JP2021182093A - Light control unit, light control device and method for driving light control unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、調光ユニット、調光装置、および、調光ユニットの駆動方法に関する。 The present invention relates to a dimming unit, a dimming device, and a method for driving the dimming unit.
調光装置は、調光シートを備えた調光ユニットと、駆動装置とを備えている。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。調光層は、液晶組成物と、液晶組成物が充填される空隙を有した高分子層とを備えている。駆動装置は、調光シートが備える一対の透明電極層間に、交流電圧を印加し、これによって、調光シートを駆動する。調光シートがノーマル型である場合には、透明電極間に交流電圧が印加されていない状態において、調光シートは白濁している一方で、交流電圧が印加されている間において、調光シートは透明である。これに対して、調光シートがリバース型である場合には、透明電極間に交流電圧が印加されていない状態において、調光シートは透明である一方で、交流電圧が印加されている間において、調光シートは白濁している(例えば、特許文献1を参照)。 The dimming device includes a dimming unit provided with a dimming sheet and a driving device. The light control sheet includes a light control layer and a pair of transparent electrode layers that sandwich the light control layer. The dimming layer includes a liquid crystal composition and a polymer layer having voids filled with the liquid crystal composition. The drive device applies an AC voltage between the pair of transparent electrode layers included in the dimming sheet, thereby driving the dimming sheet. When the dimming sheet is a normal type, the dimming sheet is cloudy when no AC voltage is applied between the transparent electrodes, while the dimming sheet is while the AC voltage is applied. Is transparent. On the other hand, when the dimming sheet is a reverse type, the dimming sheet is transparent while the AC voltage is applied while the AC voltage is not applied between the transparent electrodes. , The dimming sheet is cloudy (see, for example, Patent Document 1).
ところで、交流電圧の印加によって調光シートを駆動した場合には、液晶組成物に含まれるイオン性不純物の偏析が抑えられることから、液晶組成物の劣化が抑えられる。一方で、一対の透明電極層間に印加される交流電圧の周波数に応じて液晶分子の配向が変わることから、調光シートは、液晶分子の配向が変わることに伴い、透明である状態と白濁した状態とを周期的に有する。これにより、調光シートを駆動する条件によっては、透明と白濁とが切り替わる周期が人の時間分解能に達するために、調光シートにおいて人が観察可能なちらつきであるフリッカーが生じることがある。 By the way, when the dimming sheet is driven by applying an AC voltage, segregation of ionic impurities contained in the liquid crystal composition is suppressed, so that deterioration of the liquid crystal composition is suppressed. On the other hand, since the orientation of the liquid crystal molecules changes according to the frequency of the AC voltage applied between the layers of the pair of transparent electrodes, the dimming sheet becomes cloudy and transparent as the orientation of the liquid crystal molecules changes. It has a state periodically. As a result, depending on the conditions for driving the dimming sheet, the cycle of switching between transparency and cloudiness reaches the time resolution of a person, which may cause flicker that is observable by a person on the dimming sheet.
本発明は、調光シートにおけるフリッカーの発生を抑えることを可能にした調光ユニット、調光装置、および、調光ユニットの駆動方法を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a dimming unit, a dimming device, and a method for driving the dimming unit, which can suppress the occurrence of flicker in the dimming sheet.
上記課題を解決するための調光ユニットは、第1透明電極層と、第2透明電極層と、前記第1透明電極層と前記第2透明電極層とによって挟まれ、複数の液晶分子を含む調光層と、を備えた調光シートを備える。前記第1透明電極層と前記第2透明電極層との間に交流電圧の印加を開始した時点から1周期が経過する時点までにおける実効電圧率が0.9以上であり、前記実効電圧率は、前記交流電圧の印加を開始した時点から前記1周期が経過する時点までにおける前記交流電圧の実効値の総和(SR)に対する前記交流電圧の到達値の総和(SE)の比(SE/SR)である。 The dimming unit for solving the above problems is sandwiched between the first transparent electrode layer, the second transparent electrode layer, the first transparent electrode layer, and the second transparent electrode layer, and includes a plurality of liquid crystal molecules. It is provided with a dimming layer and a dimming sheet provided with. The effective voltage ratio from the time when the application of the AC voltage between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer is started to the time when one cycle elapses is 0.9 or more, and the effective voltage ratio is , The ratio of the sum of the reached values of the AC voltage (SE) to the sum of the effective values of the AC voltage (SR) from the time when the application of the AC voltage is started to the time when the one cycle elapses (SE / SR). Is.
上記構成によれば、調光ユニットの実効電圧率が0.9以上であることによって、第1透明電極層と第2透明電極層との間に印加された交流電圧のうち、調光層が含む液晶分子の駆動に寄与する割合を高めることができ、これによって、液晶分子の応答性を高めることが可能である。結果として、調光シートにおいてフリッカーの発生を抑えることが可能である。 According to the above configuration, when the effective voltage ratio of the dimming unit is 0.9 or more, the dimming layer is among the AC voltages applied between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer. It is possible to increase the proportion that contributes to the driving of the liquid crystal molecules contained therein, thereby increasing the responsiveness of the liquid crystal molecules. As a result, it is possible to suppress the occurrence of flicker in the dimming sheet.
上記課題を解決するための調光ユニットは、第1透明電極層と、第2透明電極層と、前記第1透明電極層と前記第2透明電極層とによって挟まれ、複数の液晶分子を含む調光層と、を備えた調光シートを備える。前記第1透明電極層と前記第2透明電極層との間に印加される交流電圧が30Hz以上60Hz以下の周波数を有する場合に、以下の関数によって算出される時定数(ミリ秒)以下の時定数を有する。
y=101.9919×(1/x)
The dimming unit for solving the above problems is sandwiched between the first transparent electrode layer, the second transparent electrode layer, the first transparent electrode layer, and the second transparent electrode layer, and includes a plurality of liquid crystal molecules. It is provided with a dimming layer and a dimming sheet provided with. When the AC voltage applied between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer has a frequency of 30 Hz or more and 60 Hz or less, and is a time constant (milliseconds) or less calculated by the following function. Has a constant.
y = 101.9919 × (1 / x)
上記構成によれば、調光ユニットは、第1透明電極層と第2透明電極層との間に印加される交流電圧の周波数が30Hz以上60Hz以下である場合に、調光層に含まれる液晶分子の応答性を高めることが可能な程度に十分に小さい時定数を有するから、調光シートにおいてフリッカーの発生を抑えることが可能である。 According to the above configuration, the dimming unit is a liquid crystal display included in the dimming layer when the frequency of the AC voltage applied between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer is 30 Hz or more and 60 Hz or less. Since the time constant is small enough to enhance the responsiveness of the molecule, it is possible to suppress the occurrence of flicker in the light control sheet.
上記課題を解決するための調光装置は、上記調光ユニットと、前記第1透明電極層と前記第2透明電極層との間に前記交流電圧を印加する駆動部と、を備える。 The dimming device for solving the above-mentioned problems includes the dimming unit and a driving unit for applying the AC voltage between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer.
上記調光装置において、前記駆動部は、矩形波状を有した前記交流電圧を前記第1透明電極層と前記第2透明電極層との間に印加してもよい。この構成によれば、第1透明電極層と第2透明電極層との間に矩形波状を有した交流電圧を印加することによって、サイン波状あるいは鋸歯状を有した交流電圧を印加する場合に比べて、液晶分子の配向において過渡的な状態が形成されることが抑えられる。これによって、調光シートにおいてフリッカーの発生を抑えることができる。 In the dimming device, the driving unit may apply the AC voltage having a rectangular wavy shape between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer. According to this configuration, by applying an AC voltage having a rectangular wave shape between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer, as compared with the case where an AC voltage having a sine wave shape or a sawtooth shape is applied. Therefore, it is possible to suppress the formation of a transient state in the orientation of the liquid crystal molecules. This makes it possible to suppress the occurrence of flicker in the dimming sheet.
上記課題を解決するための調光装置は、矩形波の電圧信号を出力する駆動部と、第1透明電極層と、第2透明電極層と、前記第1透明電極層と前記第2透明電極層とに挟まれ、複数の液晶分子を含む調光層とを備え、前記駆動部により印加される電圧に応じてヘイズ値が変わる調光シートとを含む調光ユニット、を備える。前記電圧信号の周期T、および、前記矩形波の振幅に相当する直流電圧と、当該直流電圧を印加された際の前記調光ユニットにおける透明電極間の電圧との関係を示す応答関数f(t)とを用いて、次式が成立するように構成される。 The dimming device for solving the above problems includes a drive unit that outputs a voltage signal of a square wave, a first transparent electrode layer, a second transparent electrode layer, the first transparent electrode layer, and the second transparent electrode. A dimming unit including a dimming layer sandwiched between the layers and containing a plurality of liquid crystal molecules, and a dimming sheet whose haze value changes according to a voltage applied by the driving unit. The response function f (t) showing the relationship between the period T of the voltage signal, the DC voltage corresponding to the amplitude of the square wave, and the voltage between the transparent electrodes in the dimming unit when the DC voltage is applied. ) And, so that the following equation holds.
上記課題を解決するための調光装置は、矩形波の電圧信号を出力する駆動部と、第1透明電極層と、第2透明電極層と、前記第1透明電極層と前記第2透明電極層とに挟まれ、複数の液晶分子を含む調光層とを備え、前記駆動部により印加される電圧に応じてヘイズ値が変わる調光シートを含む調光ユニットと、を備える。前記電圧信号の周期T、および、前記調光ユニットの時定数τとを用いて、次式が成立するように構成される。 The dimming device for solving the above problems includes a drive unit that outputs a voltage signal of a square wave, a first transparent electrode layer, a second transparent electrode layer, the first transparent electrode layer, and the second transparent electrode. It includes a dimming layer sandwiched between the layers and containing a plurality of liquid crystal molecules, and a dimming unit including a dimming sheet whose haze value changes according to a voltage applied by the driving unit. Using the period T of the voltage signal and the time constant τ of the dimming unit, the following equation is established.
上記各構成によれば、調光装置が上記式を満たすように構成されることによって、第1透明電極層と第2透明電極層との間に印加された交流電圧のうち、調光層が含む液晶分子の駆動に寄与する割合を高めることができ、これによって、液晶分子の応答性を高めることが可能である。結果として、調光シートにおいてフリッカーの発生を抑えることが可能である。 According to each of the above configurations, the dimming device is configured to satisfy the above equation, so that the dimming layer is among the AC voltages applied between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer. It is possible to increase the proportion that contributes to the driving of the liquid crystal molecules contained therein, thereby increasing the responsiveness of the liquid crystal molecules. As a result, it is possible to suppress the occurrence of flicker in the dimming sheet.
上記課題を解決するための調光ユニットの駆動方法は、第1透明電極層、第2透明電極層、および、第1透明電極層と第2透明電極層とに挟まれ、複数の液晶分子を含む調光層を備えた調光シートを備える調光ユニットに対して、第1透明電極層と第2透明電極層との間に交流電圧を印加することを含む。交流電圧を印加することは、交流電圧の印加を開始した時点から1周期が経過する時点までにおける実効電圧率が0.9以上であるように第1透明電極層と第2透明電極層との間に交流電圧を印加することを含み、実効電圧率は、交流電圧の印加を開始した時点から1周期が経過する時点までにおける交流電圧の実効値の総和(SR)に対する交流電圧の到達値の総和(SE)の比(SE/SR)である。 The method for driving the dimming unit for solving the above problems is to sandwich a plurality of liquid crystal molecules between the first transparent electrode layer, the second transparent electrode layer, and the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer. It includes applying an AC voltage between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer to the dimming unit provided with the dimming sheet including the dimming layer. Applying an AC voltage means that the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer have an effective voltage ratio of 0.9 or more from the time when the application of the AC voltage is started to the time when one cycle elapses. The effective voltage ratio includes the application of an AC voltage in between, and the effective voltage ratio is the value reached by the AC voltage with respect to the sum of the effective values of the AC voltage (SR) from the time when the application of the AC voltage is started to the time when one cycle elapses. It is the ratio (SE / SR) of the sum (SE).
上記課題を解決するための調光ユニットの駆動方法は、第1透明電極層、第2透明電極層、および、第1透明電極層と第2透明電極層とに挟まれ、複数の液晶分子を含む調光層を備えた調光シートを備える調光ユニットに対して、第1透明電極層と第2透明電極層との間に交流電圧を印加することを含む。交流電圧を印加することは、調光シートの時定数が以下の関数によって算出される値であるように、30Hz以上60Hz以下の周波数を有した交流電圧を第1透明電極層と第2透明電極層との間に印加する。
y=101.9919×(1/x)
The method for driving the dimming unit for solving the above problems is to sandwich a plurality of liquid crystal molecules between the first transparent electrode layer, the second transparent electrode layer, and the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer. It includes applying an AC voltage between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer to the dimming unit provided with the dimming sheet including the dimming layer. Applying an AC voltage applies an AC voltage having a frequency of 30 Hz or more and 60 Hz or less to the first transparent electrode layer and the second transparent electrode so that the time constant of the dimming sheet is a value calculated by the following function. Apply between layers.
y = 101.9919 × (1 / x)
本発明によれば、調光シートにおいてフリッカーの発生を抑えることが可能である。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of flicker in the dimming sheet.
図1から図17を参照して、調光ユニット、調光装置、および、調光ユニットの駆動方法における一実施形態を説明する。以下では、調光装置、調光ユニットの駆動方法、および、試験例を順に説明する。 An embodiment of a dimming unit, a dimming device, and a method of driving the dimming unit will be described with reference to FIGS. 1 to 17. Hereinafter, the dimming device, the driving method of the dimming unit, and the test example will be described in order.
[調光装置]
図1から図6を参照して、調光装置を説明する。本開示の調光装置は、調光ユニットと駆動部とを備えている。調光ユニットが備える調光シートは、ノーマル型でもよいし、リバース型でもよい。以下、図1を参照してノーマル型の調光シートを備える調光装置を説明し、図2を参照してリバース型の調光装置を備える調光ユニットを説明する。
[Dimmer]
The dimming device will be described with reference to FIGS. 1 to 6. The dimming device of the present disclosure includes a dimming unit and a drive unit. The dimming sheet provided in the dimming unit may be a normal type or a reverse type. Hereinafter, a dimming device including a normal type dimming sheet will be described with reference to FIG. 1, and a dimming unit including a reverse type dimming device will be described with reference to FIG.
図1が示すように、調光装置10は、ノーマル型の調光シート21Nを備えた調光ユニット11と、駆動部12とを備えることができる。調光シート21Nは、第1透明電極層31、第2透明電極層32、および、調光層33を備えている。調光シート21Nは、さらに、第1透明電極層31を支持する第1透明基材34、および、第2透明電極層32を支持する第2透明基材35を備えている。
As shown in FIG. 1, the dimming
調光ユニット11は、第1透明電極層31の一部に取り付けられた第1電極22Aと、第2透明電極層32の一部に取り付けられた第2電極22Bとを備えている。調光ユニット11はさらに、第1電極22Aに接続された第1配線23Aと、第2電極22Bに接続された第2配線23Bとを備えている。第1電極22Aは第1配線23Aによって駆動部12に接続され、第2電極22Bは第2配線23Bによって駆動部12に接続されている。
The
第1透明電極層31、および、第2透明電極層32は、可視光を透過する光透過性を有する。第1透明電極層31の光透過性は、調光シート21Nを通した物体の視覚認識を可能にする。第2透明電極層32の光透過性は、第1透明電極層31の光透過性と同様、調光シート21Nを通した物体の視覚認識を可能にする。
The first
各透明電極層31,32を形成するための材料は、例えば、酸化インジウムスズ、フッ素ドープ酸化スズ、酸化スズ、酸化亜鉛、カーボンナノチューブ、および、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)から構成される群から選択されるいずれか1つであってよい。 The material for forming the transparent electrode layers 31 and 32 is composed of, for example, indium tin oxide, fluorine-doped tin oxide, tin oxide, zinc oxide, carbon nanotubes, and poly (3,4-ethylenedioxythiophene). It may be any one selected from the group to be treated.
調光層33は、透明高分子層と液晶組成物とを備えている。透明高分子層は、液晶組成物が充填される空隙を有している。液晶組成物は、透明高分子層が有する空隙に充填されている。液晶組成物は液晶分子を含む。液晶分子の一例は、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、および、ジオキサン系から構成される群から選択されるいずれかである。
The dimming
液晶組成物の保持型式は、高分子ネットワーク型、高分子分散型、および、カプセル型から構成される群から選択されるいずれか1つである。高分子ネットワーク型は、3次元の網目状を有した透明な高分子ネットワークを備え、相互に連通した網目状の空隙のなかに液晶組成物を保持する。高分子ネットワークは、透明高分子層の一例である。高分子分散型は、孤立した多数の空隙を透明高分子層のなかに備え、高分子層に分散した空隙のなかに液晶組成物を保持する。カプセル型は、カプセル状を有した液晶組成物を透明高分子層のなかに保持する。なお、液晶組成物は、上述した液晶分子以外に、透明高分子層を形成するためのモノマー、および、二色性色素などを含んでもよい。 The holding type of the liquid crystal composition is any one selected from the group consisting of a polymer network type, a polymer dispersed type, and a capsule type. The polymer network type has a transparent polymer network having a three-dimensional network, and holds the liquid crystal composition in the network-like voids communicating with each other. The polymer network is an example of a transparent polymer layer. The polymer-dispersed type has a large number of isolated voids in the transparent polymer layer, and holds the liquid crystal composition in the voids dispersed in the polymer layer. The capsule type holds the liquid crystal composition having a capsule shape in the transparent polymer layer. In addition to the liquid crystal molecules described above, the liquid crystal composition may contain a monomer for forming a transparent polymer layer, a dichroic dye, and the like.
各透明基材34,35を形成する材料は、合成樹脂、または、無機化合物であってよい。合成樹脂は、例えば、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、および、ポリオレフィンなどである。ポリエステルは、例えばポリエチレンテレフタレートおよびポリエチレンナフタレートなどである。ポリアクリレートは、例えばポリメチルメタクリレートなどである。無機化合物は、例えば、二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、および、窒化ケイ素などである。
The material forming the
各電極22A,22Bは、例えばフレキシブルプリント基板(FPC : Flexible Printed Circuits)である。FPCは、支持層、導体部、および、保護層を備えている。導体部が、支持層と保護層とに挟まれている。支持層および保護層は、絶縁性の合成樹脂によって形成されている。支持層および保護層は、例えばポリイミドによって形成される。導体部は、例えば金属薄膜によって形成されている。金属薄膜を形成する材料は、例えば銅であってよい。各電極22A,22Bは、FPCに限らず、例えば金属製のテープであってもよい。
Each of the
なお、各電極22A,22Bは、図示外の導電性接着層によって、各透明電極層31,32に取り付けられている。各電極22A,22Bのうち、導電性接着層に接続される部分では、導体部が保護層または支持層から露出している。
The
導電性接着層は、例えば、異方性導電フィルム(ACF : Anisotropic Conductive Film)、異方性導電ペースト(ACP : Anisotropic Conductive Paste)、等方性導電フィルム(ICF : Isotropic Conductive Film)、および、等方性導電ペースト(ICP : Isotropic Conductive Paste)などによって形成されてよい。調光装置10の製造工程における取り扱い性の観点から、導電性接着層は、異方性導電フィルムであることが好ましい。
The conductive adhesive layer is, for example, an anisotropic conductive film (ACF: Anisotropic Conductive Film), an anisotropic conductive paste (ACP: Anisotropic Conductive Paste), an isotropic conductive film (ICF: Isotropic Conductive Film), and the like. It may be formed by an anisotropic conductive paste (ICP) or the like. From the viewpoint of handleability in the manufacturing process of the dimming
各配線23A,23Bは、例えば、金属製のワイヤーと、金属製のワイヤーを覆う絶縁層とによって形成されている。ワイヤーは、例えば銅などによって形成されている。
調光層33は、2つの透明電極層31,32の間において生じる電圧の変化を受けて、液晶分子の配向を変える。液晶分子における配向の変化は、調光層33に入る可視光の散乱度合い、吸収度合い、および、透過度合いを変える。ノーマル型の調光シート21Nは、調光シート21Nの通電時に、相対的に高い光透過率を有する。ノーマル型の調光シート21Nは、調光シート21Nの非通電時に、相対的に低い光透過率を有する。例えば、ノーマル型の調光シート21Nは、調光シート21Nの通電時に透明状態を有し、調光シート21Nの非通電時に不透明状態を有する。このように、調光シート21Nでは、透明電極層31,32間に印加された交流電圧に応じて、調光シート21Nにおけるヘイズ値が変わる。調光シート21Nは、調光シート21Nの非通電時に、相対的に高いヘイズ値を有する。これに対して、調光シート21Nは、調光シート21Nの通電時に相対的に低いヘイズ値を有する。
Each of the
The dimming
駆動部12は、第1透明電極層31と第2透明電極層32との間に交流電圧を印加する。駆動部12は、矩形波状を有した交流電圧を一対の透明電極層31,32間に印加することが好ましい。言い換えれば、駆動部12は、矩形波の電圧信号を出力することが好ましい。
The
調光シート21Nは、例えば、車両および航空機などの移動体が備える窓に取り付けられる。また、調光シート21Nは、例えば、住宅、駅、空港などの各種の建物が備える窓、オフィスに設置されたパーティション、店舗に設置されたショーウインドウ、および、映像を投影するスクリーンなどに取り付けられる。調光シート21Nの形状は、平面状であってもよいし、曲面状であってもよい。
The
図2が示すように、調光装置10は、リバース型の調光シート21Rを備えた調光ユニット11と駆動部12とを備えることができる。調光シート21Rは、第1透明電極層31、第2透明電極層32、第1配向膜36、第2配向膜37、および、調光層33を備えている。調光層33は、第1配向膜36と第2配向膜37との間に位置している。第1配向膜36は、調光層33と第1透明電極層31との間に位置し、かつ、調光層33に接している。第2配向膜37は、調光層33と第2透明電極層32との間に位置し、かつ、調光層33に接している。
As shown in FIG. 2, the dimming
第1配向膜36、および、第2配向膜37を形成するための材料は、有機化合物、無機化合物、および、これらの混合物である。有機化合物は、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、および、シアン化化合物などである。無機化合物は、シリコン酸化物、酸化ジルコニウムなどである。なお、配向膜36,37を形成するための材料は、シリコーンであってもよい。シリコーンは、無機性の部分と有機性の部分とを有する化合物である。
The material for forming the
第1配向膜36、および、第2配向膜37は、例えば、垂直配向膜、あるいは、水平配向膜である。垂直配向膜は、第1透明電極層31に接する面とは反対側の面、および、第2透明電極層32に接する面とは反対側の面に対して垂直であるように、液晶分子の長軸方向を配向させる。水平配向膜は、第1透明電極層31に接する面とは反対側の面、および、第2透明電極層32に接する面とは反対側の面に対してほぼ平行であるように、液晶分子の長軸方向を配向させる。このように、配向膜36,37がいずれの配向膜であっても、配向膜36,37は、調光層33が含む複数の液晶分子における配向を規制する。
The
リバース型の調光シート21Rは、調光シート21Rの通電時に、相対的に低い光透過率を有する。リバース型の調光シート21Rは、調光シート21Rの非通電時に、相対的に高い光透過率を有する。例えば、リバース型の調光シート21Rは、調光シート21Rの通電時に不透明状態を有し、調光シート21Rの非通電時に透明状態を有する。このように、調光シート21Rでは、透明電極層31,32間に印加された交流電圧に応じて、調光シート21Rにおけるヘイズ値が変わる。調光シート21Rは、調光シート21Rの非通電時に、相対的に低いヘイズ値を有する。これに対して、調光シート21Rは、調光シート21Rの通電時に、相対的に高いヘイズ値を有する。
The reverse
図3は、調光装置10の等価回路である。
図3が示すように、調光装置10の等価回路において、第1透明電極層31は抵抗成分R31と見なされ、かつ、第2透明電極層32は抵抗成分R32と見なされる。調光層33は、容量成分C33と抵抗成分R33との並列回路と見なされる。調光層33の抵抗成分R33は、抵抗成分R31,R32よりも大幅に大きい。なお、図3には示されていないが、調光装置10において、各電極22A,22B、および、各配線23A,23Bも抵抗成分と見なされる。
FIG. 3 is an equivalent circuit of the dimming
As shown in FIG. 3, in the equivalent circuit of the dimming
このように、調光装置10の等価回路は、抵抗成R分と容量成分Cとによって形成されたRC回路であるから、当該回路における時定数τは以下の式によって表される。
τ=RC
As described above, since the equivalent circuit of the dimming
τ = RC
図4は、調光ユニット11での時間と電圧上昇率との関係における一例を示すグラフである。なお、図4は、一対の透明電極層31,32間に50Hzの周波数を有した交流電圧が印加された場合の時間と電圧上昇率との関係を示している。
FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between the time and the voltage rise rate in the
図4が示す電圧上昇率は、第1透明電極層31と第2透明電極層32との間に印加された交流電圧の実効値(VE)に対する交流電圧の到達値(VR)の比(VR/VE)である。なお、交流電圧の到達値とは、交流電圧の印加期間内の各時点において調光ユニット11に印加された電圧が到達した値である。電圧上昇率は、一対の透明電極層31,32間に交流電圧が印加されている期間内の各時点において算出が可能である。電圧上昇率は、調光装置10における時定数τに依存する値である。電圧上昇率は、時定数τが小さくなるほど高くなる傾向を有する。
The voltage rise rate shown in FIG. 4 is the ratio (VR) of the reached value (VR) of the AC voltage to the effective value (VE) of the AC voltage applied between the first
電圧上昇率の曲線において、実効電圧率を定義することが可能である。実効電圧率は、交流電圧の印加を開始した時点から1周期が経過する時点までにおける交流電圧の実効値(VE)の総和(SE)に対する交流電圧の到達値(VR)の総和(SR)の比(SR/SE)である。 It is possible to define the effective voltage factor in the curve of the voltage rise rate. The effective voltage ratio is the sum of the reached values (VR) of the AC voltage with respect to the sum of the effective values (VE) of the AC voltage (VE) from the time when the application of the AC voltage is started to the time when one cycle elapses. Ratio (SR / SE).
図4が示す例では、50Hzの周波数を有した交流電圧が印加されていることから、1周期は20ミリ秒(ms)である。そのため、実効値(VE)の総和(SE)は、0ミリ秒から20ミリ秒までにおける実効値(VE)の総和(SE)であり、図4において太線で示された矩形によって囲まれた領域が有する第1面積に相当する。これに対して、到達値(VR)の総和(SR)は、図4において太線で示された矩形と、電圧上昇率の曲線とによって区画される領域のうち、電圧上昇率の曲線を超えない領域、すなわちドットが付された領域が有する第2面積に相当する。そのため、実効電圧率は、第1面積に対する第2面積の比(第2面積/第1面積)の比である。 In the example shown in FIG. 4, since an AC voltage having a frequency of 50 Hz is applied, one cycle is 20 milliseconds (ms). Therefore, the sum of the effective values (VE) (SE) is the sum of the effective values (VE) from 0 ms to 20 ms (SE), and is the area surrounded by the rectangle shown by the thick line in FIG. Corresponds to the first area of. On the other hand, the total sum (SR) of the reached values (VR) does not exceed the voltage rise rate curve in the region partitioned by the rectangle shown by the thick line in FIG. 4 and the voltage rise rate curve. It corresponds to the second area of the area, that is, the area with dots. Therefore, the effective voltage ratio is the ratio of the ratio of the second area to the first area (second area / first area).
本開示の調光ユニット11において、一対の透明電極層31,32間に交流電圧の印加を開始した時点から1周期が経過する時点までにおける実効電圧率が0.9以上である。調光ユニット11の実効電圧率が0.9以上であることによって、第1透明電極層31と第2透明電極層32との間に印加された交流電圧のうち、調光層33が含む液晶分子の駆動に寄与する割合を高めることができ、これによって、液晶分子の応答性を高めることが可能である。結果として、調光シート21N,21Rにおいてフリッカーの発生を抑えることが可能である。
In the
また、本開示の調光装置10は、上述したように、矩形波の電圧信号を出力する駆動部12と、調光シート21N,21Rとを含む調光ユニット11、を備えている。調光装置10は、電圧信号の周期T、および、矩形波の振幅に相当する直流電圧と、当該直流電圧を印加された際の調光ユニット11における透明電極層31,32間の電圧との関係を示す応答関数f(t)とを用いて、次式が成立するように構成される。
Further, as described above, the dimming
また、本開示の調光装置10は、電圧信号の周期T、および、調光ユニット11の時定数τとを用いて、次式が成立するように構成される。
Further, the dimming
すなわち、上述した応答関数f(t)は、電圧信号の周期T、および、調光ユニット11の時定数τとを用いて、式(2)によって表すことができる。
That is, the above-mentioned response function f (t) can be expressed by the equation (2) using the period T of the voltage signal and the time constant τ of the
このように、調光装置10が上述した式を満たすように構成されるため、第1透明電極層31と第2透明電極層32との間に印加された交流電圧のうち、調光層33が含む液晶分子の駆動に寄与する割合を高めることができ、これによって、液晶分子の応答性を高めることが可能である。結果として、調光シート21N,21Rにおいてフリッカーの発生を抑えることが可能である。
In this way, since the dimming
図5は、調光シート21N,21Rに印加される交流電圧の周波数が30Hz以上60Hz以下であり、かつ、実効電圧率が0.9である場合における実効電圧率の曲線における一例を示している。
FIG. 5 shows an example of an effective voltage factor curve when the frequency of the AC voltage applied to the
図5が示すように、交流電圧の周波数が30Hz以上60Hz以下の範囲において、実効電圧率が0.9以上であることを満たすためには、交流電圧の周波数が高いほど、電圧上昇率の曲線における立ち上がりが高いことが必要とされる。交流電圧の周波数が高いほど1周期の長さが短いから、交流電圧の周波数が高いほど、電圧上昇率の曲線には急峻に立ち上がることが必要とされる。 As shown in FIG. 5, in order to satisfy that the effective voltage rate is 0.9 or more in the range where the frequency of the AC voltage is 30 Hz or more and 60 Hz or less, the higher the frequency of the AC voltage, the more the curve of the voltage rise rate. It is required that the rise in the frequency is high. The higher the frequency of the AC voltage, the shorter the length of one cycle. Therefore, the higher the frequency of the AC voltage, the steeper the curve of the voltage rise rate is required.
図6は、一対の透明電極層31,32間に印加される交流電圧の周波数(Hz)と、時定数τとの関係を示すグラフである。図6が示す実線は、各周波数において、実効電圧率が0.9であることを満たす時定数τの集合である。また、図6が示す破線は、実線で示される実効電圧率の近似した曲線である。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the frequency (Hz) of the AC voltage applied between the pair of transparent electrode layers 31 and 32 and the time constant τ. The solid line shown in FIG. 6 is a set of time constants τ satisfying that the effective voltage factor is 0.9 at each frequency. Further, the broken line shown in FIG. 6 is an approximate curve of the effective voltage factor shown by the solid line.
図6が示すように、本開示の調光ユニット11は、一対の透明電極層31,32間に印加される交流電圧が30Hz以上60Hz以下の周波数を有する場合に、以下の関数によって算出される時定数(ミリ秒)以下の時定数を有する。
y=101.9919×(1/x)
As shown in FIG. 6, the
y = 101.9919 × (1 / x)
これにより、調光ユニット11は、一対の透明電極層31,32との間に印加される交流電圧の周波数が30Hz以上60Hz以下である場合に、調光層33に含まれる液晶分子の応答性を高めることが可能な程度に十分に小さい時定数τを有する。そのため、調光シート21N,21Rにおいてフリッカーの発生を抑えることが可能である。
As a result, the
実効電圧率が0.9を満たす場合の時定数τは、交流電圧の周波数が30Hzである場合に3.35であり、交流電圧の周波数が40Hzである場合に2.55であり、交流電圧の周波数が50Hzである場合に2.05であり、交流電圧の周波数が60Hzである場合に1.72である。交流電圧の周波数が高いほど1周期の長さが短いことから、1周期内における液晶分子の応答性を高める観点において、交流電圧の周波数が高いほど、調光ユニット11の時定数τにはより小さいことが求められる。
The time constant τ when the effective voltage ratio satisfies 0.9 is 3.35 when the frequency of the AC voltage is 30 Hz, 2.55 when the frequency of the AC voltage is 40 Hz, and the AC voltage. It is 2.05 when the frequency of is 50 Hz, and 1.72 when the frequency of the AC voltage is 60 Hz. The higher the frequency of the AC voltage, the shorter the length of one cycle. Therefore, from the viewpoint of enhancing the responsiveness of the liquid crystal molecules in one cycle, the higher the frequency of the AC voltage, the more the time constant τ of the
調光ユニット11の時定数τが、上述した周波数と時定数τとの関係を示す曲線を近似した曲線によって算出される時定数以下の時定数を有することによって、調光ユニット11の実効電圧率は0.9近傍の値、あるいは、0.9よりも小さい値を有することが可能である。これにより、調光層33に含まれる液晶分子の応答性が高められるから、調光シート21N,21Rでのフリッカーの発生が抑えられる。
The effective voltage rate of the
一方で、時定数τがこうした条件を満たすため、30Hz以上60Hz以下の周波数を有した交流電圧によってフリッカーを抑えつつ調光シート21N,21Rを駆動することが可能であるから、調光シート21N,21Rの駆動によって消費される電力を低減することも可能である。
On the other hand, since the time constant τ satisfies these conditions, it is possible to drive the dimming
調光ユニット11が有する時定数τは、上述したように、RC回路である調光装置10において、抵抗成分Rと容量成分Cとの積である。そのため、調光ユニット11が有する時定数τは、各透明電極層31,32のシート抵抗値、各電極22A,22Bの抵抗値、第1透明電極層31と第1電極22Aとの界面抵抗値、第2透明電極層32と第2電極22Bとの界面抵抗値、および、各配線23A,23Bでの配線抵抗値などによって定まる値である。これら抵抗値のそれぞれが小さいほど、時定数τは小さい傾向を有する。また、時定数τは、電極間の距離、調光シート21N,21Rの面積、および、調光層33の誘電率によっても定まる値である。電極間の距離、調光シート21N,21Rの面積、および、調光層33の誘電率は、調光装置10の容量成分Cに寄与する。電極間の距離が大きいほど時定数τは小さい傾向を有し、調光シート21N,21Rの面積が小さいほど、また、液晶層の誘電率が小さいほど、時定数τは小さい傾向を有する。
As described above, the time constant τ possessed by the
[調光ユニットの駆動方法]
本開示における調光ユニット11の駆動方法は、一対の透明電極層31,32間に交流電圧を印加することを含む。交流電圧を印加することにおいて、交流電圧の印加を開始した時点から1周期が経過する時点までにおける実効電圧率が0.9以上であるように一対の透明電極層31,32間に交流電圧を印加する。または、交流電圧を印加することにおいて、交流電圧を印加することは、調光シートの時定数が上述した関数によって算出される値以下であるように、30Hz以上60Hz以下の周波数を有した交流電圧を一対の透明電極層31,32との間に印加する。これにより、調光層33に含まれる液晶分子の応答性を高めることによって、調光シート21N.21Rでのフリッカーの発生を抑えることが可能である。
[How to drive the dimming unit]
The driving method of the
上述したように、駆動部12は、矩形波状を有した交流電圧を一対の透明電極層31,32間に印加することが好ましい。一対の透明電極層31,32間に矩形波状を有した交流電圧を印加することによって、サイン波状あるいは鋸歯状を有した交流電圧を印加する場合に比べて、液晶分子の配向において過渡的な状態が形成されることが抑えられる。これによって、調光シート21N,21Rにおいてフリッカーの発生を抑えることができる。
As described above, it is preferable that the
[試験例]
図7から図17を参照して、試験例を説明する。
[試験例1]
図7から図12を参照して、試験例1を説明する。
[Test example]
A test example will be described with reference to FIGS. 7 to 17.
[Test Example 1]
Test Example 1 will be described with reference to FIGS. 7 to 12.
図7は、試験例1において用いた調光ユニット11の平面構造を示している。
図7が示すように、調光ユニット11は、ノーマル型の調光シート21Nを備えている。調光シート21Nは、矩形状を有している。調光ユニット11は、一方の短辺の近傍に位置し、かつ、一方の短辺に沿って延びる形状を有した第1電極22Aおよび第2電極22Bを備えている。第1電極22Aには第1配線23Aが接続され、第2電極22Bには第2配線23Bが接続されている。
FIG. 7 shows the planar structure of the
As shown in FIG. 7, the
調光シート21Nにおいて、高分子分散型の調光層33を準備し、調光層33の厚さは0.02mmであった。また、ITO膜が形成されたPETフィルムを準備し、当該フィルムから第1透明基材34によって支持された第1透明電極層31と、第2透明基材35によって支持された第2透明電極層32とを得た。ITO膜の厚さは約150nmであり、PETフィルムの厚さは0.01mmであった。調光シート21Nにおいて、長辺の長さLLを980mmに設定し、短辺の長さLSを200mmに設定した。
In the
また、各電極22A,22Bを銅テープによって形成した。各電極22A,22Bにおいて短辺に沿う長さLEを25mmに設定した。短辺が延びる方向において、各電極22A,22Bの中心と、短辺の端部との間の距離DEを50mmに設定した。各配線23A,23Bを銅線によって形成した。
Further, the
調光ユニット11において、容量成分Cが1.5μFであり、抵抗成分Rが200Ωであることが認められた。
定格電力が50Wであるメタルクラッド抵抗器を準備し、駆動部12と調光ユニット11との間に直列に挿入した。この際に、1kΩの抵抗値を有した抵抗器、4.7kΩの抵抗値を有した抵抗器、および、9.4kΩの抵抗値を有した抵抗器を準備した。そして、各抵抗器を挿入した調光ユニットでの電圧上昇率、および、抵抗器を挿入していない調光ユニット、すなわち抵抗器の抵抗値が0Ωである調光ユニットでの電圧上昇率を算出した。電圧上昇率を算出した結果は、図8に示す通りであった。
In the
A metal clad resistor having a rated power of 50 W was prepared and inserted in series between the
なお、以下において、抵抗器が挿入されていない調光ユニットをユニット1、1kΩの抵抗値を有した抵抗器が挿入された調光ユニットをユニット2、4.7kΩの抵抗値を有した抵抗器が挿入された調光ユニットをユニット3、9.4kΩの抵抗値を有した抵抗器が挿入された調光ユニットをユニット4とそれぞれ称する。
In the following, the dimming unit in which the resistor is not inserted is the
図8が示すように、調光装置に挿入された抵抗器の抵抗値が小さいほど、調光ユニット11における電圧上昇率の曲線はより急峻に立ち上がることが認められた。なお、図8は、交流電圧の周波数が50Hzである場合における電圧上昇率の曲線を示している。
As shown in FIG. 8, it was found that the smaller the resistance value of the resistor inserted in the dimming device, the steeper the curve of the voltage rise rate in the
また、交流電圧の周波数が30Hzである場合には、交流電圧の印加を開始した時点から1周期が経過した時点における電圧上昇率は、ユニット1およびユニット2において1.000であり、ユニット3において0.989であり、ユニット4において0.894であることが認められた。また、交流電圧の周波数が40Hzである場合には、交流電圧の印加を開始した時点から1周期が経過した時点における電圧上昇率は、ユニット1およびユニット2において1.000であり、ユニット3において0.967であり、ユニット4において0.817であることが認められた。また、交流電圧の周波数が50Hzである場合には、交流電圧の印加を開始した時点から1周期が経過した時点における電圧上昇率は、ユニット1およびユニット2において1.000であり、ユニット3において0.934であり、ユニット4において0.743であることが認められた。
When the frequency of the AC voltage is 30 Hz, the voltage rise rate at the time when one cycle has elapsed from the time when the application of the AC voltage is started is 1.000 in the
また、交流電圧の周波数が30Hzである場合には、交流電圧の印加を開始した時点から1周期が経過した時点までにおける実効電圧率は、ユニット1において0.992であり、ユニット2において0.947であり、ユニット3において0.781であり、ユニット4において0.603であることが認められた。交流電圧の周波数が40Hzである場合には、実効電圧率は、ユニット1において0.990であり、ユニット2において0.930であり、ユニット3において0.718であり、ユニット4において0.521であることが認められた。交流電圧の周波数が50Hzである場合には、実効電圧率は、ユニット1において0.987であり、ユニット2において0.912であり、ユニット3において0.659であり、ユニット4において0.455であることが認められた。
When the frequency of the AC voltage is 30 Hz, the effective voltage ratio from the time when the application of the AC voltage is started to the time when one cycle has elapsed is 0.992 in the
また、時定数τは、ユニット1において0.3ミリ秒であり、ユニット2において1.8ミリ秒であり、ユニット3において7.35ミリ秒であり、ユニット4において14.7ミリ秒であることが認められた。
Further, the time constant τ is 0.3 ms in the
図9は、各ユニットが備える調光シート21Nのフリッカー率を測定する方法を模式的に示している。なお、フリッカー率は、米国照明工学協会(IES)が定める指標であり、以下の式(3)によって算出される。
%F(フリッカー率) = 100×(A−B)/(A+B) … 式(3)
なお、式(3)において、Aは検出された光量の最大値であり、Bは検出された光量の最小値である。
FIG. 9 schematically shows a method of measuring the flicker rate of the
% F (flicker rate) = 100 × (AB) / (A + B)… Equation (3)
In the formula (3), A is the maximum value of the detected light amount, and B is the minimum value of the detected light amount.
図9が示すように、調光シート21Nのフリッカー率を測定する際には、照明41、支持板42、および、測定器43を準備する。照明41上に支持板42を配置し、支持板42上に測定対象である調光ユニット11を配置する。そして、調光シート21Nが広がる平面と対向する視点から見て、照明41の中心と測定器43の受光部とが対向するように、測定器43を調光シート21Nのうちで、支持板42に接する面とは反対側の面に接触させる。
As shown in FIG. 9, when measuring the flicker rate of the
本試験例では、照明41として直流LEDライトを用いた。また、支持板42として5mmの厚さを有したガラス基板を用いた。また、測定器43として、フリッカーメーター(マルチメディア ディスプレイテスタ 3298F、横河電機(株)製)を用いた。また、照明41として用いた直流LEDライトのフリッカー率は0.0%であることを確認した。本試験例では、図7に示される領域F、すなわち、調光シート21Nが有する短辺のうち、電極22A,22Bからの距離が大きい短辺の近傍に位置する領域において、調光シート21Nのフリッカー率を測定した。
In this test example, a DC LED light was used as the
交流電圧の周波数が30Hzである場合におけるフリッカー率の測定結果は図10が示す通りであり、交流電圧の周波数が40Hzである場合におけるフリッカー率の測定結果は図11が示す通りであり、交流電圧の周波数が50Hzである場合におけるフリッカー率の測定結果は図12が示す通りであった。なお、交流電圧の実効値を50Vに設定した。 The measurement result of the flicker rate when the frequency of the AC voltage is 30 Hz is as shown in FIG. 10, and the measurement result of the flicker rate when the frequency of the AC voltage is 40 Hz is as shown in FIG. The measurement result of the flicker rate when the frequency of was 50 Hz was as shown in FIG. The effective value of the AC voltage was set to 50V.
図10から図12の各々は、調光ユニット11の実効電圧率とフリッカー率の測定結果との関係を示している。なお、各図において、矩形波状の交流電圧を印加した場合の結果が白抜きの四角によって示され、サイン波状の交流電圧を印加した場合の結果が白抜きの菱形によって示されている。
Each of FIGS. 10 to 12 shows the relationship between the effective voltage rate of the
図10が示すように、矩形波状の交流電圧を印加した場合のフリッカー率は、ユニット1において0.11%であり、ユニット2において0.49%であり、ユニット3において2.31%であり、ユニット4において4.03%であることが認められた。サイン波状の交流電圧を印加した場合のフリッカー率は、ユニット1において1.22%であり、ユニット2において1.23%であり、ユニット3において2.19%であり、ユニット4において3.58%であることが認められた。
As shown in FIG. 10, the flicker rate when a rectangular wavy AC voltage is applied is 0.11% in the
図11が示すように、矩形波状の交流電圧を印加した場合のフリッカー率は、ユニット1において0.11%であり、ユニット2において0.48%であり、ユニット3において2.15%であり、ユニット4において2.74%であることが認められた。サイン波状の交流電圧を印加した場合のフリッカー率は、ユニット1において0.81%であり、ユニット2において0.89%であり、ユニット3において1.92%であり、ユニット4において2.68%であることが認められた。
As shown in FIG. 11, the flicker rate when a rectangular wavy AC voltage is applied is 0.11% in the
図12が示すように、矩形状の交流電圧を印加した場合のフリッカー率は、ユニット1において0.10%であり、ユニット2において0.43%であり、ユニット3において1.93%であり、ユニット4において1.52%であることが認められた。サイン波状の交流電圧を印加した場合のフリッカー率は、ユニット1において0.58%であり、ユニット2において0.67%であり、ユニット3において1.61%であり、ユニット4において1.62%であることが認められた。
As shown in FIG. 12, the flicker rate when a rectangular AC voltage is applied is 0.10% in the
このように、調光ユニット11の実効電圧率が0.9以上である場合には、フリッカー率が1%近傍または1%以下であることが認められた。なお、フリッカー率が1%程度である場合には、調光シート21Nの観察者は、調光シート21Nにおいてフリッカーが発生していることを視認することができない。また、交流電圧がサイン波状を有する場合に比べて、矩形波状を有する場合には、より広い周波数帯域において、フリッカーの発生が抑えられることが認められた。
As described above, when the effective voltage ratio of the
[試験例2]
図13から図17を参照して、試験例2を説明する。
図13は、試験例2において用いた調光ユニット11の平面構造を示している。
[Test Example 2]
Test Example 2 will be described with reference to FIGS. 13 to 17.
FIG. 13 shows the planar structure of the
図13が示すように、調光ユニット11は、ノーマル型の調光シート21Nを備えている。調光シート21Nは、矩形状を有している。調光ユニット11は、4組の電極対を備えている。
As shown in FIG. 13, the
第1電極対22P1および第3電極対22P3は、調光シート21Nにおける互いに異なる短辺の近傍に一対ずつ位置している。第1電極対22P1が含む各電極は、短辺に沿って延びる帯状を有している。第1電極対22P1が含む各電極は、第3電極対22P3が含む各電極よりも長い。第2電極対22P2および第4電極対22P4は、調光シート21Nにおける互いに異なる長辺の近傍に一対ずつ位置している。第2電極対22P2が含む各電極は、長辺に沿って延びる帯状を有している。第2電極対22P2が含む各電極は、第4電極対22P4が含む各電極よりも長い。
The first electrode pair 22P1 and the third electrode pair 22P3 are located in pairs in the vicinity of different short sides of the
調光シート21Nにおいて、高分子分散型の調光層33を準備し、調光層33の厚さは0.02mmであった。また、ITO膜が形成されたPETフィルムを準備し、当該フィルムから第1透明基材34によって支持された第1透明電極層31と、第2透明基材35によって支持された第2透明電極層32とを得た。ITO膜の厚さは150nmであり、PETフィルムの厚さは0.1mmであった。調光シート21Nにおいて、長辺の長さLLを1500mmに設定し、短辺の長さLSを1000mmに設定した。
In the
また、第1電極対22P1および第2電極対22P2を銅テープによって形成した。また、短辺に沿う方向において、第1電極対22P1が含む各電極の長さLE1を400mmに設定した。また、長辺に沿う方向において、第2電極対22P2が含む各電極の長さLE2を600mmに設定した。 Further, the first electrode pair 22P1 and the second electrode pair 22P2 were formed of copper tape. Further, the length LE1 of each electrode included in the first electrode pair 22P1 was set to 400 mm in the direction along the short side. Further, the length LE2 of each electrode included in the second electrode pair 22P2 was set to 600 mm in the direction along the long side.
これに対して、第3電極対22P3および第4電極対22P4をFPCによって形成した。また、短辺に沿う方向において、第3電極対22P3が含む各電極の長さLE3を50mmに設定した。第3電極対22P3では、短辺が延びる方向において、各電極の中心と、短辺の端部との間の距離DE3を250mmに設定した。また、長辺に沿う方向において、第4電極対22P4が含む各電極の長さLE4を50mmに設定した。第4電極対22P4では、長辺が延びる方向において、各電極の中心と、長辺の端部との間の距離DE4を375mmに設定した。 On the other hand, the third electrode pair 22P3 and the fourth electrode pair 22P4 were formed by FPC. Further, the length LE3 of each electrode included in the third electrode pair 22P3 was set to 50 mm in the direction along the short side. In the third electrode pair 22P3, the distance DE3 between the center of each electrode and the end of the short side was set to 250 mm in the direction in which the short side was extended. Further, the length LE4 of each electrode included in the fourth electrode pair 22P4 was set to 50 mm in the direction along the long side. In the fourth electrode pair 22P4, the distance DE4 between the center of each electrode and the end of the long side was set to 375 mm in the direction in which the long side was extended.
調光ユニット11において、容量成分Cが1.5μFであることが認められた。これに対して、第1電極対22P1を用いた場合の抵抗成分Rは120Ωであり、第2電極対22P2を用いた場合の抵抗成分Rは70Ωであり、第3電極対22P3を用いた場合の抵抗成分Rは350Ωであり、第4電極対22P4を用いた場合の抵抗成分Rは250Ωであることが認められた。
In the
調光ユニット11について、各電極対を用いた場合における電圧上昇率を算出した。電圧上昇率を算出した結果は、図14が示す通りであった。
図14が示すように、調光ユニット11における抵抗値が小さいほど、調光ユニット11における電圧上昇率の曲線はより急峻に立ち上がることが認められた。なお、図14は、交流電圧の周波数が50Hzである場合における電圧上昇率の曲線を示している。
For the
As shown in FIG. 14, it was found that the smaller the resistance value in the
また、交流電圧の周波数が30Hzである場合には、交流電圧の印加を開始した時点から1周期が経過した時点における電圧上昇率は、第1電極対22P1から第4電極対22P4のいずれを用いた場合にも1.000であることが認められた。交流電圧の周波数が40Hzである場合には、交流電圧の印加を開始した時点から1周期が経過した時点における電圧上昇率は、第1電極対22P1から第3電極対22P3のいずれを用いた場合にも1.000であり、第4電極対22P4を用いた場合に0.999であることが認められた。交流電圧の周波数が50Hzである場合には、交流電圧の印加を開始した時点から1周期が経過した時点における電圧上昇率は、第1電極対22P1から第3電極対22P3のいずれを用いた場合にも1.000であり、第4電極対22P4を用いた場合に0.997であることが認められた。 When the frequency of the AC voltage is 30 Hz, the voltage rise rate at the time when one cycle elapses from the time when the application of the AC voltage is started is either the first electrode pair 22P1 or the fourth electrode pair 22P4. It was confirmed that it was 1.000 even if it was present. When the frequency of the AC voltage is 40 Hz, the voltage rise rate at the time when one cycle elapses from the time when the application of the AC voltage is started is the case where any of the first electrode pair 22P1 and the third electrode pair 22P3 is used. It was also 1.000, and it was confirmed that it was 0.999 when the fourth electrode pair 22P4 was used. When the frequency of the AC voltage is 50 Hz, the voltage rise rate at the time when one cycle elapses from the time when the application of the AC voltage is started is the case where any of the first electrode pair 22P1 and the third electrode pair 22P3 is used. It was also 1.000, and it was confirmed that it was 0.997 when the fourth electrode pair 22P4 was used.
また、交流電圧の周波数が30Hzである場合には、交流電圧の印加を開始した時点から1周期が経過した時点までにおける実効電圧率は、第1電極対22P1を用いた場合に0.966であり、第2電極対22P2を用いた場合に0.981であることが認められた。また、交流電圧の周波数が30Hzである場合には、実効電圧率は、第3電極対22P3を用いた場合に0.927であり、第4電極対22P4を用いた場合に0.898であることが認められた。 When the frequency of the AC voltage is 30 Hz, the effective voltage ratio from the time when the application of the AC voltage is started to the time when one cycle has elapsed is 0.966 when the first electrode pair 22P1 is used. It was found to be 0.981 when the second electrode pair 22P2 was used. When the frequency of the AC voltage is 30 Hz, the effective voltage factor is 0.927 when the third electrode pair 22P3 is used, and 0.898 when the fourth electrode pair 22P4 is used. Was recognized.
交流電圧の周波数が40Hzである場合には、実効電圧率は、第1電極対22P1を用いた場合に0.955であり、第2電極対22P2を用いた場合に0.975であり、第3電極対22P3を用いた場合に0.904であり、第4電極対22P4を用いた場合に0.865であることが認められた。交流電圧の周波数が50Hzである場合には、実効電圧率は、第1電極対22P1を用いた場合に0.944であり、第2電極対22P2を用いた場合に0.968であり、第3電極対22P3を用いた場合に0.880であり、第4電極対22P4を用いた場合に0.831であることが認められた。 When the frequency of the AC voltage is 40 Hz, the effective voltage factor is 0.955 when the first electrode pair 22P1 is used, and 0.975 when the second electrode pair 22P2 is used. It was found to be 0.904 when the 3-electrode pair 22P3 was used and 0.865 when the 4th electrode pair 22P4 was used. When the frequency of the AC voltage is 50 Hz, the effective voltage factor is 0.944 when the first electrode pair 22P1 is used and 0.968 when the second electrode pair 22P2 is used. It was found to be 0.880 when the 3-electrode pair 22P3 was used and 0.831 when the 4th electrode pair 22P4 was used.
また、時定数τは、第1電極対22P1を用いた場合に1.18ミリ秒であり、第2電極対22P2を用いた場合に0.69ミリ秒であり、第3電極対22P3を用いた場合に2.45ミリ秒であり、第4電極対22P4を用いた場合に3.43ミリ秒であることが認められた。 Further, the time constant τ is 1.18 ms when the first electrode pair 22P1 is used, 0.69 ms when the second electrode pair 22P2 is used, and the third electrode pair 22P3 is used. It was found to be 2.45 ms when there was, and 3.43 ms when the 4th electrode pair 22P4 was used.
試験例2では、試験例1と同様の方法を用いて、各電極対を用いた場合におけるフリッカー率を測定した。なお、調光シート21Nが広がる平面と対向する視点から見て、調光シート21Nの中央を含む領域F(図13を参照)において、フリッカー率を測定した。
In Test Example 2, the flicker rate when each electrode pair was used was measured by using the same method as in Test Example 1. The flicker rate was measured in the region F (see FIG. 13) including the center of the
交流電圧の周波数が30Hzである場合におけるフリッカー率の測定結果は図15が示す通りであり、交流電圧の周波数が40Hzである場合におけるフリッカー率の測定結果は図16が示す通りであり、交流電圧の周波数が50Hzである場合におけるフリッカー率の測定結果は図17が示す通りであった。 The measurement result of the flicker rate when the frequency of the AC voltage is 30 Hz is as shown in FIG. 15, and the measurement result of the flicker rate when the frequency of the AC voltage is 40 Hz is as shown in FIG. The measurement result of the flicker rate when the frequency of is 50 Hz is as shown in FIG.
図15から図17の各々は、調光ユニット11の実効電圧率とフリッカー率の測定結果との関係を示している。なお、各図において、矩形波状の交流電圧を印加した場合の結果が白抜きの四角によって示され、サイン波状の交流電圧を印加した場合の結果が白抜きの菱形によって示されている。
Each of FIGS. 15 to 17 shows the relationship between the effective voltage rate of the
図15が示すように、矩形波状の交流電圧を印加した場合のフリッカー率は、第1電極対22P1を用いたときに0.22%であり、第2電極対22P2を用いたときに0.15%であり、第3電極対22P3を用いたときに0.70%であり、第4電極対22P4を用いたときに1.09%であることが認められた。サイン波状の交流電圧を印加した場合のフリッカー率は、第1電極対22P1を用いたときに1.30%であり、第2電極対22P2を用いたときに1.29%であり、第3電極対22P3を用いたときに1.46%であり、第4電極対22P4を用いたときに1.60%であることが認められた。 As shown in FIG. 15, the flicker rate when a rectangular wave-shaped AC voltage is applied is 0.22% when the first electrode pair 22P1 is used, and 0 when the second electrode pair 22P2 is used. It was found to be 15%, 0.70% when the third electrode pair 22P3 was used, and 1.09% when the fourth electrode pair 22P4 was used. The flicker rate when a sine-wave AC voltage is applied is 1.30% when the first electrode pair 22P1 is used, 1.29% when the second electrode pair 22P2 is used, and the third. It was found to be 1.46% when the electrode pair 22P3 was used and 1.60% when the fourth electrode pair 22P4 was used.
図16が示すように、矩形波状の交流電圧を印加した場合のフリッカー率は、第1電極対22P1を用いたときに0.20%であり、第2電極対22P2を用いたときに0.16%であり、第3電極対22P3を用いたときに0.68%であり、第4電極対22P4を用いたときに1.01%であることが認められた。サイン波状の交流電圧を印加した場合のフリッカー率は、第1電極対22P1を用いたときに1.04%であり、第2電極対22P2を用いたときに1.01%であり、第3電極対22P3を用いたときに1.28%であり、第4電極対22P4を用いたときに1.34%であることが認められた。 As shown in FIG. 16, the flicker rate when a rectangular wave-shaped AC voltage is applied is 0.20% when the first electrode pair 22P1 is used, and 0 when the second electrode pair 22P2 is used. It was found to be 16%, 0.68% when the third electrode pair 22P3 was used, and 1.01% when the fourth electrode pair 22P4 was used. The flicker rate when a sine-wave AC voltage is applied is 1.04% when the first electrode pair 22P1 is used, 1.01% when the second electrode pair 22P2 is used, and the third. It was found to be 1.28% when the electrode pair 22P3 was used and 1.34% when the fourth electrode pair 22P4 was used.
図17が示すように、矩形波状の交流電圧を印加した場合のフリッカー率は、第1電極対22P1を用いたときに0.19%であり、第2電極対22P2を用いたときに0.14%であり、第3電極対22P3を用いたときに0.65%であり、第4電極対22P4を用いたときに0.92%であることが認められた。サイン波状の交流電圧を印加した場合のフリッカー率は、第1電極対22P1を用いたときに0.84%であり、第2電極対22P2を用いたときに0.76%であり、第3電極対22P3を用いたときに1.04%であり、第4電極対22P4を用いたときに1.16%であることが認められた。 As shown in FIG. 17, the flicker rate when a rectangular wavy AC voltage is applied is 0.19% when the first electrode pair 22P1 is used, and is 0 when the second electrode pair 22P2 is used. It was found to be 14%, 0.65% when the third electrode pair 22P3 was used, and 0.92% when the fourth electrode pair 22P4 was used. The flicker rate when a sine-wave AC voltage is applied is 0.84% when the first electrode pair 22P1 is used, 0.76% when the second electrode pair 22P2 is used, and the third electrode pair 22P2. It was found to be 1.04% when the electrode pair 22P3 was used and 1.16% when the fourth electrode pair 22P4 was used.
このように、試験例1と同様に、試験例2においても調光ユニット11の実効電圧率が0.9以上である場合には、フリッカー率が1%近傍または1%以下であることが認められた。また、交流電圧がサイン波状を有する場合に比べて、矩形波状を有する場合には、より広い周波数帯域において、フリッカーの発生が抑えられることが認められた。
As described above, as in Test Example 1, when the effective voltage rate of the
さらに、第1電極対22P1を用いた場合に比べて、第2電極対22P2を用いた場合に、フリッカー率が低く、かつ、第3電極対22P3を用いた場合に比べて、第4電極対22P4を用いた場合に、フリッカー率が低いことが認められた。第1電極対22P1においては、第2電極対22P2に比べて一対の電極間での距離が小さいために、調光ユニット11の抵抗成分Rが小さく、これによって、フリッカー率が低められたと言える。また、第3電極対22P3においては、第4電極対22P4に比べて一対の電極間での距離が小さいために、調光ユニット11の抵抗成分Rが小さく、これによって、フリッカー率が低められたと言える。
Further, the flicker rate is lower when the second electrode pair 22P2 is used as compared with the case where the first electrode pair 22P1 is used, and the flicker rate is lower when the second electrode pair 22P2 is used, and the fourth electrode pair is compared with the case where the third electrode pair 22P3 is used. It was found that the flicker rate was low when 22P4 was used. In the first electrode pair 22P1, the distance between the pair of electrodes is smaller than that in the second electrode pair 22P2, so that the resistance component R of the
以上説明したように、調光装置の一実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(1)調光ユニット11の実効電圧率が0.9以上であることによって、一対の透明電極層31,32間に印加された交流電圧のうち、調光層33が含む液晶分子の駆動に寄与する割合を高めることができ、これによって、液晶分子の応答性を高めることが可能である。結果として、調光シート21N,21Rにおいてフリッカーの発生を抑えることが可能である。
As described above, according to one embodiment of the dimming device, the following effects can be obtained.
(1) When the effective voltage ratio of the
(2)調光ユニット11は、一対の透明電極層31,32との間に印加される交流電圧の周波数が30Hz以上60Hz以下である場合に、調光層33に含まれる液晶分子の応答性を高めることが可能な程度に十分に小さい時定数τを有する。そのため、調光シート21N,21Rにおいてフリッカーの発生を抑えることが可能である。
(2) The
(3)一対の透明電極層31,32間に矩形波状を有した交流電圧を印加することによって、液晶分子の配向において過渡的な状態が形成されることが抑えられ、これによって、調光シート21N,21Rにおいてフリッカーの発生を抑えることができる。 (3) By applying an AC voltage having a rectangular wave shape between the pair of transparent electrode layers 31 and 32, it is possible to suppress the formation of a transient state in the orientation of the liquid crystal molecules, whereby the dimming sheet is suppressed. The occurrence of flicker can be suppressed in 21N and 21R.
(4)調光装置10が上記式を満たすように構成されることによって、一対の透明電極層31,32間に印加された交流電圧のうち、調光層33が含む液晶分子の駆動に寄与する割合を高めることができ、これによって、液晶分子の応答性を高めることが可能である。結果として、調光シート21N,21Rにおいてフリッカーの発生を抑えることが可能である。
(4) By configuring the dimming
なお、上述した実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
[交流電圧]
・駆動部12が第1透明電極層31と第2透明電極層32との間に印加する交流電圧は、サイン波状を有してもよいし、鋸歯状を有してもよい。これらの場合であっても、実効電圧率が0.9以上である場合には、上述した(1)に準じた効果を得ることはできる。あるいは、時定数τが上述した一次関数によって算出される値以下である場合には、上述した(2)に準じた効果を得ることはできる。
The above-described embodiment can be modified and implemented as follows.
[AC voltage]
The AC voltage applied by the
10…調光装置
11…調光ユニット
12…駆動部
21N,21R…調光シート
22A…第1電極
22B…第2電極
23A…第1配線
23B…第2配線
31…第1透明電極層
32…第2透明電極層
33…調光層
34…第1透明基材
35…第2透明基材
36…第1配向膜
37…第2配向膜
10 ... Dimming
Claims (8)
前記第1透明電極層と前記第2透明電極層との間に交流電圧の印加を開始した時点から1周期が経過する時点までにおける実効電圧率が0.9以上であり、前記実効電圧率は、前記交流電圧の印加を開始した時点から前記1周期が経過する時点までにおける前記交流電圧の実効値の総和(SR)に対する前記交流電圧の到達値の総和(SE)の比(SE/SR)である
調光ユニット。 A dimming sheet including a first transparent electrode layer, a second transparent electrode layer, and a dimming layer sandwiched between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer and containing a plurality of liquid crystal molecules. Prepare,
The effective voltage ratio from the time when the application of the AC voltage between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer is started to the time when one cycle elapses is 0.9 or more, and the effective voltage ratio is , The ratio of the sum of the reached values of the AC voltage (SE) to the sum of the effective values of the AC voltage (SR) from the time when the application of the AC voltage is started to the time when the one cycle elapses (SE / SR). The dimming unit that is.
前記第1透明電極層と前記第2透明電極層との間に印加される交流電圧が30Hz以上60Hz以下の周波数を有する場合に、以下の関数によって算出される時定数(ミリ秒)以下の時定数を有する
y=101.9919×(1/x)
調光ユニット。 A dimming sheet including a first transparent electrode layer, a second transparent electrode layer, and a dimming layer sandwiched between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer and containing a plurality of liquid crystal molecules. Prepare,
When the AC voltage applied between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer has a frequency of 30 Hz or more and 60 Hz or less, and is a time constant (milliseconds) or less calculated by the following function. It has a constant y = 101.9919 × (1 / x)
Dimming unit.
前記第1透明電極層と前記第2透明電極層との間に前記交流電圧を印加する駆動部と、を備える
調光装置。 The dimming unit according to claim 1 or 2,
A dimming device including a drive unit for applying the AC voltage between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer.
請求項3に記載の調光装置。 The dimming device according to claim 3, wherein the driving unit applies the AC voltage having a rectangular wavy shape between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer.
第1透明電極層と、第2透明電極層と、前記第1透明電極層と前記第2透明電極層とに挟まれ、複数の液晶分子を含む調光層とを備え、前記駆動部により印加される電圧に応じてヘイズ値が変わる調光シートとを含む調光ユニット、を備え、
前記電圧信号の周期T、および、前記矩形波の振幅に相当する直流電圧と、当該直流電圧を印加された際の前記調光ユニットにおける透明電極間の電圧との関係を示す応答関数f(t)とを用いて、次式が成立するように構成される
A dimming layer sandwiched between a first transparent electrode layer, a second transparent electrode layer, the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer, and containing a plurality of liquid crystal molecules is provided, and is applied by the driving unit. Equipped with a dimming unit, including a dimming sheet, whose haze value changes according to the voltage applied.
The response function f (t) showing the relationship between the period T of the voltage signal, the DC voltage corresponding to the amplitude of the square wave, and the voltage between the transparent electrodes in the dimming unit when the DC voltage is applied. ) And so that the following equation holds.
第1透明電極層と、第2透明電極層と、前記第1透明電極層と前記第2透明電極層とに挟まれ、複数の液晶分子を含む調光層とを備え、前記駆動部により印加される電圧に応じてヘイズ値が変わる調光シートを含む調光ユニットと、を備え、
前記電圧信号の周期T、および、前記調光ユニットの時定数τとを用いて、次式が成立するように構成される
A dimming layer sandwiched between a first transparent electrode layer, a second transparent electrode layer, the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer, and containing a plurality of liquid crystal molecules is provided, and is applied by the driving unit. It is equipped with a dimming unit including a dimming sheet whose haze value changes according to the voltage to be applied.
Using the period T of the voltage signal and the time constant τ of the dimming unit, the following equation is established.
交流電圧を印加することは、交流電圧の印加を開始した時点から1周期が経過する時点までにおける実効電圧率が0.9以上であるように第1透明電極層と第2透明電極層との間に交流電圧を印加することを含み、実効電圧率は、交流電圧の印加を開始した時点から1周期が経過する時点までにおける交流電圧の実効値の総和(SR)に対する交流電圧の到達値の総和(SE)の比(SE/SR)である
調光ユニットの駆動方法。 A dimming unit provided with a dimming sheet sandwiched between a first transparent electrode layer, a second transparent electrode layer, and a first transparent electrode layer and a second transparent electrode layer and having a dimming layer containing a plurality of liquid crystal molecules. However, it includes applying an AC voltage between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer.
Applying an AC voltage means that the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer have an effective voltage ratio of 0.9 or more from the time when the application of the AC voltage is started to the time when one cycle elapses. The effective voltage ratio includes the application of an AC voltage in between, and the effective voltage ratio is the value reached by the AC voltage with respect to the sum of the effective values of the AC voltage (SR) from the time when the application of the AC voltage is started to the time when one cycle elapses. A method of driving a dimming unit, which is a total (SE) ratio (SE / SR).
交流電圧を印加することは、調光シートの時定数が以下の関数によって算出される値であるように、30Hz以上60Hz以下の周波数を有した交流電圧を第1透明電極層と第2透明電極層との間に印加する
y=101.9919×(1/x)
調光ユニットの駆動方法。 A dimming unit provided with a dimming sheet sandwiched between a first transparent electrode layer, a second transparent electrode layer, and a first transparent electrode layer and a second transparent electrode layer and having a dimming layer containing a plurality of liquid crystal molecules. However, it includes applying an AC voltage between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer.
Applying an AC voltage applies an AC voltage having a frequency of 30 Hz or more and 60 Hz or less to the first transparent electrode layer and the second transparent electrode so that the time constant of the dimming sheet is a value calculated by the following function. Apply between layers y = 101.9919 × (1 / x)
How to drive the dimming unit.
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WO2018021571A1 (en) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | 大日本印刷株式会社 | Light control film, light control member, vehicle, and electricity supply method for light control film |
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