KR102101772B1

KR102101772B1 - 조광 모듈

Info

Publication number: KR102101772B1
Application number: KR1020187029440A
Authority: KR
Inventors: 데츠시 요시다; 고이치 마키다이; 아키코 나가이
Original assignee: 도판 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2017-04-05
Publication date: 2020-04-17
Anticipated expiration: 2037-04-05
Also published as: US10921656B2; US20190041680A1; KR20180122416A; CN109073922A; JP2022133410A; JP7405188B2; JP7103217B2; CN109073922B; WO2017175796A1; JPWO2017175796A1; EP3444656A4; EP3444656A1; EP3444656B1

Abstract

본 실시 형태는, 저전압으로 구동 가능한 조광 모듈을 제공하는 것으로서, 실시 형태에 의한 조광 모듈 MDL은, 인가 전압에 의해 투명 상태와 불투명 상태를 전환 가능한 조광층 LQ와, 투명 도전 재료에 의해 형성된 제1 전극(34)과, 조광층 LQ를 사이에 두고 제1 전극(34)과 대향하여 배치되고, 투명 도전 재료에 의해 형성된 제2 전극(36)을 포함하는 조광 시트(30)와, 조광 시트(30)의 제1 전극(34) 및 제2 전극(36)에 구동 전압을 인가하는 구동 회로 DRV를 구비하고, 조광층 LQ의 최대 투과율이 먼셀 명도의 100％에 상당하는 것으로 하고, 급전부 PIN에 가장 가까운 영역에 있어서 먼셀 명도의 90％에 상당하는 투과율이 얻어지는 전압을 인가했을 때에, 급전부 PIN으로부터 가장 이격된 영역에 있어서 먼셀 명도의 50％에 상당하는 투과율보다도 높은 투과율이 얻어진다.

Description

조광 모듈

본 발명은 조광 모듈에 관한 것으로, 특히, 불투명 상태와 투명 상태를 전환 가능한 조광 시트를 구비한 조광 모듈에 관한 것이다.

불투명 상태(혹은 백탁 상태)와 투명 상태를 전환 가능한 조광 시트는 다양한 용도에서 사용되고 있다. 예를 들어, 조광 시트는, 전극 사이에 보유 지지된 액정층을 구비하고, 전극에 인가하는 전압에 의해 액정층에 포함되는 액정 분자의 배향 상태를 변화시켜, 입사된 광을 산란하는 불투명 상태와, 입사된 광을 투과하는 투명 상태를 전환 가능하게 구성되어 있다(예를 들어 일본 특허 공개 제2014-146051호 공보 참조).

조광 시트는, 예를 들어 유리 등의 투명 기재에 고정함으로써, 창 유리나 전시 윈도우, 칸막이 등에 채용하는 것이 가능해지는데, 예를 들어 프라이빗 공간과 퍼블릭 공간을 분리하기 위해서 등, 공간을 분리하는 설비로서 사용함이 가능해진다.

또한, 조광 시트와 태양 전지를 조합하여, 태양 전지로부터의 전력에 의해 조광 시트를 구동하는 발전 창 시스템이 제안되어 있다(예를 들어 일본 특허 공개 제2015-151798호 공보 참조).

그러나, 조광 시트의 전극으로서 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), 유기 도전막 등의 투명 도전막을 사용하면 배선 저항이 높아지고, 전극면 상에서 전압 구배가 발생하여, 구동하는 조광 시트의 면적이 커지면, 투과율의 불균일이 발생함을 억제하기 위하여 구동 전압을 높일 필요가 있었다.

도 18은, 조광 시트의 전극의 일단부로부터 인가하는 전압에 대한, 조광 시트의 직진 투과율의 값을 급전 위치로부터의 거리별로 예시하는 도면이다. 이 예에서는, 조광 시트의 직선 투과율은 중간조를 포함한 3단계(투명, 중간조 및 백탁)로 변화하는 것으로 한다.

도 18에서는, 급전 위치에 가장 가까운 조광 시트의 영역에 있어서의, 인가 전압에 대한 직선 투과율의 변화의 일례를 실선으로 나타내고 있다. 급전 위치로부터 가까운 순서대로, 파선 a, 파선 b, 파선 c에 의해, 조광 시트의 영역에 있어서의 인가 전압에 대한 직선 투과율의 변화의 일례를 나타내고 있다.

도 18에 도시하는 예에 의하면, 조광 시트의 급전 위치로부터 이격된 영역일수록, 급전 전압에 대한 직선 투과율은 낮게 되어 있다. 이것은, 투명 도전막의 배선 저항에 의해 전압 강하가 발생하여, 급전 위치로부터 이격된 영역일수록 조광층에 인가되는 실효 전압이 저하되기 때문이다.

상기한 바와 같이 면적이 큰 조광 시트의 모든 영역이 투명하다고 인식되도록 구동하기 위해서는 구동 전압을 높일 필요가 있어, 구동 전력을 낮게 억제하는 것은 곤란하였다. 그 때문에, 예를 들어 태양 전지로부터의 전력에 의해서만, 면적이 큰 조광 시트를 구동하는 것은 곤란하였다. 또한, 태양 전지로부터의 전력을 축적하는 축전지를 사용하는 경우에는, 충분히 큰 용량의 축전지를 탑재할 필요가 있어, 조광 시트를 탑재하는 기기의 외형이 대형화되거나, 중량화되거나 할 가능성이 있었다. 또한, 면적이 큰 조광 시트에 대하여, 전체면의 직선 투과율의 균일성을 확보하는 것이 곤란하여, 조광 모듈의 품질을 저하시킬 가능성이 있었다.

충분한 구동 전원을 확보하기 위하여, 조광 시트를 고정 전원과 접속하면, 접속하기 위한 배선이 필요해지기 때문에 조광 시트를 이동 가능하게 구성하는 것이 곤란한데, 예를 들어 가동식의 창 유리나 칸막이로서 사용하는 것이 곤란하였다.

또한, 전극의 막 두께를 크게 하면 배선 저항을 낮출 수 있지만, 조광 시트의 투과율이 저하되어, 조광 시트의 품질이 열화되어 버린다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 투과율의 불균일이 인식됨을 억제한 조광 시트를 구비한 조광 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

실시 형태에 의한 조광 모듈은, 인가 전압에 의해 투명 상태와 불투명 상태를 전환 가능한 조광층과, 투명 도전 재료에 의해 형성된 제1 전극과, 상기 조광층을 사이에 두고 상기 제1 전극과 대향하여 배치되고, 투명 도전 재료에 의해 형성된 제2 전극을 포함하는 조광 시트와, 상기 조광 시트의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압을 인가하는 구동 회로를 구비하고, 최대 투과율이 먼셀 명도의 100％에 상당하는 것으로 하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압을 인가하는 급전부에 가장 가까운 영역에 있어서 먼셀 명도의 90％에 상당하는 투과율이 얻어지는 전압을 인가했을 때에, 상기 급전부로부터 가장 이격된 영역에 있어서 먼셀 명도의 50％에 상당하는 투과율보다도 높은 투과율이 얻어지는 것이다.

또한, 실시 형태에 의한 조광 모듈의 상기 조광 시트는, 상기 제1 전극과 전기적으로 접속하고, 상기 제1 전극보다도 전기적 저항이 낮은 재료에 의해 형성된 제1 배선과, 상기 제2 전극과 전기적으로 접속하고, 상기 제2 전극보다도 전기적 저항이 낮은 재료에 의해 형성된 제2 배선을 포함한다.

또한, 실시 형태에 의한 조광 모듈은, 상기 제1 배선은 상기 제1 전극 상에 배치되고, 상기 제1 전극의 길이 방향과 대략 평행하게 연장된 복수의 제1 배선부와, 상기 제1 전극의 폭 방향과 대략 평행하게 연장되어, 인접한 상기 제1 배선부를 전기적으로 접속하는 복수의 제2 배선부를 구비하고, 상기 제2 배선은 상기 제2 전극 상에 배치되고, 상기 제2 전극의 길이 방향과 대략 평행하게 연장된 복수의 제3 배선부와, 상기 제2 전극의 폭 방향과 대략 평행하게 연장되어, 인접한 상기 제3 배선부를 전기적으로 접속하는 복수의 제4 배선부를 구비하는 것이다.

또한, 실시 형태에 의한 조광 모듈은, 복수의 상기 제1 전극이, 상기 조광 시트와 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 적층하는 방향과 대략 직교한 가상 평면 상에 매트릭스 형상으로 배치되고, 복수의 상기 제2 전극이, 상기 가상 평면과 대략 평행한 평면 상에, 복수의 상기 제1 전극과 대향하도록 매트릭스 형상으로 배치되고, 제1 방향으로 배열한 복수의 상기 제1 전극과 전기적으로 접속한 제1 배선을 복수 구비하고, 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 배열한 복수의 상기 제2 전극과 전기적으로 접속한 제2 배선을 복수 구비한 것이다.

또한, 실시 형태에 의한 조광 모듈에 있어서, 복수의 상기 제1 배선 각각은, 상기 제1 방향으로 배열한 복수의 상기 제1 전극의 행 사이에 있어서, 상기 제1 방향으로 연장되어 배치되고, 복수의 상기 제2 배선 각각은, 상기 제2 방향으로 배열한 복수의 상기 제2 전극의 열 사이에 있어서, 상기 제2 방향으로 연장되어 배치되어 있다.

또한, 실시 형태에 의한 조광 모듈은, 복수의 상기 제1 전극을 지지하는 제1 기재와, 복수의 상기 제2 전극을 지지하는 제2 기재를 더 구비하고, 복수의 상기 제1 배선 각각은, 상기 제1 기재를 사이에 두고 상기 제1 방향으로 배열한 복수의 상기 제1 전극의 행과 대향하여 배치되고, 상기 제1 기재에 형성된 스루홀을 통하여 대향하는 복수의 상기 제1 전극과 전기적으로 접속하고, 복수의 상기 제2 배선 각각은, 상기 제2 기재를 사이에 두고 상기 제2 방향으로 배열한 복수의 상기 제2 전극의 열과 대향하여 배치되고, 상기 제2 기재에 형성된 스루홀을 통하여 대향하는 복수의 상기 제2 전극과 전기적으로 접속하고 있다.

또한, 실시 형태에 의한 조광 모듈에 있어서, 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선의 폭은 20㎛ 이하이다.

또한, 실시 형태에 의한 조광 모듈에 있어서, 상기 조광층은, 고분자 분산형 액정, 혹은 고분자 네트워크형 액정에 의해 구성된다.

또한, 실시 형태에 의한 조광 모듈에 있어서, 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은 구리 배선을 포함한다.

또한, 실시 형태에 의한 조광 모듈은, 상기 구동 회로로 공급하는 전력을 축적하는 축전지와, 상기 축전지로 충전 전류를 공급하는 태양 전지를 더 구비하는 것이다.

또한, 실시 형태에 의한 조광 모듈은, 상기 조광 시트를 지지하는 투명 기재를 더 구비하고, 상기 태양 전지는 상기 투명 기재 상에 배치되고, 투명 또는 반투명하다.

또한, 실시 형태에 의한 조광 모듈은, 상기 조광 시트를 지지하는 투명 기재와,

상기 조광 시트 및 상기 투명 기재의 주위를 보유 지지하는 프레임체를 더 구비하고, 상기 태양 전지는 상기 프레임체 상에 배치되어 있다.

본 발명에 따르면, 투과율의 불균일이 인식됨을 억제한 조광 시트를 구비한 조광 모듈을 제공할 수 있다.

도 1은 일 실시 형태의 조광 모듈의 구성의 일례를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 조광 모듈의 선 Ⅱ-Ⅱ에 있어서의 단면의 일례를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 일 실시 형태의 조광 모듈의 조광 시트의 구성의 일례를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 일 실시 형태의 조광 모듈의 구성의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 제1 실시 형태의 조광 모듈의 전극의 구성예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시하는 조광 시트에 대하여 제1 배선 및 제2 배선의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 제1 실시 형태의 조광 모듈의 구동 회로의 일례를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 8은 제1 실시 형태의 조광 모듈의 구동 회로의 다른 예를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 9는 제2 실시 형태의 조광 모듈의 조광 시트의 구성의 일례를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 10은 도 9에 도시하는 조광 시트의 선 IX-IX에 있어서의 단면의 일례를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 11a는 조광 모듈의 조광 시트의 전극 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 11b는 조광 모듈의 조광 시트의 전극 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 제3 실시예의 조광 모듈의 단면의 일례를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 13은 제4 실시예의 조광 모듈의 조광 시트의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 14는 제4 실시예의 조광 모듈의 조광 시트의 구성을 개략적으로 도시하는 분해 사시도이다.
도 15는 제4 실시예의 조광 모듈의 구동 회로의 일례를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 16은 제5 실시예의 조광 모듈의 조광 시트의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 17은 제5 실시예의 조광 모듈의 조광 시트의 구성을 개략적으로 도시하는 분해 사시도이다.
도 18은 조광 시트의 전극의 일단부로부터 인가하는 전압에 대한, 조광 시트의 직진 투과율의 값을 급전 위치로부터의 거리마다 예시하는 도면이다.
도 19는 일 실시 형태의 조광 모듈의 조광 시트와 태양 전지의 구성의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 일 실시 형태의 조광 모듈의 조작부의 일례를 설명하는 도면이다.

이하, 복수의 실시 형태의 조광 모듈에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 단, 도면은 모식적 또는 개념적인 것이며, 각 도면의 치수 및 비율 등은 반드시 현실의 것과 동일하다고는 할 수 없음에 유의해야 한다. 또한, 도면의 상호간에 동일한 부분을 나타내는 경우에 있어서도, 서로의 치수의 관계나 비율이 상이하게 표현되는 경우도 있다. 특히, 이하에 기재하는 몇 가지의 실시 형태는, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 장치 및 방법을 예시한 것으로서, 구성 부품의 형상, 구조, 배치 등에 의해, 본 발명의 기술 사상이 특정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 동일한 기능 및 구성을 갖는 요소에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 중복 설명은 필요한 경우에만 행한다.

도 1은, 일 실시 형태의 조광 모듈 MDL의 구성의 일례를 개략적으로 도시하는 사시도이다.

도 2는, 도 1에 도시하는 조광 모듈 MDL의 선 Ⅱ-Ⅱ에 있어서의 단면의 일례를 개략적으로 도시하는 도면이다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 조광 모듈 MDL의, 짧은 변(폭) 방향을 제1 방향 X, 긴 변(길이) 방향을 제2 방향 Y, 두께(적층) 방향을 제3 방향 Z로 한다.

본 실시 형태의 조광 모듈 MDL은, 투명 기재(10)와, 태양 전지(20)와, 조광 시트(30)와, 프레임체(40)를 구비하고 있다. 투명 기재(10)와 태양 전지(20)와 조광 시트(30)는, 제3 방향 Z로 적층되어 있다.

투명 기재(10)는, 예를 들어 유리나 아크릴 수지 등의 투명 절연 기재이다. 투명 기재(10)는, 후술하는 태양 전지(20) 및 조광 시트(30)를 지지하고, 투명 기재(10)의 두께는, 건축재용, 차량용, 자동차용, 항공기용, 선박용 등 용도에 따라 적절한 것을 채용하는 것이 바람직하다. 조광 모듈을 건축재로서 사용하는 경우에는, 예를 들어 조광 모듈 MDL의 두께가 적어도 3㎜ 이상으로 되는 유리를 투명 기재(10)로서 사용할 수 있다.

태양 전지(20)는, 태양광이나 조명광 등의 빛 에너지를 전력 에너지로 변환하여 출력하는 광전 변환부이다. 태양 전지(20)는, 투명 기재(10)의 한쪽의 면 상에 적층되어 설치된 투광성(투명 혹은 반투명)의 광전 변환부이다. 태양 전지(20)는, 투명 기재(10) 상에 직접 형성되어 있어도 되고, 투명 기재(10)와는 상이한 기재 상에 형성된 상태에서, 투명 기재(10) 상에 적층되어도 상관없다.

조광 시트(30)는, 태양 전지(20) 상에 배치되어 있다. 조광 시트(30)는, 인가되는 전압에 의해 투명 상태와 산란 상태(불투명 상태)를 전환 가능한 필름이다. 또한, 조광 시트(30)는, 인가되는 전압에 의해, 투명 상태와 산란 상태 사이의 중간조를 전환 가능하다. 조광 시트(30)가 투명 상태일 때에는, 조광 시트(30)의 일방측으로부터 타방측을 시인 가능하다. 조광 시트(30)가 불투명 상태일 때에는, 조광 시트(30)의 일방측으로부터 타방측을 시인할 수 없게 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 조광 시트(30)는, 전압을 인가하고 있지 않을 때에는 산란 상태이며, 인가하는 전압을 크게 하면 산란 상태로부터 투명 상태로 전환되는, 노멀 타입의 조광층을 구비하고 있는 것으로 한다. 그러나, 조광 시트(30)는, 상기 노멀 타입의 구성에 한정되는 것은 아니며, 전압을 인가하고 있지 않을 때에 투명 상태이며, 인가하는 전압을 크게 하면 투명 상태로부터 산란 상태로 전환되는, 리버스 타입의 조광층을 구비하고 있어도 상관없다.

조광 시트(30)는, 예를 들어 고분자 분산형 액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal), 또는 고분자 네트워크형 액정(PNLC: Polymer Network Liquid Crystal)으로부터 선택되는 액정을 포함하는 액정층을, 조광층으로서 구비하고 있다. 조광층은 투명 전극 사이에 배치된다. 조광 시트(30)의 직진 투과율은, 투명 전극 사이에 인가되는 전압에 의해 제어된다. 본 실시 형태에 있어서, 조광층은, 예를 들어 대략 20㎛의 두께이다.

또한, 조광 시트(30)의 액정층은 상기 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 조광 시트(30)는, 일렉트로크로믹 재료를 사용하여 투과율을 제어 가능하게 구성된 조광층을 구비해도 되고, 또한 고분자 액정 재료 이외에 의해 구성된 액정층을 조광층으로서 구비해도 된다. 조광층으로서의 액정층은, 배향 방식으로서, 예를 들어 TN 방식, VA 방식, IPS 방식, OCB 방식 등 여러 배향 방식을 채용하는 것이 가능하다.

프레임체(40)는, 투명 기재(10)와, 태양 전지(20)와, 조광 시트(30)의 주위를 둘러싸도록 보유 지지하고 있다. 예를 들어, 프레임체(40)는, 투명 기재(10), 태양 전지(20) 및 조광 시트(30)의 단부와의 사이에 공간이 형성되도록 구성되어 있다. 프레임체(40) 내의 공간에는, 회로 기판(도시하지 않음)이나 축전지 등을 수용하는 것이 가능하다.

도 3은, 일 실시 형태의 조광 모듈의 조광 시트의 구성의 일례를 설명하기 위한 평면도이다. 조광 시트(30)는, 조광층에 전압을 인가하는 급전부 PIN을 갖고 있다. 급전부 PIN은, 대략 직사각 형상의 조광 시트(30)의 하나의 코너 근방에 설치되어 있다.

여기서, 조광 시트(30)는 가상적인 단위 면적별 영역 「1」 내지 「84」를 포함하는 것이라고 하자. 또한, 급전부 PIN은, 조광 시트(30)의 영역 「1」에 설치되어 있다. 따라서, 급전부 PIN에 가장 가까운 영역은 「1」이며, 급전부 PIN으로부터 가장 이격된 영역은 「84」가 된다.

조광 시트(30)의 조광층은 투명 전극 사이에 배치되고, 급전부 PIN으로부터 투명 전극에 인가되는 전압에 의해 투명 상태와 산란 상태로 전환된다. 조광 시트(30)의 면적이 커지면, 급전부 PIN으로부터 이격된 조광 시트(30)의 영역에서는, 투명 전극의 저항에 의해 전압 강하가 발생하여, 조광층에 인가되는 실효 전압이 저하된다. 급전부 PIN 근방과, 급전부 PIN으로부터 이격된 위치에 있어서 실효 전압의 차가 커지면, 급전부 PIN 근방에서는 조광 시트(30)가 투명해지고, 급전부 PIN으로부터 이격된 위치에서는 조광 시트(30)가 불투명해져 버린다.

그래서, 본 실시 형태에서는, 조광 시트(30)의 평면 방향(X-Y 방향)에 있어서의 직진 투과율의 경사(최대 전압 구배)를 작게 하여, 투과율의 균일성을 확보(투과율의 불균일이 인식됨을 억제)하기 위하여, 급전 위치 근방의 단위 면적 영역에 있어서 조광층에 인가되는 전압(실효 전압)과, 급전 위치로부터 이격된 단위 면적 영역에 있어서 조광층에 인가되는 전압(실효 전압)의 차를, 소정의 값 이하로 하고 있다.

이하에, 급전부 PIN의 근방의 조광 시트(30)의 영역과, 급전부 PIN으로부터 이격된 조광 시트(30)의 영역에 있어서, 조광층에 인가되는 전압의 차에 대하여 허용 가능한 범위를 검토한다.

도 4는, 일 실시 형태의 조광 모듈의 구성의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 여기에서는, 조광 시트(30)의 급전부 PIN 근방(예를 들어 도 3의 영역 「1」)의 영역에 대응하는 조광 모듈 MDL의 직선 투과율과, 인가 전압의 관계의 일례를 실선의 그래프 G1로 나타내고 있다. 또한, 조광 모듈 MDL의 인가 전압과 투과율의 관계의 특성은, 조광 시트(30)의 인가 전압과 투과율의 관계와 대략 동등한 것이다.

도 4에 도시하는 예에서는, 조광 모듈 MDL의 직선 투과율이 포화되었을 때의 포화 투과율(최대 투과율)은 67％이다. 한편, 인간이 불투명하다고 인식하는 최소 투과율은 0％이다. 여기서, 조광 시트(30)의 전체면을 투명 상태로 하는 경우, 급전부 PIN의 근방의 영역과, 급전부 PIN으로부터 가장 먼 영역 사이의 휘도 경사를 작게 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 조광 시트(30)를 투명 상태와 불투명 상태의 2계조로 전환할 때에는, 급전부 PIN으로부터 가장 먼 영역에 대응하는 조광 모듈 MDL의 부분에 있어서, 예를 들어 먼셀 명도의 50％의 투과율을 하회하면, 급전부 PIN의 근방과 비교하여 상이한 계조로서 인식되는 경우가 있었다. 한편, 급전부 PIN으로부터 가장 먼 영역에 대응하는 조광 모듈 MDL의 부분에 있어서 충분한 투과율을 얻기 위하여, 급전부 PIN에 고전압을 인가하면, 조광 시트(30)의 소비 전력을 낮게 억제하는 것이 곤란하였다.

그래서, 본원의 발명자들은, 본 실시 형태의 조광 모듈 MDL에서는, 급전부 PIN 근방의 영역과 급전부 PIN으로부터 가장 이격된 영역의, 조광층에 인가되는 실효 전압의 전압차에 대하여 허용되는 범위를 검토하였다.

예를 들어, 먼셀 명도 90％로부터 먼셀 명도 50％로의 연속적인 면의 휘도 변화를 인간이 시인하였을 때에, 균일적인 휘도라고 인식 가능하였다. 인간의 눈의 감도는 절대적인 밝기에 대한 감도보다도, 상대적인 밝기에 대한 감도가 더 우수하기 때문에, 먼셀 명도 90％로부터 먼셀 명도 50％로의 연속적인 휘도 변화에 상당하는 상대적인 휘도 변화에 대해서도, 마찬가지로 균일적인 휘도라고 인식되는 것이다.

먼셀 명도의 90％에 대응하는 투과율은 78.7％이며, 먼셀 명도의 50％에 대응하는 투과율은 19.8％이다. 이때, 먼셀 명도의 100％를 조광 시트(30)의 최대 투과율인 67％로 하고, 먼셀 명도의 0％를 인간이 불투명하다고 인식하는 최소 투과율인 0％로 하면, 조광 시트(30)에 있어서의 먼셀 명도 90％에 상당하는 투과율로부터 먼셀 명도 50％에 상당하는 투과율로의 변화는, 전체면이 투명 상태라고 인식 가능한 것이다.

먼셀 명도 90％는, 상대적으로 52.729％(=67×0.787)의 직선 투과율에 상당한다. 도 4에 도시하는 그래프에 의하면, 급전부 PIN의 근방의 영역에 대응하는 조광 모듈 MDL의 부분에 있어서의 직선 투과율이 52.729％일 때의 인가 전압 V90은 대략 11.3V이다.

또한, 먼셀 명도 50％는, 상대적으로 13.266％(=67×0.198)의 직선 투과율에 상당한다. 도 4에 도시하는 그래프에 의하면, 급전부 PIN의 근방의 영역에 있어서의 조광 모듈 MDL의 부분에 있어서의 직선 투과율이 13.266％일 때의 인가 전압 V50은 대략 6.7V이다.

이 결과에 의하면, 조광 시트(30)의 전체면을 투명 상태로 하였을 때에, 급전부 PIN 근방의 영역과 급전부 PIN으로부터 가장 이격된 영역에서, 허용되는 실효 전압의 전압차는, 4.6V(=11.3V-6.7V)이다. 즉, 급전부 PIN 근방의 영역과 급전부 PIN으로부터 가장 이격된 영역에 있어서의, 조광층에 인가되는 전압의 차가 4.6V 이하일 때에, 조광 시트(30)의 전체면에 있어서 균일한 휘도라고 인식되는 것이다.

또한, 도 4에서는, 급전부 PIN으로의 인가 전압에 대한, 조광 모듈 MDL의 영역의 직선 투과율을, 급전부 PIN으로부터 가까운 순서대로 파선의 그래프 G2, G3, G4에 의해 나타내고 있다.

급전부 PIN에 가장 가까운 영역에 대응하는 조광 모듈 MDL의 부분에 있어서, 먼셀 명도의 90％에 상당하는 투과율이 얻어지도록 급전부 PIN에 인가 전압 V90을 공급했을 때에, 그래프 G2에서는 먼셀 명도의 50％에 상당하는 투과율보다도 높은 투과율이 얻어지고, 그래프 G3에서는 먼셀 명도의 50％에 상당하는 투과율과 동일한 투과율이 얻어지고, 그래프 G4에서는 먼셀 명도의 50％에 상당하는 투과율보다도 낮은 투과율이 얻어졌다.

예를 들어, 인가 전압에 대한 직선 투과율의 특성이, 도 3에 도시하는 조광 시트(30)의 영역 「1」에 대응하는 조광 모듈 MDL의 부분에 있어서 그래프 G1일 때에, 조광 시트(30)의 영역 「84」에 대응하는 조광 모듈 MDL의 부분에 있어서 그래프 G2 및 그래프 G3일 때에는, 조광 시트(30) 및 조광 모듈 MDL의 전체면에 있어서 균일적인 휘도라고 인식할 수 있었다.

그러나, 인가 전압에 대한 직선 투과율의 특성이, 도 3에 도시하는 조광 시트(30)의 영역 「1」에 대응하는 조광 모듈 MDL의 부분에 있어서 그래프 G1일 때에, 조광 시트(30)의 영역 「84」에 대응하는 조광 모듈 MDL의 부분에 있어서 그래프 G4일 때에는, 영역 「1」과 영역 「84」에 대응하는 부분의 휘도가 상이한 계조로 인식되었다.

즉, 조광 모듈 MDL의 최대 투과율이 먼셀 명도의 100％에 상당하는 것으로 하고, 조광층에 전압을 인가하는 급전부 PIN에 가장 가까운 조광 시트(30)의 영역에 대응하는 조광 모듈 MDL의 부분에 있어서 먼셀 명도의 90％에 상당하는 투과율이 얻어지는 전압을 인가했을 때에, 급전부 PIN으로부터 가장 이격된 조광 시트(30)의 영역에 대응하는 조광 모듈 MDL의 부분에 있어서 먼셀 명도의 50％에 상당하는 투과율 이하의 투과율이 되는 경우에는, 가장 투과율이 높은 영역과 가장 투과율이 낮은 영역이 상이한 계조로서 인식되어, 조광 시트(30)의 투과율에 불균일이 있는 것처럼 인식되게 된다.

상기한 점에서, 조광 모듈 MDL의 최대 투과율이 먼셀 명도의 100％에 상당하는 것으로 하고, 조광층에 전압을 인가하는 급전부 PIN에 가장 가까운 조광 시트(30)의 영역에 대응하는 조광 모듈 MDL의 부분에 있어서 먼셀 명도의 90％에 상당하는 투과율이 얻어지는 전압을 인가했을 때에, 급전부 PIN으로부터 가장 이격된 조광 시트(30)의 영역에 대응하는 조광 모듈 MDL의 부분에 있어서 먼셀 명도의 50％에 상당하는 투과율보다도 높은 투과율이 얻어지는 것으로 함으로써, 조광 시트(30)의 전체면에 있어서 균일한 휘도인 것처럼 인식되게 된다.

또한, 본원의 발명자들은, 상기 조광 시트(30)를 급전부 PIN으로부터의 거리에 의해 가상적으로 복수의 영역으로 분리하고, 급전부 PIN으로부터 가까운 순서대로, 인가 전압에 대한 직선 투과율의 n개의 그래프 G1, G2, G3, …Gn을 취득하여, 상이한 계조로서 시인되는 경계에 대하여 검토하였다. 이 결과, 조광 시트(30)의 최대 직선 투과율의 휘도를 먼셀 명도의 100％로 하였을 때에, 급전부 PIN으로부터 가장 가까운 영역에서 먼셀 명도의 90％에 상당하는 투과율이 얻어지는 전압을 V90으로 하고, 먼셀 명도의 50％에 상당하는 투과율이 얻어지는 전압을 V50으로 하였을 때, 그래프 Gk(k<n)의 V90에 대응하는 투과율이, 그래프 G1의 V50에 대응하는 투과율 이상일 때에, 급전부 PIN 근방과 급전부 PIN으로부터 k번째로 이격된 영역의 전압 강하가 작아져, 조광 시트(30)의 투과율차(휘도 경사)가 인식되지 않는 것임을 발견하였다. 환언하면, 본원의 발명자들은, k번째의 영역보다도 급전부 PIN으로부터 이격된 영역에 대해서는, 조광 시트(30)의 투과율차(기동 경사)가 인식되는 것임을 발견하였다.

상기 조광 시트(30)는, 폭(X 방향)이 750㎜, 높이(Y 방향) 1700㎜의 크기이며, 짧은 변과 긴 변이 교차하는 위치 근방에서 짧은 변을 따라 연장된 350㎜의 급전부 PIN을 배치한 것이다. 투명 기재(10)는 유리이며, 급전부 PIN으로부터 1600㎜ 이격된 영역에 있어서의 시트 저항은 대략 4.267R(=R×(1600/375))이다. 이 조광 시트(30)의 조광층에 전압을 인가하는 투명 전극은 ITO에 의해 형성되고, ITO의 시트 저항 R(Ω/□)은 대략 100(Ω) 이상 300(Ω) 이하이다. 따라서, 급전부 PIN으로부터 가장 이격된 영역에 있어서의 전극 저항은 대략 427(Ω) 내지 1280(Ω)이 된다. 이상에 의해, 급전부 PIN 근방의 영역과, 급전부 PIN으로부터 가장 이격된 영역에서의 저항값은 대략 4.3배의 상이가 발생하는 점에서, 급전부 PIN으로부터 이격된 위치에서 급전부 PIN으로부터 인가한 전압이 강하하는 것으로 귀결되어 있는 것이라고 생각된다.

상기 일 실시 형태의 조광 모듈에 의하면, 조광 시트(30)의 투과율이 균일한 것으로 인식되어, 저전압으로 구동하는 것이 가능해진다.

이하, 상술한 일 실시 형태의 조광 모듈 MDL의 복수의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하여 더 상세하게 설명한다.

(제1 실시 형태)

도 5는, 제1 실시예의 조광 모듈 MDL의 조광 시트의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

본 실시 형태의 조광 시트(30)는, 제1 기재(32)와, 제1 전극(34)과, 제1 배선 W1과, 액정층 LQ와, 제2 배선 W2와, 제2 전극(36)과, 제2 기재(38)를 구비하고 있다.

제1 기재(32)는, 제1 전극(34)을 지지하는 투명한 절연성 기재이며, 예를 들어 PET(polyethylene terephthalate)에 의해 형성된 필름이다. 본 실시 형태에서는, 제1 기재(32)는, 두께가 대략 50㎛인 PET 필름이다. 또한, 조광 시트(30)의 두께나 강도를 고려하면, 제1 기재(32)의 두께는, 예를 들어 50㎛ 이상 200㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.

제1 전극(34)은, 제1 기재(32) 상에 형성되어 있다. 제1 전극(34)은, 예를 들어 ITO나 IZO 등의 유기 도전 재료, 또는, PEDOT나 PEDOT/PSS 등의 도전성 고분자 재료 등의 투명한 도전 재료에 의해 형성된 투명 전극이며, 두께는 대략 80㎚ 이상 150㎚ 이하이다. 제1 전극(34)은, 제1 기재(32)의 액정층 LQ측의 면 상에 있어서, 대략 전체면에 형성되어 있다.

제1 배선 W1은, 제1 전극(34) 상에 있어서, 후술하는 소정의 패턴으로 되도록 배치되어 있다. 제1 배선 W1은, 적어도 제1 전극(34)보다도 전기적 저항이 작은 재료에 의해 형성된 배선이다. 본 실시 형태에서는, 제1 배선 W1은, 예를 들어 구리 배선이다. 또한, 제1 배선 W1은, 구리나 알루미늄이나 은 등, 제1 전극(34)보다도 전기적 저항이 낮은 재료에 의해 형성된 배선을 사용할 수 있다.

또한, 제1 배선 W1 및 후술하는 제2 배선 W2로서, 금속을 형성 재료로 하는 경우, 금속 세선은 투명 도전성 산화물을 형성 재료로 하는 전극(제1 전극(34) 및 제2 전극(36)을 포함한다)보다도 저항값은 낮은 한편, 금속 특유의 광 반사 때문에 시인하기 쉬워, 금속 세선에 의한 패턴이 보이기 쉽다. 그 때문에, 금속을 형성 재료로 하는 배선을 구비하는 조광 모듈에 있어서는, 배선의 표면 반사를 억제함으로써 시인되기 어렵게 하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 제1 배선 W1, 제2 배선 W2를 구리(Cu)로 형성하는 경우, 구리 배선을 형성한 후, 흑색, 청색, 녹색 등의 암색계 색상을 나타내는 바와 같이, 구리 배선의 표면에 각종 약품을 사용한 습식 처리에 의한 피막을 형성함을 생각할 수 있다.

또한, 제1 배선 W1, 제2 배선 W2는 단층의 구리 배선이 아니라, 구리층의 상하 적어도 한쪽에 구리층보다도 반사율이 낮은 산질화구리층(CuNO)을 형성하는 것이 유효하다. 산질화구리층을 구비하는 적층체의 제조 시에는, 기재 표면에 스퍼터법을 사용하여 제1 산질화구리층, 구리층, 제2 산질화구리층을 순차 형성하는 방법이 채용된다.

상기 구리층의 두께는, 0.2μ 이상 필요하며, 상기 제1·제2 산질화구리층의 두께는, 30㎚ 이상 50㎚ 이하이며, 또한, 상기 구리층의 두께에 있어서의 25％ 이하의 값인 것이 바람직하다. 제1 산질화구리층의 두께가 30㎚ 이상 50㎚ 이하이면, 제1 산질화구리층은, 기재와 구리층 사이의 밀착성을 높이는 데 있어서 충분한 두께를 갖고 있다. 게다가, 제1 산질화구리층의 두께가 구리층의 두께의 25％ 이하의 값이기 때문에, 기재와 구리층 사이의 밀착성을 유지하면서도, 배선층의 전체에 있어서의 두께와 구리의 사용량이, 과잉으로 커짐이 억제된다.

스퍼터법에 의해 성막되는 산질화구리층(CuNO)의 채용이 유리한 이유로서, 질화구리(CuN)는 화학적으로 불안정하고, 공기 중의 산소와 반응하기 쉬워, 성막 후의 광학 특성(색상)의 변화가 크지만, N, O의 어시스트 가스량을 제어한 스퍼터 성막에 의한 산질화구리층은, 성막 후의 광학 특성이 안정되기 쉬워, 원하는 색상의 조성을 얻는 데 있어서 우위성을 갖는다.

표면 반사의 억제에 의한 시인성 저감에 있어서, 산질화구리층(CuNO)의 반사율, 색상으로서는, JIS Z 8722에 준거하는 XYZ 표색계의 3자극값 중, Y의 값이 20％ 이하이고, Lab 표색계에 있어서의 L^*는 55 이하, a^*, b^*는 부(-)의 값인 것이 바람직하다.

또한, 제1 배선 W1 및 제2 배선 W2는, 은 페이스트와 카본의 적층체를 하지층으로서 투명 도전성 산화물 상에 배치되어 있다. 하지층의 은 페이스트는, 투명 도전성 산화물과 구리 배선의 밀착성을 향상시킨다. 하지층의 카본은, 은 페이스트의 표면의 요철을 평탄화하는 것으로서, 은 페이스트와 구리 배선 사이에 개재된다. 이것에 의해, 제1 배선 W1 및 제2 배선 W2를 투명 도전성 산화물 상의 소정의 위치에 고정하고 있다.

제1 배선 W1의 제1 방향 X에 있어서의 피치 P1은, 2.85㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 제1 배선 W1의 폭 P2는, 시인되지 않을 정도로 충분히 작은 크기로 하는 것이 바람직하다. 제1 배선 W1의 폭 P2를 예를 들어 20㎛ 이하로 함으로써, 2m 이격된 위치로부터 제1 배선 W1은 시인되지 않았다. 예를 들어, 조광 시트(30)의 투명 전극은, 짧은 변이 100㎜이며 긴 변이 1000㎜이고 저항값이 대략 1200Ω이다. 투명 전극에 제1 배선 W1을 설치했을 때의 저항값이 투명 전극의 100분의 1인 12Ω가 되도록 하면, 긴 변 방향으로 연장된 20㎛ 폭의 구리 배선을 100㎜의 폭(짧은 변 방향)으로 35개 배치함으로써, 실현 가능해진다. 이 경우, 구리 배선의 피치는 2.85㎜가 된다.

액정층 LQ는, 인가되는 전압에 의해 투명 상태와 불투명 상태를 전환 가능한 조광층이다. 액정층 LQ는, 고분자 분산형 액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal), 혹은 고분자 네트워크형 액정(PNLC: Polymer Network Liquid Crystal)에 의해 구성된다. PNLC는, 고분자 네트워크 중에 액정 재료가 분산된 구조를 갖고 있으며, 고분자 네트워크 중의 액정 재료는, 연속상을 갖고 있다. PDLC는, 고분자에 의해 액정이 분산, 즉 고분자 내에 있어서 액정이 상분리된 구조를 갖고 있다. 고분자층(폴리머층)으로서는 광 경화 수지를 사용할 수 있다. 예를 들어, PNLC는, 광 중합형의 고분자 전구체(모노머)에 액정 재료를 혼합시킨 용액에 자외선을 조사하고, 모노머를 중합시켜 폴리머를 형성하고, 그 폴리머의 네트워크 중에 액정 재료가 분산된다. 액정층 LQ의 액정 재료로서는, 포지티브형(P형)의 네마틱 액정이 사용된다. 즉, 무전압(무전계) 시에 액정 분자의 장축(디렉터)이 랜덤하게 배향되고, 전압 인가(전계 인가) 시에 액정 분자의 디렉터가 기판면에 대하여 거의 수직으로 배향된다.

즉, 액정층 LQ는, 전압이 인가되지 않을 때에는 불투명 상태로 되고, 전압이 인가되었을 때에 투명 상태로 되는 조광층이다. 액정층 LQ는, 예를 들어 제1 기재(32) 및 제2 기재(38)를 접합하는 시일재(도시하지 않음)에 의해 봉입되어 있다.

제2 기재(38)는, 제2 전극(36)을 지지하는 투명한 절연성 기재이며, 예를 들어 PET(polyethylene terephthalate)에 의해 형성된 필름이다. 본 실시 형태에서는, 제2 기재(38)는, 두께가 대략 50㎛인 PET 필름이다. 또한, 조광 시트(30)의 두께나 강도를 고려하면, 제2 기재(38)의 두께는, 예를 들어 50㎛ 이상 200㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 액정층 LQ의 두께가 대략 20㎛라고 하면, 조광 모듈 MDL의 두께는 대략 120㎛ 이상 420㎛ 이하이다. 제1 기재(32)와 제2 기재(38)는, 조광층인 액정층 LQ를 끼움 지지하도록 배치된 1쌍의 기재이다.

제2 전극(36)은, 제2 기재(38) 상에 형성되고, 제1 전극(34)과 대향하도록 배치되어 있다. 제2 전극(36)은, 예를 들어 ITO나 IZO 등의 유기 도전 재료, 또는, PEDOT나 PEDOT/PSS 등의 도전성 고분자 재료 등의 투명한 도전 재료에 의해 형성된 투명 전극이며, 두께는 대략 80㎚ 이상 150㎚ 이하이다. 제2 전극(36)은, 제2 기재(38)의 액정층 LQ측의 면 상에 있어서, 대략 전체면에 형성되어 있다.

제2 배선 W2는, 제2 전극(36) 상에 있어서, 후술하는 소정의 패턴이 되도록 배치되어 있다. 제2 배선 W2는, 적어도 제2 전극(36)보다도 전기적 저항이 작은 재료에 의해 형성된 배선이다. 본 실시 형태에서는, 제2 배선 W2는, 예를 들어 구리 배선이다. 또한, 제2 배선 W2는, 구리나 알루미늄이나 은 등, 제2 전극(36)보다도 전기적 저항이 낮은 재료에 의해 형성된 배선을 사용할 수 있다.

제2 배선 W2의 제1 방향 X에 있어서의 피치 P3은, 제1 배선 W1의 피치 P1과 마찬가지로 2.85㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 제2 배선 W2의 폭 P4는, 시인되지 않을 정도로 충분히 작은 크기로 하는 것이 바람직하다. 제2 배선 W2의 폭 P4를 예를 들어 20㎛ 이하로 함으로써, 2m 이격된 위치로부터 제2 배선 W2는 시인되지 않았다.

제1 배선 W1 및 제2 배선 W2는, 도 5의 깊이 방향(제2 방향 Y)으로 연장된 배선부(후술하는 제1 배선부 및 제3 배선부)를 구비하고, 도 5의 폭 방향(제1 방향 X)으로 소정의 피치로 배열하여 배치하고 있다. 도 5에 도시하는 예에서는, 제1 배선 W1은, 제2 배선 W2가 배치되지 않는 제2 전극(36)의 위치와 대향하도록 배치되고, 제2 배선 W2는, 제1 배선 W1이 배치되지 않는 제1 전극(34)의 위치와 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 제1 배선 W1과 제2 배선 W2는 대향하도록 배치되어도 상관없지만, 제1 배선 W1을 제2 배선 W2가 배치되지 않는 위치와 대향하도록 배치함으로써, 제1 배선 W1 및 제2 배선 W2를 형성하는 위치가 어긋났을 때에 투과율의 변동이 발생함을 피함과 함께, 무아레 등에 의해 조광 시트의 품질이 열화됨을 회피할 수 있다.

도 6은, 제1 실시 형태의 조광 모듈 MDL의 조광 시트(30)에 대하여 제1 배선 W1 및 제2 배선 W2의 구성예를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 배선 W1 및 제2 배선 W2는 동일한 패턴이며, 도 6에서는, 제1 배선 W1과 제2 배선 W2의 공통된 패턴을 도시하고 있다.

제1 배선 W1은, 제2 방향 Y로 연장된 복수의 제1 배선부 WY와, 제1 배선부 WY 사이에 있어서 제1 방향 X로 연장된 복수의 제2 배선부 WX를 구비하고 있다. 제2 배선 W2는, 제2 방향 Y로 연장된 복수의 제3 배선부 WY와, 제3 배선부 WY 사이에 있어서 제1 방향 X로 연장된 복수의 제4 배선부 WX를 구비하고 있다.

제1 방향 X에 인접하는 제2 배선부 WX는, 제2 방향 Y에 있어서 상이한 위치에 배치되어 있다. 또한, 제2 배선부 WX 사이의 폭 P5는 대략 1100㎛이다. 복수의 제1 배선부 WY는 복수의 제2 배선부 WX에 의해 서로 전기적으로 접속하고 있다. 환언하면, 제1 배선 W1 및 제2 배선 W2는, 그물눈 형상의 도전층이다.

조광 시트(30)는, 예를 들어 제2 방향 Y로 상기한 바와 같이 제1 배선 W1 및 제2 배선 W2를 그물눈 형상으로 배치하면, 예를 들어 제2 방향 Y로 권취된 롤 형상의 조광 시트를 어느 위치에서 커트하든, 금속 배선(제1 배선 W1 및 제2 배선 W2)이 그 중에 존재하게 되어, 저저항화의 효과를 지속할 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1 배선 W1 및 제2 배선 W2의 배선폭 P2, P4는 20㎛ 이하로 하고, 제1 배선부 WY 사이의 폭 P1, P3을 2.85㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.

여기서, 예를 들어 짧은 변 10㎜, 긴 변 1000㎜의 ITO의 전극 상에, 긴 변 방향으로 연장되는 복수의 구리 배선을 피치 0.3㎜로 형성하는 경우에 대하여 검토한다. ITO의 시트 저항은 대략 100Ω이다. 구리의 저항률은 1.68×10^- ⁸Ωm이다. 이때, ITO의 전극 상에 배치되는 구리 배선은 대략 33(10㎜÷0.3㎜≒33)개이다.

상기 조건에 있어서, ITO의 전극의 저항값은, 10,000Ω(R_ITO1m=100Ω×1000㎜/10㎜=10,000Ω)이다.

또한, 구리 배선 1개분의 저항값 R_Cu1m은 하기와 같이 된다.

R_Cu1m/개=1.68×10^- ⁸Ωm×(1/4×10^-11)=420Ω

R_Cu1m=420Ω÷33=12.7Ω

상기 조건에 있어서, ITO의 전극의 저항값 R_ITO1m과, 구리 배선의 저항값 R_Cu1m의 비는, R_ITO1m:R_Cu1m=1,000:1.27=787:1이 된다.

즉, 상기 조건에 있어서, 구리 배선의 저항값은 ITO의 전극의 저항값보다도 충분히 작은 값이 된다. 따라서, ITO의 전극 상에 구리 배선을 배치함으로써, ITO의 전극 및 구리 배선에 전압을 인가했을 때에, 급전 위치로부터의 거리에 따라 발생하는 전압 구배를 개선하는 것이 가능해진다.

도 7은, 제1 실시 형태의 조광 모듈 MDL의 구동 회로의 일례를 개략적으로 도시하는 블록도이다.

본 실시 형태의 조광 모듈 MDL은, 컨트롤러 CTR과, 구동 회로 DRV와, 축전지 BT와, 충전/방전 회로 CH를 구비하고 있다. 컨트롤러 CTR과, 구동 회로 DRV와, 축전지 BT와, 충전/방전 회로 CH는, 조광 모듈 MDL의 프레임체(40) 내의 공간에 수용되어 있다.

컨트롤러 CTR은, 예를 들어 CPU나 MPU 등의 프로세서(도시하지 않음)와, 메모리(도시하지 않음)를 구비한 연산 회로이다. 컨트롤러 CTR은, 외부와 통신 가능하게 구성되고, 각종 센서에서의 검출값이나, 유저가 조작 가능한 리모컨 등의 인터페이스로부터의 명령값을 수신하고, 수신된 값에 기초하여 구동 회로 DRV를 제어할 수 있다.

충전/방전 회로 CH는, 태양 전지(20)로부터 출력된 전류에 의해 축전지를 충전하고, 축전지로부터 구동 회로로 직류 전압을 공급한다. 충전/방전 회로 CH는, 예를 들어 축전지 BT의 전압 등에 따라 축전지 BT의 충전 전류를 제어한다. 또한, 충전/방전 회로 CH는, 제어 회로 CTR로부터의 제어 신호에 기초하여, 축전지 BT를 방전하여 구동 회로 DRV로 직류 전압을 공급한다. 또한, 충전/방전 회로 CH는, 축전지 BT가 만충전일 때에는, 태양 전지(20)의 출력 전압을 구동 회로 DRV로 출력하도록 구성되어도 된다.

구동 회로 DRV는, 승압 회로와, 주파수 발진기와, 스위치 회로를 구비하고 있다. 승압 회로는, 축전지 BT로부터 공급된 전압을, 조광 시트(30)의 구동 전압에 따라 승압한다. 조광 시트(30)의 구동 전압은, 제어 회로 CTR로부터의 명령에 의해 설정된다. 주파수 발진기는, 조광 시트(30)의 구동 전압의 주파수를 발생한다. 조광 시트(30)의 구동 전압의 주파수는, 제어 회로 CTR로부터의 명령에 의해 설정된다. 스위치 회로는, 제어 회로 CTR에 의해 동작을 제어하여, 조광 시트(30)의 구동과 정지를 전환한다.

구동 회로 DRV와, 제1 배선 W1 및 제2 배선 W2 사이에는, 급전 배선 W3이 접속되어 있다. 급전 배선 W3은, 제1 전극(34) 및 제2 전극(36)보다도 전기적 저항이 낮은 재료에 의해 형성되는데, 예를 들어 구리나 은 등의 금속 배선이다.

조광 모듈이 창 유리로서 사용되는 경우, 결로 등에 의한 수분에 의해, 구동 회로 DRV나 제어 회로 CTR의 동작에 악영향을 주는 것을 회피할 필요가 있다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 급전 배선 W3을 굴곡시킴으로써, 수적이 급전 배선 W3을 타고 회로에 침입하지 않도록 하고 있다. 즉, 급전 배선 W3은, 제1 배선 W1 및 제2 배선 W2로부터 프레임체(40)의 하측(프레임체(40)의 외측의 단부변측)을 향하여 연장되어, 하측으로 볼록해지는 대략 U자 형상으로 굴곡된 후에 구동 회로 DRV와 전기적으로 접속되어 있다. 예를 들어, 대략 U자 형상으로 굴곡된 부분의 급전 배선 W3의 Y 방향에 있어서의 폭은 10㎜ 이상이며, X 방향에 있어서의 폭은 5㎜ 이상이다.

또한, 구동 회로 DRV, 제어 회로 CTR, 축전지 BT 및 충전/방전 회로 CH는, 프레임체(40) 저변으로부터 예를 들어 5㎜ 이상 사이를 두고 설치하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 프레임체(40) 내에 물이 고인 경우라도, 구동 회로 DRV 등이 바로 젖는 일이 없어져, 조광 모듈 MDL의 고장을 회피할 수 있다.

도 8은, 제1 실시 형태의 조광 모듈의 구동 회로의 다른 예를 개략적으로 도시하는 블록도이다.

도 8에 도시하는 예에서는, 구동 회로 DRV, 제어 회로 CTR, 축전지 BT 및 충전/축전 회로 CH가, 태양 전지(20) 및 조광 시트(30)의 상측에 있어서 프레임체(40) 내부에 배치되어 있다. 이 예에서는, 구동 회로 DRV, 제어 회로 CTR, 축전지 BT 및 충전/축전 회로 CH가 프레임체의 상부에 설치되기 때문에, 결로 등에 의한 수분이 급전 배선 W3을 타고 유입됨을 억제할 수 있다. 따라서, 급전 배선 W3을 굴곡시킬 필요가 없어져, 급전 배선 W3의 배선 길이를 짧게 할 수 있다.

본 실시 형태의 조광 모듈 MDL에 있어서, 전체면을 투명 상태로 할 때에 급전 위치 근방의 영역에 있어서 먼셀 명도 90％에 대응하는 직선 투과율(52.729％)을 실현하는 전압을 인가한바, 급전 위치로부터 가장 이격된 영역에 있어서의 조광층(액정층 LQ)에 인가되는 전압은, 급전 위치 근방의 영역에 있어서 조광층에 인가되는 전압과 대략 동등하였다. 즉, 본 실시 형태의 조광 모듈 MDL은, 급전부 위치 근방의 영역과 급전 위치로부터 가장 이격된 영역에 있어서의, 조광층(액정층 LQ)에 인가되는 전압의 차가 4.6V 이하로 되어, 조광 시트(30)의 전체면에 있어서 균일한 휘도라고 인식되었다. 또한, 조광 모듈 MDL의 최대 투과율이 먼셀 명도의 100％에 상당하는 것으로 하고, 조광층에 전압을 인가하는 급전부에 가장 가까운 조광 시트(30)의 영역에 대응하는 조광 모듈 MDL의 부분에 있어서 먼셀 명도의 90％에 상당하는 투과율이 얻어지는 전압을 인가했을 때에, 급전부로부터 가장 이격된 조광 시트(30)의 영역에 대응하는 조광 모듈 MDL의 부분에 있어서 먼셀 명도의 50％에 상당하는 투과율보다도 높은 투과율이 얻어져, 조광 시트(30)의 전체면에 있어서 균일한 휘도라고 인식되었다.

상기한 바와 같이 본 실시 형태의 조광 모듈 MDL에 의하면, 조광 시트(30)의 투과율이 균일하다고 인식되며, 또한, 조광 시트(30)의 구동 전압을 낮게 억제하는 것이 가능해져, 조광 모듈 MDL의 저소비 전력화를 실현할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에 따르면, 저전압으로 구동 가능한 조광 모듈 MDL을 제공할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 조광 모듈 MDL은, 태양 전지(20) 및 축전지 유닛 BT를 일체로 구비하고 있고, 이들로부터의 전력 공급에 의해 구동 가능해지는 점에서, 가동 부분이나 배선이 곤란한 개소에도 설치 가능해진다. 또한, 본 실시 형태의 조광 모듈 MDL은 건축물 등 부동산에 고정할 필요가 없어지기 때문에, 동작 수명이 소진되었을 때에도 교환이 용이하다.

(실시예 1)

이하에, 상술한 제1 실시 형태의 조광 모듈 MDL의 실시예에 대하여 설명한다.

본 실시예의 조광 모듈 MDL은, 예를 들어 일반적인 가정용 알루미늄 새시 미닫이에 사용되는 것이며, 프레임체(40)의 외형은, 대략, 폭(짧은 변) 810㎜, 높이(긴 변) 900㎜(폭 1620㎜, 높이 1800㎜의 절반)의 크기이다. 이때에, 태양 전지(20) 및 조광 시트(30)의 크기는, 대략, 폭 750㎜, 높이 1700㎜이다.

조광 시트(30)의 제1 전극(34) 및 제2 전극(36)은, 소정의 두께의 ITO에 의해 형성되어 있다. 제1 배선 W1 및 제2 배선 W2는, 두께 2㎛, 배선폭 P2, P4가 20㎛, 배선 피치 P1, P3이 300㎛, 배선 피치 P5는 1100㎛이다. 액정층 LQ는, PNLC에 의해 구성되어 있다.

본 실시예의 조광 모듈 MDL에 있어서, 전체면을 투명 상태로 할 때에 급전 위치 근방의 영역에 있어서 먼셀 명도 90％에 대응하는 직선 투과율(52.729％)을 실현하는 전압을 인가한바, 급전 위치로부터 가장 이격된 영역에 있어서의 조광층(액정층 LQ)에 인가되는 전압은, 급전 위치 근방의 영역에 있어서 조광층에 인가되는 전압과 대략 동등하였다. 즉, 본 실시예의 조광 모듈 MDL은, 급전부 위치 근방의 영역과 급전 위치로부터 가장 이격된 영역에 있어서의, 조광층(액정층 LQ)에 인가되는 전압의 차가 4.6V 이하로 되어, 조광 시트(30)의 전체면에 있어서 균일한 휘도라고 인식되었다. 또한, 조광 모듈 MDL의 최대 투과율이 먼셀 명도의 100％에 상당하는 것으로 하고, 조광층에 전압을 인가하는 급전부에 가장 가까운 조광 시트(30)의 영역에 대응하는 조광 모듈 MDL의 부분에 있어서 먼셀 명도의 90％에 상당하는 투과율이 얻어지는 전압을 인가했을 때에, 급전부로부터 가장 이격된 조광 시트(30)의 영역에 대응하는 조광 모듈 MDL의 부분에 있어서 먼셀 명도의 50％에 상당하는 투과율보다도 높은 투과율이 얻어져, 조광 시트(30)의 전체면에 있어서 균일한 휘도라고 인식되었다.

상기한 바와 같이 본 실시예의 조광 모듈 MDL에 의하면, 조광 시트(30)의 구동 전압을 낮게 억제하는 것이 가능해져, 상술한 제1 실시 형태의 조광 모듈 MDL과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

(제2 실시 형태)

도 9는, 제2 실시 형태의 조광 모듈 MDL의 조광 시트의 구성의 일례를 개략적으로 도시하는 평면도이다.

도 10은, 도 9에 도시하는 조광 시트(30)의 선 IX-IX에 있어서의 단면의 일례를 개략적으로 도시하는 도면이다.

본 실시 형태의 조광 모듈 MDL은, 조광 시트(30)의 제1 배선 W1, 제2 배선 W2, 제2 전극(36) 및 제2 기재(38)의 구성이 상술한 제1 실시 형태와 상이하다.

조광 시트(30)의 제1 배선 W1은, 제1 전극(34)의 한쪽의 긴 변을 따라 배치되어 있다. 도 9에서는, 제1 전극(34)의 도시를 생략하고 있지만, 제1 전극(34)은, 긴 변이 Y 방향으로 연장되고, 짧은 변이 X 방향으로 연장된 대략 직사각 형상이며, 제1 기재(32)의 한쪽의 면 상에 있어서 대략 전체면에 배치되어 있다.

조광 시트(30)의 제2 전극(36) 및 제2 기재(38)는, X 방향으로 연장된 슬릿SL에 의해 복수의 띠 형상으로 분리되어 있다. 본 실시 형태의 조광 시트(30)는, 제2 전극(36) 각각과 전기적으로 접속하는 복수의 제2 배선 W2를 구비하고 있다. 복수의 제2 배선 W2 각각은, 제1 배선 W1이 배치된 조광 시트(30)의 긴 변과 대향한 긴 변을 따라 배치되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 조광 시트(30)의 어느 위치에서든, 제1 배선 W1까지의 거리와 제2 배선 W2까지의 거리의 합이 동등해진다.

즉, 제1 전극(34)에는 X 방향의 일방측으로부터 급전 전압이 인가되고, 제2 전극(36)에는 X 방향의 타방측으로부터 급전 전압이 인가된다. 이것에 의해, 조광층인 액정층 LQ에 인가되는 실효 전압은, X 방향에 있어서의 어느 위치에서든 대략 동등해진다. 또한, 급전 전압이 인가되었을 때에, 제1 배선 W1 및 제2 배선 W2는, Y 방향에 있어서 대략 동등한 전압이 된다. 따라서, 상기 조광 시트(30)를 구동했을 때에는, 조광 시트(30)의 면 방향에 있어서 실효 전압의 구배를 대략 제로로 할 수 있다.

본 실시 형태의 조광 모듈 MDL은, 상술한 조광 시트(30)의 구성 이외는 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

즉, 본 실시 형태의 조광 모듈 MDL에 의하면, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있어, 저전압으로 구동 가능한 조광 모듈 MDL을 제공할 수 있다.

도 11a 및 도 11b는, 조광 모듈의 조광 시트의 전극 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.

상술한 제2 실시 형태에서는, 제1 배선 W1과 제2 배선 W2는, 조광 시트(30)의 대향하는 긴 변을 따라 각각 배치되어 있었지만, 제1 배선 W1과 제2 배선 W2는 도 9 및 도 10에 도시하는 구성에 한정되는 것은 아니다. 조광 시트(30)의 어느 위치에서든 제1 배선 W1까지의 거리와 제2 배선 W2까지의 거리의 합이 동등해지도록, 제1 배선 W1과 제2 배선 W2가 배치되어 있으면 된다.

예를 들어, 도 11a에 도시하는 바와 같이 제1 배선 W1을 중심으로 하여 제2 배선 W2를 원형으로 배치해도 된다. 이 경우에는, 제2 배선 W2에 둘러싸인 원 내의 어느 위치에서든, 제1 배선 W1까지의 거리와 제2 배선 W2까지의 거리의 합이 반경 R이 되어 동등해진다.

예를 들어, 도 11b에 도시하는 바와 같이 제1 배선 W1과 제2 배선 W2가 서로 대향하는 대략 W자 형상으로 배치되어도 상관없다. 이 경우에도, 조광 시트(30)의 어느 위치에서든, 제1 배선 W1까지의 거리와 제2 배선 W2까지의 거리의 합은 제1 배선 W1과 제2 배선 W2의 간격 d와 동등해져, 상술한 제2 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

(제3 실시 형태)

도 12는, 제3 실시 형태의 조광 모듈 MDL의 단면의 일례를 개략적으로 도시하는 도면이다.

본 실시 형태의 조광 모듈 MDL은, 태양 전지(20)의 구성이 상술한 제1 실시 형태와 상이하다.

본 실시 형태에서는, 태양 전지(20)는, 프레임체(40)의 적층 방향 Z와 대략 직교하는 한쪽의 면 상에 배치되어 있다. 즉, 태양 전지(20)는, 투명 기재(10) 및 조광 시트(30)의 주위를 둘러싸는 액자 형상으로 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 태양 전지(20)는, 적층 방향 Z의 투명 기재(10)측의 프레임체(40)의 면 상에 배치되고, 투명 기재(10)측으로부터 입사하는 태양광이나 조명광에 의한 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하여 출력한다. 프레임체(40)는, 투명 기재(10)와 조광 시트(30)의 주위를 보유 지지하고 있다.

또한, 도 12에 도시하는 예에서는, 태양 전지(20)는, 프레임체(40)의 적층 방향 Z와 대략 직교하는 한쪽의 면 상에 배치되어 있었지만, 적층 방향 Z와 대략 직교하는 다른 쪽의 면 상에도 더 배치되어도 상관없다. 그 경우에는, 프레임체(40)의 양면에서 태양 전지(20)를 배치하는 면적을 확보하는 것이 가능해져, 프레임체(40)의 폭을 작게 할 수 있다.

또한, 상술한 제1 실시 형태에서는, 태양 전지(20)는 투광성(투명 혹은 반투명)의 광전 변환부였지만, 본 실시 형태에서는 태양 전지(20)는 프레임체(40) 상에 배치되기 때문에, 투광성의 광전 변환부에 한정되지 않고, 본 실시 형태의 태양 전지(20)는, 에너지 변환 효율이 높은 것을 선택하는 것이 가능하다.

본 실시 형태의 조광 모듈 MDL은, 상기 구성 이외는 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지의 구성이다. 즉, 본 실시 형태의 조광 모듈 MDL에 의하면, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 태양 전지(20)는, 투명 기재(10) 및 조광 시트(30)의 주위를 둘러싸는 프레임체(40) 위 전부에 배치될 필요는 없다. 태양 전지(20)는, 조광 모듈 MDL이 설치되는 장소의 일조 조건 등에 따라, 프레임체(40)의 적층 방향 Z와 대략 직교하는 면의 일부 위에 배치되어도 상관없다. 그 경우에도, 태양 전지(20)의 발전 전력을 고려하여 충분한 면적을 확보할 수 있으면, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

(실시예 2)

이하에, 제3 실시 형태의 조광 모듈 MDL의 실시예에 대하여 설명한다.

본 실시예의 조광 모듈 MDL은, 예를 들어 짧은 변이 1000㎜이며, 긴 변이 1200㎜인 사이즈의 조광 시트(30)를 구비하고 있다.

예를 들어, 100V의 구동 전압에 의해 조광 시트(30)를 구동했을 때, 조광 시트(30)의 소비 전력은, 11W(=100V×0.11A)였다. 예를 들어 구동 전압을 50V로 할 수 있었을 때, 구동 전압은 상기 측정값의 절반의 전압이며, 소비 전력은 측정 시의 1/4이며 2.75W(=11W/4)이다.

축전지 유닛 BT는, 예를 들어 전압 4.1V, 전류 1.8Ah인 리튬 이온 전지를 3개 구비하고, 축전지 유닛 BT로부터 공급되는 전력에 의해, 상기 조광 시트(30)를 구동하는 것으로 한다. 상기한 3개의 리튬 이온 전지를 직렬 접속한 경우, 만충전 시에 축적되는 전력은, 22.14Wh(=12.3V×1.8Ah)이다. 리튬 이온 전지에 축전된 전력을 AC 변환할 때의 효율이 90％라고 하면, 조광 시트(30)의 구동에 사용할 수 있는 전력은 19.9Wh(=22.14Wh×0.9)이다.

따라서, 3개의 리튬 이온 전지를 사용하여, 50V의 구동 전압으로 조광 시트(30)를 구동했을 때에는, 7.23h(=19.9Wh/2.75W) 연속으로 구동하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는, 예를 들어 태양 전지(20)로서, 면적 180㎜×222㎜의 단결정 실리콘 반도체를 주된 재료로 하는 태양 전지를 사용한다. 상기 태양 전지(20)는, 예를 들어 출력 전압 9V, 출력 전류 440㎃이며, 출력 전력은 대략 4W였다.

상기 태양 전지(20)의 면적은, 조광 시트(30)의 면적에 대하여 대략 3.3％((180×222)/(1000×1200)=0.033)이다. 따라서, 상기 태양 전지(20)가 배치되는 면적은, 구동하는 조광 시트(30)의 면적에 대하여 3.3％ 이상이면 된다.

상기한 바와 같이 본 실시예의 조광 모듈 MDL에 의하면, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있어, 조광 모듈 MDL의 구동 전압을 낮게 억제함으로써, 축전지 유닛 BT의 축전지에 축적된 전력에 의해 7시간 이상 연속으로 구동하는 것이 가능하였다.

(제4 실시 형태)

도 13은, 제4 실시 형태의 조광 모듈 MDL의 조광 시트(30)의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 14는, 제4 실시 형태의 조광 모듈 MDL의 조광 시트(30)의 구성을 개략적으로 도시하는 분해 사시도이다.

본 실시 형태의 조광 모듈 MDL은, 조광 시트(30)의 구성이 상술한 제1 실시 형태와 상이하다.

본 실시 형태의 조광 시트(30)는, 제1 기재(32)와, 복수의 제1 전극(34)과, 복수의 제1 배선 W1과, 액정층 LQ와, 복수의 제2 배선 W2와, 복수의 제2 전극(36)과, 제2 기재(38)를 구비하고 있다.

복수의 제1 전극(34)은, 제1 기재(32)의 액정층 LQ측의 면 상에 있어서, 제1 방향 X와 제2 방향 Y에 대략 평행한 평면 방향(적층 방향 Z와 대략 직교한 가상 평면 상)으로 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 복수의 제1 전극(34) 각각은, ITO나 IZO나 유기 도전막 등의 투명한 도전성 재료에 의해 형성되고, 두께는 대략 80㎚ 이상 150㎚ 이하이다.

복수의 제1 배선 W1 각각은, 제1 방향 X로 배열하여 배치된 복수의 제1 전극(34)의 행 사이에 있어서, 제1 방향 X로 연장되어 배치되어 있다. 복수의 제1 배선 W1은 서로 절연되어 있다.

복수의 제1 배선 W1 각각은, 제2 방향 Y의 일방측에 배치된 복수의 제1 전극(34)과 전기적으로 접속하고 있다. 즉, 제1 배선 W1에 구동 전압을 인가하면, 제1 배선 W1과 인접하는 행의 복수의 제1 전극(34)에 구동 전압이 인가된다.

복수의 제2 전극(36)은, 제2 기재(38)의 액정층 LQ측의 면 상에 있어서, 제1 방향 X와 제2 방향 Y에 대략 평행한 평면 방향(제1 전극(34)이 배열된 가상 평면과 대략 평행한 면 상)으로, 복수의 제1 전극(34)과 대향하도록 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 복수의 제2 전극(36)과 복수의 제1 전극(34)은, 각각이 대향하는 위치에 배치되어 있다. 복수의 제2 전극(36) 각각은, ITO나 IZO 등의 투명 도전성 재료에 의해 형성되는데, 예를 들어 두께는 대략 80㎚ 이상 150㎚ 이하이다.

복수의 제2 배선 W2 각각은, 제2 방향 Y로 배열하여 배치된 복수의 제2 전극(36)의 열 사이에 있어서, 제2 방향 Y로 연장되어 배치되어 있다. 복수의 제2 배선 W2는 서로 절연되어 있다.

복수의 제2 배선 W2 각각은, 제1 방향 X의 일방측에 배치된 복수의 제2 전극(36)과 전기적으로 접속하고 있다. 즉, 제2 배선 W2에 구동 전압을 인가하면, 제2 배선 W2와 인접하는 열의 복수의 제2 전극(36)에 구동 전압이 인가된다.

도 15는, 제4 실시 형태의 조광 모듈의 구동 회로의 일례를 개략적으로 도시하는 블록도이다.

본 실시 형태의 조광 모듈 MDL은, 컨트롤러 CTR과, 구동 회로 DRV와, 축전지 유닛 BT와, 셀렉터 S1, S2를 구비하고 있다. 컨트롤러 CTR과, 구동 회로 DRV와, 축전지 유닛 BT와, 셀렉터 S1, S2는, 조광 모듈 MDL의 프레임체(40) 내의 공간에 수용되어 있다.

컨트롤러 CTR은, 예를 들어 CPU나 MPU 등의 프로세서(도시하지 않음)와, 메모리(도시하지 않음)를 구비한 연산 회로이다. 컨트롤러 CTR은, 외부와 통신 가능하게 구성되고, 각종 센서로부터의 검출값이나 명령, 유저가 조작 가능한 리모컨 등의 인터페이스로부터의 명령 등을 수신하고, 수신된 명령 등에 기초하여 구동 회로 DRV 및 셀렉터 S1, S2를 제어할 수 있다. 컨트롤러 CTR은, 셀렉터 S1, S2를 제어함으로써, 조광 시트(30)의 일부를 투명 상태 혹은 불투명 상태로 제어할 수 있다.

축전지 유닛 BT는, 제1 실시 형태의 축전지 BT와, 충전/방전 회로 CH를 구비한 구성이다. 충전/방전 회로 CH는, 예를 들어 축전지 BT의 전압 등에 따라 축전지 BT의 충전 전류를 제어한다. 또한, 충전/방전 회로 CH는, 제어 회로 CTR로부터의 제어 신호에 기초하여, 축전지 BT를 방전하여 구동 회로 DRV로 직류 전압을 공급한다. 또한, 충전/방전 회로 CH는, 축전지 BT가 만충전일 때에는, 태양 전지(20)의 출력 전압을 구동 회로 DRV로 출력하도록 구성되어도 된다.

구동 회로 DRV는, 승압 회로와, 주파수 발진기를 구비하고 있다. 승압 회로는, 축전지로부터 공급된 전압을, 조광 시트(30)의 구동 전압에 따라 승압한다. 조광 시트(30)의 구동 전압은, 제어 회로 CTR로부터의 명령에 의해 설정된다. 주파수 발진기는, 조광 시트(30)의 구동 전압의 주파수를 발생한다. 조광 시트(30)의 구동 전압의 주파수는, 제어 회로 CTR로부터의 명령에 의해 설정된다.

셀렉터 S1은, 제어 회로 CTR에 의해 동작을 제어하고, 하나 또는 복수의 제1 배선 W1을 선택하여, 구동 회로 DRV로부터 공급되는 구동 전압을 선택한 하나 또는 복수의 제1 배선 W1로 공급한다.

셀렉터 S2는, 제어 회로 CTR에 의해 동작을 제어하고, 하나 또는 복수의 제2 배선 W2를 선택하여, 구동 회로 DRV로부터 공급되는 구동 전압을 선택한 하나 또는 복수의 제2 배선 W2로 공급한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 제어 회로 CTR과, 구동 회로 DRV와, 셀렉터 S1, S2는 양면 기판에 실장되고, 셀렉터 S1은, 제어 회로 CTR, 구동 회로 DRV 및 셀렉터 S2와 상이한 면측에 실장되어 있다.

본 실시 형태의 조광 모듈 MDL에 의하면, 제1 전극(34) 및 제2 전극(36)을 섬 형상으로 분리하여, 복수의 제1 배선 W1 및 복수의 제2 배선 W2를 통하여 구동함으로써, 조광 시트(30)의 구동 전압을 낮게 억제하는 것이 가능해져, 조광 모듈 MDL의 저소비 전력화를 실현할 수 있다. 따라서, 예를 들어 조광 모듈 MDL을 대형화할 때에도 적용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태의 조광 모듈 MDL의 조광 시트(30)를 복수 조합하여, 본 실시 형태의 조광 모듈 MDL을 구성하는 것도 가능하고, 이 경우에도, 조광 모듈 MDL의 소비 전력을 낮게 억제하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 조광 모듈 MDL의 최대 투과율이 먼셀 명도의 100％에 상당하는 것으로 하고, 조광층에 전압을 인가하는 급전부에 가장 가까운 조광 시트(30)의 영역에 대응하는 조광 모듈 MDL의 부분에 있어서 먼셀 명도의 90％에 상당하는 투과율이 얻어지는 전압을 인가했을 때에, 급전부로부터 가장 이격된 조광 시트(30)의 영역에 대응하는 조광 모듈 MDL의 부분에 있어서 먼셀 명도의 50％에 상당하는 투과율보다도 높은 투과율이 얻어져, 조광 시트(30)의 전체면에 있어서 균일한 휘도라고 인식되었다. 또한, 본 실시 형태의 조광 모듈 MDL에 있어서, 급전부는, 각 투명 전극의 급전 위치에 상당한다.

즉, 본 실시 형태에 따르면, 저전압으로 구동 가능한 조광 모듈 MDL을 제공할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 조광 모듈 MDL은, 태양 전지(20) 및 축전지 유닛 BT로부터의 전력 공급에 의해 구동 가능해지는 점에서, 가동 부분이나 배선이 곤란한 개소에도 설치 가능해진다. 또한, 본 실시 형태의 조광 모듈 MDL은 건축물 등 부동산에 고정할 필요가 없어지기 때문에, 동작 수명이 소진되었을 때에도 교환이 용이하다.

또한, 본 실시 형태의 조광 모듈 MDL에 의하면, 복수의 제1 전극(34)과 복수의 제2 전극(36)에 선택적으로 구동 전압을 인가하는 것이 가능해진다. 즉, 선택된 제1 배선 W1과 선택된 제2 배선 W2가 교차하는 위치에 배치된 제1 전극(34)과 제2 전극(36)에만 구동 전압을 인가하는 것이 가능하여, 조광 시트(30)를 일부분에 대하여 투명 상태와 불투명 상태를 전환하는 것이 가능해진다.

(제5 실시 형태)

도 16은, 제5 실시 형태의 조광 모듈 MDL의 조광 시트(30)의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 17은, 제5 실시 형태의 조광 모듈 MDL의 조광 시트(30)의 구성을 개략적으로 도시하는 분해 사시도이다.

본 실시 형태의 조광 모듈 MDL은, 조광 시트(30)의 구성이 상술한 제4 실시 형태와 상이하다.

본 실시 형태의 조광 시트(30)는, 제1 보호층(31)과, 제1 기재(32)와, 복수의 제1 전극(34)과, 복수의 제1 배선 W1과, 액정층 LQ와, 복수의 제2 배선 W2와, 복수의 제2 전극(36)과, 제2 기재(38)와, 제2 보호층(39)을 구비하고 있다.

복수의 제1 전극(34)은, 제1 기재(32)의 액정층 LQ측의 면 상에 있어서, 제1 방향 X와 제2 방향 Y로 배열하는 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 복수의 제1 전극(34) 각각은, ITO나 IZO나 유기 도전막 등의 투명한 도전성 재료에 의해 형성되는데, 예를 들어 두께는 대략 80㎚ 이상 150㎚ 이하이다.

복수의 제1 배선 W1 각각은, 제1 기재(32)의 외측의 면 상에 있어서, 제1 방향 X로 연장되어 배치되어 있다. 복수의 제1 배선 W1 각각은, 제1 기재(32)를 사이에 두고 제1 방향 X로 배열한 복수의 제1 전극(34)에 의한 행과 대향하여 배치되어 있다. 복수의 제1 배선 W1 각각은, 제1 기재(32)에 형성된 스루홀을 통하여, 대향하는 복수의 제1 전극(34)과 전기적으로 접속하고 있다. 복수의 제1 배선 W1은, 서로 절연되어 있다. 즉, 제1 배선 W1에 구동 전압을 인가하면, 제1 배선 W1과 전기적으로 접속한 복수의 제1 전극(34)에 구동 전압이 인가된다.

제1 보호층(31)은, 복수의 제1 배선 W1 상에 배치되어 있다. 제1 보호층(31)은, 투명한 절연층이며, 예를 들어 PET에 의해 형성되어 있다.

복수의 제2 전극(36)은, 제2 기재(38)의 액정층 LQ측의 면 상에 있어서, 제1 방향 X와 제2 방향 Y로 배열하는 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 복수의 제2 전극(36)과 복수의 제1 전극(34)은, 각각이 대향하는 위치에 배치되어 있다. 복수의 제2 전극(36) 각각은, ITO나 IZO 등의 투명 도전성 재료에 의해 형성되는데, 예를 들어 두께는 대략 80㎚ 이상 150㎚ 이하이다.

복수의 제2 배선 W2 각각은, 제2 기재(38)의 외측의 면 상에 있어서, 제2 방향 Y로 연장되어 배치되어 있다. 복수의 제2 배선 W2 각각은, 제2 기재(38)를 사이에 두고 제2 방향 Y로 배열한 복수의 제2 전극(36)에 의한 열과 대향하여 배치되어 있다. 복수의 제2 배선 W2 각각은, 제2 기재(38)에 형성된 스루홀을 통하여, 대향하는 복수의 제2 전극(36)과 전기적으로 접속하고 있다. 복수의 제2 배선 W2는 서로 절연되어 있다. 즉, 제2 배선 W2에 구동 전압을 인가하면, 제2 배선 W2와 전기적으로 접속한 복수의 제2 전극(36)에 구동 전압이 인가된다.

제2 보호층(39)은, 복수의 제2 배선 W2 상에 배치되어 있다. 제2 보호층(39)은, 투명한 절연층이며, 예를 들어 PET에 의해 형성되어 있다.

본 실시 형태의 조광 모듈 MDL은, 상술한 조광 시트(30)의 구성 이외는 제4 실시 형태와 마찬가지이다. 본 실시 형태의 조광 모듈 MDL에 의하면, 제1 전극(34) 및 제2 전극(36)을 섬 형상으로 분리하여, 복수의 제1 배선 W1 및 복수의 제2 배선 W2를 통하여 구동함으로써, 조광 시트(30)의 구동 전압을 낮게 억제하는 것이 가능해져, 조광 모듈 MDL의 저소비 전력화를 실현할 수 있다. 따라서, 예를 들어 조광 모듈 MDL을 대형화할 때에도 적용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태의 조광 모듈 MDL의 조광 시트(30)를 복수 조합하여, 본 실시 형태의 조광 모듈 MDL을 구성하는 것도 가능하고, 이 경우에도, 조광 모듈 MDL의 소비 전력을 낮게 억제하는 것이 가능하다.

본 발명의 몇 가지의 실시 형태를 설명했지만, 이들 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시됨이 가능하여, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허 청구 범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

도 19는, 일 실시 형태의 조광 모듈의 조광 시트와 태양 전지의 구성의 일례를 설명하기 위한 도면이다.

상술한 복수의 실시 형태에 있어서, 예를 들어 조광 시트(30)와 태양 전지(20)는, 유리나 아크릴 수지나 PET 필름 등의 공통된 기재를 구비하고 있어도 된다. 예를 들어, 도 19에 도시하는 바와 같이, 공통된 기재 상의 일부의 영역에 조광층을 형성하여 조광 시트(30)로 하고, 공통된 기재 상의 다른 영역에, 조광 시트(30)의 조광층과 배열되도록 광전 변환층을 형성하여 태양 전지(20)로 해도 된다. 도 19에 도시하는 예에서는, 공통된 기재는 대략 직사각 형상이며, 태양 전지(20)는 공통된 기재의 코너 부분에 배치되어 있다.

또한, 예를 들어 공통된 기재의 한쪽의 면 상에 조광층을 형성하여 조광 시트(30)로 하고, 공통된 기재의 다른 쪽의 면 상에 광전 변환층을 형성하여 태양 전지(20)로 해도 된다. 이 경우에도, 공통된 기재로서는, 유리나 아크릴 수지 등의 투명한 판상체나, PET 필름 등의 투명 필름을 사용할 수 있다.

태양 전지(20)를 배치하는 위치는, 태양광이 조사하는 부분에 배치되는 것이 바람직하고, 조광 모듈이 접지되는 환경에 따라, 태양 전지(20)와 조광 시트(30)의 배치 위치나 태양 전지(20)의 배치 면적 등을 적절히 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 태양 전지(20)가 배치되는 영역은, 투과율을 제어할 수 없게 되기 때문에, 조광 모듈의 용도에 따라, 태양 전지(20)와 조광 시트(30)의 배치 위치나 태양 전지(20)의 배치 면적 등을 적절히 조정하는 것이 바람직하다.

도 20은, 일 실시 형태의 조광 모듈의 조작부의 일례를 설명하는 도면이다.

상술한 복수의 실시 형태에 있어서, 예를 들어 조광 시트(30)의 제1 전극(34)과 제2 전극(36)의 한쪽을 복수의 영역 L1 내지 L6, C1 내지 C5로 분할하여, 복수의 영역 영역 L1 내지 L6, C1 내지 C5를 독립적으로 구동 가능하게 해도 된다.

복수의 영역 영역 L1 내지 L6, C1 내지 C5의 구동을 조작하는 조작부는, 조광 모듈 MDL의 프레임체(40)나, 프레임체(40)의 외부에 설치되어도 된다. 조작부는, 예를 들어 조광 시트(30)의 복수의 영역에 대응하는 터치 패널 PN1, PN2를 구비하고, 투과율(또는 휘도)을 전환하고 싶은 조광 시트(30)의 영역 L1 내지 L6, C1 내지 C5에 대응한 터치 패널 PL1 내지 PL6, PC1 내지 PC5을 접촉함으로써, 조광 시트(30)의 복수의 영역 L1 내지 L6, C1 내지 C5의 각각에 대하여, 구동 상태를 변경 가능하게 구성되어도 된다.

예를 들어, 이용자는, 터치 패널 PL1을 접촉함으로써, 조광 시트(30)의 영역 L1의 투과율(또는 휘도)을 전환하도록 조작 가능하고, 터치 패널 PC3을 접촉함으로써, 조광 시트(30)의 영역 C3의 투과율(또는 휘도)을 전환하도록 조작 가능하다. 또한, 이용자는, 예를 들어 터치 패널 PN1을 PL1로부터 PL6을 향하여 라인 형상으로 접촉함으로써, 조광 시트(30)의 영역 L1로부터 영역 L6을 향하여 연속적으로 투과율(휘도)을 전환하도록 조작 가능하다.

어느 경우든, 상술한 복수의 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어지는 것이다.

Claims

인가 전압에 의해 투명 상태와 불투명 상태를 전환 가능한 조광층과, 투명 도전 재료에 의해 형성된 제1 전극과, 상기 조광층을 사이에 두고 상기 제1 전극과 대향하여 배치되고, 투명 도전 재료에 의해 형성된 제2 전극을 포함하는 조광 시트와,
상기 조광 시트의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압을 인가하는 구동 회로
를 구비하고,
최대 투과율이 먼셀 명도의 100％에 상당하는 것으로 하고,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압을 인가하는 급전부에 가장 가까운 영역에 있어서 먼셀 명도의 90％에 상당하는 투과율이 얻어지는 전압을 인가했을 때에, 상기 급전부로부터 가장 이격된 영역에 있어서 먼셀 명도의 50％에 상당하는 투과율보다도 높은 투과율이 얻어지고,
상기 조광 시트는, 상기 제1 전극과 전기적으로 접속하고, 상기 제1 전극보다도 전기적 저항이 낮은 재료에 의해 형성된 제1 배선과, 상기 제2 전극과 전기적으로 접속하고, 상기 제2 전극보다도 전기적 저항이 낮은 재료에 의해 형성된 제2 배선을 포함하고,
상기 제1 배선은 상기 제1 전극 상에 배치되고, 상기 제1 전극의 길이 방향과 대략 평행하게 연장된 복수의 제1 배선부와, 상기 제1 전극의 폭 방향과 대략 평행하게 연장되고, 인접한 상기 제1 배선부를 전기적으로 접속하는 복수의 제2 배선부를 구비하고,
상기 제2 배선은 상기 제2 전극 상에 배치되고, 상기 제2 전극의 길이 방향과 대략 평행하게 연장된 복수의 제3 배선부와, 상기 제2 전극의 폭 방향과 대략 평행하게 연장되고, 인접한 상기 제3 배선부를 전기적으로 접속하는 복수의 제4 배선부를 구비하고,
인접하는 상기 제1 배선부는 상기 제1 전극의 폭 방향에서 상이한 위치에 배치되고,
인접하는 상기 제3 배선부는 상기 제2 전극의 폭 방향에서 상이한 위치에 배치되고,
상기 제1 배선과 상기 제2 배선은 위에서 봤을 때 일부 중첩되지 않도록 배치되는, 조광 모듈.
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제1항에 있어서, 복수의 상기 제1 전극이, 상기 조광 시트와 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 적층하는 방향과 대략 직교한 가상 평면 상에 매트릭스 형상으로 배치되고,
복수의 상기 제2 전극이, 상기 가상 평면과 대략 평행한 평면 상에, 복수의 상기 제1 전극과 대향하도록 매트릭스 형상으로 배치되고,
제1 방향으로 배열한 복수의 상기 제1 전극과 전기적으로 접속한 제1 배선을 복수 구비하고,
상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 배열한 복수의 상기 제2 전극과 전기적으로 접속한 제2 배선을 복수 구비한, 조광 모듈.
제4항에 있어서, 복수의 상기 제1 배선 각각은, 상기 제1 방향으로 배열한 복수의 상기 제1 전극의 행 사이에 있어서, 상기 제1 방향으로 연장되어 배치되고,
복수의 상기 제2 배선의 각각은, 상기 제2 방향으로 배열한 복수의 상기 제2 전극의 열 사이에 있어서, 상기 제2 방향으로 연장되어 배치되어 있는, 조광 모듈.
제4항에 있어서, 복수의 상기 제1 전극을 지지하는 제1 기재와,
복수의 상기 제2 전극을 지지하는 제2 기재를 더 구비하고,
복수의 상기 제1 배선 각각은, 상기 제1 기재를 사이에 두고 상기 제1 방향으로 배열한 복수의 상기 제1 전극의 행과 대향하여 배치되고, 상기 제1 기재에 형성된 스루홀을 통하여 대향하는 복수의 상기 제1 전극과 전기적으로 접속하고,
복수의 상기 제2 배선 각각은, 상기 제2 기재를 사이에 두고 상기 제2 방향으로 배열한 복수의 상기 제2 전극의 열과 대향하여 배치되고, 상기 제2 기재에 형성된 스루홀을 통하여 대향하는 복수의 상기 제2 전극과 전기적으로 접속하고 있는, 조광 모듈.
제1항에 있어서, 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선의 폭은 20㎛ 이하인, 조광 모듈.
제1항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조광층은, 고분자 분산형 액정, 혹은 고분자 네트워크형 액정에 의해 구성되는, 조광 모듈.
제1항에 있어서, 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은 구리 배선을 포함하는, 조광 모듈.
제1항, 제4항 내지 제7항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 회로로 공급하는 전력을 축적하는 축전지와,
상기 축전지로 충전 전류를 공급하는 태양 전지를 더 구비한, 조광 모듈.
제10항에 있어서, 상기 조광 시트를 지지하는 투명 기재를 더 구비하고,
상기 태양 전지는 상기 투명 기재 상에 배치되고, 투명 또는 반투명한, 조광 모듈.
제11항에 있어서, 상기 조광 시트를 지지하는 투명 기재와,
상기 조광 시트 및 상기 투명 기재의 주위를 보유 지지하는 프레임체를 더 구비하고,
상기 태양 전지는 상기 프레임체 상에 배치되어 있는, 조광 모듈.