JP6571934B2 - 光透過を制御するための層配列 - Google Patents

Description

本発明は、光の透過をその温度に応じて変化させる層配列（layer arrangement）であって、第一の偏光層、前記温度に応じて光の偏光特性に影響を与えるスイッチング層および第二の偏光層を有する、前記層配列に関する。

層配列は、本発明に従って、建物室内への窓または相当する開口部の内部またはそれら上に、例えば、ガラス張りのドアの中またはその上において用いることができる。さらに、層配列は、壁もしくは屋根の中またはその上において用いることができる。

本発明の目的のためには、用語「室内」（ｉｎｔｅｒｉｏｒ）は、個人の、公共の、もしくは商業用の建物の内部、または事務所用途のそれ、および乗り物の内部の両方を意味するものとする。さらに、所望のいかなる大きな容器、たとえば運送コンテナーをも意味するものとする。さらに、本発明の意味において、用語窓は、建物または乗り物における、光に対して透過性であり、硬い材料で封鎖された所望の任意の開口部を意味するものとする。

本発明における意味として、用語「入射光」（ｉｎｃｉｄｅｎｔ ｌｉｇｈｔ）は、太陽から放射され、地球に大気を通過して到達し、コーティングされていないガラスシートによって、極めてわずかな量だけ吸収されるか、または全く吸収されず、そのために、太陽からの入射光がガラスシートを通して室内へ入ることができる、電磁放射（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｇ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）の流れを意味するものとする。短波長ＵＶ放射（ＵＶ−Ｂ光）および遠赤外放射は大気またはガラスシートによって吸収されるため、入射光は、基本的に長波長ＵＶ放射領域（ＵＶ−Ａ光）、可視領域における電磁放射（ＶＩＳ光）、短波赤外放射領域（ＮＩＲ光）を包含する。

光学分野において通常用いられる定義によれば、ＵＶ−Ａ光は、本願の目的のためには、とくに、３２０〜３８０ｎｍの波長を有する光を意味するものとし、ＶＩＳ光は、とくに、３８０〜７８０ｎｍの波長を有する光を意味するものとし、ＮＩＲ光は、とくに７８０〜３０００ｎｍの波長を有する光を意味するものとする。

近代建物は、高い割合のガラス表面により際だっており、このことは、美的理由および建築上の理由の両方のため、および明るさと室内の快適さの点でも高度に要求されている。近年、生活または事務所目的に用いる、および／または公共に利用できる建物が、最も高い可能なエネルギー効率を有すべきことは同じように重要となってきている。このことは、空調を行っている領域において、寒い季節には、暖房にできる限り少ないエネルギーを用いるべきであって、暖かい季節には、室内の空調を全く必要としないか、またはほんのわずかのみ必要であるようにすべきであることを意味する。しかし、広いガラス表面はこれらの目的を達成することに対しは、逆の効果を有するものである。

一方では、ガラス表面は、電磁スペクトルのＶＩＳ領域およびＮＩＲ領域の放射に透過的であるために、暖かい外気温の場合に、仮に強力な遮断が存在すると、室内の望ましくない加熱をもたらす。室内の物体は通過することのできた放射を吸収し、それにより、暖められ、その結果、室温の上昇をもたらす（温室効果）。

建物のエネルギー効率の重要性が増加するにつれ、窓を通したエネルギーの流れを制御する窓表面上に直接配された特別なデバイスまたはコーティングへの要望の高まりがある。低い製造および動作コストおよびスペース要求が少ない点で、適切なコーティングが有利である。とくに、特定の時点の周りの状態（熱、低温、高い放射、低い放射）に、適切な方法でウィンドウを介してエネルギーの流れに適合することができるコーティングに対する要望がある。

先行技術では、エネルギー流れを制限はするが、可変的な方法で適用することができない、切り替え可能でないコーティング（層配列）、およびエネルギー流れを周りの各種状況へに応じたものとすることができる、切り替え可能なコーティング、の両方もまた開示されている。切り替え可能デバイスでは、周囲の状態に自動的に適合するものではないコーティングと、周囲の状態に自動的に適合するコーティングとに分けることができる。後者のコーティングを有する窓は、インテリジェントウィンドウ（スマートウィンドウ）としてもまた知られている。

窓の断熱を改善するために、複数のガラス張りのウィンドウユニット（複層ガラス断熱ガラス、断熱ガラスユニット）が以前から知られてきた。先行技術では、さらに薄い金属または金属酸化物層を有するウィンドウ窓ガラスのコーティングを開示している。コーティングは、二つの方法で放射エネルギーの流れを制御することができる。一方は、ガラスの光の透過率を減少させ、他方で、窓ガラスの放射率（ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ）を減少させる。

放射エネルギーの流れを現存のコーティング技術で、独占的に制御するならば、気候変化または季節に依存した状態への適合動作は不可能である。たとえば、寒い季節ならば、加熱のためのエネルギー支出を減少させるために、ウィンドウが、入射する日光に対して、完全に透過的であることが有利である。逆に、外が暖かい気温の場合には、上述の温室効果が増大されるために、ウィンドウの低い放射率は不要または不都合である。

したがって、放射エネルギーの流れを、生じているいろいろな状況に適合させることができるようなコーティングへの需要がある。とくに、周囲の状態に自動的に適合することができるコーティングへの需要がある。
先行技術は、透明状態からより透明でない状態へ、たとえば、不透明または実質的に非透明な状態へ、電圧が加えられたときに可逆的に切替えることができる、コーティングを開示する。

そのようなコーティングの例は、エレクトロクロミックデバイスであり、とりわけ、Seeboth et al., Solar Energy Materials & Solar Cells, 2000, 263-277に示されている。

しかし、この言及したコーティングは、放射エネルギーの流れを調整することを可能にするにもかかわらず、電気的に制御しなければならないという欠点を有する。たとえば、電力供給デバイスおよび制御デバイスなどの電気的コンポーネントをウィンドウに導入することは、ウィンドウを製造する上でのさらなるコストを伴い、不具合が生じやすいこと、および低い耐久性という、このタイプのコーティングが有する危険性を引き起こす。さらに多くの場合、ウィンドウに電気的接続をするために、著しい建設努力が必要となる。

US 2009/0015902およびUS 2009/0167971は、二つの偏光層の間にスイッチング層を有する層配列を開示し、ここでは、スイッチング層は、第一の温度で入射光の偏光面を回転させ、第二の温度では入射光の偏光面をわずかにのみまたは全く回転させない。したがって、偏光層の偏光面の互いの永続的な回転を通して、第二の温度よりも第一の温度でより多くの入射光の通過を可能とすることを達成することができる。二つの温度依存性状態は、それぞれ透明状態および暗い状態として以下に記載される。
とくに、これらの出願は、ねじれネマチックセル（ＴＮセル）を用いる層配列を開示する。この場合、透明状態および暗い状態間のスイッチングは、ねじれネマチックセル中に置かれた液晶媒体の、透明点より下の温度でのネマチック状態から透明点より上の等方状態への相転移によって達成する。

ネマチック状態では、スイッチング層の液晶媒体は、定義できるねじれ角で光の偏光面を回転させる。さらに偏光層の偏光面は、互いに一定の角度だけ回転した関係にあり、スイッチング動作の間は、変わらないままである。スイッチング層の液晶媒体が、偏光光の偏光面を回転させるその角度が、お互いの偏光層の偏光面の間の相対的回転角度に相当するとき、第一の偏光層とスイッチング層とを通過した光は第二の偏光層も通過することができる。したがって、この層配列の透明状態は、スイッチング層の液晶媒体のネマチック状態が生ずるときに生ずる。透明点より下の温度でネマチック状態が存在するために、この層配列の透明状態は、相対的に低い温度で生ずる。

等方状態では、スイッチング層の液晶媒体は、光の偏光面を回転させず、このことは、後者は、その偏光面が相対的に回転している二つの偏光層を通過することができないことを意味する。したがってスイッチング層の液晶媒体の等方状態が生ずるときに層配列の暗い状態が生ずる。透明点よりも上の温度で存在する等方状態が存在するために、層配列の暗い状態が、透明状態に対して、より高い温度で、生ずる。

本発明をもたらした研究により、このタイプの層配列によって達成することができる入射光への影響は、とくに温暖で暖かい気候帯において通常生ずるすべての要求を満たすことができないことがここで示された。

したがって、本発明の目的は、冒頭に記載の一般的なタイプの層配列の熱透過を制御するのに効果的な特性を改善するように設計することであると考えられる。

この目的は、入射光の透過をその温度に応じて変化させる層配列（１）であって、該層配列が、第一の偏光層（５ａ）、温度に応じて光の偏光特性に影響を与えるスイッチング層（２）および第二の偏光層（５ｂ）を有し、第一の偏光層（５ａ）および第二の偏光層（５ｂ）の両方が、ＶＩＳ領域およびＮＩＲ領域の両方で、偏光に影響を与えるように配置されたものである層配列を提供する本発明に従って達成される。

図１は、本発明の層配列の断面図を示す。 図２は、ガラスシートの表面に配された本発明の層配列の断面図を示す。

図３は、ガラスシートの表面に配された本発明の別の態様の層配列の断面図を示す。 図４は、ガラスシートの表面に配された本発明のさらに別の態様の層配列の断面図を示す。 図５は、ガラスシートの表面に配された本発明のさらに別の態様の層配列の断面図を示す。

図６は、完全な偏光子の間の本発明のスイッチング層の透明状態での透過特性のスペクトル測定の結果の図を示し、ここで、ツイストネマチック液晶層は、暗い状態と透明状態との間をスイッチングすることが第一の最小値においてすなわちｄΔｎ〜０．５、または、第二またはより高い最小値においてすなわちｄΔｎ＞０．７５、のいずれかであるように配されている。

図７は、第一の偏光層および第二の偏光層がそれぞれＶＩＳ領域偏光特性およびＮＩＲ領域偏光特性を一つの層で組み合わせ、スイッチング層がｄΔｎ〜０．５の第一の最小値である、層配列の透過特性のスペクトル測定の結果の図を示す。

図８は、スイッチング層がｄΔｎ＞０．７５の第二の最小値である、図７の層配列の透過特性のスペクトル測定の結果の図を示す。 図９は、偏光層に影響を与えるさらなるＶＩＳ領域が第一の偏光層および第二の偏光層の両方に存在し、スイッチング層がｄΔｎ〜０．５の第一の最小値である、層配列の透過特性のスペクトル測定の結果の図を示す。

図１０は、スイッチング層がｄΔｎ＞０．７５の第二の最小値である、図９の層配列の透過特性のスペクトル測定の結果の図を示す。

現在入手でき、経済的に実用にかなう方法で採用することができる偏光層およびスイッチング層の、幾分限りある特性の所為で、相当量のＮＩＲ光が実質的に偏光されないままであり、スイッチング層の状態に拘らず、実質的に妨げられずに、従来技術の層配列を通過することができ、その結果、室内に入り、室内を加熱する。
そのようなＮＩＲ光を偏光しない標準の偏光板が、例えば、US 2009/0015902およびUS 2009/0167971において、最新の層配列に用いられてきた。

本発明によれば、ＮＩＲ領域の入射光の偏光に影響をさらに与えることが、実質的に層配列の熱透過を制御する可能性を改善することを可能とすることが見出された。偏光されたあとでＮＩＲ光は、スイッチング層によって温度依存的にスイッチングすることができ、これは偏光光のみに影響を与えることができ、非偏光光には何の影響も与えない。

もし別々の偏光層が、入射光のＶＩＳ領域とＮＩＲ領域とに影響を与えるために用いられるならば、これによって可視光および熱の透過を制御し影響を与える、さらに促進した能力が可能となる。さらにこれは、同様の熱管理における品質を有する従来の偏光層と比較して、より減少した製造コストを、別々の安価な偏光層にもたらし得るであろう。

透過光のＶＩＳ領域における偏光とともにＮＩＲ領域における偏光にも影響を与えることによって、主に入射光のＶＩＳ領域に影響を与えていた公知のより高価でより効率的でない偏光層の改良と比較して、より少ない労力およびコストで、さらに大きな影響を熱透過に与えることを達成することができる。

また、ＶＩＳ光透過の減少が同じであれば、熱透過についてはより大きな影響を与えることを達成することができる。言い換えれば、同じ熱透過の減少をより少ないＶＩＳ光の減少において達成することができ、これは室内に居る人の快適さのために望ましいことである。

本発明のひとつの態様によれば、第一の偏光層（５ａ）としてＶＩＳ領域に影響を与えるが偏光層（３ａ）およびＮＩＲ領域に影響を与える偏光層（４ａ）を含むものが提供される。

ＮＩＲ領域における偏光の独立した改良と組み合わせることができるＶＩＳ領域における偏光の変化は、多くの異なる場所および光状態に層配列および対応する熱伝達特性を適合させカスタマイズすることを提供する。ＶＩＳ領域の偏光とＮＩＲ領域の偏光とにそれぞれ影響を与える異なる層を用いることにより、異なる偏光効果を、異なる波長領域のために用いることができる。異なる偏光効果は、有利な熱透過制御の可能性を可能とする偏光層の異なる偏光特性および性質を生ずる。

もし第二の偏光層（５ｂ）が偏光層（３ｂ）に影響を与えるＶＩＳ領域および偏光層（４ｂ）に影響を与えるＮＩＲ領域の両方を含むとすれば、同様の効果を達成することができる。
第一の偏光層（５ａ）が、ＶＩＳ領域に影響を与える偏光層（３ａ）およびＮＩＲ領域に影響を与える偏光層（４ａ）を含み、第二の偏光層（５ｂ）がＶＩＳ領域に影響を与える偏光層（３ｂ）およびＮＩＲ領域に影響を与える偏光層（４ｂ）を含むという本発明のひとつの態様によって、入射光のほとんどの偏光に影響を与える別々の層による利益を強化することができる。

ＶＩＳ領域内およびＮＩＲ領域内での透過特性は、ゼロ透過から入射光のほぼ半分の透過までの広い範囲で影響を受けることができる。別々の層である故に、偏光特性および対応する透過特性を、入射光および熱の予測される性質のために最もふさわしい方法で決めることができる。

本発明の進歩性がある着想の、別の態様に従って、第一の偏光層（５ａ）および／または第二の偏光層（５ｂ）が、ＶＩＳ領域偏光特性およびＮＩＲ領域偏光特性を一つの偏光層として組みあわせることが、同様に考えられ、これはいくらかの用途においては有利である。

本発明の一つの好ましい態様では、ＶＩＳ領域偏光特性およびＮＩＲ領域偏光特性を一つの偏光層において組みあわせる偏光層が、異なる屈折率を有する複数の層（７）から作られる。そのような偏光層は、技術分野において知られている方法によって作製することができ、例えば、ＵＳ５８８２７７４Ａに記載されている。

異なる屈折率の複数の層を加えることによって、一見して単一の偏光層を得ることができる。単一の偏光層の性質は、異なる屈折率を有する前記層の寸法と特性によってと同様に、それら層の選択および組み合わせにも依存して定まるものである。

一つの偏光層で、ＶＩＳ領域偏光特性およびＮＩＲ領域偏光特性を組みあわせる偏光層は、好ましい配向を提供する材料（８）中に分散した二色性染料を含んでもよい。

さらに、本発明の着想の一つの態様によれば、第一の偏光層（５ａ）が、ＶＩＳ領域に影響を与える偏光層（３ａ）およびＮＩＲ領域に影響を与える偏光層（４ａ）を含み、第二の偏光層（５ｂ）が、一つの偏光層で、ＶＩＳ領域偏光特性およびＮＩＲ領域偏光特性を組みあわせることが提供される。

同様に、第一の偏光層（５ａ）が、一つの偏光層で、ＶＩＳ領域偏光特性およびＮＩＲ領域偏光特性を組みあわせ、第二の偏光層（５ｂ）が、ＶＩＳ領域に影響を与える偏光層（３ｂ）およびＮＩＲ領域に影響を与える偏光層（４ｂ）を含むこともまた可能である。

これらの態様および前記の態様のための、第一および第二の偏光層の好ましい選択および窓コーティングの外側に対するそれらの配置は、用いる場所で一般的な天候状態に最も合う熱透過特性に合うように適合することができる。

そのような層配列を製造するためには、スイッチング層（２）が、ねじれネマチック液晶層であることが有利であることがわかった。ねじれネマチック液晶層は、精力的な研究および実験的調査研究の対象となり続けている。それらは、コスト効率の高い製造方法を用いることによって、大量生産することができる。ねじれネマチック液晶層の製造および作動に適した多くの異なる液晶材料のお蔭で、種々の動作性を有する多種多様なスイッチング層を実現することができる。

入射光の透過とともに熱の透過についても、所望の実質的な削減に関して、ねじれネマチック液晶相が第一の最小値において暗い状態と透過状態とをスイッチングするｄΔｎがほぼ０．５（ここでｄはスイッチング層内のねじれネマチックセルの厚さであり、Δｎは光学的複屈折である）であるものを考えることができ、それは有利である。 ねじれネマチック液晶層を、ｄΔｎが約０．５である第一の最小値においての作動をさせると、すなわち、ｄΔｎが０．２５および０．７５の間、好ましくは、０．３５および０．６５の間、さらに好ましくは、０．４および０．６の間、最も好ましくは、０．４５および０．５５の間の値を有するようにして作動させると、透明状態において、ＮＩＲ領域では著しい透過光の減衰が起き、このことは少なくとも一つの偏光層によってもたらされる偏光と対応する透過光の減衰についての選好性に付け加わることがらである。

そのような層配列は、ねじれネマチック液晶層が透明状態であるときでさえも減少させなければならないような、多量の入射光がある地域で用いるのに適する。

本発明の別の態様は、ねじれネマチック液晶層が、ｄΔｎ＞０．７５、好ましくは、＞０．８、より好ましくは、＞０．８５、最も好ましくは、＞０．９の値を有する、第二またはより高次の最小値のところにおいて、ひとつの暗い状態とひとつの透明な状態間をスイッチングするように配置されたものである。

ｄΔｎ＞０．７５である、すなわち第二またはより高い最小値で透明状態であるねじれネマチック液晶層は、ＮＩＲ領域の入射光透過に著しくは影響を与えない。したがって、ねじれネマチック液晶層が透明状態および暗い状態間をスイッチするとき、ＮＩＲ領域の透過特性に大きな変化がある。この層配列は、好ましくは、ねじれネマチック液晶層の、透明状態でできるだけ多くの光透過を有すことおよび暗い状態でできるだけ多くの光および熱の透過を減少することが望まれる地域で用いられる。

第一の偏光層（５ａ）および／または第二の偏光層（５ｂ）が偏光層（９ａ）および／または（９ｂ）に影響を及ぼすさらなるＶＩＳ領域を含むことも同様に想定可能な、有利なものである。
ＶＩＳ領域に影響を与える偏光層およびＮＩＲ領域に影響を与える偏光層を、ＶＩＳ領域およびＮＩＲ領域で偏光に影響を与える単一の層となるように組み合わせてもよい。ＶＩＳ領域に影響を与えるさらなる偏光層との組み合わせのために、透明状態および暗い状態間のＶＩＳ領域の透過における差は、ＶＩＳ領域に影響するさらなる偏光層なしのものよりもずっと大きい。

本発明の一つの好ましい態様によれば、さらなるＶＩＳ領域偏光層（９ａ）および／または（９ｂ）は、反射偏光層である。
本発明の別のひとつの好ましい態様によれば、さらなるＶＩＳ領域偏光層（９ａ）および／または（９ｂ）は、吸収偏光層である。

本発明によれば、上記層配列は、窓部のガラス（glass pane）（６）たとえば、窓のガラスに適用することができる。
層配列は、そのスイッチング力のために、好ましくは外側から室内のスペース、たとえば、建築物内、への熱および光の透過を制御するために用いる。

いくつかの具体例を以下に詳細に説明し、図中に示す。
図１〜図５は、本発明の層配列（１）の可能な態様について略図で例示として示すものである。

図１および２に示された層配列（１）は、温度に応じて光の偏光特性に影響を与えるスイッチング層（２）を有する。スイッチング層（２）は、好ましくは、第一の温度範囲でネマチック層を形成し、第二の温度範囲で等方相を形成する液晶媒体を含む。スイッチング層（２）は、とくに好ましくは、ねじれネマチックセルである。

層配列は、さらにＶＩＳ領域に影響を与える二つの偏光層（３ａ）および（３ｂ）およびＮＩＲ領域に影響を与える二つの偏光層（４ａ）および（４ｂ）を含む。ＶＩＳ領域に影響を与える第一の偏光層（３ａ）およびＮＩＲ領域に影響を与える第一の偏光層（４ａ）は、第一の偏光層（５ａ）を構成し、ＶＩＳ領域に影響を与える第二の偏光層（３ｂ）およびＮＩＲ領域に影響を与える第二の偏光層（４ｂ）は、第二の偏光層（５ｂ）を構成する。

本発明の進歩性ある考えのまた異なった態様によれば、第一の偏光層（５ａ）は、および第二の偏光層（５ｂ）もまた、ＶＩＳ領域に影響を与える偏光層（３ａ、３ｂ）のみ、または代わりにＮＩＲ領域に影響を与える偏光層（４ａ、４ｂ）のみを含んでもまたよい。

さらに、第一の偏光層（５ａ）および第二の偏光層（５ｂ）が、一または二以上のＶＩＳ領域に影響を与える偏光層（３ａ、３ｂ）および一または二以上のＮＩＲ領域に影響を与える偏光層（４ａ、４ｂ）の適する組み合わせを含んでもよいこともまた本発明の可能な態様である。

偏光層（５ａ）および（５ｂ）の異なる構造を有する本発明のいくつかの好ましい態様を図３から５に示す。
スイッチング層を通過する光線の偏光特性は、温度に応じて異なった様相で影響を受ける。スイッチング層（２）の組成および構造に応じて、光の偏光特性がスイッチング層（２）によって変化する第一の、より低い温度範囲が存在し、また、光の偏光特性がわずかにのみ変化または全く変化しない第二の、より高い温度範囲が存在する。

偏光層（５ａ）または（５ｂ）のそれぞれは、スイッチング層（２）の両側のうちのどちらかにそれぞれ配置され、前もって指定された偏光を有する光のみを基本的に透過し、異なる偏光を有する光を反射（反射偏光層）または吸収（吸収偏光層）する。二つの偏光層（５ａ）および（５ｂ）の偏光面は、好ましい態様に従って、相対的にある角度だけ回転した位置にあり、第一の偏光層（５ａ）によって前もって指定された光の偏光面が、第一の温度でスイッチング層（２）によって回転し、その結果、光が続いて第二の偏光層（５ｂ）を基本的に妨げられることなく通過することができる（透明状態）一方で、スイッチング層（２）は、第二の温度で光の偏光面を変化させることなく、それ故、光は、第二の偏光層（５ｂ）をほとんどまたは全く通過できない（非透明、すなわち暗い状態）。

好ましい態様に従って、スイッチング層に存在する液晶媒体の液晶状態、とくに好ましくは、ネマチック状態は、第一の温度で存在する。好ましい態様に従って、スイッチング層に存在する液晶媒体の等方状態は、第二の温度で存在する。

図２に示された例示的態様では、層配列は、窓ガラス（６）上に配される。窓ガラス（６）は、建物または乗り物の開口を覆う、単一ガラス窓ガラスでもよい。しかし、断熱窓ガラスを形成する複数の窓ガラスを含む窓ガラスもまた有利によい。そのような場合、層配列（１）は、極めて強い光および高い外側温度において、この外側窓ガラスが、外側温度に熱的に接触し、二つの偏光層（５ａ）および（５ｂ）間のスイッチング層（２）の迅速なスイッチング作用に有利に働くために、断熱窓ガラスは、入射光に面する外側窓ガラスの内側に有利に配される。層配列（１）が室内に面する窓ガラス上に配されるときは、スイッチング層（２）は、室内温度に応じて入射光に決定的に影響を与え、温度依存性遮光は、外側温度ではなく、室内温度によって支配される。３またはそれ以上の窓ガラスの配列では、層配列（１）は、入射光の面するまたは離れて面する表面上に内側窓ガラスに配されてもまたよい。さらに、本発明の目的のためには、ガラス層は、いかなる所望のほかの透明な支持層、たとえば、プラスチック層によって置き換えられることもできる。

図３で描かれた態様では、第一の偏光層（５ａ）および第二の偏光層（５ｂ）は、それぞれ異なる屈折率の複数層（７）から作られ、層（５ａ）および（５ｂ）の両方の広帯域偏光効果をもたらし、入射光のＶＩＳ領域およびＮＩＲ領域の両方に影響を与える。そのような偏光層は、たとえば、US 5882774 Aにあるように、最新技術として知られている。

図４に示された層配列は、ＶＩＳ領域に影響を与える偏光層（３ａ）およびＮＩＲ領域に影響を与える偏光層（４ｂ）を有する第一の偏光層（５ａ）を含む。第二の偏光層（５ｂ）は、一つの層で、ＶＩＳ領域偏光特性およびＮＩＲ領域偏光特性を組み合わたものであり、好ましい配向を与える材料中に分散された二色性顔料を含む。

図５による層配列は、ＶＩＳ領域に影響を与える第一の偏光層（３ａ）およびＮＩＲ領域に影響を与える第一の偏光層（４ａ）を有する第一の偏光層（５ａ）を含む。ＶＩＳ領域に影響を与えるさらなる偏光層（９ａ）とともに、これらは、第一の偏光層（５ａ）を構成する。同様にＶＩＳ領域に影響を与える第二の偏光層（３ｂ）およびＮＩＲ領域に影響を与える第二の偏光層（４ｂ）を有する第二の偏光層（５ｂ）もまた、ＶＩＳ領域に影響を与えるさらなる偏光層（９ｂ）を含む。

図６の図式的測定結果は、スイッチング層（２）が、第一の最小値のところで暗い状態と透明状態の間のスイッチングが行われるｄΔｎ〜０．５のものである、層配列（１）の実線（１０）で示されている透過特性と、第二またはより高い最小値のところで暗い状態と透明状態との間をスイッチングするｄΔｎ＞０．７５のものである、層配列（１）の点線（１１）で示された透過特性との間の差を明確にしている。両方の線は、完全な偏光子の間にあるデバイスの透明状態を示す。透明状態が第一の最小値であるｄΔｎ〜０．５のものは、透明状態が第二またはそれよりも高い最小値であるｄΔｎ＞０．７５のものと比較してＮＩＲ領域のより低い透過を明らかに示す。透明状態であってもＮＩＲ領域における透過の減衰が大きいので、上記第一最少値のｄΔｎ〜０．５のスイッチング層（２）の配置は、高い入射光の明るさと、熱透過は常に減衰することが必要である地域において用いるのに適する。これとは対照的に、上記第二またはより高い最少値において暗い状態と透明状態との間をスイッチングするようにスイッチング層（２）が配置されたｄΔｎ＞０．７５の層配列（１）は、変化なく強い熱透過減少が常に起きるものよりも、透明状態および暗い状態間でエネルギー透過の差がより大きいものを、より好む地域において、好ましくは用いられる。

図７および図８は、第一の偏光層（５ａ）および第二の偏光層（５ｂ）がそれぞれ異なる屈折率を有する複数の層（７）から作られる偏光層からなる層配列（１）のスペクトル透過測定の結果を示す。そのような第一および第二の偏光層（５ａ）および（５ｂ）の構造は、図３に示す。ＶＩＳ領域では、図７に示される第一の最小値および図８で示される第二の最小値における透明状態（１２）および暗い状態（１３）間の差は極めて小さいことがわかる。しかし、ＮＩＲ領域は、重要な効果を示す。ＮＩＲ領域における透明状態（１２）および暗い状態（１３）間の透過の差は、図７において実証されているように、第一の最少値の場合にはより小さく、図８に示されているようにスイッチング層の第二の最少値の場合には、著しく大きい。

ＶＩＳ領域に影響を与えるさらなる偏光層（９ａ、９ｂ）を第一の偏光層（５ａ）および第二の偏光層（５ｂ）の両方に追加したとき、ＶＩＳ領域の透過はかなり減少する。層配列のそのような構造は、図５に図示される。対応するスペクトル測定が、暗い状態とｄΔｎ〜０．５の第一の最小値の透明状態との間をスイッチングするように配置されたスイッチング層（２）について図９に、また、暗い状態とｄΔｎ＞０．７５の第二のまたはより高い最小値の透明状態との間をスイッチングするように配置されたスイッチング層（２）についてが図１０に示される。両方の場合において、透過は、ＶＩＳ領域およびＮＩＲ領域において通常比較的低いが、スイッチング層（２）が第二の最小値で動作する図１０の方が、スイッチング層（２）が、第一の最小値で動作する図９の場合よりも透明状態（１２）および暗い状態（１３）間の透過に大きな差がある。図９および図１０の両方の層配列において、ITOS XP-38偏光子をＶＩＳ領域偏光層（９ａ、９ｂ）として用いる。

Claims (12)

1. 入射光の透過をその温度に応じて変化させる層配列（１）であって、該層配列（１）が、第一の偏光層（５ａ）、前記温度に応じて光の偏光特性に影響を与えるスイッチング層（２）および第二の偏光層（５ｂ）を有し、第一の偏光層（５ａ）および第二の偏光層（５ｂ）の両方が、ＶＩＳ領域およびＮＩＲ領域の両方で、光を偏光するように構成されたものであることを特徴とし、かつ、スイッチング層（２）は、ｄΔｎ＞０．７５（μｍ）であって、透過の第一次の最小値に対応する波長がＶＩＳ領域においては存在しないが、ｄΔｎ＞０．７５（μｍ）であって透過の第二次またはより高次の最小値に対応する波長がＶＩＳまたはより短波長領域において存在し、層配列（１）が暗い状態と透明な状態との間をスイッチングするように構成されたねじれネマチック液晶層であることを特徴とする、前記層配列。
2. 第一の偏光層（５ａ）が、ＶＩＳ領域において光を偏光する偏光層（３ａ）およびＮＩＲ領域において光を偏光する偏光層（４ａ）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の層配列。
3. 第二の偏光層（５ｂ）が、ＶＩＳ領域において光を偏光する偏光層（３ｂ）およびＮＩＲ領域において光を偏光する偏光層（４ｂ）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の層配列。
4. 第一の偏光層（５ａ）が、ＶＩＳ領域において光を偏光する偏光層（３ａ）およびＮＩＲ領域において光を偏光する偏光層（４ａ）を含み、第二の偏光層（５ｂ）が、ＶＩＳ領域において光を偏光する偏光層（３ｂ）およびＮＩＲ領域において光を偏光する偏光層（４ｂ）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の層配列。
5. 第一の偏光層（５ａ）および／または第二の偏光層（５ｂ）が一つの偏光層で、ＶＩＳ領域偏光特性およびＮＩＲ領域偏光特性を組みあわせることを特徴とする、請求項１に記載の層配列。
6. 一つの偏光層で、ＶＩＳ領域偏光特性およびＮＩＲ領域偏光特性を組みあわせる偏光層が、異なる屈折率を有する複数の層（７）から作られるものであることを特徴とする、請求項５に記載の層配列。
7. 一つの偏光層で、ＶＩＳ領域偏光特性およびＮＩＲ領域偏光特性を組みあわせる偏光層が、好ましい配向を提供する材料（８）中に分散した二色性染料を含むことを特徴とする、請求項５に記載の層配列。
8. 第一の偏光層（５ａ）が、ＶＩＳ領域において光を偏光する偏光層（３ａ）およびＮＩＲ領域において光を偏光する偏光層（４ａ）を含み、第二の偏光層（５ｂ）が、一つの偏光層で、ＶＩＳ領域偏光特性およびＮＩＲ領域偏光特性を組みあわせることを特徴とする、請求項１に記載の層配列。
9. 第一の偏光層（５ａ）が、一つの偏光層で、ＶＩＳ領域偏光特性およびＮＩＲ領域偏光特性を組みあわせ、第二の偏光層（５ｂ）が、ＶＩＳ領域において光を偏光する偏光層（３ｂ）およびＮＩＲ領域において光を偏光する偏光層（４ｂ）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の層配列。
10. 第一の偏光層（５ａ）および／または第二の偏光層（５ｂ）がＶＩＳ領域において光を偏光するさらなる偏光層（９ａ、９ｂ）を含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の層配列。
11. 窓ガラス（６）に適用することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の層配列。
12. 外側から室内のスペースへの光および熱の透過を制御するための請求項１〜１１のいずれか一項に記載の層配列の使用。