JP7405188B2 - 調光モジュール - Google Patents
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Description
調光シートは、例えばガラス等の透明基材に固定することにより、窓ガラスや展示ウィンドウ、間仕切りなどに採用することが可能となり、例えばプライベート空間とパブリック空間とを分離するため等、空間を分離する設備として用いることが可能となる。
また、実施形態による調光モジュールにおいて、前記調光層は、高分子分散型液晶、或いは高分子ネットワーク型液晶により構成される。
また、実施形態による調光モジュールは、前記駆動回路へ供給する電力を蓄える蓄電池と、前記蓄電池へ充電電流を供給する太陽電池と、を更に備えるものである。
また、実施形態による調光モジュールは、前記調光シートを支持する透明基材を更に備え、前記太陽電池は前記透明基材上に配置され、透明または半透明である。
前記調光シートおよび前記透明基材の周囲を保持する枠体と、を更に備え、前記太陽電池は前記枠体上に配置されている。
図2は、図1に示す調光モジュールMDLの線II-IIにおける断面の一例を概略的に示す図である。なお、以下の説明において、調光モジュールMDLの、短辺(幅)方向を第1方向X、長辺(長手)方向を第2方向Y、厚さ(積層)方向を第3方向Zとする。
給電部PINに最も近い領域に対応する調光モジュールMDLの部分において、マンセル明度の90%に相当する透過率が得られるように給電部PINに印加電圧V90を供給したときに、グラフG2ではマンセル明度の50%に相当する透過率よりも高い透過率が得られ、グラフG3ではマンセル明度の50%に相当する透過率と同じ透過率が得られ、グラフG4ではマンセル明度の50%に相当する透過率よりも低い透過率が得られた。
図5は、第1実施例の調光モジュールMDLの調光シートの構成を概略的に示す断面図である。
本実施形態の調光シート30は、第1基材32と、第1電極34と、第1配線W1と、液晶層LQと、第2配線W2と、第2電極36と、第2基材38と、を備えている。
なお、第1配線W1および後述する第2配線W2として、金属を形成材料とする場合、金属細線は透明導電性酸化物を形成材料とする電極(第1電極34および第2電極36を含む)よりも抵抗値は低い一方で、金属特有の光反射のため視認しやすく、金属細線によるパターンが見えやすい。そのため、金属を形成材料とする配線を備える調光モジュールにおいては、配線の表面反射を抑制することにより視認されにくくすることが望ましい。
また、銅配線1本分の抵抗値RCu1mは下記のようになる。
RCu1m/本=1.68×10-8Ωm×(1/4×10-11)=420Ω
RCu1m=420Ω÷33=12.7Ω
上記条件において、ITOの電極の抵抗値RITO1mと、銅配線の抵抗値RCu1mとの比は、RITO1m:RCu1m=1,000:1.27=787:1となる。
本実施形態の調光モジュールMDLは、コントローラCTRと、駆動回路DRVと、蓄電池BTと、充電/放電回路CHと、を備えている。コントローラCTRと、駆動回路DRVと、蓄電池BTと、充電/放電回路CHとは、調光モジュールMDLの枠体40内の空間に収容されている。
以下に、上述の第1実施形態の調光モジュールMDLの実施例について説明する。
本実施例の調光モジュールMDLは、例えば一般的な家庭用アルミサッシ引き戸に用いられるものであって、枠体40の外形は、略、幅(短辺)810mm、高さ(長辺)900mm(幅1620mm、高さ1800mmの半分)の大きさである。このときに、太陽電池20および調光シート30の大きさは、略、幅750mm、高さ1700mmである。
図9は、第2実施形態の調光モジュールMDLの調光シートの構成の一例を概略的に示す平面図である。
図10は、図9に示す調光シート30の線IX-IXにおける断面の一例を概略的に示す図である。
上述の第2実施形態では、第1配線W1と第2配線W2とは、調光シート30の対向田長辺に沿ってそれぞれ配置されていたが、第1配線W1と第2配線W2とは図9および図10に示す構成に限定されるものではない。調光シート30のどの位置でも第1配線W1までの距離と第2配線W2までの距離との和が等しくなるように、第1配線W1と第2配線W2とが配置されていればよい。
図12は、第3実施形態の調光モジュールMDLの断面の一例を概略的に示す図である。
本実施形態の調光モジュールMDLは、太陽電池20の構成が上述の第1実施形態と異なっている。
本実施形態の調光モジュールMDLは、上記構成以外は上述の第1実施形態と同様の構成である。すなわち、本実施形態の調光モジュールMDLによれば、上述の第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
以下に、第3実施形態の調光モジュールMDLの実施例について説明する。
図13は、第4実施形態の調光モジュールMDLの調光シート30の構成を概略的に示す断面図である。
図14は、第4実施形態の調光モジュールMDLの調光シート30の構成を概略的に示す分解斜視図である。
本実施形態の調光モジュールMDLは、調光シート30の構成が上述の第1実施形態と異なっている。
本実施形態の調光モジュールMDLは、コントローラCTRと、駆動回路DRVと、蓄電池ユニットBTと、セレクタS1、S2と、を備えている。コントローラCTRと、駆動回路DRVと、蓄電池ユニットBTと、セレクタS1、S2とは、調光モジュールMDLの枠体40内の空間に収容されている。
すなわち、本実施形態によれば、低電圧で駆動可能な調光モジュールMDLを提供することができる。
図16は、第5実施形態の調光モジュールMDLの調光シート30の構成を概略的に示す断面図である。
図17は、第5実施形態の調光モジュールMDLの調光シート30の構成を概略的に示す分解斜視図である。
本実施形態の調光モジュールMDLは、調光シート30の構成が上述の第4実施形態と異なっている。
すなわち、本実施形態によれば、低電圧で駆動可能な調光モジュールMDLを提供することができる。
上述の複数の実施形態において、例えば、調光シート30と太陽電池20とは、ガラスやアクリル樹脂やPETフィルム等の共通の基材を備えていてもよい。例えば、図3に示すように、共通の基材上の一部の領域に調光層を形成して調光シート30とし、共通の基材上の他の領域に、調光シート30の調光層と並ぶように光電変換層を形成して太陽電池20としてもよい。図3に示す例では、共通の基材は略矩形状であって、太陽電池20は共通の基材の角部分に配置されている。
上述の複数の実施形態において、例えば、調光シート30の第1電極34と第2電極36との一方を複数の領域L1~L6、C1~C5に分割し、複数の領域域L1~L6、C1~C5を独立して駆動可能としてもよい。
いずれの場合であっても、上述の複数の実施形態と同様の効果が得られるものである。
印加電圧により透明状態と不透明状態とを切り替え可能な調光層と、透明導電材料により形成された第1電極と、前記調光層を介して前記第1電極と対向して配置され、透明導電材料により形成された第2電極と、を含む調光シートと、
前記調光シートの前記第1電極および前記第2電極に電圧を印加する駆動回路と、
を備え、
最大透過率がマンセル明度の100%に相当するものとし、
前記第1電極および前記第2電極に電圧を印加する給電部に最も近い領域においてマンセル明度の90%に相当する透過率が得られる電圧を印加したときに、前記給電部から最も離れた領域においてマンセル明度の50%に相当する透過率よりも高い透過率が得られる調光モジュール。
[付記2]
前記調光シートは、前記第1電極と電気的に接続し、前記第1電極よりも電気的抵抗が低い材料により形成された第1配線と、前記第2電極と電気的に接続し、前記第2電極よりも電気的抵抗が低い材料により形成された第2配線と、を含む[付記1]記載の調光モジュール。
[付記3]
前記第1配線は前記第1電極上に配置され、前記第1電極の長手方向と略平行に延びた複数の第1配線部と、前記第1電極の幅方向と略平行に延び、隣接した前記第1配線部を電気的に接続する複数の第2配線部と、を備え、
前記第2配線は前記第2電極上に配置され、前記第2電極の長手方向と略平行に延びた複数の第3配線部と、前記第2電極の幅方向と略平行に延び、隣接した前記第3配線部を電気的に接続する複数の第4配線部と、を備える[付記2]記載の調光モジュール。
[付記4]
複数の前記第1電極が、前記調光シートと前記第1電極と前記第2電極とが積層する方向と略直交した仮想平面上にマトリクス状に配置され、
複数の前記第2電極が、前記仮想平面と略平行な平面上に、複数の前記第1電極と対向するようにマトリクス状に配置され、
第1方向に並んだ複数の前記第1電極と電気的に接続した第1配線を複数備え、
前記第1方向と異なる第2方向に並んだ複数の前記第2電極と電気的に接続した第2配線を複数備えた、[付記1]記載の調光モジュール。
[付記5]
複数の前記第1配線のそれぞれは、前記第1方向に並んだ複数の前記第1電極の行の間において、前記第1方向に延びて配置され、
複数の前記第2配線のぞれぞれは、前記第2方向に並んだ複数の前記第2電極の列の間において、前記第2方向に延びて配置されている、[付記4]記載の調光モジュール。
[付記6]
複数の前記第1電極を支持する第1基材と、
複数の前記第2電極を支持する第2基材と、を更に備え、
複数の前記第1配線のそれぞれは、前記第1基材を介して前記第1方向に並んだ複数の前記第1電極の行と対向して配置され、前記第1基材に設けられたスルーホールを介して対向する複数の前記第1電極と電気的に接続し、
複数の前記第2配線のそれぞれは、前記第2基材を介して前記第2方向に並んだ複数の前記第2電極の列と対向して配置され、前記第2基材に設けられたスルーホールを介して対向する複数の前記第2電極と電気的に接続している、[付記4]記載の調光モジュール。
[付記7]
前記第1配線および前記第2配線の幅は20μm以下である、[付記2]記載の調光モジュール。
[付記8]
前記調光層は、高分子分散型液晶、或いは高分子ネットワーク型液晶により構成される、[付記1]乃至[付記7]のいずれかに記載の調光モジュール。
[付記9]
前記第1配線および前記第2配線は銅配線を含む、[付記2]記載の調光モジュール。
[付記10]
前記駆動回路へ供給する電力を蓄える蓄電池と、
前記蓄電池へ充電電流を供給する太陽電池と、を更に備えた、[付記1]乃至[付記9]のいずれかに記載の調光モジュール。
[付記11]
前記調光シートを支持する透明基材を更に備え、
前記太陽電池は前記透明基材上に配置され、透明または半透明である、[付記10]記載の調光モジュール。
[付記12]
前記調光シートを支持する透明基材と、
前記調光シートおよび前記透明基材の周囲を保持する枠体と、を更に備え、
前記太陽電池は前記枠体上に配置されている、[付記11]記載の調光モジュール。
Claims (10)
- 印加電圧により透明状態と不透明状態とを切り替え可能な調光層と、透明導電材料により形成された第1電極と、前記調光層を介して前記第1電極と対向して配置され、透明導電材料により形成された第2電極と、を含む調光シートと、
前記調光シートの前記第1電極および前記第2電極に電圧を印加する駆動回路と、を備え、
前記第1電極および前記第2電極に電圧を印加する給電部に最も近い前記調光シートの領域における直線透過率が52.729%となる電圧を印加したときに、前記給電部から最も離れた前記調光シートの領域における直線透過率が13.266%よりも高く、
前記調光シートは、前記第1電極上に配置され前記第1電極と電気的に接続し、前記第1電極よりも電気的抵抗が低い材料により形成された第1配線と、前記第2電極上に配置され前記第2電極と電気的に接続し、前記第2電極よりも電気的抵抗が低い材料により形成された第2配線と、を含み、前記第1配線と前記第2配線とは網目状に配置され、
前記第1配線は前記第1電極上に配置され、前記第1電極の長手方向と略平行に延びた複数の第1配線部と、前記第1電極の幅方向と略平行に延び、隣接した前記第1配線部を電気的に接続する複数の第2配線部と、を備え、前記第1電極の幅方向に隣接した前記第2配線部は、前記第1電極の長手方向における異なる位置に配置され、
前記第2配線は前記第2電極上に配置され、前記第2電極の長手方向と略平行に延びた複数の第3配線部と、前記第2電極の幅方向と略平行に延び、隣接した前記第3配線部を電気的に接続する複数の第4配線部と、を備え、前記第2電極の幅方向に隣接した前記第4配線部は、前記第2電極の長手方向における異なる位置に配置され、
前記第1配線部と前記第3配線部とは、前記調光層を介して互いに対向していない、調光モジュール。 - 印加電圧により透明状態と不透明状態とを切り替え可能な調光層と、透明導電材料により形成された第1電極と、前記調光層を介して前記第1電極と対向して配置され、透明導電材料により形成された第2電極と、を含む調光シートと、
前記調光シートの前記第1電極および前記第2電極に電圧を印加する駆動回路と、を備え、
前記第1電極および前記第2電極に電圧を印加する給電部に最も近い前記調光シートの領域における直線透過率が52.729%となる電圧を印加したときに、前記給電部から最も離れた前記調光シートの領域における直線透過率が13.266%よりも高く、
前記第1電極が、前記調光シートと前記第1電極と前記第2電極とが積層する方向と略直交した仮想平面上に、複数の島状に分離してマトリクス状に配置され、
前記第2電極が、前記仮想平面と略平行な平面上に、前記第1電極と対向するように、複数の島状に分離してマトリクス状に配置され、
第1方向に並んだ複数の前記第1電極と電気的に接続した第1配線を複数備え、
前記第1方向と異なる第2方向に並んだ複数の前記第2電極と電気的に接続した第2配線を複数備え、
複数の前記第1電極の各々において、前記第1配線から前記第1電極への前記給電部に最も近い前記調光シートの領域における直線透過率が52.729%となる電圧を印加したときに、前記第1電極への前記給電部から最も離れた前記調光シートの領域における直線透過率が13.266%よりも高く、
複数の前記第2電極の各々において、前記第2配線から前記第2電極への前記給電部に最も近い前記調光シートの領域における直線透過率が52.729%となる電圧を印加したときに、前記第2電極への前記給電部から最も離れた前記調光シートの領域における直線透過率が13.266%よりも高い、調光モジュール。 - 複数の前記第1配線のそれぞれは、前記第1方向に並んだ複数の前記第1電極の行の間において、前記第1方向に延びて配置され、
複数の前記第2配線のぞれぞれは、前記第2方向に並んだ複数の前記第2電極の列の間において、前記第2方向に延びて配置されている、請求項2記載の調光モジュール。 - 複数の前記第1電極を支持する第1基材と、
複数の前記第2電極を支持する第2基材と、を更に備え、
複数の前記第1配線のそれぞれは、前記第1基材を介して前記第1方向に並んだ複数の前記第1電極の行と対向して配置され、前記第1基材に設けられたスルーホールを介して対向する複数の前記第1電極と電気的に接続し、
複数の前記第2配線のそれぞれは、前記第2基材を介して前記第2方向に並んだ複数の前記第2電極の列と対向して配置され、前記第2基材に設けられたスルーホールを介して対向する複数の前記第2電極と電気的に接続している、請求項2記載の調光モジュール。 - 前記第1配線および前記第2配線の幅は20μm以下である、請求項1記載の調光モジュール。
- 前記調光層は、高分子分散型液晶、或いは高分子ネットワーク型液晶により構成される、請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の調光モジュール。
- 前記第1配線および前記第2配線は銅配線を含む、請求項2記載の調光モジュール。
- 前記駆動回路へ供給する電力を蓄える蓄電池と、
前記蓄電池へ充電電流を供給する太陽電池と、を更に備えた、請求項1乃至請求項7のいずれか1項記載の調光モジュール。 - 前記調光シートを支持する透明基材を更に備え、
前記太陽電池は前記透明基材上に配置され、透明または半透明である、請求項8記載の調光モジュール。 - 前記調光シートを支持する透明基材と、
前記調光シートおよび前記透明基材の周囲を保持する枠体と、を更に備え、
前記太陽電池は前記枠体上に配置されている、請求項9記載の調光モジュール。
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