PDLCスマートスクリーン

ノーマルモードのPDLC

スポンジのような細かい網目構造のポリマーの隙間を液晶が埋めているセル層を透明電極膜付の透明フィルムで挟んだ構造をしているのがノーマルPDLCです。

電圧がかかっていない状態では、液晶分子はランダムな方向を向き、無配向状態になっています。この時、液晶液滴間での複屈折や、液晶と網目状ポリマーとの屈折率の差が原因で、入ってくる光は散乱され、曇りガラスのように白濁して見えます。

上下の透明電極膜に電圧をかけると、液晶分子が電圧をかけた方向に沿って直線的に並びます。この状態の液晶の屈折率は（膜厚方向から見て）小さくなります。網目状ポリマーの屈折率を適切に選べば、分子が並んで小さくなった液晶との屈折率差をほとんど無くすことができ、入ってくる光は散乱されずに透明に見えます。

PDLCは素子としては容量性負荷として振舞います。一般的には焼き付きを防ぐために、交流(AC)で駆動します。透明電極のシート抵抗に起因する数10～1000Ω程度の直列抵抗Rsと、ポリマー分散液晶本体の0.1～10 μF程度の静電容量Ccと数MΩ程度の並列絶縁抵抗を接続した等価回路で表せます。

大面積のPDLCシートの場合、電極の取り出し方によってはRsが大きくなり、均一に電圧が伝わらないことがあります。また駆動電力の小さい内部抵抗の高い電源では、Rsの電圧降下によって十分な電圧がかかりません。

正弦波交流による駆動

PDLCは商用(50 または 60 Hz)の正弦波交流でちらつきなく駆動できます。商用交流を使う場合、駆動電圧を定格の範囲以内に抑えるため、トランスまたはコンデンサを直列を接続し分圧し降圧します。
白色度の制御や点滅には、サイリスタ/トライアックを使った時分割制御が有効です。ただしノイズ防止、また残留電荷による感電事故を防ぐため、ゼロクロスタイプのMOSリレー/アナログスイッチを推奨します。

矩形波による駆動

PDLCは矩形波によっても駆動することができます。十分な振幅と電流容量が取れる矩形波駆動によって、ヘイズが減少し、またPWMによって中間諧調も容易に実現できます。

ただし矩形波の正負に偏りがあって、電圧の時間平均が０でなかったりすると液晶を損傷します。また電流容量が十分に大きくないと波形が鈍り、ヘイズが大きくなってしまいます。