JPH04106523A - 調光板及びその給電方法 - 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ｔ！ｉ気的な方法二二よって光の透過散乱特性
を変化させ、透過光量、反射光量、透明度あるいは視野
、色調などが電気的ミこ調節できる大面積な光学素子を
窓ガラス、ブラインド、デイスプレィ、間仕切りなどの
特定用途に用いる際に求められろ安全かつ施工の容易な
調光板および安全な給電方法に間する。

［従来の技術及び問題点コ 液晶分散型の光学素子の詳細な原理は、例えば特許出願
公報昭６１−５０２１２８、あるいは同町６３−５０１
５１２、などに記載されている。また、該光学素子の製
造方、法は、例えば公開特許公報昭６３−１３７２１１
などここ記載されている。これらの光学素子は、樹脂マ
トリクス中に液晶を分散させた光変調物質を、一対の電
極間に挟み込むことて構成される。分散された液晶は、
樹脂マトリックス中にそれぞれが独立の小滴の状態であ
ってもよく、樹脂マトリックスがスポンジ状で、その空
隙を埋めるように小滴が部分的に連通した状態であって
もよい。そして、電気、磁気、熱等；こよって液晶の屈
折率を変えることＬこより、光の透過散乱性を変化させ
る。

こうした液晶分散型の光学素子は、液晶を樹脂マトリク
スで封し込めた固体の形状を有するため大面積な光学素
子を製作することが可能である。

しかし、液晶分散型の光学素子の場合、その大きさが数
ｃｍ角の場合２０〜・〜４０〜で駆動する素子てあって
も、大面積の光学素子の場合は、光学素子を構成する透
明電極の電気抵抗による電圧降下が無視しえなくなり駆
動電圧が上昇する。該駆動電圧は、外部に接続する集電
極間の距離の２乗に概略比例して上昇し、例えば、通常
の窓ガラスに求められる約９０ｃｍ角以上の光学素子の
駆動電圧は６０〜〜１００〜′以上になる。このように
大面積の光学素子が容易に得られる液晶分散型の光学素
子あっても、集電極間距離が大きくなるのに従い駆動電
圧も上昇し・、水滴のつく窓ガラスや湿度の高い風呂場
等には漏電やき電の危険性がありその対策が求められて
いた。

電子情報通信学会（１９９０年２月１５日〉における山
口らの報告のよう；こ、樹脂マトリックスと液晶のそれ
ぞれの抵抗率と比誘電率の組み合わせを変えて液晶分散
型の光学素子の駆動電圧を変えろる可能性もあるか実用
的な光学素子は得られていない。

外部電源２二接続する集電極の取り１寸は方による駆動
電圧の低下：こついては実用新案出願平成２年１月２３
日に記載があるか複数枚を並へて使う場合には継目の集
電極が目たち美観を損なう恐れがある。

駆動する波形；こよるピーク電圧の低下については公開
特許公報平２−８３５２８に記載があるが改善できろ値
は感電を防止するのに十分とはいえない。

［発明が解決し・ようとする！！題］ 本発明は、大面積の光学素子を利用して、′ｆＸｉ気的
な方法によって光の透過散乱特性を変化させうる窓ガラ
ス、ブラインド、デイスプレィ、間仕切りなどに用いる
調光板を構成するに当り、施工を簡便にし、かつ施工時
や利用時２二おける感電や漏電の危険性を低減する方法
を提供するためになされたものである。

［課届を解決するための手段］ 本発明は前述の課題を解決するためのものてあり、 （１）樹脂マトリクス中に液晶を小適状もしくは網状２
二含有し、印加する電圧により、透過光量、反射光量、
透明度あるいは視野、色調なとの調節をおこなう膜状の
光変調物質を対向する一対の電極基板で挟持させた液晶
分散型光学素子と、該光学素子を駆動するの二二適し・
た電圧を発生する該電極；こ接続された昇圧装置とが一
体１ヒされてなる調光板。

（２）商用電源を低電圧に降下させ、その低電圧電力を
請求項１記載の調光板の昇圧装置に供給する給電方法。

に関するものである。

本発明の調光板は、予め、液晶分散型の光学素子の開口
をフレームにより支持し、該フレームの内部：二昇圧装
置を収納し・た調光板を構成することここより実現でき
ろ。　また、該昇圧装置に電力を供給する給電方法とし
ては、予め商用電源を４０＼以下、望ましくは３０〜以
下の低電圧とすれは安全性が高く、配電工事に当たって
電気工事上の免許が不要てある。

本発明の調光板に利用出来ろ光学素子の例とし・て液晶
分散型の光学素子や従来型の液晶光学素子およびエレク
トロクロミック素子をあげることが出来る。し・かし・
、従来型の液晶光学素子や工しクトロクコミック素子は
駆動電圧が比較的低く、さらに大面積の光学素子の製造
が難しい現状では本発明が有効となる可能性は少ない。

液晶分散型の光学素子の詳細な原理は、例えば特許出願
公報時６１−５０２１２８、あるいは同町６３−５０１
５１２などに記載されている。また、該光学素子の製造
方法は、例えば公開特許公報時６３−１３７２１１など
に記載されている。これらの光学素子は、樹脂７トリク
ス中に液晶を分散させた光変調物質を、一対の電極間に
挟み込むことて構成される。分散された液晶は、樹脂マ
トリックス中にそれぞれが独立の小滴の状態であっても
よく、樹脂マトリックスがスポンジ状で、その空隙を埋
めるように小滴が部分的に連通した状態であってもよい
。そし・で、電気、磁気、熱等によって液晶の屈折率を
変えることここより、光の透過散乱性を変化させる。

こうした液晶分散型の光学素子は、液晶を樹脂マトリク
スで封し込めた固体の形状を有するため大面積な光学素
子を制作することが可能である。

その製造方法は、まず樹脂マトリクスとなる硬化性の化
合物中に液晶を溶かし、均一な溶液を作る。

これを一対の電極間に直接挟み込んだ後に硬化性化合物
を硬化させ、樹脂と液晶を相分離させて、樹脂マトリク
ス中に液晶の小滴を分散させた光変調物質および液晶分
散型光学素子を得る。電極間の距離は従来の液晶索子に
比べそれほど厳密にコントロールされなくてもよく、例
えば、予め硬化性化合物と液晶の混合溶液の中に、適当
なスペーサーを少量混合させておけば、基板がフレキシ
ブルな透明高分子フィルムであるような電極基板を用い
て、電極面が内側になるようにラミネートするたけて、
十分均一な大面積の光学素子を容易に得る二とが出来る
。あるい二よ、一方の電極基板上２二硬化性化合物と；
α晶の混合Ｗ１４Ｂをバーコーターで均一に塗布した後
、もう一方の電極基板で挟み込むことて、十分均一な大
面積の光学素子を容易に得る二とが可能である。

本発明における調光板は一つまたは独立に動作できる複
数の光学素子から構成されていてもよい。

本発明の調光板を構成するのに必要な昇圧装置は、供給
される電力が交流であれば単なる変圧器であっても良い
が、例えば自動車用のバッテリーからｌＯＯ〜を発生さ
せるようなインバータも各種製造されており、変圧器を
用いるよりも小型で軽量な昇圧装置は当該業者てあれば
容易に製造することが出来る。このようなインバータを
用いることにより、任意の電圧を有した供給電力から、
該光学素子の駆動に適した電圧や周波数および波形を発
生させることができ、消費電力や光学特性の改善が図れ
る。さらに、該昇圧装置には該光学素子に加わる駆動電
圧を増減したり断続したり出来る制御回路を含ませても
良い。該制御回路の応用例としては、離れた所から赤外
線あるいは超音波等によって昇圧装置を制御するリモー
トコントロール機能や間欠的に昇圧装置を断続するタイ
マー機能あるいは音や光の変化に応じて昇圧装置を制御
する機能等の一部または全部を含ませてもよい。

本発明による調光板の昇圧装置に供給される低電圧電力
の電圧を４０Ｖ以下望まし・くは３０Ｖ以下とすれば感
電の危険性が少なく、調光板の配電工事に際して電気工
事子の資格が必要でなくなる。すなわち、商用電源を予
め４０Ｖ以下望ましくは３０Ｖ以下に降下させ調光板に
配電し、しかる後、該調光板のフレーム内部の昇圧装置
により光学素子の駆動に必要な電圧に昇圧する給電方法
を収れば高圧部分の露出が無くなる。通常、調光板を施
工する業者はガラス業者であるが、商用電源を配電工事
できる資格を有しない、また、商用電源を配電工事でき
る資格を有する電気工事業者はガラス施工経験に乏しい
。したがって、感電の危険性のあるような高い駆動電圧
の大きな調光板を施工する際は、ガラス業者と電気工事
業者が緊密に連絡し・て施工する必要があり、実用上の
障害二こなっていた。さらに、液晶分散型の光学素子に
おいては、通常、外部電源に接続する集電極は天地２辺
もしくは左右２辺のいずれか二二設けられているが、こ
の集電極の機械的な強度が、光学素子の重さ、大きさに
比べて弱く、施工時−二引きちぎれる等の事故が多く、
予め光学素子をフレームに収納して集電極を保護する効
果も大きい。

本発明の給電方法に用いる、商用電源を３０〜′以下の
電圧に変換する低圧電源装置は単なる変圧器であっても
良いが、近年の電子機器業界ではスイッチングレギュレ
ータ等の小型で軽量の直流電源が家庭用電子機器や測定
機等に多用され、当該業者であれば容易に製造すること
が出来る このように、本発明は調光板に用いられている光学素子
の機能を充分発揮させ、高圧部分の露出が無いため電気
的に安全であるばかりでなく、施工が容易となる。

［実施Ｐンリ］ 以下；こ実施例：こより本発明の詳細を述へるか、本発
明はこれらの実施例：こ縛られろものではない。

実施Ｐンリ１ 〈液晶分散型光学素子〉 少量の硬化触媒を加えた脂肪族系エポキシ樹脂とポリメ
ルカプタン系硬化剤２部に、ネマティック液晶（Ｂ叶社
製ｒＥ−４３Ｊ　）　　１部を溶解し、ポリエステルフ
ィルムを基板とし・たアモルファスのＩＴＱ電極（東洋
紡社製ｒ３００ＲＪ　）に挟み込み、７０°Ｃて硬化さ
せ液晶分散型光学素子を得た。

この素子を室温で５０Ｈ２の正弦波で駆動させたところ
、集電極間の距離が２０ｃｍ、６０ｃｍ、９０ｃｍの場
合にヘイズが１５２以下になる駆動電圧はそれぞれ４２
〜・、６８Ｖ、９５〜であった。電圧を印加しない時の
へイズは約９５Ｘてあった。集電極間の距離か２０ｃｍ
の光学素子に１００Ｘの電圧を印加したところ、集電極
付近が発熱し・黄変した。周波数を変えると３０）１ｚ
の正弦波ではちらつくが、同し・実効電圧の矩型波では
ちらつきをさし無力）つた。

実施例２ く昇圧装置〉 図６のような株式会社ニーアイ社製の自励式のインパー
ク（籠３ＤＥＬ　１り４６）　！ｉ直流６〜を交流ζ：
変換することか出来る。出力電流が４０ｍＡのとき出力
電圧は５３′Ｙ、変換効率５８′；であった。出力電流
か１００ｍＡのとき出力電圧；よ４５〜、変換効率は６
５Ｚてあった。

実施例３ く組合せ〉 実施例１記載の集電極距離が２０ｃｍ面積０．２ｍ”の
液晶分散型光学素子と商用電源を低電圧に変換する変圧
器Ａ−（ＴＯＫＹＯＮ０ＧｕＣ）Ｉｔ　ＣＯ，、ＬＴＤ
、　Ｐｏｗｅｒ　Ｍａｘ９〜Ｏ−９〜０．２ＡＩ００〜
）および低電圧の供給電力を該光学索子を駆動するのに
必要な電圧に昇圧する変圧器Ｂ（変圧器Ａと同一）を図
５のように結線した。

変圧器Ａの１００〜′端子間に商用電源１００〜′を印
加し。

た所、変圧器ＡおよびＢの各９ｖ端子間の電圧は１４〜
□、変圧器Ｂの１００〜′端子間および液晶分散型光学
素子の集電極間の電圧は４膿となり、該光学素子は駆動
して透明になった。

［発明の効果コ 本発明による調光板は高電圧のπ８部分が無いのてＳ１
や漏電の危険性が大幅に低下し、機械的強度の弱い集電
極部分がフレームにより保護されているので施工が容易
になる。また、本発明による調光板および低圧電源を施
工するに当り、ガラス施工経験に冨んだガラス業者と、
商用電源を配電工事できる資格を有する電気工事業者が
独立に施工できるので、工事計画の立案が容易になり工
期の短縮がはかれる。

図１本発明の調光板および給電方法の概略を示す。１は
保護板に挟まれた液晶分散型の光学素子、２は該光学素
子を支持し昇圧装置を収納するフレーム、３は低電圧の
電力供給配線、４は商用電源を低電圧に降下させる低電
圧電Ｒ装置、５は商用電源配線である。

図２は図１のＡ　−、Ａ断面図である。１は保護板に挟
まれた液晶分散型の光学素子、２は光学素子を支持し昇
圧装置６を収納するフレーム、７は光学素子を駆動する
高圧配線、９はフレームに光学素子を固定するゴムや高
分子の充填剤である。

図３は保護板に挟まれた液晶分散型の光学素子の断面図
である。光学索子は樹脂マトリックス中に液晶を小滴状
または網状に含んだ光変調物質１０を、集電極８が設置
された一対の電極基板１１て挟み込まれ、これの両面に
硝子あるいはプラスチックの保護板１３が接着剤１２に
より接着されている。

図４は本発明全体の電気系統図である。商用電源配線５
は低電圧電源装置４に接続される。低電圧電源装置によ
り商用電源は低電圧に降下させられる。降下させられた
低電圧の電源は低電圧の電力供給配線３により昇圧装置
６に供給される。昇圧装室は必要−二より光学素子１を
駆動するのに適した電圧、周波数、波形の駆動電圧を発
生し高圧配線７および光学素子の両端の集電極８を通し
て光学素子を駆動させる。

図５は本発明全体のより具体的な回路例である。

１尤よ液晶分散型の光学素子、６は昇圧装置の例として
の変圧器Ｂ、　　４は低電圧電源装置の例としての変圧
器Ａである。７は高圧配線であり昇圧装置と共にフレー
ム内に収納される。３は低電圧電力供給線、５は商用電
源配線である。

図６は直流の低電圧電力を液晶分散型の光学素子を駆動
するのに必要な高電圧の交流に変換するインバータの回
路例である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂マトリクス中に液晶を小滴状もしくは網状に
   含有し、印加する電圧により、透過光量、反射光量、透
   明度あるいは視野、色調などの調節をおこなう膜状の光
   変調物質を対向する一対の電極基板で挟持させた液晶分
   散型光学素子と、該光学素子を駆動するのに適した電圧
   を発生する該電極に接続された昇圧装置とが一体化され
   てなる調光板。
2. （２）商用電源を低電圧に降下させ、その低電圧電力を
   請求項１記載の調光板の昇圧装置に供給する給電方法。