WO2015040975A1

WO2015040975A1 - 赤外調光装置

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Publication number: WO2015040975A1
Application number: PCT/JP2014/071069
Authority: WO
Inventors: 佐藤　英次; 箕浦　潔; 知子寺西; 拓馬友利
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2014-08-08
Publication date: 2015-03-26
Also published as: US20160231637A1

Abstract

　本発明の赤外調光装置（１１１）は、予め設定されたタイムスケジュールに応じて、調光セル（２）における赤外光の反射状態と透過状態との切り替えを制御する自動制御回路（４）を備えている。これにより、赤外光の反射時に、セル自体を熱くすることなく、また、セルから意図しない方向へ赤外光を出射させることなく、赤外光を適切に反射・透過させることができる。

Description

赤外調光装置

　本発明は、赤外光の反射状態と透過状態との切り替えを制御する赤外調光装置に関する。

　赤外光の反射状態と透過状態とを切り替える技術が、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１には、双極子粒子が懸濁された液体ホストを有するセルにおいて、双極子粒子を散乱させることによる赤外光の反射状態（図１７）と、双極子粒子を電気的に配列させることによる赤外光の透過状態（図１８）とを切り替える技術が開示されている。

日本国公開公告公報「特公昭４５－１２７１８号公報（１９７０年５月８日公告）」

　しかしながら、上記従来技術において、セルにおける直進透過光を十分に抑えるためには、当該セルのセル厚を厚くするか双極子粒子を液体ホストに大量に入れる必要がある。このようにすれば、赤外線の反射時に、セル内で、光を十分に散乱させることができるため、直進透過光を十分に抑えることができるものの、セル内で散乱した光は、セル自体を熱くし、セルから意図しない方向へ赤外光が出射される虞があるという問題が生じる。

　従って、上記従来技術の光制御装置を、家屋の窓に取り付けて赤外光の反射と透過とを制御するようにした場合、赤外光を反射状態としても、セルから赤外光が意図しない方向に出射されてしまい、意図せず家屋内に赤外光が入射され、室温が上昇する虞がある。

　本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、赤外光の反射時に赤外光を確実に反射することで、セル自体を熱くすることなく、また、セルから意図しない方向へ赤外光を出射させることのない赤外調光装置を提供することである。

　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る赤外調光装置は、互いに対向配置された一対の基板間に配され、赤外光の反射特性を有する形状異方性部材を複数含み、入射された赤外光の透過率を調整する調光層と、上記調光層に電圧を印加することで、上記形状異方性部材の上記一対の基板への投影面積を変化させて、赤外光の反射状態と透過状態との切り替えを制御する状態切替制御部とを備え、上記状態切替制御部は、予め設定されたタイムスケジュールに応じて、上記調光層における赤外光の反射状態と透過状態との切り替えを制御することを特徴としている。

　本発明の一態様によれば、赤外光の反射時に赤外光を確実に反射することで、セル自体を熱くすることなく、また、セルから意図しない方向へ赤外光を出射させることなく、赤外光を適切に反射・透過させることができるという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る赤外光制御装置の概略構成ブロック図である。（ａ）は、赤外光反射状態を示す図であり、（ｂ）は、赤外光透過状態を示す図である。（ａ）は、図２の（ａ）における光の進行状態を示す図であり、（ｂ）は、図２の（ｂ）における光の進行状態を示す図である。セル厚１００μｍのガラスセルにおける、炭酸プロピレン、水および測定に使用したガラスの透過スペクトルを示すグラフである。（ａ）は、格子状のリブを示す斜視図であり、（ｂ）は、島状のリブを示す斜視図である。（ａ）（ｂ）は、形状異方性部材に電圧を印加する電極を分割して形成した例を示す図である。（ａ）～（ｃ）は、実施形態２に係る赤外調光装置の概略構成を示す断面図である。（ａ）～（ｃ）は、実施形態３に係る赤外調光装置の概略構成を示す断面図である。（ａ）は、図１の（ａ）における光の進行状態を示す図であり、（ｂ）は、図１の（ｂ）における光の進行状態を示す図である。（ａ）・（ｂ）は、実施形態４にかかる赤外調光装置の概略構成を示す断面図である。図１０の（ａ）・（ｂ）に示す櫛歯電極の概略構成を示す平面図である。（ａ）は、図１０の（ａ）における光の進行状態を示す図であり、（ｂ）は、図１０の（ｂ）における光の進行状態を示す図である。（ａ）は、ベタ電極間に電圧を印加したときの平面視でのフレークの配向状態を撮影した顕微鏡写真を示す図であり、（ｂ）は、櫛歯電極間に印加される電圧が相対的に低いときの平面視でのフレークの配向状態を撮影した顕微鏡写真を示す図であり、（ｃ）は、櫛歯電極間に印加される電圧が相対的に高いときの平面視でのフレークの配向状態を撮影した顕微鏡写真を示す図である。（ａ）～（ｃ）は、実施形態５にかかる外光調光装置の概略構成を示す断面図である。（ａ）は、図１４の（ａ）における光の進行状態を示す図であり、（ｂ）は、図１４の（ｂ）における光の進行状態を示す図であり、（ｃ）は、図１４の（ｃ）における光の進行状態を示す図である。（ａ）は、外光反射状態における液晶分子および形状異方性部材の配向を示す図であり、（ｃ）は、外光透過状態における液晶分子および形状異方性部材の配向を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）と（ｃ）の配向の中間の配向状態を示す図である。従来の光制御装置における赤外光の反射状態を示す図である。従来の光制御装置における赤外光の透過状態を示す図である。

　〔実施形態１〕
　本発明の一実施の形態について説明すれば、以下の通りである。

　＜赤外調光装置の概略説明＞
　本実施形態に係る赤外光制御装置は、図１に示すように、赤外光の透過率を調整するための赤外調光装置１１１を含んでいる。

　上記赤外調光装置１１は、調光パネル１、自動制御回路（状態切替制御部）４、手動制御回路（状態切替制御部）５を含んでいる。

　上記調光パネル１は、入射された赤外光の透過率を調整する調光セル（調光層）２と、当該調光セル２に所定の電圧を印加するための電源回路３とを含んでいる。

　上記調光セル２は、例えば図２の（ａ）に示すように、互いに対向配置された一対の基板１０・２０間に配され、赤外光（外光）の反射特性を有する形状異方性部材３２を複数含み、形状異方性部材３２の配向状態を制御することで、屋外に面した基板１０から入射される赤外光の透過率を調整している。形状異方性部材３２の詳細について後述する。

　上記電源回路３は、調光セル２内の形状異方性部材３２の配光状態を制御するための電圧を印加している。この電源回路３による電圧の印加は、赤外調光装置１１１内の自動制御回路４や手動制御回路５からの制御信号によって制御されている。

　上記自動制御回路４は、記憶部６に記憶されたタイムスケジュールに基づいて、形状異方性部材３２の配向状態を制御するようになっている。つまり、形状異方性部材３２の配向状態は、記憶部６に記憶されたタイムスケジュールに沿って自動的に制御される。

　具体的には、電源回路３制御して、調光セル２に電圧を印加することで、上記形状異方性部材３２の上記一対の基板１０，２０への投影面積を変化させて、赤外光の反射状態と透過状態との切り替えを制御している。この制御を上記タイムスケジュールに応じて実行している。

　上記手動制御回路５は、操作部７からの操作入力信号に応じて、形状異方性部材３２の配向状態を制御するようになっている。つまり、形状異方性部材３２の配向状態は、ユーザによる操作部７の操作によって制御される。

　なお、形状異方性部材３２の配向状態の制御の詳細については後述する。

　＜赤外調光原理の説明＞
　図２を参照しながら、調光セル２における赤外光の調光制御の原理について説明する。ここで、上記形状異方性部材３２は、赤外光の反射特性を有するフレーク状のフレーク部材とする。また、調光セル２は、屋外側に基板１０、屋内側に基板２０が配置されるように、窓等に設置されているものとする。

　図２の（ａ）は、屋外からの赤外光を、調光セル２によって反射している赤外光反射状態を示し、図２の（ｂ）は、屋外からの赤外光を、調光セル２によって透過させている赤外光透過状態を示している。

　図２の（ａ）に示す赤外光反射状態では、形状異方性部材３２のフレーク面（赤外光反射面）が、基板１０・２０の基板面と略平行状態になるように、当該形状異方性部材３２が配向された状態となる。上記赤外光反射状態（光遮断状態）では、赤外反射特性を有するフレーク部材である形状異方性部材３２を横配向させることによって得られる。これにより、屋外から入射した光は、調光セル２内の形状異方性部材３２のフレーク面で正反射し、効率的に入射側に戻すことができる。

　一方、図２の（ｂ）に示す赤外光透過状態では、形状異方性部材３２のフレーク面（赤外光反射面）が、基板１０・２０の基板面と直交する略垂直平行状態になるように、当該形状異方性部材３２が配向された状態となる。上記赤外光透過状態では、屋外からの赤外光は、基板１０の基板面（入射側）に斜め方向から入射されても、調光セル２内部の形状異方性部材３２のフレーク面によって反射され、屋内側の基板２０に入射される。

　＜調光パネルの説明＞
　図３の（ａ）および（ｂ）は、実施の形態１に係る調光パネル１の概略構成を示す断面図である。調光パネル１は、調光セル２と、調光セル２に電圧を印加する電源回路３とを備えている。

　調光セル２は、互いに対向して配置された一対の基板１０・２０と、これら一対の基板１０・２０の間に配置された光変調層３０とを備えている。基板１０・２０は、それぞれ、例えば透明なガラス基板からなる絶縁基板と、電極１２（第１電極）・２２（第２電極）とを備えている。

　基板１０に形成される電極１２、および基板２０に形成される電極２２は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、酸化亜鉛、酸化スズなどの透明導電膜により形成されている。

　光変調層３０は、電極１２・２２間に設けられ、媒体３１と、媒体３１に含有される複数の形状異方性部材３２とを備えている。光変調層３０は、電極１２・２２に接続された電源回路３により電圧が印加され、印加電圧の周波数の変化に応じて、屋外から光変調層３０に入射された赤外光の透過率を変化させる。ここで、本明細書では、交流の電圧の周波数が０Ｈｚとなる場合を「直流」と称す。光変調層３０の厚み（セル厚）は、形状異方性部材３２の長軸方向の長さにより設定され、例えば、８０μｍに設定される。

　＜光変調層３０の赤外光の透過率制御＞
　次に、光変調層３０による赤外光の透過率の制御方法について具体的に説明する。ここでは、形状異方性部材３２としてフレークを用いた場合について説明する。

　光変調層３０に、高周波として例えば周波数６０Ｈｚの電圧（交流電圧）を印加すると、誘電泳動現象、クーロン力または電気エネルギー的な観点から説明される力により、図３の（ｂ）に示すように、形状異方性部材（以下、フレークと称する）３２は、その長軸が電気力線に平行になるように回転する。すなわち、フレーク３２は、その長軸が基板１０・２０に垂直になるように配向（以下、縦配向ともいう）する。これにより、外光は、光変調層３０を透過（通過）して、屋内側（紙面の左側）に出射される。

　一方、光変調層３０に、低周波として例えば周波数０．１Ｈｚ、または、直流（周波数＝０Ｈｚ）の電圧を印加すると、電気泳動力やクーロン力で説明される力により、帯電性を有するフレークは、その帯電した電荷の極性と逆極性の電荷が帯電された電極付近に吸い寄せられる。そして、フレークは、最も安定した配向をとり、基板１０または基板２０に貼り付くように回転する。図２の（ａ）では、一例として、光変調層３０に、直流電圧を印加した場合において、基板２０の電極２２に帯電する電荷の極性（正）と、フレークに帯電する電荷の極性（負）とが、互いに異なっており、フレークが基板２０に貼り付くように配向した様子を示している。すなわち、フレークは、その長軸が基板１０・２０に平行になるように配向（以下、横配向ともいう）する。これにより、基板１０側から光変調層３０へ入射された光は、フレークにより遮断されるため、光変調層３０を透過（通過）しない。

　このように、光変調層３０に印加する電圧を、周波数が０となる場合の直流と、交流とで切り替えることにより、または、低周波数と、高周波数とで切り替えることにより、基板１０側から光変調層３０に入射された光の透過率（透過光量）を変化させることができる。なお、フレークが横配向する（横配向に切り替わる）場合の周波数は、例えば０Ｈｚ～０．５Ｈｚの値であり、フレークが縦配向する（縦配向に切り替わる）場合の周波数は、例えば３０Ｈｚ～１ｋＨｚの値である。これらの周波数は、フレーク（形状異方性部材３２）の形状および材質、光変調層３０の厚み（セル厚）等により、予め設定される。すなわち、調光パネル１では、光変調層３０に印加する電圧の周波数を、第１閾値以下の低周波数と第２閾値以上の高周波数とで切り替えることにより、光の透過率（透過光量）を変化させる構成である。ここでは、例えば、第１閾値を０．５Ｈｚ、第２閾値を３０Ｈｚに設定することができる。

　ここで、形状異方性部材３２としてフレークを用いたときは、その厚みが１μｍ以下であることが好ましく、さらには０．１μｍ以下であることがより好ましい。フレークの厚みが薄いほど、透過率を高めることができる。

　以下、調光セル２を構成する形状異方性部材３２、電極１２・２２、媒体３１の詳細について説明する。

　＜形状異方性部材３２＞
　形状異方性部材３２の詳細について以下に説明する。

　形状異方性部材３２は、赤外領域、特に日射エネルギーの強い近赤外領域（７８０－２５００ｎｍ）において反射を有する金属、金属酸化物等の物質、それらを誘電体で被覆した物質、または、有機物や無機物を積層し干渉反射をする物質で形成される。具体的には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）フレークやＳｉＯ^２とＴｉＯ^２の多層膜などを用いることができる。

　形状としては横配向時（赤外光反射面が基板１０、２０の基板面に略平行に配向される時）に正反射が得られるものであり、２５０ｎｍ以上、さらには１μｍ以上の径を有するものが好ましい。２５０ｎｍ以下では赤外領域の光を十分に反射できないおそれがあり、１μｍ以下では横配向時の反射のうち散乱成分が強くなる恐れがあるためである。具体的にはこのようなサイズ条件を満たすようなフレーク状のものがよい。

　可視光領域に対しては吸収や反射があってもよいが、なくてもよい。吸収や反射がない状態、すなわち、目視状態で概ね透明であれば、窓を赤外遮断状態にしても透過状態にしても概ね透明であり、現在窓ガラスのある建物や乗り物等において、その窓を、機能性を有する窓として置き換えることが可能である。

　また、形状異方性部材３２の比重としては１１ｇ／ｃｍ^３以下が好ましく、さらには、３ｇ／ｃｍ^３以下、さらには媒体と同等の比重であることが良い。比重の大きな中心材料に対して、樹脂等の比重の小さい材料を被覆するときは、被覆物の膜厚により部材の平均的な比重を調整することが可能である。部材の比重が媒体に比べて大きく異なるときは、部材が沈降するという問題がある。被覆誘電体としては、例えばアクリル樹脂やポリイミド樹脂などの有機物や二酸化珪素、窒化珪素などの無機物を用いることができる。有機物を形成するときは、例えば中心金属を分散させたアクリルモノマー溶解液に対して紫外線を照射することにより、アクリル重合体を金属周囲に集めるといった方法を用いることができる。無機物を形成するときは、公知のゾルゲルプロセスにより二酸化珪素を形成する等の方法を用いることができる。

　＜電極１２・２２＞
　次に、基板１０・２０に形成されたそれぞれの電極１２・２２（透明電極）について説明する。

　上記電極１２・２２としては、高速応答を目的としないため抵抗の低さは重要ではないが、フレークを縦配向時（フレークの赤外光反射面が基板１０、２０の基板面に垂直に配向される時）になるべく高い赤外光透過率を得るために、赤外光吸収の少ない電極、さらに好ましくは、窓としての機能を持たせるため可視光吸収の少ない電極が用いられる。例えば、ディスプレイ用途に使用される透明電極を用いることができる。さらに好ましくは、薄膜太陽電池で使用されるような材料、例えば、Ｓｎ添加量を調整したようなキャリア密度の低いＩＴＯ膜やＡＺＯ（Al-doped Zinc Oxide : AlをドープしたZnO）のような赤外光吸収の少ない材料をスパッタ法等を用いて基板に形成することができる。

　＜調光セル２のセル厚＞
　調光セル２のセル厚について図４を参照しながら以下に説明する。

　フレークの縦配向時にフレーク面が基板面と垂直となるために必要なセル厚、すなわちフレークの長軸より大きなセル厚とする。そのとき、高い赤外光透過率を得ることができる。また、媒体自身もその選択によっては赤外領域に吸収を持つ。

　図４は、セル厚１００μｍのガラスセルにおける、炭酸プロピレン、水および測定に使用したガラスの透過スペクトルを示すグラフである。２７００ｎｍ以上の領域ではガラスは比較的強い吸収を持つ。つまり、近赤外領域（７８０－２５００ｎｍ）の光を制御することが非常に効果的であるが、媒体に吸収された光は制御できない。すなわち、７８０－２５００ｎｍにおける媒体の平均透過率が好ましくは３０％以上であれば効果的に赤外線の遮断と透過を切り替え可能であり、さらに好ましくは７０％以上であれば媒体の吸収による窓における赤外光のロスが少なく室内に赤外光を透過することができる。なお、７８０－２５００ｎｍにおける媒体の平均透過率は媒体材料依存性があり、例えば、図の水を使用するより炭酸プロピレンを使用するほうが適している。さらに、この材料固有の吸収に加えて、セル厚もその比が透過率に指数で影響するものであり、上記フレークの長軸を超えるセル厚ならなるべく薄く設定することがよい。

　＜媒体３１＞
　次に、調光セル２に含まれる媒体３１の詳細について説明する。

　媒体３１としては、上記のように赤外領域の吸収は弱いほうがよい。また、粘度が高いとフレークの状態を保持できる一方、駆動電圧が高くなる恐れがある。本発明における動作回数は１日に数回程度のものであり、仮に駆動電圧が高くてもフレークの状態を保持できることが低消費電力化に有利である場合は、媒体としてフレークの状態を保持できる粘度のものを用いることができる。粘度を高めるには、シリコーンオイルやポリエチレングリコールなどの単体で粘度が高い媒体を用いるほか、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）などを混合させたり、シリカ微粒子等のチキソ性を発現する材料を混合させたりしてもよい。

　＜リブ＞
　調光セル２において、重力や電圧印加による凝集などにより、形状異方性部材３２密度の偏りを防止するために、例えば、図５の（ａ）（ｂ）に示すように、基板２０にリブ２４が設けられている。この基板２０は、図３に示すように、形状異方性部材３２が張り付く側の基板である。

　リブ２４の形状としては、フレークが面内方向に偏るように移動することを防止するものであればよく、例えば、図５の（ａ）に示すように、格子状としても良いし、図５の（ｂ）に示すように、島状としても良い。なお、リブ２４により分割される領域のサイズとしては、１００μｍ四方の領域、１ｍｍ四方の領域が好ましい。

　また、リブ２４の高さとしては調光セル２のフレーク層（フレークが配向状態となる層）のセル厚と同じにしてスペーサーとして機能させてもよく、基板を立てた際に横方向になるラインのみをセル厚と同じ高さにしてもよい。後者の場合は、製造工程において滴下貼り合わせをするときにフレーク混合液が面内に広がりやすくなるという効果がある。このようなリブを設けることにより、基板を立てて設置する際に媒体より比重の大きいフレーク材料が沈降してしまい面内にその分布が偏ってしまうことを防ぐことができる。

　また、リブ２４の高さを調光セル２のセル厚と同じにしてフレーク層を完全に区切ってしまうことにより、フレークの面内分布の偏りを十分に防ぐことができる。このときさらに、リブ２４の上面に熱可塑性の樹脂を設けると、貼り合わせた後に対向基板と熱固着させることができる。そうすることで、基板として裁断に容易なもの、例えばプラスチック基板を用いたときに、フレーク混合液が漏れ出してしまうことなく自由に裁断加工することが可能である。また、プラスチック基板を用いたときは、少なくとも基板を反らせることができるとともに軽量であるため、既存の窓ガラス等に貼り付け設置することが容易になる。

　＜電極２２の変形例＞
　ここで、基板２０に形成される電極２２の好ましい形態について説明する。

　調光セル２の媒体３１として電気抵抗が低いものを用いたとき、電極面において電源から遠い部分に向かって電圧降下が起きるため、電源から所定の電圧を印加しても電源から遠い部分においては駆動に必要な電圧が印加されずフレークが動作しにくいという問題がある。それに対して、透明電極を分割して個々の面積を小さくすることで電極面内にあるフレーク層全体に駆動に必要な電圧を印加することができる。

　例えば図６の（ａ）に示すように、基板２０において、横方向に電極２２を分割（２２ａ，２２ａ，２２ａ）すると、例えば冬場に太陽光が窓の下部にのみ当たるときは下部のフレークを縦配向し赤外光を透過状態とし、上部のフレークを横配向し室内からの赤外光による放熱を遮断するという制御が可能である。一方、図６の（ｂ）に示すように、縦方向に電極２２を分割（２２ａ，２２ａ，２２ａ）することにより、配線等をサッシの下部に集約することができるため、窓を狭額縁に設計することができる。ここで、図６において破線で囲った領域Ｘは、フレーク混合液が存在する領域を示している。

　＜フレーク配向のタイムスケジュール＞
　上記構成の赤外調光装置１１１は、ユーザによる手動で調光セル２における赤外光反射状態と赤外光透過状態とを切り替えるようにしてもよいし、予め設定したタイムスケジュールに応じて調光セル２における赤外光反射状態と赤外光透過状態とを切り替えるようにしてもよい。前者は、赤外調光装置１１１の手動制御回路５を用いて制御し、後者は、赤外調光装置１１１の自動制御回路４を用いて制御する。

　例えば、赤外調光装置１１１を家屋の窓に取り付け外光としての赤外光の透過率を制御する場合、夏場の昼間は赤外光反射状態（図２の（ａ））となるように、夏場の夜間は赤外光透過状態（図２の（ｂ））となるように制御し、逆に、冬場の昼間は赤外光透過状態（図２の（ｂ））となるように、冬場の夜間は赤外光反射状態（図２の（ａ））となるように制御するように、タイムスケジュールを組むことが考えられる。

　上記タイムスケジュールは、赤外調光装置１１１を設置する地域における日の出時間、日の入り時間に基づいて１年分作成するのが好ましい。これにより、赤外調光装置１１１によって１年間自動的に赤外光反射状態と赤外光透過状態とを適切なタイミングで切り替えることが可能となる。

　〔実施形態２〕
　＜赤外調光装置の概略説明＞
　本発明にかかる他の実施形態について、説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

　本実施形態に係る調光パネル１は、前記実施形態１の媒体３１に代えて、図７に示すように、極性溶媒３１ａおよび無極性溶媒３１ｂを用いている。また、調光パネル１を構成している基板１０・２０は、それぞれ、例えば透明なガラス基板からなる絶縁基板１１・２１と、電極１２（第１電極）・２２（第２電極）とを備えている。

　また、形状異方性部材３２は、その表面に、親水性処理または疎水性処理が施されている。表面処理の方法は、公知の方法を用いることができる。例えば、親水性処理の方法としては、ゾルゲル法により二酸化ケイ素で被覆する方法を用いることができ、疎水性処理の方法としては、上記のフッ素樹脂をディップコートにより被覆する方法を用いることができる。なお、形状異方性部材３２に表面処理を行わず、形状異方性部材３２自体を、親水性部材または疎水性部材で形成しても良い。例えば、親水性部材としては酸化アルミニウムを用いることができ、疎水性部材としてはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）を用いることができる。上記のように、形状異方性部材３２は、親水性または疎水性の性質を有している。なお、図７では、形状異方性部材３２が親水性の性質を有する場合を示している。

　媒体は、上述したとおり、親水性の基板２０に接する極性溶媒３１ａと、疎水性の基板１０に接する無極性溶媒３１ｂとで構成されている。極性溶媒３１ａおよび無極性溶媒３１ｂは、可視光領域において透過性を有する材料であり、可視光領域において概ね吸収のない液体や、それらを色素で着色したものなどを用いることができる。また、極性溶媒３１ａおよび無極性溶媒３１ｂは、互いに比重が等しく、あるいは同等であり、さらに、形状異方性部材３２の比重と等しい、あるいは同等であることが好ましい。

　また、極性溶媒３１ａおよび無極性溶媒３１ｂは、セル（光変調層３０）内に封止する工程を考慮すると揮発性の低いものであることが好ましい。また、極性溶媒３１ａおよび無極性溶媒３１ｂの粘度は、応答性に関与するものであり、５ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。

　また、極性溶媒３１ａおよび無極性溶媒３１ｂは、単一の物質で形成されていてもよく、複数の物質の混合物で形成されていても良い。例えば、極性溶媒３１ａとしては、水や、アルコール、アセトン、ホルムアミド、エチレングリコールなどの有機溶媒や、イオン液体、あるいはそれらの混合物などを用いることができ、無極性溶媒３１ｂとしては、シリコーンオイル、脂肪系炭化水素などを用いることができる。

　上記のように、調光セル２は、電源回路３と、親水性の形状異方性部材３２と、親水性の基板に接する極性溶媒３１ａと、疎水性の基板に接する無極性溶媒３１ｂとを有している。この構成によれば、光変調層３０に電圧を印加していないときは、形状異方性部材３２は、極性溶媒３１ａ中に分散した状態で一定の狭い領域に閉じ込められる。なお、形状異方性部材３２が疎水性である場合は、光変調層３０に電圧を印加していないときは、形状異方性部材３２は、無極性溶媒３１ｂ中に分散した状態で一定の狭い領域に閉じ込められる。

　ここで、極性溶媒３１ａの割合（層厚）と、無極性溶媒３１ｂの割合（層厚）とは異なっていることが好ましい。

　例えば、形状異方性部材３２が親水性である場合（図７の（ａ））は、極性溶媒３１ａの割合（層厚）を、無極性溶媒３１ｂの割合（層厚）より小さくする。このときの極性溶媒３１ａの層厚は１μｍ以下が好ましく、さらに形状異方性部材３２の厚みあるいは形状異方性部材３２の数個分の厚みになるように設定することが好ましい。形状異方性部材３２は、狭い極性溶媒３１ａ中に納まるような位置で安定して配向する。形状異方性部材３２としてフレークを用いたときは、フレークは親水性の基板（図７では基板２０）に貼り付くように配向（以下、横配向ともいう）する。

　また、形状異方性部材３２が疎水性である場合は、無極性溶媒３１ｂの割合（層厚）を、極性溶媒３１ａの割合（層厚）より小さくする。このときの無極性溶媒３１ｂの層厚は１μｍ以下が好ましく、さらに形状異方性部材３２の厚みあるいは形状異方性部材３２の数個分の厚みになるように設定することが好ましい。形状異方性部材３２は、狭い無極性溶媒３１ｂ中に納まるような位置で安定して配向する。形状異方性部材３２としてフレークを用いたときは、フレークは疎水性の基板に貼り付くように配向（横配向）する。

　＜光変調層３０の透過率制御について＞
　次に、光変調層３０による光の透過率の制御方法について具体的に説明する。ここでは、形状異方性部材３２として、親水性のフレークを用いた場合について説明する。

　光変調層３０に、交流電圧あるいは直流電圧を印加していないときは、図７の（ａ）に示すように、フレークは極性溶媒３１ａ中に分散した状態で一定の狭い領域に閉じ込められる。すなわち、フレークは、極性溶媒３１ａ中に納まる位置（極性溶媒３１ａの中）で安定し、親水性の基板２０に貼り付くように配向（横配向）する。これにより、基板１０側から光変調層３０へ入射された光は、フレークにより遮断されるため、光変調層３０を透過（通過）しない。

　光変調層３０に、交流電圧あるいは直流電圧を印加すると、誘電泳動現象、クーロン力または電気エネルギー的な観点から説明される力により、図７の（ｂ）に示すように、フレークは、その長軸が電気力線に平行になるように回転する。すなわち、フレークは、その長軸が基板１０・２０に垂直になるように配向（以下、縦配向ともいう）する。これにより、基板１０側から光変調層３０へ入射された光は、光変調層３０を透過（通過）して、屋内側（紙面の左側）に出射される。

　図７の（ｂ）において光変調層３０への印加電圧を無印加にすると、フレークと無極性溶媒３１ｂとの間に生じる界面張力により、フレークは、図７の（ｃ）に示すように、回転し、その長軸が基板１０・２０に平行になるように配向（横配向）し、図７の（ａ）に示す状態になる。これにより、基板１０側から光変調層３０へ入射された光は、フレークにより遮断されるため、光変調層３０を透過（通過）しなくなる。

　ここで、フレークが、縦配向、横配向、その中間の配向、および、横配向から一定の傾きを持った配向等、どのような状態の配向を取るかは、回転を起こすトルクと、無極性溶媒３１ｂに潜り込むフレークの長さＬ（図７の（ｃ）参照）に関係する界面張力とのバランスで決まる。例えば、極性溶媒３１ａの層厚がフレークの厚みより十分に大きいときは電圧無印加状態からフレークが無極性溶媒３１ｂに潜り込み始めるまでの間は、重力等を利用しない限りフレークの傾きを完全に制御することはできない。一方、極性溶媒３１ａの層厚を、（ｉ）フレークの厚みと同等あるいはそれよりも小さく（薄く）する、または、（ｉｉ）横配向時に基板面を被覆するために必要なフレークよりも多い量を入れるときはフレーク数個分の厚みと同等あるいはそれよりも小さく（薄く）する、ことにより、いわゆるフレークの遊びを減らすあるいは無くすことができるため、フレークの傾きを制御することができる。

　極性溶媒３１ａの層厚を、フレークの厚みよりも十分に大きく（厚く）した場合の利点は、フレーク面の法線方向（フレーク面法線方向）を、電気力線に対して平均的に少しの傾きを持たせることができるため、電圧の印加により、確実にフレーク回転のトルクを得ることができる点である。

　また、例えばフレークをイオン性のシランカップリング剤等で修飾し、媒体中で正または負に帯電する構成としたときは、直流の電圧を印加することにより、界面張力による横配向になる力と、電気泳動力とを利用することができるため、さらに応答速度を上げることができる。

　このように、光変調層３０への電圧印加／電圧無印加を切り替えることにより、フレークの縦配向／横配向を切り替えて、基板１０側から光変調層３０に入射された光の透過率（透過光量）を変化させることができる。

　また、特に金属等の導体のフレークを用いた場合、電圧を印加すると、フレークが電極間にブリッジを形成するような凝集が発生するおそれがあるが、本実施の形態の上記構成とすることにより、（ｉ）フレークが親水性の場合にフレークが積極的に無極性溶媒に分散すること、（ｉｉ）フレークが疎水性の場合にフレークが積極的に極性溶媒に分散すること、を防ぐことができるため、ブリッジを形成するような凝集の発生を低減することができる。

　なお、上記の説明では、フレークを外光の入射側とは反対側の基板２０側で閉じ込める構成としたが、逆に、外光入射側の基板１０側で閉じ込める構成としてもよい。この場合、図７に示した調光セル２の構成のうち、極性溶媒３１ａを基板１０側に、無極性溶媒３１ｂを基板２０側に形成するようにすればよい。この構成によれば、外光として強い赤外光が照射されるような場合であっても、光変調層３０内に赤外光をできるだけ入射させないようにできるので、調光セル２自体の温度が上がるのを防ぐことができる。

　上記実施形態２では、フレークを横配向させて、基板１０，２０のいずれかに集めるために、極性溶媒３１ａおよび無極性溶媒３１ｂを用いた例について説明したが、下記の実施形態３では、フレークを横配向させて基板１０，２０のいずれかに集めるために、フレークの一端を基板１０，２０のいずれかに固定する例について説明する。

　〔実施形態３〕
　本発明にかかる他の実施形態について、説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

　＜調光パネルの概略説明＞
　本実施形態に係る赤外調光装置の調光パネル１は、図８の（ａ）および（ｂ）に示すように、基板２０の電極２２上に、樹脂で形成された支持部３４が形成されている点で、前記実施形態１と異なるが、その他の構成については、前記実施形態１と同じである。

　上記支持部３４には、形状異方性部材３２の一部（一端）が接続されている。形状異方性部材３２は、支持部３４を支点にして回転（変形）可能な構成を有している。なお、形状異方性部材３２および支持部３４は一対一の関係であっても良く、また、複数の支持部３４のそれぞれに、複数の形状異方性部材３２が接続されていても良く、さらには、基板２０の全面にベタ状に形成された一つの支持部３４に複数の形状異方性部材３２が接続されていても良い。

　＜光変調層３０の赤外光の透過率制御＞
　次に、光変調層３０による光の透過率の制御方法について具体的に説明する。ここでは、形状異方性部材３２としてフレークを用いた場合について説明する。

　光変調層３０に、電圧８Ｖで、高周波として例えば周波数６０Ｈｚの電圧（交流電圧）を印加すると、誘電泳動現象、クーロン力または電気エネルギー的な観点から説明される力により、図９の（ｂ）に示すように、フレークは、支持部３４を支点にして、その長軸が電気力線に平行になるように回転する。すなわち、フレークは、その長軸が基板１０・２０に垂直になるように配向（以下、縦配向ともいう）する。これにより、基板１０側から入射される外光は、光変調層３０を透過（通過）して、基板２０を透過し、屋内側（紙面左側）に出射される。

　このとき、例えばフレークとして、アルミニウムフレーク等の金属片のように、可視光反射性のある材料を用いれば、反射平面が基板１０・２０に垂直になるように縦配向することで、光変調層３０に入射した入射光は、光変調層３０内を直接透過するか、もしくは、フレークの反射面で反射した後に、入射光の入射側(基板１０)とは反対側の面、つまり、基板２０側に向かって透過する。

　一方、光変調層３０に、電圧８Ｖで、低周波として例えば周波数０．１Ｈｚ、または、直流（周波数＝０Ｈｚ）の電圧を印加すると、電気泳動力やクーロン力で説明される力により、帯電性を有するフレークは、その帯電した電荷の極性と逆極性の電荷が帯電された電極付近に引き寄せられる。そして、フレークは、支持部３４を支点にして回転し、基板１０または基板２０に貼り付くように、最も安定した配向をとる。図９の（ａ）では、一例として、光変調層３０に、直流電圧を印加した場合において、基板２０の電極２２に帯電する電荷の極性（正）と、フレークに帯電する電荷の極性（負）とが、互いに異なっており、フレークが基板２０に貼り付くように配向した様子を示している。すなわち、フレークは、その長軸が基板１０・２０に平行になるように配向（以下、横配向ともいう）する。これにより、基板１０側から光変調層３０へ入射された外光は、フレークにより遮断されるため、光変調層３０を透過（通過）しない。
このように、光変調層３０に印加する電圧を、周波数が０となる場合の直流と、交流とで切り替えることにより、または、低周波数と、高周波数とで切り替えることにより、基板１０側から光変調層３０に入射された光の透過率（透過光量）を変化させることができる。なお、フレークが横配向する（横配向に切り替わる）場合の周波数は、例えば０Ｈｚ～０．５Ｈｚの値であり、フレークが縦配向する（縦配向に切り替わる）場合の周波数は、例えば３０Ｈｚ～１ｋＨｚの値である。これらの周波数は、フレーク（形状異方性部材３２）の形状および材質、光変調層３０の厚み（セル厚）等により、予め設定される。すなわち、赤外調光装置では、光変調層３０に印加する電圧の周波数を、第１閾値以下の低周波数と第２閾値以上の高周波数とで切り替えることにより、光の透過率（透過光量）を変化させる構成である。ここでは、例えば、第１閾値を０．５Ｈｚ、第２閾値を３０Ｈｚに設定することができる。さらに好ましくは、直流と例えば３０Ｈｚの交流で切り替えるとよく、このときフレークが印加される電圧の極性変化の影響をうけないため定常的に横配向を得ることができる。

　なお、図８の（ａ）では、支持部３４を基板２０の電極２２上に設け、電源回路３のマイナス側を電極１２に接続し、プラス側を電極２２に接続しているが、これに限定されず、図８の（ｃ）に示すように、支持部３４を基板１０の電極１２上に設け、マイナス側を電極２２に接続し、プラス側を電極１２に接続しても良い。図８の（ｃ）の構成では、フレークは、基板１０上の支持部３４を支点にして回転し、基板１０に貼り付くように配向する。また、図８では、フレークに帯電する電荷の極性が負の場合を示しているが、これに限定されず、フレークに帯電する電荷の極性が正であっても良い。

　なお、上記の実施形態１～３では、基板１０の電極１２と基板２０の電極２２との間に発生する縦電界を用いて形状異方性部材３２の配向状態を制御している例について説明したが、以下の実施形態４，５では、櫛歯電極を用いることで、横電界を発生させ、この横電界と縦電界を切り替えることで、形状異方性部材３２の配向状態を制御する例について説明する。

　〔実施形態４〕
　本発明にかかる他の実施形態について、説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態１～３にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

　＜赤外調光装置の概略構成＞
　図１０の（ａ）・（ｂ）は、本実施の形態にかかる調光パネル１の概略構成を示す断面図であり、図１０の（ａ）は、光透過状態を示し、図１０の（ｂ）は、光反射状態を示す。

　本実施の形態にかかる調光パネル１は、図１０の（ａ）・（ｂ）に示すように、調光セル２と、図示しない駆動回路とを備え、調光セル２に入射された外光の透過率を調整する赤外調光装置である。

　ここで、本実施形態では、前記実施形態１～３と異なり、調光セル２を構成する一対の基板の一方の基板である基板１０を、基板７０に替えている。また、本実施形態では、基板２０が外光の入射側、基板７０が外光の出射側に配置されている。

　従って、本実施形態に係る調光セル２は、互いに対向して配置された一対の基板７０・２０と、これら一対の基板７０・２０の間に配置された光変調層３０とを備えているとともに、電圧を印加する電極を選択することで光変調層３０に印加する電界の方向を切り替えるリレー回路４１・５１および電源回路６１を備えている。

　なお、以下では、主に、基板７０（第１基板）が外光の出射側に配され、基板２０（第２基板）が外光の入射側に配されている場合を例に挙げて説明するが、後述するように、本実施の形態はこれに限定されるものではない。

　図１０の（ａ）・（ｂ）に示す調光セル２は、実施形態１の調光セル２の基板１０に代えて基板７０を用いたことを除けば、図３の（ａ）・（ｂ）に示す調光セル２と同様の構成を有している。

　基板７０は、絶縁基板７１上に、図示しない、各種信号線（走査信号線、データ信号線等）、ＴＦＴ等のスイッチング素子、および絶縁膜を備え、その上に、ベタ電極７２（第１の電極）からなる下層電極、絶縁層７３、櫛歯電極７４・７５（第２および第３の電極）からなる上層電極が、この順に積層された構成を有している。

　ベタ電極７２は、絶縁基板７１上に、基板７０における所定の領域（シール剤で囲まれた領域）を覆うように、絶縁基板７１における基板２０との対向面のほぼ全面に渡ってベタ状に形成されている。

　また、絶縁層７３は、ベタ電極７２を覆うように、基板７０における基板面全体にベタ状に形成されている。

　図１１は、櫛歯電極７４・７５の概略構成を示す基板７０の平面図である。

　櫛歯電極７４は、図１１に示すように、パターン化された電極部７４Ｌ（電極ライン）とスペース部７４Ｓ（電極非形成部）とを有する櫛歯状の電極であり、より具体的には、幹電極７４Ｂ（幹ライン）と、櫛歯の歯にあたる、幹電極７４Ｂから延びる枝電極７４Ａ（分岐ライン）とで構成されている。

　同様に、櫛歯電極７５は、パターン化された電極部７５Ｌ（電極ライン）とスペース部７５Ｓ（電極非形成部）とを有する櫛歯状の電極であり、より具体的には、幹電極７５Ｂ（幹ライン）と、櫛歯の歯にあたる、幹電極７５Ｂから延びる枝電極７５Ａ（分岐ライン）とで構成されている。

　なお、図１０の（ａ）・（ｂ）では、櫛歯電極７４・７５の断面として、枝電極７４Ａ・７５Ａの断面がそれぞれ図示されている。

　１つの画素内に設けられる櫛歯電極７４・７５の歯（枝電極７４Ａ・７５Ａ）の数（ｍ、ｎ）は特に限定されない。

　但し、スペース部７４Ｓ・７５Ｓの幅は、枝電極７４Ａ・７５Ａの幅よりも大きく設定されており、これら櫛歯電極７４・７５は、図１０の（ａ）・（ｂ）および図１１に示すように、櫛歯の歯にあたる、各櫛歯電極７４・７５の枝電極７４Ａ（７４Ａ１、７４Ａ２、…７４Ａｍ；ｍは１以上の整数）と枝電極７５Ａ（７５Ａ１、７５Ａ２、…７５Ａｎ；ｎは１以上の整数）とが互いに噛み合うように交互に配置されている。

　したがって、枝電極７４Ａ・７５Ａの数は、実質的に、画素ピッチと、各枝電極７４Ａ・７５Ａの幅および隣り合う枝電極７４Ａ・７５Ａ間の電極間隔との関係等において決定される。

　なお、各枝電極７４Ａ・７５Ａは、それぞれ、直線状であってもよく、Ｖ字状あるいはジグザグ状に形成されていてもよい。

　また、調光セル２の構成の一例としては、例えば、形状異方性部材３２として、粒径６μｍのフレークを用いたとき、櫛歯電極７４・７５としては、電極幅３μｍ、電極間隔５μｍであり、セル厚を５０μｍとして構成することができる。

　＜リレー回路４１・５１および電源回路６１＞
　基板７０におけるベタ電極７２は、リレー回路４１（第１のリレー回路）を介して電源回路６１に電気的に接続されている。ベタ電極１２とリレー回路４１との間には、ベタ電極７２に電圧を印加するための配線４２が設けられている。

　また、基板２０におけるベタ電極２２は、リレー回路５１（第２のリレー回路）を介して電源回路６１に電気的に接続されている。ベタ電極２２とリレー回路５１との間には、ベタ電極２２に電圧を印加するための配線５２が設けられている。

　また、櫛歯電極７４・７５は、それぞれ、リレー回路４１・５１を介して電源回路６１に電気的に接続されている。櫛歯電極７４とリレー回路４１との間には、櫛歯電極７４に電圧を印加するための配線４３が設けられている。また、櫛歯電極７５とリレー回路５１との間には、櫛歯電極７５に電圧を印加するための配線５３が設けられている。

　さらに、リレー回路４１と電源回路６１との間には、リレー回路４１と電源回路６１とを繋ぐ配線４４が設けられている。リレー回路５１と電源回路６１との間には、リレー回路５１と電源回路６１とを繋ぐ配線５４が設けられている。

　本実施の形態では、リレー回路４１・５１を用いてベタ電極７２・２２および櫛歯電極７４・７５のうち電圧を印加する電極を切り替える。

　すなわち、リレー回路４１・５１、電源回路６１、および各配線４２～４４・５２～５４は、光変調層３０に印加する電界の方向を変更する電界印加方向変更回路として機能するとともに、ベタ電極７２・２２および櫛歯電極７４・７５にそれぞれ選択的に電圧を印加する電圧印加部として機能する。また、上記リレー回路４１・５１は、上記基板７０・２０に設けられたベタ電極７２・２２および櫛歯電極７４・７５のなかから、電圧を印加する電極を選択する（切り替える）切替回路（選択回路）として機能する。

　例えば、図１０の（ａ）に示すように、リレー回路４１を、電源回路６１とベタ電極７２とが接続されるように切り替えるとともに、リレー回路５１を、電源回路６１とベタ電極２２とが接続されるように切り替えることで、光変調層３０に基板７０・２０に垂直方向の縦電界が印加される。

　一方、図１０の（ｂ）に示すように、リレー回路４１を、電源回路６１と櫛歯電極７４とが接続されるように切り替えるとともに、リレー回路５１を、電源回路６１と櫛歯電極７５とが接続されるように切り替えることで、光変調層３０に、基板７０・２０に平行方向の横電界が印加される。

　リレー回路４１・５１は、例えば、図示しない信号源から、電圧を印加する電極を切り替える切替信号が入力されることで、入力された切替信号に基づいて切り替えられてもよく、手動により切り替えられてもよい。

　図１２の（ａ）は、図１０の（ａ）における光の進行状態を示す図であり、図１２の（ｂ）は、図１０の（ｂ）における光の進行状態を示す図である。なお、図１０の（ａ）・（ｂ）でも、リレー回路４１・５１および電源回路６１については、図示を省略している。また、図１０の（ｂ）および図１２の（ｂ）でも、一例として、フレークが基板７０に貼り付くように配向した様子を示している。

　本実施の形態では、ベタ電極７２・２２間に発生する縦電界と、櫛歯電極７４・７５間に発生する横電界とを可逆的に切り替えることで、形状異方性部材３２の向きを可逆的に切り替える。

　図１０の（ａ）に示すように、対向する均一なベタ電極７２・２２間に電圧を印加すると、誘電泳動現象やクーロン力または電気エネルギー的な観点から説明される力により、フレークは、その長軸が電気力線に平行になるように回転して縦配向する。

　このため、図１２の（ａ）に示すように、光変調層３０に入射した外光は、光変調層３０を透過（通過）し、基板７０を透過する。

　一方、図１０の（ｂ）に示すように、互いに交互に入り組んでおり同一平面上にある櫛歯電極７４・７５に、一定以上の電圧を印加すると、フレークは、誘電泳動現象やクーロン力または電気エネルギー的な観点から説明される力により、櫛歯電極７４・７５間付近において、基板７０に貼り付くように横配向する。このため、図１２の（ｂ）に示すように、光変調層３０に入射した外光は、フレークにより、入射光の入射側、つまり、基板７０側に反射される。

　なお、上述したように、図１２の（ｂ）では、フレークが基板７０に貼り付くように配向した様子を示しているが、これに限定されるものではない。

　上記構成の調光パネル１を家屋の窓に設置して、赤外調光装置として用いた場合、赤外光が強ければ、図１２の（ｂ）のように、屋内側にフレークが貼り付くような構成では、光変調層３０内が入射された赤外光により加熱される虞がある。このような場合には、フレークを基板２０側、すなわち赤外光の入射側に貼り付くように配向させるようにすることで、赤外光の光変調層３０内へ入射を防止できるため、光変調層３０自体が過熱するという事態を回避することができる。

　＜実施形態４の変形例＞
　本実施形態４の変形例について、図１０，図１３を参照しながら以下に説明する。

　図１３の（ａ）は、ベタ電極７２・２２間に電圧を印加したときの平面視でのフレークの配向状態を撮影した顕微鏡写真を示す図であり、図１３の（ｂ）は、櫛歯電極７４・７５間に印加される電圧が相対的に低いときの平面視でのフレークの配向状態を撮影した顕微鏡写真を示す図であり、図１３の（ｃ）は、櫛歯電極７４・７５間に印加される電圧が相対的に高いときの平面視でのフレークの配向状態を撮影した顕微鏡写真を示す図である。

　なお、ここでは、媒体３１に炭酸プロピレンを使用し、形状異方性部材３２に、直径６μｍ、厚み０．１μｍのアルミニウムフレークを使用し、セル厚を７９μｍに設定した。また、ベタ電極７２・２２には、膜厚１０００ÅのＩＴＯを使用し、絶縁層には、膜厚１０００Å窒化ケイ素を使用し、櫛歯電極７４・７５には、膜厚１０００ÅのＩＴＯを使用した。なお、櫛歯電極７４・７５の電極幅は、それぞれ３μｍとした。また、隣り合う枝電極７４Ａ・７５Ａ間の電極間隔は、５μｍとした（図１０参照）。

　図１３の（ａ）では、ベタ電極７２・２２間に、３Ｖの交流電圧（縦電界）を印加した。また、図１３の（ｂ）では、リレー回路４１・５１を切り替えて、櫛歯電極７４・７５間に、０．２Ｖ／μｍの交流電圧（横電界）を印加した。図１３の（ｃ）では、櫛歯電極７４・７５間に、０．４Ｖ／μｍの交流電圧（横電界）を印加した。なお、周波数は、何れも場合にも、６０Ｈｚとした。

　図１３の（ａ）に示すように、ベタ電極７２・２２間に電圧を印加した場合、フレークの端面が観察されることから、前述したように、形状異方性部材３２、つまり、この場合にはフレークの厚みが薄いほど、透過率を高めることができる。

　＜フレークが縦配向している状態における各電極の電位＞
　フレークが縦配向している状態における、ベタ電極７２・２２に対する櫛歯電極７４・７５の電位は、例えば、櫛歯電極７４・７５が、絶縁層７３および駆動層である光変調層３０における電圧降下を考慮し、櫛歯電極７４・７５のない同一平面上と同レベルとなるように設定することができる。

　また、別の方法として、櫛歯電極７４・７５の電位は、ある特定の電位に設定せず、絶縁された状態とすることができる。このとき、導体である櫛歯電極７４・７５の前後に電位差は発生せず、櫛歯電極７４・７５が存在しないときとほぼ同様の電気力線が形成される。

　＜フレークが横配向している状態における各電極の電位＞
　フレークが横配向している状態における、櫛歯電極７４・７５に対するベタ電極７２・２２の電位は、例えば、０Ｖ等、櫛歯電極７４・７５に印加する電位の中間値に設定することができる。

　また、別の例としては、ベタ電極７２・２２の電位は、ある特定の電位に設定せず、絶縁された状態とすることができる。但し、この場合、外部の帯電等にフレークが影響を受けるおそれがある。

　＜効果＞
　上述したように、本実施の形態によれば、対向する一対の基板７０・２０に、対向する均一なベタ電極７２・２２を備えていることで、これらベタ電極７２・２２間に電圧を印加すると、均一な縦電界によりフレークが縦配向する。また、櫛歯電極７４・７５間に電圧を印加することで、フレークを完全に横配向させることができる。

　特に、櫛歯電極７４・７５に相対的に弱い電圧を印加すると、図１３の（ｂ）に記載されているようにフレークはその面法線が櫛歯電極に平行になるように移動する。よって、櫛歯電極７４・７５を上下方向に伸びるように配設すると、櫛歯電極７４・７５に相対的に弱い電圧を印加したとき、フレークはその面法線が概ね上下方向になるように配向する。このことにより、例えば南中時の太陽からの赤外光を部屋全体に効率的に広げることができるという効果を奏する。

　本実施形態では、櫛歯電極を片側の基板７０に形成した例について説明したが、櫛歯電極を両側の基板７０・２０に形成してもよい。この例について、下記の実施形態５において説明する。

　〔実施形態５〕
　本発明にかかる他の実施形態について、説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態１～４にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

　＜赤外調光装置の概略構成＞
　図１４の（ａ）～（ｃ）は、本実施の形態にかかる赤外調光装置の概略構成を示す断面図であり、図１４の（ａ）は、光透過状態を示し、図１４の（ｂ）（ｃ）は、光反射状態を示す。

　本実施形態の調光セル２は、互いに対向して配置された一対の基板１０・７０と、これら一対の基板１０・７０の間に配置された光変調層３０とを備えているとともに、電圧を印加する電極を選択することで光変調層３０に印加する電界の方向を切り替えるリレー回路８０・９０（スイッチ回路）および電源回路６０を備えている。

　すなわち、本変形例では、対向する一対の基板１０・７０が、それぞれＴＦＴ基板等のアクティブマトリクス基板である場合を示している。

　なお、基板７０は、前記実施形態４に記載の基板７０と同じであるため、説明の詳細は省略する。また、基板１０は、前記実施形態４に記載の基板２０の代わりに用いられている。

　基板１０は、基板７０と同様に、絶縁基板１１を覆うように形成されたベタ電極１２上に櫛歯電極１４・１５が形成されている。

　櫛歯電極１４・１５は、基板７０に形成されている櫛歯電極７４・７５と同じ構成である。例えば、図１１に示す櫛歯電極７４・７５と同じであり、櫛歯電極１４・１５に読み替えて適用することができる。

　（リレー回路８０・９０）
　リレー回路８０（第１のリレー回路）は、互いに電気的に接続された、第１のリレー回路部８１（第１のスイッチ回路部）と、第２のリレー回路部８２（第２のスイッチ回路部）とを備えている。

　同様に、本実施の形態で用いられるリレー回路９０（第２のリレー回路）は、互いに電気的に接続された、第３のリレー回路部９１（第３のスイッチ回路部）と、第４のリレー回路部９２（第４のスイッチ回路部）とを備えている。

　基板７０におけるベタ電極７２は、リレー回路８０、すなわち、第１のリレー回路部８１および第２のリレー回路部８２を介して、電源回路６０に電気的に接続されている。ベタ電極７２とリレー回路８０との間には、ベタ電極７２に電圧を印加するための配線８３が設けられている。

　基板１０におけるベタ電極１２は、リレー回路９０、すなわち、第３のリレー回路部９１および第４のリレー回路部９２を介して、電源回路６０に電気的に接続されている。ベタ電極１２とリレー回路９０との間には、ベタ電極１２に電圧を印加するための配線９３が設けられている。

　櫛歯電極７４・７５は、それぞれ、リレー回路８０における第２のリレー回路部８２、リレー回路９０における第４のリレー回路部９２を介して、電源回路６０に電気的に接続されている。櫛歯電極７４とリレー回路８０における第１のリレー回路部８１との間には、櫛歯電極７４に電圧を印加するための配線８４が設けられている。また、櫛歯電極７５とリレー回路９０における第３のリレー回路部９１との間には、櫛歯電極７５に電圧を印加するための配線９４が設けられている。

　櫛歯電極１４・１５は、それぞれ、リレー回路８０における第２のリレー回路部８２、リレー回路９０における第４のリレー回路部９２を介して、電源回路６０に電気的に接続されている。櫛歯電極１４とリレー回路８０における第２のリレー回路部８２との間には、櫛歯電極１４に電圧を印加するための配線８５が設けられている。また、櫛歯電極１５とリレー回路９０における第４のリレー回路部９２との間には、櫛歯電極１５に電圧を印加するための配線９５が設けられている。

　さらに、リレー回路８０における第２のリレー回路部８２と電源回路６０との間には、該第２のリレー回路部８２と電源回路６０とを繋ぐ配線８６が設けられている。リレー回路９０における第４のリレー回路部９２と電源回路６０との間には、該第４のリレー回路部９２と電源回路６１とを繋ぐ配線９６が設けられている。

　本実施の形態では、リレー回路８０・９０を用いて、ベタ電極１２・７２、櫛歯電極１４・１５、および櫛歯電極７４・７５のうち電圧を印加する電極を切り替える。

　すなわち、リレー回路８０・９０、電源回路６０、および各配線８３～８６・９３～９６は、光変調層３０に印加する電界の方向を変更する電界印加方向変更回路として機能するとともに、ベタ電極１２・７２、櫛歯電極１４・１５、および櫛歯電極７４・７５にそれぞれ選択的に電圧を印加する電圧印加部として機能する。また、上記リレー回路８０・９０は、上記基板１０・７０に設けられたベタ電極１２・７２、櫛歯電極１４・１５、および櫛歯電極７４・７５のなかから、電圧を印加する電極を選択する（切り替える）切替回路（選択回路）として機能する。

　例えば、図１４の（ａ）に示すように、リレー回路８０（第１のリレー回路部８１および第２のリレー回路部８２）を、電源回路６０とベタ電極７２とが接続されるように切り替えるとともに、リレー回路９０（第３のリレー回路部９１および第４のリレー回路部９２）を、電源回路６０とベタ電極１２とが接続されるように切り替えることで、光変調層３０に基板１０・７０に垂直方向の縦電界が印加される。

　これにより、誘電泳動現象やクーロン力または電気エネルギー的な観点から説明される力により、フレークは、その長軸が電気力線に平行になるように回転して縦配向する。

　また、図１４の（ｂ）に示すように、リレー回路８０を、電源回路６０と櫛歯電極７４とが接続されるように切り替えるとともに、リレー回路９０を、電源回路６０と櫛歯電極７５とが接続されるように切り替えることで、光変調層３０に、基板７０に平行方向の横電界が印加される。

　このように、背面側の基板７０における、互いに交互に入り組んでおり同一平面上にある櫛歯電極７４・７５に、一定以上の電圧を印加すると、フレークは、誘電泳動現象やクーロン力または電気エネルギー的な観点から説明される力により、この櫛歯電極７４・７５間付近において、基板７０に貼り付くように配向（横配向）する。

　また、図１４の（ｃ）に示すように、リレー回路８０を、電源回路６０と櫛歯電極１４とが接続されるように切り替えるとともに、リレー回路９０を、電源回路６０と櫛歯電極１５とが接続されるように切り替えることで、光変調層３０に、基板１０に平行方向の横電界が印加される。

　このように、外光入射側の基板１０における、互いに交互に入り組んでおり同一平面上にある櫛歯電極１４・１５に、一定以上の電圧を印加すると、フレークは、誘電泳動現象やクーロン力または電気エネルギー的な観点から説明される力により、この櫛歯電極１４・１５間付近において、基板１０に貼り付くように配向（横配向）する。

　なお、本実施の形態でも、リレー回路８０・９０における、第１のリレー回路部８１、第２のリレー回路部８２、第３のリレー回路部９１、第４のリレー回路部９２は、例えば、図示しない信号源から、電圧を印加する電極を切り替える切替信号が入力されることで、入力された切替信号に基づいて切り替えられてもよく、手動により切り替えられてもよい。

　＜光変調層３０の赤外光の透過率制御＞
　図１５の（ａ）は、図１４の（ａ）における光の進行状態を示す図であり、図１５の（ｂ）は、図１４の（ｂ）における光の進行状態を示す図であり、図１５の（ｃ）は、図１４の（ｃ）における光の進行状態を示す図である。

　なお、図１５の（ａ）～（ｃ）でも、リレー回路８０・９０および電源回路６１については、図示を省略している。また、図１４の（ｂ）および図１５の（ｂ）では、一例として、フレークが基板７０に貼り付くように配向した様子を示しており、図１４の（ｃ）および図１５の（ｃ）では、一例として、フレークが基板１０に貼り付くように配向した様子を示している。

　なお、以下では、形状異方性部材３２としてＩＴＯフレークを用いた場合を例に挙げて説明する。

　上述したように、対向する均一なベタ電極１２・７２間に電圧を印加すると、誘電泳動現象やクーロン力または電気エネルギー的な観点から説明される力により、フレークは、その長軸が電気力線に平行になるように回転して縦配向する。

　このため、図１５の（ａ）に示すように、光変調層３０に入射した外光は、光変調層３０を透過（通過）し、基板７０を透過する。

　これに対し、図１５の（ｂ）のように、フレークを光の入射側と反対側の基板７０側に配向させる構成では、基板１０から光変調層３０に入射した外光がフレークにより反射され、基板１０から出射される。

　一方、図１５の（ｃ）のように、フレークを光の入射側の基板１０側に配向させる構成では、外光は基板１０から光変調層３０に入射されず、フレークにより反射され、基板１０から出射される。

　以上のように、本実施形態では、電圧を印加する電極（櫛歯電極１４・１５、櫛歯電極７４・７５）を切り替えることにより、形状異方性部材３２（ここでは、ＩＴＯフレーク）を、外光入射側の基板１０側あるいは反対側の基板７０側に切り替えて配向させることができる。つまり、電圧を印加する電極を基板７０側に形成された櫛歯電極７４・７５に切り替えれば、図１５の（ｂ）に示すように基板７０側にフレークを集めて配向させ、電圧を印加する電極を基板１０に形成された櫛歯電極１４・１５に切り替えれば、図１５の（ｃ）に示すように基板１０側にフレークを集めて配向させることができる。

　なお、このように外光入射側の基板１０および反対側の基板７０にそれぞれ櫛歯電極を設ける場合、各ベタ電極１２・７２および櫛歯電極１４・１５・７４・７５に印加される電圧は、上述のベタ電極１２・２２および櫛歯電極１４・１５によるものと同様に、例えばベタ電極１２・７２に電圧を印加するときは櫛歯電極１４・１５・７４・７５を絶縁させておき、櫛歯電極１４・１５に電圧を印加するときはベタ電極１２・７２および櫛歯電極７４・７５を絶縁させておき、櫛歯電極７４・７５に電圧を印加するときはベタ電極１２・７２および櫛歯電極１４・１５を絶縁させておくように設定することができる。

　＜実施形態５の変形例＞
　上記基板１０，７０のいずれか一方の基板に形成された櫛歯電極の一方を、前記実施形態４の変形例と同様に、上下方向に、そして、もう一方を横方向に配設するようにしてもよい。これにより、フレークをどちらの側の櫛歯電極で制御するかで赤外光を上下に広げたり左右に広げたりを切り替えることができるという効果を奏する。

　前記実施形態１～５では、光変調層３０の媒体３１として、シリコーンオイルやポリエチレングリコールなどの単体で粘度が高い媒体を用いるほか、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）などを混合させたり、シリカ微粒子等のチキソ性を発現する材料を混合させたりした媒体が用いられていたが、これに限定されるものではない。媒体３１として、液晶を用いる例について、下記の実施形態６で説明する。

　〔実施形態６〕
　本発明にかかる他の実施形態について、説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態１～５にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

　＜赤外調光装置＞
　本実施形態にかかる赤調光装置は、図１６に示すように、調光パネル１を含んでいる。

　＜調光パネル＞
　調光パネル１は、互いに対向配置された一対の基板１０・２０と、これら一対の基板１０・２０の間に配置された光変調層３０とを備えている。基板１０（第１基板）は外光入射側に配され、基板２０（第２基板）は外光出射側に配されている。

　本実施形態に係る調光パネル１は、前記実施形態１の図３に示す調光パネル１と異なるのは、媒体３１として液晶を用いた点である。従って、本実施形態に係る調光パネル１では、液晶を配向させるための手段が、基板１０・２０に形成されている。

　＜基板＞
　基板１０は、絶縁基板として例えば透明なガラス基板１１と、電極１２と、配向膜１３とを備えている。ガラス基板１１、電極１２、配向膜１３はこの順に積層されている。

　基板２０は、絶縁基板として例えば透明なガラス基板２１上と、電極２２と、配向膜２５とを備えている。ガラス基板２１、電極２２、配向膜２５はこの順に積層されている。

　基板１０と基板２０とは、間に光変調層３０を介して、配向膜１３・２５が形成された面を対向させて設けられている。

　基板１０に形成される電極１２、および基板２０に形成される電極２２は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の導電性の電極膜であってもよい。

　基板１０に形成される配向膜１３、および基板２０に形成される配向膜２５は、後述するように、光変調層３０に含まれる液晶分子３３が、ツイスト配向するような配向処理がなされている。具体的には、例えば、ポリイミド膜を８００Å成膜後、ラビング処理するといった方法を用いることができる。しかしながら、上記の方法に限定されず、公知の如何なる方法を採用することができる。

　なお、液晶分子３３が、光変調層３０に電圧が印加されていないときに、基板１０から基板２０に向けて、９０°以上３６００°以下の捩れ角度で配向するように配向処理されていることが好ましい。

　＜光変調層＞
　光変調層３０は、多数の液晶分子３３からなる液晶材料３１と、形状異方性部材３２とを備えている。

　光変調層３０は、電極１２・２２に接続された電源４０により電圧が印加され、印加電圧の変化に応じて、基板１０から光変調層３０に入射された光の透過率を変化させる。

　液晶材料３１は、基板１０・２０間においてツイスト配向するものが用いられる。例えばネマチック液晶にカイラル剤を添加し混合したカイラルネマチック液晶を用いることができる。カイラル剤の濃度はその種類やネマチック液晶の種類によって決められ、配向膜１３の配向方向（ラビング方向）と配向膜２５の配向方向を９０°ずらし、光変調層３０の厚み（セル厚）を４５μｍとして貼り合わせたパネルにおいては、カイラルピッチが７０μｍとなるようにカイラル剤の濃度を調節する。

　また、ネマチック液晶としては、正の誘電率異方性を持つポジ型（Ｐ型）の液晶を用いても、負の誘電率異方性を持つネガ型（Ｎ型）を用いてもよい。なお、以下の説明では、特に断らない限り、Ｐ型の液晶を用いることとして説明する。

　形状異方性部材３２は、電界の方向により回転を伴う応答をする部材であり、その表面において液晶が平行に配向するものであればよい。

　例えばこのような、フレーク状、円柱状、および楕円球状等の形状を選択可能である。フレークを用いたときはその厚みは１μｍ以下、さらには０．１μｍ以下であることが好ましい。フレークの厚みが薄い場合には、透過率を高めることができる。

　材質としては金属、半導体および誘電体を用いることが出来、さらにそれらの複合材料でも良い。例えば金属であれば塗装に用いられるアルミニウムフレークを選択することが可能である。

　さらに、着色した部材により形成してもよく、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）フレークやＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の多層膜のような誘電体多層膜やコレステリック樹脂により形成してもよい。ただし、いずれにしても表面において液晶が平行に配向するものである必要がある。ここで、「平行」とは、厳密に平行である必要はなく、略平行でもよい。

　形状異方性部材３２の表面において液晶分子３３を平行に配向するためには、例えば、コレステリック樹脂や金属などの表面張力の大きな物質を用いたときは特に処理を必要としないが、疎水性の物質であり表面において液晶分子３３が平行配向しない物質を用いたときはディップコート等の手法により樹脂膜等を形成する必要がある。

　形状異方性部材３２の比重としては１１ｇ／ｃｍ^３以下が好ましく、さらには、３ｇ／ｃｍ^３以下、さらには液晶材料３１と同等の比重であることが好ましい。部材の比重が液晶材料３１に比べて大きく異なるときは、形状異方性部材３２が沈降するという問題があるためである。

　＜形状異方性部材の配向制御＞
　次に、具体的に、フレークの配向を制御する方法について、図１６に基づいて説明する。図１６は、形状異方性部材３２としてのフレークと、液晶材料３１中の一部の液晶分子３３の配向を示す。

　また、平面視において配向膜２５の配向方向と、配向膜１３の配向方向とがなす角は、１８０°である。これにより、光変調層３０に電圧が印加されていないときに、基板１０および基板２０の基板面の垂線方向において、液晶分子３３が螺旋状に捩れ、少なくとも基板面の垂線方向において一定距離離れた液晶分子３３のそれぞれの長軸方向が互いに異なるように配される。

　また、液晶材料３１として、Ｐ型液晶を用いている。

　図１６の（ａ）は、光変調層３０に電圧が印加されていない状態のフレーク及び液晶分子３３の配向を示し、（ｂ）及び（ｃ）は、光変調層３０に電圧が印加されている状態のフレーク及び液晶分子３３の配向を示す。

　なお、図示しない駆動回路により、図１６の（ｂ）に示す光変調層３０に印加される電圧は、図１６の（ｃ）に示す光変調層３０に印加される電圧よりも低く（小さく）なるように制御されている。

　図１６の（ａ）に示すように、光変調層３０に電圧が印加されていない状態では、液晶分子３３は、配向膜１３・２５の配向方向に従い基板１０・２０の基板面に垂直な螺旋軸を持って配向する。言い換えると、液晶分子３３は基板１０・２０の間で１８０°捩れて配向する。

　さらに、フレークの表面に対して液晶分子３３が平行に配向するようにフレークが移動した結果、フレークはその面が基板面と平行になるよう配向する。すなわち、横配列する。

　ここで、フレークは、一方の面上にある液晶分子３３と他方の面上にある液晶分子３３により、２方向（２軸）で支持されることとなる。これにより、フレークは、液晶分子３３から規制力を受けて保持され、横配向する。

　図１６の（ｂ）に示すように、光変調層３０に電圧を印加すると、光変調層３０に電圧が印加されている状態では、印加される電圧に応じて、液晶分子３３の長軸方向と基板面とがなす角が大きくなる。

　誘電泳動力やクーロン力または電気エネルギー的な観点から説明される力および液晶との界面エネルギーを極小にする力により、フレークはその長軸が電気力線に対し平行に近づくように回転し、縦配列する。

　これにより、フレークの配向も変化し、フレークが有する面のうち、面積が最も大きい面における垂線と、基板１０・２０の基板面の垂線とのなす角が変化する。

　図１６の（ｃ）に示すように、光変調層３０に印加される電圧が一定以上となると、液晶分子３３は、その長軸方向が基板１０・２０の基板面と垂直となるように配向する。

　これにより、フレークが有する面のうち面積が最も大きい面における垂線と、基板１０・２０の基板面の垂線とのなす角が垂直となる。

　液晶材料３１としてＰ型液晶を用いた場合、光変調層３０に印加する電圧の大きさに応じて、液晶分子３３の基板面に対する傾きが中間状態をとるため、フレークの基板面に対する傾きも中間状態をとることができる。

　これにより、光変調層に印加する電圧の大きさに応じた光量の光を透過させ、調光パネル１において赤外光の透過率制御を容易にすることができる。

　上記の全ての実施形態において、調光セル２の赤外光の入射側に、紫外線反射膜（図示せず）または紫外線吸収膜（図示せず）が形成されていてもよい。これにより、調光セル２に紫外線に吸収を持つ材料を用いたとき、例えば、媒体として紫外線に吸収を持つ液晶のようなものを用いたとき、媒体の劣化を抑えることができるという効果を奏する。

　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係る赤外調光装置は、互いに対向配置された一対の基板（１０，２０）間に配され、赤外光の反射特性を有する形状異方性部材（３２）を複数含み、入射された赤外光の透過率を調整する調光層（調光セル２）と、上記調光層に電圧を印加することで、上記形状異方性部材の上記一対の基板への投影面積を変化させて、赤外光の反射状態と透過状態との切り替えを制御する状態切替制御部（自動制御部回路４）とを備え、上記状態切替制御部は、予め設定されたタイムスケジュールに応じて、上記調光層における赤外光の反射状態と透過状態との切り替えを制御することを特徴としている。

　上記構成によれば、赤外光の反射特性を有する形状異方性部材の配向状態により、赤外光の反射と透過とを制御するようになっているため、赤外光の反射時には、形状異方性部材によって赤外光を適切に反射できるので、調光層内部が熱くならない。また、赤外光は、形状異方性部材により反射されるため、当該形状異方性部材の配向状態に応じて適切に赤外光を反射させることができるため、調光層から意図しない方向へ赤外光を出射させることがない。これにより、赤外光反射時における赤外光の散乱に起因する調光層自体の温度上昇を招くことはない。

　しかも、調光層における赤外光の反射状態と透過状態との切り替えが、予め設定されたタイムスケジュールに応じて行われるので、調光層における赤外光の反射状態と透過状態との切り替えを自動で行うことが可能となる。

　例えば、本構成の外光調光装置を家屋の窓に取り付けて赤外光の透過率の制御をするような場合、夏場の昼間は形状異方性部材を横配向に制御して調光層において赤外光を反射するようにし、夏場の夜間は形状異方性部材を縦配向に制御して調光層において赤外光を透過するようにし、冬場の昼間は形状異方性部材を縦配向に制御して調光層において赤外光を透過するようにし、冬場の夜間は形状異方性部材を横配向に制御して調光層において赤外光を反射する。

　これによって、人が不在の時など意図的に形状異方性部材の配向が制御されないときでも室内の温度が上がりすぎたり下がりすぎたりするのを防ぐことができるため、例えば、冷暖房を入れたときの設定温度に達するまでの時間やエネルギーを抑えることができたり、壁紙や電子機器等の室内品の劣化を軽減することができる。また、冷暖房を使用するとき、例えば、夏場の夜間に冷房を入れるときは手動で横配向に制御することができる。

　本発明の態様２に係る赤外調光装置は、上記態様１において、上記状態切替制御部は、上記調光層に印加する電圧の周波数を変化させることにより、上記形状異方性部材の上記一対の基板への投影面積を変化させることを特徴としている。

　上記の構成によれば、調光層に印加する電圧の周波数を変化させることにより、光の透過率を変化させることができる。よって、簡易な構成で光利用効率の高い表示パネルを実現することができる。

　本発明の態様３に係る赤外調光装置は、上記態様１または２において、上記調光層は、極性溶媒と、無極性溶媒と、親水性または疎水性の性質を有する複数の形状異方性部材とを含み、上記一対の基板のうちの一方は、親水性の性質を有するとともに、上記極性溶媒に接しており、上記一対の基板のうちの他方は、疎水性の性質を有するとともに、上記無極性溶媒に接していることを特徴としている。

　上記の構成によれば、調光層に電圧を印加していないときは、形状異方性部材が親水性の場合は、形状異方性部材を極性溶媒中に配向（横配向）させることができ、形状異方性部材が疎水性の場合は、形状異方性部材を無極性溶媒中に配向（横配向）させることができる。また、調光層に電圧を印加すると、形状異方性部材の第１および第２基板への投影面積を変化させることができる。

　このように、親水性の基板と疎水性の基板の間に配される形状異方性部材を、親水性または疎水性にすることにより、電圧無印加時に極性溶媒または無極性溶媒中に納めることができるとともに、電圧印加時に光を透過させることができる。よって、簡易な構成で光利用効率の高い表示パネルを実現することができる。

　本発明の態様４に係る赤外調光装置は、上記態様１～３のいずれか１態様において、上記複数の形状異方性部材のそれぞれを支持するための、上記一対の基板の少なくとも一つの基板に設けられた１以上の支持部を備え、上記複数の形状異方性部材のそれぞれは、上記支持部に回転可能に接続されていることを特徴としている。

　上記の構成によれば、形状異方性部材は支持部（フレーク）に回転可能に接続されているため、形状異方性部材が面内で偏ることがない。また、形状異方性部材を回転させることにより光の透過率を変化させることができるため、光利用効率を高めることができる。

　本発明の態様５に係る赤外調光装置は、上記態様１～４のいずれか１態様において、上記一対の基板は、それぞれの対向面にベタ状の電極を備え、上記一対の基板のうち少なくとも一方の基板には、上記ベタ状の電極上に、絶縁層を介して、少なくとも１つの櫛歯状の電極が設けられていることを特徴としている。

　上記構成によれば、対向する一対の基板に、対向する均一なベタ状の電極を備えていることで、これらベタ状の電極間に電圧を印加すると、均一な縦電界（つまり、上記一対の基板に垂直な方向の均一な電界）により、上記形状異方性部材は、その長軸が上記一対の基板に垂直になるように縦配向する。

　したがって、縦電界形成時に、弱電場領域が存在せず、上記形状異方性部材を、凝集させることなく、縦配向させることができる。

　本発明の態様６に係る赤外調光装置は、上記態様１～５のいずれか１態様において、上記調光層は、液晶分子からなる液晶材料をさらに含んでおり、上記一対の基板は、上記調光層と対向する面にそれぞれ配向処理が施されており、上記配向処理は、上記調光層に電圧が印加されていないときに、上記液晶分子が上記一つの基板の一方から他方に向けて捩れて配向するように、または上記液晶分子が上記一対の基板に対して略垂直に配向するように、施されており、上記調光層に印加する電圧を変化させ、上記液晶分子の配向を変化させることにより、上記形状異方性部材の上記一対の基板への投影面積を変化させることを特徴としている。

　上記構成によれば、調光層に印加する電圧を変化させ、液晶分子の配向を変化させることにより、光の透過率を変化させることができる。また、偏光板を必要としないため、偏光板を利用する表示パネルと比較して、光利用効率を高めることができる。

　また、調光層に電圧を印加しないとき、または電圧が小さいときであっても、基板に施された配向処理により液晶分子の配向は定まるため、可逆的に形状異方性部材の配向を変化させることができる。

　これにより、簡易な構成で光利用効率を高めることができる。

　本発明の態様７に係る赤外調光装置は、上記態様１～６のいずれか１態様において、上記形状異方性部材は、フレーク状の部材からなり、上記調光層における赤外光の透過状態のとき、上記フレーク状の部材のフレーク面法線が上記一対の基板に対して平行になるように、フレーク状の部材が配されることを特徴としている。

　上記の構成によれば、入射した光はフレークに妨げられることなく透過することができるとともに、フレーク面に平行でない方向から入射した光はフレーク面で反射しその方向を変えて透過することができる。これにより、例えば冬場の太陽から直射した赤外光は、床面だけに照らされるのではなく室内全体にも分散されるため、効率的に室温を上げることができる。この分散効果は凹凸面を有するフレークを用いたときにもさらに大きくなる。

　本発明の態様８に係る赤外調光装置は、上記態様１～７のいずれか１態様において、上記調光層の赤外光の入射側に、紫外線反射膜または紫外線吸収膜が形成されていることを特徴としている。

　上記構成によれば、調光層に紫外線に吸収を持つ材料を用いたとき、例えば、媒体として紫外線に吸収を持つ液晶のようなものを用いたとき、媒体の劣化を抑えることができる。

　本発明は、赤外光が入射される屋内の室温制御を行う室温制御装置に好適に利用することができる。

１　調光パネル
２　調光セル
３　電源回路
４　自動制御回路（状態切替制御部）
５　手動制御回路
６　記憶部
７　操作部
１０　基板
１１　ガラス基板（絶縁基板）
１２　ベタ電極
１３　配向膜
１４　櫛歯電極
１５　櫛歯電極
２０　基板
２１　ガラス基板
２２　ベタ電極
２４　リブ
２５　配向膜
３０　光変調層
３１　液晶材料（媒体）
３１ａ　極性溶媒
３１ｂ　無極性溶媒
３２　形状異方性部材（フレーク）
３３　液晶分子
３４　支持部
４０　電源
４１　リレー回路
４２～４４　配線
５１　リレー回路
５２～５４　配線
６０　電源回路
６１　電源回路
７０　基板
７１　絶縁基板
７２　ベタ電極
７３　絶縁層
７４　櫛歯電極
７４Ａ　枝電極
７４Ｂ　幹電極
７４Ｌ　電極部
７４Ｓ　スペース部
７５　櫛歯電極
７５Ａ　枝電極
７５Ｂ　幹電極
７５Ｌ　電極部
７５Ｓ　スペース部
８０　リレー回路
８１　第１のリレー回路部
８２　リレー回路部
８２　第２のリレー回路部
８３～８６　配線
９０　リレー回路
９１　第３のリレー回路部
９２　リレー回路部
９２　回路部
９２　第４のリレー回路部
９３～９６　配線

Claims

　互いに対向配置された一対の基板間に配され、赤外光の反射特性を有する形状異方性部材を複数含み、入射された赤外光の透過率を調整する調光層と、
　上記調光層に電圧を印加することで、上記形状異方性部材の上記一対の基板への投影面積を変化させて、赤外光の反射状態と透過状態との切り替えを制御する状態切替制御部とを備え、
　上記状態切替制御部は、
　予め設定されたタイムスケジュールに応じて、上記調光層における赤外光の反射状態と透過状態との切り替えを制御することを特徴とする赤外調光装置。
　上記状態切替制御部は、
　上記調光層に印加する電圧の周波数を変化させることにより、上記形状異方性部材の上記一対の基板への投影面積を変化させることを特徴とする請求項１に記載の赤外調光装置。
　上記調光層は、極性溶媒と、無極性溶媒と、親水性または疎水性の性質を有する複数の形状異方性部材とを含み、
　上記一対の基板のうちの一方は、親水性の性質を有するとともに、上記極性溶媒に接しており、
　上記一対の基板のうちの他方は、疎水性の性質を有するとともに、上記無極性溶媒に接していることを特徴とする請求項１または２に記載の赤外調光装置。
　上記一対の基板は、それぞれの対向面にベタ状の電極を備え、
　上記一対の基板のうち少なくとも一方の基板には、上記ベタ状の電極上に、絶縁層を介して、少なくとも１つの櫛歯状の電極が設けられていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の赤外調光装置。
　上記形状異方性部材は、フレーク状の部材からなり、
　上記調光層における赤外光の透過状態のとき、上記フレーク状の部材のフレーク面法線が上記一対の基板に対して平行になるように、フレーク状の部材が配されることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の赤外調光装置。