JP6973527B2 - 調光装置、および、調光シートの駆動方法 - Google Patents
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Description
図1から図3を参照して、調光装置の構造を説明する。なお、調光装置が備える調光シートの型式は、ノーマル型でもよいし、リバース型でもよい。以下に参照する図1は、ノーマル型の調光シートにおける断面構造を示している。これに対して、図2は、リバース型の調光シートにおける断面構造を示している。
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21は抵抗成分R21と見なされ、かつ、第2透明電極22は抵抗成分R22と見なされる。調光層23は、容量成分C23と抵抗成分R23との並列回路と見なされる。調光層23の抵抗成分R23は、抵抗成分R21,R22よりも大幅に大きい。
図4から図15を参照して、調光シート20の駆動方法を説明する。上述したように、駆動部32は、一対の透明電極21,22間に直流電圧を印加することによって、調光シート20を駆動する。以下ではまず、図4および図5を参照して、液晶表示装置において必要とされていた調光シートの駆動方法である交流電圧を用いた駆動方法と、本開示における直流電圧を用いた駆動方法との差異を説明する。なお、以下では当該検討を簡略化する便宜上、第1透明電極21の抵抗成分R21、および、第2透明電極の抵抗成分R22をいずれもゼロであるとみなす。
図4が示すように、交流電圧を用いた交流駆動では、周波数fの交流電圧が一対の透明電極21,22間に印加される。交流電圧では、1つの周期Pに電圧の立ち上がりと立ち下がりとが含まれることから、立ち上がり時、および、立ち下がり時に、調光層23の容量成分C23を電流が流れる。そのため、調光シート20を1秒間駆動した場合には、調光層23の容量成分C23を電流が4f回流れる。交流駆動では、1秒間に調光層23の容量成分C23を流れる電流Icを以下の式(1)によって表すことができる。なお、式(1)において、Cは調光層23の容量成分C23における容量値であり、Vは駆動部32が一対の透明電極21,22間に印加する電圧値である。
Ic = 4fCV … 式(1)
Ir = V/R … 式(2)
図5が示すように、直流電圧を用いた直流駆動では、直流電圧が1秒間にわたって印加され続ける場合には、直流電圧の立ち上がり時、および、直流電圧の立ち下がり時の2回のみにおいて、調光層23の容量成分C23を電流が流れる。そのため、直流駆動では、1秒間に調光層23の容量成分C23を流れる電流Icを以下の式(3)によって表すことができる。
Ic = 2CV … 式(3)
W = VI= V(Ir+Ic) … 式(4)
交流駆動での消費電力WAは、式(1)、式(2)、および、式(4)に基づいて、以下の式(5)によって表すことができる。これに対して、直流駆動での消費電力WDは、式(2)から式(4)に基づいて、以下の式(6)によって表すことができる。
WA = VA(Ir+Ic) = VA 2(1/R+4Cf) … 式(5)
WD = VD(Ir+Ic) =VD 2(1/R+2C) … 式(6)
(WA−WD) = 2CV2(2f−1) … 式(7)
図14が示すように、駆動部32は、駆動操作の繰り返しによる総駆動期間が所定期間を経過したときに、直流電圧の極性を反転させることが可能である。駆動期間PDは、駆動部32が一対の透明電極21,22間に直流電圧を印加している期間である。総駆動期間は、2回以上の駆動期間PDによって直流電圧が一対の透明電極21,22間に印加された期間の総和である。図14が示す例では、駆動部32は、まず、正の極性を有した直流電圧を駆動操作によって印加する直流電圧に設定している。そして、駆動期間PDの総和である総駆動期間が所定時間を経過したときに、駆動部32は、負の極性を有した直流電圧を一対の透明電極21,21間に印加する。なお、駆動部32は、負の極性を有した直流電圧を一対の透明電極21,22間に印加する期間が所定期間を経過したときにも、直流電圧の極性を反転させ、これによって、正の極性を有した直流電圧を一対の透明電極21,22間に印加する。
(1)調光シート20の光透過率を変える操作が入力されたときに、この操作とは異なる操作が入力されるまで直流電圧を透明電極21,22間に印加し続けるため、フリッカーの発生を抑え、かつ、交流電圧を印加する場合に比べて、調光シート20が消費する電力を低減することができる。
[駆動部]
・駆動部32は、駆動操作が入力されるごとに、同じ極性を有した直流電圧を印加してもよい。この場合であっても、駆動部32が、操作部31に対して調光シート20の光透過率を変える操作が入力されたときに、当該操作とは異なる操作が操作部31に入力されるまで、調光シート20の光透過率を変えるための直流電圧を印加し続けることによって、上述した(1)に準じた効果を得ることは可能である。なお、図13が示すように、直流電圧の印加を停止してから経過した期間に応じて、調光層23における残留直流電圧は解消される。そのため、同じ極性を有した直流電圧の印加を繰り返す場合には、調光装置10は、例えば直流電圧の印加を停止した時点から経過した時間を計測し、所定の時間が経過した後において、操作部31から入力された操作を許容することが可能である。これにより、直流電圧の印加によって調光層23に生じた残留直流電圧を緩和した状態で、調光層23に直流電圧を印加することが可能である。
20…調光シート
21…第1透明電極
22…第2透明電極
23…調光層
24…第1配向膜
25…第2配向膜
31…操作部
32…駆動部
Claims (4)
- 第1透明電極と、第2透明電極と、前記第1透明電極と前記第2透明電極とに挟まれて液晶分子を含む調光層と、を備える調光シートと、
前記調光シートの光透過率を変える操作が入力される操作部と、
前記操作部に前記操作が入力されたときに、当該操作とは異なる操作が前記操作部に入力されるまで、前記第1透明電極と前記第2透明電極との間に、前記調光シートの光透過率を変えるための直流電圧を印加し続ける駆動部と、を備え、
前記操作部に入力される操作のうちで前記第1透明電極と前記第2透明電極との間に電圧を印加する操作が駆動操作であり、
前記駆動部は、前記駆動操作が入力されるごとに前記直流電圧の極性を反転させ、
前記調光シートの残留直流電圧がゼロであるときに前記第1透明電極と前記第2透明電極との間に印加されて前記調光層の透過率を飽和させる直流電圧が第1基準電圧であり、
前記調光シートの残留直流電圧が飽和しているときに前記第1透明電極と前記第2透明電極との間に印加されて前記調光層の透過率を飽和させる直流電圧であって、前記第1基準電圧よりも高い直流電圧が第2基準電圧であり、
前記駆動部は、前記第2基準電圧の直流電圧を、前記光透過率を変えるための直流電圧とする
調光装置。 - 前記操作部に入力される操作は、前記調光シートを透明にする透明操作と、前記調光シートを不透明にする不透明操作と、を含み、
前記透明操作と前記不透明操作との一方が、前記操作部に前記操作が入力されたときの操作であり、前記透明操作と前記不透明操作との他方が、当該操作とは異なる操作である
請求項1に記載の調光装置。 - 前記調光層は、液晶組成物が充填される空隙を有した透明高分子層と、前記空隙に充填された液晶組成物とを備える
請求項1または2に記載の調光装置。 - 第1透明電極と、第2透明電極と、前記第1透明電極と前記第2透明電極とに挟まれて液晶分子を含む調光層と、を備える調光シートの駆動方法であって、
前記調光シートの光透過率を変える操作が操作部から入力されたときに、当該操作とは異なる操作が前記操作部から入力されるまで、前記第1透明電極と前記第2透明電極との間に、前記調光シートの光透過率を変えるための直流電圧を印加し続け、
前記操作部に入力される操作のうちで前記第1透明電極と前記第2透明電極との間に電圧を印加する操作が駆動操作であり、
前記駆動操作が入力されるごとに前記直流電圧の極性を反転させ、
前記調光シートの残留直流電圧がゼロであるときに前記第1透明電極と前記第2透明電極との間に印加されて前記調光層の透過率を飽和させる直流電圧が第1基準電圧であり、
前記調光シートの残留直流電圧が飽和しているときに前記第1透明電極と前記第2透明電極との間に印加されて前記調光層の透過率を飽和させる直流電圧であって、前記第1基準電圧よりも高い直流電圧が第2基準電圧であり、
前記第2基準電圧の直流電圧を、前記光透過率を変えるための直流電圧とする
調光シートの駆動方法。
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