CN110678805B - 调光装置 - Google Patents

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Abstract

调光装置包括：调光元件(11)，包括基材(20、21)、分别设置于基材(20、21)的电极(22、23)、填充在电极(22、23)间的液晶层(24)、以及与电极(22、23)电连接的端子T1、T2；和驱动电路(12)，对T1端子施加第1驱动电压，对端子T2施加极性与第1驱动电压不同的第2驱动电压。第1驱动电压在第1期间中被设定为第1电压，在紧接着第1期间的第2期间中被设定为比第1电压低的第2电压，在紧接着第2期间的第3期间中被设定为比第2电压低的第3电压，在紧接着第3期间的第4期间中被设定为比第2电压低且比第3电压高的第4电压。

Description

调光装置
技术领域
本发明涉及使用了液晶的调光装置。
背景技术
公知有一种不一定需要取向处理、也不需要偏光板而能够实现明亮的显示的使用了高分子分散型液晶或聚合物网络(Polymer network)型液晶的调光元件。液晶层(调光层)包括液晶材料和高分子材料，并被设定为液晶材料的寻常折射率与高分子材料的折射率大致相同。
例如在未对液晶层施加电压的情况下，调光元件为散射状态，在对液晶层施加了电压的情况下，调光元件为透射状态。例如，对于调光元件的驱动而言，为了提高相对于施加电压的驱动效率而使用脉冲驱动。
当在家庭、公司内使用调光元件的情况下，使用AC/DC转换器等从工业电源生成DC电源，并使用该DC电源与开关元件来进行脉冲驱动。另外，当在汽车等中使用调光元件的情况下，在通过DC/DC转换器等从由电池等的二次电池电源等供电的DC电源获得了所要的电压之后，进行脉冲驱动。
当对建筑物等固定调光元件的情况、以及对汽车的窗户等设置调光元件的情况下，在建筑物、窗户的安装上，要求将施加电源的端子部统一在调光元件的一方。但是，在具有平面形状的调光元件中的远离端子部的部分，因调光元件所具有的电阻成分以及电容成分而产生电压降。因此，即使对端子部施加耐压以下的最大电压，对与端子部相反的末端部施加的电压也无法达到驱动液晶的阈值电压，不能够进行足够的向透射模式的转移。
另外，为了降低因电容成分而在调光元件的末端部产生的电压降的影响，可考虑降低驱动频率、持续施加同极性的电压直至对末端部施加的电压上升为止的方法。但是，由于直到对末端部施加的电压上升为止的时间变长，所以导致在末端部附近闪烁很明显。
发明内容
发明要解决的课题
本发明提供一种能够降低颜色不均以及闪烁的调光装置。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式涉及的调光装置具备：调光元件，包括第1基材及第2基材、分别设置于上述第1基材及上述第2基材的第1电极及第2电极、填充在上述第1电极及上述第2电极间的液晶层、以及与上述第1电极及上述第2电极电连接的第1端子及第2端子；和驱动电路，对上述第1端子施加第1驱动电压，对上述第2端子施加极性与上述第1驱动电压不同的第2驱动电压。上述第1驱动电压在第1期间中被设定为第1电压，在紧接着上述第1期间的第2期间中被设定为比上述第1电压低的第2电压，在紧接着上述第2期间的第3期间中被设定为比上述第2电压低的第3电压，在紧接着上述第3期间的第4期间中被设定为比上述第2电压低且比上述第3电压高的第4电压。
发明效果
根据本发明，能够提供一种可降低颜色不均以及闪烁的调光装置。
附图说明
图1是第1实施方式涉及的调光装置的框图。
图2是调光元件的俯视图。
图3是沿着图2的A－A′线的调光元件的剖视图。
图4是对液晶层的取向进行说明的剖视图。
图5是调光元件的等效电路图。
图6是主要表示了驱动电路的电路图。
图7是对控制电路的动作进行说明的时序图。
图8是对第1实施方式涉及的驱动电路的动作进行说明的时序图。
图9是表示调光元件中的V－T特性的一个例子的图。
图10是比较例涉及的驱动电路的电路图。
图11是对比较例涉及的调光装置的动作进行说明的图。
图12是第1例涉及的所消耗的电荷量的示意图。
图13是第2例涉及的所消耗的电荷量的示意图。
图14是主要表示了第2实施方式涉及的驱动电路的电路图。
图15是主要表示了第3实施方式涉及的驱动电路的电路图。
图16是对第3实施方式涉及的驱动电路的动作进行说明的时序图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行说明。其中，附图是示意图或者概念图，各附图的尺寸以及比率等未必一定与现实的相同。另外，即使在附图的相互间表示相同的部分的情况下，也存在相互的尺寸的关系、比率被表现地不同的情况。特别是以下所示的几个实施方式是例示用于将本发明的技术思想具体化的装置以及方法的实施方式，并不是通过构成部件的形状、构造、配置等来确定本发明的技术思想的实施方式。此外，在以下的说明中，对具有相同功能以及构成的要素标记相同的附图标记，仅在必要的情况下进行重复说明。
[第1实施方式]
[1]调光装置10的结构
图1是本发明的第1实施方式涉及的调光装置10的框图。调光装置10具备调光元件11、驱动电路12、电源电路13以及控制电路14。
调光元件11是能够控制光的透射率的元件。调光元件11例如由调光膜构成。调光膜是能够切换透明与不透明(白浊)的功能性膜。例如，通过对调光膜施加电压(最大电压)，能够将调光膜设定为透明状态，另一方面，通过对调光膜施加0V(最小电压)，能够将调光膜设定为白浊状态。另外，通过对调光膜施加最大电压与最小电压之间的中间电压，能够在透明与白浊之间实现阶段性的灰度显示。关于调光元件11的具体结构将后述。
驱动电路12对调光元件11施加电压(驱动电压)，来驱动调光元件11。关于驱动电路12的电路结构将后述。
电源电路13从外部接受电源(外部电源)。外部电源是工业电源、交流电压(交流电源)、或者直流电压(直流电源)。电源电路13使用外部电源来生成调光元件11的动作所需要的多个电平的电压。由电源电路13生成的电压被供给至驱动电路12。
控制电路14控制驱动电路12以及电源电路13。控制电路14对驱动电路12以及电源电路13供给控制信号以使驱动电路12以及电源电路13能够进行所希望的动作。
[1－1]调光元件11的结构
接下来，对调光元件11的结构进行说明。图2是调光元件11的俯视图。图3是沿着图2的A－A′线的调光元件11的剖视图。
调光元件11的平面形状可以为任意的形状，例如为四边形。在调光元件11是调光膜的情况下，按照所粘贴的区域的外形来加工调光膜。
调光元件11具备被对置配置的基材20、21、和配置在基材20、21间的液晶层(调光层)24。基材20、21由透明部件构成，例如由透明膜构成。基材20、21例如可采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、聚乙烯(PE)膜或者聚碳酸酯(PC)膜等。
液晶层24具备液晶材料24A以及高分子材料24B。液晶层24由高分子分散型液晶(PDLC：Polymer Dispersed Liquid Crystal)、或者聚合物网络型液晶(PNLC：PolymerNetwork Liquid Crystal)构成。高分子分散型液晶由使液晶材料分散至利用高分子材料构成的矩阵中而得到的复合体构成、即具有液晶在矩阵中相分离了的构造。聚合物网络型液晶由在利用高分子材料构成的三维网眼构造(聚合物网络)中填满了具有连续相的液晶材料而得到的复合体构成。作为高分子材料，可使用光固化树脂。例如，对于PDLC而言，将紫外线向使液晶材料混合于光聚合型的高分子前体(单体)而得到的溶液照射，使单体聚合而生成聚合物，并在由该聚合物构成的矩阵中分散液晶。
透明电极22以与液晶层24相接的方式设置在基材20上。透明电极23以与液晶层24相接的方式设置在基材21上。透明电极22、23由具有透光性以及导电性的材料构成，例如由ITO(铟锡氧化物)构成。
调光元件11具备与透明电极23电连接的端子T1、和与透明电极22电连接的端子T2。端子T1、T2例如统一配置在调光元件11的一侧部。端子T1、T2与驱动电路12电连接。端子T1、T2由金属(例如金、银、铜或者铝等)构成。
液晶层24被密封件25密封在透明电极22、23间。密封件25形成为包围液晶层24。密封件25例如由光固化树脂构成。根据液晶层24的材料，不一定需要密封件25。例如，在由液晶层24的高分子材料24B密封了液晶材料24A的情况下，不一定需要密封件25。
[1－2]液晶层24的动作
接下来，对液晶层(调光层)24的大致的动作进行说明。
在液晶层24中，液晶材料的寻常折射率与高分子材料的折射率被设定为大致相同。作为液晶材料，例如可使用具有正介电各向异性的正型(P型)的向列型液晶。
首先，对关断状态下的液晶层24的动作进行说明。关断状态是指对透明电极22与透明电极23施加了同电压(例如0V)的状态，是未对液晶层24施加电场的状态。图3表示了关断状态下的液晶层24的情况。
在未对液晶层24施加电压(电场)的情况下，液晶分子相对于高分子矩阵(或者聚合物网络)的界面成为随机的状态。该情况下，液晶材料的折射率与高分子矩阵的折射率为不同的状态，入射光在高分子矩阵的界面散射。即，在液晶分子未被取向的状态下，液晶层24成为高雾面(Haze)状态。此时，液晶层24成为白浊的状态，调光元件11成为不透明的状态。因此，调光元件11能够对于观察者遮挡对象物。雾面值是与部件的透明性有关的指标，表示浊度。雾面值越小，则透明度越高。
接下来，对接通状态下的液晶层24的动作进行说明。接通状态是指对透明电极22与透明电极23施加了不同的电压(例如0V以及正电压)的状态，是对液晶层24施加电场的状态。其中，对透明电极22与透明电极23施加交流电压。图4表示了接通状态下的液晶层24的情况。
在对液晶层24施加了电压的情况下，液晶分子的长轴(指向矢)相对于电极面大致沿垂直方向取向。该情况下，成为液晶材料的折射率与高分子矩阵的折射率大致相同的状态，入射光在液晶层24内几乎不散射地透射液晶层24。即，在液晶分子被取向的状态下，液晶层24成为低雾面状态。此时，调光元件11成为透明的状态。因此，观察者能够越过调光元件11观察对象物。
此外，在本实施方式中，对在非通电时为不透明状态、在通电时变为透明状态的调光元件进行了说明，但并不限定于此。也能够将在非通电时为透明状态、在通电时变为不透明状态的反转型应用于调光元件11。
[1－3]调光元件11的等效电路
接下来，对调光元件11的等效电路进行说明。图5是调光元件11的等效电路图。
透明电极22形成为平面状。因此，透明电极22以从端子侧(配置端子T1、T2的一侧)扩展至末端侧(与端子T1、T2相反的一侧)的方式构成多个电阻成分R1～11。
同样，透明电极23形成为平面状。因此，透明电极23以从端子侧扩展至末端侧的方式构成多个电阻成分R12～22。
液晶层24构成连接在透明电极22与透明电极23之间的多个电容成分C1～C4。
根据图4可知，对于调光元件11而言，由于电阻成分的电压降，电压随着从端子侧朝向末端侧而逐渐变低。即，在调光元件11中，端子侧的电压高，末端侧的电压低。将末端侧的节点记作N1、N2。
[1－4]驱动电路12的结构
接下来，对驱动电路12的结构进行说明。图6是主要表示了驱动电路12的电路图。
控制电路14生成信号OVPOSIN、信号CONPOSIN、信号OVNEGIN以及信号CONNEGIN，并将这些控制信号输送至驱动电路12。对于信号OVPOSIN、信号CONPOSIN、信号OVNEGIN以及信号CONNEGIN的电压波形将后述。
电源电路13具备过驱动(overdrive)用的正侧电压源30、过驱动用的负侧电压源31、生成用于控制液晶的取向的正侧控制电压的电压源32、以及生成负侧控制电压的电压源33。电压源30生成过驱动电压Vov+。电压源31生成过驱动电压Vov－。电压源32生成控制电压Vc+。电压源33生成控制电压Vc－。具有“Vov+＞Vc+＞Vc－＞Vov－”的关系。
正侧控制电压Vc+、负侧控制电压Vc－是控制最终的液晶的取向的电压，根据所使用的液晶材料而被决定。即，根据液晶材料来决定液晶分子垂直取向的电压(液晶的阈值电压)，电压“(Vc+)－(Vc－)”被设定为与液晶的阈值电压相同或者比液晶的阈值电压稍高。电压“(Vov+)－(Vov－)”被设定得比液晶的耐压小。例如，Vov+＝70V、Vov－＝0V、Vc+＝55V、Vc－＝15V。
驱动电路12具备开关元件40～47。开关元件40的第1端子与电压源30连接，其第2端子与端子T1连接，对其控制端子输入信号OVPOSIN。开关元件40在信号OVPOSIN为高电平(例如电压Vdd＝5V)的情况下接通，在信号OVPOSIN为低电平(例如接地电压＝0V)的情况下关断。
开关元件41的第1端子与电压源31连接，其第2端子与端子T1连接，对其控制端子输入信号OVNEGIN。开关元件41在信号OVNEGIN为高电平的情况下接通，在信号OVNEGIN为低电平的情况下关断。
开关元件42的第1端子与电压源30连接，其第2端子与端子T2连接，对其控制端子输入信号OVNEGIN。开关元件42在信号OVNEGIN为高电平的情况下接通，在信号OVNEGIN为低电平的情况下关断。
开关元件43的第1端子与电压源31连接，其第2端子与端子T2连接，对其控制端子输入信号OVPOSIN。开关元件43在信号OVPOSIN为高电平的情况下接通，在信号OVPOSIN为低电平的情况下关断。
开关元件44的第1端子与电压源33连接，其第2端子与端子T1连接，对其控制端子输入信号CONNEGIN。开关元件44在信号CONNEGIN为高电平的情况下接通，在信号CONNEGIN为低电平的情况下关断。
开关元件45的第1端子与电压源32连接，其第2端子与端子T1连接，对其控制端子输入信号CONPOSIN。开关元件45在信号CONPOSIN为高电平的情况下接通，在信号CONPOSIN为低电平的情况下关断。
开关元件46的第1端子与电压源33连接，其第2端子与端子T2连接，对其控制端子输入信号CONPOSIN。开关元件46在信号CONPOSIN为高电平的情况下接通，在信号CONPOSIN为低电平的情况下关断。
开关元件47的第1端子与电压源32连接，其第2端子与端子T2连接，对其控制端子输入信号CONNEGIN。开关元件47在信号CONNEGIN为高电平的情况下接通，在信号CONNEGIN为低电平的情况下关断。
[2]调光装置10的动作
对如上述那样构成的调光装置10的动作进行说明。图7是对控制电路14的动作进行说明的时序图。如前述那样，控制电路14生成信号OVPOSIN、信号CONPOSIN、信号OVNEGIN、以及信号CONNEGIN。
在时刻t0，控制电路14使信号OVPOSIN为高电平(例如电压Vdd＝5V)。在时刻t1，控制电路14使信号OVPOSIN为低电平(例如0V)，使信号CONPOSIN为高电平。
在时刻t2，控制电路14使信号CONPOSIN为低电平、使信号OVNEGIN为高电平。在时刻t3，控制电路14使信号OVNEGIN为低电平、使信号CONNEGIN为高电平。
在时刻t4，控制电路14使信号CONNEGIN为低电平、使信号OVPOSIN为高电平。时刻t0～t4为一个周期，以后，重复同样的周期。
图8是对驱动电路12的动作进行说明的时序图。图8的时刻t0～t9对应于图7的时刻t0～t9。在图8中表示了(1)驱动电路12对调光元件11的端子T1施加的驱动电压OUT1、(2)驱动电路12对调光元件11的端子T2施加的驱动电压OUT2、(3)调光元件11的节点N1的电压V1out、以及(4)调光元件11的节点N2的电压V2out。在图8中，用实线表示了驱动电压OUT1，用虚线表示了驱动电压OUT2，用单点划线表示了电压V1out，用双点划线表示了电压V2out。
在期间t0～t1中，开关元件40接通，设定为电压OUT1＝Vov+。另外，在期间t0～t1中，开关元件43接通，设定为电压OUT2＝Vov－。由此，与对端子T1施加控制电压Vc+的情况相比，末端侧的电压V1out迅速上升。另外，与对端子T2施加控制电压Vc－的情况相比，末端侧的电压V2out迅速下降。
在期间t1～t2中，开关元件45接通，设定为电压OUT1＝Vc+。另外，在期间t1～t2中，开关元件46接通，设定为电压OUT2＝Vc－。由此，末端侧的电压V1out被设定为控制电压Vc+，末端侧的电压V2out被设定为控制电压Vc－。
在期间t2～t3中，开关元件41接通，设定为电压OUT1＝Vov－。另外，在期间t2～t3中，开关元件42接通，设定为电压OUT2＝Vov+。由此，与对端子T1施加控制电压Vc－的情况相比，末端侧的电压V1out迅速下降。另外，与对端子T2施加控制电压Vc+的情况相比，末端侧的电压V2out迅速上升。
在期间t3～t4中，开关元件44接通，设定为电压OUT1＝Vc－。另外，在期间t3～t4中，开关元件47接通，设定为电压OUT2＝Vc+。由此，末端侧的电压V1out被设定为控制电压Vc－，末端侧的电压V2out被设定为控制电压Vc+。
以后，重复与周期t0～t4相同的动作。例如，驱动频率为20Hz。
其中，过驱动期间、即期间t0～t1以及期间t2～t3分别根据调光元件11的负载(电阻以及电容)而被设定。即，过驱动期间被设定得比末端侧的电压V1out从控制电压Vc－上升至控制电压Vc+的期间短。另外，过驱动期间被设定得比末端侧的电压V2out从控制电压Vc+下降至控制电压Vc－的期间短。
图9是表示调光元件11中的电压对透射率(V－T：voltage-transmittance)特性的一个例子的图。图9的横轴为电压(V)，纵轴为透射率(％)，图9的横轴以及纵轴都为任意单位。图9的电压是对液晶层施加的电压、即电极22、23间的电压。
根据图9可知，通过使对调光元件11施加的电压(驱动电压)变化，能够使调光元件11的透射率变化。另外，即使对调光元件11施加饱和电压以上的驱动电压，透射率也不改变。饱和电压是实现最大透射率的电压中的最小电压。例如，电压“(Vc+)－(Vc－)”被设定为饱和电压以下。因此，即便是在不超过液晶的耐压的范围将过驱动电压设定为饱和电压以上的电压的情况，也能够使用过驱动电压对调光元件11进行驱动而对液晶的透射率不造成影响。
端子侧的有效电压大致为控制电压Vc+、Vc－。另外，由于末端侧的电压以更快的定时达到控制电压Vc+、Vc－，所以末端侧的有效电压也接近控制电压Vc+、Vc－。由此，端子侧与末端侧的透射率之差变小，能够降低颜色不均。
另外，在包括过零点(电压V1out与电压V2out交叉的点)的进行极性反转的期间(例如，图8的期间t0～t1)中，由于对液晶施加的有效电压低，所以液晶的透射率未成为所希望的透射率。特别是在过零点，对液晶施加的电压为0V。但是，在本实施方式中，通过使用过驱动来驱动，使得末端侧的电压以更快的定时上升。由此，由于能够缩短进行极性反转的期间，所以能够降低闪烁。
[3]比较例
接下来，对比较例涉及的调光装置进行说明。图10是比较例涉及的驱动电路的电路图。
电压源32生成控制电压Vc+。电压源33生成控制电压Vc－。例如，Vc+＝40V、Vc－＝0V。
开关元件44的第1端子与电压源33连接，其第2端子与端子T1连接，对其控制端子输入信号NEGIN。开关元件44在信号NEGIN为高电平的情况下接通，在信号NEGIN为低电平的情况下关断。
开关元件45的第1端子与电压源32连接，其第2端子与端子T1连接，对其控制端子输入信号POSIN。开关元件45在信号POSIN为高电平的情况下接通，在信号POSIN为低电平的情况下关断。
开关元件46的第1端子与电压源33连接，其第2端子与端子T2连接，对其控制端子输入信号POSIN。开关元件46在信号POSIN为高电平的情况下接通，在信号POSIN为低电平的情况下关断。
开关元件47的第1端子与电压源32连接，其第2端子与端子T2连接，对其控制端子输入信号NEGIN。开关元件47在信号NEGIN为高电平的情况下接通，在信号NEGIN为低电平的情况下关断。
图11是对比较例涉及的调光装置的动作进行说明的图。在时刻t0，信号POSIN被设为高电平，信号NEGIN被设为低电平。在时刻t1，信号POSIN被设为低电平，信号NEGIN被设为高电平。在时刻t2，信号POSIN被设为高电平，信号NEGIN被设为低电平。
在期间t0～t1中，开关元件45接通，设定为电压OUT1＝Vc+。另外，在期间t0～t1中，开关元件46接通，设定为电压OUT2＝Vc－。由此，与过驱动相比，末端侧的电压V1out缓慢上升。另外，与过驱动相比，末端侧的电压V2out缓慢下降。
在期间t1～t2中，开关元件44接通，设定为电压OUT1＝Vc－。另外，在期间t1～t2中，开关元件47接通，设定为电压OUT2＝Vc+。由此，与过驱动相比，末端侧的电压V1out缓慢下降。另外，与过驱动相比，末端侧的电压V2out缓慢上升。
在比较例中，在极性反转中，末端侧的电压V1out、电压V2out成为所希望的电压(Vc+、Vc－)为止的时间较长。由此，在比较例中，闪烁变大。另外，在比较例中，由于在端子侧和末端侧，有效电压不同的期间变长，所以产生颜色不均。
[4]第1实施方式的效果
如以上详述那样，在第1实施方式中，调光装置10具备：调光元件11，包括被对置配置的基材20、21、分别设置于基材20、21的透明电极22、23、填充在透明电极22、23间的液晶层24、以及与透明电极22、23电连接的端子T1、T2；和驱动电路12，对端子T1施加驱动电压OUT1，对端子T2施加极性与驱动电压OUT1不同的驱动电压OUT2。驱动电压OUT1在第1期间中被设定为正侧过驱动电压Vov+，在紧接着上述第1期间的第2期间中被设定为正侧控制电压Vc+，在紧接着第2期间的第3期间中被设定为负侧过驱动电压Vov－，在紧接着第3期间的第4期间中被设定为负侧控制电压Vc－。
因此，根据第1实施方式，能够将与端子侧相反的一侧的电压更快地设定为控制电压Vc+、Vc－。由此，端子侧与末端侧的透射率之差变小，能够降低颜色不均。
另外，包括过零点(电压V1out与电压V2out交叉的点)的进行极性反转的期间，成为产生闪烁的原因。但是，在本实施方式中，由于能够缩短进行极性反转的期间，所以能够降低闪烁。
图12是第1例涉及的所消耗的电荷量的示意图。图12的横轴表示端子－末端间的位置，纵轴表示对液晶施加的电压(施加电压)。例如，0V～40V的区域是能够使透射率变化的灰度区域，40V～70V的区域是透射率几乎不变化的饱和区域。
电荷量A是通常脉冲驱动中的电荷量。第1例的通常脉冲驱动是使用施加电压40V、并且降低频率来进行驱动直到末端侧的电压变为40V为止的例子。在通常脉冲驱动中，由于末端侧最终成为40V，所以能够降低端子侧与末端侧的颜色不均。但是，由于极性反转所花费的时间变长，所以闪烁变大。
电荷量B是相对于通常脉冲驱动的通过过驱动而增加的电荷量。过驱动是使用过驱动电压70V来进行驱动的例子。由于电压随着从端子侧朝向末端侧而变低，所以电荷量B由从端子侧朝向末端侧逐渐减小的三角形表示。在进行过驱动的情况下，与通常脉冲驱动相比，仅通过电荷量B的增加便能够降低闪烁，并且，降低颜色不均。
电荷量C是相对于全驱动的通过过驱动而减少的电荷量。全驱动是使用70V进行驱动的例子。即，“电荷量A+电荷量B+电荷量C”是全驱动的电荷量。在全驱动中，虽然闪烁降低，但所消耗的电荷量变大。在过驱动中，不仅能够将闪烁降低至与全驱动相同程度，而且与全驱动相比能降低所消耗的电荷量。
图13是第2例涉及的所消耗的电荷量的示意图。第2例是实施了半色调的情况的例子。
电荷量D是通常脉冲驱动中的电荷量。第2例的通常脉冲驱动是使用施加电压20V、并且降低频率来进行驱动直至末端侧的电压变为20V为止的例子。在通常脉冲驱动中，由于末端侧最终为20V，所以能够降低端子侧与末端侧的颜色不均。但是，由于极性反转所花费的时间变长，所以闪烁变大。另外，如果为了使闪烁降低而增大频率，则端子侧与末端侧的电位差变大，会产生颜色不均。增大了频率的情况下的电荷量是图13的用虚线表示的靠下的区域。即，颜色不均与闪烁处于相权衡的关系。
电荷量E是相对于通常脉冲驱动的通过过驱动而增加的电荷量。即便是使用过驱动而实施了半色调的情况，与通常脉冲驱动相比，也能够仅通过电荷量E的增加就降低闪烁，并且，能够降低颜色不均。另外，第2例的情况也能够通过过驱动将闪烁降低至与70V的全驱动相同程度。
[第2实施方式]
第2实施方式是驱动电路12以及电源电路13的具体构成例。第2实施方式是使用晶体管将驱动电路12构成为数字方式的例子。
图14是主要表示了本发明的第2实施方式涉及的驱动电路12的电路图。在本实施方式中，构成驱动电路12的多个开关元件分别由MOS晶体管或者双极型晶体管构成。在本实施方式中，针对使用N沟道MOS晶体管(或者功率MOS晶体管)的例子进行说明。若表现为等效电路，则根据图5可知，调光元件11包括电阻性负载RL和电容性负载CL。
控制电路14具备定时产生电路14A。定时产生电路14A对信号OVPOSIN、信号CONPOSIN、信号OVNEGIN、以及信号CONNEGIN的定时进行控制。
驱动电路12具备栅极驱动器12A。栅极驱动器12A从定时产生电路14A接受信号OVPOSIN、信号CONPOSIN、信号OVNEGIN、以及信号CONNEGIN。栅极驱动器12A使用信号OVPOSIN、信号CONPOSIN、信号OVNEGIN、以及信号CONNEGIN来将它们的信号电平设定为最适合于晶体管的栅极电压电平。而且，栅极驱动器12A生成信号OVPOSIN－G、信号CONPOSIN－G、信号OVNEGIN－G、以及信号CONNEGIN－G作为最适合于晶体管的栅极电压电平的信号。
驱动电路12具备N沟道MOS晶体管40～43、44A、44B、45A、45B、46A、46B、47A、47B。另外，在栅极驱动器12A连接着信号线40S、42S、44S、45S、46S、47S。信号线40S、42S、44S、45S、46S、47S是为了设定上述的最佳的栅极电压电平而向栅极驱动器12A赋予晶体管的源极电压电平的信号线。
晶体管40的漏极与生成过驱动电压Vov+的电压源30连接，其源极与端子T1连接，对其栅极输入信号OVPOSIN－G。另外，晶体管40的源极经由信号线40S而与栅极驱动器12A连接。
晶体管41的漏极与端子T1连接，其源极与生成过驱动电压Vov－的电压源31连接，对其栅极输入信号OVNEGIN－G。
晶体管42的漏极与电压源30连接，其源极与端子T2连接，对其栅极输入信号OVNEGIN－G。另外，晶体管42的源极经由信号线42S而与栅极驱动器12A连接。
晶体管43的漏极与端子T2连接，其源极与电压源31连接，对其栅极输入信号OVPOSIN－G。
晶体管44A、44B构成图6的开关元件44。晶体管44A的漏极与端子T1连接，其源极与晶体管44B的源极连接，对其栅极输入信号CONNEGIN－G。晶体管44B的漏极与生成控制电压Vc－的电压源33连接，对其栅极输入信号CONNEGIN－G。另外，晶体管44A的源极经由信号线44S而与栅极驱动器12A连接。
晶体管45A、45B构成图6的开关元件45。晶体管45A的漏极与端子T1连接，其源极与晶体管45B的源极连接，对其栅极输入信号CONPOSIN－G。晶体管45B的漏极与生成控制电压Vc+的电压源32连接，对其栅极输入信号CONPOSIN－G。另外，晶体管45A的源极经由信号线45S而与栅极驱动器12A连接。
晶体管46A、46B构成图6的开关元件46。晶体管46A的漏极与端子T2连接，其源极与晶体管46B的源极连接，对其栅极输入信号CONPOSIN－G。晶体管46B的漏极与电压源33连接，对其栅极输入信号CONPOSIN－G。另外，晶体管46A的源极经由信号线46S而与栅极驱动器12A连接。
晶体管47A、47B构成图6的开关元件47。晶体管47A的漏极与端子T2连接，其源极与晶体管47B的源极连接，对其栅极输入信号CONNEGIN－G。晶体管47B的漏极与电压源32连接，对其栅极输入信号CONNEGIN－G。另外，晶体管47A的源极经由信号线47S而与栅极驱动器12A连接。
电源电路13具备电压源13A以及电压源30～33。电压源13A根据电源电压VCC生成电压Vin。
电压源30具备作为恒压元件的齐纳二极管(恒压二极管)30A、以及电阻(电阻元件)30B。齐纳二极管30A的阴极与电压源13A连接，其阳极与电阻30B的一端连接。电阻30B的另一端与接地端子GND连接。电压源30也可以使用其他的构成。例如，在所处理的电压大的情况下，可以将2个或者2个以上的齐纳二极管串联连接。另外，也可以对齐纳二极管30A与电阻30B的连接节点追加电流放大用的NPN晶体管。另外，电压源30也可以由具备电压控制端子的串联调节器构成。另外，电压源30也可以由DC/DC转换器构成。
电压源32具备齐纳二极管32A以及电阻32B。电阻32B的一端与电压源13A连接，其另一端与齐纳二极管32A的阴极连接。齐纳二极管32A的阳极与接地端子GND连接。电压源32可以使用与电压源30相同的其他构成例。
电压源33具备齐纳二极管33A以及电阻33B。齐纳二极管33A的阴极与电压源13A连接，其阳极与电阻33B的一端连接。电阻33B的另一端与接地端子GND连接。电压源33可以使用与电压源30相同的其他构成例。
如以上详述那样，在第2实施方式中，能够使用晶体管来构成驱动电路12。第2实施方式的电压控制与第1实施方式的电压控制相同。其他的效果与第1实施方式相同。
[第3实施方式]
第3实施方式是驱动电路12以及电源电路13的具体构成例。第3实施方式是使用功率放大器将驱动电路12构成为模拟方式的例子。
图15是主要表示了本发明的第3实施方式涉及的驱动电路12的电路图。驱动电路12具备过驱动波形产生电路12B以及功率放大器12C、12D。过驱动波形产生电路12B使用来自定时产生电路14A的控制信号来生成正侧电压波形VP以及负侧电压波形VN。
功率放大器12C、12D能够进行可实现从第1象限至第4象限的动作的4象限输出。即，功率放大器12C、12D能够不依赖于电压的朝向地进行电流的供给(source)和吸收(sink)。
功率放大器12C从过驱动波形产生电路12B接受正极电压波形VP，并对该正极电压波形VP进行放大。功率放大器12C输出驱动电压OUT1。驱动电压OUT1被施加到调光元件11的端子T1。
功率放大器12D从过驱动波形产生电路12B接受负极电压波形VN，并对该负极电压波形VN进行放大。功率放大器12D输出驱动电压OUT2。驱动电压OUT2被施加到调光元件11的端子T2。
图16是对驱动电路12的动作进行说明的时序图。驱动电压OUT1、OUT2是与第1实施方式的图8相同的波形。驱动电压OUT1是与前段的正极电压波形VP波形相同、且放大了输出电流的电压。驱动电压OUT2是与前段的负极电压波形VN波形相同、且放大了输出电流的电压。
根据第2实施方式，能够以模拟方式实现过驱动。其他的效果与第1实施方式相同。
[实施例]
在上述实施方式中，例示了使用PDLC或者PNLC的液晶元件(调光元件)，但并不限定于此。作为调光元件的液晶元件也可以是将偏光板以及取向膜配置在液晶层的两侧的结构，能够采用TN(Twisted Nematic：扭曲向列)方式、VA(Vertical Alignment：垂直取向)方式、或者IPS(In-Plane Switching：平面转换)方式等。另外，作为调光元件，除了液晶元件以外，还能够使用折射率根据电压而变化的各种种类的电光学元件。
上述实施方式中所示的开关元件除了MOS晶体管或者场效应晶体管以外，也可以由将碳化硅(SiC)用于半导体层的SiC－MOSFET或者将氮化镓(GaN)用于半导体层的GaN－MOSFET等构成。
上述实施方式中说明的调光装置能够应用于住宅、办公室或者公共施设的窗户、室内分区、商业施设或者活动场地中的影像投影屏幕、数字标牌、汽车或者飞机的窗户、天窗等。
在上述实施方式中，举例说明了调光元件作为液晶元件的情况，但并不局限于此，本实施方式中的驱动方法能够应用于使用液晶的各种装置(包括液晶显示装置)。
此外，本发明并不限定于上述实施方式，在实施阶段能够在不脱离其主旨的范围进行各种变形。另外，各实施方式可以适当地组合来实施，该情况下可获得组合的效果。并且，上述实施方式中包括各种发明，通过从所公开的多个构件选择出的组合能够提取出各种发明。例如，在即使从实施方式所示的全部构件删除了几个构件也能解决课题、获得效果的情况下，删除该构件后得到的结构可被提出作为发明。

Claims (8)

1.一种调光装置，具备：
调光元件，包括：第1基材及第2基材、分别设置于上述第1基材及上述第2基材的第1电极及第2电极、填充在上述第1电极与上述第2电极间的液晶层、以及与上述第1电极及上述第2电极电连接的第1端子及第2端子；和
驱动电路，对上述第1端子施加第1驱动电压，对上述第2端子施加极性与上述第1驱动电压不同的第2驱动电压，
上述第1驱动电压，在第1期间被设定为第1电压，在紧接着上述第1期间的第2期间被设定为比上述第1电压低的第2电压，在紧接着上述第2期间的第3期间被设定为比上述第2电压低的第3电压，在紧接着上述第3期间的第4期间被设定为比上述第2电压低且比上述第3电压高的第4电压，
上述第2驱动电压，在第1期间被设定为上述第3电压，在上述第2期间被设定为上述第4电压，在上述第3期间被设定为上述第1电压，在上述第4期间被设定为上述第2电压，
上述第1电压和上述第3电压的电压差是上述调光元件的饱和电压以上。
2.根据权利要求1所述的调光装置，
上述第1电压与上述第3电压的电压差比上述调光元件的耐压小。
3.根据权利要求1所述的调光装置，
上述第2电压与上述第4电压的电压差为上述调光元件的饱和电压以下。
4.根据权利要求1所述的调光装置，
上述驱动电路包括第1开关元件至第8开关元件，
上述第1开关元件连接在产生上述第1电压的第1电压源与上述第1端子之间，
上述第2开关元件连接在产生上述第3电压的第3电压源与上述第1端子之间，
上述第3开关元件连接在上述第1电压源与上述第2端子之间，
上述第4开关元件连接在上述第3电压源与上述第2端子之间，
上述第5开关元件连接在产生上述第2电压的第2电压源与上述第1端子之间，
上述第6开关元件连接在产生上述第4电压的第4电压源与上述第1端子之间，
上述第7开关元件连接在上述第2电压源与上述第2端子之间，
上述第8开关元件连接在上述第4电压源与上述第2端子之间。
5.根据权利要求4所述的调光装置，
还具备生成第1控制信号至第4控制信号的控制电路，
上述第1控制信号被输入至上述第1开关元件以及上述第4开关元件，
上述第2控制信号被输入至上述第2开关元件以及上述第3开关元件，
上述第3控制信号被输入至上述第5开关元件以及上述第8开关元件，
上述第4控制信号被输入至上述第6开关元件以及上述第7开关元件。
6.根据权利要求5所述的调光装置，
在上述第1期间，上述第1控制信号被激活，
在上述第2期间，上述第3控制信号被激活，
在上述第3期间，上述第2控制信号被激活，
在上述第4期间，上述第4控制信号被激活。
7.根据权利要求4所述的调光装置，
上述第1电压源至上述第4电压源分别包括恒压元件。
8.根据权利要求4所述的调光装置，
上述第1开关元件至上述第8开关元件分别由晶体管构成。
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