記第2中間膜及び前記第2ガラス板からなる積層体を一体に接合する接合工程と、
を備え、
前記第1中間膜、前記第3中間膜及び前記第2中間膜のうちの少なくとも一つは、前記積層体を積層方向から見た平面視において、前記液晶セルの外周を囲む外周領域に体積調節部を有し、
前記体積調節部は、穴、貫通穴又はこれらの組合せである合わせガラスの製造方法。 - 第1ガラス板の上に第1中間膜を積層する工程と、
前記第1中間膜の上に液晶セルを積層する工程と、
前記液晶セルよりも厚みが大きく、前記液晶セルの外周を囲む形状の第3中間膜を前記第1中間膜の上に積層する工程と、
前記液晶セル及び前記第3中間膜の上に第2中間膜を積層する工程と、
前記第2中間膜の上に第2ガラス板を積層する工程と、
前記第1ガラス板、前記第1中間膜、前記液晶セル、前記第3中間膜、前記第2中間膜及び前記第2ガラス板からなる積層体を一体に接合する接合工程と、
を備え、
前記第1中間膜、前記第3中間膜及び前記第2中間膜のうちの少なくとも一つは、前記積層体を積層方向から見た平面視において、前記液晶セルの外周を囲む外周領域に体積調節部を有し、
前記体積調節部は、前記外周領域に沿って設けられた線状の溝、貫通溝又はこれらの組合せである合わせガラスの製造方法。 - 請求項1又は請求項2に記載の合わせガラスの製造方法において、
前記体積調節部は、前記外周領域の四隅に設けられる合わせガラスの製造方法。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の合わせガラスの製造方法において、
前記体積調節部の体積は、前記接合工程を実施する前の前記積層体において前記第1中間膜と前記第2中間膜との間に前記液晶セル及び前記第3中間膜の厚さの差により生じる隙間の体積と同じである合わせガラスの製造方法。
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