JP7351103B2 - 調光装置、および、調光シートの駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、調光シートを備えた調光装置、および、調光シートの駆動方法に関する。

調光シートは、一対の透明電極に挟まれた液晶組成物を備える。液晶組成物は、透明電極間の電圧の変化に応じて、調光シートを透明と不透明とに変える。調光シートの駆動装置は、不純物イオンなどの偏析を抑えるために透明電極間に交流電圧を印加し、それによって、調光層の長寿命化を図る（例えば、特許文献１を参照）。

調光シートの型式は、ノーマル型とリバース型とに分類される。ノーマル型では、非通電時の調光層が不透明であり、通電時の調光層が透明である。ノーマル型は、光の遮蔽性を頻繁に必要とするスクリーン等への適用に好適である。リバース型では、非通電時の調光層が透明であり、通電時の調光層が不透明である（例えば、特許文献２を参照）。リバース型は、透明による安全性を非常時に必要とする建材等への適用に好適である。

特開２０１８－０９１９８６号公報 特開２０００－３２１５６２号公報

近年、調光シートの適用範囲は広がる一途をたどり、これに伴い、調光シートは寒冷地などの低温下での使用も検討されている。そして、低温下での調光シートの使用に際しては、液晶分子の配向が電圧の印加に追従しにくい新たな課題が生じている。
本発明は、調光シートを駆動可能とする温度の下限値を引き下げ可能にした調光装置、および、調光シートの駆動方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための調光装置は、調光シートと、前記調光シートを駆動する駆動装置と、を備える。前記調光シートは、複数の第１端子を備えた第１透明電極と、第２端子を備えた第２透明電極と、前記第１透明電極と前記第２透明電極との間に位置する液晶分子と、を備える。前記駆動装置は、液晶分子の分極方向を変える第１電圧を電極間に印加する第１動作と、前記第１電圧の極性を反転させた第２電圧を前記電極間に印加する第２動作と、前記第１透明電極を発熱させる電圧を前記第１端子間に印加する加熱動作と、をそれぞれ所定期間の単位動作として周期的に繰り返し、前記単位動作の繰り返しには、前記第１動作と前記第２動作とを交互に繰り返すことが含まれる。

上記課題を解決するための調光シートの駆動方法は、調光シートを駆動する調光シートの駆動方法であって、前記調光シートは、複数の第１端子を備えた第１透明電極と、第２端子を備えた第２透明電極と、前記第１透明電極と前記第２透明電極との間に位置する液晶分子と、を備える。この方法は、液晶分子の分極方向を変える第１電圧を電極間に印加する第１動作と、前記第１電圧の極性を反転させた第２電圧を前記電極間に印加する第２動作と、前記第１透明電極を発熱させる電圧を前記第１端子間に印加する加熱動作と、をそれぞれ所定期間の単位動作として周期的に繰り返し、前記単位動作の繰り返しには、前記第１動作と前記第２動作とを交互に繰り返すことが含まれる。

上記構成によれば、第１動作と第２動作とを交互に繰り返すことが含まれた単位動作の繰り返しのなかに、第１透明電極を発熱させる加熱動作が、単位動作として含まれる。これにより、液晶分子の分極方向を変える動作を繰り返すなかで、液晶分子が加熱可能となる。結果として、液晶分子の分極方向が電圧の印加に追従しないような低温下に調光シートが置かれたとしても、液晶分子の分極方向が変更可能となる。したがって、調光シートを駆動可能とする温度の下限値が引き下げられる。

そのうえ、第１動作、第２動作、および、加熱動作のいずれもが、所定期間に行われる単位動作であって、繰り返される単位動作であるから、第１動作と第２動作との繰り返しのなかに加熱動作を組み込むこと、すなわち、各単位動作を繰り返す制御が容易でもある。

上記調光装置において、前記駆動装置は、前記第１動作と前記第２動作とを交互に繰り返す一連の前記単位動作を液晶反転動作として、前回の前記液晶反転動作と今回の前記液晶反転動作との間に前記加熱動作を行ってもよい。

この構成によれば、前回の液晶反転動作と今回の液晶反転動作との間に加熱動作が行われるため、液晶反転動作が繰り返される期間内で液晶分子の降温を抑制できる。それゆえに、調光シートを駆動可能とする温度の下限値を引き下げることが可能であり、かつ、前回の液晶反転動作で一度駆動された液晶分子が今回の液晶反転動作中に電圧に追従しなくなり得ることを抑制できる。

上記調光装置において、前記駆動装置は、前回の前記液晶反転動作と今回の前記液晶反転動作との間で前記加熱動作を繰り返してもよい。この構成によれば、前回の液晶反転動作と今回の液晶反転動作との間に加熱動作が繰り返されるため、液晶反転動作が繰り返される期間内での液晶分子の降温をさらに抑制できる。

上記調光装置において、前記駆動装置は、前記第１電圧を所定期間だけ出力することと、前記第２電圧を所定期間だけ出力することとを交互に繰り返す駆動回路と、前記第１透明電極を発熱させる電圧を出力するヒーター電源と、前記駆動回路と前記ヒーター電源とに接続された切換回路であって、前記駆動回路の出力と前記ヒーター電源の出力とのいずれか一方を前記調光シートに出力する前記切換回路と、前記切換回路での出力の切り換えを制御するタイミング制御回路と、を備えてもよい。

上記構成によれば、第１電圧と第２電圧とが交互に繰り返される電圧と、第１透明電極を発熱させる電圧とが、切換回路に入力され続ける。そして、切換回路は、タイミング制御回路の入力に従って、切換回路に入力された上記２つの電圧のうち、いずれか一方を出力する。そのため、第１電圧と第２電圧とを交互に繰り返す電圧の出力と、第１透明電極を発熱させる電圧の出力との切り換えが、切換回路で円滑に進められる。

本発明に係る調光装置によれば、調光シートを駆動可能とする温度の下限値を引き下げることが可能となる。

調光装置の一実施形態が備える調光シートの構成を示す構成図。 ノーマル型の調光シートの断面構造を示す断面図。 リバース型の調光シートの断面構造を示す断面図。 調光装置の一実施形態における電気的構成を示すブロック図。 調光装置が備える駆動回路の構成を示す回路図。 調光装置が行う加熱動作の流れの一例を示すタイミングチャート。 調光装置の変更例が備える調光シートの構成を示す構成図。

図１から図６を参照して、調光装置の一実施形態を説明する。以下、調光シートの層構成、調光装置の電気的構成、および、調光装置が行う加熱動作を、この順に説明する。なお、本実施形態の調光装置は、調光シートが備える第１透明電極を、液晶分子の加熱源とする例であり、液晶分子の分極方向を変えない期間に、液晶分子を加熱する例である。

［調光シート１０］
図１は、調光シート１０を３つの機能層に分解して示す分解斜視図である。各機能層は、単一の層構造を有してもよいし、積層された多層構造を有してもよい。
調光シート１０は、例えば、車両や航空機などの移動体が備える窓に貼り付けられる。調光シート１０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るパーティション、店舗に設置されるショーウインドウ、自動ドアなどの移動体などに貼り付けられてもよい。

調光シート１０が有する形状は、例えば、平面状である。調光シート１０が有する形状は、二次元方向に曲率を有した曲面状であってもよいし、三次元方向に曲率を有した曲面状であってもよい。調光シート１０が有する外形は、ガラス板や透明樹脂板などの支持体の外形と同じ外形を有してもよいし、支持体の外形とは異なる外形を有してもよい。
調光シート１０の型式は、ノーマル型とリバース型とのいずれか一方である。

ノーマル型の調光シート１０は、調光シート１０の通電時に高い光透過率を有し、調光シート１０の非通電時に低い光透過率を有する。ノーマル型の調光シート１０は、調光シート１０の通電時に透明であり、調光シート１０の非通電時に不透明である。

リバース型の調光シート１０は、調光シート１０の通電時に低い光透過率を有し、調光シート１０の非通電時に高い光透過率を有する。リバース型の調光シート１０は、調光シート１０の通電時に不透明であり、調光シート１０の非通電時に透明である。
透明は、有色の透明であってもよいし、無色の透明であってもよい。

透明とは、調光シート１０を通して物体の存否を視覚認識可能とする状態である。不透明とは、調光シート１０を通して物体の存否を視覚認識不能とする状態である。透明とは、調光シート１０を通して物体の形状や種類を視覚認識可能とする状態であってもよい。不透明とは、調光シート１０を通して物体の形状や種類を視覚認識不能とする状態であってもよい。

調光シート１０は、第１透明電極１１、および、第２透明電極１２を備える。各透明電極１１，１２は、別々の透明体に支持される。各透明電極１１，１２を支持する透明体は、例えば、透明樹脂フィルム、透明樹脂板、透明ガラスシート、透明ガラス板である。

調光シート１０は、調光層１３を備える。調光層１３は、第１透明電極１１と第２透明電極１２との間に位置する。第１透明電極１１、調光層１３、および、第２透明電極１２が積み重なる方向は、調光シート１０の積層方向である。

第１透明電極１１と第２透明電極１２とは、可視光透過性を備える。可視光透過性は、調光シート１０を通した物体の視覚での認識を可能にする。各透明電極１１，１２を構成する材料は、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、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）からなる群から選択されるいずれか一種である。

調光層１３は、液晶組成物を含む。調光層１３は、容量成分と抵抗成分との並列回路として見なされる。液晶組成物に含まれる液晶分子の一例は、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、ジオキサン系からなる群から選択される一種である。

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、カプセル型からなる群から選択されるいずれか一種である。高分子ネットワーク型は、３次元の網目状を有した高分子ネットワークを備えて、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。高分子分散型は、孤立した多数の空隙を高分子層のなかに備えて、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高分子層のなかに保持する。

第１透明電極１１は、一対の第１端子１１Ｐ１，１１Ｐ２を備える。一対の第１端子１１Ｐ１，１１Ｐ２は、第１透明電極１１の中心を挟んで、相互に対向する位置に配置されている。第１透明電極１１が矩形状を有する場合、例えば、第１透明電極１１の上辺に沿って一方の第１端子１１Ｐ１は延在する。また、他方の第１端子１１Ｐ２は、第１透明電極１１の下辺に沿って延在する。

第２透明電極１２は、一対の第２端子１２Ｐ１，１２Ｐ２を備える。一対の第２端子１２Ｐ１，１２Ｐ２は、第２透明電極１２の中心を挟んで、相互に対向する位置に配置されている。一対の第２端子１２Ｐ１，１２Ｐ２は、積層方向において、一対の第１端子１１Ｐ１，１１Ｐ２とは重ならない位置に配置されている。第２透明電極１２が矩形状を有する場合、例えば、第２透明電極１２の右辺に沿って、一方の第２端子１２Ｐ１は延在する。また、他方の第２端子１２Ｐ２は、第２透明電極１２の左辺に沿って延在する。

図２は、ノーマル型の調光シート１０が備える層構造の一例を示す。
図２が示すように、ノーマル型の調光シート１０は、第１透明電極１１、第２透明電極１２、および、調光層１３を備える。第１透明電極１１、および、第２透明電極１２は、切換回路３３に電気的に接続されている。

切換回路３３がノーマル型の調光シート１０に電圧を印加するとき、第１透明電極１１の第１端子１１Ｐ１，１１Ｐ２には、切換回路３３の出力端での電圧レベルである第１出力レベルＳＩＧＤ１が入力される。また、第２透明電極１２の第２端子１２Ｐ１，１２Ｐ２には、切換回路３３の他の出力端での電圧レベルである第２出力レベルＳＩＧＤ２が入力される。第２出力レベルＳＩＧＤ２は、例えば、接地レベルである。

調光層１３は、２つの透明電極１１，１２の間に印加されている電圧を受けて、液晶分子の分極方向を変える。各液晶分子の分極方向は、他の液晶分子と分極方向が揃っている状態、あるいは、無秩序な状態を含む。分極方向の変化は、調光層１３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。

第１出力レベルＳＩＧＤ１と第２出力レベルＳＩＧＤ２とが相互に等しい電圧レベルであるとき、例えば、２つの透明電極１１，１２が接地レベルに接続されるとき、ノーマル型の調光シート１０は、液晶分子の分極方向を無秩序とする。液晶分子の分極方向が無秩序であるとき、ノーマル型の調光シート１０での光透過率は、相対的に低い。

第１出力レベルＳＩＧＤ１と第２出力レベルＳＩＧＤ２との電位差が所定値以上であるとき、すなわち、２つの透明電極１１，１２間の電圧が所定値以上であるとき、ノーマル型の調光シート１０は、調光層１３が可視光を透過するように、液晶分子の分極方向を揃える。液晶分子の分極方向が揃っているとき、ノーマル型の調光シート１０での光透過率は、相対的に高い。

図３は、リバース型の調光シート１０が備える層構造の一例を示す。
図３が示すように、リバース型の調光シート１０は、第１透明電極１１、第２透明電極１２、第１配向膜１４、第２配向膜１５、および、調光層１３を備える。
調光層１３は、第１配向膜１４と第２配向膜１５との間に位置する。第１配向膜１４は、調光層１３と第１透明電極１１との間に位置し、かつ、調光層１３と接している。第２配向膜１５は、調光層１３と第２透明電極１２との間に位置し、かつ、調光層１３と接している。

第１配向膜１４、および、第２配向膜１５を構成する材料は、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、シアン化化合物等の有機化合物、シリコーン、シリコン酸化物、酸化ジルコニウム等の無機化合物、または、これらの混合物により構成されている。

配向膜１４、および、第２配向膜１５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１１の電極面、および、第２透明電極１２の電極面と垂直になるように、液晶分子の分極方向を配向させる。水平配向膜は、第１透明電極１１の電極面、および、第２透明電極１２の電極面とほぼ平行となるように、液晶分子の分極方向を配向させる。

切換回路３３がリバース型の調光シート１０に電圧を印加するとき、ノーマル型の調光シート１０と同じく、第１透明電極１１の第１端子１１Ｐ１，１１Ｐ２には、第１出力レベルＳＩＧＤ１が入力されて、第２透明電極１２の第２端子１２Ｐ１，１２Ｐ２には、第２出力レベルＳＩＧＤ２が入力される。第２出力レベルＳＩＧＤ２は、例えば、接地レベルである。

第１出力レベルＳＩＧＤ１と第２出力レベルＳＩＧＤ２とが相互に等しい電圧レベルであるとき、例えば、２つの透明電極１１，１２が接地レベルに接続されるとき、リバース型の調光シート１０は、調光層１３が可視光を透過するように、液晶分子の分極方向を各配向膜１４，１５によって揃える。液晶分子の分極方向を揃っているとき、リバース型の調光シート１０での光透過率は、相対的に高い。

第１出力レベルＳＩＧＤ１と第２出力レベルＳＩＧＤ２との電位差が所定値以上であるとき、すなわち、２つの透明電極１１，１２間の電圧が所定値以上であるとき、リバース型の調光シート１０は、調光層１３が可視光を透過しないように、液晶分子の分極方向を揃える。液晶分子の分極方向が揃っているとき、リバース型の調光シート１０での光透過率は、相対的に低い。

［調光シート駆動装置］
図４は、駆動装置２０の構成を機能的に示すブロック図である。
図４が示すように、駆動装置２０は、保護回路２２、昇圧回路２３、駆動回路２４、電圧生成回路２５、および、タイミング制御回路２６を備える。
保護回路２２は、電源２１と昇圧回路２３とに接続されている。保護回路２２は、電源２１が出力する直流定電圧を昇圧回路２３に入力する。保護回路２２は、電源２１と電圧生成回路２５とに接続されている。保護回路２２は、電源２１が出力する直流定電圧を電圧生成回路２５に入力する。保護回路２２は、電源２１の出力電流が所定値以上であるとき、ヒューズを溶断して、電源２１と昇圧回路２３との接続、および、電源２１と電圧生成回路２５との接続を断つ。保護回路２２が備えるヒューズは、正常電流のリップルでは溶断されないように、大きな溶断電流を備える。

昇圧回路２３は、保護回路２２が入力する直流定電圧から、液晶分子の分極方向を変えるための電圧を生成する。液晶分子の分極方向を変えるための電圧は、第１電圧の一例である高駆動レベルＶＨであり、高駆動レベルＶＨは、例えば２５Ｖである。液晶分子の分極方向を変えるための電圧は、第２電圧の一例である低駆動レベルＶＬであり、低駆動レベルＶＬは、例えば－２５Ｖである。高駆動レベルＶＨと低駆動レベルＶＬとの電位差は、常温常圧下での駆動電圧の印加によって液晶分子の配向を変え得る大きさである。なお、常温とは２０℃であり、常圧とは１気圧である。

［駆動電圧］
駆動回路２４は、昇圧回路２３が入力する直流定電圧を用いた駆動電圧を生成する。駆動電圧は、液晶分子の分極方向を変えるための電圧である。駆動回路２４は、生成された駆動電圧を第１出力レベルＳＩＧＤ１として切換回路３３に入力する。駆動電圧では、第１出力レベルＳＩＧＤ１が高駆動レベルＶＨと低駆動レベルＶＬとに交互に切り換わる。

電圧生成回路２５は、保護回路２２と接続されている。電圧生成回路２５は、保護回路２２が出力する直流定電圧から、タイミング制御回路２６を駆動するための電圧レベルを生成し、生成された電圧レベルをタイミング制御回路２６に入力する。
図５は、駆動回路２４の構成の一例を示す回路図である。

図５が示すように、駆動回路２４は、第１スイッチＱ１と、第１スイッチＱ１に直接接続された第２スイッチＱ２とを備える。第１スイッチＱ１と第２スイッチＱ２とが、ＣＭＯＳトランジスタを構成する。第１スイッチＱ１と第２スイッチＱ２との接続部は、第１出力レベルＳＩＧＤ１の出力端に接続されている。

タイミング制御回路２６は、演算処理装置とメモリとを備える。タイミング制御回路２６は、各種の処理を全てソフトウェアで処理するものに限らない。例えば、タイミング制御回路２６は、各種の処理のうちの少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア（特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣ）を備えてもよい。タイミング制御回路２６は、ＡＳＩＣなどの１つ以上の専用のハードウェア回路、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ（マイクロコンピュータ）、あるいは、これらの組み合わせ、を含む回路として構成してもよい。

なお、以下では、タイミング制御回路２６が、読み取り可能な可読媒体に駆動プログラムを記憶し、可読媒体が記憶する駆動プログラムを読み出して実行し、駆動電圧の生成を行う例を説明する。

タイミング制御回路２６は、各スイッチＱ１，Ｑ２のオンオフを同時に制御する。すなわち、タイミング制御回路２６は、第１スイッチＱ１をオンオフするための信号と、第２スイッチＱ２をオンオフするための信号とを、各スイッチＱ１，Ｑ２に同時に入力する。

タイミング制御回路２６は、第１スイッチＱ１をオンするための信号と、第２スイッチＱ２をオフするための信号と、を入力し、これによって、第１出力レベルＳＩＧＤ１として高駆動レベルＶＨを出力させる。タイミング制御回路２６は、第１スイッチＱ１をオフするための信号と、第２スイッチＱ２をオンするための信号と、を入力し、これによって、第１出力レベルＳＩＧＤ１として低駆動レベルＶＬを出力させる。

タイミング制御回路２６は、駆動回路２４にデッドタイムを設定する。デッドタイムは、高駆動レベルＶＨと低駆動レベルＶＬとの間に貫通電流が流れることを防ぐための期間である。タイミング制御回路２６は、高駆動レベルＶＨと低駆動レベルＶＬとを交互に切り換えるときに、デッドタイムとして、例えば、全てのスイッチＱ１，Ｑ２を同時にオフする期間を設定する。これによって、タイミング制御回路２６は、駆動電圧を生成させるときに、第１出力レベルＳＩＧＤ１を、高駆動レベルＶＨ、高駆動レベルＶＨと低駆動レベルＶＬとの間の中間レベルである基準レベル、および、低駆動レベルＶＬの順に切り換えさせる。

なお、タイミング制御回路２６は、例えば、各スイッチＱ１，Ｑ２のオン期間を制御して、電圧パルスの繰り返しである駆動電圧のパルス幅を変更してもよい。パルス幅の変更は、調光層１３に印加される電圧の実効値を変えて、調光層１３の可視光透過率を多階調化する。タイミング制御回路２６は、調光シート１０が備える可視光透過率の階調値を、入力部２７から入力される操作信号に基づいて決定してもよい。入力部２７から入力される操作信号は、例えば、可視光透過率を１段階ずつ上げたり下げたりするための操作ボタンの押下によって生成されたり、調光シート１０を透明にしたり不透明にしたりする操作ボタンの押下によって生成される。

［加熱電圧］
図４に戻り、駆動装置２０は、ヒーター電源３２、および、切換回路３３を備える。
ヒーター電源３２は、電源２１と切換回路３３とに接続されている。ヒーター電源３２は、電源２１が入力する直流定電圧を受けて、第１透明電極１１を発熱させるための加熱電圧を生成する。加熱電圧は、直流定電圧であって、加熱レベルＶＭＨと基準レベルとの差である。ヒーター電源３２は、生成された加熱レベルＶＭＨを切換回路３３に入力する。加熱レベルＶＭＨは、例えば１２Ｖである。

切換回路３３は、第１透明電極１１の第１端子１１Ｐ１，１１Ｐ２と、第２透明電極１２の第２端子１２Ｐ１，１２Ｐ２と、に別々に接続されている。切換回路３３は、調光シート１０に入力する電圧を、駆動電圧と加熱電圧との間で切り換える。すなわち、切換回路３３は、透明電極１１，１２の間に印加される電圧、および、第１透明電極１１に印加される電圧を切り換える。

タイミング制御回路２６は、切換信号ＳＩＧＸを切換回路３３に入力する。切換回路３３は、切換信号ＳＩＧＸの立ち上がりを受けて、調光シート１０に印加する電圧を、駆動電圧から加熱電圧に切り換える。切換回路３３は、切換信号ＳＩＧＸの立ち下がりを受けて、調光シート１０に印加する電圧を、加熱電圧から駆動電圧に切り換える。

切換回路３３は、調光シート１０に印加する電圧の切り換えを通じて、第１動作、第２動作、および、加熱動作を行う。第１動作、第２動作、および、加熱動作は、いずれも所定期間である動作サイクルＣＴに行われる単位動作である。タイミング制御回路２６は、動作サイクルＣＴ、および、動作サイクルＣＴで行われる単位動作の種類を定める。

第１動作では、動作サイクルＣＴの間に、第１出力レベルＳＩＧＤ１が低駆動レベルＶＬに電気的に接続されて、第１端子１１Ｐ１，１１Ｐ２に低駆動レベルＶＬが入力される。同時に、第１動作では、動作サイクルＣＴの間に、第２出力レベルＳＩＧＤ２が接地レベルに接続されて、第２端子１２Ｐ１，１２Ｐ２に接地レベルが入力される。

次いで、第１動作では、デッドタイムの間に、第１出力レベルＳＩＧＤ１が基準レベルに接続されて、第１端子１１Ｐ１，１１Ｐ２に基準レベルが入力される。なお、この間、第２端子１２Ｐ１，１２Ｐ２にも、接地レベルが入力され続ける。

すなわち、第１動作では、動作サイクルＣＴの間に、第１透明電極１１に低駆動レベルＶＬが入力され、加熱電圧の入力は禁止される。これにより、２つの透明電極１１，１２の間に、第１透明電極１１を低電圧レベルとする電場が形成される。そして、動作サイクルＣＴの間のなかで、液晶分子の分極方向が変わる。

第２動作では、動作サイクルＣＴの間に、第１出力レベルＳＩＧＤ１が低駆動レベルＶＬに電気的に接続されて、第１端子１１Ｐ１，１１Ｐ２に高駆動レベルＶＨが入力される。同時に、第２動作では、動作サイクルＣＴの間だけ、第２出力レベルＳＩＧＤ２が接地レベルに接続されて、第２端子１２Ｐ１，１２Ｐ２に接地レベルが入力される。

次いで、第２動作では、デッドタイムの間に、第１出力レベルＳＩＧＤ１が基準レベルに接続されて、第１端子１１Ｐ１，１１Ｐ２に基準レベルが入力される。なお、この間、第２端子１２Ｐ１，１２Ｐ２にも、接地レベルが入力され続ける。

すなわち、第２動作では、動作サイクルＣＴの間に、第１透明電極１１に高駆動レベルＶＨが入力され、加熱電圧の入力は禁止される。これにより、２つの透明電極１１，１２の間に、第１透明電極１１を高電圧レベルとする電場が形成される。そして、動作サイクルＣＴの間のなかで、液晶分子の分極方向が反転する。

加熱動作では、動作サイクルＣＴの全体にわたり、第１出力レベルＳＩＧＤ１が加熱レベルＶＭＨに接続されて、第１端子１１Ｐ１に加熱レベルＶＭＨが入力される。同時に、加熱動作では、動作サイクルＣＴの全体にわたり、第１端子１１Ｐ２が接地レベルに接続されて、第１端子１１Ｐ２に接地レベルが入力される。同時に、加熱動作では、動作サイクルＣＴの全体にわたり、第２出力レベルＳＩＧＤ２が接地レベルに接続されて、第２端子１２Ｐ１，１２Ｐ２に接地レベルが入力される。

すなわち、加熱動作では、動作サイクルＣＴの全体にわたり、駆動電圧の出力が禁止されて、第１端子１１Ｐ１のみに加熱レベルＶＭＨが入力される。また、加熱動作では、動作サイクルＣＴの全体にわたり、第１端子１１Ｐ２に接地レベルが入力される。これにより、加熱レベルＶＭＨと接地レベルとの電位差に準じた電流が第１透明電極１１に流れて、動作サイクルＣＴの全体にわたり、第１透明電極１１が発熱する。

［駆動方法］
図６は、駆動装置２０が行う各動作の流れを示すタイミングチャートである。図６は、スイッチＱ１，Ｑ２の状態、第１出力レベルＳＩＧＤ１、および、第１端子１１Ｐ１，１１Ｐ２の電圧レベルの推移を示す。

図６が示すように、タイミングｔ０にて、駆動装置２０に電源が投入されると、ヒーター電源３２は、加熱レベルＶＭＨを切換回路３３に入力する。この際、タイミング制御回路２６は、切換信号ＳＩＧＸを立ち下げた状態として、切換回路３３に待機させる。

次いで、タイミング制御回路２６は、動作サイクルＣＴであるタイミングｔ１からタイミングｔ２を経てタイミングｔ３までの全体で、切換回路３３に第１動作を実行させる。
すなわち、タイミング制御回路２６は、切換信号ＳＩＧＸを立ち下げた状態で、まず、第１スイッチＱ１をオフするための信号と、第２スイッチＱ２をオンするための信号と、を駆動回路２４に入力する。これにより、タイミング制御回路２６は、第１出力レベルＳＩＧＤ１に低駆動レベルＶＬを入力する。そして、タイミング制御回路２６は、第１透明電極１１を相対的に低電圧レベルとして、液晶分子の分極方向を変える。

続いて、タイミング制御回路２６は、切換信号ＳＩＧＸを立ち下げた状態で、第１スイッチＱ１をオフするための信号と、第２スイッチＱ２をオフするための信号と、を駆動回路２４に入力する。これにより、タイミング制御回路２６は、デッドタイムを設定し、低駆動レベルＶＬと高駆動レベルＶＨとの間で貫通電流が流れることを防ぐ。この間、タイミング制御回路２６は、第１透明電極１１に基準レベルを入力する。そして、タイミング制御回路２６は、第１透明電極１１と第２透明電極１２とをほぼ同じレベルとする電場を形成させて、液晶分子の分極方向を変える。

次いで、タイミング制御回路２６は、動作サイクルＣＴであるタイミングｔ３からタイミングｔ４を経てタイミングｔ５までの全体で、切換回路３３に第２動作を実行させる。
すなわち、タイミング制御回路２６は、切換信号ＳＩＧＸを立ち下げた状態で、まず、第１スイッチＱ１をオンするための信号と、第２スイッチＱ２をオフするための信号と、を駆動回路２４に入力する。これにより、タイミング制御回路２６は、第１出力レベルＳＩＧＤ１に高駆動レベルＶＨを入力する。そして、タイミング制御回路２６は、第１透明電極１１を高電圧レベルとして、液晶分子の分極方向を変える。

続いて、タイミング制御回路２６は、切換信号ＳＩＧＸを立ち下げた状態で、第１スイッチＱ１をオフするための信号と、第２スイッチＱ２をオフするための信号と、を駆動回路２４に入力する。これにより、タイミング制御回路２６は、デッドタイムを設定し、低駆動レベルＶＬと高駆動レベルＶＨとの間で貫通電流が流れることを防ぐ。この間、タイミング制御回路２６は、第１透明電極１１に基準レベルを入力する。そして、タイミング制御回路２６は、第１透明電極１１と第２透明電極１２とをほぼ同じレベルとする電場を形成させて、液晶分子の分極方向を変える。

以降、タイミング制御回路２６は、切換回路３３に、第１動作と第２動作とを交互に実行させる。第１動作と第２動作とを交互に繰り返す一連の単位動作は、液晶反転動作である。なお、図６では、液晶反転動作のなかで、第１動作と第２動作とが２回にわたり交互に繰り返される例を示す。

次いで、タイミング制御回路２６は、単一の液晶反転動作が終了すると、タイミングｔ７からタイミングｔ９まで、加熱動作を実行させる。タイミングｔ７からタイミングｔ９は、４回分の動作サイクルＣＴに相当する期間である。

すなわち、タイミング制御回路２６は、まず、タイミングｔ６に切換信号ＳＩＧＸを立ち上げる。タイミングｔ６は、先行する液晶反転動作のなかのデッドタイムの途中である。切換回路３３は、切換信号ＳＩＧＸの立ち上がりを受けて、第１出力レベルＳＩＧＤ１に加熱レベルＶＭＨを入力する。これにより、タイミングｔ７には、第１透明電極１１の第１端子１１Ｐ１が、加熱レベルＶＭＨに到達する。

また、切換回路３３は、切換信号ＳＩＧＸの立ち上がりを受けて、第１端子１１Ｐ２に接地レベルを入力する。これにより、タイミングｔ７には、第１端子１１Ｐ１，１１Ｐ２の間に加熱電流が流れ、第１透明電極１１が発熱しはじめる。そして、タイミング制御回路２６は、タイミングｔ８に切換信号ＳＩＧＸを立ち下げるまで、調光層１３の液晶分子を、第１透明電極１１によって加熱し続ける。

このように、４回分の動作サイクルＣＴが経過する間、タイミング制御回路２６は、駆動回路２４に、駆動電圧の生成を継続させると共に、生成された駆動電圧を切換回路３３に入力させる。すなわち、動作サイクルＣＴごとに高駆動レベルＶＨと低駆動レベルＶＬとが切り換わる電圧を駆動回路２４に生成させて、生成された駆動電圧の出力を切換回路３３に禁止させる。

そして、タイミング制御回路２６は、４回分の動作サイクルＣＴに相当する加熱動作を終了すると、タイミングｔ９から、再度、液晶反転動作を実行させる。
すなわち、タイミング制御回路２６は、まず、タイミングｔ８に切換信号ＳＩＧＸを立ち下げる。切換回路３３は、切換信号ＳＩＧＸの立ち上がりを受けて、第１端子１１Ｐ１に接地レベルを入力する。これにより、タイミングｔ９には、第１透明電極１１の第１透明電極１１が、接地レベルに到達する。

続いて、タイミング制御回路２６は、切換信号ＳＩＧＸを立ち下げた状態で、第１スイッチＱ１をオフするための信号と、第２スイッチＱ２をオンするための信号と、を駆動回路２４に入力する。これにより、タイミング制御回路２６は、第１出力レベルＳＩＧＤ１に低駆動レベルＶＬを入力する。そして、タイミング制御回路２６は、第１透明電極１１を低電圧レベルとして、液晶分子の分極方向を変える。

以上、上記実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られる。
（１）第１動作と第２動作とを交互に繰り返すことが含まれた単位動作の繰り返しのなかに、第２透明電極１２を発熱させる加熱動作が、単位動作として含まれる。これにより、液晶分子の分極方向を変える動作を繰り返すなかで、液晶分子が加熱可能となる。結果として、液晶分子の分極方向が電圧の印加に追従しないような低温下に調光シートが置かれたとしても、液晶分子の分極方向が変更可能となる。したがって、調光シート１０を駆動可能とする温度の下限値が引き下げられる。

（２）第１動作、第２動作、および、加熱動作のいずれもが、動作サイクルＣＴに行われる単位動作であって、繰り返される単位動作である。そのため、第１動作と第２動作との繰り返しのなかに加熱動作を組み込むこと、すなわち、単一のタイミング制御回路２６による各動作の繰り返し制御が容易でもある。

（３）前回の液晶反転動作と今回の液晶反転動作との間に加熱動作が行われるため、液晶反転動作が繰り返される期間内で液晶分子の降温を抑制できる。それゆえに、前回の液晶反転動作で一度駆動された液晶分子が今回の液晶反転動作中に電圧に追従しなくなり得ることを抑制できる。

（４）前回の液晶反転動作と今回の液晶反転動作との間に、例えば４回にわたり加熱動作が繰り返されるため、液晶反転動作が繰り返される期間内での液晶分子の降温をさらに抑制できる。

（５）高駆動レベルＶＨと低駆動レベルＶＬとが交互に繰り返される駆動電圧と、第２透明電極１２を発熱させる加熱電圧とが、切換回路３３に入力され続ける。そして、切換回路３３は、タイミング制御回路２６の入力に従って、切換回路３３に入力された２つの電圧のうち、いずれか一方を出力する。そのため、駆動電圧と加熱電圧との切り換えが、切換回路３３で円滑に進められる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・タイミング制御回路２６は、加熱動作を実行させる頻度を変更可能にする構成であってもよい。加熱動作が実行される頻度は、例えば、液晶反転動作が実行される動作サイクルＣＴの数量に対する、加熱動作が実行される動作サイクルＣＴの数量である。加熱動作を実行させる頻度を変更可能にする構成例を、下記変更例１、および、変更例２に示す。

［変更例１］
・例えば、駆動装置２０は、利用者の操作を受け付ける入力部２７から、加熱動作の頻度が入力される。タイミング制御回路２６は、入力部２７が入力する加熱動作の頻度を受けて、当該頻度で加熱動作を行う。

液晶分子の分極方向が駆動電圧の印加に追従し得る使用温度は、液晶組成物の経年劣化や使用頻度などによって変わりやすい。この点、入力部２７からの入力を受けてタイミング制御回路２６が加熱動作の頻度を変更する構成であれば、液晶分子の分極方向が駆動電圧の印加に追従していないことを利用者が視覚で認識したときに、液晶分子の加熱が実行可能となる。結果として、液晶分子の分極方向が駆動電圧の印加に追従していないときに、液晶分子を適切に加熱できる。

［変更例２］
・例えば、タイミング制御回路２６は、調光シート１０の状況を示すパラメーターと、加熱動作の頻度とを対応付けた情報を記憶する。そして、タイミング制御回路２６は、調光シート１０の状況を示すパラメーターの入力を受けて、当該パラメーターに対応付けられた頻度で加熱動作を実行させる。

この際、タイミング制御回路２６は、調光シート１０の使用状況を示すパラメーターから加熱動作の頻度を導き出すための学習結果とアルゴリズムとを記憶してもよい。そして、タイミング制御回路２６は、実際の使用状況を示すパラメーターを取得し、当該パラメーターを用いて導き出される加熱動作の頻度で加熱動作を実行させてもよい。

なお、調光シート１０の状況を示すパラメーターは、例えば、調光シート１０が置かれた環境の温度である。この際、駆動装置２０は、調光シート１０が置かれた環境の温度を測定する測定回路をさらに備えてもよい。測定回路は、調光シート１０が置かれた環境の温度を測定する。タイミング制御回路２６は、測定回路が入力する測定値を用いて加熱動作の頻度を導き出す。

また、調光シート１０の状況を示すパラメーターは、調光シート１０の形式、調光シート１０が置かれる環境での温度の変化量、液晶組成物に照射される紫外線量、当該紫外線量の変化量、および、その環境に置かれ続けた期間などであってもよい。

・切換回路３３は、タイミング制御回路２６の入力に従って、加熱レベルＶＭＨの入力先を、第１端子１１Ｐ１と第１端子１１Ｐ２との間で、交互に切り換える構成であってもよい。

第１透明電極１１に加熱電圧を印加することは、加熱電圧に相当する電位差を第１透明電極１１の内部に生じさせることである。そのため、加熱動作の連続的な繰り返し、および、加熱動作の間欠的な繰り返しは、不純物イオンなどの偏析を液晶組成物の内部に生じさせやすくなる。この点、上記変更例によれば、加熱レベルＶＭＨの入力先が第１端子１１Ｐ１，１１Ｐ２の間で交互に切り替わるため、加熱電圧の極性が反転可能となる。結果として、不純物イオンなどの偏析が抑制可能ともなる。

・加熱電圧が印加される端子の一部分は、駆動電圧が印加される端子とは異なる端子であってもよい。さらに、加熱電圧が印加される端子の全ては、駆動電圧が印加される端子とは異なる端子であってもよい。

・加熱電圧が印加される端子数は、駆動電圧が印加される端子数よりも少なくてもよい。調光シート１０のサイズが大きいほど、各透明電極１１，１２での電圧降下は大きい。そこで、調光シート１０の面内で駆動電圧がばらつくことを抑えるべく、調光装置は、各透明電極１１，１２に３以上の端子数を備えて、各端子から駆動電圧が印加されてもよい。これによれば、各透明電極１１，１２での電圧降下が抑えられる。

・図７が示すように、第２透明電極１２において、第２端子１２Ｐ１，１２Ｐ２は、共通する単一の辺に沿って並ぶ構成であってもよい。さらに、第１透明電極１１においても、第１端子１１Ｐ１，１１Ｐ２は、共通する単一の辺に沿って並ぶ構成であってもよい。

・液晶分子を加熱するための透明電極は、第１透明電極１１と第２透明電極１２とのなかで、液晶分子に対する低温側に位置する電極であってもよい。例えば、冷寒地であって、室内と外気とを区切る窓などに調光シート１０が設置される場合、液晶分子を加熱するための透明電極は、液晶分子に対する外気側に位置する電極であってもよい。この構成によれば、液晶分子の分極方向を電圧の変化に追従させるための加熱時間を短縮できる。

・加熱動作が繰り返される回数の上限値は、加熱動作が行われていることが視覚で認識されない程度であればよい。加熱動作が行われている期間は、液晶分子の分極方向が第１動作や第２動作とは異なる。この変更例であれば、加熱動作が行われていることが視覚で認識されないため、調光シート１０に本来求められる透明性、あるいは、不透明性が十分に保たれた状態で、上記（１）から（５）に準じた効果が得られる。

ＣＴ…動作サイクル、Ｑ１，Ｑ２…スイッチ、ＳＩＧＤ１…第１出力レベル、ＳＩＧＤ２…第２出力レベル、ＳＩＧＸ…切換信号、ＶＨ…高駆動レベル、ＶＬ…低駆動レベル、ＶＭＨ…加熱レベル、１０…調光シート、１１…第１透明電極、１１Ｐ１，１１Ｐ２…第１端子、１２…第２透明電極、１２Ｐ１，１２Ｐ２…第２端子、１３…調光層、１４，１５…配向膜、２０…駆動装置、２１…電源、２２…保護回路、２３…昇圧回路、２４…駆動回路、２５…電圧生成回路、２６…タイミング制御回路、２７…入力部、３２…ヒーター電源、３３…切換回路。

Claims (4)

1. 調光シートと、
   前記調光シートを駆動する駆動装置と、を備え、
   前記調光シートは、
   複数の第１端子を備えた第１透明電極と、
   第２端子を備えた第２透明電極と、
   前記第１透明電極と前記第２透明電極との間に位置する液晶分子と、を備え、
   前記駆動装置は、
   液晶分子の分極方向を変える第１電圧を電極間に印加する第１動作と、
   前記第１電圧の極性を反転させた第２電圧を前記電極間に印加する第２動作と、
   前記第１透明電極を発熱させる電圧を前記第１端子間に印加する加熱動作と、をそれぞれ所定期間の単位動作として周期的に繰り返し、
   周期的に繰り返されるデッドタイムを設定し、
   前記単位動作の繰り返しには、前記電極間の電圧が前記デッドタイムで前記第１電圧から前記第２電圧に変わるように前記第１動作と前記第２動作とを交互に繰り返す液晶反転動作が含まれ、前記液晶反転動作の終了から前記デッドタイムを経過する前に、当該液晶反転動作から前記加熱動作に切り替える
   調光装置。
2. 前記駆動装置は、
   前回の前記液晶反転動作と今回の前記液晶反転動作との間に前記加熱動作を行う
   請求項１に記載の調光装置。
3. 前記駆動装置は、
   前記第１電圧を所定期間だけ出力することと、前記第２電圧を所定期間だけ出力することとを交互に繰り返す駆動回路と、
   前記第１透明電極を発熱させる電圧を出力するヒーター電源と、
   前記駆動回路と前記ヒーター電源とに接続された切換回路であって、前記駆動回路の出力と前記ヒーター電源の出力とのいずれか一方を前記調光シートに出力する前記切換回路と、
   前記切換回路での出力の切り換えを制御するタイミング制御回路と、を備える
   請求項１または２に記載の調光装置。
4. 調光シートを駆動する調光シートの駆動方法であって、
   前記調光シートは、
   複数の第１端子を備えた第１透明電極と、
   第２端子を備えた第２透明電極と、
   前記第１透明電極と前記第２透明電極との間に位置する液晶分子と、を備え、
   液晶分子の分極方向を変える第１電圧を電極間に印加する第１動作と、
   前記第１電圧の極性を反転させた第２電圧を前記電極間に印加する第２動作と、
   前記第１透明電極を発熱させる電圧を前記第１端子間に印加する加熱動作と、をそれぞれ所定期間の単位動作として周期的に繰り返し、前記単位動作の繰り返しには、前記第１動作と前記第２動作とを交互に繰り返すことが含まれ、
   周期的に繰り返されるデッドタイムを設定し、
   前記単位動作の繰り返しには、前記電極間の電圧が前記デッドタイムで前記第１電圧から前記第２電圧に変わるように前記第１動作と前記第２動作とを交互に繰り返す液晶反転動作が含まれ、前記液晶反転動作の終了から前記デッドタイムを経過する前に、当該液晶反転動作から前記加熱動作に切り替える
   調光シートの駆動方法。