JPS63106725A - 液晶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液晶セルの光の透過度を電気的に制御する様
にした液晶装置に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、上記の様な液晶装置において、液晶セルの表
面の少なくとも一部に太陽電池を積層し、この太陽電池
を液晶セルの制御用電源とすることによって、大面積で
あるにも拘らず薄型でしかも全体としてコンパクトにす
ることができる様にしたものである。

〔従来の技術〕

現在、液晶は情報表示などの光学デバイスを含む広範囲
のデバイスに使用され、低消費電力、高速応答性、適度
のコントラスト、及び経済性等のメリットからデバイス
に留まらず光シヤツターなど、応用分野は増々拡がりつ
つある。

ところで、このような液晶装置は大面積化が難しく、こ
れまでこの問題解決の為に多くの努力が注がれてきた。

近年、この点の改良を目的とじたものとして、例えば特
表昭５８−５０１６３１号公報に開示されているように
、カプセル内に液晶分子を閉じ込め、このカプセルを２
つの電極で挾持してカプセル内の液晶分子を配列させる
という技術が提案された。

この技術分野では、液晶包含カプセルをポリビニールア
ルコールのような分散媒に混在・乳化させ、これを透明
電極上へ塗布し、しかる後に電極付基板を重ね合わせる
ことで液晶装置を形成している。

この為、液晶装置の面内において液晶層の厚みに不均一
性がなく、大面積化が容易であるという特徴がある。更
に、個々の液晶分子はカプセルの壁の球面形状に従って
歪められているので、液晶分子は電界を加えないときに
は乱雑な配向分布をとって全ての方向の偏光を吸収し、
また電界を加えれば規定の分布、即ち、配向した整列を
とって光を透過するという性質がある。この為、上述の
液晶装置では偏光板を用いなくても良好なコントラスト
が得られる。

これらの理由で、大面積化が容易かつ安価に実現できる
ところとなった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した従来例においては良好なコント
ラスト比、例えば７：１程度を得るのに４０〜６０Ｖの
駆動電圧が必要とされる。この為、使用電源が制約され
、通常の液晶装置に用いられる小型電源、乾電池、自動
車用バッテリー（１２■）などの汎用型電源を用いるこ
とができない。

従って、高起電力発生用の特殊な電源を用いる必要があ
るが、この様な特殊な電源を具備すると液晶装置が全体
として大型化してしまう。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による液晶装置は、光の透過度を制御されるべき
液晶セル６と、この液晶セル６の表面の少なくとも一部
に積層されており前記制御用の電源線となっている太陽
電池７とを夫々具備している。

〔作用〕

本発明による液晶装置では、高起電力の発生が可能な太
陽電池７を液晶セル６の制御用電源としているので、大
面積の液晶セル６でも高起電力発生用の特殊な電源を別
個に用いる必要がない。

〔実施例〕

以下、図面に基き、本発明の第１〜第３実施例を説明す
る。

まず第１Ａ図及び第１Ｂ図について、本発明をシャッタ
ーに適用した場合の第１実施例を説明する。

これらの第１Ａ図及び第１Ｂ図において、１はガラス板
から成る透明基板で、その片面（第１Ｂ図では右側の面
）には酸化錫（Ｓｎ０２）から成る透明電極２が形成さ
れている。また、３はプラスチック板から成る透明支持
基板であり、その片面（第１Ｂ図では左側の面）にはＳ
ｎＯ□から成る透明電極４が被着形成されている。

そして、これら透明基板１と透明支持基板３との間に、
液晶材料５が挟持されている。この液晶材料５は、米国
アメリカン・リキッド・クリスタル・ケミカル・コーポ
レーション類で商品名を８２５０と称するネマチック型
液晶とポリビニルアルコールと水との混合物を攪拌乳化
させたものであり、液晶８２５０を包含しているポリビ
ニルアルコールのカプセル状粒子が懸濁粒子となってい
る。

上述した透明電極２を有する透明基板１と透明電極４を
有する透明支持基板３と液晶材料５とで液晶セル６が構
成されている。この液晶セル６の寸法は、３００　Ｘ　
６００　＋ｎである。

７は単結晶シリコン太陽電池から成る太陽電池で、不透
明性による遮光を回避するために上記液晶セル６の外周
部に貼り合わされている。この太陽電池７の幅は２０１
１であり、外周囲寸法は３００　Ｘ　６００　ｍｍであ
る。

そして、８．９は夫々変換器及びコントローラであり、
液晶セル６及びこれと一体化されている太陽電池７の端
面近傍に配設されている。これらの変換器８及びコント
ローラ９は、本実施例装置の電圧制御部１０を構成して
おり、太陽電池７から取り出された光電流は変換器８で
Ｄ−Ａ変換された後、コントローラ９を介して透明電極
２．４へと導かれるように配線されている。

１２はガラス板から成る透明板であり、エチレンビニル
アセテート（Ｅ　Ｖ　Ａ）から成る接着剤１１によって
透明基板１の一方の面に貼り合わされている。更に１３
はエポキシ樹脂より成るシール材で、装置の外周部をシ
ールしている。

ここで、液晶セル６にて液晶分子の配列に要する電圧は
４５Ｖ、電流は０．０５人であった。一方、太陽電池７
の出力は、ＡＭ＝１．０の条件下で４８Ｖ、７５ｍＡが
得られ、太陽エネルギー変換効率にして１１％であった
。

上述した構成を有する光シヤツターを太陽光下に持ち出
し、５ｖ駆動のコントローラ９の調節によって動作する
ことが確認された。即ち、低電圧で調節可能な光シヤツ
ターを得ることができた。

ここで、本実施例においては、太陽電池７を液晶セル６
の外周部に貼り付けているが、特にこれに限定されるも
のではなく液晶セル６の遮光を十分回避できれば良く、
更には単に積層する構成とすることもできる。

また、使用する液晶材料５も、特に上述した如きネマチ
ック型液晶を用いたカプセルを含むエマルジョンに限定
されるものではなく、適宜力じて他の液晶材料を広く用
いることができる。

更に、上記電圧制御部１０は、上記変換器９のみから構
成されていてもよい。この場合、液晶セル６は交流電圧
駆動されるので、例えば液晶材料５中の電荷の移動や分
子流が抑制されて液晶材料５の劣化が抑制され、高信頼
性で以って使用することができる。

次に、第２Ａ図及び第２Ｂ図により、本発明を光シヤツ
ターに適用した場合の第２実施例について説明する。

本実施例では、後述する液晶セル２６の略全面に、可視
光領域で透光性のあるアモルファスシリコン太陽電池か
ら成る太陽電池２７を接着している。

この太陽電池２７は、膜厚４５００人、シート抵抗１０
Ω／口のＳｎｏｗから成る透明電極３４を有するガラス
板より成る透明基板３２と、この透明基板３２上に形成
されている膜厚３０００人のｐ−ｉ−ｎ型アモルファス
９９３７層２７ａと、更に膜厚２０００人、シート抵抗
１０Ω／口のＩＴＯ膜から成る透明電極３５とによって
構成されている。また太陽電池７０寸法は、２９０Ｘ５
８０鶴である。

一方、液晶セル２６は、膜厚１０００人でシート抵抗１
００Ω／口のＳｎＯ□から成る透明電極２２の形成され
たプラスチックフィルムより成る透明材料２１、同様の
ＳｎＯ□から成る透明電極２４を有するガラス板より成
る透明基板２３、更にこれら透明材料２１と透明基板２
３との間に挟持されている液晶材料２５とで構成されて
いる。

この液晶材料２５は、上述した第１実施例に従って調整
したものである。また本実施例の液晶セル２６は、第１
実施例と同様の寸法、電気仕様を有している。

以上のように構成されている液晶セル２６と太陽電池２
７とは、エチレンビニルアセ−ｊ−−ト（ＥＶＡ）から
成る接着剤３１で一体化して接着されている。

また、２８．２９は電圧制御部３０を構成している変換
器及びコントローラであり、上記の如く一体化されてい
る液晶セル２６及び太陽電池２７の端面近傍に配設され
ている。更に、太陽電池２７の各透明電極３４．３５と
液晶セル２６の各透明電極２２．２４とは、この電圧制
御部３ｏを介して連結されている。

３３は、液晶装置を組み立てる際に最後にこれをシール
するエポキシ樹脂から成るシール材である。

ここにおいて、本実施例に用いられている太陽電池３７
は可視光領域で１５％の透過率を有し、波長５００　ｎ
ｍ以下の光に対する透過率は０％であった。また出力は
、ＡＭ＝１．０の条件下で５０■、５０ｍＡであり、太
陽エネルギーの変換効率にして約２％であった。

また、本実施例の光シヤツターを太陽光下に持ち出し、
５■駆動のコントローラ２９の調節によって本実施例の
光シヤツターが動作することを確認した。

ここで、本実施例では、太陽電池２７を接着剤３１を介
して液晶セル２６の略全面に接着するようにしているが
、この外、適宜応じて液晶セル２６の表面の一部に選択
的に接着できることは勿論、略全面または一部に積層す
る構成とすることもできる。

このように、液晶セル２６の表面に太陽電池２７として
可視光領域で透光性のあるアモルファスシリコン太陽電
池を配設することによって、前述のように５００ｎｍ以
下の光がこの太陽電池２７に吸収される。この為、液晶
材料２５の劣化が抑制され、光シ中ツタ−の長寿命化を
図る上で極めて効果的となる。

次いで、第３実施例として、上述した第２実施例におい
て液晶材料２５の調整時に、ネマチック型液晶８２５０
中に多色性染料であるスーダン・ブラックＢを混入した
場合について説明する。なお、その他の材料及び装置構
成については全く同様にして光シヤツターを作成し′た
。

このようにして得られた光シヤツターは、多色性染料を
加えることにより光吸収機能が高められ、可視光透過率
にして１〜１２％の範囲で透過光量を調整することがで
きた。

なお、光吸収機能を高めるには、上記の如きスーダン・
ブラックＢ等の多色性染料の他、非多色性染料を用いる
こともできる。

この場合、紫外線等によって劣化し易い多色性染料また
は非多色性染料は、紫外線等の５００ｎｍ以下の光が液
晶セル２６の表面に積層または接着されてい′る太陽電
池２７によって吸収されるので、その劣化が防止され、
光シヤツターの耐候性を著しく高めることができる。

以上に述べた各実施例のように、太陽電池２７と液晶セ
ル２６とを一体化し、かつこれらの間に電圧制御部３０
を設ければ、液晶セル２６のＯＮ、ＯＦＦの他、電圧を
任意に選択することによって５Ｖ程度の低電圧で駆動制
御可能な、任意の光散乱度または透視度が選べる光シヤ
ツターを得ることができる。

即ち、建築物の窓や、自動車の窓などに有効な、所謂カ
ーテンレスの遮光ガラスを得ることができ、中でも自動
車用バッテリーの電圧（１２Ｖ）でも十分コントロール
できる遮光ガラスを実現できる。

以上、本発明を光シヤツターに適用した場合の実施例に
ついて説明したが、液晶セルの透明電極に所望の回路パ
ターンを形成し、付属品として電圧制御部等を取り付け
、更に液晶セルの背面に背景板を取り付ければ、公告板
等の情報表示装置へも本発明を容易に応用できることは
言うまでもない。

なおこの場合、多色性染料または非多色性染料を用いる
ようにすれば、その表示機能を更に向上できることは勿
論である。

〔発明の効果〕

本発明による液晶装置では、高起電力発生用の特殊な電
源線を別個に用いる必要がなく、しかも太陽電池が液晶
セルの表面の少なくとも一部に積層されているので、大
面積であるにも拘らず薄型でしかも全体としてコンパク
トにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明の第１実施例の正面図、第１Ｂ図は第
１Ａ図のＢ−Ｂ線における断面図、第２Ａ図は本発明の
第２実施例の正面図、第２Ｂ図は第２Ａ図のＢ−Ｂ線に
おける断面図である。 なお図面に用いた符号において、 ６−・−・−−−一−−−・・−・一液晶セル？　−−
−−−−−−−−−−−−−−−−一太陽電池である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光の透過度を制御されるべき液晶セルと、この液晶
   セルの表面の少なくとも一部に積層されており前記制御
   用の電源となっている太陽電池とを夫々具備する液晶装
   置。 ２、前記太陽電池が前記液晶セルの前記表面のうちの外
   周部に積層されている特許請求の範囲第１項に記載の液
   晶装置 ３、太陽電池が前記液晶セルの前記表面の全面に積層さ
   れている特許請求の範囲第１項に記載の液晶装置 ４、光電変換機能を有している半導体層とこの半導体層
   の表面及び裏面に設けられている透明電極とを前記太陽
   電池が有しており、この太陽電池が可視光領域で透光性
   を有している特許請求の範囲第１項〜第３項の何れか１
   項に記載の液晶装置。 ５、前記太陽電池の起電力を交流電力に変換する変換器
   を有している特許請求の範囲第１項〜第４項の何れか１
   項に記載の液晶装置。 ６、前記変換器と前記液晶セルとの間に電圧調整器が接
   続されている特許請求の範囲第５項に記載の液晶装置。 ７、液晶がカプセル内に封入されておりこのカプセルを
   含むエマルジョンを前記液晶セルが有している特許請求
   の範囲第１項〜第６項の何れか１項に記載の液晶装置 ８、液晶に染料が混入されている特許請求の範囲第１項
   〜第７項の何れか１項に記載の液晶装置。 ９、前記染料が多色性染料である特許請求の範囲第８項
   に記載の液晶装置。 １０、前記染料が非多色性染料である特許請求の範囲第
   ８項に記載の液晶装置。