JP2023102986A - 調光装置、および、調光シート - Google Patents

Abstract

【課題】赤外光の透過の程度を切り替えることができる調光装置および調光シートを提供する。【解決手段】調光シート１０は、第１透明電極層３１および第２透明電極層３２と、正の誘電率異方性を有するカイラルネマティック液晶である液晶組成物を含む調光層２０とを備える。調光装置１００の制御部６０が実行する処理には、透明電極層３１，３２間を第１電圧に制御することによって、調光シート１０を、赤外光を反射し可視光を透過させる第１状態とすることと、透明電極層３１，３２間を第２電圧に制御することによって、調光シート１０を、赤外光および可視光を散乱させる第２状態とすることと、透明電極層３１，３２間を第３電圧に制御することによって、調光シート１０を、赤外光および可視光を透過させる第３状態とすることと、が含まれる。【選択図】図１

Description

本発明は、調光装置、および、調光シートに関する。

従来から、遮熱に利用される赤外線カットシートが知られている。車両や建物の窓ガラスに貼り付けられた赤外線カットシートは、太陽光に含まれる赤外光がシートを透過して車内や屋内に進入することを抑える。これにより、車内や屋内の温度の上昇が抑えられる。例えば、特許文献１に記載の赤外線カットシートは、金属層および金属酸化物層を備え、赤外光を反射する。

特開２０１８－２０５４４０号公報

赤外線カットシートにおける赤外光の遮蔽機能は常に発揮されている。それゆえ、窓ガラスに赤外線カットシートが取り付けられている場合、気温や季節に関係なく、赤外光の透過が抑えられて、車内や屋内の温度の上昇が抑制される。その結果、夏場には、冷房効率の向上が期待できる一方で、冬場には、暖房効率の悪化が生じかねない。そのため、赤外光の透過の程度を切り替え可能なシートが望まれている。

上記課題を解決するための調光装置は、調光シートと、前記調光シートへの電圧の印加を制御する制御部と、を備える調光装置であって、前記調光シートは、第１透明電極層と、第２透明電極層と、前記第１透明電極層と前記第２透明電極層との間に位置する調光層であって、複数の空隙を区切る透明高分子層と、正の誘電率異方性を有するカイラルネマティック液晶であり前記空隙に保持された液晶組成物とを含む前記調光層と、を備え、前記制御部が実行する処理には、前記第１透明電極層と前記第２透明電極層との間を第１電圧に制御することによって、前記調光シートを、赤外光を反射し、可視光を透過させる第１状態とすることと、前記第１透明電極層と前記第２透明電極層との間を前記第１電圧よりも大きい第２電圧に制御することによって、前記調光シートを、赤外光および可視光を散乱させる第２状態とすることと、前記第１透明電極層と前記第２透明電極層との間を前記第２電圧よりも大きい第３電圧に制御することによって、前記調光シートを、赤外光および可視光を透過させる第３状態とすることと、が含まれる。

上記課題を解決するための調光シートは、第１透明電極層と、第２透明電極層と、前記第１透明電極層と前記第２透明電極層との間に位置する調光層であって、複数の空隙を区切る透明高分子層と、正の誘電率異方性を有するカイラルネマティック液晶であり前記空隙に保持された液晶組成物とを含む前記調光層と、を備える調光シートであって、前記調光シートは、前記第１透明電極層と前記第２透明電極層との間が第１電圧に制御されることにより、前記液晶組成物がプレーナー状態を示す第１状態であって、前記調光シートが赤外光を反射し、可視光を透過させる前記第１状態と、前記第１透明電極層と前記第２透明電極層との間が前記第１電圧よりも大きい第２電圧に制御されることにより、前記液晶組成物がフォーカルコニック状態を示す第２状態であって、前記調光シートが赤外光および可視光を散乱させる前記第２状態と、前記第１透明電極層と前記第２透明電極層との間が前記第２電圧よりも大きい第３電圧に制御されることにより、前記液晶組成物がホメオトロピック状態を示す第３状態であって、前記調光シートが赤外光および可視光を透過させる前記第３状態と、を含み、前記液晶組成物の螺旋ピッチＰ（μｍ）、常光屈折率ｎｏ、異常光屈折率ｎｅが、下記式（１－１）を満たす。
０．８≦Ｐ×（ｎｅ＋２ｎｏ）／３≦２．２ ・・・（１－１）

上記各構成によれば、調光シートの各状態を切り替えることにより、調光シートにおける赤外光の透過の程度を切り替えることができる。それゆえ、調光シートに面する屋内の空間の温度上昇を抑制あるいは促進して冷房や暖房の効率の低下を抑えることも可能である。また、赤外光を反射する第１状態において、可視光は調光シートを透過するため、金属層を備える赤外線カットシートと比較して、赤外光の透過が抑えられている状態でも、上記空間が暗くなることが抑えられる。

上記調光装置において、前記調光シートにおける前記液晶組成物の螺旋ピッチＰ（μｍ）、常光屈折率ｎｏ、異常光屈折率ｎｅが、下記式（１－１）を満たしてもよい。
０．８≦Ｐ×（ｎｅ＋２ｎｏ）／３≦２．２ ・・・（１－１）
上記構成によれば、カイラルネマティック液晶である液晶組成物の反射波長が赤外領域に的確に設定される。したがって、第１状態の調光シートにて、赤外光が的確に反射される。

上記調光装置において、前記調光シートの前記第１状態において、前記液晶組成物が含む液晶分子が水平配向している領域の前記調光層での割合が、５０％以上であってもよい。
上記構成によれば、第１状態の調光シートにおいて、赤外光の良好な反射率が得られる。

上記調光装置において、前記調光シートの前記調光層における前記透明高分子層の割合は、５０％未満であってもよい。
上記構成によれば、調光層において液晶組成物の割合が十分に確保されることから、第１状態の調光シートにおいて、赤外光の良好な反射率が得られる。

上記調光装置において、前記調光シートにおける前記透明高分子層を構成する高分子材料の屈折率ｎｐと、前記液晶組成物の常光屈折率ｎｏとが、下記式（２－１）を満たしてもよい。
０．９８≦ｎｐ／ｎｏ≦１．０２ ・・・（２－１）

上記構成によれば、第３状態の調光シートにおいて、赤外光が調光層内を直進しやすくなるため、赤外光の透過率が高められる。

上記調光装置において、前記調光シートは、前記第１透明電極層と前記調光層との間に挟まれた第１配向層と、前記第２透明電極層と前記調光層との間に挟まれた第２配向層と、を備え、前記第１配向層と前記第２配向層との各々は、水平配向膜であってもよい。
上記構成によれば、第１状態において水平配向する液晶分子の割合を高めることができる。したがって、第１状態の調光シートにおいて、赤外光の反射率が高められる。

上記調光装置において、前記調光シートは、前記第１透明電極層に対して前記調光層と反対側で前記第１透明電極層を支持する第１透明支持層と、前記第２透明電極層に対して前記調光層と反対側で前記第２透明電極層を支持する第２透明支持層と、を備え、前記第１透明支持層および前記第２透明支持層の各々の赤外光の反射率が、１５％未満であってもよい。
上記構成によれば、第３状態の調光シートにおいて、赤外光の透過率が高められる。

上記調光装置において、第１の前記調光シートと第２の前記調光シートとを含む２つの前記調光シートを備え、前記第１の調光シートが含む前記液晶組成物の旋光性と、前記第２の調光シートが含む前記液晶組成物の旋光性とは、互いに異なり、前記第１の調光シートと前記第２の調光シートとは、厚さ方向に重なりを有するように配置され、前記制御部が実行する処理には、前記第１の調光シートおよび前記第２の調光シートの各々を前記第１状態とすることと、前記第１の調光シートおよび前記第２の調光シートの各々を前記第３状態とすることと、が含まれてもよい。

上記構成によれば、２つの調光シートを第１状態とすることで、これらの調光シートから互いに異なる円偏光成分が反射されるため、赤外光におけるより多くの成分がこれらの調光シートによって反射される。したがって、２つの調光シートに面する屋内の空間に進入する赤外光の量をより低減することができる。

上記調光装置において、前記第１状態での前記第１の調光シートの反射光のピーク波長は、前記第１状態での前記第２の調光シートの反射光のピーク波長と一致してもよい。
上記構成によれば、２つの調光シートが第１状態であるときに、上記ピーク波長を中心とする波長域での赤外光の反射率が高められる。

上記調光装置において、前記第１状態での前記第１の調光シートの反射光のピーク波長は、前記第１状態での前記第２の調光シートの反射光のピーク波長とは異なってもよい。
上記構成によれば、２つの調光シートが第１状態であるときに、各ピーク波長の付近の波長域の赤外光が反射されることから、広い波長域で赤外光の反射が可能となる。

本発明によれば、調光シートにおける赤外光の透過の程度を切り替えることができる。

第１実施形態の調光装置であって、第１状態の調光シートを備える調光装置を示す図。 第１実施形態の調光装置であって、第３状態の調光シートを備える調光装置を示す図。 第１実施形態の調光装置であって、第２状態の調光シートを備える調光装置を示す図。 第１実施形態の調光シートについて、印加電圧と赤外光の透過率との関係の典型例を示す図。 第１実施形態の調光シートの使用形態を示す図であって、調光シートが第１状態であるときを示す図。 第１実施形態の調光シートの使用形態を示す図であって、調光シートが第３状態であるときを示す図。 第２実施形態の調光装置であって、第１状態の調光シートを備える調光装置を示す図。 第２実施形態の調光装置であって、第３状態の調光シートを備える調光装置を示す図。 第２実施形態の調光装置であって、第２状態の調光シートを備える調光装置を示す図。 第３実施形態の調光装置を透明板と共に示す図。 第３実施形態の調光シートの使用形態を示す図であって、２つの調光シートが第１状態であるときを示す図。 第３実施形態の調光シートの使用形態を示す図であって、２つの調光シートが第３状態であるときを示す図。 実施例１の調光シートにおける偏光顕微鏡による観察画像を示す図。 実施例２の調光シートにおける偏光顕微鏡による観察画像を示す図。 実施例１，２の調光シートにおける赤外光の反射特性を示す図。 実施例１，２および比較例１，２の調光シートにおける赤外光の反射特性を示す図。 実施例３の２つの調光シートにおける赤外光の反射特性を示す図。 実施例４の２つの調光シートにおける赤外光の反射特性を示す図。

（第１実施形態）
図１～図６を参照して、調光装置および調光シートの第１実施形態を説明する。なお、以下の説明において、赤外光とは、８００ｎｍ以上の波長域の光を指し、可視光とは、３６０ｎｍ以上８００ｎｍ未満の波長域の光を指す。なお、赤外光の波長の上限は１ｍｍである。

［調光シートおよび調光装置の構成］
図１が示すように、調光シート１０は、調光層２０と、一対の透明電極層３１，３２と、一対の透明支持層４１，４２と、一対の配向層５１，５２とを備えている。一対の透明電極層３１，３２は、第１透明電極層３１および第２透明電極層３２であり、一対の透明支持層４１，４２は、第１透明支持層４１および第２透明支持層４２であり、一対の配向層は、第１配向層５１および第２配向層５２である。

調光層２０は、第１透明電極層３１と第２透明電極層３２との間に挟まれている。調光層２０と第１透明電極層３１との間には、第１配向層５１が位置し、第１配向層５１は、これらの調光層２０および第１透明電極層３１に接している。調光層２０と第２透明電極層３２との間には、第２配向層５２が位置し、第２配向層５２は、これらの調光層２０および第２透明電極層３２に接している。第１透明支持層４１は、第１透明電極層３１に対して調光層２０と反対側で第１透明電極層３１を支持し、第２透明支持層４２は、第２透明電極層３２に対して調光層２０と反対側で第２透明電極層３２を支持している。

調光層２０は、透明高分子層２１とカイラルネマティック液晶である液晶組成物とを含んでいる。液晶組成物は、液晶分子２３を含む。透明高分子層２１は複数の空隙２２を区切っており、空隙２２内に液晶組成物が保持されている。液晶組成物は、正の誘電率異方性を有する。すなわち、液晶分子２３の長軸方向の誘電率は、液晶分子２３の短軸方向の誘電率よりも大きい。

液晶分子２３の一例は、シッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ系、ビフェニル系、ターフェニル系、安息香酸エステル系、トラン系、ピリミジン系、シクロヘキサンカルボン酸エステル系、フェニルシクロヘキサン系、ジオキサン系の液晶分子である。また、液晶組成物が含むカイラル剤の一例は、１以上の不斉炭素を有する光学活性な低分子化合物である。

透明高分子層２１の構造および液晶組成物の保持型式は、例えば、ポリマーネットワーク型、高分子分散型、カプセル型である。ポリマーネットワーク型の調光層２０は、３次元の網目状を有したポリマーネットワークを備える。ポリマーネットワークは、透明高分子層の一例であり、ポリマーネットワークにおける網目のなかの相互に連通した空隙に液晶組成物が保持される。高分子分散型の調光層２０は、孤立した多数の空隙を区画する透明高分子層を備え、透明高分子層に分散した空隙のなかに液晶組成物が保持される。カプセル型の調光層２０は、透明高分子層のなかに分散したカプセル内の空隙に液晶組成物を保持する。

第１透明電極層３１および第２透明電極層３２の各々は、導電性を有する材料から形成されており、可視光に対して透明である。透明電極層３１，３２の材料には、公知の材料を用いることができる。透明電極層３１，３２の材料は、例えば、酸化インジウムスズ、フッ素ドープ酸化スズ、酸化スズ、酸化亜鉛、カーボンナノチューブ、ポリ（３，４‐エチレンジオキシチオフェン）、銀や銀合金等である。

第１透明支持層４１および第２透明支持層４２の各々は、可視光に対して透明な基材である。透明支持層４１，４２の材料には、公知の材料を用いることができる。透明支持層４１，４２の材料は、合成樹脂、または、無機化合物であってよい。合成樹脂は、例えば、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリオレフィン等である。ポリエステルは、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等である。ポリアクリレートは、例えば、ポリメチルメタクリレート等である。無機化合物は、例えば、二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素等である。

第１配向層５１および第２配向層５２の各々は、水平配向膜である。水平配向膜は、液晶分子２３の長軸方向を配向膜の表面に水平に沿わせるように、液晶分子２３を配向させる。配向層５１，５２の材料は、有機化合物、無機化合物、および、これらの混合物である。有機化合物は、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、シアン化化合物等である。無機化合物は、例えば、シリコン酸化物、酸化ジルコニウム等である。配向層５１，５２の材料は、シリコーンであってもよい。シリコーンは、無機性の部分と有機性の部分とを有する化合物である。

調光装置１００は、１つの調光シート１０と、透明電極層３１，３２への電圧の印加を制御する制御部６０と、を備えている。制御部６０は、配線を介して第１透明電極層３１および第２透明電極層３２の各々に接続されている。制御部６０は、調光シート１０の駆動のための電圧を生成し、生成した電圧を透明電極層３１，３２に配線を通じて印加する。電圧の印加の有無の制御および印加する電圧の大きさの制御を通じて、制御部６０は、透明電極層３１，３２間の電圧の大きさを制御する。

制御部６０は、透明電極層３１，３２間の電圧を、第１電圧Ｖ１と、第２電圧Ｖ２と、第３電圧Ｖ３とのいずれかに制御する。第１電圧Ｖ１は０Ｖであり、第２電圧Ｖ２は第１電圧Ｖ１よりも大きく、第３電圧Ｖ３は第２電圧Ｖ２よりも大きい。

図１は、第１状態の調光シート１０を模式的に示す。第１状態において、透明電極層３１，３２間の電圧は第１電圧Ｖ１に制御され、液晶組成物はプレーナー状態を示す。すなわち、調光層２０が含む液晶分子２３の多くは、配向層５１，５２および透明電極層３１，３２に略平行な方向に液晶分子２３の長軸方向が沿うように並び、螺旋構造を有する液晶組成物の螺旋軸が、配向層５１，５２および透明電極層３１，３２に略垂直な方向に延びる。

カイラルネマティック液晶である液晶組成物がプレーナー状態であるとき、液晶組成物は、一部の波長域の光を選択的に反射する。本実施形態では、液晶組成物の螺旋ピッチＰ（μｍ）、常光屈折率ｎｏ、異常光屈折率ｎｅが、下記式（１－１）を満たしていることにより、液晶組成物は赤外光を選択的に反射する。
０．８≦Ｐ×（ｎｅ＋２ｎｏ）／３≦２．２ ・・・（１－１）

これにより、第１状態において、調光層２０は、調光シート１０の表面または裏面から調光層２０に向けて入射する光のうち、赤外光を選択的に反射する。なお、液晶組成物の螺旋ピッチＰ、常光屈折率ｎｏ、および、異常光屈折率ｎｅの各々は、液晶分子２３の種類、カイラル剤の種類、カイラル剤の添加量等によって調整することができる。

上記式（１－１）において、「Ｐ×（ｎｅ＋２ｎｏ）／３」は、液晶組成物の反射波長を規定する式である。以下、この式の導出論理を説明する。
カイラルネマティック液晶である液晶組成物の反射波長は、液晶組成物の螺旋ピッチＰと屈折率ｎとの積によって表される。この屈折率ｎとしては、常光屈折率ｎｏを用いることが最も簡便である。一方、液晶分子が複屈折性を有していること、第１状態の調光シート１０において液晶組成物の螺旋軸は調光シート１０に垂直であると仮定できること、調光シート１０の外部から調光シート１０に光が入射するとき、光の伝播方向は上記螺旋軸の向きとほぼ等しくなること、これらを考慮すれば、屈折率ｎとして、常光屈折率ｎｏと異常光屈折率ｎｅとの平均値を用いることも考えられる。

本願の発明者は、屈折率ｎとして、常光屈折率ｎｏを用いた場合、および、常光屈折率ｎｏと異常光屈折率ｎｅとの平均値を用いた場合について、反射波長の計算値と、調光シート１０の反射波長の実測値とを比較した。その結果、実測値におけるピーク中央値、すなわち、幅を有するピークにおける当該ピーク幅の中央値と、反射波長の計算値との間にずれが生じることが確認された。

ここで、発明者は、螺旋軸に傾きが生じている可能性に着目した。この場合、入射光に対する液晶組成物の実効的な屈折率は、常光屈折率ｎｏと異常光屈折率ｎｅとの平均値よりも常光屈折率ｎｏに近づく。そこで、発明者は、常光屈折率ｎｏに重みをつけて常光屈折率ｎｏと異常光屈折率ｎｅとを加重平均した値を屈折率ｎとして用いることにより、上記式「Ｐ×（ｎｅ＋２ｎｏ）／３」を導出した。そして、発明者は、この式による反射波長の計算値と、調光シート１０の反射波長の実測値におけるピーク中央値とが一致することを確認した。このことから、螺旋軸の傾きによって見かけの螺旋ピッチＰが変化しており、螺旋ピッチＰのばらつきと、こうした螺旋ピッチＰの変化とが、反射波長の実測値においてピークに幅が形成される要因となっていることが示唆される。

以上のように、本願の発明者は、液晶分子の複屈折性に加え、螺旋軸の傾きに着目した結果、常光屈折率ｎｏに重みをつけた式を用いることで、プレーナー状態の液晶組成物の反射波長をより正確に計算可能であることを見出した。

上記式（１－１）を満たす液晶組成物を調光層２０に用いることにより、第１状態の調光シート１０において、赤外光が的確に反射される。より詳細には、調光層２０に入射した赤外光から、液晶組成物の螺旋軸の捩じれ方向と同じ方向に回転する円偏光成分が反射され、他の成分は調光層２０を透過する。また、第１状態において、赤外光以外の波長域の光は調光層２０を透過するため、可視光は、第１状態の調光シート１０を透過する。

太陽光に含まれる赤外領域の波長域の光をより的確に反射するためには、液晶組成物の螺旋ピッチＰ（μｍ）、常光屈折率ｎｏ、異常光屈折率ｎｅが、下記式（１－２）を満たしていることが好ましい。
０．９≦Ｐ×（ｎｅ＋２ｎｏ）／３≦１．１ ・・・（１－２）

なお、赤外光の反射率を高めるためには、第１状態において、調光層２０の５０％以上の領域で、液晶分子２３が水平配向されていること、すなわち、液晶分子２３が配向層５１，５２および透明電極層３１，３２に略平行に配向されていることが好ましい。そして、調光層２０における透明高分子層２１の割合は５０％未満であることが好ましい。例えば、偏光顕微鏡による観察画像において、調光層２０の表面付近での水平配向領域の割合が５０％以上であれば、調光層２０の全体での水平配向領域の割合が５０％以上と判断できる。

一方で、透明高分子層２１による液晶組成物の保持構造を的確に形成するためには、調光層２０における透明高分子層２１の割合は１０％以上であることが好ましく、２０％以上であることがより好ましい。そして、透明高分子層２１による液晶組成物の割合は、５０％以上９０％以下であることが好ましく、６０％以上８０％以下であることがより好ましい。したがって、液晶組成物の保持構造を好適に形成しつつ、赤外光の反射率を高めるためには、第１状態において、液晶分子２３が水平配向されている領域は、調光層２０の５０％以上９０％以下であることが好ましく、６０％以上８０％以下であることがより好ましい。

図２は、第３状態の調光シート１０を模式的に示す。第３状態において、透明電極層３１，３２間の電圧は第３電圧Ｖ３に制御され、液晶組成物はホメオトロピック状態を示す。すなわち、液晶組成物の螺旋構造がほどけ、液晶分子２３は、透明電極層３１，３２間の電界方向に沿って配向される。言い換えれば、液晶分子２３は、配向層５１，５２および透明電極層３１，３２に垂直な方向に液晶分子２３の長軸方向が沿うように並ぶ。

このように、第３電圧Ｖ３は、液晶組成物をホメオトロピック状態に配向させる大きさの電圧である。液晶組成物は、その組成に応じた所定値以上の電圧が印加されたときにホメオトロピック状態を示す。第３電圧Ｖ３は、上記所定値以上の電圧である。

液晶組成物がホメオトロピック状態であるとき、赤外光は調光層２０を透過する。調光層２０内において赤外光の進行方向が曲がることを抑えるためには、透明高分子層２１を構成する高分子材料の屈折率ｎｐと、液晶組成物の常光屈折率ｎｏとがほぼ一致することが好ましい。具体的には、赤外領域の波長に対する高分子材料の屈折率ｎｐと液晶組成物の常光屈折率ｎｏとが下記式（２－１）を満たすことが好ましい。上記赤外領域の波長は、例えば、上記反射波長の規定式「Ｐ×（ｎｅ＋２ｎｏ）／３」によって求められる液晶組成物の反射波長とすればよい。
０．９８≦ｎｐ／ｎｏ≦１．０２ ・・・（２－１）

赤外光の透過率を高めるためには、透明支持層４１，４２の赤外光の反射率が、１５％未満であることが好ましく、１０％未満であることがより好ましい。
また、第３状態においては、可視光も調光層２０を透過する。すなわち、第３状態においては、赤外光および可視光のいずれもが調光シート１０を透過する。

図３は、第２状態の調光シート１０を模式的に示す。第２状態において、透明電極層３１，３２間の電圧は第２電圧Ｖ２に制御され、液晶組成物はフォーカルコニック状態を示す。すなわち、液晶組成物は螺旋構造を有し、液晶組成物の螺旋軸は、配向層５１，５２および透明電極層３１，３２に平行な方向のように、これらの層に垂直な方向とは異なる方向に延びる。

上述のように、液晶組成物は、その組成に応じた所定値以上の電圧が印加されたときにホメオトロピック状態を示す。第２電圧Ｖ２は、０Ｖより大きく上記所定値未満の電圧である。

液晶組成物がフォーカルコニック状態であるとき、調光シート１０への光の入射方向と液晶分子２３の長軸方向とがなす角は、調光層２０内において一定ではなく分散しているため、赤外光は様々な方向へ反射される。すなわち、赤外光は散乱する。また、フォーカルコニック状態では、螺旋軸の向きの分散により屈折率に揺らぎが生じることから、調光層２０に入射した可視光も散乱する。

図４は、調光シート１０が第１状態から第２状態を経由して第３形態まで変化するときの、透明電極層３１，３２間の電圧と調光シート１０における赤外光の透過率との関係の典型例を示す。図４が示すように、第１電圧Ｖ１から第３電圧Ｖ３に向かって電圧が大きくなるにつれ、赤外光の透過率は単調に増加する。このうち、第１電圧Ｖ１の付近、および、第３電圧Ｖ３の付近では、透過率の変化は緩やかである。一方、第２電圧Ｖ２の付近では、透過率は急激に変化する。

上述のように、透明電極層３１，３２間が第１電圧Ｖ１である第１状態では、調光層２０において、赤外光の反射が大きくなるため、赤外光の透過は小さくなる。一方、透明電極層３１，３２間が第３電圧Ｖ３である第３状態では、赤外光の透過が大きくなる。そして、透明電極層３１，３２間が第２電圧Ｖ２である第２状態では、赤外光の散乱が起こることから、赤外光の透過は、第１状態よりは大きくなり、第３状態よりは小さくなる。これにより、調光シート１０における赤外光の透過率は、透明電極層３１，３２間の電圧の変化に応じて、図４に示した変化を示す。

ここで、第１状態から第２状態への変化、および、第２状態から第３状態への変化は、一方向にのみ可能な変化である。すなわち、調光シート１０が第１状態であるときに、透明電極層３１，３２間の電圧を第１電圧Ｖ１から第２電圧Ｖ２に変化させると、調光シート１０は第１状態から第２状態に変化する。一方、調光シート１０が第２状態であるときに、透明電極層３１，３２間の電圧を第２電圧Ｖ２から第１電圧Ｖ１に変化させても、第２状態から第１状態への変化は起こらず、液晶組成物はフォーカルコニック状態を維持する。

同様に、調光シート１０が第２状態であるときに、透明電極層３１，３２間の電圧を第３電圧Ｖ３に変化させると、調光シート１０は第２状態から第３状態に変化する。一方、調光シート１０が第３状態であるときに、透明電極層３１，３２間の電圧を第３電圧Ｖ３から第２電圧Ｖ２に変化させても、第３状態から第２状態への変化は起こらず、液晶組成物はホメオトロピック状態を維持する。

これに対し、第１状態から第３状態への変化は、双方向において可能である。すなわち、調光シート１０が第１状態であるときに、透明電極層３１，３２間の電圧を第１電圧Ｖ１から第３電圧Ｖ３に変化させると、調光シート１０は第１状態から第３状態に変化する。また、調光シート１０が第３状態であるときに、透明電極層３１，３２間の電圧を第３電圧Ｖ３から第１電圧Ｖ１に変化させると、調光シート１０は第３状態から第１状態に変化する。

［調光シートおよび調光装置の動作］
図５および図６は、調光シート１０の使用状態を模式的に示す。調光シート１０の表面または裏面は、粘着層を介して、ガラスや樹脂等からなる透明板１１０に貼り付けられる。透明板１１０は、屋外と、建物や車両等の移動体の内部との境界に配置される。すなわち、透明板１１０は、建物や移動体の内部空間を外部に対して区切る。透明板１１０は、例えば、住宅やビル等の各種の建物が備える窓ガラスやガラス壁、あるいは、車両や航空機等の移動体が備える窓ガラスである。透明板１１０の表面は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。調光シート１０は、透明板１１０における屋外に向けられる面と屋内に向けられる面とのいずれに貼り付けられてもよい。

図５は、調光シート１０が第１状態であるときを示す。言い換えれば、調光装置１００の駆動はオフ状態である。このとき、太陽光に含まれる赤外光ＩＬが屋外から調光シート１０に入射すると、赤外光ＩＬのうちの一部の光ＰＬ１が調光シート１０にて反射され、一部の光ＰＬ２は調光シート１０および透明板１１０を透過して、透明板１１０で区切られた内部空間に進入する。反射される光ＰＬ１は、調光層２０の液晶組成物の螺旋軸の捩じれ方向に対応する円偏光成分である。

その結果、赤外光ＩＬの大部分が調光シート１０および透明板１１０を透過する場合と比較して、内部空間に進入する赤外光ＩＬの量を抑えることができる。そのため、内部空間の温度上昇を抑えることができる。

調光シート１０が第１状態であるとき、可視光は調光シート１０を透過する。すなわち、調光シート１０は透明である。したがって、可視光が内部空間に入るため、内部空間が明るくなる。また、内部空間にいる観察者が、調光シート１０および透明板１１０を介して屋外を視認すること、あるいは、屋外にいる観察者が、調光シート１０および透明板１１０を介して内部空間を視認することが可能である。

図６は、調光シート１０が第３状態であるときを示す。言い換えれば、調光装置１００の駆動はオン状態である。このとき、太陽光に含まれる赤外光ＩＬが屋外から調光シート１０に入射すると、赤外光ＩＬの大部分が内部空間に進入する。そのため、内部空間の温度上昇が促される。

調光シート１０が第３状態であるときも、可視光は調光シート１０を透過する。したがって、調光シート１０が第１状態であるときと同様、内部空間が明るくなり、また、観察者は、調光シート１０および透明板１１０の背後の光景を視認することができる。

以上のように、調光シート１０の第１状態と第３状態とを切り替えることによって、赤外光の透過の程度、すなわち、内部空間への赤外光の進入の程度を切り替えることが可能である。それゆえ、例えば、夏場のように気温が高い場合には調光シート１０を第１状態として内部空間の温度上昇を抑え、冬場のように気温が低い場合には調光シート１０を第３状態として内部空間の温度上昇を促進することができる。このように、気温等の環境に応じて、調光シート１０における赤外光の透過の程度を切り替えることが可能であることから、冷房や暖房の効率の低下を抑えることも可能である。

また、従来の赤外線カットシートでは、赤外光の遮蔽機能を高めると、金属層の膜厚の増加等を招き、その結果、可視光の透過性が低くなりやすかった。これに対し、本実施形態の調光シート１０であれば、第１状態と第３状態とのいずれにおいても可視光の良好な透過性が得られるため、赤外光の透過の大小にかかわらず、内部空間が暗くなることを抑えることができる。これにより、内部空間での照明の利用を抑えて電力消費量の削減を図ることも可能である。また、赤外光の透過の大小にかかわらず、透明板１１０の背後の光景について、良好な視認性が得られる。

さらに、調光シート１０を第２状態に切り替えた場合、赤外光と可視光とが散乱される。それゆえ、赤外光の透過の程度は第１状態と第３状態との間となり、また、調光シート１０は濁って見える。したがって、調光シート１０を第２状態に切り替えることで、赤外光の透過の程度を中程度とすることができる。また、調光シート１０を第２状態に切り替えることで、透明板１１０の背後が視認されること、例えば、屋外から内部空間が視認されることを抑えることができる。

また、調光シート１０を第２状態に切り替えた後、印加電圧を０Ｖにしても、赤外光と可視光との散乱機能は第２状態と同様に保たれる。したがって、消費電力を削減しつつ、赤外光の透過の程度を中程度とすることや、透明板１１０の背後の視認性を低くすることもできる。例えば、第１状態と、調光シート１０を第２状態に切り替えた後に印加電圧を０Ｖにした状態とを利用すれば、透明板１１０の背後の光景の視認性が切り替え可能であって、かつ、切り替え時以外の印加電圧を０Ｖとすることができる。

このように、調光シート１０を第１状態および第３状態に加えて第２状態にも切り替えることで、環境や状況に応じて、調光シート１０が内部空間にもたらす作用をより多様に切り替えることが可能となる。

以上、第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）調光シート１０への印加電圧の切り換えによって、調光シート１０が赤外光を反射し可視光を透過させる第１状態と、調光シート１０が赤外光および可視光を散乱させる第２状態と、調光シート１０が赤外光および可視光を透過させる第３状態とが切り換えられる。これにより、調光シート１０における赤外光の透過の程度を切り替えることができるため、調光シート１０に面する屋内の空間への赤外光の進入の程度を切り替えることが可能である。それゆえ、上記空間の温度上昇を抑制あるいは促進して冷房や暖房の効率の低下を抑えることも可能である。

（２）赤外光を反射する第１状態において、可視光は調光シート１０を透過する。そのため、金属層を備える赤外線カットシートと比較して、上記空間への赤外光の進入が抑えられている状態でも、上記空間が暗くなることが抑えられ、また、調光シート１０の背後の光景について、良好な視認性が得られる。

（３）調光シート１０における液晶組成物の螺旋ピッチＰ（μｍ）、常光屈折率ｎｏ、異常光屈折率ｎｅが、下記式（１－１）を満たす。これにより、カイラルネマティック液晶である液晶組成物の反射波長が赤外領域に的確に設定される。
０．８≦Ｐ×（ｎｅ＋２ｎｏ）／３≦２．２ ・・・（１－１）

（４）第１状態の調光シート１０において、液晶組成物が含む液晶分子２３が水平配向している領域の調光層２０での割合が、５０％以上である。これにより、赤外光について良好な反射率が得られる。

（５）調光層２０における透明高分子層２１の割合が、５０％未満である。これにより、調光層２０において液晶組成物の割合が十分に確保され、第１状態にて赤外光の良好な反射率が得られる。

（６）透明高分子層２１を構成する高分子材料の屈折率ｎｐと、液晶組成物の常光屈折率ｎｏとが、下記式（２－１）を満たす。これにより、第３状態において、赤外光が調光層２０内を直進しやすくなるため、赤外光の透過率が高められる。
０．９８≦ｎｐ／ｎｏ≦１．０２ ・・・（２－１）

（７）透明支持層４１，４２の赤外光の反射率が１５％未満である。これにより、第３状態において、赤外光の透過率が高められる。

（８）調光シート１０が、配向層５１，５２を備えている。これにより、第１状態において水平配向する液晶分子２３の割合を高めることができる。したがって、第１状態での赤外光の反射率が高められる。

（第２実施形態）
図７～図９を参照して、調光装置および調光シートの第２実施形態を説明する。第２実施形態は、調光シートの層構成が第１実施形態と異なっている。以下では、第２実施形態と第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。

図７が示すように、第２実施形態の調光シート１１は、配向層５１，５２を有していない。第１透明電極層３１と第２透明電極層３２との間には調光層２０が挟まれ、第１透明電極層３１および第２透明電極層３２の各々は調光層２０に接している。第２実施形態の調光シート１１においては、配向層の形成が不要であることから、第１実施形態と比較して、調光シートの製造工程の簡素化や製造に要するコストの削減が可能である。

調光層２０、透明電極層３１，３２、透明支持層４１，４２の材料や特性は第１実施形態と同様である。すなわち、第２実施形態においても、調光層２０は、透明高分子層２１と、正の誘電率異方性を有するカイラルネマティック液晶である液晶組成物とを含んでいる。そして、液晶組成物の螺旋ピッチＰ（μｍ）、常光屈折率ｎｏ、異常光屈折率ｎｅが、下記式（１－１）を満たしている。
０．８≦Ｐ×（ｎｅ＋２ｎｏ）／３≦２．２ ・・・（１－１）

また、液晶組成物の螺旋ピッチＰ（μｍ）、常光屈折率ｎｏ、異常光屈折率ｎｅは、下記式（１－２）を満たしていることが好ましい。
０．９≦Ｐ×（ｎｅ＋２ｎｏ）／３≦１．１ ・・・（１－２）

第２実施形態の調光装置１０１においても、制御部６０によって、透明電極層３１，３２間の電圧が、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２と第３電圧Ｖ３とのいずれかに制御される。第１実施形態と同様、第１電圧Ｖ１は０Ｖであり、第２電圧Ｖ２は第１電圧Ｖ１よりも大きく、第３電圧Ｖ３は第２電圧Ｖ２よりも大きい。これにより、調光シート１１は、第１状態と第２状態と第３状態とのいずれかに制御される。

図７は、第１状態の調光シート１１を模式的に示す。第１状態において、透明電極層３１，３２間の電圧は第１電圧Ｖ１に制御され、液晶組成物はプレーナー状態を示す。そして、上記式（１－１）が満たされていることにより、第１状態において、調光シート１１は、赤外光を選択的に反射する。また、可視光は、第１状態の調光シート１１を透過する。

第２実施形態の調光シート１１は、配向層５１，５２を有していないため、第１実施形態と比較して、第１状態において水平配向する液晶分子２３の割合は小さくなる。一方で、調光層２０の５０％以上の領域にて液晶分子２３が水平配向していれば、赤外光について良好な反射率が得られる。配向層５１，５２がなくとも、カイラルネマティック液晶を用いれば、電圧の非印加時に５０％以上の領域で液晶分子２３を水平配向させることができる。

図８は、第３状態の調光シート１１を模式的に示す。第３状態において、透明電極層３１，３２間の電圧は第３電圧Ｖ３に制御され、液晶組成物はホメオトロピック状態を示す。第３状態において、赤外光および可視光は、調光シート１１を透過する。

調光層２０内において赤外光の進行方向が曲がることを抑えるためには、第１実施形態と同様、赤外領域の波長に対する高分子材料の屈折率ｎｐと液晶組成物の常光屈折率ｎｏとが下記式（２－１）を満たすことが好ましい。
０．９８≦ｎｐ／ｎｏ≦１．０２ ・・・（２－１）

図９は、第２状態の調光シート１１を模式的に示す。第２状態において、透明電極層３１，３２間の電圧は第２電圧Ｖ２に制御され、液晶組成物はフォーカルコニック状態を示す。第２状態において、調光シート１１に入射した赤外光および可視光は散乱する。

第１状態から第２状態への変化、および、第２状態から第３状態への変化は、一方向にのみ可能であり、第１状態から第３状態への変化は、双方向において可能である。
第２実施形態の調光装置１０１および調光シート１１の動作は、第１実施形態と同様である。すなわち、透明板に貼り付けられた調光シート１１を第１状態に切り替えることで、透明板で区切られた内部空間に赤外光が進入することが抑えられ、これにより、内部空間の温度上昇を抑えることができる。また、調光シート１１を第３状態に切り替えることで、赤外光の大部分を内部空間に進入させ、これにより、内部空間の温度上昇を促すことができる。

また、調光シート１１を第２状態に切り替えることで、赤外光の透過の程度を中程度とすること、および、透明板の背後の視認性を低くすることが可能である。それゆえ、調光シート１１が内部空間にもたらす作用をより多様に切り替えることが可能となる。

以上、第２実施形態によれば、第１実施形態の（１）～（７）の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（９）調光シート１１が配向層を備えていないため、調光シート１１の製造工程の簡素化や製造に要するコストの削減が可能である。

（第３実施形態）
図１０～図１２を参照して、調光装置の第３実施形態を説明する。以下では、第３実施形態と第１実施形態および第２実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態および第２実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。

図１０が示すように、第３実施形態の調光装置１０２は、第１の調光シート１２と第２の調光シート１３との２つの調光シートを備える。調光シート１２，１３には、第１実施形態の調光シート１０の構成が適用されてもよいし、第２実施形態の調光シート１１の構成が適用されてもよい。

第１の調光シート１２と第２の調光シート１３とは、建物や車両等の移動体の内部と屋外との境界において、調光シート１２，１３が厚さ方向に重なるように、透明板と共に配置される。２つの調光シート１２，１３は、互いに接していてもよいし、離れていてもよい。

例えば、図１０では、第１の調光シート１２と第２の調光シート１３とが別々の透明板に貼り付けられている。詳細には、第１の調光シート１２が第１の透明板１１１に貼り付けられ、第２の調光シート１３が第２の透明板１１２に貼り付けられ、第１の調光シート１２と第２の調光シート１３とが向かい合うように配置されている。第１の透明板１１１と第２の透明板１１２とは、例えば、窓に用いられるペアガラスである。調光シート１２，１３が断熱機能を有する窓に取り付けられる形態であれば、調光シート１２，１３による赤外光の反射によって、断熱機能をより高めることが可能である。

なお、上記の形態に限らず、第１の透明板１１１に貼り付けられた第１の調光シート１２は、第２の調光シート１３および第２の透明板１１２とは反対側に向けられてもよい。また、第２の透明板１１２に貼り付けられた第２の調光シート１３は、第１の調光シート１２および第２の透明板１１２とは反対側に向けられてもよい。また、第１の調光シート１２と第２の調光シート１３は、１つの透明板の表裏に貼り付けられてもよい。

第１の調光シート１２が備える調光層２０の液晶組成物の旋光性と、第２の調光シート１３が備える調光層２０の液晶組成物の旋光性とは、互いに異なっている。例えば、第１の調光シート１２の液晶組成物は右旋性を有し、第２の調光シート１３の液晶組成物は左旋性を有する。第１の調光シート１２と第２の調光シート１３とにおいて、液晶組成物が含有するカイラル剤の旋光性を異ならせることで、液晶組成物の旋光性を異ならせることができる。

調光装置１０２の制御部６０は、第１の調光シート１２に印加する電圧と、第２の調光シート１３に印加する電圧とを、これらが互いに連動するように制御してもよいし、調光シート１２，１３ごとに独立して制御してもよい。制御部６０が実行する処理には、第１の調光シート１２および第２の調光シート１３の各々を第１状態とすること、および、第１の調光シート１２および第２の調光シート１３の各々を第３状態とすることが含まれる。

図１１は、第１の調光シート１２と第２の調光シート１３との双方が第１状態であるときを示す。調光シート１２，１３が第１状態であるとき、赤外光の照射に対し、第１の調光シート１２と第２の調光シート１３とは、液晶組成物の旋光性の違いに起因して、互いに異なる方向に回転する円偏光成分を反射する。

例えば、第２の透明板１１２に対して第１の透明板１１１が位置する側から、太陽光に含まれる赤外光ＩＬが入射するとする。この場合、赤外光ＩＬが第１の調光シート１２に入射すると、赤外光ＩＬのうちの一部の光ＰＬ１が第１の調光シート１２にて反射される。そして、残りの光は第１の調光シート１２を透過して第２の調光シート１３に入射し、第２の調光シート１３にて光ＰＬ２が反射される。光ＰＬ１と光ＰＬ２とは、互いに異なる方向に回転する円偏光成分である。例えば、第１の調光シート１２の液晶組成物が右旋性を有し、第２の調光シート１３の液晶組成物が左旋性を有するとき、光ＰＬ１は右円偏光成分であり、光ＰＬ２は左円偏光成分である。

第３実施形態によれば、２枚の調光シート１２，１３によって、互いに異なる円偏光成分が反射されるため、第１実施形態および第２実施形態と比較して、赤外光におけるより多くの成分が調光シート１２，１３によって反射される。したがって、透明板１１１，１１２で区切られた内部空間に進入する赤外光の量をより抑えることができるため、内部空間の温度上昇をより的確に抑えることができる。

第１の調光シート１２の反射波長の設定値と、第２の調光シート１３の反射波長の設定値とは、一致していてもよいし、異なっていてもよい。反射波長の設定値は、反射波長の規定式「Ｐ×（ｎｅ＋２ｎｏ）／３」により算出される値である。言い換えれば、第１状態での第１の調光シート１２の反射光のピーク波長は、第１状態での第２の調光シート１３の反射光のピーク波長と一致してもよいし、異なっていてもよい。

２つの調光シート１２，１３における反射光のピーク波長が一致していれば、当該ピーク波長を中心とする波長域での赤外光の反射率が好適に高められる。一方、２つの調光シート１２，１３における反射光のピーク波長が異なっていれば、各ピーク波長の付近の波長域の赤外光が反射されることから、広い波長域で赤外光の反射が可能となる。例えば、日射に含まれる赤外光のなかで、日射量が大きい波長域は、８００ｎｍ～１３００ｎｍの範囲に含まれる。そのため、この範囲内にピーク波長が分散するように２つの調光シート１２，１３の反射波長を設定することで、日射反射率を好適に高めることができる。

なお、調光シート１１，１２が第１状態であるとき、可視光は調光シート１１，１２を透過する。したがって、内部空間が暗くなることが抑えられ、また、観察者は、調光シート１１，１２および透明板１１１，１１２の背後の光景を視認することができる。

図１２は、第１の調光シート１２と第２の調光シート１３との双方が第３状態であるときを示す。このとき、第１の調光シート１２と第２の調光シート１３とのいずれもが赤外光を透過する。そのため、屋外からの赤外光ＩＬの大部分が内部空間に進入する。その結果、内部空間の温度上昇が促される。

なお、調光シート１１，１２が第３状態であるときも、可視光は調光シート１１，１２を透過するため、内部空間が暗くなることが抑えられ、また、観察者は、調光シート１１，１２および透明板１１１，１１２の背後の光景を視認することができる。

以上のように、２つの調光シート１１，１２の双方が第１状態である状態と、２つの調光シート１１，１２の双方が第３状態である状態とを切り替えることによって、赤外光の透過の程度、すなわち、内部空間への赤外光の進入の程度を切り替えることが可能である。そして、第３実施形態では、２枚の調光シート１１，１２の双方を第１状態に切り替えることで、内部空間への赤外光の進入を第１実施形態および第２実施形態よりも抑えることができるため、内部空間の温度上昇を抑える効果が高く得られる。それゆえ、夏場において冷房の効率の低下をより一層に抑えることも可能である。

また、第１の調光シート１２と第２の調光シート１３とに印加する電圧を別々に制御可能であれば、第１の調光シート１２と第２の調光シート１３との一方を第１状態とし、他方を第３状態とすることで、赤外光の透過の程度を中程度とすることもできる。これにより、赤外光の透過の程度をより細かに切り替えることが可能である。

さらに、第１の調光シート１２と第２の調光シート１３との少なくとも一方を第２状態に切り替えることにより、赤外光の透過の程度をさらに細かく制御することや、透明板１１１，１１２の背後の視認性を低くすることもできる。したがって、調光シート１１，１２が内部空間にもたらす作用をより多様に切り替えることが可能となる。

以上、第３実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１０）調光装置１０２が、互いに旋光性の異なる２つの調光シート１２，１３を備え、これらの調光シート１２，１３が厚さ方向に重なりを有するように配置される。これにより、２つの調光シート１２，１３を第１状態とすることで、互いに異なる円偏光成分が反射されるため、赤外光におけるより多くの成分が調光シート１２，１３によって反射される。したがって、調光シート１２，１３に面する屋内の空間に進入する赤外光の量をより低減することができる。

（１１）第１状態での第１の調光シート１２の反射光のピーク波長が、第１状態での第２の調光シート１３の反射光のピーク波長と一致していれば、当該ピーク波長を中心とする波長域での赤外光の反射率が高められる。

（１２）第１状態での第１の調光シート１２の反射光のピーク波長が、第１状態での第２の調光シート１３の反射光のピーク波長と異なっていれば、各ピーク波長の付近の波長域の赤外光が反射されることから、広い波長域で赤外光の反射が可能となる。

［実施例］
上述した調光装置および調光シートについて、具体的な実施例および比較例を用いて説明する。

（実施例１）
調光層、一対の透明電極層、一対の透明支持層、および、一対の配向層を備える調光シートを形成した。透明電極層の材料は、酸化インジウムスズであり、透明支持層の材料は、ポリエチレンテレフタレートであり、配向層の材料は、ポリイミドである。調光層は、ポリマーネットワーク型であり、各パラメータが下記となるように形成した。

・液晶組成物の誘電率異方性Δε：１０．９
・液晶組成物の常光屈折率ｎｏ：１．５１
・液晶組成物の異常光屈折率ｎｅ：１．６８
・透明高分子層を構成する高分子材料の屈折率ｎｐ：１．５０
・液晶組成物の螺旋ピッチＰ：０．６６μｍ
・反射波長の設定値（Ｐ×（ｎｅ＋２ｎｏ）／３）：１．０３μｍ
・調光層における透明高分子層の割合：１２．６％

（実施例２）
配向層を形成しないこと以外は、実施例１と同様の材料によって、実施例２の調光シートを形成した。すなわち、実施例２における調光層の各パラメータは実施例１と同じである。

（偏光顕微鏡観察）
実施例１および実施例２について、印加電圧が０Ｖであるとき、すなわち、第１状態であるときの調光シートを、偏光顕微鏡を用いて観察した。図１３は、実施例１の観察画像を示し、図１４は、実施例２の観察画像を示す。観察の倍率は２００倍である。

偏光顕微鏡による観察画像における色の解析から、実施例１では、調光層における９割近い領域で液晶分子が水平配向していることが確認され、実施例２では、５割以上の領域で液晶分子が水平配向していることが確認された。このことから、調光シートが配向層を備えていることで、第１状態において大部分の液晶分子が水平配向されることが確認された。また、調光シートが配向層を備えていない場合でも、第１状態において５０％以上の領域で液晶分子が水平配向されることが確認された。

（反射特性解析）
実施例１および実施例２の調光シートについて、印加電圧が０Ｖであるときと５０Ｖであるときとの各々における反射光の波長域および反射率を測定した。印加電圧が０Ｖであるとき、調光シートは第１状態であり、印加電圧が５０Ｖであるとき、調光シートは第３状態である。印加電圧は、５０Ｈｚの交流電圧である。測定結果を図１５に示す。

図１５が示すように、印加電圧が０Ｖであるとき、実施例１，２のいずれにおいても、１０００ｎｍ付近にピークを有する反射が得られている。したがって、実施例１，２のいずれにおいても、第１状態において、赤外光の選択的な反射が得られることが確認された。この反射光のピーク波長は、上記した反射波長の設定値と凡そ一致する。また、ピークの半値幅は、２００ｎｍ～３００ｎｍである。

一方、印加電圧が５０Ｖであるときには、実施例１，２のいずれにおいても、赤外光の選択的な反射は確認されず、第３状態においては赤外光が調光シートを透過することが確認された。

印加電圧が０Ｖであるとき、実施例１と実施例２とを比較すると、配向層を有する実施例１の方が、ピーク波長を中心とする赤外領域において高い反射率が得られている。そして、ピーク波長での反射率は、実施例１が約４０％、実施例２が約３０％である。これらのことから、調光シートが配向層を備えていることにより、より的確な赤外光の反射が可能であることが示された。なお、実施例１においてもピーク波長での反射率が５０％に満たない理由は、調光層が透明高分子層を有することにより液晶分子の水平配向に乱れが生じているためであると考えられる。

次に、赤外線カットシートの比較例について、反射光の波長域および反射率を測定した。測定結果を、実施例の測定結果と共に、図１６に示す。比較例１，２の赤外線カットシートは、いずれも市販品であって、比較例１の赤外線カットシートは、透明断熱フィルム（リンテック社製、ＩＲ－９０ＨＤ）であり、比較例２の赤外線カットシートは、金属層を有するミラー断熱フィルム（リンテック社製、ＳＬ－１８－２５ＨＤ）である。

また、実施例１，２および比較例１，２について、日射反射率を求めた。日射反射率は、ＪＩＳ Ｒ ３１０６：２０１９に準拠して算出した。結果を表１に示す。

図１６が示すように、比較例１の赤外光の反射率は、実施例１，２の印加電圧が０Ｖである場合と比べてかなり低く、赤外光を遮断する効果は小さい。一方、比較例２の赤外光の反射率は、実施例１，２の印加電圧が０Ｖである場合よりも高く、赤外光を遮断する効果が大きい。これらの結果は、表１に示す日射反射率においても同様である。日射反射率が高いことは、日射に含まれる波長域の赤外光の反射が大きいこと、すなわち、シートによる遮熱効果が高いことを示す。

しかしながら、比較例２は、ミラー断熱フィルムであることからも示唆されるように、可視領域においても反射率が高く、比較例２のシートを窓ガラスに貼り付けた場合には、内部空間が暗くなると推測される。これに対し、実施例１，２の調光シートであれば、赤外光の高い反射率と可視光の高い透過率との両立が可能である。

そして、比較例１，２では、赤外光の透過の程度を切り替えることができない。これに対し、実施例１，２では、印加電圧の切り換えによって、赤外光の反射の大きさおよび日射反射率の大きさを切り替え可能であることが図１６および表１から明らかである。すなわち、実施例１，２によれば、シートにおける赤外光の透過の程度を切り替えることが可能であり、これによって、遮熱効果の高低を切り替えることができる。

（実施例３）
調光層、一対の透明電極層、一対の透明支持層、および、一対の配向層を備える第１の調光シートを形成した。透明電極層の材料は、酸化インジウムスズであり、透明支持層の材料は、ポリエチレンテレフタレートであり、配向層の材料は、ポリイミドである。調光層は、ポリマーネットワーク型であり、各パラメータが下記となるように形成した。

・液晶組成物の誘電率異方性Δε：１０．９
・液晶組成物の常光屈折率ｎｏ：１．５１
・液晶組成物の異常光屈折率ｎｅ：１．６８
・透明高分子層を構成する高分子材料の屈折率ｎｐ：１．５０
・液晶組成物の螺旋ピッチＰ：０．６６μｍ
・反射波長の設定値（Ｐ×（ｎｅ＋２ｎｏ）／３）：１．０３μｍ
・調光層における透明高分子層の割合：１２．６％
・カイラル剤の旋光性：右旋性

左旋性のカイラル剤を用いたこと以外は、第１の調光シートと同様の材料によって、第２の調光シートを形成した。すなわち、第２の調光シートにおける調光層の各パラメータは、カイラル剤の旋光性を除いて第１の調光シートと同じである。

（実施例４）
調光層、一対の透明電極層、一対の透明支持層、および、一対の配向層を備える第１の調光シートを形成した。透明電極層の材料は、酸化インジウムスズであり、透明支持層の材料は、ポリエチレンテレフタレートであり、配向層の材料は、ポリイミドである。調光層は、ポリマーネットワーク型であり、各パラメータが下記となるように形成した。

・液晶組成物の誘電率異方性Δε：１０．９
・液晶組成物の常光屈折率ｎｏ：１．５１
・液晶組成物の異常光屈折率ｎｅ：１．６８
・透明高分子層を構成する高分子材料の屈折率ｎｐ：１．５０
・液晶組成物の螺旋ピッチＰ：０．５７μｍ
・反射波長の設定値（Ｐ×（ｎｅ＋２ｎｏ）／３）：０．９０μｍ
・調光層における透明高分子層の割合：１２．６％
・カイラル剤の旋光性：右旋性

左旋性のカイラル剤を用いたこと、および、液晶組成物の螺旋ピッチＰと反射波長の設定値とを変更したこと以外は、第１の調光シートと同様の材料によって、第２の調光シートを形成した。第２の調光シートにおける調光層の各パラメータは、下記である。

・液晶組成物の誘電率異方性Δε：１０．９
・液晶組成物の常光屈折率ｎｏ：１．５１
・液晶組成物の異常光屈折率ｎｅ：１．６８
・透明高分子層を構成する高分子材料の屈折率ｎｐ：１．５０
・液晶組成物の螺旋ピッチＰ：０．７０μｍ
・反射波長の設定値（Ｐ×（ｎｅ＋２ｎｏ）／３）：１．１０μｍ
・調光層における透明高分子層の割合：１２．６％
・カイラル剤の旋光性：左旋性

（反射特性解析）
実施例３および実施例４の調光シートについて、印加電圧が０Ｖであるときと５０Ｖであるときとの反射光の波長域および反射率を測定した。印加電圧が０Ｖであるとき、調光シートは第１状態であり、印加電圧が５０Ｖであるとき、調光シートは第３状態である。実施例３の測定結果を図１７に示し、実施例４の測定結果を図１８に示す。図１７において、実施例３Ａが第１の調光シートであり、実施例３Ｂが第２の調光シートである。図１８において、実施例４Ａが第１の調光シートであり、実施例４Ｂが第２の調光シートである。

図１７が示すように、実施例３では、印加電圧が０Ｖであるとき、２つの調光シートのいずれにおいても、１０００ｎｍ付近にピークを有する反射が得られている。反射光のピーク波長は、上記した反射波長の設定値と凡そ一致する。ピークの半値幅は、２００ｎｍ～３００ｎｍであり、ピーク波長での反射率は、約４０％である。
一方、印加電圧が５０Ｖであるときには、２つの調光シートのいずれにおいても、赤外光の選択的な反射は確認されない。

図１８が示すように、実施例４では、印加電圧が０Ｖであるとき、第１の調光シートにおいては、９００ｎｍ付近にピークを有する反射が得られ、第２の調光シートにおいては、１１００ｎｍ付近にピークを有する反射が得られている。各調光シートにおいて、反射光のピーク波長は、上記した反射波長の設定値と凡そ一致する。ピークの半値幅は、２００ｎｍ～３００ｎｍであり、ピーク波長での反射率は、約４０％である。
一方、印加電圧が５０Ｖであるときには、２つの調光シートのいずれにおいても、赤外光の選択的な反射は確認されない。

以上の結果から、実施例３の第１の調光シートおよび第２の調光シートを重ねて用いることにより、第１状態において、１０００ｎｍ付近の波長の赤外光の反射を強めることが可能であることが示唆される。また、実施例４の第１の調光シートおよび第２の調光シートを重ねて用いることにより、第１状態において、より広い波長域の赤外光を反射することが可能であることが示唆される。

実施例３，４について、第１の調光シートおよび第２の調光シートを重ねた積層体の日射反射率を求めた。日射反射率は、ＪＩＳ Ｋ ５６０２に準拠して算出した。結果を表２に示す。

表２が示すように、実施例３，４のいずれにおいても、印加電圧が０Ｖであるとき、表１に示した実施例１，２よりも高い日射反射率が得られており、さらに比較例２よりも高い日射反射率が得られている。したがって、液晶組成物の旋光性が異なる２つの調光シートを重ねて用いることで、日射反射率を高め、高い遮熱効果を得ることが可能であることが示された。

なお、実施例３，４では、印加電圧が５０Ｖであるときの日射反射率も実施例１，２より高くなっている。したがって、夏場における内部空間の温度上昇の抑制を重視する場合のように、第１状態での調光シートの赤外光反射効果を重視する場合には、実施例３，４のように２枚の調光シートを重ねて用いることが適当であり、冬場における内部空間の温度上昇の促進を重視する場合のように、第３状態での調光シートの赤外光透過効果を重視する場合には、実施例１，２のように１つの調光シートを単独で用いることが適当であると言える。

［変形例］
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することが可能である。なお、以下の変形例は組み合わせて実施してもよい。

・調光装置は、調光シートを第１状態と第３状態とのいずれかに制御し、調光シートを第２状態には切り換えなくてもよい。言い換えれば、制御部６０が実行する処理には、透明電極層３１，３２間を第１電圧Ｖ１に制御することによって、調光シートを第１状態とすること、および、透明電極層３１，３２間を第３電圧Ｖ３に制御することによって、調光シートを第３状態とすることが含まれる一方で、透明電極層３１，３２間を第２電圧Ｖ２に制御することによって、調光シートを第２状態とすることは含まれなくてもよい。第１状態と第３状態との切り替えが可能であれば、調光シートが赤外光を反射する状態と赤外光を透過する状態との切り替えが可能であるため、調光シートの赤外光の透過の程度を切り替えることは可能である。

・第３実施形態において、２つの調光シート１２，１３の第１状態での反射光のピーク波長が互いに異なっている場合には、これらの調光シート１２，１３の液晶組成物の旋光性は一致していてもよい。こうした場合であっても、各調光シート１２，１３のピーク波長の付近の波長域の赤外光が反射されることから、調光シートを単独で用いる場合よりは、広い波長域で赤外光の反射が可能である。

ＩＬ…赤外光
１０，１１，１２，１３…調光シート
２０…調光層
２１…透明高分子層
２２…空隙
２３…液晶分子
３１，３２…透明電極層
４１，４２…透明支持層
５１，５２…配向層
６０…制御部
１００，１０１，１０２…調光装置
１１０，１１１，１１２…透明板

Claims (11)

1. 調光シートと、
   前記調光シートへの電圧の印加を制御する制御部と、を備える調光装置であって、
   前記調光シートは、
   第１透明電極層と、
   第２透明電極層と、
   前記第１透明電極層と前記第２透明電極層との間に位置する調光層であって、複数の空隙を区切る透明高分子層と、正の誘電率異方性を有するカイラルネマティック液晶であり前記空隙に保持された液晶組成物とを含む前記調光層と、を備え、
   前記制御部が実行する処理には、
   前記第１透明電極層と前記第２透明電極層との間を第１電圧に制御することによって、前記調光シートを、赤外光を反射し、可視光を透過させる第１状態とすることと、
   前記第１透明電極層と前記第２透明電極層との間を前記第１電圧よりも大きい第２電圧に制御することによって、前記調光シートを、赤外光および可視光を散乱させる第２状態とすることと、
   前記第１透明電極層と前記第２透明電極層との間を前記第２電圧よりも大きい第３電圧に制御することによって、前記調光シートを、赤外光および可視光を透過させる第３状態とすることと、が含まれる
   調光装置。
2. 前記調光シートにおける前記液晶組成物の螺旋ピッチＰ（μｍ）、常光屈折率ｎｏ、異常光屈折率ｎｅが、下記式（１－１）を満たす
   ０．８≦Ｐ×（ｎｅ＋２ｎｏ）／３≦２．２ ・・・（１－１）
   請求項１に記載の調光装置。
3. 前記調光シートの前記第１状態において、前記液晶組成物が含む液晶分子が水平配向している領域の前記調光層での割合が、５０％以上である
   請求項１または２に記載の調光装置。
4. 前記調光シートの前記調光層における前記透明高分子層の割合は、５０％未満である
   請求項１～３のいずれか一項に記載の調光装置。
5. 前記調光シートにおける前記透明高分子層を構成する高分子材料の屈折率ｎｐと、前記液晶組成物の常光屈折率ｎｏとが、下記式（２－１）を満たす
   ０．９８≦ｎｐ／ｎｏ≦１．０２ ・・・（２－１）
   請求項１～４のいずれか一項に記載の調光装置。
6. 前記調光シートは、
   前記第１透明電極層と前記調光層との間に挟まれた第１配向層と、
   前記第２透明電極層と前記調光層との間に挟まれた第２配向層と、を備え、
   前記第１配向層と前記第２配向層との各々は、水平配向膜である
   請求項１～５のいずれか一項に記載の調光装置。
7. 前記調光シートは、
   前記第１透明電極層に対して前記調光層と反対側で前記第１透明電極層を支持する第１透明支持層と、
   前記第２透明電極層に対して前記調光層と反対側で前記第２透明電極層を支持する第２透明支持層と、を備え、
   前記第１透明支持層および前記第２透明支持層の各々の赤外光の反射率が、１５％未満である
   請求項１～６のいずれか一項に記載の調光装置。
8. 第１の前記調光シートと第２の前記調光シートとを含む２つの前記調光シートを備え、
   前記第１の調光シートが含む前記液晶組成物の旋光性と、前記第２の調光シートが含む前記液晶組成物の旋光性とは、互いに異なり、
   前記第１の調光シートと前記第２の調光シートとは、厚さ方向に重なりを有するように配置され、
   前記制御部が実行する処理には、
   前記第１の調光シートおよび前記第２の調光シートの各々を前記第１状態とすることと、
   前記第１の調光シートおよび前記第２の調光シートの各々を前記第３状態とすることと、が含まれる
   請求項１～７のいずれか一項に記載の調光装置。
9. 前記第１状態での前記第１の調光シートの反射光のピーク波長は、前記第１状態での前記第２の調光シートの反射光のピーク波長と一致する
   請求項８に記載の調光装置。
10. 前記第１状態での前記第１の調光シートの反射光のピーク波長は、前記第１状態での前記第２の調光シートの反射光のピーク波長とは異なる
    請求項８に記載の調光装置。
11. 第１透明電極層と、
    第２透明電極層と、
    前記第１透明電極層と前記第２透明電極層との間に位置する調光層であって、複数の空隙を区切る透明高分子層と、正の誘電率異方性を有するカイラルネマティック液晶であり前記空隙に保持された液晶組成物とを含む前記調光層と、を備える調光シートであって、
    前記調光シートは、
    前記第１透明電極層と前記第２透明電極層との間が第１電圧に制御されることにより、前記液晶組成物がプレーナー状態を示す第１状態であって、前記調光シートが赤外光を反射し、可視光を透過させる前記第１状態と、
    前記第１透明電極層と前記第２透明電極層との間が前記第１電圧よりも大きい第２電圧に制御されることにより、前記液晶組成物がフォーカルコニック状態を示す第２状態であって、前記調光シートが赤外光および可視光を散乱させる前記第２状態と、
    前記第１透明電極層と前記第２透明電極層との間が前記第２電圧よりも大きい第３電圧に制御されることにより、前記液晶組成物がホメオトロピック状態を示す第３状態であって、前記調光シートが赤外光および可視光を透過させる前記第３状態と、を含み、
    前記液晶組成物の螺旋ピッチＰ（μｍ）、常光屈折率ｎｏ、異常光屈折率ｎｅが、下記式（１－１）を満たす
    ０．８≦Ｐ×（ｎｅ＋２ｎｏ）／３≦２．２ ・・・（１－１）
    調光シート。

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