JP2004151575A - 調光ガラス及び調光ガラスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る調光ガラス10は、2枚の板ガラス11の間にイエロー、シアン、マゼンダの二色性色素分子14a乃至14cをそれぞれ含む3層の液晶層13a乃至13cを積層し、該液晶層13a乃至13cの各々を駆動するための複数の透明電極12a乃至12cを有する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、調光ガラス及び調光ガラスの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、所望のカラーフィルムを窓ガラスに貼り付けることによって、窓ガラスの色の変更を行っていた(例えば、非特許文献1参照)。
【0003】
【非特許文献1】
〔online〕、平成14年10月31日検索、FUJIFILM社ホームページ、インターネット<URL:http://www.fujifilm.co.jp/procolorfilmfaq/qa1.html>
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では、窓ガラスの色を変更する度に、窓ガラスに貼り付けるカラーフィルムを交換する必要があり、窓ガラスの色を容易に変更することができないという問題点があった。
【0005】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、窓ガラスに貼り付けるカラーフィルムを交換することなく窓ガラスの色の変更を可能とする調光ガラス及び当該調光ガラスの製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の特徴は、2枚の板ガラスの間にイエロー、シアン、マゼンダの二色性色素分子をそれぞれ含む3層の液晶層を積層し、該液晶層の各々を駆動するための複数の透明電極を有する調光ガラスであることを要旨とする。
【0007】
かかる発明によれば、3層の液晶層を駆動する透明電極に印加する電圧を制御することによって、容易に調光ガラスの色を変更することができる。
【0008】
本発明の第1の特徴において、前記3層の液晶層が、ゲスト−ホスト型液晶材料により形成されていることが好ましい。
【0009】
本発明の第1の特徴において、前記2枚の板ガラスの間に、減光フィルタを挿入することが好ましい。
【0010】
かかる発明によれば、減光フィルタによって、調光ガラスの明るさを調整することができる。
【0011】
また、本発明の第1の特徴において、前記減光フィルタが、エレクトロクロミックデバイスによって構成されていることが好ましい。
【0012】
かかる発明によれば、エレクトロクロミックデバイスに印加する電圧を制御することによって、容易に調光ガラスの明るさを変更することができる。
【0013】
また、本発明の第1の特徴において、前記減光フィルタが、二色性色素分子を含む液晶層と、該液晶層を駆動するための透明電極とによって構成されていることが好ましい。
【0014】
また、本発明の第1の特徴において、前記減光フィルタが、ゲスト−ホスト型液晶層と、該ゲスト−ホスト型液晶層を駆動するための透明電極とによって構成されていることが好ましい。
【0015】
また、本発明の第1の特徴において、前記2枚の板ガラスの間に、透明電極に印加される電圧に応じて不規則状態と整列状態との間で液晶分子の配列状態が変化する液晶層を挿入することが好ましい。
【0016】
かかる発明によれば、上述の液晶層に印加する電圧を制御することによって、容易に調光ガラスの透明度を変更することができる。
【0017】
本発明の第2の特徴は、3枚のポリマーフィルムを、イエロー、シアン、マゼンダの二色性色素分子でそれぞれ着色する工程と、着色された前記3枚のポリマーフィルムを延伸する工程と、延伸された前記3枚のポリマーフィルムの両側面に透明電極を付着させると共に、該3枚のポリマーフィルムを2枚の板ガラスに挟み込む工程とを有する調光ガラスの製造方法であることを要旨とする。
【0018】
かかる発明によれば、二色性色素分子で着色した後にポリマーフィルムを一方向に延伸するため、ポリマー配向によって強制的に当該ニ色性色素分子を当該ポリマーフィルム内で所定方向に配向させることができる。
【0019】
また、かかる発明によれば、延伸によって薄くなったポリマーフィルムを2枚の板ガラスに挟み込むため、2枚の板ガラスの間に液晶材料を注入する場合と比べて、大型の調光ガラスを製造することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
(本発明の一実施形態に係る調光ガラスの構成)
本発明の一実施形態に係る調光ガラスの構成について図1を参照しながら説明する。
【0021】
図1に示すように、本実施形態に係る液晶ガラス(調光ガラス)10は、2枚の板ガラス11の間に、イエローの二色性液晶分子14aを含む液晶層(イエロー)13aと、シアンの二色性液晶分子14bを含む液晶層(シアン)13bと、マゼンダの二色性液晶分子14cを含む液晶層(マゼンダ)13cとを積層している。
【0022】
また、液晶ガラス10は、液晶層(イエロー)13aを駆動するための透明電極12aと、液晶層(シアン)13bを駆動するための透明電極12bと、液晶層(マゼンダ)13cを駆動するための透明電極12cとを有する。
【0023】
また、液晶ガラス10は、各液晶層13a乃至13cをそれぞれ分離するためにガラス基板11a及び11bを有している。
【0024】
液晶層13a乃至13c内の二色性色素分子14a乃至14cは、配列状態によって光の吸収波長が変わる色素である。すなわち、液晶層13a乃至13cは、制御線1を介して透明電極12a乃至12cに印加された電圧によって、二色性色素分子14a乃至14cの向き(配列状態)を制御し、光の吸収状態を変化させるものである。
【0025】
例えば、液晶層(イエロー)13aは、制御線1を介して透明電極12aに電圧が印加された場合、イエローに該当する波長の光を吸収する。また、液晶層(シアン)13bは、制御線1を介して透明電極12bに電圧が印加された場合、シアンに該当する波長の光を吸収する。また、液晶層(マゼンダ)13cは、制御線1を介して透明電極12cに電圧が印加された場合、マゼンダに該当する波長の光を吸収する。
【0026】
液晶層13a乃至13cは、例えば、ゲスト−ホスト型液晶材料により形成されることができる。
【0027】
また、本実施形態に係る液晶ガラス10は、液晶層13a乃至13cの代わりに、エレクトロクロミックデバイスを用いても良い。
【0028】
(本実施形態に係る調光ガラス制御システムの動作)
上記構成を有する液晶ガラス(調光ガラス)10の製造方法について、図2を参照にして説明する。図2では、ポリマーフィルムを用いて液晶層13a乃至13cを構成することとする。
【0029】
図2に示すように、ステップ501において、3枚のポリマーフィルムを、イエロー、シアン、マゼンダの二色性色素分子14a乃至14cでそれぞれ着色する。
【0030】
ステップ202において、着色された3枚のポリマーフィルムを延伸して、色素変更フィルムを作成する。ここで、色素変更フィルムとして、水溶性の二色性色素分子14a乃至14cで着色(染色)されたポリビニールアルコール(PVA)フィルムや、疎水性の二色性色素分子14a乃至14cで着色されたポリエチレンテレフラレート(PET)フィルムが考えられる。
【0031】
ステップ203において、延伸された3枚のポリマーフィルム(色素変更フィルム)の両側面に透明電極12a乃至12cを付着させると共に、当該3枚のポリマーフィルム(色素変更フィルム)を2枚の板ガラス11に挟み込む。
【0032】
本実施形態に係る液晶ガラス10は、液晶層13a乃至13c中にゲスト分子として二色性色素分子14a乃至14cを溶解させて、液晶層13a乃至13cの配向方向と同じ方向に二色性色素分子14a乃至14cが配向することを利用したゲストーホスト型液晶材料によって形成されてもよい。
【0033】
かかる場合、2枚の板ガラス11の間に液晶層13a乃至13cを挟み込むため、例えば、2枚の板ガラス11の間に、100ミクロンの均一の隙間を作る必要が生じる。
【0034】
(本実施形態に係る調光ガラスの作用・効果)
本実施形態に係る液晶ガラス(調光ガラス)10によれば、3層の液晶層13a乃至13cを駆動する透明電極12a乃至12cに印加する電圧を制御することによって、容易に液晶ガラス10の色を変更することができる。
【0035】
例えば、本実施形態に係る液晶ガラス(調光ガラス)10によれば、屋内照明のセッティングを変えることなく、屋外から見た窓ガラスの色を変更することができる。
【0036】
そのため、本実施形態に係る液晶ガラス(調光ガラス)10を用いることによって、クリスマスや各種イベント等で行われるイルミネーションを、よりカラフルにすることができる。
【0037】
また、本実施形態に係る液晶ガラス(調光ガラス)10によれば、窓ガラスを介して入ってくる外光の状態にかかわらず、屋内から見た窓ガラスの色を変更することが可能となる。
【0038】
また、本実施形態に係る液晶ガラス(調光ガラス)10によれば、二色性色素分子14a乃至14cで着色した後にポリマーフィルム13a乃至13cを一方向に延伸するため、ポリマー配向によって強制的に当該ニ色性色素分子14a乃至14cを当該ポリマーフィルム13a乃至13c内で所定方向に配向させることができる。
【0039】
また、本実施形態に係る液晶ガラス(調光ガラス)10によれば、延伸によって薄くなったポリマーフィルム13a乃至13cを2枚の板ガラス11に挟み込むため、2枚の板ガラス11の間に液晶材料を注入する場合と比べて、大型の液晶ガラス(調光ガラス)10を製造することができる。
【0040】
(変更例1)
本発明に係る調光ガラス(調光ガラス)10は、上述の実施形態1に限定されるものではなく、図3に示すように、液晶ガラス10が、2枚の板ガラス11の間に、減光フィルタ(ND:Neutral Density)18を挿入する構成を採ってもよい。
【0041】
減光フィルタ18は、可視光に相当する400nm乃至700nmの波長の光に対する透過率がほぼ一定のフィルタであり、透明度が高く、光の透過率の変化幅がある程度大きいものが望ましい。
【0042】
ここで、減光フィルタ18は、二色性色素分子を含む液晶層と、当該液晶層を駆動するための透明電極とによって構成されていてもよい。また、減光フィルタ18は、ゲスト−ホスト型液晶層と、当該ゲスト−ホスト型液晶層を駆動するための透明電極とによって構成されていてもよい。
【0043】
かかる発明によれば、減光フィルタ18によって、液晶ガラス10の明るさを調整することができる。
【0044】
(変更例2)
本発明に係る液晶ガラス(調光ガラス)10は、上述の実施形態1に限定されるものではなく、図4に示すように、液晶ガラス10が、2枚の板ガラス11の間に、減光フィルタとして、透明電極12dとエレクトロクロミック材料15と電解質16とからなるエレクトロクロミックデバイスを挿入する構成を採ってもよい。
【0045】
かかる発明によれば、エレクトロクロミックデバイスを構成する透明電極12dに印加する電圧を制御することによって、容易に液晶ガラス10の明るさを変更することができる。
【0046】
(変更例3)
本発明に係る液晶ガラス(調光ガラス)10は、上述の実施形態1に限定されるものではなく、図5に示すように、液晶ガラス10が、2枚の板ガラス11の間に、透明電極12dに印加される電圧に応じて不規則状態と整列状態との間で液晶分子17aの配列状態が変化する液晶層17を挿入する構成を採ってもよい。
【0047】
液晶層17は、透明電極12dに電圧が印加されていない場合、液晶分子17aが不規則に並んでいて(不規則状態であり)光が拡散されるために不透明状態となる。一方、液晶層17は、透明電極12dに電圧が印加されると、液晶分子17aが一定方向に整列する(整列状態である)ため、不透明状態から透明状態に変化する。
【0048】
かかる発明によれば、上述の液晶層に印加する電圧を制御することによって、容易に調光ガラスの透明度を変更することができる。
【0049】
【発明の効果】
本発明によれば、窓ガラス11に貼り付けるカラーフィルムを交換することなく窓ガラスの色の変更を可能とする調光ガラス10及び当該調光ガラス10の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る調光ガラスの構造を示す図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る調光ガラスの製造方法を示すフローチャートである。
【図3】本発明の一変更例に係る調光ガラスの構造を示す図である。
【図4】本発明の一変更例に係る調光ガラスの構造を示す図である。
【図5】本発明の一変更例に係る調光ガラスの構造を示す図である。
【符号の説明】
1…制御線
10…液晶ガラス
11…板ガラス
11a、11b、11c…ガラス基板
12a、12b、12c、12d…透明電極
13a、13b、13c、17…液晶層
14a、14b、14c…二色性色素分子
15…エレクトロクロミック材料
16…電解質
18…減光フィルタ
Claims (8)
- 2枚の板ガラスの間にイエロー、シアン、マゼンダの二色性色素分子をそれぞれ含む3層の液晶層を積層し、該液晶層の各々を駆動するための複数の透明電極を有することを特徴とする調光ガラス。
- 前記3層の液晶層は、ゲスト−ホスト型液晶材料により形成されていることを特徴とする請求項1に記載の調光ガラス。
- 前記2枚の板ガラスの間に、減光フィルタを挿入することを特徴とする請求項1に記載の調光ガラス。
- 前記減光フィルタは、エレクトロクロミックデバイスによって構成されていることを特徴とする請求項3に記載の調光ガラス。
- 前記減光フィルタは、二色性色素分子を含む液晶層と、該液晶層を駆動するための透明電極とによって構成されていることを特徴とする請求項3に記載の調光ガラス。
- 前記減光フィルタは、ゲスト−ホスト型液晶層と、該ゲスト−ホスト型液晶層を駆動するための透明電極とによって構成されていることを特徴とする請求項3に記載の調光ガラス。
- 前記2枚の板ガラスの間に、透明電極に印加される電圧に応じて不規則状態と整列状態との間で液晶分子の配列状態が変化する液晶層を挿入することを特徴とする請求項1に記載の調光ガラス。
- 3枚のポリマーフィルムを、イエロー、シアン、マゼンダの二色性色素分子でそれぞれ着色する工程と、
着色された前記3枚のポリマーフィルムを延伸する工程と、
延伸された前記3枚のポリマーフィルムの両側面に透明電極を付着させると共に、該3枚のポリマーフィルムを2枚の板ガラスに挟み込む工程とを有することを特徴とする調光ガラスの製造方法。
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