JP2023148622A - 調光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】調光装置の電源接続部において、ＩＴＯとＦＰＣとをＡＣＦを用いて接合する際に、ＡＣＦに含まれる導電粒子に起因するＩＴＯへのクラックの発生を抑制し、ＦＰＣと調光シートの接合抵抗値上昇に伴う駆動電圧の低下を防止できる調光装置を提供することを課題とする。【解決手段】印加電圧に応じて不透明状態と、透明状態とを切り替え可能な調光シートと、調光シートを外部電源に接続するための電源接続部とからなる調光装置であって、前記調光シートは、調光層と、前記調光層に電圧を印加する透明電極層が形成された透明基材に挟持されてなる構成であり、前記電源接続部は、前記透明電極層とＦＰＣとをＡＣＦを介して電気的に接続しつつ、機械的に接着された構造を有し、前記透明電極層と前記ＡＣＦ間には、さらに導電性物質が積層され、前記導電性物質は、前記透明電極層より柔軟な材料からなる調光装置。【選択図】図１

Description

本発明は、電気的制御によって光の透過状態を制御する光学素子を備えた調光装置において、特に、調光フィルムとフレキシブルプリント基板とを接続するための位置決めパターンが形成された調光装置に関する。

従来、例えば窓に貼り付けて外来光の透過を制御する液晶パネルを用いた調光フィルムに関する工夫が種々に提案されている。調光フィルムとして、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）による一対の透明電極間に保持された液晶層を備え、透明電極に印加する電圧により液晶層に含まれる液晶分子の配向状態を変化させて、入射した光を散乱する不透明状態（あるいは白濁状態）と、入射した光を透過する透明状態とを切り替え可能に構成されるタイプが例示される（例えば、特許文献１参照）。

このような調光フィルムは、例えばガラス等の透明基材に固定することにより、建築物のみならず車両向けの窓ガラスや展示ウィンドウ、間仕切りなどに採用することが可能となり、プライベート空間とパブリック空間とを分離するため等、空間を分離する設備の他、映像を映し出すスクリーンの用途としての利用についても提案されている。

こうした調光フィルムは、透明電極層を電源に接続するための電源接続部を有する。外部電源から給電するための電源接続部として、低コストで簡便な構造として、透明電極ＩＴＯとＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）とをＡＣＦ（導電性接着層）を用いて電気的に接続しつつ、機械的に接着することで配線を引き出す構造も採用されている（特許文献２参照）。ＦＰＣとＡＣＦを用いた接続では、面状の接合構造となり、調光ユニットの運搬時や取り付け作業時の揺れや衝撃に対して、接合の耐久性が向上している。

このとき、調光フィルムの電源接続部の接続端子とＦＰＣの接続端子がずれた状態で接続されないように、調光フィルムの電源接続部とＦＰＣの位置合わせが行なわれる。

図１に、調光装置の正面図を示す。図１のように、電源接続部１６Ａ、１６Ｂは調光フィルム１１の両面端部に設けられており、一方の面の電源接続部１６Ａの該当する箇所にあたる他方の面の透明電極層１３Ｂの一部はカットされ除去されており、ＦＰＣ１７Ａの接続端子は、電源接続部１６Ａの露出した透明電極層１３ＡにＡＣＦ１９Ａを介して接続されている（図２参照）。そして、ＦＰＣ１７Ａを電源接続部１６Ａへ接続する時の、従来行われている位置調整は、調光フィルム１１にアライメントマークがない為、垂直方向（Ｙ方向）に関しては、図４に示すように、調光フィルム１１の電源接続部１６Ａの近傍の端辺１４とＦＰＣの両側に形成されたＣｕパターンによるアライメントマーク１５Ａを合わせ基準とし、水平方向（Ｘ方向）に関しては調光フィルム１１の外側辺５または他方の面の透明電極層が取り除かれた部分のカットライン６とＦＰＣの幅方向の一端縁７を合わせ基準として接続されている。同様の方法にて、他方の面の電源接続部１６ＢへもＦＰＣ１７Ｂの接続端子が接続される。

しかしながら、アライメントマークが調光フィルム１１上の接続領域に該当する箇所にはなく、Ｘ方向のＦＰＣの合わせ基準７と調光フィルム１１の合わせ基準（５または６）が離れた位置に形成されているため、位置出し用カメラによる位置出し精度が悪く、調光フィルム１１の電源接続部１６Ａ、１６Ｂの透明電極層１３Ａ、１３ＢとＦＰＣ１７Ａ、１７Ｂに形成された端子群が精度よく接続されないという問題があった。

特開２０１７－１８７７７５号公報 特許第６４３９０２９号公報

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ＦＰＣを用いる調光装置において、調光フィルムとＦＰＣとの位置決め精度を向上させる調光装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するための手段として、本発明の第１の態様は、
印加電圧に応じて不透明状態と、透明状態とを切り替え可能な調光フィルムと、前記調光フィルムの端部に形成された電源接続部にＦＰＣの導電部を接続している調光装置であって、
前記調光フィルムは、調光層と、前記調光層に電圧を印加する透明電極層が形成された透明基材に挟持されてなる構成であり、
前記電源接続部は、前記透明電極層とＦＰＣとをＡＣＦを介して電気的に接続しつつ、機械的に接着された構造を有し、
前記ＦＰＣの両端部には垂直方向（Ｙ方向）のアライメントマークが設けられ、前記アライメントマークを、前記調光フィルムの、前記電源接続部近傍の端辺に合わせて、前記調光フィルムとＦＰＣとの接続の垂直方向（Ｙ方向）の位置決めをしており、
前記透明電極層には、前記電源接続部近傍の端辺に切り欠きまたは凸形状が設けられ、前記切り欠きまたは凸形状の幅方向の一側辺を基準線とし、前記基準線にＦＰＣの幅方向の一側辺を当接させて、前記調光フィルムとＦＰＣとの接続の水平方向（Ｘ方向）の位置決めをしていることを特徴とする調光装置である。

本発明によれば、調光フィルム上の接続領域に該当する箇所に、合わせ基準を有する切り欠きまたは凸形状を形成することで位置決め精度を向上させることができる。調光フィルムとＦＰＣとの接続のＸ方向の位置決めをするために、電源接続部近傍の透明電極層に切り欠き形状か、または凸形状が設けられており、従って、アライメントマークを別に設ける必要がなく、それぞれの基板に設けられた基準同士を当接することによって位置決めすることができるので、位置決め精度を向上させる効果がある。

また、本発明の第２の態様は、
前記切り欠きまたは凸形状は、ＦＰＣの幅方向の一側辺とのＸ方向の距離を測れる基準線を有するものであればよく、直線状、四角形状、三角形状のいずれかであってもよい。

ＦＰＣを用いる調光装置において、調光フィルムの電源接続部近傍の透明電極層に切り欠きまたは凸形状を設け、調光フィルムとＦＰＣとの位置決め精度を向上させる調光装置を提供することが可能である。

本発明の一実施形態に係る調光装置の正面図。 調光装置の一方の面に形成された電源接続部の概略断面図。 調光装置の他方の面に形成された電源接続部の概略断面図。 従来の調光フィルムとＦＰＣの接続の位置決め方法を説明する図。 本発明に係る調光フィルムとＦＰＣの接続の位置決め方法を説明する図。 本発明に係る切り欠きの形状を示す図。 本発明に係る凸形状の形状を示す図。

本発明の一実施形態に係る調光装置の構造の一例について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る調光装置の正面図であるが、図１が示すように、調光装置１０は、大面積での使用形態にあたって、例えば、窓ガラス等の透明板２０に取り付けられる。調光装置１０は、フレキシブルで薄い材料が主体であり、可撓性に富む。支持基材は、ガラスや樹脂等からなる透明な板状の部材であって平面状であってもよいし曲面状でもよい。透明板２０は、窓ガラス以外にパーテーション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。

図１を見てわかるように、調光装置１０は、略矩形形状を有しており、調光装置１０の大半を占める調光フィルム１１は、調光層（液晶層）１２と、調光層１２に電圧を印加する一対の透明電極層１３Ａ、１３Ｂに挟持されてなる構成である（図２および図３参照）。透明電極層１３Ａの端部には外部電源１８Ａから給電するための電源接続部１６Ａが接続され、透明電極層１３Ｂの端部には外部電源１８Ｂから給電するための電源接続部１６Ｂが接続されている。

調光層１２に電圧を印加する一対の透明電極層１３Ａ、１３Ｂの各々は、導電性を有する透明な層である。透明電極層１３Ａ、１３Ｂ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）を含むポリマー等が挙げられる。透明電極層１３Ａ、１３Ｂの好適な厚さは略８０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。

電源接続部１６Ａ、１６Ｂは、調光フィルムの一辺に沿って、透明電極層１３Ａ、１３Ｂの端部に位置する。電源接続部１６Ａ、１６Ｂが配置される上記一辺は矩形のいずれの辺であってもよく、透明板２０や駆動回路（不図示）の配置等に応じて設定されればよい。また、電源接続部１６Ａ、１６Ｂは、上記一辺の中央部を含む位置に配置されてもよいし、図１に示す様に、上記一辺の端部を含む位置に配置されてもよい。そして、電源接続部１６Ａ、１６Ｂは、リード線（不図示）を備え、リード線は、調光フィルム１１の外側に延び、駆動回路に接続されている。

また、電源接続部１６Ａ、１６Ｂが接続する透明電極層１３Ａ、１３Ｂの該当する箇所にあたる他方の面の透明電極層の一部（それぞれ透明電極層１３Ｂの一部、透明電極層１３Ａの一部）は、カットされて除去されて、電源接続部１６Ａ、１６Ｂは、調光層１２および他方の面の透明電極層から露出する領域に接続されている。

図２および図３に示すように、透明電極層１３Ａ、１３Ｂは、接着層２５を介して透明板２０に貼り付けられており、透明電極層１３Ａは、調光層１２の一方の面に接し、電源接続部１６Ａは、透明電極層１３Ａのなかで調光層１２および他方の透明電極層１３Ｂから露出する領域に接続されている。透明電極層１３Ｂは、調光層１２の他方の面に接している。電源接続部１６Ｂは、透明電極層１３Ｂのなかで調光層１２および他方の透明電極層１３Ａから露出する領域に接続されており、透明板２０と対向する。

電源接続部１６Ａ、１６Ｂは、透明電極層１３Ａ、１３Ｂに接合された導電性接着層であるＡＣＦ１９Ａ、１９Ｂと、ＡＣＦ１９Ａ、１９Ｂによって接合されたフレキシブルプリント基板ＦＰＣ１７Ａ、１７Ｂとを備える。電源接続部１６Ａ、１６Ｂは、さらに、ＦＰＣ１７Ａ、１７Ｂに接続されたリード線とを備える。リード線は、電源から供給される
電圧を駆動電圧に変換する駆動回路に接続され、電源接続部１６Ａ、１６Ｂを通じて、透明電極層１３Ａ、１３Ｂに駆動電圧が印加される。従って、電源接続部１６Ａ、１６ＢとＦＰＣ１７Ａ、１７Ｂに設けられた端子とを相対的に位置合わせすることで、調光フィルム１１とＦＰＣ１７Ａ、１７Ｂとがそれぞれ電気的に接続されることになる。

図５では、本発明に係る調光フィルム１１における、電源接続部１６Ａの該当する箇所へＦＰＣ１７Ａを接続させる位置の両側に形成された四角形状の切り欠き３０を示している。この切り欠き３０の幅方向の一側辺３１とＦＰＣ１７Ａの幅方向の一側辺７をＸ方向のアライメント基準とし、ＦＰＣの両端部に形成されたＹ方向のアライメントマーク１５Ａと電源接続部近傍の端辺４をＹ方向のアライメント基準として、調光フィルムとＦＰＣ１７Ａとの接続の位置決めをして接続している。また、調光フィルム１１と他の面のＦＰＣ１７Ｂも同様の位置決め方法で接続する。なお、四角形状の切り欠き３０は、接続させる位置の片側にのみ形成してもよい。

このように、調光フィルム１１とＦＰＣ１７Ａ、１７Ｂを接続させる位置の両側に近接して切り欠き３０が形成されるので、切り欠き３０の幅方向の一側辺３１とＦＰＣ１７Ａの幅方向の一側辺７をＸ方向の合わせ基準とすることによって、位置決め用カメラによって、Ｘ方向の位置決めを精度よく行うことが可能になる。

また、本発明に係る切り欠き３０の形状は、Ｘ方向に対して基準線を有するものであれば、図６に示すように、四角形状以外に、三角形状、直線状も用いることができる。また、同様の理由から、切り欠き以外に凸形状でもかまわない。凸形状としては、図７に示すような四角凸形状、三角凸形状、ＦＰＣ部凸形状などを用いることができる。

上記の切り欠きまたは凸形状の位置決めパターン３０による位置決めは、例えば、ＣＣＤカメラ及び照明光源などを設置して、位置決めパターン３０の近傍を拡大して観察しながら行なわれる。照明光源で位置決めパターン３０の近傍を照明し、ＣＣＤカメラで撮像した位置決めパターン３０の近傍の画像をモニタなどに表示させる。このモニタを見ながら基準線同士を当接するようにＦＰＣ１７Ａ、１７Ｂを移動させてアライメントを行ない、調光フィルム１１とＦＰＣ１７Ａ、１７Ｂとを位置合わせした状態でＡＣＦ１９Ａ、１９Ｂを介して貼り合わせる。これによって、調光フィルム１１とＦＰＣ１７Ａ、１７Ｂとが精度よく接続することができる。

以上によれば、ＦＰＣ１７Ａ、１７Ｂの幅方向の一側辺７をＸ方向の基準線とし、電源接続部１６Ａ、１６Ｂの近傍の透明電極層１３Ａ、１３Ｂに設けた、切り欠きまたは凸形状の幅方向の一側辺に基準線を沿わせて当接配置するだけで、ＦＰＣ１７Ａ、１７Ｂの端子部が自動的に電源接続部１６Ａ、１６Ｂの端子部に合致するので、ＣＣＤカメラを用いて光学的にアライメントすることで短時間で精度よく位置決め作業を行うことができる。換言すれば、透明電極層１３Ａ、１３Ｂに設けた、切り欠きまたは凸形状の位置決めパターン３０を、位置決め治具として代用することで、ＦＰＣ１７Ａ、１７Ｂの位置決めを安価かつ簡単に行うことができる。

従って、本発明によれば、調光フィルム１１とＦＰＣ１７Ａ、１７Ｂとは、水平方向および垂直方向とも精度よく接続することが可能な調光装置を供給することができる。

４・・・調光フィルム端辺
５・・・調光フィルム側辺
６・・・透明電極層カットライン
７・・・ＦＰＣ側辺
１０・・・調光装置
１１・・・調光フィルム
１２・・・調光層
１３Ａ、１３Ｂ・・・透明電極層
１５・・・アライメントマーク
１６Ａ、１６Ｂ・・・電源接続部
１７Ａ、１７Ｂ・・・ＦＰＣ
１８Ａ、１８Ｂ・・・外部電源
１９Ａ、１９Ｂ・・・ＡＣＦ
２０・・・透明板
２５・・・接着層
３０・・・切り欠きまたは凸形状（位置決めパターン）

Claims (2)

1. 印加電圧に応じて不透明状態と、透明状態とを切り替え可能な調光フィルムと、前記調光フィルムの端部に形成された電源接続部にＦＰＣの導電部を接続している調光装置であって、
   前記調光フィルムは、調光層と、前記調光層に電圧を印加する透明電極層が形成された透明基材に挟持されてなる構成であり、
   前記電源接続部は、前記透明電極層とＦＰＣとをＡＣＦを介して電気的に接続しつつ、機械的に接着された構造を有し、
   前記ＦＰＣの両端部には垂直方向（Ｙ方向）のアライメントマークが設けられ、前記アライメントマークを、前記調光フィルムの、前記電源接続部近傍の端辺に合わせて、前記調光フィルムとＦＰＣとの接続の垂直方向（Ｙ方向）の位置決めをしており、
   前記透明電極層には、前記電源接続部近傍の端辺に切り欠きまたは凸形状が設けられ、前記切り欠きまたは凸形状の幅方向の一側辺を基準線とし、前記基準線にＦＰＣの幅方向の一側辺を当接させて、前記調光フィルムとＦＰＣとの接続の水平方向（Ｘ方向）の位置決めをしていることを特徴とする調光装置。
2. 前記切り欠きまたは凸形状は、直線状、四角形状、三角形状のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の調光装置。

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