JP7238427B2 - 調光ユニット - Google Patents

Description

本発明は、光透過率の可変な調光シートを備える調光ユニットに関する。

調光シートは、調光層と、調光層を挟む一対の透明電極層とを備えている。一対の透明電極層間の電位差に応じて調光層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。調光シートは、例えば、建物や車両等の窓ガラスに貼り付けられる（例えば、特許文献１参照）。

調光シートの使用形態として、屋外と屋内との境界部や温度差の大きい２つの空間の境界部に調光シートが配置される場合等に、雨水や結露等に起因した水分が調光シートに付着することが起こり得る。水分が調光層の内部に浸入すると、調光シートにおける光透過率の可変機能が低下する。

調光層として液晶組成物を含む材料を用いる場合、酸，水分，紫外線などによって劣化が生じやすく、特に、調光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、調光層の劣化が生じ易い。

前面基板上に液晶組成物を含む材料からなる調光層（ＰＤＬＣ：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）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２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。

特開２０１８－４０８８３号公報 特開平６－１８６５７４号公報

シール剤が樹脂製の接着剤の場合、防水機能が不十分である。また、液状のシール剤を塗布形成した後、十分に乾燥硬化させる必要があり、乾燥工程のために設備や時間を要することになる。調光シートの使用形態として、垂直に立った状態のガラス板や間仕切りに貼り合わせて適用する場合、液状のシール剤を塗布形成することは、施工現場での取り扱いの面でも不利である。

本発明は、調光シートを備える調光ユニットにおける防水性を高めた構造を提案することを目的とする。

上記課題を解決する調光ユニットは、
液晶組成物を含む調光層、および、当該調光層を挟む一対の透明電極層を備える矩形の調光シートと、前記調光シートよりも大きい外形を有する支持基材とを備え、
前記支持基材上において、前記調光シートは、その四辺の外縁に沿って延びて端面を覆う防水テープにより接着され、防水テープの継ぎ目は、別途に接着されてある粘着テープ上に前記粘着テープを覆うように配置された構成であり、
調光シートの端面を覆う防水テープの継ぎ目に用いられる粘着テープは、厚さが防水テープの１／２以下であることを特徴とする。

防水テープは、基材の片面に粘着層が形成された構成であり、
粘着テープは、防水テープの基材の１／２以下の厚さの支持基材の両面に粘着層が形成された構成、または、前記支持基材に粘着剤が含浸された構成であっても良い。

調光ユニットの別構成としては、
液晶組成物を含む調光層、および、当該調光層を挟む一対の透明電極層を備える矩形の調光シートと、前記調光シートよりも大きい外形を有する支持基材とを備え、
前記支持基材上において、前記調光シートは、その四辺の外縁に沿って延びて端面を覆う防水テープにより接着され、防水テープの継ぎ目は粘着テープにより覆われて接着された構成であり、
調光シートの端面を覆う防水テープの継ぎ目に用いられる粘着テープは、厚さが防水テープの１／２以下であることを特徴とする。

防水テープは、基材の片面に粘着層が形成された構成であり、
粘着テープは、防水テープの基材の１／２以下の基材の片面に粘着層が形成された構成であっても良い。

液状のシール剤を使用しないため、調光シートを備える調光ユニットにおける防水性が高まり、液晶層の劣化が抑制される。また、乾燥工程のために要していた設備や時間が省かれると共に、施工現場での取り扱いの面での不利が解消される。

テープを用いて矩形の調光シートの端部（四辺）を覆う場合、直線状のテープで一辺毎に接着すると、必然的にテープ間の継ぎ目が発生し、継ぎ目から水分，湿気の進入を招いてしまうため、さらに補助的なテープを継ぎ目部分に貼ることにより、継ぎ目を被覆することが必要となる。本発明によれば、補助的なテープの採用により生じる段差が抑制され、見栄えを損なわずに防水性を確保することが可能となる。

調光ユニットの一実施形態について、調光ユニットの平面構造を示す図。 図１のII-II線に沿った断面構造を示す図。 一実施形態の調光ユニットにおける端面（四辺）の断面構造例を示す図。 一実施形態の調光ユニットにおける、調光シートの全周を取り囲んで支持基材上に固着する防水テープの配置例を概念的に示す図。 防水テープ同士の継ぎ目を示す断面図。

図面を参照して、調光ユニットの一実施形態を説明する。
［調光ユニットの全体構成］
図１が示すように、調光ユニット１０は、調光シート２０と、給電部３０と、支持基材４０と、防水テープ５０とを備えている。

調光シート２０は、支持基材４０に貼り付けられている。調光シート２０の表面２０Ｆと対向する位置から見た平面視において、支持基材４０の外形は調光シート２０の外形よりも大きい。言い換えれば、上記平面視において、調光シート２０の外縁は全て、支持基材４０の外縁の内側に位置する。すなわち、調光シート２０は、支持基材４０上のみに位置した状態で支持基材４０の表面に取り付けられている。調光シート２０および支持基材
４０の外形形状は特に限定されない。図１では、一例として、調光シート２０の外形と支持基材４０の外形とが、いずれも矩形形状である形態を示している。

給電部３０は、調光シート２０が備える一対の透明電極層を電源と接続して電力を供給するための部分である。給電部３０は、上記一対の透明電極層の一方と電源とを接続するための第１給電部３０Ａと、上記一対の透明電極層の他方と電源とを接続するための第２給電部３０Ｂとを含む。給電部３０は、調光シート２０の端部にて調光シート２０と接続して調光シート２０の外側へ延び、さらに、支持基材４０の外側まで延びている。給電部３０Ａ，３０Ｂには、ＦＰＣ（Flexible printed circuits：フレキシブルプリント配線板）が好適に使用される。

なお、図１では、第１給電部３０Ａと第２給電部３０Ｂとが調光シート２０の一辺に沿って並ぶ形態を例示しているが、第１給電部３０Ａと第２給電部３０Ｂとの配置関係は特に限定されない。

調光シート２０の表面２０Ｆと対向する位置から見た平面視において、防水テープ５０は、調光シート２０の全周を取り囲んでいる。防水テープ５０は、調光シート２０の端面からの水分の浸入を防ぐための端面（四辺）５１だけでなく、給電部３０付近からの水分の浸入を防ぐための給電箇所５２に形成されても良い。

図２に示すように、調光シート２０は、調光層２１と、一対の透明電極層である第１透明電極層２２Ａおよび第２透明電極層２２Ｂと、一対の透明支持層である第１透明支持層２３Ａおよび第２透明支持層２３Ｂとを備えている。第１透明電極層２２Ａと第２透明電極層２２Ｂとは、調光層２１を挟み、第１透明支持層２３Ａと第２透明支持層２３Ｂとは、調光層２１および透明電極層２２Ａ，２２Ｂを挟んでいる。第１透明支持層２３Ａは、第１透明電極層２２Ａを支持し、第２透明支持層２３Ｂは、第２透明電極層２２Ｂを支持している。

調光層２１は、液晶組成物を含む。調光層２１は、例えば、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）、カプセル型ネマティック液晶(ＮＣＡＰ：Ｎｅｍａｔｉｃ Ｃｕｒｖｉｌｉｎｅａｒ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｐｈａｓｅ)等から構成される。例えば、高分子ネットワーク型液晶は、３次元の網目状を有した高分子ネットワークを備え、高分子ネットワークが有する空隙に液晶分子を保持する。調光層２１が含む液晶分子は、例えば、誘電率異方性が正であって、液晶分子の長軸方向の誘電率が液晶分子の短軸方向の誘電率よりも大きい。液晶分子は、例えば、シッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ系、ビフェニル系、ターフェニル系、安息香酸エステル系、トラン系、ピリミジン系、シクロヘキサンカルボン酸エステル系、フェニルシクロヘキサン系、ジオキサン系の液晶分子である。

第１透明電極層２２Ａおよび第２透明電極層２２Ｂの各々は、導電性を有する透明な層である。透明電極層２２Ａ，２２Ｂを構成する材料としては、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化スズ、酸化亜鉛、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、ポリ（３，４-エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）を含むポリマー、Ａｇ合金薄膜を含む多層膜等が挙げられる。

第１透明支持層２３Ａおよび第２透明支持層２３Ｂの各々は、透明な基材である。透明支持層２３Ａ，２３Ｂとしては、例えば、ガラス基板やシリコン基板、あるいは、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリサルホン、シクロオレフィンポリマー、ト
リアセチルセルロース等からなる高分子フィルムが用いられる。

なお、調光シート２０は、調光層２１、透明電極層２２Ａ，２２Ｂ、および、透明支持層２３Ａ，２３Ｂに加えて、他の層を備えていてもよい。他の層は、例えば、紫外線バリア機能を有する層等のように、調光層２１や透明電極層２２Ａ，２２Ｂを保護するための層や、調光シート２０における光の透過性の制御に寄与する層や、調光シート２０の強度や耐熱性等の特性を高める層等が挙げられる。

第１透明電極層２２Ａは、第１給電部３０Ａを通じて駆動回路に接続され、第２透明電極層２２Ｂは、第２給電部３０Ｂを通じて駆動回路に接続される。これによって、透明電極層２２Ａ，２２Ｂと電源とが電気的に接続される。駆動回路は、電源から受ける電圧を駆動電圧に変換して給電部３０を通じて透明電極層２２Ａ，２２Ｂに印加する。

透明電極層２２Ａ，２２Ｂに駆動電圧が印加されていないとき、液晶分子の長軸方向の向きは不規則である。そのため、調光層２１に入射した光は散乱し、調光シート２０は白濁して見える。すなわち、調光シート２０は不透明である。一方、給電部３０を通じて第１透明電極層２２Ａと第２透明電極層２２Ｂとの間に駆動電圧が印加されると、液晶分子が配向され、液晶分子の長軸方向が透明電極層２２Ａ，２２Ｂ間の電界方向に沿った向きとなる。その結果、調光層２１を光が透過しやすくなり、調光シート２０は透明となる。

また、調光シート２０は、調光層２１と透明電極層２２Ａ，２２Ｂとの間で調光層２１を挟む一対の配向層を備えていてもよい。配向層は、調光層２１が含む液晶分子の配向を制御する層であり、駆動電圧が印加されていないとき、液晶分子を配向層の法線方向に沿って配向させる。配向層を備える構成では、透明電極層２２Ａ，２２Ｂに駆動電圧が印加されているとき、調光シート２０が不透明となり、透明電極層２２Ａ，２２Ｂに駆動電圧が印加されていないとき、調光シート２０が透明となる。配向層を構成する材料としては、例えば、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリシロキサン、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリレートが挙げられる。配向層を形成するための配向処理は、例えば、ラビング処理、偏光照射処理、微細加工処理である。

調光シート２０は、例えば、調光シート２０を構成する各層を備えた多層体からなる大判のシートから所望の形状に切り出される。したがって、調光層２１、透明電極層２２Ａ，２２Ｂ、および、透明支持層２３Ａ，２３Ｂを含む調光シート２０の各層は、調光シート２０の端面２０Ｅまで延びている。

支持基材４０は、透明な板状の基材である。支持基材４０の材料としては、例えば、ガラス、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等が用いられる。支持基材４０は、例えば、窓ガラスやガラス壁等の建材であってもよいし、自動車の窓ガラス等の車両用部材であってもよい。また、調光シート２０が取り付けられる面は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。

調光シート２０は、透明粘着層６０を介して支持基材４０に貼り付けられている。透明粘着層６０の材料は、透明で接着性を有する層を形成可能であれば特に限定されない。例えば、ＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）フィルムは、高い透明性を有するため、透明粘着層６０として用いることに適している。なお、透明粘着層６０は、調光ユニット１０の構成部材に含まれる。

防水テープ５０は、耐水性を有する基材の表面に粘着剤からなる層を有するテープである。例えば、アクリルフォーム基材の表面にアクリル系粘着剤の層を有するテープは、強
い接着性を有するため、好適に用いられる。端面５１と給電箇所５２でとは、同一の材料から構成されてもよいし、互いに異なる材料から構成されてもよい。

［防水部の詳細構成］
図３を参照して、端面（四辺）５１の詳細な構造例を説明する。図３は、端面（四辺）５１の幅方向、すなわち、調光シート２０の端面２０Ｅと直交する方向に沿った調光ユニット１０の断面構造を示す。

図３に示す構造例では、端面（四辺）５１に接着する防水テープ５０のうち、調光シート２０の上面を覆って接着される部分５１ｃと支持基材４０に接着される部分５１ｂの長さ（平面図では、テープの幅にあたる）を大きくするほど、防水テープ５０と接着対象との境界部から回り込んで調光シート２０の端面２０Ｅに達する水分や酸などが浸入する可能性が低減され、防水性が高められる。

図４は、調光シート２０の全周を取り囲んで支持基材４０上に固着する防水テープ５０の配置手法を概念的に示す図（平面視）である。説明の便宜上、給電部３０の図示は省略すると共に、実際の縮尺とは異なるサイズで誇張して図示している。

調光シート２０（輪郭の点線で囲まれる矩形部分）の表面２０Ｆと対向する位置から見た平面視において、防水テープ５０は、調光シート２０の全周を取り囲んでいる。図４（ａ）は、防水テープ５０が「ロの字（四方枠）」の形状に加工され、無垢で継ぎ目がない理想的な形態である。防水テープ５０は、防水性を有する樹脂基材の片面に粘着層が形成された構成であり、樹脂基材，粘着層は、用途や要求される防水機能，貼付対象の素材などに応じて選定される。

図４（ａ）の防水テープ５０は、貼付対象の調光シート２０，支持基材４０が大面積（一辺が１ｍ以上）である場合、「ロの字（四方枠）」の形状に加工された防水テープ５０を得ることは困難であり、作業現場での取り扱いの上でも難しく、現実的ではない。本発明で用いる防水テープ５０の具体的製品としては、コニシ製：ストームガードクリア（補修テープ）などが好適である。

対して、矩形の調光シート２０の四辺全周を一辺ずつ直線状の防水テープ５０（４枚）で貼付する手法が現実的である。図４（ｂ）に示す様に、貼付対象の調光シート２０が大きく一辺に１本の防水テープ５０を適用することが難しい場合には、同図の長辺（縦）では２枚の防水テープ５０（５０ｃと５０ｄ，５０ｅと５０ｆ）を継ぎ合わせて用いることも考えられる。図４（ｂ）の例では、６箇所の継ぎ目を持っているが、直線状にカットされた防水テープ５０同士の継ぎ目の部分では、新たな防水対策を講じる必要が生じる。

本発明は、防水テープ５０同士の継ぎ目の部分を好適に被覆して、防水性を確実にした構造を提案するものである。図５は、防水テープ５０同士の継ぎ目を示す断面図である。

図５（ａ）は、一方の防水テープ（５０ｃ）の端部上に他方の防水テープ（５０ａ）の端部を重ねて貼った状態である。同図に示す様に、防水テープ５０の厚み分だけ重なり合う箇所が盛り上がると共に、矢印で示す箇所に生じる隙間から水分などが浸入するリスクが発生する。図５では便宜的に、防水テープ５０ａと防水テープ５０ｃとを色分けて図示している。尚、防水テープ５０の基材と粘着層は分けずにまとめて一体的に表している。

図５（ｂ）は、防水テープ５０ａと防水テープ５０ｃの端部同士を対向させて、同一面に配置して貼った状態である。図５（ｂ）では、重なり合いに伴う盛り上がりは生じないが、防水テープ５０ａと防水テープ５０ｃの端部同士の接合箇所には水分などが入り込むだけの隙間（矢印で示す）があり、この隙間での防水対策が求められる。

図５（ｃ），図５（ｄ）は、防水テープ５０ａと防水テープ５０ｃの端部同士を対向させて、同一面に配置して貼る場合に、防水テープ５０ａと防水テープ５０ｃの継ぎ目に発生する隙間を塞ぐために、別部材の粘着テープを配置する手法（２タイプ）を示す断面図である。

図５（ｃ）は、継ぎ目となる箇所の調光シート２０や支持基材４０に、粘着テープ７０を直接貼っておき、防水テープ５０ａと防水テープ５０ｃの端部同士を粘着テープ７０上で対向させて接合する配置である。

図５（ｄ）は、調光シート２０や支持基材４０に貼ってある防水テープ５０ａと防水テープ５０ｃの端部同士が対向した箇所の上から粘着テープ７０を被覆して接合する配置である。

何れの配置タイプの場合でも、粘着テープ７０は、厚さが防水テープの１／２以下であり、粘着テープ７０を被覆することにより盛り上がる高さは図５（ａ）に比べて１／２以下に抑制され、生じる段差が目立たないだけでなく、新たな隙間は生じず、効果的に接合箇所の隙間が塞がれる。

粘着テープ７０は、防水性の高い樹脂基材表面に粘着層を形成した構造が好適であるが、基材レスな粘着層であっても、元々狭い接合箇所の隙間を塞ぐ上では、防水性は十分確保される。粘着テープ７０の具体的製品としては、３Ｍ製：Ｆ－９４６０ＰＣ（両面テープ）などが好適である。

防水テープ５０ａと防水テープ５０ｃの継ぎ目において、調光シート２０の端部で露出する調光層２１を保護する上では、露出部分を防水テープ５０ａ，５０ｂの上から間接的に粘着テープ７０で覆う図５（ｄ）の配置よりも、露出部分を粘着テープ７０で直接的に覆う図５（ｃ）の配置の方が有効である。

防水テープ５０ａと防水テープ５０ｃの継ぎ目から水分などを浸入させないことよりも、仮に継ぎ目からの浸入が発生した場合でも、最終的に調光シート２０の端部で露出する調光層２１を保護する上では、直接的に調光層２１を覆って水分などを到達させないことが、究極の目的であるためである。

継ぎ目からの水分などの浸入に伴う調光層２１への到達により危惧されるリスクが度外視できる程度であれば、製造上の容易さを重視する上では、図５（ｄ）の配置を採用しても良い。また、そのリスクを最大限に解消する上では、露出部分を粘着テープ７０で直接的に覆う配置に加えて、防水テープ５０ａと防水テープ５０ｃの端部同士が対向した箇所の上からさらに粘着テープ７０を被覆して接合する配置を採用しても良い。（図５（ｅ））

１０…調光ユニット
２０…調光シート
２０Ｅ…端面
２０Ｆ…表面
２１…調光層
２２Ａ，２２Ｂ…透明電極層
２３Ａ，２３Ｂ…透明支持層
３０，３０Ａ，３０Ｂ…給電部
４０…支持基材
４０Ｆ…表面
５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ，５０ｆ…防水テープ
５１，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ…端面
５２，５２Ａ，５２Ｂ…給電箇所
６０…透明粘着層
７０…粘着テープ

Claims (4)

1. 液晶組成物を含む調光層、および、当該調光層を挟む一対の透明電極層を備える矩形の調光シートと、前記調光シートよりも大きい外形を有する支持基材とを備え、
   前記支持基材上において、前記調光シートは、その四辺の外縁に沿って延びて端面を覆う防水テープにより接着され、前記防水テープの継ぎ目は、別途に接着されてある粘着テープ上に前記粘着テープを覆うように配置された構成であり、
   前記調光シートの端面を覆う前記防水テープの継ぎ目に用いられる前記粘着テープは、厚さが前記防水テープの厚さの１／２以下である調光ユニット。
2. 前記防水テープは、第一基材の片面に粘着層が形成された構成であり、
   前記粘着テープは、前記第一基材の１／２以下の厚さの第二基材の両面に粘着層が形成された構成、または、前記第一基材の１／２以下の厚さの前記第二基材に粘着剤が含浸された構成である請求項１記載の調光ユニット。
3. 液晶組成物を含む調光層、および、当該調光層を挟む一対の透明電極層を備える矩形の調光シートと、前記調光シートよりも大きい外形を有する支持基材とを備え、
   前記支持基材上において、前記調光シートは、その四辺の外縁に沿って延びて端面を覆う防水テープにより接着され、前記防水テープの継ぎ目は粘着テープにより覆われて接着された構成であり、
   前記調光シートの端面を覆う前記防水テープの継ぎ目に用いられる前記粘着テープは、厚さが前記防水テープの厚さの１／２以下である調光ユニット。
4. 前記防水テープは、第一基材の片面に粘着層が形成された構成であり、
   前記粘着テープは、前記第一基材の１／２以下の厚さの第二基材の片面に粘着層が形成された構成である請求項３記載の調光ユニット。

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