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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024069407
(43)【公開日】2024-05-21
(54)【発明の名称】調光部材
(51)【国際特許分類】
   G02F 1/13 20060101AFI20240514BHJP
   G02F 1/1343 20060101ALI20240514BHJP
   G02F 1/1337 20060101ALI20240514BHJP
   G02F 1/1339 20060101ALI20240514BHJP
【FI】
G02F1/13 505
G02F1/1343
G02F1/1337 520
G02F1/1339 500
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024038130
(22)【出願日】2024-03-12
(62)【分割の表示】P 2020089417の分割
【原出願日】2020-05-22
(71)【出願人】
【識別番号】000002897
【氏名又は名称】大日本印刷株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106002
【弁理士】
【氏名又は名称】正林 真之
(74)【代理人】
【識別番号】100165157
【弁理士】
【氏名又は名称】芝 哲央
(74)【代理人】
【識別番号】100120891
【弁理士】
【氏名又は名称】林 一好
(72)【発明者】
【氏名】坂本 憲一
(72)【発明者】
【氏名】渡 弘毅
(72)【発明者】
【氏名】久保田 博志
(72)【発明者】
【氏名】池澤 孝夫
(57)【要約】
【課題】電極を複数の領域に分けて設けても、隣接する電極同士の間でのショート発生を抑制できる調光部材を提供する。また、非電極領域が視認されにくい調光部材を提供する。
【解決手段】調光フィルム1は、第1基材層10と、第2基材層20と、第1基材層10に積層された第1電極層11と、第2基材層20に積層された第2電極層21と、第1電極層11に積層された第1配向層12と、第2電極層21に積層された第2配向層22と、第1配向層12と第2配向層22とに挟まれたゲストホスト液晶層40と、を備える調光部材であって、第1電極層11は、複数の電極領域に分かれて配置されており、隣り合う電極領域の間には非電極領域が設けられており、第1配向層12は、非電極領域を埋めて設けられており、非電極領域の幅は、5μm以上である。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1基材層と、
第2基材層と、
前記第1基材層に積層された第1電極層と、
前記第2基材層に積層された第2電極層と、
前記第1電極層に積層された第1配向層と、
前記第2電極層に積層された第2配向層と、
前記第1配向層と前記第2配向層とに挟まれた液晶層と、
を備える調光部材であって、
前記第1電極層は、複数の電極領域に分かれて配置されており、隣り合う前記電極領域の間には非電極領域が設けられており、
前記第1配向層は、前記非電極領域を埋めて設けられており、
前記非電極領域の幅は、5μm以上である調光部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施形態は、調光部材に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば、窓に貼り付けたり、ガラスで挟み込んで窓に取り付けたりして、外来光の透過を制御する調光部材に関する工夫が種々提案されている。このような調光部材として、ゲストホスト液晶を利用したものが提案されている(特許文献1、2)。このようなゲストホスト液晶では、ゲストホスト液晶組成物と二色性色素組成物とがランダムに配向した状態と、いわゆるツイスト配向した状態とを電界の制御により変化させて透過光量を制御している。この調光部材を車両の窓、建築物の窓等に配置する場合において、色味及び視野角特性を重視する場合、調光部材はゲストホスト液晶を適用することが望ましい。
【0003】
また、透明電極を複数の領域に分けて、それぞれを独立して調光状態を変化させることができる調光体が開示されている(特許文献3)。
しかし、透明電極を複数の領域に分けて形成しても、隣接する透明電極同士の間でショートが発生するおそれがあった。
また、電極間でのショートを回避するためには、電極間の間隔を広くすることが考えられる。
しかし、電極間の間隔を広くすると、その間隔を空けた領域(非電極領域)が視認されてしまうおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2013-139521号公報
【特許文献2】特開2012-31384号公報
【特許文献3】特開2019-128376号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示の実施形態の課題は、電極を複数の領域に分けて設けても、隣接する電極同士の間でのショート発生を抑制できる調光部材を提供することである。
また、本開示の実施形態のさらなる課題は、非電極領域が視認されにくい調光部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の実施形態は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本開示の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
【0007】
第1の開示の実施形態は、第1基材層(10)と、第2基材層(20)と、前記第1基材層(10)に積層された第1電極層(11)と、前記第2基材層(20)に積層された第2電極層(21)と、前記第1電極層(11)に積層された第1配向層(12)と、前記第2電極層(21)に積層された第2配向層(22)と、前記第1配向層(12)と前記第2配向層(22)とに挟まれた液晶層(40)と、を備える調光部材(1)であって、前記第1電極層(11)は、複数の電極領域(11a、11b、11c、11d)に分かれて配置されており、隣り合う前記電極領域(11a、11b、11c、11d)の間には非電極領域(11e、11f、11g)が設けられており、前記第1配向層(12)は、前記非電極領域(11e、11f、11g)を埋めて設けられており、前記非電極領域(11e、11f、11g)の幅は、5μm以上である調光部材(1)である。
【0008】
第2の開示の実施形態は、第1の開示の実施形態に記載の調光部材(1)において、前記非電極領域(11e、11f、11g)の幅は、25μm未満であること、を特徴とする調光部材(1)である。
【0009】
第3の開示の実施形態は、第1基材層(10)と、第2基材層(20)と、前記第1基材層(10)に積層された第1電極層(11)と、前記第2基材層(20)に積層された第2電極層(21)と、前記第1電極層(11)に積層された第1配向層(12B)と、前記第2電極層(21)に積層された第2配向層(22)と、前記第1配向層(12B)と前記第2配向層(22)とに挟まれた液晶層(40)と、を備える調光部材(1B)であって、前記第1電極層(11)は、複数の電極領域(11a、11b、11c、11d)に分かれて配置されており、隣り合う前記電極領域(11a、11b、11c、11d)の間には非電極領域(11e、11f、11g)が設けられており、前記第1配向層(12B)は、前記電極領域(11a、11b、11c、11d)と対応して分かれて配置されており、前記非電極領域(11e、11f、11g)の幅は、10μm以上である調光部材(1B)である。
【0010】
第4の開示の実施形態は、第3の開示の実施形態に記載の調光部材(1B)において、前記非電極領域(11e、11f、11g)の幅は、25μm未満であること、を特徴とする調光部材(1B)である。
【0011】
第5の開示の実施形態は、第3の開示の実施形態又は第4の開示の実施形態に記載の調光部材(1B)において、前記第2配向層(22)には、ビーズスペーサーが含まれており、前記第2電極層(21)は、分割されずに一つの電極領域として構成されていること、を特徴とする調光部材(1B)である。
【発明の効果】
【0012】
本開示の実施形態によれば、電極を複数の領域に分けて設けても、隣接する電極同士の間でのショート発生を抑制できる調光部材を提供することができる。また、非電極領域が視認されにくい調光部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本開示の実施形態による調光フィルム1の第1実施形態を示す図である。
図2】第1電極層11をゲストホスト液晶層40側から見た図である。
図3】第1実施形態の調光フィルム1の製造工程を説明する図である。
図4】第1実施形態の調光フィルム1を評価した結果である。
図5】第2実施形態による調光フィルム1Bの第2実施形態を示す図である。
図6】第2実施形態の調光フィルム1Bの製造工程を説明する図である。
図7】第2実施形態の調光フィルム1Bを評価した結果である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本開示の実施形態を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。
【0015】
(第1実施形態)
図1は、本開示の実施形態による調光フィルム1の第1実施形態を示す図である。
なお、図1を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張したり、省略したりして示している。
また、以下の説明では、具体的な数値、形状、材料等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。
本開示の実施形態において、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
また、本開示の実施形態において透明とは、少なくとも利用する波長の光を透過するものをいう。例えば、仮に可視光を透過しないものであっても、赤外線を透過するものであれば、赤外線用途に用いる場合においては、透明として取り扱うものとする。
なお、本明細書及び特許請求の範囲において規定する具体的な数値には、一般的な誤差範囲は含むものとして扱うべきものである。すなわち、±10%程度の差異は、実質的には違いがないものであって、本件の数値範囲をわずかに超えた範囲に数値が設定されているものは、実質的には、本開示の実施形態の範囲内のものと解釈すべきである。
【0016】
第1実施形態の調光フィルム(調光部材)1は、建築物の窓ガラス、ショーケース、屋内の透明パーテーション、自動車等のルーフウィンドウ等の調光を図る部位に、粘着剤層等により貼り付けて使用され、印加電圧の変化させることにより透過光の光量を制御する。なお、調光フィルムは、合わせガラスの中間体に適用して配置するようにしてもよい。
調光フィルム1は、第1基材層10と、第1電極層11と、第1配向層12と、第2基材層20と、第2電極層21と、第2配向層22と、ビーズスペーサー23と、シール部30と、ゲストホスト液晶層40とを備えている。
【0017】
第1基材層10は、種々の透明フィルム材を適用することができるが、光学異方性の小さなフィルム材を適用することが望ましい。第1実施形態において、第1基材層10は、厚み125μmのPET(polyethylene terephthalate)フィルムが適用されるが、種々の厚みのフィルム材を適用することができ、さらには、ポリカーボネートフィルムや、COP(シクロオレフィンポリマー)フィルム等を適用してもよい。
【0018】
第1電極層11は、第1基材層のゲストホスト液晶層40側に積層されている。第1電極層11は、この種のフィルム材に適用される各種の電極材料を適用することができ、第1実施形態ではITO(Indium Tin Oxide)による透明電極材により形成される。
図2は、第1電極層11をゲストホスト液晶層40側から見た図である。
第1電極層11は、複数の電極領域11a、11b、11c、11dに分かれて配置されており、隣り合う前記電極領域の間には非電極領域11e、11f、11gが設けられている。なお、ここでは、4つの電極領域11a、11b、11c、11dに分かれて配置されている例を挙げて説明するが、この分割数は、適宜変更可能である。
【0019】
第1配向層12は、第1電極層のゲストホスト液晶層40側に積層されており、光配向層により形成されている。光配向層に適用可能な光配向材料は、光配向の手法を適用可能な各種の材料を広く適用することができる。光配向材料としては、例えば、光分解型、光二量化型、光異性化型等を挙げることができる。
【0020】
光二量化型の材料としては、例えば、シンナメート、クマリン、ベンジリデンフタルイミジン、ベンジリデンアセトフェノン、ジフェニルアセチレン、スチルバゾール、ウラシル、キノリノン、マレインイミド、又は、シンナミリデン酢酸誘導体を有するポリマー等を挙げることができる。中でも、配向規制力が良好である点で、シンナメート、クマリンの一方又は両方を有するポリマーが好ましく用いられる。このような光二量化型の材料の具体例としては、例えば特開平9-118717号公報、特表平10-506420号公報、特表2003-505561号公報及びWO2010/150748号公報に記載された化合物を挙げることができる。
【0021】
なお、光配向層に代えて、ラビング配向層を用いてもよい。ラビング配向層に関しては、ラビング処理を行わないものとしてもよいし、ラビング処理を行い、微細なライン状凹凸形状を賦型処理して配向層を作製してもよい。なお、第1配向層12は、必ずしも光配向又はラビング処理を必要とするものではない。
また、第1配向層12は、非電極領域11e、11f、11gを埋めて設けられている。
【0022】
第2基材層20は、第1基材層10と同様な構成である。
第2電極層21は、第2基材層20のゲストホスト液晶層40側に積層されている。第2電極層21は、分割されておらず全体が一つの電極領域となっている他は、第1電極層11と同様な構成である。
【0023】
第2配向層22は、第2電極層21のゲストホスト液晶層40側に積層されており、第1配向層12と同様な構成である。また、第2配向層22は、ビーズスペーサー23を含んでいる。
【0024】
ビーズスペーサー23は、第2配向層22とともに第2電極層21のゲストホスト液晶層40側へ塗布されて形成されるので、第2配向層22の一部を構成している。すなわち、ビーズスペーサー23が突出している部分の多くは、第2配向層22によって被覆された状態となっている。
ビーズスペーサー23は、ゲストホスト液晶層40の厚みであるセルギャップを一定に保持するために配置され、この実施形態では、球形状のビーズスペーサーが適用されている。ビーズスペーサー23は、直径2μm以上20μm以下とすることが望ましく、第1実施形態では、9μmとなっている。
また、ビーズスペーサー23は、ガラス等の無機材料、各種の透明樹脂材料により球形状のビーズ本体部から形成されており、固着層等の固定に使用する表面層が設けられておらず、第2配向層22を除けば、このビーズ本体部の表面がビーズスペーサー23の表面に露出している。
【0025】
シール部30は、ゲストホスト液晶層40を囲むように配置されている。調光フィルム1は、このシール部30により全体が一体に保持され、液晶材料の漏出が防止される。シール部30は、例えば、エポキシ樹脂、紫外線硬化性樹脂等を適用することができる。
【0026】
ゲストホスト液晶層40は、第1配向層12と第2配向層22とに挟まれた領域に設けられている。ゲストホスト液晶層40は、ゲストホスト液晶組成物、二色性色素組成物によるゲストホスト液晶の溶液により形成されている。
【0027】
なお、本実施形態では、調光フィルム1において、ゲストホスト液晶層40を備える例を示したが、二色性色素組成物を用いないTN(Twisted Nematic)方式、VA(Vertical Alignment)方式、IPS(In-Plane-Switching)方式等の液晶層を備える構成としてもよい。このような液晶層を備える場合、第1基材層10、第2基材層20の表面に直線偏光層をさらに設けることで、調光フィルムとして機能させることができる。なお、IPS方式の液晶層とした場合、電極は、液晶層の片側にあればよい。
【0028】
調光フィルム1は、遮光時におけるゲストホスト液晶組成物の配向が電界印加時となるように、第1配向層12及び第2配向層22を一定の方向にプレチルトに係る配向規制力を設定した垂直配向層により構成される。これにより、調光フィルム1は、ノーマリークリアとして構成される。なお、この透光時の設定を電界印加時として、ノーマリーダークとして構成してもよい。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。
本実施形態のゲストホスト液晶層40では、ノーマリーダークの構成の場合、液晶が、電圧非印可時に水平配向、電圧印可時に垂直配向する。また、ノーマリークリアの構成の場合では、液晶が、電圧非印可時に垂直配向、電圧印可時に水平配向する。
【0029】
図3は、第1実施形態の調光フィルム1の製造工程を説明する図である。
先ず、第1基材層10のゲストホスト液晶層40側となる面の全面に第1電極層11を形成する(図3(a))。
次に、第1電極層11の非電極領域11e、11f、11gとなる部位の第1電極層11を除去する(図3(b))。第1電極層11を除去は、例えば、ドライレーザー加工により行ってもよいし、ウェットエッチング加工により行ってもよい。
非電極領域11e、11f、11gを形成した後に、第1配向層12を形成する(図3(c))。このとき、第1配向層12は、非電極領域11e、11f、11gにも充填される。これにより、隣接する電極領域11a、11b、11c、11d間でのショートを防ぐ効果が期待できる。
最後に、別途積層して用意した第2基材層20と、第2電極層21と、第2配向層22(ビーズスペーサー23を含む)とを配置して(図3(d))、シール部30により一体化し、ゲストホスト液晶層40を充填及び封止することにより調光フィルム1が完成する(図1)。
なお、レーザーを第2基材層20側に照射すると、ビーズがレーザー光を散乱してしまい、電極パターニングのばらつきやビーズの脱落によるセルギャップ不均一による局所的なムラ等を生じ得るので、レーザーは第1基材層10側(ビーズが無い側)へ照射することが望ましい。
【0030】
第1電極層11は、上述のように複数に分割されており、非電極領域11e、11f、11gを有している。このため、隣接する電極領域の間でショートが懸念される。また、非電極領域11e、11f、11gの存在が視認(以下、「線見え」とも呼ぶ)されてしまうおそれもある。
そこで、非電極領域11e、11f、11gの幅を変えた試料を複数用意して、対ショート性、及び、線見えを評価した。
図4は、第1実施形態の調光フィルム1を評価した結果である。
図4の評価に用いた調光フィルム1は、ノーマリーダークの構成である。
この評価において、第1基材層10及び第2基材層20の厚さは125μm、第1電極層11及び第2電極層21の厚さは20nm、第1配向層12及び第2配向層22の厚さ(非電極領域及びビーズスペーサー23は厚さに含まず)は100nmとした。
図4中の「ショート」の評価項目は、隣接する電極領域11a、11b、11c、11d間でのショートの発生有無の評価である。この評価で〇は、ショートの発生がないことを意味している。
図4中の「線見え ダーク表示」の評価項目は、ダーク表示(この例では、電圧非印可)における「線見え」の評価である。この評価で〇は、線(非電極領域11e、11f、11g)が視認できないものであり、×は線が視認できるものである。
この評価結果から、対ショート性の観点からは、非電極領域の幅は、5μm以上であることが望ましく、より望ましくは、10μm以上であることが望ましい。
また、線見えの観点からは、非電極領域の幅は、25μm未満であることが望ましく、より望ましくは、15μm以下であることが望ましい。
さらに、対ショート性を確保し、かつ、線見えを防止するためには、非電極領域の幅は、5μm以上であり、25μm未満であることが望ましい。
【0031】
以上説明したように、第1実施形態によれば、非電極領域の幅を、5μm以上とすることにより、非電極領域におけるショートを防止することができる。また、非電極領域の幅を、25μm未満とすることにより、線見えを防止することができる。
【0032】
(第2実施形態)
図5は、第2実施形態による調光フィルム1Bの第2実施形態を示す図である。
第2実施形態の調光フィルム1Bは、第1配向層12Bの形態が第1実施形態の第1配向層12と異なる他は、第1実施形態の調光フィルム1と同様な構成をしている。よって、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
【0033】
第2実施形態の第1配向層12Bは、第1電極層11の電極領域11a、11b、11c、11dと対応して配向領域12a、12b、12c、12dに分かれて配置されている。このため、非電極領域11e、11f、11gは、第1配向層12Bの位置まで繋がって形成されている。そして、この非電極領域11e、11f、11gには、ゲストホスト液晶層40の液晶が充填されている。
【0034】
図6は、第2実施形態の調光フィルム1Bの製造工程を説明する図である。
先ず、第1基材層10のゲストホスト液晶層40側となる面の全面に第1電極層11を形成する(図6(a))。
次に、第1電極層11のゲストホスト液晶層40側となる面の全面に第1配向層12Bを形成する(図6(b))。
次に、第1電極層11の非電極領域11e、11f、11gとなる部位の第1電極層11及び第1配向層12Bを除去する(図6(c))。第2実施形態では、この第1電極層11及び第1配向層12Bの除去は、ドライレーザー加工により行う。
最後に、別途積層して用意した第2基材層20と、第2電極層21と、第2配向層22(ビーズスペーサー23を含む)とを配置して(図6(d))、シール部30により一体化し、ゲストホスト液晶層40を充填及び封止することにより調光フィルム1Bが完成する(図5)。
【0035】
第1実施形態では、非電極領域11e、11f、11gとなる位置の第1電極層11を除去した後に、第1配向層12を形成した。この場合、除去されずに残る電極領域11a、11b、11c、11dの上には、エッチング工程におけるエッチャント(酸)やドライフィルム又はレジスト等が残った状態となっている場合がある。そして、これらの上に第1配向層12を形成すると、第1配向層12が弾かれてしまうおそれがあった。
これに対して、第2実施形態では、第1配向層12Bを積層した後に非電極領域11e、11f、11gの形成を行うので、上記のような第1配向層12Bが弾かれてしまうおそれがなく、製造を容易に行うことができる。
【0036】
その一方で、第2実施形態では、非電極領域11e、11f、11gには、第1実施形態の第1配向層12に代わり、ゲストホスト液晶層40が充填されている。よって、第1実施形態よりも対ショート性が劣ることが予想される。そこで、この点について、第2実施形態についても、非電極領域11e、11f、11gの幅を変えた試料を複数用意して、対ショート性、及び、線見えを評価した。
図7は、第2実施形態の調光フィルム1Bを評価した結果である。
図7の評価に用いた調光フィルム1は、ノーマリーダークの構成である。
この評価において、第1基材層10及び第2基材層20の厚さは125μm、第1電極層11及び第2電極層21の厚さは20nm、第1配向層12及び第2配向層22の厚さ(非電極領域及びビーズスペーサー23は厚さに含まず)は100nmとした。
図7中の「ショート」の評価項目は、隣接する電極領域11a、11b、11c、11d間でのショートの発生有無の評価である。この評価で〇は、ショートの発生がないことを意味しており、×はショートが発生したことを意味している。
図7中の「線見え ダーク表示」の評価項目は、ダーク表示(この例では、電圧非印可)における「線見え」の評価である。この評価で〇は、線(非電極領域11e、11f、11g)が視認できないものであり、△は線がわずかに視認できるが実使用上問題ないレベルのものであり、×は線が視認できるものである。
この評価結果から、対ショート性の観点からは、非電極領域の幅は、10μm以上であることが望ましく、より望ましくは、15μm以上であることが望ましい。
また、線見えの観点からは、非電極領域の幅は、25μm未満であることが望ましい。
さらに、対ショート性を確保し、かつ、線見えを防止するためには、非電極領域の幅は、10μm以上であり、25μm未満であることが望ましい。
【0037】
以上説明したように、第2実施形態によれば、非電極領域の幅を、10μm以上とすることにより、非電極領域におけるショートを防止することができる。また、非電極領域の幅を、25μm未満とすることにより、線見えを防止することができる。
【0038】
(変形形態)
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本開示の実施形態の範囲内である。
【0039】
(1)各実施形態において、第1基材層10と第1電極層11との間、及び、第2基材層20と第2電極層21との間に光学調整層をさらに設けてもよい。この光学調整層は、パターニングされた電極を視認しづらくする機能を有し、酸化ジルコニウム、酸化チタン等の粒子を使って形成される。
【符号の説明】
【0040】
1、1B 調光フィルム
10 第1基材層
11 第1電極層
11a、11b、11c、11d 電極領域
11e、11f、11g 非電極領域
12、12B 第1配向層
12a、12b、12c、12d 配向領域
20 第2基材層
21 第2電極層
22 第2配向層
23 ビーズスペーサー
30 シール部
40 ゲストホスト液晶層
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7