JP7173154B2 - 調光シート、および、調光シートの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、調光シートの端面への導電性物質の付着に起因した短絡の発生を抑えることのできる調光シートおよび調光シートの製造方法を提供することを目的とする。
上記構成によれば、レーザ照射によって絶縁部が形成されるため、例えばエッチングによって絶縁部を形成する製造方法と比較して、調光シートの製造に要する工程数の低減が可能である。
上記構成の絶縁部は、レーザ照射によって好適に形成できる。
上記構成の絶縁部は、レーザ照射によって好適に形成できる。
上記構成の絶縁部は、パルス発振のレーザ照射によって好適に形成可能である。パルス発振のレーザを用いることによって、レーザ照射によって生じた熱を放散させつつ絶縁部を形成することができるため、調光層における気泡の発生が抑えられる。
上記調光シートにおいて、前記第2透明電極層は、駆動電圧が印加されるように構成された電極部と、前記調光シートの表面に沿った方向に当該電極部と隣り合う絶縁部であって、前記平面視において当該電極部の外縁に沿って延びる前記絶縁部とを有し、前記平面視において、前記第1透明電極層の前記絶縁部と、前記第2透明電極層の前記絶縁部とが重なってもよい。
図1~図17を参照して、調光シート、および、調光シートの製造方法の第1実施形態を説明する。第1実施形態の調光シート10は、ノーマルタイプおよびリバースタイプのいずれかの構造を有する。図1は、ノーマルタイプの調光シート10Nの断面構造を示す。
図1が示すように、ノーマルタイプの調光シート10Nは、調光層11と、一対の透明電極層である第1透明電極層12Aおよび第2透明電極層12Bと、一対の透明支持層である第1透明支持層13Aおよび第2透明支持層13Bとを備えている。第1透明電極層12Aと第2透明電極層12Bとは、調光層11を挟み、第1透明支持層13Aと第2透明支持層13Bとは、調光層11および透明電極層12A,12Bを挟んでいる。第1透明支持層13Aは、第1透明電極層12Aを支持し、第2透明支持層13Bは、第2透明電極層12Bを支持している。調光シート10Nを構成する上述の各層は、いずれも、調光シート10Nの端面10Eまで延びている。
図4(a)が示すように、第1接続領域SAにおいては、第1透明電極層12Aにおける第1透明支持層13Aに接する面とは反対側の面が、調光層11、第2透明電極層12B、および、第2透明支持層13Bを含む調光シート10の他の層から露出されて、透明板50と対向する。第1透明支持層13Aにおける第1透明電極層12Aに接する面とは反対側の面が、調光シート10の表面である。
上述した調光シート10の製造方法を、ノーマルタイプの調光シート10Nを例に説明する。
詳細には、図6が示すように、調光層11に対して第1透明導電層31Aが位置する側から、多層体30における絶縁領域SIとなる予定の領域にレーザLaが照射される。レーザLaの照射によって、2つの透明導電層31A,31Bのうち、レーザ装置60の光源から近い第1透明導電層31Aと、上記光源から遠い第2透明導電層31Bとの双方に、絶縁性を有する部分が形成される。これにより、第1透明導電層31Aに、絶縁部21Aと、絶縁部21Aによって区分けされた電極部20Aおよび外周導電部22Aとが形成され、その結果、第1透明電極層12Aが形成される。また、第2透明導電層31Bに、絶縁部21Bと、絶縁部21Bによって区分けされた電極部20Bおよび外周導電部22Bとが形成され、その結果、第2透明電極層12Bが形成される。
上述の製造方法によって製造された絶縁部21A,21Bの構成について、詳細に説明する。上述のように、絶縁部21A,21Bは、レーザ照射によって形成されたレーザ加工痕である。まず、このレーザ加工痕の詳細について説明する。
例えば、図10が示すように、絶縁部21Aは、電極部20Aおよび外周導電部22Aと比較して、導電性に寄与する原子、あるいは、導電性に寄与する分子の一部である元素Pcが第1透明電極層12Aの下層に流出することにより組成が変化している領域である。こうした組成の変化に起因して、絶縁部21Aは、絶縁性を有している。
なお、図8~図11においては、絶縁部21Aの断面形状を、第1透明支持層13Aに向かって絶縁部21Aの幅が拡大し、絶縁部21Aの外縁が、絶縁部21Aの外側に向かって膨らむように湾曲した曲線から構成される形状に図示した。この形状は、第1透明導電層31Aにおける厚さ方向の中央部から第1透明支持層13Aに接する表面の付近にレーザの焦点が合わせられて、第1透明支持層13Aと対向する位置からレーザ照射が行われた場合に形成される絶縁部21Aの形状を想定している。レーザの照射方向や焦点位置やパワー等によっては、絶縁部21Aの断面形状は、図8~図11に示した形状とは異なる形状になり得る。
ITOから構成された透明導電層31A,31Bを備えるリバースタイプの多層体30に対してレーザ照射を行うことにより形成された絶縁部21Aの解析を行った。透明支持層13A,13Bとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルムを使用し、調光層11には、高分子ネットワーク型液晶を用いた。また、配向層14A,14Bの材料としては、ポリイミドを用いた。
種類:IR半導体レーザ
スポット径:30μm
発振方式:パルス発振
繰り返し周波数:1.2kHz
パルス幅:417μs
出力:0.008W
多層体30が載置される載置台の移動速度:30mm/s
<解析手順>
上記レーザ照射条件に従って、レーザの波長をITOに吸収される波長として、第1透明支持層13Aと対向する位置から多層体30にレーザ照射を行い、リバースタイプの調光シート10Rを形成した。調光層11を厚さ方向に分割することによって、調光シート10Rを、第1透明支持層13A、第1透明電極層12A、第1配向層14A、および、調光層11の一部を有する第1多層体と、第2透明支持層13B、第2透明電極層12B、第2配向層14B、および、調光層11の一部を有する第2多層体とに分離した。
上記手順に従って第1多層体および第2多層体における外観と組成との解析を行うことにより、上記レーザ照射条件に従って形成された絶縁部21Aは、上述の第1例の構造を有することが確認された。以下、解析結果について詳述する。
図14(b)が示すように、レーザ照射領域では、レーザ非照射領域と比較して、調光層11および第1配向層14AにおけるInの濃度が高くなっていることが確認できる。なお、レーザ非照射領域にてInが検出されている理由は、調光層11の下方の第1透明電極層12Aに含まれるInが検出されているためと考えられる。
以上により、レーザ照射領域では、第1透明電極層12Aが含む元素であるInが、調光層11にまで流出していることが示唆される。後述する第1透明電極層12Aの外観の観察結果から、レーザ照射領域でのInの増加は、レーザ照射によって第1透明支持層13Aから第1透明導電層31Aを構成するITO膜が剥がれ、その膜片が調光層11の内部まで分散しているために生じていると考えられる。
第1実施形態の作用を説明する。調光シート10においては、絶縁部21A,21Bによって、電極部20A,20Bと外周導電部22A,22Bとが絶縁されている。そして、透明電極層12A,12Bのなかで、調光シート10の端面10Eに露出している部分は、外周導電部22A,22Bである。したがって、端面10Eに水分や導電性の塵などの導電性物質が付着して、外周導電部22Aと外周導電部22Bとが電気的に接続されたとしても、電極部20Aと電極部20Bとは導通しない。それゆえ、端面10Eへの導電性物質の付着に起因した短絡の発生を抑えることができる。また、外力により調光シート10の端部が押圧されて潰れ、外周導電部22Aと外周導電部22Bとが接触したとしても、電極部20Aと電極部20Bとは導通しない。したがって、端部の潰れに起因した短絡の発生も抑えることができる。
以上説明したように、第1実施形態によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
図18および図19を参照して、調光シート、および、調光シートの製造方法の第2実施形態を説明する。第2実施形態では、接続領域SA,SBおよび絶縁部21A,21Bの配置が第1実施形態と異なる。以下では、第2実施形態と第1実施形態との相違点を中心に説明し、第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。なお、第2実施形態の調光シートにも、ノーマルタイプとリバースタイプとのいずれの構造も適用可能である。
図18が示すように、第2実施形態の調光シート15は、表面と対向する位置から見た平面視にて矩形形状を有し、その角部に接続領域SA,SBを有している。詳細には、第1接続領域SAと第2接続領域SBとは、調光シート15の一辺に沿って並ぶ。そして、第1接続領域SAは、当該一片が延びる方向における調光シート15の一方の端部に位置し、第2接続領域SBは、当該一片が延びる方向における調光シート15の他方の端部に位置する。
図19(a)が示すように、第1実施形態と同様、第1接続領域SAにおいては、第1透明電極層12Aにおける第1透明支持層13Aに接する面とは反対側の面が、調光シート15の他の層から露出されて、透明板50と対向する。絶縁領域SIが途切れている部分において、調光領域SLと第1接続領域SAとの間で電極部20Aは連続している。第1接続領域SAにて電極部20Aに第1配線部40Aが接続されることにより、第1配線部40Aを通じて、調光領域SLの電極部20Aに駆動電圧が印加される。
第2実施形態の作用を説明する。調光シート15においては、接続領域SA,SBが調光シート15の角部に配置されているため、接続領域SA,SBが他の領域に囲まれている第1実施形態と比較して、接続領域SA,SBの形成および接続領域SA,SBへの配線部40A,40Bの接続が容易である。また、第1実施形態では、配線部40A,40Bを調光シート10の外周領域に引き出すためには、接続領域SA,SBを囲む絶縁領域SIや導電領域SOを跨いで配線部40A,40Bを延ばす必要がある。これに対し、第2実施形態では、接続領域SA,SBから外周領域に直接に配線部40A,40Bを引き出すことができるため、配線部40A,40Bに曲げ等の力がかかりにくい。したがって、配線部40A,40Bによる電極部20A,20Bと駆動回路との導通の信頼性が高められる。また、配線部40A,40Bが調光シート15の端部に位置するため、調光シート15の利用者が、配線部40A,40Bに遮られることなく調光シート15の背後の状況を視認可能な例えば矩形形状の領域を、調光領域SL内に広く確保しやすい。
(8)接続領域SA,SBが、上記平面視において調光シート15の端部に位置し、絶縁部21A,21Bは、接続領域SA,SBの周囲で途切れている。こうした構成によれば、電極部20A,20Bの短絡および腐食を抑えつつも、接続領域SA,SBの形成および接続領域SA,SBへの配線部40A,40Bの接続の容易性を高めることができる。
第1実施形態および第2実施形態は、以下のように変更して実施することが可能である。また、以下の各変形例は、組み合わせて実施してもよい。
・第2実施形態において、接続領域SA,SBは、調光シート15の端部に配置されて調光シート15の外縁を構成していればよく、調光シート15の角部に配置されていなくてもよい。なお、調光シート15の角部に接続領域SA,SBが配置される形態であれば、接続領域SA,SBの形成がより容易であり、また、接続領域SA,SBの付近で途切れるように絶縁領域SIを配置したとき、絶縁領域SIの延びる経路の形状が複雑になることが抑えられる。
図21~図24を参照して、調光シート、および、調光シートの製造方法の第3実施形態を説明する。第3実施形態では、絶縁部の形成方法が第1実施形態と異なる。以下では、第3実施形態と第1実施形態との相違点を中心に説明し、第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。なお、第3実施形態の調光シートにも、ノーマルタイプとリバースタイプとのいずれの構造も適用できる。
第3実施形態の調光シート16が有する絶縁部23A,23Bは、透明導電層31A,31Bのエッチングによって形成される。エッチングを利用して形成される絶縁部23A,23Bは、レーザ照射によって形成される絶縁部と比べて、幅を大きく形成することが容易である。
第1透明電極層12Aは、外周導電部22Aを有さず、電極部20Aと絶縁部23Aとから構成される。第2透明電極層12Bは、外周導電部22Bを有さず、電極部20Bと絶縁部23Bとから構成される。絶縁部23Aは、第1透明電極層12Aにおける面方向の端部に位置し、絶縁部23Bは、第2透明電極層12Bにおける面方向の端部に位置する。
第3実施形態の調光シート16の製造方法を、ノーマルタイプの調光シートを例に説明する。
第3実施形態の作用を説明する。第3実施形態においても、電極部20A,20Bの外縁に沿って絶縁部23A,23Bが延びているため、絶縁部23A,23Bが配置されている部分では、電極部20A,20Bが調光シート16の端面10Eに露出しない。したがって、端面10Eへの導電性物質の付着に起因した電極部20A,20Bの短絡および腐食を抑えることができる。
(9)絶縁部23A,23Bがエッチングを利用して形成されるため、絶縁部23A,23Bの幅を大きく形成することが容易であるとともに、絶縁部23A,23Bの配置領域の形状の自由度も高い。また、絶縁部23A,23Bが、透明電極層12A,12Bと接触する機能層と同一の組成を有する材料によって充填される形態であれば、外周導電部22A,22Bが設けられていなくとも、調光シート16の端部において調光シート16の構成層の層間が剥離することが抑えられる。
第3実施形態は、以下のように変更して実施することが可能である。また、以下の各変形例は、組み合わせて実施してもよい。
第1~第3実施形態および各変形例は、以下のように変更して実施することが可能である。また、以下の各変形例は、組み合わせて実施してもよい。
Claims (9)
- 液晶組成物を含む調光層と、
前記調光層を挟む一対の透明電極層である第1透明電極層および第2透明電極層と、
前記調光層および前記一対の透明電極層を挟む一対の透明支持層と、
を備える調光シートであって、
前記第1透明電極層は、駆動電圧が印加されるように構成された電極部と、前記調光シートの表面に沿った方向に前記電極部と隣り合う絶縁部であって、前記表面と対向する位置から見た平面視において前記電極部の外縁に沿って延びる前記絶縁部と、前記絶縁部によって前記電極部と絶縁された導電部と、を有し、
前記平面視において前記絶縁部は前記電極部と前記導電部とに挟まれ、前記導電部が前記調光シートの端面に位置し、
前記第2透明電極層は、駆動電圧が印加されるように構成された電極部を有し、当該第2透明電極層の電極部は、前記第1透明電極層の前記導電部と絶縁されており、
前記調光シートの端面を覆う樹脂封止が施されており、
前記平面視において前記調光シートの端面と前記絶縁部との間の長さは10mm以下である
調光シート。 - 前記絶縁部は、レーザ加工痕である
請求項1に記載の調光シート。 - 前記第1透明電極層は、導電膜から構成されている部分を含み、
前記絶縁部では、導電膜が破壊されている
請求項2に記載の調光シート。 - 前記平面視にて前記絶縁部が位置する領域の可視光線透過率は、前記平面視にて前記電極部が位置する領域の可視光線透過率よりも低い
請求項2または3に記載の調光シート。 - 前記平面視において、前記絶縁部が位置する領域は、1つの方向に沿って複数の円が連なった外形を有する帯状領域から構成されている
請求項2~4のいずれか一項に記載の調光シート。 - 前記平面視において、前記絶縁部は、前記電極部の全体を囲む環状を有し、
前記調光シートは、前記平面視にて前記絶縁部で囲まれる範囲内に、前記電極部に駆動電圧を印加するための配線部が接続されるように構成された領域を有する
請求項1~5のいずれか一項に記載の調光シート。 - 前記調光シートは、前記電極部に駆動電圧を印加するための配線部が接続されるように構成された接続領域を有し、
前記平面視において、前記接続領域は、前記調光シートの端部に位置し、前記絶縁部は、前記接続領域の周囲で途切れている
請求項1~5のいずれか一項に記載の調光シート。 - 前記第2透明電極層は、駆動電圧が印加されるように構成された前記電極部と、前記調光シートの表面に沿った方向に当該電極部と隣り合う絶縁部であって、前記平面視において当該電極部の外縁に沿って延びる前記絶縁部とを有し、
前記平面視において、前記第1透明電極層の前記絶縁部と、前記第2透明電極層の前記絶縁部とが重なる
請求項1~7のいずれか一項に記載の調光シート。 - 第1透明支持層に支持された第1透明導電層と、第2透明支持層に支持された第2透明導電層との間に、液晶組成物を含む調光層が挟まれた多層体を形成することと、
前記多層体にレーザを照射して前記第1透明導電層に絶縁部を形成することにより、駆動電圧が印加されるように構成された電極部と前記電極部の外縁に沿って延びる前記絶縁部とを有する層を、前記多層体の表面と対向する位置から見た平面視において前記多層体の端面と前記絶縁部との間の長さが10mm以下となるように形成することと、
前記多層体の端面を覆う樹脂封止を形成することと、
を含む調光シートの製造方法。
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