JPH0247627A - 自動調光装置 - 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、光の強さの変化にともない、自動的に光透過
率を変化させる自動調光装置に関するものであり、特に
建物の天窓や自動車のサンルーフに使用される自動調光
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、建物や自動車の窓ガラスを介しての室内への日射
量の調光は、ブラインドやカーテンによって行なわれて
きた。さらにまた、最近では日射量の調光を自動的に行
なわしめるべく、液晶を使用することが提案されている
。

このような液晶を使用する場合には、特開昭６２−１１
５４１６号公報に開示されるように液晶の電源に太陽電
池を用いることによって日射量が強くなることに従かい
太陽電池の起電力を高め、液晶を作動させるような太陽
電池を光センサとして用いる方法がある。

しかし従来の太陽電池によって液晶を作動させる自動調
光装置では、太陽電池の設置場所とじて窓ガラスの枠ま
たは周囲、さらにはガラス上に設置していたが、そのよ
うな太陽電池の設置方法では外観が良好とはいえず、さ
らには太陽電池の設置スペースが必要であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで本発明は太陽電池による外観悪化、およびスペー
ス不足のない自動調光装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本発明では、一方の面に第１の透明導電膜が形成
された第１の透光性基板と、 一方の面に第２の透明導電膜が形成された第２の透光性
基板と、 第１の透明導電膜と一方の電極とが電気的に接続され、
第２の透明導電膜と他方の電極と電気的に接続され、か
つ少なくとも第１の透光性基板の一方の面と第２の透光
性基板の一方の面とによって液晶とともに封入される太
陽電池とからなる自動調光装置を提供するものである。

〔作用〕

上記手段を用いることより、第１の透光性基板と第２の
透光性基板とによって液晶とともに太陽電池を封入した
ので、太陽電池自体の存在の確認を困難とすることによ
って外観も良好とし、さらに太陽電池の必要なスペース
を設けなくてもよくすることができるため、太陽電池に
よるスペースの確保を必要としなくなった。

〔実施例〕

（第１実施例） 第１図は自動調光装置の一例である自動車のサンルーフ
等に用いられる自動調光窓の断面図を示す。

第１の透光性基板である第１ガラス基板１の一方の面に
は１８０ｎｍのＩＴＯおよび２０ｎｍのＳｎＯ。

よりなる第１透明導電膜２がほぼ全面に形成されている
。この第１透明導電膜２の所定の場所には太陽電池部３
がプラズマＣＶＤ法およびバターニング等により形成さ
れ、窒化珪素膜４．スペーサ５を介して第２の透光性基
板である第２ガラス基板１０の一方の面に形成された第
２導電膜１１と接している。また太陽電池部３は、第２
図に示す如く複数の太陽電池３０が金属電極１２ａによ
って直列に接続されており、太陽電池部３の一方の電極
である正極は第１透明導電膜２に、また他方の電極であ
る負極は第３図の如く金属電極１２ｂから導電性ペース
ト１４を介して第２透明導電膜１１に電気的に接続され
ている。そして、太陽電池部３は、第１ガラス基板１．
第２ガラス基板１０および封止部２０によってツィステ
ッドネマチック液晶（ＴＮ液晶）２１とともに封入され
ている。さらに、第１ガラス基板１および第２ガラス基
板１０のそれぞれの他方の面には偏光板２２゜２３が設
けられている。

第４図は第１実施例に採用する非透光性太陽電池３０の
構造図である。太陽電池３０は第１ガラス基板１上に形
成された透明導電膜２上にプラズマＣＶＤ法によってｐ
型非晶質炭化珪素層（ｐａ−３ｉＣ）３１が１５ｎｍ、
ｉ型非晶質珪素層（ｔ−ａ−３ｉ）３２が４００ｎ１１
１、およびｎ型非晶貿珪素層（ｎ−ａ−３ｉ）３３が２
０ｎｍ、順次積層されている。そして金属電極１２によ
って、複数の太陽電池３０を直列に接続させ太陽電池部
３を構成している。

次に第１実施例の自動調光窓の製造方法を説明する。

第１ガラス基板１の一方の面に透明導電膜２を形成した
のち、正極が透明導電膜２に導通された太陽電池部３を
プラズマＣＶＤ法、およびバターニングによって形成す
る。

その後、電子ビーム蒸着装置で、金属電極１２を所定の
形状に６００ｎｍ形成し、太陽電池部３の表面の保護膜
である窒化珪素膜４をプラズマＣＶＤで全面に形成しフ
ォトリソグラフィーにより所定の形状にバターニングす
る。さらに、太陽電池部３の上に窒化珪素膜４を介して
エポキシ樹脂よりなるスペーサ５をスクリーン印刷によ
って形成した。

そして第１ガラス基板１の透明導電膜２上および第２ガ
ラス基Ｆｉ１０の透明導電膜１１上に配向剤であるポリ
イミド樹脂をスピンナー塗布によって１１００ｎの膜厚
に形成する。その後、最後に封入する液晶が平行配向す
るように布で表面をラビングした。そして、この第１ガ
ラス基板１．第２ガラス基板１０の周囲にエポキシ樹脂
よりなる封止部２０を図示しない液晶注入孔部を除いて
形成し、第１ガラス基板１．第２ガラス基板１０および
封止部２０よりなる厚さｌＯμｍ程度の空間を形成させ
る。なお、この時あらかじめ太陽電池部３０の頁捲電極
である金属電極１２ｂを導電性ペースト１４を介して透
明導電膜１１に電気的に接続させておく。

さらに、ガラス基板１の一方の面等によって形成した空
間を充分に真空脱気し、水分、不純物ガス等を取り除い
た後、ＴＮ液晶を図示しない液晶注入孔部から注入し、
空間にＴＮ液晶を充填し液晶部２１を形成する。充填後
注入孔をエポキシ樹脂によって封止する。

最後に、ガラス基板１，１０の表面に偏光フィルム２２
，２３を９０°偏光させて接着する。

以上のようにして、２枚のガラス基板の間に、太陽電池
部３とＴＮ型液晶が封入された自動調光窓を得ることか
できる。

次に第１実施例の作用を述べる。

第１実施例の自動調光窓の第１ガラス基板１から第２ガ
ラス基板１０に入射する光の照度が低い場合、太陽電池
部３による起電力は低く、液晶が作動せず自動調光窓の
光透過率はほとんど変化がない。

自動調光窓の第１ガラス基板１から第２ガラス基板１０
に入射する光の照度が高くなって（ると太陽電池部３に
よる起電力が上がり、この起電力の上昇に従い、対向電
極としての第１透明導電膜２、第２透明導電膜１１間に
電圧が加わる。この電圧がＴＮ液晶の作動電圧（第１実
施例では４Ｖ）以上になると液晶の配向が徐々に変化し
始め、自動調光窓の光透過率が減少しはじめる。さらに
光の照度が高くなり太陽電池部３によっである電圧（第
１実施例では６Ｖ）に達すると液晶によって光を全く透
過させなくなる。

この第１実施例によって ■従来、問題となっていた太陽電池の取り付スペースの
確保が必要なくなる。

■太陽電池を封止する別体の容器が必要なくなる。

■液晶板と太陽電池との間の電気的な導通手段が必要な
くなる。

という効果が得られただけでなく、太陽電池部３上にス
ペーサ５を設けたので、第１ガラス基板１と第２ガラス
基Ｆｉ１０とのクリアランスの保持を容易にすることが
できる。

（第２実施例） 第２実施例では、第１実施例で用いた太陽電池３０の代
りに半透光性太陽電池４０を採用し、他は第１実施例と
同様な構造とした。

この半透過性太陽電池４０の構造図を第５図に示す。半
透光性太陽電池４０はガラス基板１に形成された透明導
電膜２を所定の形状にパターニングした後、プラズマＣ
ＶＤ法等によりｐ型非晶質炭化珪素層（ｐ−ａ−３ｉ　
Ｃ）　４１を１５ｎｍ、ｉ型非晶質炭化珪素Ｎ　（ｉ−
ａ−３ｉＣ）４２を２００ｎａ＋、およびｎ型非晶質珪
素層（ｎ−ａ−３ｉ）４３を２０ｎｍ順次堆積する。そ
してフォトリソグラフィーにより、所定の形状にパター
ニング後第１実施例における金属電極の代りとしての透
明導電膜４５および表面保護膜である窒化珪素膜４を形
成した。

第２実施例では、第１実施例に採用した非透光性太陽電
池３の代りに、半透光性太陽電池４０を用いたので、第
１実施例によって得られる効果だけでなく太陽電池部分
によってできる非透光性領域をなくすことができた。

さらに、半透光性太陽電池の上に透明スペーサを設けて
あり、第１実施例のスペーサによる効果の他に半透光性
太陽電池による色ムラのある液晶表示を避けられるばか
りでなく、透明スペーサによって太陽電池上に液晶がま
わりこまないようにすることができた。

（第３実施例） 液晶として第１実施例で採用したＴＮ液晶のかわりにゲ
スト−ホスｌ−（ＯＨ）液晶を使用する。

ＯＨ液晶を使用した場合、太陽電池からの印加電圧が液
晶の作動電圧以上になった場合、液晶の配向が変化し、
液晶層が着色し、光透過率を減少させるがＴＮ液晶のよ
うに光を遮断させない。このＯＨ液晶に混合する染料を
選択すれば、日射量の多い時に任意の色に着色すること
が可能となる。

（第４実施例） 第６図は第４実施例の自動調光装置を示す。本実施例で
は太陽電池６０と液晶部６５をマトリ・ンクス状に分割
し、透明導電膜７０もマトリックス状に分割した構造と
する。おのおのの太陽電池６０の電極と、透明導電膜７
０との接続は前記第１実施例の方法で行なう。

透明導電膜７０を、マトリックス状に分割することによ
り、自動調光装置のガラス基板１，１０の一部のみに強
い光が照射した場合、光の当たつたガラス基板１．１０
の部分のみが光透過率の変化を起こし、他の部分の光透
過率は変化しない。

すなわち、自動調光窓内で部分的に液晶の配向を変化さ
せることができる。

このように、自動調光窓の一部にのみに光が照射された
場合、、その部分のみの光透過率を変化させることは従
来液晶部と太陽電池の設置場所が離れている為不可能で
あった。

以上のように、第５実施例を採用することにより、強い
光が照射されている部分の光透過率のみを変化させるこ
とを可能とした。

前記実施例ではガラス基板間に封入した液晶としてＴＮ
液晶、ＯＨ液晶を用いたが、本発明はこれらの液晶に限
られるものではない。

前記実施例では太陽電池と第２の透光性板との間にスペ
ーサを設けたが、このスペーサは設けな（でもよい。

前記半透光性太陽電池を用いた実施例では光の透過方向
は第１の透光性板から第２の透光性板の方向としたが、
第２の透光性板から第１の透光性板に光を透過させても
よい。

太陽電池の構造は前記構造に限定されるものではなく、
光によって起電力が得られる太陽電池であればよい。

前記実施例では封止部を用いて、液晶を封入していたが
、透光性板の端部を屈曲させて封止部としてもよい。

前記実施例においては、透明導電膜２と太陽電池部３の
正極を接続し、透明導電膜２を正極として使用したが、
透明導電膜２と太陽電池部３の負極側電極とを接続し、
透明導電膜２を負極として使用することもできる。その
場合前記実施例と液晶に印加する電圧の方向が逆となる
が、本発明の効果は同様に得られる。

〔発明の効果〕

本発明によって、太陽電池を液晶とともに透光性板間に
封入したので、太陽電池を識別することは困難とし、外
観を良好とし、かつ太陽電池のとるスペースを除くこと
ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す構造図、第２図は第
１実施例を示す一部拡大図、第３図は第２図のＡ−Ａ線
に沿う断面図、第４図は第１実施例に用いられる太陽電
池の構造図、第５図は第２実施例に用いられる太陽電池
の構造図、第６図（ａ）（ｂ）は第４実施例を示す正面
図および断面図である。 １・・・第１のガラス基板（第１の透光性基板）３・・
・太陽電池、１０・・・第２のガラス基板（第２の透光
性基板）、２１・・・液晶。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一方の面に第１の透明導電膜が形成された第１の透光性
   基板と、 一方の面に第２の透明導電膜が形成された第２の透光性
   基板と、 前記第１の透明導電膜と一方の電極とが電気的に接続さ
   れ、前記第２の透明導電膜と他方の電極とが電気的に接
   続され、前記第１の透光性基板の一方の面と前記第２の
   透光性基板の一方の面とによって液晶とともに封入され
   る太陽電池とからなり、 前記太陽電池の起電力により前記液晶の光透過率を調整
   することを特徴とする自動調光装置。