JP7383227B2 - 調光シート、および、調光装置 - Google Patents
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- Liquid Crystal (AREA)
Description
FV=P×Vt4-Q×Vt2-R … 式(2)
なお、式(1),(2)において、Vt=Von/Vin、A=1.8×105,B=4.0×105,C=2.3×105、D=1.9、P=3.0×10-1,Q=2.6×10-1,R=9.1×10-1である。
調光シートは、例えば、車両や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、ビルのエントランスなどに取り付けられる。また、調光シートは、映像を投影するスクリーンなどに用いられる。調光シートの形状は、平面状であってもよいし、曲面状であってもよい。調光シートの形状は、調光シートが取り付けられる対象の形状に追従した形状であってもよいし、調光シートが取り付けられる対象とは異なる形状であってもよい。調光シートの型式は、ノーマル型であってもよいし、リバース型であってもよい。
図1が示すように、調光装置の1つの例は、ノーマル型調光シート10N、および、駆動部30を備える。ノーマル型調光シート10Nは、液晶層11、一対の透明電極層12、一対の透明支持層13、および、一対の端子20を備える。
図2が示すように、調光装置の他の例は、リバース型調光シート10R、および、駆動部30を備える。リバース型調光シート10Rは、液晶層11、一対の透明電極層12、一対の透明支持層13、および、一対の端子20に加えて、一対の配向層14を備える。
各調光シート10N,10Rが備える透明電極層12の表面抵抗率Rs(Ω/sq)は、電圧比Vt、駆動周波数f、および、端子間距離Lの関係式である下記式(1),(2)を満たす。式(1),(2)における定数A,B,C,D,P,Q,Rを以下に示す。式(1),(2)における電圧比Vtは、閾値電圧Vonに対する駆動電圧Vinの比である。
Rs≦(A×Vt3-B×Vt2+C×Vt+1000)×L-D×fFV … 式(1)
FV=P×Vt4-Q×Vt2-R … 式(2)
Vt=Von/Vin
A=1.8×105,B=4.0×105,C=2.3×105,D=1.9、
P=3.0×10-1,Q=2.6×10-1,R=9.1×10-1
次に、図3、および、図4を参照して、第1透明電極層12Aと第2透明電極層12Bとの間に印加される交流電圧のピークピーク値とヘイズ値との関係、および、閾値電圧Vonを説明する。図3では、第2透明支持層13Bと対向する視点から見て、第1透明電極層12Aと第2透明電極層12Bとが重なる領域に濃いドットを付す。濃いドットが付された領域は、閾値電圧Vonを特定するための単位領域Nである。なお、図3では、第2透明電極層12Bのみが位置する領域に薄いドットを付す。
・端子間距離L : 0.1(m)
・シート幅W : 0.1(m)
・端子幅LD : 5(mm)
・交流電圧波形 : 正弦波
・駆動周波数f : 50(Hz)
・液晶抵抗R1 : 1M(Ω/sq)
・液晶容量C1 : 8×10-2(μF)
・接触抵抗値 : 1(Ω/sq)以上10(Ω/sq)以下
次に、図5から図10を参照して、電圧比Vt、駆動周波数f、および、端子間距離Lを用いた関係式である上記各式の導出を説明する。電圧比Vt、駆動周波数f、および、端子間距離Lの関係式は、調光シートの等価回路を回路シミュレーションに適用することによって導出される。調光シートの回路シミュレーションは、下記シート条件、素子条件、および、電源条件を満たす範囲で行われる。
・シート幅W : 1.5(m)
・端子幅LD : 5(mm)
図6が示すように、調光シートの等価回路は、単位領域Nを示す等価回路の集合である。すなわち、単位領域Nでの液晶層11における等価回路は、液晶抵抗R1と液晶容量C1との並列回路として近似される。さらに、複数の単位領域Nを備えた調光シートの等価回路は、幅方向の表面抵抗R2によって幅方向に並列接続された単位領域Nの並列回路、かつ、長軸方向DLの表面抵抗R2によって長軸方向DLに並列接続された単位領域Nの等価回路の集合として近似される。
[素子条件]
・液晶層の抵抗値: 1M(Ω/sq)
・液晶層の容量値: 8×10-2(μF)
・接触抵抗値 : 1(Ω/sq)以上10(Ω/sq)以下
回路シミュレーションに適用される電源電圧は、以下の電源条件を満たす。すなわち、図7が示すように、回路シミュレーションに適用される交流電圧は、30(Hz)以上200(Hz)以下の駆動周波数fを有した正弦波である。駆動電圧Vinは、40(V)以上160(V)以下である。図7が示す例では、駆動周波数fが50Hzであって、駆動電圧Vinが140(V)である。そして、調光シートの等価回路に、駆動周波数fを有した駆動電圧Vinが印加される。
・電源電圧波形 : 正弦波
・駆動周波数f : 50(Hz)
・駆動電圧Vin: 40(V)以上160(V)以下
調光シートの回路シミュレーションは、単位領域Nの液晶容量C1に印加されている電圧を、単位領域Nごとに電極間電圧Vnとして算出する。電極間電圧Vnは、単位領域Nにおいて第1透明電極層12Aと第2透明電極層12Bとの間に印加されている交流電圧のピーク値である。
・端子間距離L : 4.0(m)
・駆動電圧Vin: 50(V)
・駆動周波数f : 50(Hz)
・表面抵抗率Rs: 200(Ω/sq)
・端子間距離L : 1.8(m)以上4(m)以下
・駆動電圧Vin: 42(V)以上60(V)以下
・駆動周波数f : 30(Hz)以上200(Hz)以下
例えば、駆動電圧Vinが42(V)、端子間距離Lが1.8(m)、駆動周波数fが200(Hz)であるときの閾値抵抗率は、10(Ω/sq)である。また、駆動電圧Vinが42(V)、端子間距離Lが2.0(m)、駆動周波数fが30(Hz)であるときの閾値抵抗率は、50(Ω/sq)である。
例えば、駆動電圧Vinが50(V)、端子間距離Lが1.8(m)、駆動周波数fが200(Hz)であるときの閾値抵抗率は、30(Ω/sq)である。また、駆動電圧Vinが50(V)、端子間距離Lが2.0(m)、駆動周波数fが30(Hz)であるときの閾値抵抗率は、150(Ω/sq)である。
[特性2]閾値電圧Vonが相互に等しく、かつ、端子間距離Lが相互に異なる場合、端子間距離Lが大きいほど、駆動電圧Vinが高い。
[特性4]閾値電圧Vonが相互に異なり、かつ、端子間距離Lが相互に異なる場合、端子間距離Lが大きいほど、また、閾値電圧Vonが高いほど、表面抵抗率Rsが低い。
[特性6]閾値電圧Vonが相互に異なり、かつ、端子間距離Lが相互に異なる場合、端子間距離Lが大きいほど、また、閾値電圧Vonが高いほど、駆動周波数fが低い。
(1)各透明電極層12の表面抵抗率Rsが上記関係式を満たすため、仮に、透明電極層12A,12Bの間で電圧降下が生じたとしても、透明電極層12A,12Bの間に印加される電圧は、調光シートにおける長軸方向DLの全体で閾値電圧Von以上となる。結果として、調光シートの面内で、透過率の均一性が高まる。
(4)駆動電圧Vinが42(V)以下である場合には、調光シートを安全特別低電圧以下で駆動できるため、調光シートの駆動における安全性を、さらに高めることが可能となる。
[駆動部]
・駆動部30は、端子間距離L、および、閾値電圧Vonの少なくとも一方を、外部から入力する入力部と、各種のデータを記憶する記憶部とを備えることも可能である。
・例えば、駆動部30が備える記憶部は、閾値電圧Vonの初期値、表面抵抗率Rsの初期値、駆動周波数fの初期値、および、上記関係式を記憶する。そして、駆動部30は、入力部から入力される端子間距離L、および、各初期値を上記関係式に適用し、上記関係式を満たす電圧を駆動電圧Vinとして算出して、算出された駆動電圧Vinを交流電圧として出力してもよい。
・例えば、駆動部30が備える記憶部は、閾値電圧Vonの初期値、表面抵抗率Rsの初期値、駆動電圧Vinの初期値、および、上記関係式を記憶する。そして、駆動部30は、入力部から入力される端子間距離L、および、各初期値を上記関係式に適用し、上記関係式を満たす駆動周波数fを算出して、算出された駆動周波数fの交流電圧を出力してもよい。
Claims (6)
- 第1端子を有する第1透明電極層と、
第2端子を有する第2透明電極層と、
前記第1透明電極層と第2透明電極層との間に位置する液晶層であって、複数の孔を有した高分子透明樹脂層と、前記孔を埋める液晶組成物とを備えた前記液晶層と、を備え、
前記第1端子と前記第2端子とは、調光シートにおける長軸方向の両端に位置し、
前記第1端子と前記第2端子との間に印加される駆動周波数f(Hz)の電圧が駆動電圧Vinであり、
単位面積あたりの調光シートが前記電圧の印加によって不透明から透明、あるいは、透明から不透明に変わるときの前記電圧の閾値が閾値電圧Vonであり、
前記第1端子と前記第2端子との間の最短距離が端子間距離L(m)である、
調光シートであって、
前記端子間距離Lが1.8m以上4m以下であり、
前記駆動周波数fが30Hz以上200Hz以下であり、
前記駆動電圧Vinが60V以下であり、
前記第1透明電極層、および、前記第2透明電極層の表面抵抗率Rs(Ω/sq)が式(1),(2)を満たす、
Rs≦(A×Vt3-B×Vt2+C×Vt+1000)×L-D×fFV … 式(1)
FV=P×Vt4-Q×Vt2-R … 式(2)
Vt=Von/Vin
A=1.8×105,B=4.0×105,C=2.3×105,D=1.9、
P=3.0×10-1,Q=2.6×10-1,R=9.1×10-1、
調光シート。 - 前記液晶層の容量値は、5×10-2(μF)以上1×10-1(μF)以下であり、
前記液晶層の抵抗値は、0.5M(Ω/sq)以上1.5M(Ω/sq)以下である
請求項1に記載の調光シート。 - 前記駆動電圧Vinが、50(V)以下である、
請求項1または2に記載の調光シート。 - 前記駆動電圧Vinが、42(V)以下である、
請求項1から3のいずれか一項に記載の調光シート。 - 第1端子を有する第1透明電極層と、
第2端子を有する第2透明電極層と、
前記第1透明電極層と第2透明電極層との間に位置する液晶層であって、複数の空隙を区画する高分子透明樹脂層と、前記空隙を埋める液晶組成物とを備えた前記液晶層と、
前記第1端子と前記第2端子との間に電圧を印加する駆動部と、
を備え、
前記第1端子と前記第2端子とは、調光シートにおける長軸方向の両端に位置し、
前記第1端子と前記第2端子との間に印加される駆動周波数f(Hz)の電圧が駆動電圧Vinであり、
単位面積あたりの調光シートが前記電圧の印加によって不透明から透明、あるいは、透明から不透明に変わるときの前記電圧の閾値が閾値電圧Vonであり、
前記第1端子と前記第2端子との間の最短距離が端子間距離L(m)であり、
前記第1透明電極層、および、前記第2透明電極層の単位面積あたりの抵抗値が表面抵抗率Rs(Ω/sq)であり、
前記端子間距離Lが1.8m以上4m以下であり、
前記駆動周波数fが30Hz以上200Hz以下であり、
前記駆動電圧Vinが60V以下であり、
前記第1透明電極層、および、前記第2透明電極層の表面抵抗率Rs(Ω/sq)が式(1),(2)を満たす、
Rs≦(A×Vt3-B×Vt2+C×Vt+1000)×L-D×fFV … 式(1)
FV=P×Vt4-Q×Vt2-R … 式(2)
Vt=Von/Vin
A=1.8×105,B=4.0×105,C=2.3×105,D=1.9、
P=3.0×10-1,Q=2.6×10-1,R=9.1×10-1、
調光装置。 - 駆動周波数fが、30(Hz)以上40(Hz)以下であり、
前記端子間距離Lが、3.0(m)以下であり、
前記表面抵抗率Rsが、50(Ω/sq)以下である、
請求項5に記載の調光装置。
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