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JP2014048353A - Suspended particle device, dimmer using the suspended particle device, driving device for driving the suspended particle device and driving method thereof - Google Patents

Suspended particle device, dimmer using the suspended particle device, driving device for driving the suspended particle device and driving method thereof Download PDF

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JP2014048353A
JP2014048353A JP2012189411A JP2012189411A JP2014048353A JP 2014048353 A JP2014048353 A JP 2014048353A JP 2012189411 A JP2012189411 A JP 2012189411A JP 2012189411 A JP2012189411 A JP 2012189411A JP 2014048353 A JP2014048353 A JP 2014048353A
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suspended particle
substrate
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Shunsuke Mori
俊介 森
Hironori Kaneko
浩規 金子
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Abstract

【課題】懸濁粒子装置の停止時における光学状態変化を遅らせる。
【解決手段】第一の基板および第二の基板と、第一の基板および第二の基板の間に配置された第一の電極、第二の電極および懸濁液と、を有する懸濁粒子装置であって、懸濁液は光調整粒子および分散媒を含み、分散媒に光調整粒子が分散され懸濁液中の光調整粒子の濃度は1vol%以上10vol%以下であり、前記第一の電極および前記第二の電極の間に印加される交流電圧により前記懸濁粒子装置の透過率が変化する応答時間が制御される懸濁粒子装置。
【選択図】 図8
An optical state change when a suspended particle device is stopped is delayed.
Suspended particles having a first substrate and a second substrate, and a first electrode, a second electrode and a suspension disposed between the first substrate and the second substrate. The suspension includes light adjustment particles and a dispersion medium, the light adjustment particles are dispersed in the dispersion medium, and the concentration of the light adjustment particles in the suspension is 1 vol% or more and 10 vol% or less. A suspended particle device in which a response time in which the transmittance of the suspended particle device changes is controlled by an alternating voltage applied between the electrode and the second electrode.
[Selection] Figure 8

Description

本発明は、懸濁粒子装置、懸濁粒子装置を用いた調光装置及びそれらの駆動方法に関する。   The present invention relates to a suspended particle device, a light control device using the suspended particle device, and a driving method thereof.

従来例として、特許文献1には次のような技術が開示されている。特許文献1の調光装置は、エチレン性不飽和結合を有する樹脂及び光重合開始剤を含むエネルギー線硬化可能な高分子媒体と、光調整粒子が流動可能な状態で分散媒中に分散した光調整懸濁液の液滴とを含有する調光材料であって、光調整懸濁液中の分散媒が高分子媒体及びその硬化物と相分離しうるものであり、エチレン性不飽和結合を有する樹脂のエチレン性不飽和結合濃度が0.3モル/kg〜0.5モル/kgである調光材料で構成されている。   As a conventional example, Patent Document 1 discloses the following technique. The light control device of Patent Document 1 includes an energy beam curable polymer medium containing a resin having an ethylenically unsaturated bond and a photopolymerization initiator, and light dispersed in a dispersion medium in a state where the light control particles can flow. A light control material containing droplets of the adjusted suspension, wherein the dispersion medium in the light adjusted suspension is capable of phase separation from the polymer medium and a cured product thereof, and has an ethylenically unsaturated bond. The resin has an ethylenically unsaturated bond concentration of 0.3 to 0.5 mol / kg.

特許文献2には次のような技術が開示されている。特許文献2の調光装置は、一対の基板、前記基板間に前記基板に対して一定方向に配列した微粒子または微粒子集合体を含む粘弾性体または弾性体および前記粘弾性体または弾性体にせん断応力をおよぼす装置からなることを特徴とする全固体調光装置である。前記全固体調光装置の調光方法は、前記粘弾性体または弾性体にせん断応力をおよぼす装置によりせん断応力をおよぼし、光の透過率を制御することを特徴としている。   Patent Document 2 discloses the following technique. The light control device of Patent Document 2 includes a pair of substrates, a viscoelastic body or elastic body including fine particles or fine particle aggregates arranged in a certain direction with respect to the substrate between the substrates, and shearing into the viscoelastic body or elastic body. An all-solid-state light control device comprising a device that exerts stress. The light control method of the all-solid light control device is characterized in that the viscoelastic body or an apparatus that applies a shear stress to the elastic body applies a shear stress to control light transmittance.

特許文献3には次のような技術が開示されている。少なくとも一方は透明な基板間に、微粒子が分散された分散系が挟まれてセルを構成しており、該微粒子を電界で移動させて、該セルの基板に垂直方向の光透過性ないし光反射性を変化させる表示装置において、電界を印加するために設けられた駆動電極と共通電極の電極間ピッチpが5μ〜100μ、セル厚dがpの0.2〜1.5倍、駆動電極の電極面積率を20%以下とすることによって高透過率、高コントラスト、低電圧駆動のモノクロおよびカラー表示が薄型、軽量、高速で可能となり、超高精細の光変調素子、ポータブル機器用表示、電子ペーパ、大型モニター、大型TV、超大型の公衆ディスプレイなど多方面への適用が可能となった。   Patent Document 3 discloses the following technique. At least one of them forms a cell with a dispersion system in which fine particles are dispersed between transparent substrates, and the fine particles are moved by an electric field to transmit light in the direction perpendicular to the substrate of the cell or reflect light. In the display device that changes the electric characteristics, the electrode pitch p between the drive electrode and the common electrode provided for applying the electric field is 5 μ to 100 μ, the cell thickness d is 0.2 to 1.5 times the p, By making the electrode area ratio 20% or less, high transmittance, high contrast, low voltage driving monochrome and color display can be made thin, light and high speed, ultra high definition light modulation element, portable device display, electronic It can be applied to various fields such as paper, large monitors, large TVs, and super large public displays.

特開2008−209953号公報JP 2008-209953 A 特開平5−019306号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-019306 特開2008−158040号公報JP 2008-158040 A

特許文献2では、微粒子に対する分散媒が固体の粘弾性体となっており、基板間での微粒子の配列状態は電圧を印加しない状態でも保持される。しかしながら、分散媒中に微粒子を均一に分散させる場合、微粒子の配列状態を破壊するためのせん断応力をおよぼす装置が必要である。そのため、特許文献1のような簡便な電気的制御による可逆的な微粒子状態及び調光動作を行うことが困難である。   In Patent Document 2, the dispersion medium for the fine particles is a solid viscoelastic body, and the arrangement state of the fine particles between the substrates is maintained even when no voltage is applied. However, in order to uniformly disperse the fine particles in the dispersion medium, a device for applying a shear stress for breaking the arrangement state of the fine particles is necessary. Therefore, it is difficult to perform a reversible fine particle state and dimming operation by simple electrical control as in Patent Document 1.

特許文献3では、少なくとも一方は透明な基板間に、帯電した微粒子が透明な液体またはガス媒体中に分散された分散系が挟まれてセルを構成しており、該セル中の微粒子分散状態を該基板に垂直方向のセルの光学的遮蔽状態とし、該基板間に設けられた、共通電極と細線からなる駆動電極との電極間に電圧を印加して該微粒子を該基板に水平方向に移動させて該細線状駆動電極に堆積させて、分散状態の微粒子量を変調させることによって該セルの光学的遮蔽状態、即ち透過率を変調及び保持している。そのため、光学的遮蔽状態を変調する際に、該セル内において該微粒子が堆積した電極部分とその他の光学変調部分とでの該微粒子量の差異により、該セル内での光学的遮蔽状態の均一性が低くなる場合がある。更に、光学的遮蔽状態の均一性向上のため、該細線状駆動電極を微細化する場合、電極形成方法の高コスト化や、断線、電極の不均一性による動作不良といった課題が生じる場合がある。   In Patent Document 3, a cell is formed by sandwiching a dispersion system in which charged fine particles are dispersed in a transparent liquid or gas medium between at least one transparent substrate, and the state of fine particle dispersion in the cell is determined. The cell is optically shielded in a direction perpendicular to the substrate, and a voltage is applied between the electrode between the common electrode and the driving electrode made of a thin wire provided between the substrates to move the fine particles horizontally to the substrate. Then, it is deposited on the thin line drive electrode to modulate and maintain the optical shielding state, that is, the transmittance of the cell by modulating the amount of dispersed fine particles. Therefore, when the optical shielding state is modulated, the optical shielding state in the cell is uniform due to the difference in the amount of the particulates in the electrode part where the particulates are deposited in the cell and the other optical modulation part. May be low. Further, when the fine drive electrode is miniaturized to improve the uniformity of the optical shielding state, there may be problems such as high cost of the electrode formation method, disconnection, and malfunction due to electrode nonuniformity. .

従って、従来の懸濁粒子装置では、突発的な駆動電圧印加停止による光学状態の急激な変化の抑制と、透過状態の変調と機械的な作用を必要とせずに均一で可逆的な光学変調動作を両立することが困難であった。本発明は、均一で可逆的な光学変調動作が可能な懸濁粒子装置について、停止時における懸濁液装置の光学状態変化を遅らせることを目的とする。   Therefore, the conventional suspended particle device suppresses sudden changes in the optical state due to sudden stoppage of drive voltage application, and uniform and reversible optical modulation operation without the need for modulation and mechanical action of the transmission state. It was difficult to achieve both. An object of the present invention is to delay a change in the optical state of a suspension apparatus when the suspension particle apparatus is capable of performing a uniform and reversible optical modulation operation.

上記課題を解決するための本発明の特徴は、例えば以下の通りである。   The features of the present invention for solving the above problems are as follows, for example.

第一の基板および第二の基板と、第一の基板および第二の基板の間に配置された第一の電極、第二の電極および懸濁液と、を有する懸濁粒子装置であって、懸濁液は光調整粒子および分散媒を含み、分散媒に光調整粒子が分散され、懸濁液中の光調整粒子の濃度は1vol%以上10vol%以下であり、第一の電極および第二の電極の間に印加される交流電圧により懸濁粒子装置の透過率が変化する応答時間が制御される懸濁粒子装置、懸濁粒子装置を用いた調光装置、懸濁粒子装置を駆動する駆動装置及びそれらの駆動方法。   A suspended particle device having a first substrate and a second substrate, and a first electrode, a second electrode and a suspension disposed between the first substrate and the second substrate, The suspension includes light adjusting particles and a dispersion medium. The light adjusting particles are dispersed in the dispersion medium, and the concentration of the light adjusting particles in the suspension is 1 vol% or more and 10 vol% or less. The suspension particle device, the light control device using the suspension particle device, and the suspension particle device are driven in which the response time in which the transmittance of the suspension particle device is changed by the AC voltage applied between the two electrodes is controlled. Driving device and driving method thereof.

第一の基板および第二の基板と、第一の基板および第二の基板の間に配置された第一の電極、第二の電極および懸濁液と、を有する懸濁粒子装置であって、懸濁液は光調整粒子および分散媒を含み、分散媒に光調整粒子が分散され、懸濁液中の光調整粒子の濃度は1vol%以上4vol%以下である懸濁粒子装置、懸濁粒子装置を用いた調光装置、懸濁粒子装置を駆動する駆動装置及びそれらの駆動方法。   A suspended particle device having a first substrate and a second substrate, and a first electrode, a second electrode and a suspension disposed between the first substrate and the second substrate, The suspension includes light adjusting particles and a dispersion medium, the light adjusting particles are dispersed in the dispersion medium, and the concentration of the light adjusting particles in the suspension is 1 vol% or more and 4 vol% or less. Light control device using particle device, driving device for driving suspended particle device, and driving method thereof.

本発明により、懸濁粒子装置の駆動停止時における光学状態変化の応答時間を長時間化させることができる。上記した以外の課題、構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。   According to the present invention, it is possible to increase the response time of the optical state change when the suspension particle device is stopped. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

一実施形態の懸濁粒子装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the suspended particle apparatus of one Embodiment. 一実施形態の懸濁粒子装置を用いた調光装置の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the light modulation apparatus using the suspended particle apparatus of one Embodiment. 一実施形態の懸濁粒子装置において、調光状態を制御する駆動方法の構成と駆動波形の説明図である。In the suspended particle apparatus of one Embodiment, it is explanatory drawing of a structure and drive waveform of the drive method which controls a light control state. 図1の懸濁粒子装置において、停止中の光調整粒子の状態を示す図である。In the suspended particle apparatus of FIG. 1, it is a figure which shows the state of the light adjustment particle | grains in a stop. 図1の懸濁粒子装置において、駆動中の光調整粒子の状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a state of light adjusting particles during driving in the suspended particle device of FIG. 1. 一実施形態の懸濁粒子装置において、サステイン期間の駆動電圧に対する透過率の関係を示す説明図である。In the suspended particle apparatus of one Embodiment, it is explanatory drawing which shows the relationship of the transmittance | permeability with respect to the drive voltage of a sustain period. 一実施形態の停止期間における応答時間を示すグラフである。It is a graph which shows the response time in the stop period of one Embodiment. 一実施形態の停止期間における駆動方法と透過率変動の応答時間の測定結果である。It is a measurement result of the response time of the drive method and transmittance | permeability fluctuation | variation in the stop period of one Embodiment. 一実施形態の停止期間における駆動方法と透過率変動の応答時間の測定結果である。It is a measurement result of the response time of the drive method and transmittance | permeability fluctuation | variation in the stop period of one Embodiment. 一実施形態の停止期間における駆動方法と透過率変動の応答時間の測定結果である。It is a measurement result of the response time of the drive method and transmittance | permeability fluctuation | variation in the stop period of one Embodiment. 一実施形態の懸濁粒子装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the suspended particle apparatus of one Embodiment. 一実施形態の懸濁粒子装置において、駆動方法と透過率変動による調光動作の応答時間を示すグラフである。6 is a graph illustrating a response time of a dimming operation due to a driving method and a transmittance variation in the suspended particle device of one embodiment. 一実施形態の懸濁粒子装置において、駆動方法と透過率変動による調光動作の応答時間を示すグラフである。6 is a graph illustrating a response time of a dimming operation due to a driving method and a transmittance variation in the suspended particle device of one embodiment. 一実施形態の懸濁粒子装置の駆動方法の説明図である。It is explanatory drawing of the drive method of the suspended particle apparatus of one Embodiment. 一実施形態の懸濁粒子装置の駆動方法の説明図である。It is explanatory drawing of the drive method of the suspended particle apparatus of one Embodiment. 図11の駆動方法を周期的に構成した駆動方法の説明図である。It is explanatory drawing of the drive method which comprised the drive method of FIG. 11 periodically. 図11の駆動方法を周期的に構成した駆動方法の説明図である。It is explanatory drawing of the drive method which comprised the drive method of FIG. 11 periodically. 一実施形態の懸濁粒子装置において、光調整粒子濃度に対する停止期間における駆動方法と透過率変動の応答時間の関係を示すグラフである。In the suspension particle device of one embodiment, it is a graph which shows the relation between the drive method in the stop period with respect to the light control particle concentration, and the response time of transmittance variation. 一実施形態の懸濁粒子装置において、光調整粒子濃度に対する透過駆動移行時及び開始期間における透過率変動の応答時間の関係を示すグラフである。In the suspended particle device of one embodiment, it is a graph which shows the relationship of the response time of the transmittance | permeability fluctuation | variation in the transmission drive transition with respect to the light adjustment particle | grain density | concentration and a start period.

以下に具体的な実施例を示して、本願発明の内容を詳細に説明する。以下の実施例は本願発明の内容の具体例を示すものであり、本願発明がこれらの実施例に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、実施例を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。   The contents of the present invention will be described in detail below by showing specific examples. The following examples show specific examples of the contents of the present invention, and the present invention is not limited to these examples, but by those skilled in the art within the scope of the technical idea disclosed in this specification. Various changes and modifications are possible. Further, in all the drawings for explaining the embodiments, the same reference numerals are given to those having the same function, and the repeated explanation thereof may be omitted.

また、明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。   In the specification, numerical ranges indicated using “to” indicate ranges including numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively.

<SPD>
本実施例の理解を容易にするために、本発明者らが検討したSPDの基本構造などについて説明する。懸濁粒子装置(SPD)1は、B板2、A板3および懸濁液8を含む。なお、本実施例において対向に配置されてSPD1を構成する二つの基板の「A板3」と「B板2」は、基板間の懸濁液内に電界を形成する電極対のX電極7が配設される基板をA板3、Y電極5が配設される基板をB板2としている。図1は本発明者らが検討したSPDの断面構造概略図である。A板3とB板2の間には懸濁液8が挟持されている。本実施例のSPD1は、SPD1に対してZ軸方向の入射光を調光する。
<SPD>
In order to facilitate understanding of this embodiment, the basic structure of the SPD studied by the present inventors will be described. The suspended particle device (SPD) 1 includes a B plate 2, an A plate 3 and a suspension 8. In this embodiment, the “A plate 3” and the “B plate 2” of the two substrates that are arranged opposite to each other and constitute the SPD 1 are the X electrodes 7 of the electrode pair that forms an electric field in the suspension between the substrates. The substrate on which the Y electrode 5 is disposed is the A plate 3 and the substrate on which the Y electrode 5 is disposed is the B plate 2. FIG. 1 is a schematic sectional view of an SPD studied by the present inventors. A suspension 8 is sandwiched between the A plate 3 and the B plate 2. The SPD 1 of this embodiment dimmes incident light in the Z-axis direction with respect to the SPD 1.

まず、導電性基材およびその形成方法について説明する。A板3とB板2は、ガラスから成る透明な支持基材であるA基板6およびB基板4上に、酸化インジウムスズ(ITO)からなる透明電極のX電極7、Y電極5がそれぞれ形成される。つまり、A基板6およびB基板4の間にX電極7、Y電極5および懸濁液8が配置されている。A基板6またはB基板4の一方にのみX電極7およびY電極5が形成されていても良い。   First, a conductive substrate and a method for forming the conductive substrate will be described. The A plate 3 and the B plate 2 are respectively formed with an X electrode 7 and a Y electrode 5 which are transparent electrodes made of indium tin oxide (ITO) on the A substrate 6 and the B substrate 4 which are transparent support base materials made of glass. Is done. That is, the X electrode 7, the Y electrode 5, and the suspension 8 are disposed between the A substrate 6 and the B substrate 4. The X electrode 7 and the Y electrode 5 may be formed only on one of the A substrate 6 and the B substrate 4.

透明な支持基材としては、ガラス以外にポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、シクロオレフィンポリマー(COP)等の樹脂フィルムなどが挙げられる。   Examples of the transparent support substrate include resin films such as polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), and cycloolefin polymer (COP) in addition to glass.

X電極7およびY電極5は酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化スズ、酸化亜鉛等の金属酸化物やカーボンナノチューブ、グラフェン等の炭素材料などの透明導電体で形成しても構わない。本実施例では、透明電極を支持基材上に一面に形成しているが、これに限らず円や並行線などの模様や文字型に配設しても構わない。   The X electrode 7 and the Y electrode 5 may be formed of a transparent conductor such as a metal oxide such as indium zinc oxide (IZO), tin oxide, or zinc oxide, or a carbon material such as carbon nanotube or graphene. In the present embodiment, the transparent electrode is formed on the entire surface of the support substrate, but the present invention is not limited to this, and the transparent electrode may be arranged in a pattern such as a circle or a parallel line or a character type.

次に、A板3とB板2を対向に配置し、両板端部(図示しない)の対辺にスペーサービーズ等を含む封着剤を塗布して両板を接着する。これにより、両板間の距離が25μmである懸濁液8の懸濁液充填空間が形成される。なお、懸濁液8の充填空間及びA板3とB板2の間の距離は4μm以上100μm以下であり、また、スペーサービーズをA板3とB板2との間に散布し、懸濁液8の充填空間を維持しても構わない。スペーサービーズとしては、ガラスやポリマーなどが挙げられ、接着材に対して安定であることが望ましい。
また、スペーサービーズをA板3とB板2との間に散布する場合、スペーサービーズの屈折率は分散媒10の屈折率と近い方が好ましい。
Next, the A plate 3 and the B plate 2 are arranged to face each other, and a sealing agent containing spacer beads or the like is applied to opposite sides of both plate end portions (not shown) to bond the both plates. Thereby, a suspension filling space of the suspension 8 in which the distance between both plates is 25 μm is formed. The space for filling the suspension 8 and the distance between the A plate 3 and the B plate 2 are 4 μm or more and 100 μm or less, and spacer beads are dispersed between the A plate 3 and the B plate 2 to suspend the suspension. The filling space of the liquid 8 may be maintained. Examples of the spacer beads include glass and polymer, and it is desirable that the spacer beads are stable with respect to the adhesive.
When spacer beads are dispersed between the A plate 3 and the B plate 2, the spacer beads preferably have a refractive index close to that of the dispersion medium 10.

懸濁液8およびその形成方法について説明する。懸濁液8は光調整粒子9と分散媒10を含む。分散媒10中に光調整粒子9が分散されている。懸濁液8は、光調整粒子9と分散媒10のみから構成されていてもよいし、他の材料を含んでいても良い。   The suspension 8 and its formation method will be described. The suspension 8 includes light adjusting particles 9 and a dispersion medium 10. The light adjusting particles 9 are dispersed in the dispersion medium 10. The suspension 8 may be composed only of the light adjusting particles 9 and the dispersion medium 10 or may contain other materials.

光調整粒子9は、例えば、ポリ過ヨウ化物であり、形状に異方性があり、配向方向に起因して吸光度の異なる光学的異方性を発現し、アスペクト比が1ではない形状をしており、負に帯電している。懸濁粒子装置の駆動期間における交流電圧の周波数及びその周波数以下の周波数において、光調整粒子9が配向分極を生じることが望ましい。その場合、光調整粒子9として導電性の低い誘電体材料を用いることが望ましい。導電性の低い誘電体材料としてはポリマー粒子、ポリマーで導電体材料をコートした粒子などが挙げられる。
なお、コートに用いるポリマーは、SPD1の色調を補正するために色素や顔料等を含んでいても構わない。光調整粒子9の形状としては、棒状や板状などが考えられる。光調整粒子9を棒状とすることで、電界に対する粒子回転運動の抵抗や透過時のヘイズの上昇を抑制できる。光調整粒子9のアスペクト比は例えば、5以上30以下程度が望ましい。光調整粒子9のアスペクト比を5以上とすることにより、光調整粒子9の形状に起因するような光学的異方性を発現できる。
The light adjusting particle 9 is, for example, polyperiodide, has an anisotropy in shape, exhibits optical anisotropy having different absorbance due to the orientation direction, and has a shape in which the aspect ratio is not 1. And is negatively charged. It is desirable that the light adjusting particles 9 cause orientation polarization at the frequency of the alternating voltage during the driving period of the suspended particle device and at a frequency equal to or lower than that frequency. In that case, it is desirable to use a dielectric material having low conductivity as the light adjusting particles 9. Examples of the dielectric material having low conductivity include polymer particles and particles obtained by coating a conductor material with a polymer.
The polymer used for the coating may contain a dye, a pigment or the like in order to correct the color tone of SPD1. As the shape of the light adjusting particles 9, a rod shape, a plate shape, or the like can be considered. By making the light adjusting particles 9 into a rod shape, it is possible to suppress the resistance of the particle rotational motion with respect to the electric field and the increase in haze during transmission. For example, the aspect ratio of the light control particles 9 is preferably about 5 or more and 30 or less. By setting the aspect ratio of the light adjusting particles 9 to 5 or more, optical anisotropy caused by the shape of the light adjusting particles 9 can be expressed.

光調整粒子9の大きさは1μm以下であることが好ましく、0.1μm以上1μm以下であることがより好ましく、0.1μm以上0.6μm以下であることがさらに好ましい。
光調整粒子9の大きさが1μmを超える場合には、光散乱が生じたり、電界が印加された場合に分散媒10中での配向運動が低下したりするなど、光学特性や駆動特性が低下する問題が発生することがある。なお、光調整粒子9の大きさは、電子顕微鏡観察等により計測される。懸濁液8に対する光調整粒子9の粒子濃度は1〜50vol%であることが好ましく、透過率変化といったSPD1の光学及び駆動特性設計や濃度上昇に伴う懸濁液8粘度上昇等による上記配向運動への影響から、1〜10vol%であることがさらに望ましい。
光調整粒子9としては、カーボンブラックなどの炭素系材料、銅、ニッケル、鉄、コバルト、クロム、チタン、アルミニウムなどの金属材料、窒化ケイ素、窒化チタン、酸化アルミニウムなどの無機化合物からなる粒子が挙げられ、これらが正または負に帯電している。なお、カーボンブラック、金属等は、自身が特定の電荷を持って帯電しているのではなく、特定の電荷に帯電する性質を持ったポリマーでコートした粒子であっても構わない。光調整粒子9として、上記の材料のうち一種類で構成されていてもよいし、二種類以上含まれていてもよい。
The size of the light adjusting particles 9 is preferably 1 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 1 μm or less, and further preferably 0.1 μm or more and 0.6 μm or less.
When the size of the light adjusting particles 9 exceeds 1 μm, optical properties and driving characteristics are deteriorated, such as light scattering or orientation movement in the dispersion medium 10 when an electric field is applied. Problems may occur. The size of the light adjusting particles 9 is measured by observation with an electron microscope or the like. The particle concentration of the light adjusting particles 9 with respect to the suspension 8 is preferably 1 to 50 vol%, and the above-mentioned orientation movement due to the optical and driving characteristics design of the SPD 1 such as transmittance change and the viscosity increase of the suspension 8 accompanying the concentration increase. It is more desirable that it is 1-10 vol% from the influence on the.
Examples of the light adjusting particles 9 include carbon-based materials such as carbon black, metal materials such as copper, nickel, iron, cobalt, chromium, titanium, and aluminum, and particles made of inorganic compounds such as silicon nitride, titanium nitride, and aluminum oxide. These are positively or negatively charged. Carbon black, metal, etc. may not be charged with a specific charge, but may be particles coated with a polymer having a property of being charged with a specific charge. As the light adjustment particle | grains 9, you may be comprised with one type among said material, and may be contained two or more types.

分散媒10は、アクリル酸エステルオリゴマーからなる液状共重合体である。分散媒10として、他にポリシロキサン(シリコーンオイル)などが挙げられる。なお、分散媒10としては、光調整粒子9が浮遊可能な粘度であり、高抵抗で、A基板6、B基板4、X電極7、Y電極5とは親和性がなく、A基板6およびB基板4と屈折率が近く、光調整粒子9と誘電率が異なる液状共重合体を使用することが好ましい。具体的には、298Kにおいて、分散媒10の抵抗率が1012Ωm以上1015Ωm以下であることが望ましい。分散媒10と光調整粒子9に誘電率差があると、後に記す光調整粒子9の配向動作において交流電界下における駆動力として作用させることができる。本実施例では、分散媒10の比誘電率は3.5以上5.0以下としている。 The dispersion medium 10 is a liquid copolymer made of an acrylate oligomer. Other examples of the dispersion medium 10 include polysiloxane (silicone oil). The dispersion medium 10 has a viscosity at which the light control particles 9 can float, has high resistance, has no affinity with the A substrate 6, the B substrate 4, the X electrode 7, and the Y electrode 5. It is preferable to use a liquid copolymer having a refractive index close to that of the B substrate 4 and having a dielectric constant different from that of the light adjusting particles 9. Specifically, the resistivity of the dispersion medium 10 is desirably 10 12 Ωm or more and 10 15 Ωm or less at 298K. If there is a dielectric constant difference between the dispersion medium 10 and the light adjusting particles 9, it can act as a driving force under an alternating electric field in the alignment operation of the light adjusting particles 9 described later. In this embodiment, the relative dielectric constant of the dispersion medium 10 is set to 3.5 or more and 5.0 or less.

懸濁液8の充填空間には、封着剤で接着していない両板端部から毛細管現象により懸濁液8が充填される。A板3とB板2との間に懸濁液8を充填後、接着していないA板3とB板2の端部を封着材で接着して封止する。これにより、懸濁液8は外気から隔離される。なお、本実施例では毛細管現象により懸濁液8を充填したが、懸濁液8をA板3とB板2を接着する前にバーコート法や真空下での滴下注入法(ODF)などで塗布し、その後にA板3とB板2を貼り合わせて接着と封止をしても構わない。   The space for filling the suspension 8 is filled with the suspension 8 by capillary action from the end portions of both plates not bonded with the sealing agent. After the suspension 8 is filled between the A plate 3 and the B plate 2, the end portions of the A plate 3 and the B plate 2 which are not bonded are bonded and sealed with a sealing material. Thereby, the suspension 8 is isolated from the outside air. In this embodiment, the suspension 8 is filled by capillary action, but before the A plate 3 and the B plate 2 are bonded to the suspension 8, a bar coating method, a drop injection method (ODF) under vacuum, or the like is used. Then, the A plate 3 and the B plate 2 may be bonded together and bonded and sealed.

<調光装置>
図2は、SPD1を備えた調光装置11の構成を示す説明図である。調光装置11は、SPD1と駆動装置15を備えている。SPD1の各電極と駆動装置15中の駆動電源13の各電極出力回路とは、相互接続素子21を介して接続されている。
<Light control device>
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the light control device 11 including the SPD 1. The light control device 11 includes an SPD 1 and a driving device 15. Each electrode of the SPD 1 and each electrode output circuit of the driving power source 13 in the driving device 15 are connected via an interconnection element 21.

SPD1を制御する駆動装置15は、SPD1をX電極7とY電極5で駆動するためのX電極出力回路107およびY電極出力回路105、X電極出力回路107およびY電極出力回路105を駆動制御する駆動制御回路12および駆動電源13、調光領域や調光状態を制御する入力信号の処理を行う信号処理回路14、後に示すSPD1の調光駆動特性を基に遮光動応答の長時間化を実現する駆動条件を保存したメモリ回路200を備えている。X電極7とY電極5の一方の電極をG.N.Dとした場合、X電極出力回路107およびY電極出力回路105の一方は必ずしも必要ない。なお、調光装置11が入射光や温度などに関する外部環境情報信号を信号処理回路14へ入力する外部信号入力装置を備えていても構わない。   The driving device 15 that controls the SPD 1 drives and controls the X electrode output circuit 107 and the Y electrode output circuit 105, and the X electrode output circuit 107 and the Y electrode output circuit 105 for driving the SPD 1 with the X electrode 7 and the Y electrode 5. Drive control circuit 12 and drive power supply 13, signal processing circuit 14 for processing an input signal for controlling the dimming region and dimming state, and a long light-shielding dynamic response based on the dimming driving characteristics of SPD 1 described later The memory circuit 200 that stores the driving conditions to be stored is provided. When one of the X electrode 7 and the Y electrode 5 is set to GND, one of the X electrode output circuit 107 and the Y electrode output circuit 105 is not necessarily required. The light control device 11 may include an external signal input device that inputs an external environment information signal related to incident light, temperature, and the like to the signal processing circuit 14.

相互接続素子21は、低抵抗、低損失であることが好ましく、導電性ゴム(ラバーコネクタ)、フレキシブル配線基板(FPC)、テープキャリアパッケージ(TCP)、導電性テープなどで構成されている。相互接続素子21と、X電極7、Y電極5、X電極出力回路107およびY電極出力回路105とは、挟持して樹脂等で固定することにより結線する。また、金属ペーストや導電性高分子などの導電性接着剤、支持基材がガラスなどの耐熱性が高いものであれば半田などで導電部分を接着することにより、相互接続素子21と、X電極7、Y電極5、X電極出力回路107およびY電極出力回路105と、を結線してもよい。なお、導電性接着剤としては銀などの金属ペースト、異方性導電ペースト、異方性導電フィルム(ACF)などが挙げられる。   The interconnection element 21 preferably has low resistance and low loss, and is composed of conductive rubber (rubber connector), flexible wiring board (FPC), tape carrier package (TCP), conductive tape, and the like. The interconnection element 21 is connected to the X electrode 7, the Y electrode 5, the X electrode output circuit 107, and the Y electrode output circuit 105 by being sandwiched and fixed with resin or the like. Further, if the conductive part such as a metal paste or a conductive polymer or a supporting base material having high heat resistance such as glass is bonded, the conductive part is bonded with solder or the like, thereby connecting the interconnect element 21 and the X electrode. 7, Y electrode 5, X electrode output circuit 107 and Y electrode output circuit 105 may be connected. Examples of the conductive adhesive include a metal paste such as silver, an anisotropic conductive paste, and an anisotropic conductive film (ACF).

X電極出力回路107、Y電極出力回路105及びその他の駆動装置15を構成する回路素子は、相互接続素子21であるフレキシブル配線基板に配置されていても構わない。   The circuit elements constituting the X electrode output circuit 107, the Y electrode output circuit 105, and other driving devices 15 may be arranged on a flexible wiring board that is the interconnection element 21.

本実施例の調光装置11は、例えば、室内外の仕切り(パーティッション)、建築物用の窓硝子/天窓、電子産業および映像機器に使用される各種平面表示素子、各種計器板と既存の液晶表示素子の代替品、光シャッター、各種室内外広告および案内標示板、航空機/鉄道車両/船舶用の窓硝子、自動車用の窓硝子/バックミラー/サンルーフ、眼鏡、サングラス、サンバイザー、撮像素子等の用途に好適に使用することができる。適用法としては、本実施例の調光装置11を直接使用することも可能であるが、用途によっては、例えば、本実施例の調光装置11を2枚の基材に挟持させて使用したり、基材の片面に貼り付けて使用したりしてもよい。前記基材としては、上記A基板6およびB基板4と同様に、例えば、ガラス、高分子フィルム等を使用することができる。   The light control device 11 of the present embodiment includes, for example, indoor and outdoor partitions, window glass / skylights for buildings, various flat display elements used in the electronics industry and video equipment, various instrument panels, and existing liquid crystals. Substitutes for display elements, optical shutters, various indoor / outdoor advertisements and information signs, window glass for aircraft / railcars / ships, window glass / back mirror / sunroof for automobiles, glasses, sunglasses, sun visors, image sensors, etc. It can use suitably for the use of. As an application method, it is possible to directly use the light control device 11 of the present embodiment. However, depending on the application, for example, the light control device 11 of the present embodiment is sandwiched between two substrates. Or may be used by being attached to one side of the substrate. As the base material, for example, glass, a polymer film, and the like can be used as in the case of the A substrate 6 and the B substrate 4.

<SPD駆動方法>
次に、駆動方法について説明する。図3は本実施例で検討した駆動方法の説明図である。図3の(I)は本実施例で検討した駆動方法の構成図であり、開始期間、サステイン期間(調光期間)、停止期間で構成される。図3の(II)は本実施例で検討した駆動方法の駆動波形である。また、図4は各駆動条件におけるSPD1内の光調整粒子9の状態である。本実施例では、開始期間およびサステイン期間をSPD1の駆動期間としている。図4(a)がSPDの停止時(遮光)、図4(b)がSPDの駆動時(駆動中、透過)を示す。
<SPD driving method>
Next, a driving method will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram of the driving method studied in this embodiment. (I) of FIG. 3 is a configuration diagram of the driving method studied in this embodiment, and includes a start period, a sustain period (dimming period), and a stop period. (II) of FIG. 3 is a drive waveform of the drive method examined in this embodiment. FIG. 4 shows the state of the light adjusting particles 9 in the SPD 1 under each driving condition. In this embodiment, the start period and the sustain period are used as the driving period of SPD1. 4A shows when the SPD is stopped (light-shielding), and FIG. 4B shows the time when the SPD is driven (during driving and transmission).

開始期間は、調光開始期間、即ち、本実施例では透過動作にあたる。開始期間において、Y電極5またはX電極7に電圧(以下、単に電圧とも記す)VONの交流波形を印加し、X電極7とY電極5の電極間に交流電界を形成する。本実施例のSPD1では、分散媒10及び懸濁液8の耐圧性などから、電圧VONを150Vとしている。この交流電界に対し、懸濁液8中の光調整粒子9は、ブラウン運動により配向状態が無秩序状態(ランダム)であったものが、誘電分極等により電界方向に沿うように印加電圧VONに応じて配向する。入射光20は配向した光調整粒子9により変調される。このSPDの透過率が上昇する状態を開の状態であるとしている。入射光20と電界及び粒子配向方向が同じであれば、図4(a)、図4(b)のように、入射光20は懸濁液8を透過することができ、SPD1の透過率Tが上昇する。なお、開始期間の周波数fONは、光調整粒子9が分散媒10内で配向動作可能な条件であり、光調整粒子9の濃度、誘電率、形状、分散媒10との親和性等、分散媒10の誘電率やインピーダンスといった電気特性、粘度等で決定され、好ましくは1000Hz以下である。開始期間の周波数fONは15Hz以上が望ましいが、これに限られない。 The start period corresponds to the dimming start period, that is, the transmission operation in this embodiment. In the start period, an AC waveform of voltage VON (hereinafter also simply referred to as voltage) V ON is applied to the Y electrode 5 or the X electrode 7, and an AC electric field is formed between the X electrode 7 and the Y electrode 5. In the SPD 1 of the present embodiment, the voltage V ON is set to 150 V because of the pressure resistance of the dispersion medium 10 and the suspension 8. In response to this AC electric field, the light adjusting particles 9 in the suspension 8 are in a disordered state (random) due to Brownian motion, but are applied to the applied voltage V ON so as to follow the electric field direction due to dielectric polarization or the like. Orient accordingly. The incident light 20 is modulated by the aligned light adjusting particles 9. The state in which the transmittance of the SPD increases is an open state. If the electric field and the particle orientation direction are the same as those of the incident light 20, the incident light 20 can pass through the suspension 8 as shown in FIGS. 4A and 4B, and the transmittance T of the SPD 1. Rises. The frequency f ON of the start period is a condition that allows the light adjusting particles 9 to be oriented in the dispersion medium 10. The concentration, the dielectric constant, the shape of the light adjusting particles 9, the affinity with the dispersion medium 10, etc. It is determined by electrical characteristics such as dielectric constant and impedance of the medium 10, viscosity, etc., and is preferably 1000 Hz or less. The frequency f ON of the start period is desirably 15 Hz or more, but is not limited thereto.

また、交流電界を形成する方法としては、X電極7とY電極5の一方の電極をG.N.Dとして、もう一方の電極に交流波形を印加したり、1/2周期で極性の異なる交流波形をX電極7とY電極5の各々に同時に印加したりしても構わない。1/2周期で極性の異なる交流波形をX電極7とY電極5の各々に同時に印加することにより、耐圧性の低い回路素子を使用できる。図3ではfONが一定になっているが、fONを変調しても良い。 Further, as a method of forming an AC electric field, one of the X electrode 7 and the Y electrode 5 is set to G.N.D, an AC waveform is applied to the other electrode, or the polarity is different in 1/2 cycle. An AC waveform may be applied simultaneously to each of the X electrode 7 and the Y electrode 5. By simultaneously applying AC waveforms having different polarities in ½ cycle to each of the X electrode 7 and the Y electrode 5, a circuit element having low pressure resistance can be used. In FIG. 3, f ON is constant, but f ON may be modulated.

サステイン期間は、調光期間、即ち、本実施例では所定の透過状態維持にあたる。サステイン期間において、Y電極5にサステイン期間の周波数fSを16Hz以上1000Hz以下、望ましくは50Hz以上1000Hz以下で電圧VS(図3では√2VS)の交流波形を印加し、X電極7とY電極5の電極間に交流電界を形成する。開始期間で上昇していたSPDの透過率がほぼ一定になった時がサステイン期間の開始時となる。サステイン期間では所定の電圧VSにおけるSPDの透過率が最大となる。交流電界の周波数fSは、光調整粒子9が電極間の電界方向に配向した状態で維持される周波数以上で駆動する必要があり、臨界融合周波数(CFF;Critical Flicker Frequency)以上であることが望ましく、好ましくは16Hz以上である。図3ではサステイン期間の周波数fSは開始期間の周波数fONと同じにしているが、fSおよびfONを異なる値にしても良い。本実施例のSPD1では、分散媒10及び懸濁液8の耐圧性などから、電圧VSの最大値を150Vとしている。
また、本実施例ではサステイン期間の電圧VSは開始期間の電圧VONと同じとしたが、異なる電圧値としても構わない。更に、1/2周期で極性の異なる交流波形をX電極7とY電極5の各々に同時に印加しても構わない。
The sustain period corresponds to a dimming period, that is, to maintain a predetermined transmission state in this embodiment. In the sustain period, an AC waveform having a voltage V S (√2V S in FIG. 3) is applied to the Y electrode 5 at a frequency f S of 16 Hz to 1000 Hz, preferably 50 Hz to 1000 Hz. An alternating electric field is formed between the electrodes of the electrode 5. The time when the transmittance of the SPD that has risen in the start period becomes almost constant is the start of the sustain period. In the sustain period, the SPD transmittance at a predetermined voltage V S is maximized. The frequency f S of the AC electric field needs to be driven at a frequency higher than that maintained in a state in which the light adjusting particles 9 are oriented in the direction of the electric field between the electrodes, and should be higher than a critical fusion frequency (CFF). Desirably, preferably 16 Hz or more. In FIG. 3, the frequency f S in the sustain period is the same as the frequency f ON in the start period, but f S and f ON may be different values. In the SPD 1 of the present embodiment, the maximum value of the voltage V S is 150 V because of the pressure resistance of the dispersion medium 10 and the suspension 8.
In this embodiment, the voltage V S in the sustain period is the same as the voltage V ON in the start period, but may be a different voltage value. Further, alternating waveforms having different polarities in half cycles may be applied simultaneously to the X electrode 7 and the Y electrode 5.

停止期間は、調光停止期間、即ち本実施例では遮光動作にあたる。停止期間において、Y電極5およびX電極7へ印加する電圧VOFFを0Vとして、X電極7とY電極5の電極間の交流電圧を0V、即ち等電位とする。これにより、懸濁液8中の光調整粒子9は、電圧VSにより電界方向への所定の配向状態から、ブラウン運動により無秩序状態となり、懸濁液8に入射した光は吸収、散乱されるため、再び図4(a)のように、入射光20は懸濁液8を透過することができず遮光される。SPD1のX電極7とY電極5の電極間への駆動波形印加を停止した時が停止期間の開始時となる。 The stop period corresponds to a dimming stop period, that is, a light shielding operation in this embodiment. In the stop period, the voltage V OFF applied to the Y electrode 5 and the X electrode 7 is set to 0V, and the AC voltage between the electrodes of the X electrode 7 and the Y electrode 5 is set to 0V, that is, an equipotential. As a result, the light adjusting particles 9 in the suspension 8 change from a predetermined orientation state in the electric field direction by the voltage V S to a disordered state by Brownian motion, and the light incident on the suspension 8 is absorbed and scattered. Therefore, as shown in FIG. 4A again, the incident light 20 cannot be transmitted through the suspension 8 and is blocked. The time when the drive waveform application between the X electrode 7 and the Y electrode 5 of the SPD 1 is stopped is the start of the stop period.

以上のように、光調整粒子9は無秩序状態と配向状態に可逆的に変化する。本実施例は、透過状態から遮光状態の調光停止動作に関するものである。   As described above, the light adjusting particles 9 reversibly change between a disordered state and an oriented state. This embodiment relates to a dimming stop operation from a transmission state to a light shielding state.

<駆動電圧に対する調光駆動特性>
図5は、駆動波形を図3(II)の正弦波、周波数fSを50Hzとして、懸濁液8中の光調整粒子9の濃度が1〜10vol%におけるSPD1の駆動波形の電圧VSに対する電界方向の基板への入射光の直線透過率Tの関係、即ち調光動作の電圧依存性を示すグラフである。
<Dimming drive characteristics with respect to drive voltage>
FIG. 5 shows the drive waveform with respect to the voltage V S of the drive waveform of the SPD 1 when the drive waveform is the sine wave of FIG. 3 (II), the frequency f S is 50 Hz, and the concentration of the light control particles 9 in the suspension 8 is 1 to 10 vol%. It is a graph which shows the relationship of the linear transmittance | permeability T of the incident light to the board | substrate of an electric field direction, ie, the voltage dependence of a light control operation.

図5から、電圧VSが0〜150Vの範囲において、電圧VSが上昇すると透過率TもS字型の関数の様に40〜50V付近まで上昇するが、50V以上の電圧では懸濁液8中の光調整粒子9の濃度が1〜6vol%では変化せずに殆ど一定、それ以上の濃度では僅かに低下する。 From FIG. 5, when the voltage V S rises in the range of the voltage V S from 0 to 150 V, the transmittance T also increases to around 40 to 50 V as in the S-shaped function. 8 is almost constant when the concentration of the light adjusting particles 9 is 1 to 6 vol%, and slightly decreases when the concentration is higher.

<駆動波形と調光停止動作応答>
図6は、懸濁液8中の光調整粒子9の濃度が10vol%のSPD1について、駆動波形を図3(II)の正弦波として、fON及びfSを50Hz、電圧VON及びVSを電圧上昇により最大透過率付近となる40Vとしたときの停止期間における遮光動作の応答時間tOFFを示すグラフである。図6の縦軸は、遮光動作でのtOFF=0の透過率Tから最低透過率Tまでの透過率変化に対する透過率変動ΔTである。
<Drive waveform and dimming stop response>
FIG. 6 shows an SPD 1 in which the concentration of the light control particles 9 in the suspension 8 is 10 vol%, the drive waveform is the sine wave of FIG. 3 (II), f ON and f S are 50 Hz, voltages V ON and V S Is a graph showing the response time t OFF of the light-shielding operation in the stop period when the voltage rise is set to 40 V near the maximum transmittance due to the voltage increase. The vertical axis in FIG. 6 represents the transmittance variation ΔT with respect to the transmittance change from the transmittance T at t OFF = 0 to the minimum transmittance T in the light shielding operation.

調光動作に可逆性のあるSPD1の場合、停止期間の遮光動作の主な要因が光調整粒子9の配向状態からブラウン運動による無秩序状態への変化である。そのため、本実施例での図5のように通常の正弦波を用いた駆動波形では、懸濁液8の物性等に依存するが、一般に遮光動作に要する時間は短い。図6のように、電圧VON及びVSを40Vという低い状態で懸濁粒子装置の駆動電圧印加が突発的に停止されると、懸濁粒子装置の光学状態が駆動電圧印加前の状態へ急激に変化する。 In the case of the SPD 1 having reversibility in the light control operation, the main factor of the light shielding operation in the stop period is a change from the orientation state of the light control particles 9 to the disordered state due to the Brownian motion. Therefore, the drive waveform using a normal sine wave as shown in FIG. 5 in this embodiment generally depends on the physical properties of the suspension 8 but the time required for the light shielding operation is generally short. As shown in FIG. 6, when the drive voltage application of the suspended particle device is suddenly stopped with the voltages V ON and V S being as low as 40 V, the optical state of the suspended particle device is changed to the state before the drive voltage is applied. It changes rapidly.

そこで、本実施例では、サステイン期間の駆動波形を制御して遮光動作の応答時間tOFFを長時間化する。本実施例では、交流電界形成のためX電極7とY電極5の電極間に印加される電圧VSを所定の電圧としている。以下に、電圧VSの設定方法について示す。 Therefore, in this embodiment, the drive waveform in the sustain period is controlled to increase the response time t OFF of the light shielding operation. In this embodiment, the voltage V S applied between the X electrode 7 and the Y electrode 5 for forming an alternating electric field is set to a predetermined voltage. A method for setting the voltage V S will be described below.

電圧VSは、図5の駆動電圧に対する調光駆動特性測定結果を基に決定される。本実施例では、電圧VSを図5でのサステイン期間で電圧Vsに対する透過率変化が一定、または僅かに低下する電圧値としている。調光期間における交流電圧VSを80V以上スペーサービーズによる電極間隔が25μmであることから電界強度は3.2×106V/m以上としていると言っても良い。このように調光期間における交流電圧が制御することにより、懸濁粒子装置の透過率を小さくする時間を交流電圧が制御される前のSPD1の遮光期間の応答時間より長くしている。後述の図15からわかるように、光調整粒子9の濃度が高いほど、電圧VS60VにおけるtOFF(ΔT(100%−20%))が短くなる。よって、懸濁粒子装置の透過率を小さくする時間を長くするために、懸濁液8中の光調整粒子9の濃度が4〜10vol%、好ましくは6〜10vol%であることが望ましい。 The voltage V S is determined based on the dimming driving characteristic measurement result with respect to the driving voltage in FIG. In this embodiment, the voltage V S is set to a voltage value at which the change in transmittance with respect to the voltage V s is constant or slightly decreased during the sustain period in FIG. It can be said that the electric field strength is set to 3.2 × 10 6 V / m or more because the AC voltage V S during the dimming period is 80 V or more and the electrode interval by the spacer beads is 25 μm. By controlling the AC voltage in the light control period in this way, the time for reducing the transmittance of the suspended particle device is made longer than the response time of the light shielding period of the SPD 1 before the AC voltage is controlled. As can be seen from FIG. 15 to be described later, the higher the concentration of the light adjusting particles 9, the shorter t OFF (ΔT (100% −20%)) at the voltage V S 60V. Therefore, in order to lengthen the time for reducing the transmittance of the suspended particle device, the concentration of the light control particles 9 in the suspension 8 is 4 to 10 vol%, preferably 6 to 10 vol%.

図7は、fON及びfSを50Hz、電圧VON及びVSをサステイン期間では電圧上昇によりほぼ一定の透過率状態となる150Vとして、図6での40Vに対する停止期間における遮光動作の応答時間tOFFの比較を示すグラフである。図7の縦軸は、遮光動作でのtOFF=0の透過率Tから最低透過率Tまでの透過率変化に対する透過率変動ΔTである。 FIG. 7 shows the response time of the light-shielding operation in the stop period with respect to 40 V in FIG. 6 with f ON and f S set to 50 Hz, and the voltages V ON and V S set to 150 V which becomes a substantially constant transmittance state due to voltage increase in the sustain period. t is a graph showing a comparison of OFF. The vertical axis in FIG. 7 represents the transmittance variation ΔT with respect to the transmittance change from the transmittance T at t OFF = 0 to the minimum transmittance T in the light shielding operation.

図7から、本実施例のSPD1において、電圧VSに対して透過率Tが変化せずに殆ど一定、または僅かに変化する電圧150Vでの遮光動作の応答時間tOFFは、最大透過率付近の電圧VSである電圧40Vよりも長い。従って、サステイン期間に高透過率状態で駆動した場合、電圧VSに対するS字型関数の透過率上昇範囲、即ち電圧VS上昇により最大透過率となる電圧以上では遮光動作の応答時間tOFFを長時間化できる。これにより、SPDの基本構造を変更することなく、サステイン期間の印加電圧を制御することで、同等の高透過率状態からの遮光動作について、停止期間の遮光動作が長時間化したSPD及び調光装置を得ることができる。 From FIG. 7, in the SPD 1 of this embodiment, the response time t OFF of the light shielding operation at a voltage of 150 V, which is almost constant or slightly changed without changing the transmittance T with respect to the voltage V S , is near the maximum transmittance. It is longer than the voltage 40 V, which is the voltage V S. Accordingly, when driven in the high transmittance state during the sustain period, the response increase time t OFF of the light shielding operation is reduced above the voltage increase range of the S-shaped function with respect to the voltage V S , that is, the voltage that becomes the maximum transmittance due to the voltage V S increase. Can be extended. As a result, by controlling the applied voltage in the sustain period without changing the basic structure of the SPD, the SPD and dimming in which the light shielding operation in the stop period is prolonged for the light shielding operation from the same high transmittance state. A device can be obtained.

後述する図9からわかるように、応答時間tOFFを長時間化させるためにVSは大きいほど望ましく、具体的には80V及び3.2×106V/m以上、特に100V及び4.0×106V/m以上、さらには150V及び6.0×106V/m以上とすることが望ましい。サステイン期間中の電圧VSを常に最大透過率付近の電圧より大きくする必要なく、サステイン期間の途中で最大透過率付近の電圧から応答時間tOFFを長時間化できる電圧に変更させても良い。 As can be seen from FIG. 9 described later, in order to increase the response time t OFF , V S is preferably as large as possible, specifically 80 V and 3.2 × 10 6 V / m or more, particularly 100 V and 4.0. × 10 6 V / m or more, more preferably 150 V or 6.0 × 10 6 V / m or more. The voltage V S during the sustain period need not always be larger than the voltage near the maximum transmittance, and the voltage near the maximum transmittance may be changed to a voltage that can increase the response time t OFF during the sustain period.

本発明の一実施例について詳細に説明する。本実施例でのSPD構造は実施例1のSPDの構造と同様であるが、サステイン期間の駆動波形形状が異なる。本実施例では、交流電界形成のためX電極7とY電極5の電極間に印加される駆動波形の形状は図3(III)の矩形波(方形波)とし、更に電圧Vsを所定の電圧としている。 An embodiment of the present invention will be described in detail. The SPD structure in the present embodiment is the same as the SPD structure in the first embodiment, but the drive waveform shape in the sustain period is different. In this embodiment, the shape of the drive waveform applied between the X electrode 7 and the Y electrode 5 for forming an alternating electric field is the rectangular wave (square wave) in FIG. 3 (III), and the voltage V s is set to a predetermined value. The voltage.

図8は、懸濁液8中の光調整粒子9の濃度が10vol%のSPD1について、周波数fSを50Hzとして、電圧VSで駆動後の調光停止期間における遮光動作の応答時間tOFFを示すグラフであり、比較として駆動波形が正弦波で、駆動電圧が150Vrmsの結果も示す。縦軸は、図6と同様に遮光動作でのtOFF=0の透過率Tから最低透過率Tまでの透過率変化に対する透過率変動ΔTである。電圧VSは、実施例1と同様に図5よりサステイン期間で最大透過率付近の電圧以上の電圧範囲である40〜150Vである。 FIG. 8 shows the response time t OFF of the light shielding operation in the light control stop period after driving at the voltage V S with the frequency f S set to 50 Hz for the SPD 1 in which the concentration of the light adjusting particles 9 in the suspension 8 is 10 vol%. As a comparison, the graph also shows the result when the drive waveform is a sine wave and the drive voltage is 150 Vrms. The vertical axis represents the transmittance variation ΔT with respect to the transmittance change from the transmittance T at t OFF = 0 to the minimum transmittance T in the light shielding operation as in FIG. The voltage V S is 40 to 150 V, which is a voltage range equal to or higher than the voltage near the maximum transmittance in the sustain period, as in FIG.

図8から、本実施例のSPD1において、図6での最大透過率付近の電圧VSである40Vと60Vでは、遮光動作の応答時間tOFFは殆ど同じであり、どちらもtOFFは短い。
一方、図6で最大透過率となる電圧VS以上で、電圧VSに対して透過率Tが変化せずに殆ど一定、または僅かに変化する電圧VSである100Vと150Vでは、遮光動作の応答時間tOFFは、最大透過率付近の電圧VSである40Vと60Vのときよりも長い。更に、電圧VS100Vと150Vでの遮光動作の応答時間tOFFを比較すると、電圧VSの高い150Vの方が遮光動作の応答時間tOFFが長い。従って、サステイン期間に高透過率状態で駆動した場合、電圧VSが最大透過率となる電圧以上において遮光動作の応答時間tOFFは電圧VSに依存し、実施例1の波形形状が正弦波のときと同様に高いほど応答時間tOFFは長くなる。遮光動作の応答時間tOFFを波形形状で比較すると、150Vrmsの正弦波に対して150Vの矩形波では、遮光動作の応答時間tOFFが長くなる。
From Figure 8, in SPD1 of this embodiment, the 40V and 60V is the voltage V S near the maximum transmittance in Figure 6, the response time t OFF of the light shielding operation is almost the same, both t OFF is short.
On the other hand, when the voltage V S is equal to or higher than the voltage V S at which the maximum transmittance is obtained in FIG. 6 and the voltage V S is almost constant or slightly changed without changing the transmittance T with respect to the voltage V S , the light shielding operation is performed. The response time t OFF is longer than those at 40 V and 60 V, which are the voltages V S near the maximum transmittance. Furthermore, when comparing the response time t OFF of the light-shielding operation at voltage V S 100 V and 150 V, the direction of high voltage V S 150 V is longer response time t OFF of the light-blocking operation. Therefore, when driven in the high transmittance state in the sustain period, depending on the response time t OFF the voltage V S of the shielding operation at higher voltages the voltage V S becomes maximum transmittance, sinusoidal waveform of Example 1 As in the case of, the higher the response time t OFF becomes. When the response time t OFF of the light-shielding operation compared with the waveform shape, the 150V square wave with respect to the sine wave of 150Vrms, the response time t OFF of the light shielding operation is longer.

また、図15は電圧VSを60Vと150V、サステイン期間の周波数fSを50Hzとした時の光調整粒子9の濃度に対する遮光動作の応答について示している。縦軸の第一軸(左側)は、遮光動作での透過変動率ΔTが100%から20%に低下するまでの時間tOFF(ΔT(100%−20%))である。 FIG. 15 shows the response of the light shielding operation to the concentration of the light control particles 9 when the voltage V S is 60 V and 150 V, and the frequency f S of the sustain period is 50 Hz. The first axis (left side) of the vertical axis is the time t OFF (ΔT (100% −20%)) until the transmission fluctuation rate ΔT in the light shielding operation decreases from 100% to 20%.

図15から、光調整粒子9の濃度が低いほど、電圧VS60VにおけるtOFF(ΔT(100%−20%))が長く、電圧VSを60Vから150Vとしたときの長時間化の効果は小さい。そのため、光調整粒子9の濃度が1〜4vol%であれば、上記のような電圧制御を行わなくとも、遮光動作の応答時間tOFFを長くすることができる。もちろん、光調整粒子9の濃度が1〜4vol%であっても、さらに遮光動作の応答時間tOFFを長くするために、上記のような電圧制御を行っても良い。 From Figure 15, the higher the concentration of the light control particles 9 low, t OFF (ΔT (100% -20%)) is long in the voltage V S 60V, prolonged effect when formed into a 150V voltage V S from 60V Is small. Therefore, if the concentration of the light adjusting particles 9 is 1 to 4 vol%, the response time t OFF of the light shielding operation can be extended without performing the voltage control as described above. Of course, even if the concentration of the light adjusting particles 9 is 1 to 4 vol%, the voltage control as described above may be performed in order to further increase the response time t OFF of the light shielding operation.

図16に、光調整粒子9の濃度と50Hzで電圧VON60V印加時の開始期間における透過率変動ΔTが0%から80%に上昇するのに要した時間tONの関係を示す。図16からわかるように、光調整粒子9の濃度が低いほど、電圧VS60VにおけるtONが短くなる。調光装置の透過駆動時における応答時間の高速化を考慮すれば、光調整粒子9の濃度は2〜4vol%であることが望ましい。 FIG. 16 shows the relationship between the concentration of the light control particles 9 and the time t ON required for the transmittance fluctuation ΔT to rise from 0% to 80% in the start period when the voltage V ON 60V is applied at 50 Hz. As can be seen from FIG. 16, the lower the concentration of the light control particles 9, the shorter the t ON at the voltage V S 60V. In consideration of speeding up of the response time during the transmission drive of the light control device, the concentration of the light adjusting particles 9 is desirably 2 to 4 vol%.

以上から、サステイン期間において最大透過率、または高透過率で一定となる最低電圧以上の電圧VSをX電極とY電極間に印加することで、遮光動作の応答時間tOFFが長時間化する。更に、駆動波形を矩形波とすることで正弦波と比較して遮光動作の応答時間tOFFが長時間化する。これらにより、SPDの基本構造を変更することなく、サステイン期間の駆動波形を制御することで、特に高透過率状態からの遮光動作について、停止期間の遮光動作が長時間化したSPD及び調光装置を得ることができる。 From the above, the response time t OFF of the light shielding operation is prolonged by applying a voltage V S higher than the minimum voltage that is constant at the maximum transmittance or high transmittance during the sustain period, between the X electrode and the Y electrode. . Further, by making the drive waveform a rectangular wave, the response time t OFF of the light shielding operation becomes longer compared to the sine wave. Thus, by controlling the drive waveform during the sustain period without changing the basic structure of the SPD, the SPD and the light control device in which the light shielding operation during the stop period is prolonged, particularly for the light shielding operation from the high transmittance state. Can be obtained.

本発明の一実施例について詳細に説明する。本実施例でのSPD構造は実施例1のSPDの構造と同様であり、サステイン期間の駆動波形を実施例2と同様に矩形波としている。   An embodiment of the present invention will be described in detail. The SPD structure in the present embodiment is the same as the SPD structure in the first embodiment, and the drive waveform in the sustain period is a rectangular wave as in the second embodiment.

本実施例では、サステイン期間の駆動波形の周波数fSを制御することで、遮光動作の応答時間tOFFを長時間化させる。 In this embodiment, the response time t OFF of the light shielding operation is lengthened by controlling the frequency f S of the drive waveform in the sustain period.

図9は、本実施例での停止期間の遮光動作の応答時間tOFFの測定結果であり、サステイン期間では駆動波形の交流波形を矩形波として、周波数fSを50〜1000Hzとし、電圧VSを150VとしてX電極7とY電極5の電極間に印加している。 FIG. 9 shows the measurement result of the response time t OFF of the light shielding operation in the stop period in this example. In the sustain period, the AC waveform of the drive waveform is a rectangular wave, the frequency f S is 50 to 1000 Hz, and the voltage V S Is applied between the X electrode 7 and the Y electrode 5 at 150V.

図9から、サステイン期間の駆動波形の周波数fSについて、fSが低いほど遮光動作の応答時間tOFFが長時間化する。しかしながら、fSが臨界融合周波数の15Hz以下となると、サステイン期間の透過状態において、入射光及び透過光によっては例えばフリッカーとして視認される。従って、サステイン期間の駆動波形の周波数fSを低くし、且つ臨界融合周波数よりも高くする、具体的にはサステイン期間の駆動波形の周波数fSを50〜100Hzとすることで、安定したサステイン期間の透過状態から応答時間tOFFが長い遮光動作へ移行することができる。 From FIG. 9, regarding the frequency f S of the drive waveform in the sustain period, the response time t OFF of the light shielding operation becomes longer as f S becomes lower. However, when f S becomes 15 Hz or less of the critical fusion frequency, it is visually recognized as, for example, flicker depending on incident light and transmitted light in the transmission state in the sustain period. Accordingly, the frequency f S of the drive waveform in the sustain period is lowered and higher than the critical fusion frequency. Specifically, the frequency f S of the drive waveform in the sustain period is set to 50 to 100 Hz, so that the stable sustain period is achieved. It is possible to shift from a transparent state to a light shielding operation with a long response time t OFF .

本実施例のSPDの構成は、基本的に実施例1に記載のSPDの構成と同様である。実施例1と異なる点は、B板2およびA板3の間に樹脂マトリックスを含む調光層17が挟持されている点である。   The configuration of the SPD of this embodiment is basically the same as that of the SPD described in the first embodiment. The difference from the first embodiment is that a light control layer 17 including a resin matrix is sandwiched between the B plate 2 and the A plate 3.

<SPD>
図10に本発明の実施の基本形態のSPDの基本構造を示す。懸濁粒子装置(SPD)1は、B板2、A板3および調光層17を有する。B板2はB基板4およびY電極5を含む。A板3はA基板6およびX電極7を含む。
<SPD>
FIG. 10 shows the basic structure of the SPD according to the basic embodiment of the present invention. The suspended particle device (SPD) 1 includes a B plate 2, an A plate 3, and a light control layer 17. The B plate 2 includes a B substrate 4 and a Y electrode 5. The A plate 3 includes an A substrate 6 and an X electrode 7.

調光層17は懸濁液8と樹脂マトリックス16とを含む。調光層17の厚みは、5μm以上1000μm以下が好ましく、20μm以上100μm以下がより好ましい。本実施例では、調光層17の厚みを65μmとしている。   The light control layer 17 includes the suspension 8 and the resin matrix 16. The thickness of the light control layer 17 is preferably 5 μm or more and 1000 μm or less, and more preferably 20 μm or more and 100 μm or less. In the present embodiment, the light control layer 17 has a thickness of 65 μm.

懸濁液8は光調整粒子9および分散媒10を含む。樹脂マトリックス16中に懸濁液8が分散されている。樹脂マトリックス16中に分散されている懸濁液8の大きさ(平均液滴径)は、通常0.5μm以上100μm以下、好ましくは0.5μm以上20μm以下、より好ましいは1μm以上5μm以下である。   The suspension 8 includes light adjusting particles 9 and a dispersion medium 10. The suspension 8 is dispersed in the resin matrix 16. The size (average droplet diameter) of the suspension 8 dispersed in the resin matrix 16 is usually 0.5 μm to 100 μm, preferably 0.5 μm to 20 μm, and more preferably 1 μm to 5 μm. .

懸濁液8は、光調整粒子9が1重量%以上70重量%以下及び分散媒10が30重量%以上99重量%以下からなることが好ましく、光調整粒子9が4重量%以上50重量%以下及び分散媒10が50重量%以上96重量%以下からなることがより好ましい。   The suspension 8 preferably comprises 1 to 70% by weight of the light adjusting particles 9 and 30 to 99% by weight of the dispersion medium 10 and 4 to 50% by weight of the light adjusting particles 9. More preferably, the dispersion medium 10 comprises 50 wt% or more and 96 wt% or less.

樹脂マトリックス16は、加熱や感光により硬化する高分子であり、フィルム化におけるA基板6、B基板4および懸濁液8を保持し、X電極7およびY電極5の間を絶縁する。硬化する高分子媒体としては、例えば、重合開始剤及び硬化する高分子化合物を含む高分子組成物が挙げられる。本実施例では光重合開始剤及び高分子化合物シリコーン樹脂を含む液状の高分子組成物を用いている。シリコーン樹脂は、例えば、両末端シラノールポリジメチルシロキサン、両末端シラノールポリジフェニルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー、両末端シラノールポリジメチルジフェニルシロキサン等の両末端シラノールシロキサンポリマー、トリメチルエトキシシラン等のトリアルキルアルコキシシラン、(3−アクリロキシプロピル)メチルジメトキシシラン等のエチレン性不飽和結合含有シラン化合物などを、2−エチルヘキサン錫等の有機錫系触媒の存在下で、脱水素縮合反応及び脱アルコール反応させて合成される。シリコーン樹脂の形態としては、無溶剤型が好ましく用いられる。すなわち、シリコーン樹脂の合成に溶剤を用いた場合には、合成反応後に溶剤を除去することが好ましい。   The resin matrix 16 is a polymer that is cured by heating or photosensitivity, holds the A substrate 6, the B substrate 4, and the suspension 8 in film formation, and insulates between the X electrode 7 and the Y electrode 5. Examples of the polymer medium to be cured include a polymer composition containing a polymerization initiator and a polymer compound to be cured. In this embodiment, a liquid polymer composition containing a photopolymerization initiator and a polymer compound silicone resin is used. Examples of the silicone resin include both-end silanol polydimethylsiloxane, both-end silanol polydiphenylsiloxane-dimethylsiloxane copolymer, both-end silanol siloxane polymers such as both-end silanol polydimethyldiphenylsiloxane, trialkylalkoxysilane such as trimethylethoxysilane, ( 3-acryloxypropyl) methyldimethoxysilane and other ethylenically unsaturated bond-containing silane compounds are synthesized by dehydrogenative condensation reaction and dealcoholization reaction in the presence of an organotin catalyst such as 2-ethylhexanetin. The As the form of the silicone resin, a solventless type is preferably used. That is, when a solvent is used for the synthesis of the silicone resin, it is preferable to remove the solvent after the synthesis reaction.

樹脂マトリックス16の屈折率と分散媒10の屈折率は近い方が好ましい。具体的には、樹脂マトリックス16の屈折率と分散媒10の屈折率との差が0.002以下であることが望ましい。これにより、調光層17内での樹脂マトリックス16と分散媒10の散乱を抑制できる。分散媒10としては、電気導電性がなく、樹脂マトリックス16とは親和性がない液状共重合体を使用することが好ましい。具体的には、フルオロ基及び/又は水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルオリゴマーが好ましく、フルオロ基及び水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルオリゴマーがより好ましい。このような共重合体を使用すると、フルオロ基、水酸基のどちらか一つのモノマー単位は光調整粒子9に向き、残りのモノマー単位は樹脂マトリックス16中で懸濁液8が安定に維持するために働くことから、懸濁液8内に光調整粒子9が非常に均質に分散され、相分離の際に光調整粒子9が相分離される懸濁液8内に誘導される。   The refractive index of the resin matrix 16 and the refractive index of the dispersion medium 10 are preferably close. Specifically, the difference between the refractive index of the resin matrix 16 and the refractive index of the dispersion medium 10 is desirably 0.002 or less. Thereby, scattering of the resin matrix 16 and the dispersion medium 10 in the light control layer 17 can be suppressed. As the dispersion medium 10, it is preferable to use a liquid copolymer that is not electrically conductive and has no affinity for the resin matrix 16. Specifically, a (meth) acrylic acid ester oligomer having a fluoro group and / or a hydroxyl group is preferred, and a (meth) acrylic acid ester oligomer having a fluoro group and a hydroxyl group is more preferred. When such a copolymer is used, one monomer unit of either a fluoro group or a hydroxyl group is directed to the light control particle 9, and the remaining monomer unit is used for the suspension 8 to be stably maintained in the resin matrix 16. Because of this, the light adjusting particles 9 are very homogeneously dispersed in the suspension 8, and the light adjusting particles 9 are induced in the suspension 8 to be phase separated during phase separation.

次に、調光層17の形成方法について説明する。まず、懸濁液8と高分子化合物を混合し、高分子化合物中に懸濁液8が液滴状態で分散した混合液を作製する。この混合液をA基板6またはB基板4の一方の基板の電極上に一定の厚さで塗布し、必要に応じて混合液中に含まれる溶剤を乾燥除去する。その後、もう一方の基板にある電極が塗布した混合液に接するように、もう一方の基板を一方の基板に重ねて密着させる。   Next, a method for forming the light control layer 17 will be described. First, the suspension 8 and the polymer compound are mixed to prepare a mixed solution in which the suspension 8 is dispersed in a droplet state in the polymer compound. This mixed solution is applied on the electrode of one of the A substrate 6 and the B substrate 4 with a certain thickness, and the solvent contained in the mixed solution is dried and removed as necessary. After that, the other substrate is stacked and adhered to one substrate so that the electrode on the other substrate is in contact with the applied mixed solution.

塗布する際は、必要に応じて、適当な溶剤で希釈してもよい。溶剤を用いた場合には、A基板6またはB基板4の上に塗布した後に乾燥を要する。溶剤としては、テトラヒドロフラン、トルエン、ヘプタン、シクロヘキサン、エチルアセテート、エタノール、メタノール、酢酸イソアミル、酢酸ヘキシル等を用いることができる。液状の懸濁液8が、樹脂マトリックス16中に微細な液滴形態で分散されている調光フィルムを形成するためには、本実施例の調光材料をホモジナイザー、超音波ホモジナイザー等で混合して樹脂マトリックス16中に懸濁液8を微細に分散させる方法、樹脂マトリックス16中のシリコーン樹脂成分の重合による相分離法、溶媒揮発による相分離法、又は温度による相分離法等を利用することができる。   When applying, if necessary, it may be diluted with an appropriate solvent. When a solvent is used, drying is required after coating on the A substrate 6 or the B substrate 4. As the solvent, tetrahydrofuran, toluene, heptane, cyclohexane, ethyl acetate, ethanol, methanol, isoamyl acetate, hexyl acetate, or the like can be used. In order to form a light control film in which the liquid suspension 8 is dispersed in the form of fine droplets in the resin matrix 16, the light control material of this embodiment is mixed with a homogenizer, an ultrasonic homogenizer, or the like. A method of finely dispersing the suspension 8 in the resin matrix 16, a phase separation method by polymerization of the silicone resin component in the resin matrix 16, a phase separation method by solvent volatilization, or a phase separation method by temperature. Can do.

この状態でエネルギー線を照射して高分子組成物を硬化させることで、樹脂マトリックス16中に液滴状態で懸濁液8が分散した調光層17を有するフィルム状のSPDが得られる。   By irradiating energy rays in this state to cure the polymer composition, a film-like SPD having the light control layer 17 in which the suspension 8 is dispersed in a droplet state in the resin matrix 16 is obtained.

<駆動電圧に対する調光駆動特性>
本実施例では、図3で示される駆動方法と同じく、サステイン期間の駆動波形の電圧VSを制御することで、遮光動作の応答時間tOFFを長時間化させる。図12は駆動波形を図3(III)の矩形波とし、周波数fSを50Hzとして、懸濁液8中の光調整粒子9の濃度が5.3〜10重量%における本実施例でのSPD1の駆動波形の電圧VSに対する電界方向の基板への入射光の直線透過率Tの関係、即ち調光動作の電圧依存性を示すグラフである。
<Dimming drive characteristics with respect to drive voltage>
In the present embodiment, as in the driving method shown in FIG. 3, the response time t OFF of the light shielding operation is lengthened by controlling the voltage V S of the driving waveform in the sustain period. FIG. 12 shows the SPD 1 in this embodiment in which the drive waveform is the rectangular wave of FIG. 3 (III), the frequency f S is 50 Hz, and the concentration of the light control particles 9 in the suspension 8 is 5.3 to 10% by weight. 6 is a graph showing the relationship of the linear transmittance T of incident light to the substrate in the electric field direction with respect to the voltage V S of the driving waveform of FIG.

図12から、電圧VSが0〜200Vの範囲において、電圧VSが上昇すると透過率Tも実施例1と同じくS字型の関数の様に100V付近まで上昇するが、それ以上の電圧では僅かに上昇するか、変化せずに殆ど一定となる。 From FIG. 12, when the voltage V S increases in the range of the voltage V S from 0 to 200 V, the transmittance T also increases to around 100 V as in the S-shaped function as in the first embodiment. Slightly increases or becomes almost constant without change.

<駆動波形と調光動作応答時間>
図11(a)、図11(b)は本実施例での停止期間の遮光動作の応答時間tOFFの測定結果であり、サステイン期間では駆動波形である交流波形を矩形波、周波数fSを50Hzとし、電圧VSを50〜200VとしてX電極7とY電極5の電極間に印加している。図11(a)は懸濁液8中の光調整粒子9の濃度が5.3重量%、図11(b)は懸濁液8中の光調整粒子9の濃度が10重量%である。
<Drive waveform and dimming operation response time>
FIGS. 11A and 11B show the measurement results of the response time t OFF of the light-shielding operation during the stop period in this example. In the sustain period, the AC waveform that is the drive waveform is a rectangular wave and the frequency f S is set. The voltage V S is 50 to 200 V and is applied between the X electrode 7 and the Y electrode 5 at 50 Hz. FIG. 11A shows the concentration of the light adjusting particles 9 in the suspension 8 is 5.3% by weight, and FIG. 11B shows the concentration of the light adjusting particles 9 in the suspension 8 is 10% by weight.

図11(a)、図11(b)から、サステイン期間の駆動波形の電圧VSについて、構造が異なる実施例1のSPD1と同様に、図12でのS字型の関数の様に透過率が上昇する電圧VSが50V、100Vでは遮光動作の応答時間tOFFは殆ど変わらないが、これよりも高い電圧VSである200Vでは長時間化する。従って、サステイン期間において、駆動電圧に対する調光特性でのS字型の関数の様に透過率が上昇する電圧以上の電圧VSをX電極とY電極間に印加することにより、フィルム状のSPD及び調光装置について遮光動作の応答時間tOFFを長時間化させることができる。 From FIG. 11 (a) and FIG. 11 (b), the voltage V S of the drive waveform in the sustain period is similar to the SPD 1 of the first embodiment having a different structure, like the S-shaped function in FIG. The response time t OFF of the light shielding operation hardly changes when the voltage V S at which the voltage rises is 50 V or 100 V, but becomes longer at 200 V, which is a higher voltage V S. Therefore, in the sustain period, a film-like SPD is applied by applying, between the X electrode and the Y electrode, a voltage V S that is equal to or higher than the voltage at which the transmittance increases as in the S-shaped function in the dimming characteristics with respect to the drive voltage. In addition, the response time t OFF of the light shielding operation can be extended for the dimmer.

図13は、一実施形態の懸濁粒子装置に対する実施例1、2の駆動波形を基に構成された駆動方法の構成図である。本実施例の駆動方法は、懸濁粒子装置を駆動状態へ移行する開始期間、懸濁粒子装置の駆動状態を維持するサステイン期間、懸濁粒子装置の駆動状態の維持を解除する停止期間の三つの期間を駆動周期として、駆動周期を繰り返している。   FIG. 13 is a configuration diagram of a driving method configured based on the driving waveforms of Examples 1 and 2 for the suspended particle device of one embodiment. The driving method of the present embodiment includes a start period for shifting the suspended particle device to a driving state, a sustain period for maintaining the driving state of the suspended particle device, and a stopping period for releasing the maintenance state of the suspended particle device. The driving cycle is repeated with one period as the driving cycle.

次に、駆動フローについて説明する。図14(a)は本実施例での駆動方法における駆動フローであり、連続して調光状態とする際には、周期のサステイン期間では実施例1、2で示した遮光動作の応答時間tOFFが長時間化する駆動条件となっており、周期の最終期間である停止期間を介して次の周期に移行、即ち再び開始期間となる。このとき、停止期間では懸濁粒子装置へ駆動波形である交流電圧波形は印加されていないが、遮光動作の応答時間tOFFが長いために調光状態及び透過状態の変化も遅くなる。従って、連続して調光状態とする際に、調光状態及び透過状態の変化の視認を抑えつつ、交流電圧波形の印加を停止する時間を設けることが可能となり、消費電力を抑えることができる。 Next, the driving flow will be described. FIG. 14A shows a driving flow in the driving method according to the present embodiment. When the dimming state is continuously set, the response time t of the light shielding operation shown in the first and second embodiments in the periodic sustain period. The drive condition is that OFF is extended for a long time, and a transition is made to the next cycle through a stop period which is the final period of the cycle, that is, a start period again. At this time, the AC voltage waveform, which is the drive waveform, is not applied to the suspended particle device during the stop period, but the response time t OFF of the light shielding operation is long, so that the change in the light control state and the transmission state is also delayed. Accordingly, when continuously adjusting the dimming state, it is possible to provide a time for stopping the application of the AC voltage waveform while suppressing the change in the dimming state and the transmission state from being visually recognized, thereby reducing power consumption. .

また、サステイン期間のVSやfSなどの駆動条件と休止期間の長さを制御することで、サステイン期間の高透過率状態と休止期間における駆動条件に応じた連続的な透過率低下動作を含む調光駆動を実現することもできる。 In addition, by controlling the driving conditions such as V S and f S in the sustain period and the length of the pause period, a continuous transmittance lowering operation according to the high transmittance state in the sustain period and the drive condition in the pause period can be performed. A dimming drive including this can also be realized.

なお、調光駆動を停止して遮光状態とする際には、サステイン期間のVSやfSなどの駆動条件を制御したり、サステイン期間終了後にVOFFを0Vとせずに電圧を一定、あるいは多段的に0Vへ低下させる遮光動作期間を図14(b)のように設け、遮光状態に移行、即ち調光駆動終了としても構わない。 When the dimming drive is stopped and the light is blocked, the driving conditions such as V S and f S during the sustain period are controlled, the voltage is kept constant without setting V OFF to 0 V after the end of the sustain period, or A light-shielding operation period in which the voltage is lowered to 0 V in a multistage manner may be provided as shown in FIG.

1 懸濁粒子装置(SPD)
2 B板
3 A板
4 B基板
5 Y電極
6 A基板
7 X電極
8 懸濁液
9 光調整粒子
10 分散媒
11 調光装置
12 駆動制御回路
13 駆動電源
14 信号処理回路
15 駆動装置
16 樹脂マトリックス
17 調光層
20 入射光
21 相互接続素子
105 Y電極出力回路
107 X電極出力回路
200 メモリ回路
1 Suspended particle device (SPD)
2 B plate 3 A plate 4 B substrate 5 Y electrode 6 A substrate 7 X electrode 8 Suspension 9 Light adjustment particle 10 Dispersion medium 11 Light control device 12 Drive control circuit 13 Drive power supply 14 Signal processing circuit 15 Drive device 16 Resin matrix 17 Dimming layer 20 Incident light 21 Interconnect element 105 Y electrode output circuit 107 X electrode output circuit 200 Memory circuit

Claims (16)

第一の基板および第二の基板と、
前記第一の基板および前記第二の基板の間に配置された第一の電極、第二の電極および懸濁液と、を有する懸濁粒子装置であって、
前記懸濁液は光調整粒子および分散媒を含み、
前記分散媒に前記光調整粒子が分散され、
前記懸濁液中の前記光調整粒子の濃度は1vol%以上10vol%以下であり、
前記第一の電極および前記第二の電極の間に印加される交流電圧により前記懸濁粒子装置の透過率が変化する応答時間が制御される懸濁粒子装置。
A first substrate and a second substrate;
A suspended particle device having a first electrode, a second electrode and a suspension disposed between the first substrate and the second substrate,
The suspension includes light adjusting particles and a dispersion medium,
The light adjusting particles are dispersed in the dispersion medium,
The concentration of the light control particles in the suspension is 1 vol% or more and 10 vol% or less,
A suspended particle device in which a response time in which the transmittance of the suspended particle device changes is controlled by an alternating voltage applied between the first electrode and the second electrode.
請求項1において、
前記第一の基板および前記第二の基板の間に樹脂が含まれ、
前記樹脂中に前記懸濁液が分散されている懸濁粒子装置。
In claim 1,
Resin is included between the first substrate and the second substrate,
A suspended particle device in which the suspension is dispersed in the resin.
請求項1乃至2のいずれかにおいて、
前記光調整粒子は、棒状であり、
前記光調整粒子のアスペクト比は5以上30以下である懸濁粒子装置。
In any one of Claims 1 thru | or 2.
The light adjusting particles are rod-shaped,
The suspended particle device wherein the light control particles have an aspect ratio of 5 or more and 30 or less.
請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記懸濁粒子装置の調光期間における交流電圧は前記懸濁粒子装置の透過率が最大となる電圧より大きい懸濁粒子装置。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
The suspended particle device wherein the alternating voltage during the light control period of the suspended particle device is greater than the voltage at which the transmittance of the suspended particle device is maximum.
請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記懸濁粒子装置の調光期間における交流電圧は3.2×106V/m以上である懸濁粒子装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
The suspended particle device in which the alternating voltage during the light control period of the suspended particle device is 3.2 × 10 6 V / m or more.
請求項1乃至5のいずれかにおいて、
前記懸濁液中の前記光調整粒子の濃度は4vol%以上10vol%以下である懸濁粒子装
置。
In any one of Claims 1 thru | or 5,
The suspended particle device in which the concentration of the light control particles in the suspension is 4 vol% or more and 10 vol% or less.
請求項1乃至6のいずれかにおいて、
前記懸濁粒子装置の調光期間における交流電圧が制御されることにより、前記懸濁粒子装置の遮光期間の応答時間が、交流電圧が制御されない場合の前記懸濁粒子装置の遮光期間の応答時間より長くなる懸濁粒子装置。
In any one of Claims 1 thru | or 6.
By controlling the AC voltage during the light control period of the suspended particle device, the response time of the light shielding period of the suspended particle device is the response time of the light shielding period of the suspended particle device when the AC voltage is not controlled. Longer suspended particle device.
請求項1乃至7のいずれかにおいて、
前記交流電圧の波形形状は、矩形波である懸濁粒子装置。
In any one of Claims 1 thru | or 7,
The waveform of the alternating voltage is a suspended particle device having a rectangular wave.
請求項1乃至8のいずれかにおいて、
前記交流電圧の周波数は、50Hz以上100Hz以下である懸濁粒子装置。
In any one of Claims 1 thru | or 8.
The frequency of the alternating voltage is a suspended particle device having a frequency of 50 Hz to 100 Hz.
第一の基板および第二の基板と、
前記第一の基板および前記第二の基板の間に配置された第一の電極、第二の電極および懸濁液と、を有する懸濁粒子装置であって、
前記懸濁液は光調整粒子および分散媒を含み、
前記分散媒に前記光調整粒子が分散され、
前記懸濁液中の前記光調整粒子の濃度は1vol%以上4vol%以下である懸濁粒子装置。
A first substrate and a second substrate;
A suspended particle device having a first electrode, a second electrode and a suspension disposed between the first substrate and the second substrate,
The suspension includes light adjusting particles and a dispersion medium,
The light adjusting particles are dispersed in the dispersion medium,
The suspended particle device wherein the concentration of the light control particles in the suspension is 1 vol% or more and 4 vol% or less.
請求項1乃至10のいずれかの懸濁粒子装置と、
前記懸濁粒子装置を制御する駆動装置と、を有する調光装置。
The suspended particle device of any of claims 1 to 10,
A light control device comprising: a driving device that controls the suspended particle device;
第一の基板および第二の基板と、
前記第一の基板および前記第二の基板の間に配置された第一の電極、第二の電極および懸濁液と、を有する懸濁粒子装置の駆動方法であって、
前記懸濁液は光調整粒子および分散媒を含み、
前記分散媒に前記光調整粒子が分散され、
前記懸濁液中の前記光調整粒子の濃度は1vol%以上10vol%以下であり、
前記第一の電極および前記第二の電極の間に印加される交流電圧により前記懸濁粒子装置の透過率が変化する応答時間が制御される懸濁粒子装置の駆動方法。
A first substrate and a second substrate;
A method for driving a suspended particle device comprising: a first electrode, a second electrode and a suspension disposed between the first substrate and the second substrate,
The suspension includes light adjusting particles and a dispersion medium,
The light adjusting particles are dispersed in the dispersion medium,
The concentration of the light control particles in the suspension is 1 vol% or more and 10 vol% or less,
A method for driving a suspended particle device, wherein a response time in which the transmittance of the suspended particle device is changed by an alternating voltage applied between the first electrode and the second electrode is controlled.
請求項12において、
前記懸濁粒子装置の駆動は、
前記懸濁粒子装置を駆動状態へ移行する開始期間と、
前記懸濁粒子装置の駆動状態を維持する調光期間と、
前記懸濁粒子装置の駆動状態の維持を解除する停止期間と、の周期で構成されている懸濁粒子装置の駆動方法。
In claim 12,
The suspension particle device is driven by
A start period for transitioning the suspended particle device to a driven state;
A dimming period for maintaining the driving state of the suspended particle device;
A suspension particle apparatus drive method comprising a period of a suspension period for releasing the maintenance of the drive state of the suspension particle apparatus.
請求項12乃至13のいずれかにおいて、
前記調光期間における交流電圧について、前記懸濁粒子装置の遮光期間の応答時間を長くするときの前記交流電圧をVL、短くするときの前記交流電圧をVSとしたとき、VLとVSはVL>VSの関係にある懸濁粒子装置の駆動方法。
In any of claims 12 to 13,
Regarding the AC voltage during the dimming period, when the AC voltage when the response time during the light shielding period of the suspended particle device is increased is V L , and the AC voltage when the response time is decreased is V S , V L and V S is a driving method of the suspended particle device in the relationship of V L > V S.
請求項12乃至14のいずれかにおいて、
前記第一の電極および前記第二の電極の間に印加される交流電圧波形の周波数を制御することで、前記懸濁粒子装置の遮光期間の応答時間が制御される懸濁粒子装置の駆動方法。
In any of claims 12 to 14,
The suspension particle device driving method in which the response time of the light shielding period of the suspension particle device is controlled by controlling the frequency of the AC voltage waveform applied between the first electrode and the second electrode. .
第一の基板および第二の基板と、
前記第一の基板および前記第二の基板の間に配置された第一の電極、第二の電極および懸濁液と、を有する懸濁粒子装置の駆動装置であって、
前記懸濁液は光調整粒子および分散媒を含み、
前記分散媒に前記光調整粒子が分散され、
前記懸濁液中の前記光調整粒子の濃度は1vol%以上10vol%以下であり、
前記第一の電極および前記第二の電極の間に印加される交流電圧により前記懸濁粒子装置の透過率が変化する応答時間が制御される懸濁粒子装置の駆動装置。
A first substrate and a second substrate;
A suspension particle device driving device comprising: a first electrode disposed between the first substrate and the second substrate; a second electrode; and a suspension,
The suspension includes light adjusting particles and a dispersion medium,
The light adjusting particles are dispersed in the dispersion medium,
The concentration of the light control particles in the suspension is 1 vol% or more and 10 vol% or less,
The suspension particle device drive device in which a response time in which the transmittance of the suspended particle device changes is controlled by an alternating voltage applied between the first electrode and the second electrode.
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