JP2019132925A - 液晶調光装置およびその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを抑え、電源装置によって液晶調光フィルムの透過率制御を十分に行う。【解決手段】液晶調光装置を、液晶調光フィルムとこれを駆動する電源装置によって構成する。液晶調光フィルムは、液晶層を一対の透明電極層で挟んだ構造を有し、窓ガラスなどの広い透明部材に張り付けて用いられる。電源装置は、焼き付きが発生しない下限周波数ｆＬ〜上限周波数ｆＨ（０．１Ｈｚ）の範囲の特定周波数帯域の周波数をもつ矩形波交流電圧を両透明電極層間に印加する。当該特定周波数帯域は、液晶調光フィルムに不快なちらつき（フリッカ）が発生する低周波域よりも更に低い帯域であり、かつ、液晶調光フィルムに焼き付きが発生する直流近傍域よりも高い帯域であるため、不快なちらつきも焼き付きも抑制することができる。また、低周波域よりも更に低い帯域であるため、面積の大きな液晶調光フィルムに対しても、十分な電力供給が可能になる。【選択図】図７

Description

本発明は、液晶調光装置およびその駆動方法に関し、特に、建物や自動車の窓など、広い面積をもった透明部材に張り付けて用いる液晶調光フィルムと、これを駆動するための電源装置を備えた液晶調光装置およびその駆動方法に関する。

液晶は、その光学的な特性を電気的に制御できる性質を有しており、ディスプレイ装置をはじめとして様々な技術分野に利用されている。液晶調光セルも、そのような製品の１つであり、液晶の透過率を電気的に制御することにより、光の透過状態を変えることができる。最近は、この液晶調光セルの面積を広げてフィルム状に加工することにより、液晶調光フィルムと呼ばれる製品も提案されており、透明状態から遮光状態に段階的に切り替えることができる電子シェードとして実用化されている。

たとえば、下記の特許文献１には、液晶層の両面に設けられた電極層の間に抵抗値を可変とする抵抗部材を設けることにより、場所によって透過率を変化させ、グラデーション表現を行うことが可能な液晶調光フィルムが開示されている。また、特許文献２には、液晶層の厚みを保持するスペーサーを設けることにより、透過率の低下を回避する液晶調光フィルムが開示されており、特許文献３には、液晶層を挟む配光膜上にシール材の一部を浸透させることにより、シール剤を強固に接着する技術が開示されている。

特許第６１２８２６９号公報 特開２０１７−０９７３３９公報 特許第６１２０１９６号公報

液晶調光フィルムを駆動するためには、電源装置から電力供給を行う必要があり、液晶調光フィルムとこれを駆動するための電源装置とを組み合わせた液晶調光装置として提供する必要がある。一般に、小型の液晶調光セルは、直流抵抗が大きく、電気容量が小さいため、比較的小さな電流によって駆動することが可能である。また、液晶調光セルは、液晶層を挟んで一対の透明電極が数μｍ程度の間隔で配置されるため、短絡事故が生じた場合を考慮して、電源装置に対する保護対策が必要になる。このため、一般的には、小型の液晶調光セルに用いる電源装置の出力インピーダンス|Ｚ０|は高めに設定され、通常、|Ｚ０|＝数ｋΩ〜１００ｋΩであることが多い。

ところが、液晶調光セルの直流抵抗はセルの面積が増大すると、これに反比例して減少し、電気容量はセルの面積に比例して増加する。したがって、液晶調光セルの面積を広げてフィルム状にした構造を有する液晶調光フィルムの場合、小型の液晶調光セルに比べて、直流抵抗は小さく、電気容量は大きくなる。このため、一般的な小型の液晶調光セル用の電源装置を、そのまま液晶調光フィルムの駆動用電源として利用すると、通常の電圧を印加しても、液晶層に十分な電力が供給されない事態が生じやすい。

特に、建物の外装もしくは内装に用いられる窓、乗り物の窓、またはショーケース用のガラスなど、比較的面積の大きな透明部材に張り付けて用いる液晶調光フィルムの場合、従来の一般的な小型液晶調光セル用の電源装置によって駆動を行うと、透過率の制御を十分に行うことができない。そこで、従来は、大型の液晶調光フィルムを支障なく駆動するために、電源装置の電圧を高める工夫や、液晶調光フィルムに電圧を印加するための端子を多数箇所に設けるなどの対策を施していた。ただ、そのような対策を施すと、製造コストが増大するという問題が生じることになる。

従来の液晶調光装置では、３０〜２００Ｈｚの周波数をもった交流信号で駆動を行うのが一般的である。この駆動信号の周波数を下げれば、面積の大きな液晶調光フィルムに対しても、十分な電力供給を行うことが可能になるが、駆動信号の周波数を３０Ｈｚ未満に下げると、液晶調光フィルム面にいわゆる「フリッカ」と呼ばれているちらつき現象が生じることになり好ましくない。もちろん、交流信号で駆動する代わりに直流信号で駆動すれば、このようなフリッカの問題は生じないが、直流駆動では、液晶の焼き付きという別な問題が生じることになる。

そこで本発明は、製造コストの高騰を抑えつつ、電源装置によって液晶調光フィルムの透過率の制御を十分に行うことが可能な液晶調光装置を提供することを目的とし、また、そのような液晶調光装置の製造方法を提供することを目的とする。

(1) 本発明の第１の態様は、液晶の透過率を変化させて調光を行う液晶調光装置において、
液晶調光フィルムとこれを駆動するための電源装置とを設け、
液晶調光フィルムは、液晶層と、液晶層の一方の面に配置された第１透明電極層と、液晶層の他方の面に配置された第２透明電極層と、第１透明電極層の所定位置に設けられたフィルム側第１接続端子と、第２透明電極層の所定位置に設けられたフィルム側第２接続端子と、を有し、
電源装置は、フィルム側第１接続端子とフィルム側第２接続端子との間に、所定の駆動周波数をもった矩形波交流電圧を供給して駆動を行い、
所定の駆動周波数として、液晶調光フィルムに焼き付きが発生する周波数より高く、液晶調光フィルムに観察者にとって不快なちらつきが発生する周波数より低い周波数を用いるようにしたものである。

(2) 本発明の第２の態様は、上述した第１の態様に係る液晶調光装置において、
液晶調光フィルムに焼き付きが発生しない周波数の下限を下限周波数ｆＬとし、０．１Ｈｚを上限周波数ｆＨとし、下限周波数ｆＬから上限周波数ｆＨに至る範囲を特定周波数帯域と定義したときに、電源装置が、この特定周波数帯域内の周波数をもつ矩形波交流電圧を供給するようにしたものである。

(3) 本発明の第３の態様は、上述した第１または第２の態様に係る液晶調光装置において、
液晶調光フィルムに、最小透過率と最大透過率とを定め、電源装置が電圧供給を行わない場合には、液晶調光フィルムは、最小透過率および最大透過率のいずれか一方の透過率を示し、電源装置がピーク電圧Ｖｐをもった交流電圧の供給を行っている場合には、液晶調光フィルムは、最小透過率および最大透過率の他方の透過率を示すようにしたものである。

(4) 本発明の第４の態様は、上述した第３の態様に係る液晶調光装置において、
電源装置が、
第２透明電極層側を基準電位として、第１透明電極層側に正の電圧を印加する前半周期と、第１透明電極層側に負の電圧を印加する後半周期と、を１周期とする交流電圧を供給し、
前半周期には、前半初頭期間と前半後続期間とを設定し、後半周期には、後半初頭期間と後半後続期間とを設定し、
前半初頭期間には、第１透明電極層側に正のピーク電圧＋Ｖｐよりも高い前半初頭電圧＋Ｖｐｐを供給し、前半後続期間には、第１透明電極層側に正のピーク電圧＋Ｖｐを供給し、後半初頭期間には、第１透明電極層側に負のピーク電圧−Ｖｐよりも低い後半初頭電圧−Ｖｐｐを供給し、後半後続期間には、第１透明電極層側に負のピーク電圧−Ｖｐを供給するようにしたものである。

(5) 本発明の第５の態様は、上述した第１〜第３の態様に係る液晶調光装置において、
電源装置が、
第２透明電極層側を基準電位として、第１透明電極層側に正の電圧を印加する前半周期と、第１透明電極層側に負の電圧を印加する後半周期と、を１周期とする交流電圧を供給し、
液晶調光フィルムの液晶層が、前半周期から後半周期に切り替わった直後および後半周期から前半周期に切り替わった直後に、観察者に認識しうるちらつきが発生しないような応答性を有するようにしたものである。

(6) 本発明の第６の態様は、上述した第１〜第５の態様に係る液晶調光装置において、
電源装置が、第２透明電極層側を基準電位として、第１透明電極層側に正の電圧を印加する前半周期と、第１透明電極層側に負の電圧を印加する後半周期と、を１周期とする交流電圧を供給し、前半周期の長さと後半周期の長さとの比を示すデューティー比を、１：１もしくは１：１以外に設定するようにしたものである。

(7) 本発明の第７の態様は、上述した第１〜第６の態様に係る液晶調光装置において、
電源装置が、所定の周波数範囲内の複数通りの周波数を切り替えて、時間的に変動する駆動周波数をもった交流電圧を供給して駆動を行うようにしたものである。

(8) 本発明の第８の態様は、上述した第１〜第７の態様に係る液晶調光装置において、
フィルム側第１接続端子が液晶調光フィルムの縁部の所定箇所に設けられており、フィルム側第２接続端子が液晶調光フィルムの所定箇所に対向する位置に設けられているようにしたものである。

(9) 本発明の第９の態様は、上述した第１〜第８の態様に係る液晶調光装置において、
液晶調光フィルムが、建物の外装もしくは内装に用いられる窓、乗り物の窓、またはショーケース用のガラスに張り付けて用いるのに適した面積を有するようにしたものである。

(10) 本発明の第１０の態様は、上述した第１〜第８の態様に係る液晶調光装置において、
液晶調光フィルムが、０．１平方ｍ以上の面積を有するようにしたものである。

(11) 本発明の第１１の態様は、上述した第１〜第１０の態様に係る液晶調光装置において、
液晶層を、電界効果型の液晶分子を含む層によって構成し、第１透明電極層および第２透明電極層を、ＩＴＯからなる層によって構成したものである。

(12) 本発明の第１２の態様は、液晶の透過率を変化させて調光を行うために、液晶層と、液晶層の一方の面に配置された第１透明電極層と、液晶層の他方の面に配置された第２透明電極層と、を有する液晶調光フィルムを駆動するための電源装置において、
第１透明電極層と第２透明電極層との間に、所定の駆動周波数をもった矩形波交流電圧を供給して駆動を行う機能をもたせ、
所定の駆動周波数として、液晶調光フィルムに焼き付きが発生する周波数より高く、液晶調光フィルムに観察者にとって不快なちらつきが発生する周波数より低い周波数を用いるようにしたものである。

(13) 本発明の第１３の態様は、上述した第１２の態様に係る電源装置において、
液晶調光フィルムに焼き付きが発生しない周波数の下限を下限周波数ｆＬとし、０．１Ｈｚを上限周波数ｆＨとし、下限周波数ｆＬから上限周波数ｆＨに至る範囲を特定周波数帯域と定義したときに、この特定周波数帯域内の周波数をもつ矩形波交流電圧を供給するようにしたものである。

(14) 本発明の第１４の態様は、液晶の透過率を変化させて調光を行うために、液晶層と、液晶層の一方の面に配置された第１透明電極層と、液晶層の他方の面に配置された第２透明電極層と、を有する液晶調光フィルムを駆動するための駆動方法において、
第１透明電極層と第２透明電極層との間に、所定の駆動周波数をもった矩形波交流電圧を供給して駆動を行い、
所定の駆動周波数として、液晶調光フィルムに焼き付きが発生する周波数より高く、液晶調光フィルムに観察者にとって不快なちらつきが発生する周波数より低い周波数を用いるようにしたものである。

(15) 本発明の第１５の態様は、上述した第１４の態様に係る液晶調光フィルムの駆動方法において、
液晶調光フィルムに焼き付きが発生しない周波数の下限を下限周波数ｆＬとし、０．１Ｈｚを上限周波数ｆＨとし、下限周波数ｆＬから上限周波数ｆＨに至る範囲を特定周波数帯域と定義したときに、この特定周波数帯域内の周波数をもつ矩形波交流電圧を供給するようにしたものである。

本発明に係る液晶調光装置は、液晶調光フィルムとこれを駆動するための電源装置とを備えており、電源装置から液晶調光フィルムに対して、所定の駆動周波数をもった矩形波交流電圧を供給して駆動を行う。ここで、所定の駆動周波数としては、液晶調光フィルムに焼き付きが発生する周波数より高く、液晶調光フィルムに観察者にとって不快なちらつきが発生する周波数より低い周波数を用いるようにしている。具体的には、液晶調光フィルムに焼き付きが発生しない周波数の下限である下限周波数ｆＬと、上限周波数ｆＨ＝０．１Ｈｚ（観察者にとって不快なちらつきが発生しない周波数の上限値）と、を定め、下限周波数ｆＬから上限周波数ｆＨに至る範囲を特定周波数帯域とし、電源装置が、この特定周波数帯域内の周波数をもつ矩形波交流電圧を供給するようにするのが好ましい。

上述したとおり、従来の液晶調光装置では、３０〜２００Ｈｚの周波数（ちらつきが発生する周波数より高い周波数）をもった交流信号で駆動を行うのが一般的であるが、本発明では、この一般的な駆動周波数よりもはるかに低い周波数で駆動を行うため、面積の大きな液晶調光フィルムに対しても、十分な電力供給を行うことができるようになり、透過率の制御を十分に行うことが可能になる。また、本発明における駆動周波数は、観察者にとって不快なちらつきが発生する周波数より低い周波数に設定されているため、不快なちらつきの発生を抑えることができる。しかも、液晶調光フィルムに焼き付きが発生する周波数よりも高い周波数で駆動を行うため、液晶調光フィルムに焼き付きが生じることも防ぐことができる。

このように、本発明では、上記特定周波数帯域内の周波数をもつ交流信号によって液晶調光フィルムを駆動するようにしたため、製造コストの高騰を抑えつつ、電源装置によって液晶調光フィルムの透過率の制御を十分に行うことが可能になる。

本発明を含む一般的な液晶調光装置１００の基本構成を示すブロック図および斜視図である。 図１に示す液晶調光フィルム１２０の側断面図（図(a) ）およびその等価回路を示す回路図（図(b) ）である。 １０ｍｍ角の液晶調光フィルムの交流駆動特性を示すグラフである。 １ｍ角の液晶調光フィルムの交流駆動特性を示すグラフである。 図１に示す液晶調光フィルム１２０の「透過率−電圧特性」を示すグラフである。 本発明に係る液晶調光装置１００に用いられる矩形波交流信号の波形図である。 液晶調光フィルムを駆動するために用いる交流信号の各周波数帯域の特徴を示すグラフである。 駆動周波数によるちらつき発生の影響度合を示す影響測定装置の正面図である。 図８に示す影響測定装置を用いた具体的な測定方法を示す側面図（一部は側断面図）である。 ちらつき感覚テストの結果を示すグラフである。 焼付状態テストの結果を示す透過率−周波数特性を示すグラフである。 駆動用交流信号の極性反転時に生じる透過率変動を示すグラフである。 図１２に示す透過率変動を抑制させるため、極性反転時にピーク電圧Ｖｐよりも大きな初頭電圧Ｖｐｐを供給する変形例を示すグラフである。

以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。

＜＜＜ §１． 一般的な液晶調光装置の基本構成 ＞＞＞
まず、この§１では、一般的な液晶調光装置の基本構成を簡単に説明する。本発明に係る液晶調光装置も、ここで述べる基本構成を有している。図１は、本発明を含む一般的な液晶調光装置１００の基本構成を示すブロック図および斜視図である。この液晶調光装置１００は、液晶の透過率を変化させて調光を行う機能を有し、図示のとおり、電源装置１１０（ブロック図で示す）と液晶調光フィルム１２０（斜視図で示す）とを有している。

液晶調光フィルム１２０は、上から下に向かって、第１透明電極１２１、液晶層１２２、第２透明電極１２３を有している。第１透明電極層１２１は、液晶層１２２の一方の面（図の場合は上面）に配置されており、第２透明電極層１２３は、液晶層１２２の他方の面（図の場合は下面）に配置されている。また、第１透明電極層１２１の所定位置（図の場合は、上面の左側縁部）にはフィルム側第１接続端子ａが設けられ、第２透明電極層１２３の所定位置（図の場合は、下面の左側縁部）にはフィルム側第２接続端子ｂが設けられている。

液晶層１２２は、たとえば、電界効果型の液晶分子を含む層によって構成され、第１透明電極層１２１および第２透明電極層１２３は、たとえば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxcide）からなる層によって構成されている。なお、実際には、これら３層の他に、保護層として機能する透明フィルムの層やフィルタ層などが用いられることもあるが、本願では、これらの付加層についての説明は省略する。

一方、電源装置１１０は、この液晶調光フィルム１２０を駆動するための構成要素であり、フィルム側第１接続端子ａに接続された電源側第１接続端子Ａと、フィルム側第２接続端子ｂに接続された電源側第２接続端子Ｂと、の間に所定の交流電圧を供給する機能を有する。図には、この電源装置１１０の概念的な内部構成を、理想電源１１１と出力インピーダンス１１２との組み合わせとして示している。理想電源１１１は、理想的な交流信号（矩形波や正弦波）を発生させる理論上の信号源であり、出力インピーダンス１１２は、この電源装置１１０を構成する回路内部の抵抗要素である。出力インピーダンス１１２は、電源自体がもっている本来のインピーダンスと、過電流による破損、発熱、発火等から電源や接続回路を保護するために意図的に付加するインピーダンスと、の合計になる。図１では、この電源装置１１０の出力インピーダンス１１２の値を、記号|Ｚ０|で示している。

このように、液晶調光フィルム１２０側の接続端子ａ，ｂ間には、電源装置１１０から交流信号が供給され、第１透明電極層１２１と第２透明電極層１２３とに挟まれた液晶層１２２には、その厚み方向に交流電圧が印加される。液晶層１２２は、電界によって配向性を変化させる液晶分子を含んでおり、電圧の印加により透光性が変化する。なお、本願における「液晶調光フィルム」という文言は、「液晶調光セル」と基本的には同義のものであるが、以下の実施例では、各構成層の面積が比較的大きいシート状をなし、建物や自動車の窓など、広い面積をもった透明部材にフィルム状に張り付けて用いるものを指している。

液晶調光フィルム１２０は、液晶層１２２を構成する液晶分子の種類により、ノーマリーダークとノーマリークリアという２つのタイプの製品に分類される。ノーマリーダークのタイプの製品は、電圧を印加しない状態では、液晶層１２２の光の透過率が低く、観察者には「不透明」なフィルムとして観察されるが、電圧を印加した状態では、液晶層１２２の光の透過率が高くなり、観察者には「透明」なフィルムとして観察される。これに対して、ノーマリークリアのタイプの製品は、電圧を印加しない状態では、液晶層１２２の光の透過率が高く、観察者には「透明」なフィルムとして観察されるが、電圧を印加した状態では、液晶層１２２の光の透過率が低くなり、観察者には「不透明」なフィルムとして観察される。本発明は、いずれのタイプの製品にも適用可能である。

図２(a) は、図１に示す液晶調光フィルム１２０の側断面図である。上述したとおり、液晶層１２２は、第１透明電極層１２１と第２透明電極層１２３との間に挟まれた層であり、通常、厚みは数μｍ程度である。上述したとおり、フィルム側第１接続端子ａとフィルム側第２接続端子ｂとの間には、電源装置１１０が発生した交流電圧が印加される。第１透明電極層１２１と第２透明電極層１２３は、たとえば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxcide）などの透明かつ導電性を有する材料から構成されており、液晶層１２２の全体に交流電圧が印加される。したがって、液晶層１２２が透明であれば、液晶調光フィルム１２０全体が透明になり、液晶層１２２が不透明であれば、液晶調光フィルム１２０全体が不透明になる。

ここでは、図の右側に示すとおり、フィルム側第１遠方点ｃおよびフィルム側第２遠方点ｄを定義する。これら遠方点ｃ，ｄは、説明の便宜上、定義した点であり、物理的に何らかの構造物が存在するわけではない。フィルム側第１遠方点ｃは第１透明電極層１２１の上面に定義された点であり、フィルム側第２遠方点ｄは第２透明電極層１２３の下面に定義された点である。

フィルム側第１接続端子ａおよびフィルム側第２接続端子ｂには、電源装置１１０からの電気信号が直接供給されるが、フィルム側第１遠方点ｃおよびフィルム側第２遠方点ｄには、電源装置１１０からの電気信号が、それぞれ第１透明電極層１２１および第２透明電極層１２３を介して間接的に供給される。第１透明電極層１２１および第２透明電極層１２３には、若干の電気抵抗が存在するため、接続端子ａ，ｂ間に印加される電圧に比べて、遠方点ｃ，ｄ間に印加される電圧は若干低下する。

図２(b) は、図２(a) に示す液晶調光フィルム１２０の等価回路を示す回路図である。図において、点ａから点ｃに至る線は第１透明電極層１２１に対応し、第１電極層抵抗Ｒ１は、この第１透明電極層１２１の点ａ，ｃ間の抵抗である。同様に、点ｂから点ｄに至る線は第２透明電極層１２３に対応し、第２電極層抵抗Ｒ２は、この第２透明電極層１２３の点ｂ，ｄ間の抵抗である。電源装置１１０と各接続端子ａ，ｂとの間の配線についての抵抗も考慮する場合は、抵抗Ｒ１，Ｒ２にこれらの配線抵抗も含めればよい。一方、図において並列接続されているＲＬおよびＣＬは、それぞれ液晶層１２２の抵抗（配光膜が介在する場合は、その抵抗も含む）および電気容量（配光膜が介在する場合は、その容量も含む）である。

接続端子ａ，ｂ間に電圧Ｖinが供給されると、たとえば、接続端子ａ側が正の場合、図の矢印に沿った経路に電流が流れる。ＲＦは、このような経路に沿った接続端子ａ，ｂ間の直流抵抗であり、ここでは、液晶調光フィルムの直流抵抗と呼ぶ。このＲＦの値は、図の下方に記載したとおり、
ＲＦ＝Ｒ１＋Ｒ２＋ＲＬ
なる式で表される。

このように、第１透明電極層１２１および第２透明電極層１２３には、抵抗Ｒ１およびＲ２が存在するため、上述したとおり、接続端子ａ，ｂ間に印加される電圧Ｖinに比べて、遠方点ｃ，ｄ間に印加される電圧Ｖendは若干低下する。小型の液晶調光セルの場合、この電圧低下はわずかであるため、動作上、大きな問題は生じないが、広い面積をもった液晶調光フィルムの場合、この電圧低下は、光の透過度に有意な差を生じさせる要因になる。

また、液晶調光フィルム１２０の面積が大きくなると、２点ａ，ｃ間の距離や２点ｂ，ｄ間の距離は大きくなるので、第１電極層抵抗Ｒ１および第２電極層抵抗Ｒ２の値は大きくなるが、液晶層抵抗ＲＬは逆に小さくなる。もっとも、抵抗Ｒ１，Ｒ２の値は、抵抗ＲＬの値に比べれば小さいので、液晶調光フィルムの直流抵抗ＲＦの値は、抵抗ＲＬの値によって大きく支配され、液晶調光フィルム１２０の面積が大きくなると、抵抗ＲＦの値は小さくなる。また、抵抗ＲＬと容量ＣＬは並列接続されているので、液晶調光フィルム１２０の面積が大きくなって抵抗ＲＬの値が小さくなると、電流は抵抗ＲＬの方により多く流れるようになり、容量ＣＬに供給される電荷が減少し、液晶を駆動するために容量ＣＬに供給される本来の電力は減少してしまう。このため、液晶調光フィルム１２０の面積が大きくなればなるほど、電源装置１１０から大きな電力を供給する必要が生じる。

＜＜＜ §２． 液晶調光フィルムの交流駆動特性 ＞＞＞
液晶調光フィルム１２０は、直流駆動を行うことも可能であり、図２に示す接続端子ａ，ｂ間に直流電圧を印加することにより、液晶層１２２の光の透過率を制御することが可能である。しかしながら、直流駆動を行った場合、液晶分子の配向が常に同一方向に偏った状態に固定されるため、いわゆる「液晶の焼き付き」が生じ、電圧供給を中止しても、本来の状態に戻らなくなる問題が発生する。このため、通常は、交流駆動（一般的には、３０〜２００Ｈｚの周波数をもつ交流信号による駆動）を行うことが多い。

本発明に係る液晶調光装置１００も、液晶調光フィルム１２０を交流駆動することを前提とした装置であり、電源装置１１０は、交流電力を供給する機能を有している。ただ、本発明では、従来の一般的な駆動周波数の帯域である３０〜２００Ｈｚに比べて、遥かに低い周波数をもつ矩形波交流信号による駆動が行われる。この点については、§３において詳述する。

ここでは、§１で述べた液晶調光フィルム１２０の交流駆動特性を説明する。図３は、１０ｍｍ角の液晶調光フィルム１２０の交流駆動特性を示すグラフである。この液晶調光フィルム１２０は、図２(a) に示す２点ａ，ｃ間の距離が、たかだか１０ｍｍ程度であり、「液晶調光フィルム」と呼ぶよりは、むしろ「液晶調光セル」と呼ぶべきものであるが、ここでは、比較の便宜上、「液晶調光フィルム」と呼ぶことにする。

図３(a) は、従来の一般的な液晶調光セルに利用されている６０Ｈｚの矩形波を発生する電源装置１１０を用いた場合の接続端子供給電圧Ｖin（図２(a) の２点ａ，ｂ間電圧：実線グラフ）と遠方端子供給電圧Ｖend（図２(a) の２点ｃ，ｄ間電圧：破線グラフ）とをオシロスコープで測定した結果を示すグラフである。図には、実線グラフＶinしか現れていないが、破線グラフＶendは実線グラフＶinに重なるグラフになる。図３(b) は、６０Ｈｚの正弦波を発生する電源装置１１０を用いた場合の同様のグラフであり、やはり、破線グラフＶendは実線グラフＶinに重なるグラフになる。結局、矩形波を用いた場合も、正弦波を用いた場合も、交流電圧Ｖinの波形と交流電圧Ｖendの波形とは完全に一致し、図２(a) に示す液晶調光フィルム１２０の各部において、厚み方向に均一の電圧が印加されることになる。

この図３に示すグラフは、上述したとおり、１０ｍｍ角の液晶調光フィルム１２０（液晶調光セル）を、従来の一般的な液晶調光セル用電源で駆動した場合のグラフである。このグラフによれば、液晶調光フィルム１２０の全面にわたって、ほぼ均一の電圧が印加されていることがわかる。すなわち、電源装置１１０が発生させるピーク電圧（交流信号の瞬時ピーク電圧）をＶｐとすれば、液晶調光フィルム１２０の全面にわたって、ピーク電圧Ｖｐとほぼ同じピーク電圧が印加されることになり、液晶調光フィルム１２０の全面にわたって、ほぼ均一な光の透過率が得られていることが推定できる。したがって、この程度の大きさの液晶調光フィルム１２０（液晶調光セル）の場合は、従来の一般的な液晶調光セル駆動用の電源装置１１０を用いて駆動しても何ら支障は生じない。

これに対して、図４は、１ｍ角の液晶調光フィルム１２０の交流駆動特性を示すグラフである。この液晶調光フィルム１２０は、１辺が１ｍの正方形状のフィルムであり、建物や自動車の窓など、広い面積をもった透明部材に張り付けて用いられる。このため、図２(a) に示す２点ａ，ｃ間の距離は１ｍ程度に及び、第１電極層抵抗Ｒ１および第２電極層抵抗Ｒ２の値は無視できない値になる。また、液晶層抵抗ＲＬの値は逆に小さくなり、抵抗ＲＬ側に流れる電流の割合が増加し、液晶を駆動するために容量ＣＬに供給される本来の電力は低下してしまう。

図４(a) ，(b) は、それぞれ図３(a) ，(b) に示すグラフを得たときに用いた電源装置と同一の電源装置１１０（従来の一般的な液晶調光セルに利用されている電源装置）を用いた場合の接続端子供給電圧Ｖin（実線グラフ）と遠方端子供給電圧Ｖend（破線グラフ）とを示すグラフである。実線グラフで示す供給電圧Ｖinの波形は、理想電源１１１が発生させる本来の矩形波や正弦波に近いものになっているのに対して、破線グラフで示す供給電圧Ｖendの波形は、本来のピーク電圧Ｖｐがかなり低下し、波形もなまったものになっている。

すなわち、図２(b) に示す２点ａ，ｂ間の供給電圧Ｖin（実線グラフ）に比べて、２点ｃ，ｄ間の供給電圧Ｖend（破線グラフ）は低下し、液晶調光フィルム１２０の各部における印加電圧に差が生じ、光の透過率にムラが生じることになる。もちろん、場合によっては、２点ａ，ｂ間の供給電圧も、電源装置１１０が本来供給できる電圧よりも低下することもあり、液晶調光フィルム１２０が全体として、本来の調光機能を果たせない状態になる。すなわち、ノーマリーダークのタイプの製品の場合、ピーク電圧Ｖｐをもつ交流信号を供給して駆動しても、本来の全面透明状態にはならずに濁りを生じた状態になる。また、ノーマリークリアのタイプの製品の場合、ピーク電圧Ｖｐをもつ交流信号を供給して駆動しても、本来の全面不透明状態にはならずに半透明の部分を有する状態になる。

このように、１０ｍｍ角の液晶調光フィルムを駆動するために設計された電源装置は、当該液晶調光フィルムを正常に駆動することはできても、１ｍ角の液晶調光フィルムを正常に駆動することはできない。本発明は、建物の外装もしくは内装に用いられる窓、乗り物の窓、またはショーケース用のガラスに張り付けて用いるのに適した面積をもった液晶調光フィルムを有する液晶調光装置を主眼とするものであり、たとえば、電子シェードとして利用される装置に係るものである。そのような液晶調光装置に用いる電源装置は、広い面積をもった液晶調光フィルムを駆動するのに適した機能を備えている必要がある。

本願発明者が行った実験によると、１０ｍｍ角程度の液晶調光セルを駆動するために設計された一般的な電源装置では、面積が０．１平方ｍ以上の面積を有する大型の液晶調光フィルムを正常に駆動することができなかった。具体的には、上記一般的な電源装置を用いて、液晶調光フィルムの縁部の一箇所に６０Ｈｚの交流電圧を印加して駆動した場合、液晶調光フィルムの面積が０．１平方ｍ以上になると、液晶調光フィルムに印加される実電圧が低下する現象が現れ始めた。本発明は、０．１平方ｍ以上の面積をもった大型の液晶調光フィルムを有する液晶調光装置を主たる対象としてなされたものであり、そのような大型の液晶調光フィルムを正常に駆動することができる電源装置に最適な駆動周波数を提案するものである。

＜＜＜ §３． 本発明に係る液晶調光装置の特徴 ＞＞＞
大型の液晶調光フィルム１２０に対して、これを支障なく駆動するための十分な電力供給を行うための方法としては、電源装置１１０の電圧を高める方法がある。図５は、図１に示す液晶調光フィルム１２０の「透過率−電圧特性」を示すグラフである。このグラフは、液晶調光フィルム１２０の両接続端子ａ，ｂ間に、６０Ｈｚの矩形波交流信号を加えるという前提において、当該矩形波交流信号のピーク電圧（単位Ｖ：以下、単に印加電圧という）と、その時点での液晶調光フィルム１２０の光の透過率（単位％：全面についての平均値）を示している。

図５のグラフに示す「透過率−電圧特性」の測定対象として用いた液晶調光フィルム１２０は、ノーマリーダークのタイプの液晶層１２２を用いており、印加電圧が０Ｖのときは透過率０％の完全遮光状態を維持しているが、印加電圧が３Ｖ程度を超えると透過率が徐々に上昇してゆき、印加電圧が１０Ｖになると、透過率は３３％程度になり、曇りガラスのような半透明状態になる。

このように、図５に示す例は、透過率を０％〜３３％の範囲で制御する調光を行う機能をもった液晶調光装置１００の例であり、印加電圧を０〜１０Ｖの範囲で調整することにより、透過率を０％〜３３％の範囲で制御することができる。ただ、この特性を見ると、印加電圧が４〜５Ｖのあたりで透過率が急激に変化する特性を有しており、印加電圧０〜３Ｖの区間や、６〜１０Ｖの区間では、透過率にそれほど大きな変化は生じていない。すなわち、印加電圧が中間値をとる領域で透過率が急激に変化する特性を有しており、印加電圧が低い部分や高い部分では、透過率の変化は緩慢になる。

図５は、ノーマリーダークのタイプの液晶層についてのグラフであるが、ノーマリークリアのタイプの液晶層についてのグラフは、透過率の大小を逆転させた形になり、印加電圧を増加させてゆくと、透過率が徐々に低下してゆくグラフになる。このグラフでも、やはり印加電圧が中間値をとる領域で透過率が急激に変化する特性を有しており、印加電圧が低い部分や高い部分では、透過率の変化は緩慢になる。

図３および図４に示す交流駆動信号の電圧Ｖｐは、電源装置１１０が出力する交流信号のピーク電圧であり、電力供給の対象となる液晶調光フィルム１２０についての図５に示すような特性を考慮して、所定の電圧値がピーク電圧Ｖｐとして設定される。

たとえば、図５に示すようなノーマリーダークの特性を有する液晶調光フィルム１２０を用いて、その用途上、透過率を０％〜３３％の範囲で制御する調光を行う場合、最小透過率が０％、最大透過率が３３％と定められる。この場合、電源装置１１０が電圧供給を行わない場合には、液晶調光フィルム１２０は、最小透過率０％を示し、電源装置１１０がピーク電圧Ｖｐ＝１０Ｖをもった交流電圧の供給を行っている場合には、液晶調光フィルム１２０は、最大透過率３３％を示すことになる。よって、この場合、ピーク電圧Ｖｐ＝１０Ｖに設定すればよい。ノーマリークリアの特性を有する液晶調光フィルム１２０を用いた場合は、供給電圧の大小関係と、最小透過率と最大透過率との関係が逆転するが、同様の方法でピーク電圧Ｖｐを設定することができる。

要するに、液晶調光フィルム１２０には、その用途上、最小透過率と最大透過率とが定められており、電源装置１１０が電圧供給を行わない場合には、液晶調光フィルム１２０は、最小透過率および最大透過率のいずれか一方の透過率を示し、電源装置１１０がピーク電圧Ｖｐをもった交流電圧の供給を行っている場合には、液晶調光フィルム１２０は、最小透過率および最大透過率の他方の透過率を示すことになる。

したがって、大型の液晶調光フィルム１２０を支障なく駆動するための十分な電力供給を行う方法の１つは、電源装置１１０の電圧を高める方法である。たとえば、図５のグラフに示す「透過率−電圧特性」をもった液晶調光フィルムを駆動するには、基本的には、ピーク電圧Ｖｐ＝１０Ｖをもった交流電圧を供給すればよいが、図４の破線グラフに示すとおり、交流波形がなまって実際に液晶調光フィルム１２０に印加される電圧が低下してしまう場合には、余裕をみて、たとえばピーク電圧Ｖｐ＝１５Ｖをもった交流電圧を供給できる機能をもった電源装置１１０を用意すればよい。そうすれば、実際の印加電圧が多少低下しても、予め設定した目的の透過率を得ることができる。しかしながら、電源装置１１０の出力電圧を高めるとコストが高騰するという問題が生じる。

大型の液晶調光フィルム１２０を支障なく駆動するための十分な電力供給を行う別な方法としては、液晶調光フィルム１２０に電圧を印加するための接続端子を多数箇所に設けるという方法もあるが、この方法もコストが高騰するという問題が生じる。たとえば、図１に示す例の場合、液晶調光フィルム１２０の左縁部にフィルム側接続端子ａ，ｂが設けられているが、この接続端子を、液晶調光フィルム１２０の縁部に沿って多数箇所に設ければ、部分的な電圧低下を抑止することができる。しかしながら、電源装置１１０との電気的な接続箇所が多数箇所に増えるため、製造コストは高騰せざるを得ない。

製造コストを抑えるためには、図１に示す例のように、フィルム側第１接続端子ａを液晶調光フィルム１２０の縁部の所定箇所（図示の例の場合は、左縁部）に設け、フィルム側第２接続端子ｂを液晶調光フィルム１２０の上記所定箇所に対向する位置に設けるようにし、電源装置１１０からの配線を、１箇所のみにするのが好ましい。

一方、十分な電力供給を行う更に別な方法として、一対の透明電極層として、低抵抗透明電極を用いる方法も考えられるが、低抵抗透明電極は、透光率が低く、外観が悪くなるため、建物の外装もしくは内装に用いられる窓、乗り物の窓、またはショーケース用のガラスに張り付けて用いる大型の液晶調光装置には不適当である。

そこで、本願発明者は、製造コストの高騰を抑えつつ、電源装置１１０によって液晶調光フィルム１２０の透過率の制御を十分に行うために、電源装置１１０から供給する交流駆動信号の周波数を特定の値に設定することに着眼した。前述したように、従来の液晶調光装置では、３０〜２００Ｈｚの周波数をもった交流信号で駆動を行うのが一般的である。これは、一般に、２００Ｈｚを超える高周波域で駆動した場合、図４の破線グラフで示すような波形のなまりにより印加電圧の低下が激しくなり、十分な電荷供給ができなくなり、３０Ｈｚ未満の低周波域で駆動した場合、液晶調光フィルム面にフリッカと呼ばれるちらつき現象が生じるためである。

このように、液晶調光フィルム１２０の駆動周波数として、従来は、３０〜２００Ｈｚの中周波域の周波数を用いることが常識であった。本発明の特徴は、この常識に反して、フリッカが生じる低周波域よりも更に低い駆動周波数を用いる点にある。図６は、本発明に係る液晶調光装置１００に用いられる矩形波交流信号の波形図である。たとえば、この矩形波交流信号の周波数を０．０１Ｈｚという非常に低い周波数に設定したとすると、その周期Ｔは１００sec という非常に長い時間になる。図６には、この矩形波交流信号の半周期Ｔ／２の区間の波形が描かれているが、周波数を０．０１Ｈｚに設定した場合、半周期Ｔ／２＝５０sec という長い時間になる。

前述したとおり、電源装置１１０から接続端子ａ，ｂ間に電圧Ｖin（実線グラフ）を供給しても、遠方点ｃ，ｄ間に印加される電圧Ｖend (破線グラフ）は、若干の波形なまりを生じることになる。しかしながら、半周期Ｔ／２を５０sec という長い時間に設定すれば、半周期ごとの極性反転直後には、波形なまりの影響により電圧の低下が見られることになるが、その後、電圧はピーク電圧Ｖｐに達して安定する。すなわち、周期Ｔをこの程度の長さに設定すれば、図６に示す破線グラフと直線グラフとの相違は、半周期ごとの極性反転直後のわずかな期間のみとなる。したがって、液晶調光フィルム１２０全体には、ほぼ全時間帯にわたってピーク電圧Ｖｐが供給されることになり、大型の液晶調光フィルム１２０に対しても、これを支障なく駆動するための十分な電力供給を行うことができるようになる。

ただ、周期Ｔを長く設定すればするほど、駆動信号は直流に近いものになるため、液晶の焼き付きという別な問題が生じることになる。この液晶の焼き付き現象は、直流電圧の印加を長時間続けると、液晶分子の配向が常に同一方向に偏った状態に固定され、電圧供給を中止しても、本来の状態に戻らなくなる問題であり、この焼き付き現象を避けるため、従来の一般的な液晶調光装置では、直流信号による駆動ではなく、交流信号による駆動を行っている。したがって、本発明を実施する上では、この焼き付き現象を避けるため、駆動周波数に下限値を設定している。

図７は、液晶調光フィルム１２０を駆動するために用いる交流信号の各周波数帯域の特徴を示すグラフである。図７(a) は、横軸に電源装置１１０から液晶調光フィルム１２０に供給する交流電圧の周波数をとり、個々の周波数帯域についての特徴を示したものである。前述したとおり、２００Ｈｚを超える高周波域では、波形なまりによる電圧低下が激しくなり、十分な電荷供給ができなくなる。特に、液晶調光セルが大型化した液晶調光フィルムでは、この高周波域で十分な電荷供給を行うことは困難である。

一方、３０Ｈｚ未満の低周波域では、フリッカの発生により、観察者から見ると不快なちらつきが気になるようになる。このため、従来は、３０〜２００Ｈｚの中周波域内の周波数をもつ交流電圧によって駆動するのが一般的であった。ただ、この中周波域内の周波数であっても、液晶調光セルが大型化すると、やはり十分な電荷供給ができなくなる可能性がある。

本願発明者は、３０Ｈｚ以下の周波数域であっても、周波数を更に下げてゆくと、フリッカによる不快なちらつきが気にならなくなることを見出した。すなわち、図７(a) の周波数軸に示す上限周波数ｆＨ以下になると、たとえフリッカが発生しても、そのちらつきを不快に感じることがなくなることが判明した。したがって、「３０Ｈｚ以下の周波数域は、フリッカが生じるため利用することができない」というこれまでの技術常識に反して、この低周波域よりも更に低い周波数帯を利用することが可能であることがわかった。

その一方で、周波数０Ｈｚ（すなわち、直流）では、上述した液晶の焼き付きの問題が生じる。また、周波数０Ｈｚに近い直流近傍域においても、同様に焼き付きの問題が生じる。そこで、図示のとおり、焼き付きの問題が生じることがない最低周波数として下限周波数ｆＬを設定し、この下限周波数ｆＬ以上、上限周波数ｆＨ以下の範囲を特定周波数帯域と定め、本発明では、この特定周波数帯域内の周波数をもつ矩形波交流信号を液晶調光フィルムの駆動に利用することにした。

図７(b) は、この本発明の駆動域となる特定周波数帯域近傍の拡大図である。図示のとおり、上限周波数ｆＨを超えると、不快なちらつきが発生する低周波域に入るため、好ましくない。上限周波数ｆＨ以下の周波数であれば、たとえフリッカが発生しても、そのちらつきを不快に感じることはなくなる。この上限周波数ｆＨの値は、観察者にとって不快なちらつきが発生しない周波数の上限値を意味し、§４で述べるように、ｆＨ＝０．１Ｈｚ（周期ＴＨ＝１０sec）であることが確認できた。

たとえば、図６に示す例において、矩形波交流信号の周波数を０．１Ｈｚ（上限周波数ｆＨ）に設定すると、周期Ｔは１０sec になり、半周期Ｔ／２＝５sec ごとに極性が反転する。この極性反転時には、一瞬ちらつき（本願では、このような「ちらつき」も便宜上、「フリッカ」と呼ぶことにする）が生じるようになるが、このような「ちらつき」は、２０Ｈｚ程度の周波数で駆動したときに生じるような不快な「ちらつき」にはならない。このように、上限周波数ｆＨ＝０．１Ｈｚ以下の周波数であれば、不快な「ちらつき」が発生することはない。

一方、図７(b) に示すとおり、駆動用交流信号の周波数が、下限周波数ｆＬ未満になると、焼き付きが発生する直流近傍域に入るため、好ましくない。この下限周波数ｆＬの値は、用いる液晶層１２２の構成等によって異なるが、§４で述べる実験に用いた特定の液晶調光フィルム１２０の場合、ｆＬ＝１．９×１０^−６Ｈｚ（周期ＴＬ＝６日）であることが確認できた。別言すれば、当該実験に用いた特定の液晶調光フィルム１２０の場合、半周期ＴＬ／２＝３日（７２時間）の期間だけ、同一極性の電圧を印加しても、焼き付きは生じないことになる。

結局、本発明の特徴は、電源装置１１０から液晶調光フィルム１２０に対して、所定の駆動周波数をもった矩形波交流電圧を供給して駆動を行うようにし、この所定の駆動周波数として、液晶調光フィルム１２０に焼き付きが発生する周波数より高く、液晶調光フィルム１２０に観察者にとって不快なちらつきが発生する周波数より低い周波数を用いるようにした点にある。具体的には、§４で詳述するとおり、液晶調光フィルムに焼き付きが発生しない周波数の下限を下限周波数ｆＬとし、０．１Ｈｚを上限周波数ｆＨとし、下限周波数ｆＬから上限周波数ｆＨに至る範囲を特定周波数帯域と定義したときに、電源装置１１０が、この特定周波数帯域内の周波数をもつ矩形波交流電圧を供給するようにすればよい。

このように、本発明に係る液晶調光装置では、従来の一般的な駆動用周波数帯域である３０〜２００Ｈｚの範囲より遥かに低い周波数帯域の周波数をもった矩形波交流信号によって液晶調光フィルムを駆動するようにしたため、面積の大きな液晶調光フィルムに対しても、十分な電力供給を行うことができるようになり、透過率の制御を十分に行うことが可能になる。また、本発明における駆動周波数は、観察者にとって不快なちらつきが発生する周波数より低い周波数に設定されているため、不快なちらつきの発生を抑えることができる。しかも、液晶調光フィルムに焼き付きが発生する周波数よりも高い周波数で駆動を行うため、液晶調光フィルムに焼き付きが生じることも防ぐことができる。

このように、本発明では、上記特定周波数帯域内の周波数をもつ交流信号によって液晶調光フィルムを駆動するようにしたため、電源装置１１０の供給電圧を高めたり、液晶調光フィルム１２０に電圧を印加するための接続端子を多数箇所に設けたりする方法を採用する必要はなく、その結果、製造コストが高騰するという問題が発生することもない。よって、本発明によれば、製造コストの高騰を抑えつつ、電源装置によって液晶調光フィルムの透過率の制御を十分に行うことが可能になる。

＜＜＜ §４． 上限周波数ｆＨおよび下限周波数ｆＬを決定するための実験 ＞＞＞
ここでは、図７に示す上限周波数ｆＨおよび下限周波数ｆＬを決定するために行った実験およびその結果を説明する。

まず、上限周波数ｆＨを決定するために行った実験を説明する。上限周波数ｆＨは、図７に示すとおり、不快なちらつきが発生する低周波域と、そのようなちらつきが発生しない本発明の駆動域（特定周波数帯域）と、の境界を示す周波数である。そこで、本願発明者は、駆動周波数によるちらつき発生の影響度合を示す影響測定装置を用いて、駆動周波数とちらつき発生との関係を調べてみた。

図８は、この影響測定装置２００の正面図である。この影響測定装置２００は、図示のとおり、矩形状のＡ４判サイズの黒画用紙２１０の中央に矩形状の開口部２１１を開け、裏側に液晶調光装置２２０（図８では、一点鎖線でその輪郭を示す）を取り付けたものである。実際には、この液晶調光装置２２０の裏側にバックライト２３０が配置されている。なお、図８における斜線ハッチングは、黒画用紙２１０の表面領域を示すものであり、断面を示すものではない。

黒画用紙２１０に設けられた開口部２１１は、一辺が５０ｍｍの正方形であり、液晶調光装置２２０の液晶調光フィルムの表面部分を露出させる役割を果たす。液晶調光装置２２０は、図５に示す「透過率−電圧特性」をもったノーマリーダークタイプの液晶調光フィルムを備えた装置であり、電圧を印加しない状態では光の透過率（背面に設置されたバックライト２３０からの光の透過率）を０％とする遮光性を有している。液晶調光フィルムへの印加電圧を増加させてゆくと、図５のグラフに示すように、徐々に透過率が増加してゆき、印加電圧が１０Ｖになった時点で、透過率は３３％に達する。

液晶調光装置２２０に用いられている液晶調光フィルム（液晶調光セル）は、開口部２１１の面積とほぼ同程度の面積（５０ｍｍ角程度）を有するものであり、本発明が主たる適用対象とする大型のフィルムではない。したがって、基本的には、電源装置から供給された接続端子供給電圧Ｖinが液晶調光セル全面にそのまま印加され、電圧低下が生じることはない。ここで行う実験は、従来の小型の液晶調光セルを用いて駆動周波数を変化させ、その影響により、観察者にとって不快なちらつきが認識されるか否かを判定することを目的としている。

液晶調光フィルムの背面からの照明を行うバックライト２３０（図８には示されていない）は、ＬＥＤと樹脂拡散板とを備えた照明装置であり、２０００ｃｄ／ｍ^２の輝度をもった白色に近い照明光で照明する機能を有する。したがって、観察者が、この影響測定装置２００を正面から観察すると、開口部２１１内に液晶調光装置２２０の液晶調光フィルムを認識することができ、この液晶調光フィルムへの印加電圧を増加させてゆくと、開口部２１１の内部から白色照明光が透過してくる様子を認識できる。

図９は、図８に示す影響測定装置２００を用いた具体的な測定方法を示す側面図（黒画用紙２１０の部分は側断面図）である。上述したように、黒画用紙２１０には、開口部２１１が開けられており、その裏側に液晶調光装置２２０が取り付けられている。そして、液晶調光装置２２０の背面には、バックライト２３０が配置されている。

以下の実験は、この影響測定装置２００を、内部に白色の壁紙を張り付けた部屋内に設置し、図示のとおり、影響測定装置２００の正面から３ｍ離れた位置に被験者４００を座らせる環境で行われた。なお、影響測定装置２００および被験者４００は、部屋の天井に設置された昼光色蛍光灯３００によって、１０００ｌｘの照度で照らされている。また、被験者４００から観察した場合、液晶調光装置２２０の液晶調光フィルム面には、蛍光灯３００が映り込まないように調整されている。

この影響測定装置２００を用いた実験（以下、ちらつき感覚テストと呼ぶ）は、次のような手順で行われた。まず、影響測定装置２００の液晶調光装置２２０を、ピーク電圧Ｖｐ＝１０Ｖ、駆動周波数１００Ｈｚ（図７(a) に示す中周波域の周波数）の矩形波交流電圧を用いて駆動し、被験者４００に対して、次の２つの質問をする。
質問１：開口部内の表示にちらつきを感じましたか？
質問２：ちらつきを感じた場合、ちらつきを不快に感じましたか？
そして、駆動周波数を１００Ｈｚから所定のステップで徐々に減少させてゆきながら、同様の質問を繰り返してゆく作業を、駆動周波数が０．０１Ｈｚに達するまで行った。このようなちらつき感覚テストを、１０人の被験者４００に対して行い、２つの質問について、肯定的な回答が得られた人数を集計した。

図１０は、このちらつき感覚テストの結果を示すグラフである。グラフの横軸は、対数尺度の駆動周波数（Ｈｚ）であり、グラフの縦軸は、液晶調光装置２２０を各駆動周波数で駆動した場合の上記２つの質問における肯定的な回答を行った被験者の人数（人）である。黒四角のプロットは、上記質問１で肯定的な回答を行った被験者の人数（すなわち、ちらつきを感じた人数）であり、白丸のプロットは、上記質問２で肯定的な回答を行った被験者の人数（すなわち、ちらつきを不快に感じた人数）である（一部の周波数区間では、黒四角と白丸とが重複している）。

結局、図１０において、一点鎖線で示す黒四角のプロットを結ぶグラフは、ちらつきを感じた人数の周波数に対する変化を示しており、破線で示す白丸のプロットを結ぶグラフは、ちらつきを不快に感じた人数の周波数に対する変化を示している。図示のとおり、３０Ｈｚ以上の周波数域では、ちらつきを感じた人数はほぼ０であり、ちらつきを不快に感じた人数も０である。周波数が３０Ｈｚ未満になると、ちらつきを感じた人数も、それを不快に感じた人数も、急激に上昇する。従来、一般的な液晶調光セルの駆動周波数の下限を３０Ｈｚとしていたのは、３０Ｈｚ未満の周波数で駆動すると、人間にとって不快なちらつきが生じるためである。

図１０のグラフに示すとおり、周波数を１０Ｈｚ以下にすると、１０人の被験者全員がちらつきを不快に感じていることがわかる。ところが、周波数が０．１Ｈｚに達すると、多くの被験者がちらつきを感じているものの、それを不快に感じる人数は極端に減少することがわかる。周波数を更に下げてゆき、０．０１Ｈｚに達すると、ちらつきを感じた人数は大幅に減少し、ちらつきを不快に感じた人数は０になる。

電子シェードなどの一般的な用途では、ちらつきが感じられたとしても、そのちらつきが不快に感じるものでなければ、実用上、支障は生じない。したがって、駆動周波数の上限値ｆＨの値は、図１０に破線で示すグラフに基づいて決定すればよい。具体的には、図示のとおり、周波数が０．１Ｈｚ以下になれば、ちらつきを不快に感じる人数が急激に減少することがわかる。すなわち、０．１Ｈｚという駆動周波数は、臨界的な意義をもつ数値になり、不快なちらつきが発生しない駆動周波数の上限値ということになる。

このちらつき感覚テストの結果から、図７(b) に示す上限周波数は、ｆＨ＝０．１Ｈｚに設定すればよいことがわかる。なお、このちらつき感覚テストの結果は、液晶調光装置２２０の表示面に生じたちらつき（明度の急激な変化）が人間に与える生理的影響を示すものであり、明度変化に対する人間の感覚特性を示すものである。したがって、影響測定装置２００に用いる液晶調光装置２２０がどのようなものであっても、また、開口部２１１の面積がどのようなものであっても、上限周波数ｆＨ＝０．１Ｈｚ以下の駆動周波数で液晶調光セル（液晶調光フィルム）を駆動すれば、人間の感覚として、不快なちらつきが認識されることがないことを示している。

別言すれば、０．１Ｈｚなる臨界値は、人間という生物がもつ固有の感覚特性において、不快なちらつきが認識されない上限周波数ｆＨとして普遍性をもつ値であり、§１で述べた構成を有する一般的な液晶調光セル（液晶調光フィルム）に広く適用可能な周波数値ということができる。

続いて、下限周波数ｆＬを決定するために行った実験を説明する。下限周波数ｆＬは、図７に示すとおり、焼き付きが発生する直流近傍域と、焼き付きが発生しない本発明の駆動域（特定周波数帯域）と、の境界を示す周波数である。そこで、本願発明者は、様々な周波数の矩形波交流電圧を用いて液晶調光セルを駆動して、駆動周波数と焼き付き発生との関係を実験により調べてみた。ここでは、この実験を、焼付状態テストと呼ぶことにする。この焼付状態テストは、次のような手順で行われた。

まず、実験に用いる液晶調光装置１００を用意した。この液晶調光装置１００は、図１に示す構成を有する装置であり、この装置に用いられている液晶調光フィルム１２０は、図５に示す透過率−電圧特性を有している（ノーマリーダークの特性）。具体的には、この液晶調光フィルム１２０は、液晶層１２２が、電界効果型の液晶分子（ゲスト・ホスト型）を含む厚み７μｍの層によって構成され、第１透明電極層１２１および第２透明電極層１２３が、ＩＴＯからなる厚み３０ｎｍの層によって構成されている。直流抵抗ＲＦの値は、８００ｋΩである。また、電源装置１１０との接続は、図１に示す例のように、縁部に設けられたフィルム側第１接続端子ａおよびフィルム側第１接続端子ｂに対して行っている。

まず、この実験用の液晶調光装置１００を、ピーク電圧Ｖｐ＝１０Ｖ、駆動周波数３×１０^−３Ｈｚ（図７(b) に示す特定周波数帯域の周波数）の矩形波交流電圧を用いて２０００時間（約８３日）だけ連続駆動する。そして、この２０００時間の連続駆動期間中、液晶調光フィルム１２０の透過率を適宜測定する。２０００時間の連続駆動期間が終了したら、続いて、液晶調光フィルム１２０に対する供給電圧を０Ｖとする駆動休止期間を１分間設けた後、液晶調光フィルム１２０の透過率を再度測定する。

要するに、液晶調光フィルム１２０に対して、ピーク電圧Ｖｐ＝１０Ｖ、３×１０^−３Ｈｚの矩形波交流電圧を供給して２０００時間の連続駆動を行いながら透過率を測定した後、電圧供給を止めて１分間放置してから、透過率を再度測定する実験を行うことになる。焼付状態テストは、上記実験を、駆動周波数を３×１０^−３Ｈｚ（周期：約５分）から所定のステップで徐々に減少させながら、駆動周波数が３×１０^−７Ｈｚ（周期：約９２６時間）に達するまで繰り返し行ったものである。

図１１は、この焼付状態テストの結果を示すものであり、各グラフＧ１，Ｇ２の横軸は、対数尺度の駆動周波数（Ｈｚ）であり、縦軸は、液晶調光フィルム１２０の透過率である。ここで、図１１のグラフＧ１（黒四角のプロットを一点鎖線で結んだグラフ）は、２０００時間の連続駆動期間中の平均透過率を示すグラフであり、グラフＧ２（白丸のプロットを破線で結んだグラフ）は、２０００時間の連続駆動期間が終了した後、電源供給を中止して１分後に測定した透過率を示すグラフである。

グラフＧ１は、ピーク電圧Ｖｐをもった矩形波交流電圧を印加したときの２０００時間の連続駆動期間中の平均透過率であるので、ほぼ、設計上の最大透過率を示している。ただ、駆動周波数が３×１０^−６Ｈｚ以下になると透過率が若干低下してくる。その理由は、液晶中のイオン性不純物が透明電極に付着し、液晶にかかる電圧が低下するためと推定される。

一方、グラフＧ２は、電圧供給を中止してから１分後の透過率を示しており、ノーマリーダークの特性をもつ液晶調光フィルム１２０に対して、何ら電圧を印加していない状態における透過率ということになるので、本来であれば、透過率は０％になるべきである。しかしながら、駆動周波数が３×１０⁻⁵Ｈｚより下がると、透過率がわずかながら上昇し、駆動周波数が１．９×１０^−６Ｈｚよりも低くなると、透過率が急激に上昇することがわかる。具体的な測定値を見てみると、駆動周波数が１．９×１０^−６Ｈｚの場合の透過率が４％であるのに対して、駆動周波数が１．８×１０^−６Ｈｚの場合の透過率は１３％と急増している。

特に、図１１のグラフの左端に示すように、駆動周波数が３×１０^−７Ｈｚの場合に至っては、透過率は２０％を超える状態になり、白丸のプロット値（電圧を印加していない状態）が黒四角のプロット値（ピーク電圧Ｖｐを印加している状態）と大差のない値まで上昇している。これは、液晶調光フィルム１２０が完全に焼き付き状態になっていることを示している。

このように、駆動周波数が１．９×１０^−６Ｈｚ以上の場合の透過率はたかだか４％以下であるので、一般的な観察者が焼き付き現象の発生を認識することはなく、実用上、焼き付き現象は問題にならない。ところが、駆動周波数が１．９×１０^−６Ｈｚ未満になると、透過率は１０％を超える値に急増することになり、焼き付き現象の発生が目立つようになる。したがって、１．９×１０^−６Ｈｚという駆動周波数（周期：約６日）は、臨界的な意義をもつ数値になり、焼き付き（一般的な観察者に認識される程の焼き付き）が発生しない駆動周波数の下限値ということになる。

この焼付状態テストの結果から、当該実験に用いた液晶調光フィルム１２０に対して、当該実験に用いた駆動条件で電圧を印加した場合、図７(b) に示す下限周波数ｆＬの値を、ｆＬ＝１．９×１０^−６Ｈｚに設定すればよいことがわかる。もっとも、この焼き付き状態テストの結果は、上述したとおり、液晶層１２２が、所定の厚みをもった電界効果型の液晶分子（ゲスト・ホスト型）を含む層によって構成され、第１透明電極層１２１および第２透明電極層１２３が、所定の厚みをもったＩＴＯからなる層によって構成されている特定の液晶調光セル１２０を、ピーク電圧Ｖｐ＝１０Ｖの駆動電圧で駆動した場合に得られる固有の測定結果である。したがって、ｆＬ＝１．９×１０^−６Ｈｚという下限周波数値は、任意の液晶調光セル１２０を任意の駆動電圧で駆動した場合に共通して用いられる普遍的な値ではない。

上述したように、上限周波数ｆＨは、人間という生物がもつ固有の感覚特性おいて、不快なちらつきが認識されない上限値としての普遍的な意義をもつ値であるのに対して、下限周波数ｆＬは、特定の液晶調光フィルムを特定の条件で駆動した場合において、焼き付きが発生しない駆動周波数の下限値ということになるので、個々の液晶調光フィルムおよび個々の駆動条件ごとに、それぞれ固有の値を設定する必要がある。別言すれば、下限周波数ｆＬの値は、用いる液晶調光フィルム１２０についての各部の寸法、液晶層１２２を構成する液晶やこれに含まれる不純物の種類、駆動用信号のピーク電圧等に応じて、それぞれ異なってくる。

したがって、特定の液晶調光フィルム１２０を特定の条件で駆動する場合の下限周波数ｆＬの値を、厳密に定めるためには、個別の焼付状態テストを実施する必要がある。もっとも、本願発明者が、この焼付状態テストを、各部の寸法、液晶や不純物の種類、駆動信号のピーク電圧等を変えたいくつかの例について実施したところ、下限周波数ｆＬは、概ね、ｆＬ＝１．１×１０^−６Ｈｚ（周期ＴＬ＝１０日）〜２．８×１０^−５Ｈｚ（周期ＴＬ＝１０時間）の範囲内に収まることが確認できた。したがって、下限周波数ｆＬを、ｆＬ＝２．８×１０^−５Ｈｚ（周期ＴＬ＝１０時間）に設定しておけば、任意の構成をもった液晶調光フィルム１２０を、任意の駆動条件で駆動する場合でも、焼き付きを防止することが可能である。

結局、本発明を実施するにあたっては、人間に不快なちらつきが認識されない駆動周波数の上限値ｆＨとして、ｆＨ＝０．１Ｈｚという普遍値を設定し、焼き付きが発生しない駆動周波数の下限値ｆＬとして、実際に用いる液晶調光フィルム１２０に応じて、ｆＬ＝１．１×１０^−６Ｈｚ（周期ＴＬ＝１０日）〜２．８×１０^−５Ｈｚ（周期ＴＬ＝１０時間）の範囲内の適正値を設定し、下限値ｆＬ〜上限値ｆＨの範囲を特定周波数帯域と定め、電源装置１１０が液晶調光フィルム１２０に対して、この特定周波数帯域内の周波数をもつ矩形波交流電圧を供給するようにすればよい。上述したとおり、当該上限値ｆＨや下限値ｆＬを境界として、不快なちらつき現象や焼き付き現象の程度に急激な変化が生じるため、これらの数値はいずれも臨界的な意義をもつ普遍的な数値ということができる。

このように、本発明に係る液晶調光装置１００の特徴は、電源装置１１０から液晶調光フィルム１２０に対して供給する駆動信号の周波数を、特定周波数帯域内の周波数とした点にある。すなわち、本発明に係る電源装置１１０は、液晶の透過率を変化させて調光を行うために、液晶層１２２と、この液晶層１２２の一方の面に配置された第１透明電極層１２１と、この液晶層１２２の他方の面に配置された第２透明電極層１２３と、を有する液晶調光フィルム１２０を駆動するための装置であり、第１透明電極層１２１と第２透明電極層１２３との間に、所定の駆動周波数をもった矩形波交流電圧を供給して駆動を行う機能を有し、この所定の駆動周波数として、液晶調光フィルム１２０に焼き付きが発生する周波数より高く、液晶調光フィルム１２０に観察者にとって不快なちらつきが発生する周波数より低い周波数を用いるようにした点に特徴がある。

そして、上述したちらつき感覚テストおよび焼付状態テストの結果から、電源装置１１０が供給する駆動信号の周波数の範囲を示す特定周波数帯域としては、液晶調光フィルム１２０に焼き付きが発生しない周波数の下限である下限周波数ｆＬ（上例の場合は、ｆＬ＝１．９×１０^−６Ｈｚ）以上、０．１Ｈｚ以下の範囲が好ましいことが判明したことになる。

＜＜＜ §５． 本発明の変形例 ＞＞＞
これまで本発明を基本的な実施形態について説明したが、ここでは、本発明のいくつかの変形例を述べる。

＜５．１ 極性反転時に初頭電圧Ｖｐｐを印加する変形例＞
本発明に係る液晶調光装置１００では、液晶調光フィルム１２０に対して、０．１Ｈｚ以下の矩形波交流電圧（不快なちらつきが発生する周波数より低い周波数をもった交流信号）を供給して駆動を行うため、上述したとおり、観察者がちらつきを認識したとしても、それを不快に感じることはない。しかしながら、不快な感じを与えないとしても、ちらつきの発生はできるだけ低減させた方が好ましい。そこで、ここでは、ちらつきの発生をより低減させる工夫を施した変形例を述べる。

図１２は、電源装置１１０から供給される駆動用交流信号の極性反転時に、液晶調光フィルム１２０に生じる透過率変動を示すグラフである。ここで、図１２(b) は、液晶調光フィルム１２０に印加される矩形波交流電圧の波形（周期Ｔ）を示し、横軸は時間ｔ、縦軸は印加電圧（単位Ｖ）を示している。図１２(b) に実線で示されたグラフＶinは、図２(a) に示すフィルム側第１接続端子ａおよびフィルム側第２接続端子ｂ間に印加される電圧波形を示し、図１２(b) に破線で示されたグラフＶend は、図２(a) に示すフィルム側第１遠方点ｃおよびフィルム側第２遠方点ｄ間に印加される電圧波形を示している。図１２(a) は、セルの光学応答（透過率）を示すグラフであり、横軸は図１２(b) の時間軸ｔに同期している。

図１２(b) に実線グラフで示す電圧波形Ｖinは、電源装置１１０が発生した矩形波交流電圧にほぼ等しい矩形波になるが、破線グラフで示す電圧波形Ｖend は、透明電極層１２１，１２３の抵抗Ｒ１，Ｒ２等の影響により波形になまりが生じる。これは既に、§２で説明したとおりである。液晶調光フィルム１２０を全体的に見れば、フィルム側接続端子ａ，ｂから離れれば離れるほど、波形のなまりが激しくなる。また、図３および図４のグラフを比較すればわかるとおり、この波形のなまりは、液晶調光セル（液晶調光フィルム）が大型になればなるほど顕著になる。

図１２(b) に実線グラフで示す電圧波形Ｖinの場合、駆動用交流信号の極性反転時に、供給電圧はピーク電圧−Ｖｐから＋Ｖｐへと、あるいは、＋Ｖｐから−Ｖｐへと、瞬時に切り替わることになるので、供給電圧の絶対値は、ほぼピーク電圧Ｖｐに維持されたままになり、ちらつきはほとんど生じない。ところが、図１２(b) に破線グラフで示す電圧波形Ｖend の場合、駆動用交流信号の極性反転時に、供給電圧はピーク電圧−Ｖｐから＋Ｖｐへと、あるいは、＋Ｖｐから−Ｖｐへと、なだらかに変化することになるので、供給電圧の絶対値はピーク電圧Ｖｐから低下し、ちらつきが生じるようになる。

たとえば、図１２(b) に示すように、電圧波形Ｖend の絶対値がピーク電圧Ｖｐから低下すると、図１２(a) に示すように、若干のタイムラグが経過した時刻ｔ１において（タイムラグの長さは、液晶層１２２に用いられている液晶の応答性に応じて決まる）、セルの光学応答（透過率）が若干低下し始める（ノーマリーダークの特性をもつ液晶調光フィルムの場合）。やがて時刻ｔ２になると、電圧波形Ｖend の絶対値がある程度回復するので、セルの光学応答は上昇に転じる。このため、時刻ｔ２の前後では、透過率が若干低下する現象が生じ、これがちらつき（フリッカ）として観察されることになる。

同様に、時刻ｔ３において、電圧波形Ｖend の絶対値がピーク電圧Ｖｐからある程度低下すると、図１２(a) に示すように、セルの光学応答（透過率）が影響を受けて若干低下し始め、やがて時刻ｔ４になると、電圧波形Ｖend の絶対値がある程度回復するので、セルの光学応答は上昇に転じる。このため、時刻ｔ４の前後では、透過率が若干低下する現象が生じ、これがちらつき（フリッカ）として観察されることになる。

結局、駆動用交流信号に極性反転が生じる半周期Ｔａ，Ｔｂごとに、セルの透過率変動Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が発生することになり、この透過率変動Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が、ちらつきとして観察されることになる。

本願発明者は、このような透過率変動Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３をより低減させる方法として、極性反転が生じる各半周期Ｔａ，Ｔｂの初頭部分において、絶対値がピーク電圧Ｖｐよりも高い初頭電圧Ｖｐｐを供給することに想到した。図１３は、図１２に示す透過率変動Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を抑制させるため、極性反転時にピーク電圧Ｖｐよりも大きな初頭電圧Ｖｐｐを供給する変形例を示すグラフである。

ここで、図１３(b) は、液晶調光フィルム１２０に印加される矩形波交流電圧の波形を示し、横軸は時間ｔ、縦軸は印加電圧（単位Ｖ）を示している。図１３(b) に実線で示されたグラフＶinは、図１２(b) の実線グラフＶinと同様に、フィルム側第１接続端子ａおよびフィルム側第２接続端子ｂ間に印加される電圧波形を示す。ただ、図１３(b) の実線グラフＶinでは、負から正への極性反転が生じた直後の前半初頭期間Ｐ１において、正のピーク電圧＋Ｖｐよりも高い前半初頭電圧＋Ｖｐｐが供給され、続く前半後続期間Ｐ２に、正のピーク電圧＋Ｖｐが供給される。また、正から負への極性反転が生じた直後の後半初頭期間Ｐ３において、負のピーク電圧−Ｖｐよりも低い後半初頭電圧−Ｖｐｐが供給され、続く後半後続期間Ｐ４に、負のピーク電圧−Ｖｐが供給される。

図１３(b) に一点鎖線で示されたグラフＶend は、図１２(b) の破線グラフＶend と同様に、フィルム側第１遠方点ｃおよびフィルム側第２遠方点ｄ間に印加される電圧波形を示している。なお、図１３(b) に破線で示されたグラフＶend ′は、図１２(b) の破線グラフＶend と同一波形のグラフを比較参照のために描いたものである。

図１３(b) の破線グラフＶend ′（図１２(b) の破線グラフＶend と同じグラフ）が、図１２(b) の実線グラフＶinで示されている矩形波交流電圧を端子ａ，ｂ間に印加したときに端子ｃ，ｄ間に生じる電位差を示しているのに対して、図１３(b) の一点鎖線グラフＶendは、図１３(b) の実線グラフＶinで示されている矩形波交流電圧を端子ａ，ｂ間に印加したときに端子ｃ，ｄ間に生じる電位差を示している。

このように、図１３(b) の破線グラフＶend ′と実線グラフＶend との間に生じた差は、図１２(b) の実線グラフＶinと図１３(b) の実線グラフＶinとの差に起因している。すなわち、前半初頭期間Ｐ１および後半初頭期間Ｐ３において、印加電圧の絶対値をＶｐからＶｐｐに増加させたことにより、図１３(b) の一点鎖線グラフＶend は、より急峻な立ち上がりもしくは立ち下がりを見せていることになる。その結果、図１３(a) に示すように、透過率変動Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３をより低減させる効果が得られている。

図１３(a) の実線グラフは、図１３(b) の実線グラフＶinを供給した場合のセルの光学応答（透過率）を示すグラフであり、横軸は図１３(b) の時間軸ｔに同期している。図１３(a) の破線グラフは、図１２(a) の実線グラフと同一波形のグラフを比較参照のために描いたものである。この図１３(a) の実線グラフでは、やはり駆動用交流信号に極性反転が生じた後に、セルの透過率変動Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が発生することになるが、破線グラフと比較すると、その変動量は大分低減されていることがわかる。これは、前半初頭期間Ｐ１および後半初頭期間Ｐ３において、全体値がピーク電圧Ｖｐよりも大きな初頭電圧Ｖｐｐを印加するようにしたためである。

要するに、ここで述べる変形例では、電源装置１１０が、第２透明電極層１２３側を基準電位として、第１透明電極層１２１側に正の電圧を印加する前半周期Ｔａと、第１透明電極層１２１側に負の電圧を印加する後半周期Ｔａと、を１周期Ｔとする交流電圧を供給する場合において、前半周期Ｔａに、前半初頭期間Ｐ１と前半後続期間Ｐ２とを設定し、後半周期Ｔｂに、後半初頭期間Ｐ３と後半後続期間Ｐ４とを設定し、前半初頭期間Ｐ１には、第１透明電極層１２１側に正のピーク電圧＋Ｖｐよりも高い前半初頭電圧＋Ｖｐｐを供給し、前半後続期間Ｐ２には、第１透明電極層１２１側に正のピーク電圧＋Ｖｐを供給し、後半初頭期間Ｐ３には、第１透明電極層１２１側に負のピーク電圧−Ｖｐよりも低い後半初頭電圧−Ｖｐｐを供給し、後半後続期間Ｐ４には、第１透明電極層１２１側に負のピーク電圧−Ｖｐを供給すればよい。

このような固有の特徴をもつ矩形波交流電圧を用いて駆動を行えば、図１３(a) の実線グラフに示すとおり、透過率変動Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の変動量を低減させることができ、この透過率変動Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が、ちらつきとして観察されることを抑制することが可能になる。なお、ここに示す実施例の場合、半周期Ｔａ＝Ｔｂ＝５００secに対して、Ｐ１＝Ｐ２＝０．０５secに設定しているが、初頭期間Ｐ１，Ｐ３の長さは、透過率変動量低減の効果を見ながら、適宜設定すればよい。

＜５．２ 液晶の応答性を調整する変形例＞
上述したとおり、図１２(a) の実線グラフに示す透過率変動Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３は、液晶に対する印加電圧が一時的に低下することによりもたらされる。そこで、この透過率変動Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を低減させる別なアプローチとして、液晶の応答性（印加電圧に応じて液晶分子の配向性が変化する際の応答性）を調整する方法も有効である。具体的には、液晶層１２２を、比較的応答性の遅い液晶（たとえば、粘度が高い液晶）によって構成するような対策を施せば、図１２(a) に示すセルの光学応答はより緩慢になるので、透過率変動Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を低減することができる。

結局、上記アプローチを採用するのであれば、電源装置１１０が、第２透明電極層１２３側を基準電位として、第１透明電極層１２１側に正の電圧を印加する前半周期Ｔａと、第１透明電極層１２１側に負の電圧を印加する後半周期Ｔｂと、を１周期Ｔとする交流電圧を供給することを前提として、前半周期Ｔａから後半周期Ｔｂに切り替わった直後、および後半周期Ｔｂから前半周期Ｔａに切り替わった直後に、観察者に認識しうるちらつきが発生しないような応答性を有する液晶層１２２（たとえば、観察者に認識しうるちらつきが発生しないような遅い応答性を示すのに十分な粘度を有する液晶からなる液晶層）を用いて液晶調光フィルム１２０を構成すればよい。

＜５．３ 交流駆動信号のデューティー比等に関する変形例＞
本発明に係る液晶調光装置１００に用いる電源装置１１０は、図１２(b) の実線グラフに示す矩形波交流信号Ｖinや、図１３(b) の実線グラフに示す矩形波交流信号Ｖinのような交流駆動信号を液晶調光フィルム１２０に供給する機能を有している。これらの実施例では、前半周期Ｔａと後半周期Ｔｂとの長さの比（デューティー比）が１：１である例を示した。

しかしながら、本発明を実施する上で、矩形波交流信号のデューティー比は、必ずしも１：１である必要はなく、２：１や、３：１というように、１：１以外に設定してもかまわない。すなわち、電源装置１１０は、第２透明電極層１２３側を基準電位として、第１透明電極層１２１側に正の電圧を印加する前半周期Ｔａと、第１透明電極層１２１側に負の電圧を印加する後半周期Ｔａと、を１周期Ｔとする交流電圧を供給することになるが、前半周期Ｔａの長さと後半周期Ｔｂの長さとの比を示すデューティー比は、１：１に設定してもよいし、１：１以外に設定してもよい。

ただ、矩形波交流信号の周期Ｔは、§４で述べた特定周波数帯域の駆動周波数に対応する値になっている必要があるので、半周期Ｔａ，Ｔｂに関しても、特定周波数帯域の駆動周波数に対応する半周期の値になっている必要がある。また、焼き付きを抑えるためには、できるだけ、印加電圧の積分値が０になるように、「正電圧×印加時間」と「負電圧×印加時間」とが同じになるようにするのが好ましい。このような点を考慮すると、デューティー比は、必ずしも１：１に設定しなくてもかまわないが、焼き付きが起こらないようにする観点から、デューティー比をあまり大きく設定するのは好ましくない。

また、これまで述べてきた実施例は、交流駆動信号の周波数（周期）を特定の値に固定して駆動する例であったが、交流駆動信号の周波数は、§４で述べた特定周波数帯域内の周波数であれば、時間的に変動させてもかまわない。すなわち、電源装置１１０が、特定周波数帯域内の複数通りの周波数を切り替えて、時間的に変動する駆動周波数をもった交流電圧を供給して駆動を行うようにしてもかまわない。

＜５．４ 液晶調光フィルムの駆動方法としての把握＞
これまで、本発明を液晶の透過率を変化させて調光を行う液晶調光装置およびこれに用いる電源装置の発明として説明を行ってきたが、本発明は、液晶調光フィルムの駆動方法として把握することも可能である。

すなわち、本発明は、液晶の透過率を変化させて調光を行うために、液晶層１２２と、この液晶層１２２の一方の面に配置された第１透明電極層１２１と、この液晶層１２２の他方の面に配置された第２透明電極層１２３と、を有する液晶調光フィルム１２０を駆動するための液晶調光フィルムの駆動方法として把握することが可能である。この駆動方法では、第１透明電極層１２１と第２透明電極層１２３との間に、所定の駆動周波数をもった矩形波交流電圧を供給して駆動を行い、当該所定の駆動周波数として、液晶調光フィルム１２０に焼き付きが発生する周波数より高く、液晶調光フィルム１２０に観察者にとって不快なちらつきが発生する周波数より低い周波数を用いるようにすればよい。

より具体的には、上記液晶調光フィルムの駆動方法において、液晶調光フィルムに焼き付きが発生しない周波数の下限である下限周波数ｆＬと、上限周波数ｆＨ＝０．１Ｈｚと、を定め、下限周波数ｆＬから上限周波数ｆＨに至る範囲を特定周波数帯域とし、この特定周波数帯域内の周波数をもつ矩形波交流電圧を供給して駆動するようにすればよい。

１００：液晶調光装置
１１０：電源装置
１１１：理想電源
１１２：出力インピーダンス
１２０：液晶調光フィルム
１２１：第１透明電極層
１２２：液晶層
１２３：第２透明電極層
２００：影響測定装置
２１０：黒画用紙
２１１：開口部
２２０：液晶調光装置
２３０：バックライト
３００：蛍光灯
４００：被験者
Ａ：電源側第１接続端子
ａ：フィルム側第１接続端子
Ｂ：電源側第２接続端子
ｂ：フィルム側第２接続端子
ＣＬ：液晶層容量
ｃ：フィルム側第１遠方点
ｄ：フィルム側第２遠方点
ｆＨ：特定周波数帯域の上限周波数（０．１Ｈ）
ｆＬ：特定周波数帯域の下限周波数（たとえば、１．９×１０^−６Ｈｚ）
Ｇ１：連続駆動時の透過率を示すグラフ
Ｇ２：焼き付きの度合いを示すグラフ
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３：透過率変動
Ｐ１：前半初頭期間
Ｐ２：前半後続期間
Ｐ３：後半初頭期間
Ｐ４：後半後続期間
Ｒ１：第１電極層抵抗
Ｒ２：第２電極層抵抗
ＲＬ：液晶層抵抗
ＲＦ：液晶調光フィルムの直流抵抗
ｔ：時間
ｔ１〜ｔ４：時刻
Ｔ：駆動用交流信号の周期
Ｔａ：前半周期
Ｔｂ：後半周期
ＴＨ：上限周波数ｆＨに対応する周期（１０sec）
ＴＬ：下限周波数ｆＬに対応する周期（３days）
Ｖend ，Ｖend′：遠方端子供給電圧
Ｖin：接続端子供給電圧
Ｖｐ：ピーク電圧
Ｖｐｐ：初頭電圧

Claims (15)

1. 液晶の透過率を変化させて調光を行う液晶調光装置であって、
   液晶調光フィルムとこれを駆動するための電源装置とを備え、
   前記液晶調光フィルムは、液晶層と、前記液晶層の一方の面に配置された第１透明電極層と、前記液晶層の他方の面に配置された第２透明電極層と、前記第１透明電極層の所定位置に設けられたフィルム側第１接続端子と、前記第２透明電極層の所定位置に設けられたフィルム側第２接続端子と、を有し、
   前記電源装置は、前記フィルム側第１接続端子と前記フィルム側第２接続端子との間に、所定の駆動周波数をもった矩形波交流電圧を供給して駆動を行い、
   前記所定の駆動周波数として、前記液晶調光フィルムに焼き付きが発生する周波数より高く、前記液晶調光フィルムに観察者にとって不快なちらつきが発生する周波数より低い周波数を用いることを特徴とする液晶調光装置。
2. 請求項１に記載の液晶調光装置において、
   液晶調光フィルムに焼き付きが発生しない周波数の下限を下限周波数ｆＬとし、０．１Ｈｚを上限周波数ｆＨとし、前記下限周波数ｆＬから前記上限周波数ｆＨに至る範囲を特定周波数帯域と定義したときに、電源装置が、前記特定周波数帯域内の周波数をもつ矩形波交流電圧を供給することを特徴とする液晶調光装置。
3. 請求項１または２に記載の液晶調光装置において、
   液晶調光フィルムには、最小透過率と最大透過率とが定められており、電源装置が電圧供給を行わない場合には、前記液晶調光フィルムは、前記最小透過率および前記最大透過率のいずれか一方の透過率を示し、電源装置がピーク電圧Ｖｐをもった交流電圧の供給を行っている場合には、前記液晶調光フィルムは、前記最小透過率および前記最大透過率の他方の透過率を示すことを特徴とする液晶調光装置。
4. 請求項３に記載の液晶調光装置において、
   電源装置が、
   第２透明電極層側を基準電位として、第１透明電極層側に正の電圧を印加する前半周期と、第１透明電極層側に負の電圧を印加する後半周期と、を１周期とする交流電圧を供給し、
   前記前半周期は、前半初頭期間と前半後続期間とを有し、前記後半周期は、後半初頭期間と後半後続期間とを有し、
   前記前半初頭期間には、第１透明電極層側に正のピーク電圧＋Ｖｐよりも高い前半初頭電圧＋Ｖｐｐを供給し、前記前半後続期間には、第１透明電極層側に正のピーク電圧＋Ｖｐを供給し、前記後半初頭期間には、第１透明電極層側に負のピーク電圧−Ｖｐよりも低い後半初頭電圧−Ｖｐｐを供給し、前記後半後続期間には、第１透明電極層側に負のピーク電圧−Ｖｐを供給することを特徴とする液晶調光装置。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載の液晶調光装置において、
   電源装置が、
   第２透明電極層側を基準電位として、第１透明電極層側に正の電圧を印加する前半周期と、第１透明電極層側に負の電圧を印加する後半周期と、を１周期とする交流電圧を供給し、
   液晶調光フィルムの液晶層が、前記前半周期から前記後半周期に切り替わった直後および前記後半周期から前記前半周期に切り替わった直後に、観察者に認識しうるちらつきが発生しないような応答性を有することを特徴とする液晶調光装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の液晶調光装置において、
   電源装置が、第２透明電極層側を基準電位として、第１透明電極層側に正の電圧を印加する前半周期と、第１透明電極層側に負の電圧を印加する後半周期と、を１周期とする交流電圧を供給し、前記前半周期の長さと前記後半周期の長さとの比を示すデューティー比が、１：１もしくは１：１以外に設定されていることを特徴とする液晶調光装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の液晶調光装置において、
   電源装置が、所定の周波数範囲内の複数通りの周波数を切り替えて、時間的に変動する駆動周波数をもった交流電圧を供給して駆動を行うことを特徴とする液晶調光装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の液晶調光装置において、
   フィルム側第１接続端子が液晶調光フィルムの縁部の所定箇所に設けられており、フィルム側第２接続端子が前記液晶調光フィルムの前記所定箇所に対向する位置に設けられていることを特徴とする液晶調光装置。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の液晶調光装置において、
   液晶調光フィルムが、建物の外装もしくは内装に用いられる窓、乗り物の窓、またはショーケース用のガラスに張り付けて用いるのに適した面積を有することを特徴とする液晶調光装置。
10. 請求項１〜８のいずれかに記載の液晶調光装置において、
    液晶調光フィルムが、０．１平方ｍ以上の面積を有することを特徴とする液晶調光装置。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の液晶調光装置において、
    液晶層が、電界効果型の液晶分子を含む層によって構成され、第１透明電極層および第２透明電極層が、ＩＴＯからなる層によって構成されていることを特徴とする液晶調光装置。
12. 液晶の透過率を変化させて調光を行うために、液晶層と、前記液晶層の一方の面に配置された第１透明電極層と、前記液晶層の他方の面に配置された第２透明電極層と、を有する液晶調光フィルムを駆動するための電源装置であって、
    前記第１透明電極層と前記第２透明電極層との間に、所定の駆動周波数をもった矩形波交流電圧を供給して駆動を行う機能を有し、
    前記所定の駆動周波数として、前記液晶調光フィルムに焼き付きが発生する周波数より高く、前記液晶調光フィルムに観察者にとって不快なちらつきが発生する周波数より低い周波数を用いることを特徴とする液晶調光フィルム駆動用の電源装置。
13. 請求項１２に記載の電源装置において、
    液晶調光フィルムに焼き付きが発生しない周波数の下限を下限周波数ｆＬとし、０．１Ｈｚを上限周波数ｆＨとし、前記下限周波数ｆＬから前記上限周波数ｆＨに至る範囲を特定周波数帯域と定義したときに、前記特定周波数帯域内の周波数をもつ矩形波交流電圧を供給することを特徴とする液晶調光フィルム駆動用の電源装置。
14. 液晶の透過率を変化させて調光を行うために、液晶層と、前記液晶層の一方の面に配置された第１透明電極層と、前記液晶層の他方の面に配置された第２透明電極層と、を有する液晶調光フィルムを駆動するための駆動方法であって、
    前記第１透明電極層と前記第２透明電極層との間に、所定の駆動周波数をもった矩形波交流電圧を供給して駆動を行い、
    前記所定の駆動周波数として、前記液晶調光フィルムに焼き付きが発生する周波数より高く、前記液晶調光フィルムに観察者にとって不快なちらつきが発生する周波数より低い周波数を用いることを特徴とする液晶調光フィルムの駆動方法。
15. 請求項１４に記載の駆動方法において、
    液晶調光フィルムに焼き付きが発生しない周波数の下限を下限周波数ｆＬとし、０．１Ｈｚを上限周波数ｆＨとし、前記下限周波数ｆＬから前記上限周波数ｆＨに至る範囲を特定周波数帯域と定義したときに、前記特定周波数帯域内の周波数をもつ矩形波交流電圧を供給することを特徴とする液晶調光フィルムの駆動方法。

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