WO2016009597A1 - 面状光学素子、照明装置及び建材 - Google Patents

面状光学素子、照明装置及び建材 Download PDF

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真 白川
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Definitions

  • the present invention relates to a planar optical element, and an illumination device and a building material including the planar optical element, and, for example, a planar optical element capable of changing the degree of optical characteristics such as light scattering, light reflection, and light absorption.
  • the present invention relates to a lighting device and a building material including the planar optical element.
  • Patent Literature 1 includes a liquid crystal in which a light control glass window is sealed in a minute gap between two glass plates and a transparent electrode, and when a predetermined voltage is applied to the transparent electrode, It is disclosed that the light transmittance of the portion changes as the optical characteristics change.
  • the responsiveness of the change in optical characteristics fluctuates if the temperature changes. This is because a material whose optical characteristics change with voltage application becomes less responsive to voltage application as the temperature decreases.
  • the voltage value is the same because the performance of liquid crystal molecules diffusing in response to voltage application decreases as the temperature decreases. Even so, the optical characteristics of the light control glass window change depending on the temperature. For this reason, if there is temperature unevenness in the light control glass window, the optical characteristics of the light control glass window will also be uneven, causing uneven appearance. Particularly in a cold region, a temperature change in which the temperature is lowered from the ceiling side to the floor surface side is likely to occur in the window glass and the like, and in that case, uneven appearance of the light control glass window is likely to occur.
  • the present invention has been made in view of the above-described reasons, and a planar optical element that can change an optical state by applying a voltage and is less likely to cause unevenness in an environment where there is a temperature change, and this surface.
  • An object of the present invention is to provide a lighting device and a building material provided with an optical element.
  • a planar optical element is provided between two first electrodes facing each other along a first direction and between the two first electrodes, and is applied between the two first electrodes.
  • a first optical function unit including a first optical function layer having a degree of optical characteristics selected from light scattering, light reflectivity, and light absorptivity according to a change in voltage. The distance between the electrodes decreases toward a second direction orthogonal to the first direction.
  • An illumination device includes the planar optical element.
  • the building material which concerns on 1 aspect of this invention is equipped with the said planar optical element.
  • the change in the voltage applied between the electrodes By suppressing the occurrence of unevenness in the responsiveness of changes in the optical characteristics of the optical functional layer, the unevenness of the appearance of the planar optical element is suppressed.
  • FIG. 1 is a front view showing a planar optical element according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, showing the planar optical element according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 1, showing the planar optical element according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a partial cross-sectional view showing a first modification of the planar optical element according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a partial cross-sectional view showing a second modification of the planar optical element according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a sectional view showing a planar optical element according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a sectional view showing a planar optical element according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A is a schematic diagram showing the operation of the planar optical element according to the first embodiment or the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7B is a schematic view showing the operation of the planar optical element according to the first embodiment or the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7C is a schematic view showing the operation of the planar optical element according to the first embodiment or the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7D is a schematic diagram illustrating an operation of the planar optical element according to the first embodiment or the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7E is a schematic view showing the operation of the planar optical element according to the first embodiment or the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7F is a schematic view showing the operation of the planar optical element according to the first embodiment or the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7G is a schematic view showing the operation of the planar optical element according to the first embodiment or the second embodiment of the present invention.
  • the planar optical element 1 includes an optical function unit 2.
  • the optical function unit 2 includes two electrodes 3 facing each other along the first direction D1 and an optical function layer 4 interposed between the two electrodes 3.
  • the optical functional layer 4 is configured such that the degree of optical characteristics selected from light scattering, light reflection, and light absorption changes according to a change in voltage applied between the electrodes 3.
  • the distance between the two electrodes 3 decreases in the second direction D2 orthogonal to the first direction D1.
  • the planar optical element 1 When the planar optical element 1 is configured in this way, the degree of change in the optical characteristics of the optical functional layer 4 with respect to the change in the voltage applied between the electrodes 3 is improved as it goes in the second direction D2. .
  • the planar optical element 1 when the planar optical element 1 is arranged so that the second direction D2 coincides with the direction in which the temperature in the environment decreases in an environment where there is a temperature change, the response of the optical function layer 4 accompanying the temperature decrease.
  • the decrease in the performance is offset by the improvement in the responsiveness of the optical function layer 4 due to the decrease in the distance between the electrodes 3. Thereby, the nonuniformity of the responsiveness of the optical function layer 4 is suppressed. For this reason, unevenness in optical characteristics in the first optical functional layer 41 is suppressed, and as a result, unevenness in appearance of the planar optical element 1 is suppressed.
  • the planar optical element 1 may include a plurality of optical function units 2.
  • one or more optical function units 2 of the plurality of optical function units 2 include two electrodes 3 facing each other along the first direction D1 and an optical function layer 4 interposed between the electrodes 3.
  • the distance between the two electrodes 3 may decrease in the second direction D2 orthogonal to the first direction D1.
  • the planar optical element 1 may include a first optical function unit 21 and a second optical function unit 22 arranged along the first direction D1.
  • the first optical function unit 21 includes two electrodes 3 (first electrode 31) facing each other along the first direction D1, and the optical function layer 4 (first electrode) interposed between the two first electrodes 31.
  • the distance between the two first electrodes 31 decreases in the second direction D2 orthogonal to the first direction D1.
  • the second optical function unit 22 includes two electrodes 3 (second electrode 32) facing each other along the first direction D1, and an optical function layer 4 (second optical function layer 42) interposed between the second electrodes 32.
  • the interval between the second electrodes 32 may decrease in the second direction D2 orthogonal to the first direction D1.
  • the planar optical element 1 may include three or more optical function units 2. That is, for example, the planar optical element 1 may include a first optical function unit 21, a second optical function unit 22, and a third optical function unit 23 arranged along the first direction D1 (see FIG. 6).
  • planar optical element 1 When the planar optical element 1 includes a plurality of optical function units 2, the planar optical element 1 can take various optical states, and thus the usefulness of the planar optical element 1 is increased.
  • the interval between the two electrodes 3 in the optical function unit 2 When the interval between the two electrodes 3 in the optical function unit 2 is reduced in the second direction D2, the interval between the two electrodes 3 may be reduced in a stepwise manner in the second direction D2. .
  • interval between the two electrodes 3 may be continuously reduced steplessly in the second direction D2.
  • the planar optical element 1 may be divided into a first divided body 11 and a second divided body 12 arranged in the second direction D2.
  • the two electrodes 3 in the optical function unit 2 is reduced in the second direction D2, the two electrodes 3 are divided at the boundary between the first divided body 11 and the second divided body 12, The distance between the electrodes 3 may be different between the first divided body 11 and the second divided body 12.
  • Each of the first divided body 11 and the second divided body 12 may include a connection terminal 5 that is electrically connected to each of the two electrodes 3.
  • the connection terminal 5 in the first divided body 11 may be provided in a portion other than the portion facing the second divided body 12 in the outer peripheral portion of the first divided body 11.
  • the connection terminal 5 in the second divided body 12 may be provided in a portion other than the portion facing the first divided body 11 in the outer peripheral portion of the second divided body 12.
  • connection terminal 5 and the wiring 101 connected to the connection terminal 5 it is not necessary to provide a space for the connection terminal 5 and the wiring 101 connected to the connection terminal 5 in the vicinity of the boundary between the first divided body 11 and the second divided body 12, and such a space is used as an optical function. Inhibiting the optical function of the part 2 is suppressed.
  • the planar optical element 1 may include a planar light emitting unit 6 composed of an organic electroluminescence element (hereinafter referred to as an organic EL element).
  • an organic EL element organic electroluminescence element
  • the planar optical element 1 includes two optical function units 2 and a planar light emitting unit 6.
  • the two optical function units 2 include a first optical function unit 21 and a second optical function unit 22.
  • the planar optical element 1 includes a first surface F ⁇ b> 1 and a second surface F ⁇ b> 2 on the side opposite to the first surface F ⁇ b> 1.
  • the surface F1 and the second surface F2 are aligned along the first direction D1.
  • the first optical function unit 21, the planar light emitting unit 6, and the second optical function unit 22 are arranged in this order from the first surface F1 side to the second surface F2 side.
  • the planar optical element 1 in the first embodiment can emit light in a planar shape by including the planar light emitting unit 6.
  • the light emitting surface is one or both of the first surface F1 and the second surface F2.
  • the light emitting surface may include a flat surface and a curved surface.
  • the light emitting surface may be composed only of a flat surface or may be composed only of a curved surface.
  • the light emitting surface may be an arcuate surface.
  • the light emitting surface may include both a flat surface and a curved surface.
  • the planar optical element 1 includes a plurality of substrates 7. All of the plurality of substrates 7 are light transmissive.
  • the substrate 7 supports, for example, the optical function unit 2 or the planar light emitting unit 6 in the planar optical element 1 or seals the optical function unit 2 or the planar light emitting unit 6.
  • the plurality of substrates 7 include two substrates 71 and 72 arranged at both ends along the first direction D1 of the planar optical element 1, respectively, and between the two substrates 71 and 72, the optical function unit 2 and A planar light emitting unit 6 is disposed.
  • the plurality of substrates 7 are arranged at intervals in the first direction D1.
  • Each of the first optical function unit 21, the planar light emitting unit 6, and the second optical function unit 22 is disposed between two adjacent substrates 7. That is, from the first surface F1 toward the second surface F2, the substrate 71 having the first surface F1, the first optical function unit 21, the substrate 73, the planar light emitting unit 6, the substrate 74, the second optical function unit 22, Substrates 72 having the second surface F2 are arranged in this order. Thereby, the optical function unit 2 and the planar light emitting unit 6 are protected by the substrate 7.
  • the substrate 7 is made of, for example, a glass substrate or a resin substrate.
  • the substrate 7 is formed of a glass substrate, since the glass is highly transparent, the substrate 7 is unlikely to hinder the optical functions of the optical function unit 2 and the planar light emitting unit 6. Further, since glass has low moisture permeability, it is possible to prevent moisture from entering between adjacent substrates 7. Thin film glass can be used as the substrate 7. In that case, it is possible to obtain a flexible planar optical element 1 having high transparency and high moisture resistance. Further, when a resin substrate is used as the substrate 7, since the resin is difficult to break, even if the planar optical element 1 is broken, scattering of fragments and the like is suppressed, and a safe planar optical element 1 can be obtained. .
  • the resin substrate when used, it is possible to obtain the flexible planar optical element 1. Further, when the refractive index of the resin is equivalent to that of the planar light emitting unit 6 and the optical function unit 2, it is possible to suppress reflection of light at the interface between the substrate 7 and the planar light emitting unit 6 or the optical function unit 2. Therefore, the transparency of the planar optical element 1 can be improved.
  • the two substrates 71 and 72 disposed at both ends of the planar optical element 1 may be glass substrates. All of the plurality of substrates 7 may be glass substrates. Of the plurality of substrates 7, one or more of the substrates 73 and 74 disposed between the two substrates 71 and 72 disposed at both ends of the planar optical element 1 may be resin substrates. In that case, even if the planar optical element 1 is broken, scattering of fragments and the like can be suppressed, and the safe planar optical element 1 can be obtained.
  • the surface of the substrate 7 may be covered with an antifouling material. In that case, contamination of the surface of the substrate 7 can be reduced.
  • the antifouling material may be coated on the outer surface of the substrate 7 disposed outside.
  • the substrate 7 may be covered with an ultraviolet reflecting material or an ultraviolet absorbing material. In that case, deterioration of the material constituting the planar optical element 1 can be prevented.
  • the surface when the board
  • the substrate 73 between the first optical function unit 21 and the planar light emitting unit 6 supports or seals the first optical function unit 21 and supports or supports the planar light emitting unit 6. It is sealed.
  • the substrate 74 between the planar light emitting unit 6 and the second optical function unit 22 supports or seals the planar light emitting unit 6 and supports or seals the second optical function unit 22.
  • a layered void may not be formed between the two adjacent elements. it can.
  • the substrate 7 between two adjacent elements in the planar light emitting element 1 may be divided in the first direction D1.
  • the substrate 73 between the first optical function unit 21 and the planar light emitting unit 6 includes a member that supports or seals the first optical function unit 21 and a member that supports or seals the planar light emitting unit 6. It may be divided into. In that case, since formation of the 1st optical function part 21 and formation of the planar light emission part 6 can be performed independently, it can be advantageous on manufacture. The same applies to the substrate 7 between the other two elements.
  • Each of the optical function units 2 includes two electrodes 3 facing each other along the first direction D1 and an optical function layer 4 interposed between the two electrodes 3.
  • the optical functional layer 4 is configured such that the degree of optical characteristics selected from light scattering, light reflection, and light absorption changes according to a change in voltage applied between the electrodes 3.
  • the first optical function unit 21 includes two first electrodes 31 facing each other along the first direction D ⁇ b> 1 and a first optical function layer 41 interposed between the first electrodes 31.
  • the second optical function unit 22 includes two second electrodes 32 facing each other along the first direction D1 and a second optical function layer 42 interposed between the second electrodes 32.
  • the first optical function unit 21 in the first embodiment includes, for example, a first optical function layer 41 (light scattering variable layer 401) in which the degree of light scattering changes according to a change in voltage applied between the first electrodes 31.
  • the light scattering variable unit 201 is provided.
  • the second optical function unit 22 in the first embodiment has a second optical function layer 42 (light reflection variable layer) whose degree of light reflectivity changes according to a change in voltage applied between the second electrodes 32, for example. 402).
  • planar light emitting unit 6 includes two electrodes 8 facing each other along the first direction D1 and an organic light emitting layer 9 interposed between the two electrodes 8.
  • the organic light emitting layer 9 is configured to emit light by organic electroluminescence when a voltage is applied between the electrodes 8.
  • the electrode 3 in the optical function unit 2 and the electrode 8 in the planar light emitting unit 6 are both light transmissive. These electrodes 3 and 8 are provided for driving the planar optical element 1. Since any of the electrodes 3 and 8 has optical transparency, the electrodes 3 and 8 do not hinder the optical functions of the optical function unit 2 and the planar light emitting unit 6.
  • the electrodes 3 and 8 are made of, for example, a transparent conductive layer.
  • the materials for the electrodes 3 and 8 include transparent metal oxides, conductive particle-containing resins, and metal thin films. Specific examples of materials for the electrodes 3 and 8 include transparent metal oxides such as ITO and IZO.
  • the planar light emitting unit 6 may include an electrode 8 made of a transparent metal oxide.
  • the electrodes 3 and 8 may be a layer containing silver nanowires or a transparent metal layer such as a silver thin film.
  • the electrodes 3 and 8 may be a laminate of a transparent metal oxide layer and a metal layer.
  • the electrodes 3 and 8 may include a transparent conductive layer and an auxiliary wiring.
  • the electrodes 3 and 8 may have a heat shielding effect, and thereby heat insulation is imparted to the planar optical element 1.
  • the planar optical element 1 is divided into a first divided body 11 and a second divided body 12 arranged along the second direction D2. Accordingly, the optical function unit 2, the planar light emitting unit 6, and the substrate 7 constituting the planar optical element 1 are also divided at the boundary between the first divided body 11 and the second divided body 12.
  • the electrode 3 and the optical functional layer 4 constituting the optical function part 2 and the electrode 8 and the organic light emitting layer 9 constituting the planar light emitting part 6 are also divided at the boundary between the first divided body 11 and the second divided body 12. ing.
  • a sealing material 13 is interposed between adjacent substrates 7. For this reason, the gap between the adjacent substrates 7 is sealed with the sealing material 13.
  • a portion facing the second divided body 12 in the outer peripheral portion of the first divided body 11 is sealed only with the sealing material 13.
  • a portion of the outer peripheral portion of the first divided body 11 other than the portion facing the second divided body 12 is sealed with a sealing material 13 and an insulating caulking material 14.
  • the insulating caulking material 14 is disposed outside the sealing material 13.
  • the part facing the first divided body 11 in the outer peripheral portion of the second divided body 12 is sealed only with the sealing material 13.
  • Portions other than the portion facing the first divided body 11 in the outer peripheral portion of the second divided body 12 are sealed with a sealing material 13 and an insulating caulking material 14.
  • the insulating caulking material 14 is disposed outside the sealing material 13.
  • the material of the sealing material 13 include UV curable resins such as a trade name World Rock 780 manufactured by Kyoritsu Chemical Industry Co., Ltd. and a product number TB3027B manufactured by ThreeBond Co., Ltd. If it is a thing, it will not be limited.
  • Specific examples of the material of the insulating caulking material 14 include commercially available polysulfide-based sealing materials and polysulfide-based materials such as Topecol S and Topcor LM manufactured by Toray Rethiol Co., Ltd., and Bond PS seals manufactured by Konishi Co., Ltd. Although an elastic adhesive is mentioned, it is not limited to this.
  • the distance between the two first electrodes 31 in the first optical function unit 21 is different between the first divided body 11 and the second divided body 12.
  • the thickness of the first electrode 31 is thicker than that of the first divided body 11, and accordingly, in the second divided body 12, the distance between the first electrodes 31 than in the first divided body 11. Is getting smaller.
  • interval of the 1st electrode 31 is gradually reduced toward the 2nd direction D2, and the change of the space
  • the first divided body 11 includes a connection terminal 5 that is electrically connected to each of the two first electrodes 31 in the first optical function unit 21, and two terminals in the second optical function unit 22.
  • a connection terminal 5 electrically connected to each of the two second electrodes 32 and a connection terminal 5 electrically connected to each of the two electrodes 3 in the planar light emitting unit 6 are provided.
  • These connection terminals 5 are provided at portions other than the portion facing the second divided body 12 in the outer peripheral portion of the first divided body 11.
  • each of the connection terminals 5 is provided at the end of the first divided body 11 in the third direction D3.
  • the third direction D3 is a direction orthogonal to the first direction D1 and the second direction D2.
  • Each connection terminal 5 protrudes from the electrode 3 toward the end of the first divided body 11, and is embedded in the insulating caulking material 14 at the end of the first divided body 11.
  • the second divided body 12 is also electrically connected to each of the connection terminals 5 electrically connected to each of the two first electrodes 31 in the first optical function section 21 and each of the two second electrodes 32 in the second optical function section 22. And a connection terminal 5 electrically connected to each of the two electrodes 3 in the planar light emitting unit 6.
  • connection terminals 5 are provided in a portion other than the portion facing the first divided body 11 in the outer peripheral portion of the second divided body 12.
  • each of the connection terminals 5 is provided at the end of the first divided body 11 in the third direction D3.
  • Each connection terminal 5 protrudes from the electrode 3 toward the end of the second divided body 12 and overlaps the insulating caulking material 14 at the end of the second divided body 12.
  • the planar optical element 1 according to the first embodiment can be applied to various uses such as a lighting fixture, a building material, and a window as described later.
  • the planar optical element is such that the second direction D2 and the direction in which the temperature in the environment where the planar optical element 1 is installed are reduced.
  • Element 1 is installed.
  • the planar optical element 1 is used as a building window in a cold region, a temperature change is likely to occur in which the temperature decreases from the upper side (ceiling side) to the lower side (floor side).
  • the first divided body 11 and the second divided body 12 are installed side by side so that the first divided body 11 is disposed above the second divided body 12.
  • the second direction D2 coincides with the vertically downward direction, and the distance between the two first electrodes 31 in the first optical function unit 21 decreases downward.
  • planar optical element 1 when installing the planar optical element 1, you may install the planar optical element 1 in the state which attached the suitable frame material surrounding the outer periphery to the planar optical element 1 as needed.
  • a power supply 10 is connected to each of the connection terminals 5 in the optical element 1.
  • the end portion of the wiring 101 connected to the power supply 10 is embedded in the insulating caulking material 14 at the end portion in the third direction D3 of each of the first divided body 11 and the second divided body 12, and the connection terminal 5 Connected to.
  • the power supply 10 is connected between the two first electrodes 31 in the first optical function unit 21 via the connection terminal 5 and the wiring 101, and a voltage can be applied between the power supply 10 and the first electrode 31.
  • the power supply 10 is also connected between the two second electrodes 32 in the second optical function unit 22 via the connection terminal 5 and the wiring 101, and a voltage can be applied between the power supply 10 and the second electrode 32.
  • the power source 10 is also connected between the two electrodes 3 in the planar light emitting unit 6 via the connection terminal 5 and the wiring 101, and a voltage can be applied between the power source 10 and the electrode 3.
  • connection terminal 5 in the first optical function unit 21 the connection terminal 5 in the second optical function unit 22, and the connection terminal in the planar optical element 1.
  • a power supply 10 is connected to each of 5.
  • the responsiveness of the first optical functional layer 41 is It improves as it goes in the second direction D2.
  • the decrease in the responsiveness of the first optical functional layer 41 due to the decrease in temperature can be offset by the improvement in the responsiveness of the first optical functional layer 41 due to the interval between the first electrodes 31 being reduced.
  • the nonuniformity of the responsiveness of the 1st optical function layer 41 in the planar optical element 1 in an environment with temperature change is suppressed.
  • unevenness in optical characteristics in the first optical functional layer 41 is suppressed, and unevenness in appearance of the planar optical element 1 is suppressed.
  • both the connection terminals 5 in the first divided body 11 and the connection terminals 5 in the second divided body 12 are arranged on the outer peripheral portion of the planar optical element 1. For this reason, the connection terminal 5 is not disposed near the boundary between the first divided body 11 and the second divided body 12, and the wiring 101 connected to the connection terminal 5 is not disposed. For this reason, it is not necessary to provide a space for the connection terminal 5 and the wiring 101 in the vicinity of the boundary between the first divided body 11 and the second divided body 12, and such a space can be used as the optical function section 2 and the planar light emitting section. Inhibiting the optical function of 6 is suppressed.
  • the planar optical element 1 is divided into the first divided body 11 and the second divided body 12 as described above, but the planar optical element 1 may not be divided.
  • the first electrode 31 may be divided in a stepwise manner in the second direction D2 without being divided.
  • interval between the 1st electrodes 31 may become small continuously and continuously toward the 2nd direction D2, without dividing the 1st electrode 31.
  • the first optical function unit 21 may be divided at a place where a stepwise change occurs in the interval between the first electrodes 31.
  • the degree of change in the distance between the first electrodes 31 is appropriately set in view of the material constituting the first optical function unit 21 and the temperature change existing in the environment where the planar optical element 1 is disposed.
  • the ratio of the distance value at the position where the distance between the first electrodes 31 is the smallest to the distance value at the position where the distance between the first electrodes 31 is the largest is within the range of 1/6 to 1/2. is there.
  • the interval between the second electrodes 32 in the second optical function unit 22 is not changed, but the interval between the second electrodes 32 may also be changed in the same manner as the first electrode 31.
  • FIG. 5 shows a second embodiment.
  • the planar optical element 1 according to the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that the interval between the second electrodes 32 in the second optical function unit 22 is changed. For this reason, about the structure which is common in 1st embodiment, the code
  • the distance between the two second electrodes 32 in the second optical function unit 22 is different between the first divided body 11 and the second divided body 12 as in the case of the first electrode 31.
  • the thickness of the second electrode 32 is thicker than that of the first divided body 11, and accordingly, in the second divided body 12, the distance between the second electrodes 32 than in the first divided body 11. Is getting smaller.
  • interval of the 2nd electrode 32 becomes small gradually in the 2nd direction D2, and the change of the space
  • the value of the ratio of the spacing value at the position where the distance between the second electrodes 32 is the smallest to the spacing value at the position where the distance between the second electrodes 32 is the largest is within a range of 1/6 to 1/2, for example. is there.
  • unevenness in response of the first optical functional layer 41 in the planar optical element 1 in an environment with temperature change is suppressed, and unevenness in response of the second optical functional layer 42 is also suppressed.
  • the unevenness of the optical characteristics in the first optical function layer 41 is suppressed, and the unevenness of the optical characteristics in the second optical function layer 42 is also suppressed.
  • the appearance unevenness of the planar optical element 1 is further suppressed.
  • FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention.
  • the planar optical element 1 includes the third optical function unit 23 in the first embodiment. That is, the planar optical element 1 includes three optical function units 2 and a planar light emitting unit 6, and the three optical function units 2 include the first optical function unit 21, the second optical function unit 22, and the third optical function unit. 23.
  • the planar optical element 1 according to the third embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that the third optical function unit 23 is provided. For this reason, about the structure which is common in 1st embodiment, the code
  • the third optical function unit 23 includes two third electrodes 33 facing each other along the first direction D1 and a third optical function layer 43 interposed between the third electrodes 33.
  • the third optical function unit 23 according to the third embodiment includes, for example, a third optical function layer 43 (light absorption variable layer 403) in which the degree of light absorption changes according to a change in voltage applied between the third electrodes 33.
  • the light absorption variable unit 203 is provided.
  • substrate 71 provided with the 1st surface F1, the 1st optical function part 21, the board
  • the functional unit 22, the substrate 75, the third optical functional unit 23, and the substrate 72 including the second surface F2 are arranged in this order.
  • the unevenness of the response of the first optical functional layer 41 in the planar optical element 1 in an environment with a temperature change is suppressed, so that the first optical functional layer
  • the unevenness of the optical characteristics at 41 is suppressed.
  • the uneven appearance of the planar optical element 1 is further suppressed.
  • one or both of the interval between the second electrodes 32 in the second optical function unit 22 and the interval between the third electrodes 33 in the third optical function unit 23 is the same as that of the first electrode 31. You may change so that it may become small toward two directions D2. In this case, the uneven appearance of the planar optical element 1 is further suppressed.
  • optical function unit 2 and the planar light emitting unit 6 will be described in more detail.
  • the first optical function unit 21 in the first to third embodiments is, for example, the light scattering variable unit 201.
  • the light scattering variable unit 201 includes two electrodes 3 (first electrodes 31 in the first to third embodiments) facing each other along the first direction D1 and the optical functional layer 4 (first to third embodiments). Includes a light scattering variable layer 401 as the first optical functional layer 41).
  • the light scattering variable layer 401 is interposed between the two electrodes 3, and the degree of light scattering changes according to a change in voltage applied between the electrodes 3.
  • the electrode 3 in the light scattering variable portion 201 has light transmittance, this electrode 3 does not hinder the incidence of light to the light scattering variable portion 201 and the emission of light from the light scattering variable portion 201, and the light scattering portion 201 It does not interfere with the function of scattering light. For this reason, the light scattering variable unit 201 can scatter light passing through the light scattering variable unit 201 in the planar optical element 1.
  • the state of the light scattering variable layer 401 is switched between a high scattering state and a low scattering state according to a change in voltage applied between the electrodes 3.
  • the state of the light scattering variable layer 401 may be switched to a medium scattering state.
  • the high scattering state is a state where the degree of light scattering is higher than that of the low scattering state
  • the low scattering state is a state where the degree of light scattering is lower than that of the high scattering state or there is no light scattering.
  • the medium scattering state is a state in which the degree of light scattering is higher than that in the low scattering state and lower than that in the high scattering state.
  • the high scattering state is, for example, a state in which light incident on the light scattering variable layer 401 is scattered and the traveling direction of this light is changed to various directions and is emitted from the light scattering variable layer 401.
  • the highly scattering state can be a translucent state.
  • the low scattering state is, for example, a state in which the traveling direction of light incident on the light scattering variable layer 401 is maintained as it is and is emitted from the light scattering variable layer 401.
  • the low scattering state can be a transparent state.
  • the medium scattering state may include only one state, or may include a plurality of states having different degrees of light scattering. That the middle scattering state includes a plurality of states means that the degree of light scattering of the light scattering variable layer 401 can be switched between a high scattering state and a low scattering state in a plurality of stages. Further, the degree of light scattering of the light scattering variable layer 401 may be continuously and continuously switchable between a high scattering state and a low scattering state. When the light scattering variable layer 401 can be switched to the middle scattering state, the optical state of the planar optical element 1 can be switched in various ways.
  • the light scattering variable unit 201 may be configured to maintain the medium scattering state of the light scattering variable layer 401.
  • the light scattering variable unit 201 is configured to scatter at least part of visible light, for example.
  • the light scattering variable unit 201 may be configured to scatter all visible light.
  • the light scattering variable unit 201 may be configured to scatter infrared rays or may be configured to scatter ultraviolet rays.
  • the light scattering variable layer 401 is configured to be able to change at least one of the scattering amount and scattering direction of light incident on the light scattering variable unit 201, for example.
  • the change in the scattering amount and the scattering direction may be performed in a medium scattering state.
  • Changing the amount of scattering means changing the intensity of scattering.
  • Changing the scattering direction means changing the directionality of scattering.
  • the light scattering variable layer 401 has a light scattering property
  • the light scattering from the second surface F2 side is greater than the degree of light scattering when light enters the light scattering variable layer 401 from the first surface F1 side.
  • the degree of light scattering when light enters the variable layer 401 may be higher. In this case, the light emitted from the planar light emitting unit 6 and entering the light scattering variable unit 201 can be more strongly scattered.
  • the light scattering variable portion 201 is sealed by being disposed between adjacent substrates 7, and deterioration of the light scattering variable layer 401 is suppressed.
  • the light scattering variable unit 201 is disposed between the substrate 71 and the substrate 73.
  • the light scattering variable unit 201 is formed by stacking a plurality of layers constituting the light scattering variable unit 201, for example. At that time, it is necessary to stack a plurality of layers on the formation substrate.
  • the formation substrate may be one of the two substrates 7 on both sides of the light scattering variable portion 201.
  • the substrate 7 that is not the formation substrate of the two substrates 7 serves as a sealing substrate that seals the light scattering variable portion 201 on the formation substrate.
  • the power source 10 connected to the electrode 3 in the light scattering variable unit 201 is, for example, an AC power source.
  • an AC power source Among materials whose degree of light scattering changes according to a change in electric field, there are many materials that cannot maintain the degree of light scattering at the time of voltage application over time. For this reason, when the power supply 10 is a DC power supply, the degree of light scattering of the light scattering variable unit 201 may not be maintained constant.
  • the AC power source can apply a voltage between the electrodes 3 while reversing the polarity alternately, and can apply the voltage substantially intermittently. Therefore, the degree of light scattering can be maintained constant.
  • the waveform of the voltage applied between the power supply 10 and the electrode 3 may be a rectangular wave.
  • the absolute value of the voltage applied between the electrodes 3 tends to be constant, so that the degree of light scattering is easily stabilized.
  • the voltage waveform may be a pulse wave.
  • the intermediate scattering state can be realized by appropriately controlling the value of the voltage applied between the electrodes 3.
  • the material of the light scattering variable layer 401 may be a material whose molecular orientation is changed by electric field modulation.
  • An example of such a material is a liquid crystal material.
  • the material of the light scattering variable layer 401 may be polymer-dispersed liquid crystal (abbreviated as PDLC). Since the liquid crystal molecules are held by the polymer in the polymer dispersed liquid crystal, a stable light scattering variable layer 401 can be produced from the polymer dispersed liquid crystal.
  • the material of the light scattering variable layer 401 may be a solid substance whose light scattering property is changed by an electric field.
  • the polymer dispersed liquid crystal includes, for example, a resin part and a liquid crystal part.
  • the resin part is formed of a polymer.
  • the resin part may have optical transparency.
  • the light scattering variable part 201 can be made light transmissive.
  • the resin portion can be formed of a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or the like.
  • the liquid crystal part is composed of a liquid crystal whose molecular orientation changes according to a change in electric field.
  • the liquid crystal part is composed of, for example, nematic liquid crystal.
  • the polymer dispersed liquid crystal has, for example, a structure in which a plurality of liquid crystal portions are scattered in a resin portion.
  • the polymer dispersed liquid crystal may have a sea-island structure in which the resin portion is the sea and the liquid crystal portion is the island.
  • the polymer-dispersed liquid crystal may have a structure in which liquid crystal portions that are irregularly connected in a network form exist in the resin portion.
  • the polymer-dispersed liquid crystal may have a structure in which resin portions are scattered in the liquid crystal portion.
  • the polymer-dispersed liquid crystal may have a structure in which a resin portion that is irregularly connected in a network form exists in the liquid crystal portion.
  • the light scattering variable layer 401 is in a high scattering state when, for example, no voltage is applied between the electrodes 3 and is in a low scattering state when a voltage is applied.
  • the light scattering variable layer 401 may have such characteristics. This is because the molecular orientation of the liquid crystal can be aligned by applying a voltage.
  • the light scattering variable layer 401 may be in a low scattering state when a voltage is not applied between the electrodes 3 and may be in a high scattering state when a voltage is applied.
  • the degree of light scattering of the light scattering variable layer 401 when a voltage is applied to the light scattering variable layer 401 may be maintained even when the voltage is no longer applied. In this case, since a voltage is applied only when the state of the light scattering variable layer 401 is switched, and the voltage application is stopped after the switching, power saving can be achieved.
  • the voltage applied to the light scattering variable layer 401 is changed to change the light scattering property of the light scattering variable layer 401, if the hysteresis is large, that is, if the memory property (memory property) is present, the voltage is applied. Even if it disappears, the degree of light scattering at the time of voltage application is maintained.
  • the light scattering variable layer 401 may be fabricated from a polymer dispersed liquid crystal that exhibits a large hysteresis.
  • the time during which the degree of light scattering is maintained after the voltage application is stopped is preferably as long as possible. For example, it is preferably 1 hour or longer, more preferably 3 hours or longer, further preferably 6 hours or longer, more preferably 12 hours or longer, 24 More than time is even more preferable.
  • the second optical function unit 22 in the first to third embodiments is, for example, the light reflection variable unit 202.
  • the light reflection variable portion 202 includes two electrodes 3 (second electrode 32 in the first embodiment) facing each other along the first direction D1 and the optical function layer 4 (second optical function in the first embodiment). And a light reflection variable layer 402 as a layer 42).
  • the light reflection variable layer 402 is interposed between the two electrodes 3, and the degree of light reflectivity changes according to a change in voltage applied between the electrodes 3.
  • the electrode 3 in the light reflection variable portion 202 has light transmittance. For this reason, the electrode 3 does not inhibit light incident on the light reflection variable unit 202 and light emission from the light reflection variable unit 202, and does not inhibit the function of reflecting the light of the light reflection unit. For this reason, the light reflection variable unit 202 can reflect the light that has reached the light reflection variable unit 202 in the planar optical element 1.
  • the state of the light reflection variable layer 402 is switched between a high reflection state and a low reflection state according to a change in voltage applied between the electrodes 3.
  • the state of the light reflection variable layer 402 may be switched to a medium reflection state.
  • the high reflection state is a state where the degree of light reflectivity is higher than that of the low reflection state
  • the low reflection state is a state where the degree of light reflectivity is lower than that of the high reflection state or is not light reflective.
  • the medium reflection state is a state in which the degree of light reflectivity is higher than in the low reflection state and lower than in the high reflection state.
  • the high reflection state is, for example, a state in which the traveling direction of light incident on the light reflection variable layer 402 is reversed and the light is emitted to the incident side.
  • the light reflection variable layer 402 in the highly reflective state can be in a mirror state.
  • the light reflection variable unit 202 can function as a reflection layer that reflects light.
  • the low reflection state is a state in which, for example, the traveling direction of light incident on the light reflection variable layer 402 is maintained as it is and is emitted from the light reflection variable layer 402.
  • the low reflection state can be a transparent state.
  • the intermediate reflection state may include only one state or may include a plurality of states having different degrees of light reflectivity. That the intermediate reflection state includes a plurality of states means that the degree of light reflectivity of the light reflection variable layer 402 can be switched between a high reflection state and a low reflection state in a plurality of stages. Further, the degree of light reflectivity of the light reflection variable layer 402 may be switched continuously and continuously between the high reflection state and the low reflection state.
  • the optical state of the planar optical element 1 can be switched in various ways.
  • the light reflection variable unit 202 may be configured to maintain the medium reflection state of the light reflection variable layer 402.
  • the light reflection variable unit 202 is configured to reflect at least part of visible light, for example.
  • the light reflection variable unit 202 may be configured to reflect all visible light.
  • the light reflection variable unit 202 may be configured to reflect infrared rays or may be configured to reflect ultraviolet rays.
  • the light reflection variable unit 202 may be configured to reflect all visible light, infrared light, and ultraviolet light.
  • the light reflection variable unit 202 may be configured to be able to change the waveform of the reflection spectrum.
  • the reflection spectrum is a spectrum of light emitted from the light reflection variable unit 202 when light incident on the light reflection variable unit 202 is reflected by the light reflection variable layer 402 and emitted from the light reflection variable unit 202.
  • the ability to change the waveform of the reflection spectrum means that the light reflection variable layer 402 can be switched to a plurality of states having different waveforms of the reflection spectrum.
  • the change in the reflection spectrum may be achieved, for example, when the light reflection variable unit 202 is in the middle reflection state. That is, for example, the waveform of the reflection spectrum may be different between the high reflection state and the medium reflection state.
  • the middle reflection state may include a plurality of states having different reflection spectrum waveforms.
  • the change in the reflection spectrum is achieved, for example, by a change in the reflection wavelength.
  • the light reflection variable layer 402 is switched between a state in which blue light is particularly strongly reflected and a state in which blue light is not particularly reflected, and is switched between a state in which green light is particularly strongly reflected and a state in which green light is not particularly reflected. It can be switched between a particularly strongly reflecting state and a non-reflecting state. This changes the shape of the reflection spectrum.
  • the reflection spectrum changes, the color of the light emitted from the planar optical element 1 changes. Therefore, the light emitted from the planar optical element 1 can be toned (that is, the color of the emitted light is adjusted).
  • the light reflection variable unit 202 may be configured not to change the waveform of the reflection spectrum. That is, even if the degree of light reflectivity changes by switching the state of the light reflection variable layer 402, the intensity of light emitted from the light reflection variable unit 202 only changes, and the waveform of the reflection spectrum does not change. May be.
  • the light emitted from the planar optical element 1 can be modulated (that is, the brightness of the emitted light can be adjusted) by changing the degree of light reflectivity in the light reflection variable unit 202.
  • the light reflection variable layer 402 When the light reflection variable layer 402 is in a light reflective state, the light reflection from the first surface F1 side is greater than the degree of light reflectivity when light enters the light reflection variable layer 402 from the second surface F2 side.
  • the degree of light reflectivity when light enters the variable layer 402 may be higher. In this case, the light emitted from the planar light emitting unit 6 and incident on the light reflection variable unit 202 can be more strongly reflected and emitted from the first surface F1 to the outside of the planar optical element 1.
  • the light reflection variable portion 202 is sealed by being disposed between the adjacent substrates 7, and deterioration of the light reflection variable layer 402 is suppressed.
  • the light reflection variable unit 202 is disposed between the substrate 74 and the substrate 72.
  • the light reflection variable unit 202 is formed, for example, by stacking a plurality of layers constituting the light reflection variable unit 202. At that time, it is necessary to stack a plurality of layers on the formation substrate.
  • the formation substrate may be one of the two substrates 7 on both sides of the light reflection variable portion 202. Of the two substrates 7, the substrate 7 that is not the formation substrate serves as a sealing substrate that seals the light reflection variable portion 202 on the formation substrate.
  • the power source 10 connected to the electrode 3 in the light reflection variable unit 202 is, for example, an AC power source.
  • an AC power source Among materials whose degree of light reflectivity changes according to a change in an electric field, there are many materials that cannot maintain the degree of light reflectivity at the time of voltage application over time. For this reason, if the power supply 10 is a DC power supply, the degree of light reflectivity of the light reflection variable unit 202 may not be kept constant.
  • the AC power source can apply a voltage between the electrodes 3 while reversing the polarity alternately, and can apply the voltage substantially intermittently. Therefore, the degree of light reflectivity can be maintained constant.
  • the waveform of the voltage applied between the electrodes from the AC power supply may be a rectangular wave.
  • the absolute value of the voltage applied between the electrodes 3 tends to be constant, so that the degree of light reflectivity is easily stabilized.
  • the voltage waveform may be a pulse wave.
  • the intermediate reflection state can be realized by appropriately controlling the value of the voltage applied between the electrodes 3.
  • the material of the light reflection variable layer 402 may be a material whose molecular orientation is changed by electric field modulation.
  • examples of such materials include nematic liquid crystals, cholesteric liquid crystals, ferroelectric liquid crystals, and electrochromic materials.
  • the cholesteric liquid crystal may be a nematic liquid crystal having a spiral structure.
  • the nematic liquid crystal having a spiral structure here is a material obtained by adding a chiral agent to a nematic liquid crystal to impart optical rotation, for example.
  • the cholesteric liquid crystal may be a chiral nematic liquid crystal.
  • a cholesteric liquid crystal has a macroscopic helical structure by having a continuous change in the alignment direction of the molecular axes.
  • the degree of light reflectivity of the cholesteric liquid crystal can be changed.
  • the degree of light reflectivity of the light reflection variable layer 402 made of cholesteric liquid crystal can be changed.
  • a voltage is applied to an electrochromic material, a color change occurs due to an electrochemical reversible reaction (electrolytic redox reaction).
  • electrochemical reversible reaction electrolytic redox reaction
  • the light reflection variable layer 402 is in a high reflection state when a voltage is not applied between the electrodes 3, for example, and is in a low reflection state when a voltage is applied.
  • the light reflection variable layer 402 may have such characteristics. This is because the molecular orientation of the liquid crystal can be aligned by applying a voltage.
  • a cholesteric liquid crystal is in a planar alignment state when a voltage is not applied between the electrodes 3 and reflects light of a specific wavelength, and when a voltage is applied between the electrodes 3, it becomes a focal conic alignment state and transmits light. Can be made.
  • the light reflection variable layer 402 may be in a low reflection state when no voltage is applied between the electrodes 3 and may be in a high reflection state when a voltage is applied.
  • the degree of light reflectivity of the light reflection variable layer 402 when a voltage is applied to the light reflection variable layer 402 may be maintained even when the voltage is not applied. In this case, since a voltage is applied only when the state of the light reflection variable layer 402 is switched and the voltage application is stopped after switching, power saving can be achieved.
  • the voltage applied to the light reflection variable layer 402 is changed to change the degree of light reflectivity of the light reflection variable layer 402, if the hysteresis is large, that is, if there is memory (memory property), the voltage is applied. Even if it disappears, the degree of light reflectivity during voltage application is maintained.
  • the light reflection variable layer 402 may be manufactured from a liquid crystal in which a large hysteresis appears.
  • the time during which the degree of light reflectivity is maintained after the voltage application is stopped is preferably as long as possible. For example, it is preferably 1 hour or longer, more preferably 3 hours or longer, further preferably 6 hours or longer, more preferably 12 hours or longer, 24 More than time is even more preferable.
  • the third optical function unit 23 in the third embodiment is, for example, the light absorption variable unit 203.
  • the light absorption variable portion 203 includes two electrodes 3 (third electrode 33 in the third embodiment) facing each other along the first direction D1 and the optical function layer 4 (third optical function layer 43 in the third embodiment). ) As a light absorption variable layer 403.
  • the light absorption variable layer 403 is interposed between the two electrodes 3, and the degree of light absorption changes according to a change in voltage applied between the electrodes 3.
  • the electrode 3 in the light absorption variable portion 203 has light transparency, the electrode 3 does not hinder the light incident on the light absorption variable portion 203 and the light emission from the light absorption variable portion 203, and the light absorption variable portion. The function of absorbing light 203 is not inhibited. For this reason, the light absorption variable unit 203 can absorb the light that has reached the light absorption variable unit 203 in the planar optical element 1.
  • the state of the light absorption variable layer 403 can be switched between a high absorption state and a low absorption state in accordance with a change in voltage applied between the electrodes 3.
  • the state of the light absorption variable layer 403 may be switched to a medium absorption state.
  • the high absorption state is a state where the degree of light absorption is higher than that of the low absorption state
  • the low absorption state is a state where the degree of light absorption is lower than that of the high absorption state or there is no light absorption.
  • the medium absorption state is a state where the degree of light absorption is higher than that of the low absorption state and lower than that of the high absorption state.
  • the high absorption state is a state where, for example, light incident on the light absorption variable portion 203 from one of the first surface F1 side and the second surface F2 side is absorbed by the light absorption variable layer 403 and does not exit to the other.
  • the high absorption state may be a state where the light absorption variable layer 403 is opaque. In the high absorption state, the color of the light absorption variable layer 403 may be black.
  • the low absorption state is, for example, a state in which light incident on the light absorption variable portion 203 from one of the first surface F1 side and the second surface F2 side is emitted to the other as it is without being absorbed by the light absorption variable layer 403. .
  • the high absorption state for example, an object on the second surface F2 side can be clearly seen from the first surface F1 side through the light absorption variable layer 403, and from the second surface F2 side through the light absorption variable layer 403.
  • the object on the first surface F1 side can be clearly seen.
  • the intermediate absorption state may include only one state, or may include a plurality of states having different degrees of light absorption. That the middle absorption state includes a plurality of states means that the degree of light absorption of the light absorption variable layer 403 can be switched between a high absorption state and a low absorption state in a plurality of stages. Further, the degree of light absorptivity of the light absorption variable layer 403 may be continuously switchable between the high absorption state and the low absorption state in a stepless manner. When the light absorption variable layer 403 can be switched to the middle absorption state, the optical state of the planar optical element 1 can be switched in various ways.
  • the light absorption variable unit 203 may be configured to maintain the medium absorption state of the light absorption variable layer 403.
  • the light absorption variable unit 203 is configured to absorb at least part of visible light, for example. In this case, since at least a part of the light incident on the planar optical element 1 from the outside through the second surface F2 can be absorbed by the light absorption variable unit 203, it is emitted from the planar light emitting unit 6 and is emitted from the first surface F1. The light emitted to the outside through can be clarified.
  • the light absorption variable unit 203 may be configured to absorb all visible light. In this case, the light emitted from the planar light emitting unit 6 and emitted to the outside through the first surface F1 can be further clarified.
  • the light absorption variable unit 203 may be configured to absorb infrared rays.
  • the planar optical element 1 can obtain a heat shielding effect.
  • the light absorption variable unit 203 may be configured to absorb ultraviolet rays. In this case, deterioration of the planar optical element 1 due to ultraviolet rays can be suppressed. Further, the planar optical element 1 can obtain an ultraviolet shielding effect, and for example, the planar optical element 1 can suppress the penetration of ultraviolet rays from the outdoors into the interior.
  • the light absorption variable unit 203 absorbs infrared rays or ultraviolet rays, the light absorption variable unit 203 may be positioned closer to the second surface F2 than the light reflection variable unit 202.
  • the light absorption variable unit 203 preferably absorbs any one of visible light, ultraviolet light, and infrared light, more preferably absorbs two of these, and more preferably absorbs all of them.
  • the light absorption variable unit 203 may be configured to be able to change the waveform of the absorption spectrum.
  • the absorption spectrum here is a spectrum of light emitted from the light absorption variable portion 203 when light incident on the light absorption variable portion 203 passes through the light absorption variable layer 403 and is emitted from the light absorption variable portion 203. is there.
  • the ability to change the waveform of the absorption spectrum means that the light absorption variable layer 403 can be switched to a plurality of states having different absorption spectrum waveforms.
  • the change in the absorption spectrum may be achieved, for example, when the light absorption variable unit 203 is in the medium absorption state. That is, for example, the waveform of the absorption spectrum may be different between the high absorption state and the medium absorption state.
  • the middle absorption state may include a plurality of states having different absorption spectrum waveforms.
  • the change in the absorption spectrum is achieved, for example, by a change in the absorption wavelength.
  • the light absorption variable layer 403 can be switched between a state that absorbs blue light particularly strongly and a state that does not absorb blue light, and can be switched between a state that absorbs green light particularly strongly and a state that does not, or red light. It is switched between a particularly strongly absorbing state and a non-absorbing state.
  • the shape of the absorption spectrum changes.
  • the color of the light emitted from the planar optical element 1 changes. Therefore, the light emitted from the planar optical element 1 can be toned (that is, the color of the emitted light is adjusted).
  • the light absorption variable layer 403 has a light absorption property
  • the light absorption from the second surface F2 side is greater than the degree of light absorption when light enters the light absorption variable layer 403 from the first surface F1 side.
  • the degree of light absorption when light is incident on the variable layer 403 may be higher. In this case, deterioration of the planar light emitting unit 6 can be particularly effectively suppressed, and ultraviolet rays can be particularly effectively suppressed from being emitted from the first surface F1 to the outside of the planar optical element 1.
  • the light absorption variable portion 203 is sealed by being disposed between the adjacent substrates 7, and deterioration of the light absorption variable layer 403 is suppressed.
  • the light absorption variable portion 203 is disposed between the substrate 72 and the substrate 75.
  • the light absorption variable unit 203 is formed by stacking a plurality of layers constituting the light absorption variable unit 203, for example. At that time, it is necessary to stack a plurality of layers on the formation substrate.
  • the formation substrate may be one of the two substrates 7 on both sides of the light absorption variable portion 203. Of the two substrates 7, the substrate 7 that is not the formation substrate serves as a sealing substrate for sealing the light absorption variable portion 203 on the formation substrate.
  • the power supply 10 connected to the electrode 3 in the light absorption variable unit 203 may be an AC power supply, or a DC power supply.
  • a material whose degree of light absorption changes according to a change in electric field can change light absorption by a current in one direction. Therefore, stable light absorption of the light absorption variable layer 403 can be obtained by a DC power supply.
  • the intermediate absorption state can be realized by appropriately controlling the value of the voltage applied between the electrodes 3.
  • the material of the light absorption variable layer 403 may be a material whose light absorption changes by electric field modulation.
  • An example of such a material is tungsten oxide.
  • the light absorption variable layer 403 may be in a high absorption state when a voltage is not applied between the electrodes 3, for example, and may be in a low absorption state when a voltage is applied.
  • the light absorption variable layer 403 can have such characteristics. This is because the molecular orientation of the liquid crystal can be aligned by applying a voltage. From the liquid crystal, the light absorption variable layer 403 which is thin but has a high degree of light absorption in the high absorption state can be manufactured.
  • the light absorption variable layer 403 may be in a low absorption state when no voltage is applied between the electrodes 3 and may be in a high absorption state when a voltage is applied.
  • the degree of light absorption of the light absorption variable layer 403 when a voltage is applied to the light absorption variable layer 403 may be maintained even when the voltage is not applied. In this case, since a voltage is applied only when the state of the light absorption variable layer 403 is switched and the voltage application is stopped after the switching, power saving can be achieved.
  • the voltage applied to the light absorption variable layer 403 is changed to change the degree of light absorption of the light absorption variable layer 403, if the hysteresis is large, that is, if there is memory (memory), the voltage is applied. Even if it disappears, the degree of light absorption at the time of voltage application is maintained.
  • the time during which the degree of light absorption is maintained after the voltage application is stopped is preferably as long as possible. For example, it is preferably 1 hour or longer, more preferably 3 hours or longer, further preferably 6 hours or longer, more preferably 12 hours or longer, 24 More than time is even more preferable.
  • the planar light emitting unit 6 is composed of an organic EL element having optical transparency. In order to prevent the optical function of the optical function unit 2 from being hindered, the planar light emitting unit 6 may be transparent.
  • the planar light emitting unit 6 may be covered with a moisture-proof material. In this case, the sealing performance of the planar light emitting unit 6 can be improved.
  • the moisture-proof material may be transparent.
  • the planar light emitting unit 6 includes two electrodes 8 and an organic light emitting layer 9 disposed between the two electrodes 8.
  • the organic light emitting layer 9 has light transmittance.
  • the two electrodes 8 are both light transmissive. Therefore, when the organic light emitting layer 9 emits light, the light emitted from the organic light emitting layer 9 is emitted to both sides in the first direction D1. Further, when the organic light emitting layer 9 is not emitting light, the organic light emitting layer 9 can transmit light incident on the organic light emitting layer 9 from the outside.
  • one electrode 8 constitutes an anode and the other electrode 8 constitutes a cathode.
  • the electrode 8 on the first surface F1 side with respect to the organic light emitting layer 9 may constitute a cathode
  • the electrode 8 on the second surface F2 side may constitute an anode
  • the second surface F2 side may constitute a cathode.
  • the electrode 8 may constitute an anode
  • the electrode 8 on the second surface F2 side may constitute a cathode.
  • the organic light emitting layer 9 is a layer having a function of causing light emission.
  • the organic light emitting layer 9 includes a light emitting layer containing a light emitting material, and if necessary, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, an electron injection layer, an intermediate layer. One or more layers appropriately selected from layers and the like are provided. Of course, the organic light emitting layer 9 may be composed only of the light emitting layer. When a voltage is applied between the two electrodes 8 and a current flows between the electrodes 8, holes and electrons are charge-coupled in the light emitting layer, and light emission occurs.
  • the planar light emitting unit 6 is sealed by being disposed between adjacent substrates 7, and deterioration of the organic light emitting layer 9 is suppressed.
  • the planar light emitting unit 6 is disposed between the substrate 73 and the substrate 74.
  • the organic EL element is formed by laminating a plurality of layers constituting the organic EL element. At that time, it is necessary to stack a plurality of layers on the formation substrate.
  • the formation substrate may be one of the two substrates 7 on both sides of the planar light emitting unit 6. Of the two substrates 7, the substrate 7 that is not the formation substrate serves as a sealing substrate for sealing the organic EL element on the formation substrate.
  • the power source 10 to which the electrode 8 in the planar light emitting unit 6 is connected is, for example, a DC power source.
  • stable light emission of the organic EL element can be obtained.
  • the light emission color of the organic EL element may be white, blue, green, or red. Of course, it may be an intermediate color between blue and green or green and red. Further, the emission color may be adjustable according to the current value.
  • FIG. 7A to 7G show an example of the operation of the planar optical element 1 when the planar optical element 1 according to the first embodiment and the second embodiment is used as a building window.
  • the planar optical element 1 is used as a window, the first surface F1 of the planar optical element 1 is disposed indoors and the second surface F2 is disposed indoors.
  • the light reflection variable unit 202 is shaded when in a light reflective state (for example, a high reflection state or a medium reflection state), and has no light reflection state (low reflection). The state is not hatched.
  • the light scattering variable unit 201 is shaded when in a light scattering state (for example, a high scattering state or a medium scattering state), and is in a state without a light scattering property (for example, a low scattering state). Sometimes it is not shaded.
  • the planar light emitting unit 6 is hatched when it is emitting light, and is not hatched when it is not emitting light.
  • the light reflection variable portion 202 is in a state of having light reflectivity, the planar light emitting portion 6 is not emitting light, and the light scattering variable portion 201 is not transparent and has no light scattering property. It is in.
  • the planar optical element 1 can shield light incident from the outside toward the second surface F2.
  • light incident from the outside (indoor) on the first surface F1 side toward the first surface F1 is reflected by the light reflection variable portion 202 and is emitted from the first surface F1 to the outside. Therefore, the planar optical element 1 can function as a mirror. In this state, the planar optical element 1 may not function as a mirror depending on the degree of reflectivity of the light reflection variable unit 202.
  • the planar light emitting unit 6 is emitting light
  • the light reflection variable unit 202 is in a transparent state without light reflectivity
  • the light scattering variable unit 201 has light scattering properties. There is no transparency.
  • the light emitted from the planar light emitting unit 6 and traveling toward the first surface F1 is directly emitted from the first surface F1 to the outside. Therefore, the planar optical element 1 can illuminate indoors.
  • the light incident from the outside on the second surface F2 side toward the second surface F2 passes through the light reflection variable portion 202, the planar light emitting portion 6, and the light scattering variable portion 201, and passes from the first surface F1 to the outside. Exit.
  • the planar optical element 1 can emit light on both sides. For this reason, for example, it is possible to illuminate the outdoors with light emitted from the planar optical element 1 at night. Further, the light emitted from the first surface F1 of the planar optical element 1 can be used for indoor illumination, and the light emitted from the second surface F2 can be used as illumination.
  • the light scattering variable portion 201 has a light scattering property
  • the planar light emitting portion 6 does not emit light
  • the light reflection variable portion 202 does not have a light reflecting property and is transparent. Is in a state. In this state, light incident from the outside (outdoor) on the second surface F2 side toward the second surface F2 passes through the light reflection variable portion 202 and the planar light emitting portion 6, and further passes through the light scattering variable portion 201. Then, the light is scattered and emitted from the first surface F1 to the outside (indoor) on the first surface F1 side.
  • planar optical element 1 transmits light.
  • the planar optical element 1 is translucent. The translucent state is, for example, ground glass or frosted glass. For this reason, the planar optical element 1 can realize privacy protection. In the daytime, outside light can be drawn indoors from the outside and used while protecting the privacy.
  • the planar light emitting unit 6 is in a light emitting state
  • the light reflection variable unit 202 is in a light reflective state
  • the light scattering variable unit 201 is transparent without light scattering. It is in a state.
  • the light emitted from the planar light emitting unit 6 and traveling toward the first surface F1 is directly emitted from the first surface F1 to the outside.
  • the light emitted from the planar light emitting unit 6 and traveling toward the second surface F2 is reflected by the light reflection variable unit 202, travels toward the first surface F1, and exits from the first surface F1 to the outside.
  • the amount of light emitted from the first surface F1 to the outside can be increased, and thereby, for example, the effect of indoor lighting can be enhanced.
  • the light scattering variable part 201 does not scatter light, the orientation of the light emitted from the first surface F1 to the outside increases.
  • the light incident from the outside on the second surface F2 side toward the second surface F2 is reflected by the light reflection variable unit 202 and thus does not pass through the planar optical element 1. Therefore, the planar optical element 1 can shield light incident from the outside toward the second surface F2.
  • the planar light emitting unit 6 is in a light emitting state, the light scattering variable unit 201 is in a light scattering property, and the light reflection variable unit 202 is not light reflective. It is in a transparent state. In this state, the light emitted from the planar light emitting unit 6 and traveling toward the first surface F1 is scattered while passing through the light scattering variable unit 201 and is emitted from the first surface F1 to the outside. For this reason, the planar optical element 1 can emit light with low orientation from the first surface F1 to the outside, thereby obtaining a unique illumination effect.
  • the interface reflection of light in the planar optical element 1 can be reduced, and the light extraction efficiency from the first surface F1 can be improved.
  • the light emitted from the planar light emitting unit 6 and traveling toward the second surface F2 passes through the light reflection variable unit 202 as it is and exits from the second surface F2 to the outside. For this reason, the planar optical element 1 can emit light on both sides.
  • the planar light emitting unit 6 is in a light emitting state
  • the light scattering variable unit 201 is in a light scattering state
  • the light reflection variable unit 202 is in a light reflective state.
  • the light emitted from the planar light emitting unit 6 and traveling toward the first surface F1 is scattered while passing through the light scattering variable unit 201 and is emitted from the first surface F1 to the outside.
  • the light emitted from the planar light emitting unit 6 and traveling toward the second surface F2 is reflected by the light reflection variable unit 202, travels toward the first surface F1, and is scattered while passing through the light scattering variable unit 201.
  • the light is emitted from the surface F1 to the outside.
  • the planar optical element 1 can emit light with low orientation from the first surface F1 to the outside, thereby obtaining a unique illumination effect.
  • the interface reflection of light in the planar optical element 1 can be reduced, and the light extraction efficiency from the first surface F1 can be improved.
  • the light incident from the outside on the second surface F2 side toward the second surface F2 is reflected by the light reflection variable unit 202 and thus does not pass through the planar optical element 1. Therefore, the planar optical element 1 can shield light incident from the outside toward the second surface F2.
  • the planar light emitting unit 6 does not emit light
  • the light scattering variable unit 201 does not have light scattering property
  • the light reflection variable unit 202 has light reflecting property. Without being transparent.
  • light incident on the first surface F1 from the outside on the first surface F1 side passes through the planar optical element 1 without being scattered and exits from the second surface F2 to the outside.
  • Light incident on the second surface F2 from the outside passes through the planar optical element 1 without being reflected and exits from the first surface F1 to the outside.
  • the planar optical element 1 is in a transparent state, and for example, it is possible to perform daylighting from the outside to the inside in the same manner as a general transparent window.
  • planar optical element 1 further includes the light absorption variable unit 203 as in the third embodiment
  • the planar optical element 1 is shown in the above diagram as long as the light absorption variable unit 203 is not light-absorbing. The operation is similar to that shown in FIGS. 7A to 7G.
  • the light absorption variable portion 203 If the light absorption variable portion 203 is in a state having light absorption, a part or all of the light incident on the second surface F2 from the outside on the second surface F2 side is absorbed by the light absorption variable portion 203. The deterioration of the optical element 1 due to light is suppressed. Moreover, the ultraviolet-ray cutting effect which suppresses the penetration
  • the second surface F2 side is provided. A part or all of the light incident on the second surface F ⁇ b> 2 from the outside can be absorbed by the light absorption variable unit 203 before reaching the light reflection variable unit 202. For this reason, it can suppress that the light which injected into the 2nd surface F2 from the exterior of the 2nd surface F2 side is reflected by the planar optical element 1, and radiate
  • the light absorption variable unit 203 in the state where the planar light emitting unit 6 emits light and the light reflection variable unit 202 does not have light reflectivity, the light absorption variable unit 203 has the light absorption property. If it is in the state which has, it will be able to make the light absorption variable part 203 absorb a part or all of the light which injects into the 2nd surface F2 from the outdoors by the side of the 2nd surface F2, and goes to the 1st surface F1. For this reason, the contrast of the light emitted from the planar light emitting portion 6 and emitted from the first surface F1 to the outside can be increased.
  • the planar optical element 1 can exhibit a light shielding effect.
  • the light absorption variable unit 203 adjusts the light passing through the light absorption variable unit 203 to variously change the light emitted from the planar optical element 1. Can also be given.
  • the planar optical element 1 can be variously changed by switching the degree of optical characteristics of the optical function unit 2 in the planar optical element 1 or by further switching on and off the light emission of the planar light emitting unit 6. An optical state can be taken.
  • the planar optical element 1 can be applied to various uses that can utilize such an optical state.
  • planar optical element 1 can take various optical states as described above, it has various functions such as a light transmitting function, a light shielding function, a mirror function, a privacy protection function, and a lighting function. Can do. For this reason, the planar optical element 1 can be used as a multifunctional lighting device, building material, window, or the like.
  • the planar optical element 1 can constitute a window that can be switched to a plurality of optically different states. Such a window can be called an active window. Such windows are highly useful.
  • the window composed of the planar optical element 1 can be used for both the inner window and the outer window.
  • a window whose transparency can be changed is suitable for a luxury automobile.
  • the planar optical element 1 can also be used as a building material.
  • building materials include wall materials, partitions, and signage.
  • the signage may be a so-called lighting advertisement.
  • the wall material may be for the outer wall or for the inner wall.
  • the planar optical element 1 may include only one optical function unit 2 or may include four or more optical function units 2.
  • the planar optical element 1 may not include the planar light emitting unit 6.
  • one of the first optical function unit 21 and the second optical function unit 22 may be the light absorption variable unit 203.
  • the planar optical element 1 is divided into two divided bodies, a first divided body 11 and a second divided body 12 arranged in the second direction D2. May be divided into three or more divided bodies arranged in the second direction D2. That is, for example, the planar optical element 1 may include the first divided body 11, the second divided body 12, and the third divided body arranged in the second direction D2.
  • the embodiment can be realized by arbitrarily combining the components and functions in each embodiment without departing from the scope of the present invention, or a form obtained by subjecting each embodiment to various modifications conceived by those skilled in the art. Forms are also included in the present invention.

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Abstract

 面状光学素子(1)は、第一方向(D1)に沿って対向し合う二つの電極(3)と、二つの電極(3)間に介在し、電極(3)間に印加される電圧の変化に応じて光散乱性、光反射性及び光吸収性から選択される光学特性の程度が変化する光学機能層(4)とを具備する光学機能部(2)を備える。二つの電極(3)の間隔は、第一方向(D1)と直交するする第二方向(D2)に向かって小さくなっている。

Description

面状光学素子、照明装置及び建材
 本発明は、面状光学素子、並びにこの面状光学素子を備える照明装置及び建材に関し、例えば、光散乱性、光反射性、光吸収性等の光学特性の程度を変更可能な面状光学素子、並びにこの面状光学素子を備える照明装置及び建材に関する。
 従来、調光ガラスなどのように、光学特性を調整可能な部材が知られている。例えば特許文献1には、調光ガラス窓が二枚のガラス板の間の微小隙間に封入された液晶と、透明電極とを備え、透明電極に所定の電圧が印加されると電圧印加部分の液晶の光学特性が変化することでその部分の光透過度が変化することが、開示されている。
特開平8-184273号公報
 しかし、電圧印加によって光学特性を変化させるにあたり、温度が変化すると光学特性の変化の応答性が変動してしまう。これは、電圧印加によって光学特性が変化する材料は、温度が低下する程、電圧印加に対する応答性が低くなるためである。例えば特許文献1のように調光ガラス窓における液晶の光学特性を電圧印加により変化させる場合は、温度が低下すると電圧印加に応じて液晶分子が拡散する性能が低下するため、電圧の値が同じであっても、温度によって調光ガラス窓の光学特性が変化してしまう。このため、調光ガラス窓に温度ムラがあれば調光ガラス窓の光学特性にもムラが生じ、外観ムラを引き起こしてしまう。特に寒冷地においては窓ガラスなどに天井側から床面側に向けて温度が低下する温度変化が生じやすく、その場合は調光ガラス窓に外観ムラが生じやすい。
 本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、電圧の印加によって光学的な状態を変更可能であり、且つ温度変化が存在する環境中で外観ムラが生じにくい面状光学素子、並びにこの面状光学素子を備える照明装置及び建材を提供することを目的とする。
 本発明の一態様に係る面状光学素子は、第一方向に沿って対向し合う二つの第一電極と、前記二つの第一電極間に介在し、前記二つの第一電極間に印加される電圧の変化に応じて光散乱性、光反射性及び光吸収性から選択される光学特性の程度が変化する第一光学機能層とを備える第一光学機能部を備え、前記二つの第一電極の間隔は、前記第一方向と直交するする第二方向に向かって小さくなっている。
 本発明の一態様に係る照明装置は、前記面状光学素子を備える。
 本発明の一態様に係る建材は、前記面状光学素子を備える。
 本発明によれば、温度変化が存在する環境中で、第二方向と環境中の温度が低下する方向とが一致するように面状光学素子を配置すると、電極間に印加される電圧の変化に対する光学機能層の光学特性の変化の応答性にムラが生じることが抑制されることで、面状光学素子の外観ムラが抑制される。
図1は、本発明の第一実施形態に係る面状光学素子を示す正面図である。 図2は、本発明の第一実施形態に係る面状光学素子を示す、図1のA-A断面図である。 図3は、本発明の第一実施形態に係る面状光学素子を示す、図1のB-B断面図である。 図4Aは、本発明の第一実施形態に係る面状光学素子の第一変形例を示す一部の断面図である。 図4Bは、本発明の第一実施形態に係る面状光学素子の第二変形例を示す一部の断面図である。 図5は、本発明の第二実施形態に係る面状光学素子を示す断面図である。 図6は、本発明の第三実施形態に係る面状光学素子を示す断面図である。 図7Aは、本発明の第一実施形態又は第二実施形態に係る面状光学素子の動作を示す模式図である。 図7Bは、本発明の第一実施形態又は第二実施形態に係る面状光学素子の動作を示す模式図である。 図7Cは、本発明の第一実施形態又は第二実施形態に係る面状光学素子の動作を示す模式図である。 図7Dは、本発明の第一実施形態又は第二実施形態に係る面状光学素子の動作を示す模式図である。 図7Eは、本発明の第一実施形態又は第二実施形態に係る面状光学素子の動作を示す模式図である。 図7Fは、本発明の第一実施形態又は第二実施形態に係る面状光学素子の動作を示す模式図である。 図7Gは、本発明の第一実施形態又は第二実施形態に係る面状光学素子の動作を示す模式図である。
 以下では、本発明の実施の形態に係る面状光学素子、照明装置及び建材について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
 また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。
 以下、本発明の実施の形態について説明する(図1~図3参照)。
 面状光学素子1は、光学機能部2を備える。光学機能部2は、第一方向D1に沿って対向し合う二つの電極3と、二つの電極3間に介在する光学機能層4とを備える。光学機能層4は、電極3間に印加される電圧の変化に応じて光散乱性、光反射性及び光吸収性から選択される光学特性の程度が変化するように構成されている。二つの電極3の間隔は、第一方向D1と直交する第二方向D2に向かって小さくなっている。
 このように面状光学素子1が構成されると、電極3間に印加される電圧の変化に対する光学機能層4の光学特性の程度が変化の応答性は、第二方向D2に向かう程向上する。このため温度変化が存在する環境中で第二方向D2と環境中の温度が低下する方向とが一致するように面状光学素子1が配置されると、温度低下に伴う光学機能層4の応答性の低下が、電極3の間隔が小さくなることによる光学機能層4の応答性の向上で相殺される。これにより、光学機能層4の応答性のムラが抑制される。このため第一光学機能層41における光学特性のムラが抑制され、この結果、面状光学素子1の外観ムラが抑制される。
 面状光学素子1は、複数の光学機能部2を備えてもよい。この場合、複数の光学機能部2のうちの1つ以上の光学機能部2が、第一方向D1に沿って対向し合う二つの電極3と電極3間に介在する光学機能層4とを備え、二つの電極3の間隔は第一方向D1と直交する第二方向D2に向かって小さくなっていてもよい。
 例えば面状光学素子1は、第一方向D1に沿って並ぶ第一光学機能部21と第二光学機能部22とを備えてもよい。この場合、第一光学機能部21は、第一方向D1に沿って対向し合う二つの電極3(第一電極31)と、二つの第一電極31間に介在する光学機能層4(第一光学機能層41)とを備える。二つの第一電極31の間隔は、第一方向D1と直交する第二方向D2に向かって小さくなっている。第二光学機能部22は、第一方向D1に沿って対向し合う二つの電極3(第二電極32)と、第二電極32間に介在する光学機能層4(第二光学機能層42)とを備え、第二電極32の間隔は第一方向D1と直交する第二方向D2に向かって小さくなってもよい。
 勿論、面状光学素子1は、三つ以上の複数の光学機能部2を備えてもよい。すなわち、例えば面状光学素子1は、第一方向D1に沿って並ぶ第一光学機能部21、第二光学機能部22及び第三光学機能部23を備えてもよい(図6参照)。
 面状光学素子1が複数の光学機能部2を備えると、面状光学素子1は種々の光学的な状態をとりえるため、面状光学素子1の有用性が高くなる。
 光学機能部2における二つの電極3の間隔が第二方向D2に向かって小さくなっている場合、この二つの電極3の間隔は、第二方向D2に向かって段階的に小さくなっていてもよい。
 尚、二つの電極3の間隔は、第二方向D2に向かって無段階に連続的に小さくなっていてもよい。
 面状光学素子1は、第二方向D2に並ぶ第一分割体11及び第二分割体12に分割されていてもよい。光学機能部2における二つの電極3の間隔が第二方向D2に向かって小さくなっている場合、二つの電極3は、第一分割体11と第二分割体12との境界で分断され、第一分割体11と第二分割体12とで、電極3の間隔が異なっていてもよい。
 第一分割体11及び第二分割体12の各々は、二つの電極3の各々に電気的に接続している接続端子5を備えてもよい。第一分割体11における接続端子5は第一分割体11の外周部における第二分割体12に臨む部分以外の部分に設けられてもよい。第二分割体12における接続端子5は第二分割体12の外周部における第一分割体11に臨む部分以外の部分に設けられてもよい。
 この場合、第一分割体11と第二分割体12との境界近傍には接続端子5及び接続端子5に接続される配線101のためのスペースを設ける必要がなくなり、このようなスペースが光学機能部2の光学的機能を阻害することが抑制される。
 面状光学素子1は、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子)で構成される面状発光部6を備えてもよい。この場合、面状光学素子1がとりえる光学的な状態が更に多様化し、面状光学素子1の有用性が更に向上する。
 以下、本発明の、より具体的な実施形態について説明する。
 第一実施形態に係る面状光学素子1を図1乃至図3に示す。この面状光学素子1は、二つの光学機能部2と、面状発光部6とを備える。二つの光学機能部2は、第一光学機能部21及び第二光学機能部22を含む。
 第一実施形態では、図2及び図3に示すように、面状光学素子1は、第一面F1と、この第一面F1とは反対側にある第二面F2とを備え、第一面F1と第二面F2とは第一方向D1に沿って並んでいる。第一面F1と第二面F2との間に、第一光学機能部21、面状発光部6及び第二光学機能部22がある。第一光学機能部21、面状発光部6及び第二光学機能部22は、この順番に第一面F1側から第二面F2側に向かって並んでいる。
 第一実施形態における面状光学素子1は、面状発光部6を備えることで、面状に発光することができる。面状光学素子1が発光する場合の発光面は第一面F1と第二面F2のうちの一方又は両方である。発光面は平面及び曲面を含んでもよい。発光面は平面のみで構成されていてもよく、曲面のみで構成されていてもよい。例えば、発光面は円弧状の面でもよい。発光面は平面と曲面との両方を含んでいてもよい。
 第一実施形態では、面状光学素子1は複数の基板7を備える。複数の基板7はいずれも光透過性を有する。基板7は、例えば面状光学素子1における光学機能部2又は面状発光部6を支持し、或いは光学機能部2又は面状発光部6を封止する。
 複数の基板7は、面状光学素子1の第一方向D1に沿った両端にそれぞれ配置される二つの基板71,72を含み、この二つの基板71,72の間に、光学機能部2及び面状発光部6が配置されている。第一実施形態では、複数の基板7は第一方向D1に間隔をあけて並んでいる。第一光学機能部21、面状発光部6及び第二光学機能部22の各々は、隣り合う二つの基板7の間に配置されている。すなわち、第一面F1から第二面F2に向かって、第一面F1を備える基板71、第一光学機能部21、基板73、面状発光部6、基板74、第二光学機能部22、第二面F2を備える基板72が、この順に並んでいる。これにより、光学機能部2及び面状発光部6が、基板7で保護される。
 基板7は、例えばガラス基板、樹脂基板などから構成される。基板7をガラス基板で構成した場合、ガラスは透明性が高いため、基板7が光学機能部2及び面状発光部6の光学的機能を阻害しにくくなる。また、ガラスは水分の透過性が低いので、隣り合う基板7間に水分が浸入することが抑制される。基板7として薄膜ガラスを用いることができる。その場合、高透明性と高防湿性を有し、かつ、フレキシブルな面状光学素子1を得ることが可能である。また、基板7として樹脂基板を用いた場合、樹脂は破断しにくいために、面状光学素子1が破壊されても破片等の飛散が抑制され、安全な面状光学素子1を得ることができる。また、樹脂基板を用いた場合、フレキシブルな面状光学素子1を得ることが可能である。さらに、樹脂の屈折率が面状発光部6及び光学機能部2と同等である場合に、基板7と面状発光部6又は光学機能部2との界面での光の反射を抑制することができるため、面状光学素子1の透明性を向上させることができる。
 複数の基板7のうち、面状光学素子1の両端に配置される二つの基板71,72はガラス基板であってもよい。複数の基板7の全てが、ガラス基板であってもよい。複数の基板7のうち、面状光学素子1の両端に配置される二つの基板71,72の間に配置される基板73,74の一つ以上が、樹脂基板であってもよい。その場合、面状光学素子1が破壊されても破片等の飛散を抑制することができ、安全な面状光学素子1を得ることができる。基板7の表面は防汚材料によって被覆されていてもよい。その場合、基板7の表面の汚染を低減することができる。防汚材料の被覆は、外側に配置される基板7の外部側表面に行われていてもよい。基板7は紫外線反射材料又は紫外線吸収材料によって被覆されていてもよい。その場合、面状光学素子1を構成する材料の劣化を防ぐことができる。また、基板7が樹脂基板である場合、その表面が防湿材料によって被覆されていてもよい。その場合、基板7の封止性能を高めることができる。
 第一実施形態では、第一光学機能部21と面状発光部6との間にある基板73は、第一光学機能部21を支持又は封止し、かつ、面状発光部6を支持又は封止している。面状発光部6と第二光学機能部22との間にある基板74は、面状発光部6を支持又は封止し、かつ、第二光学機能部22を支持又は封止している。このように、基板7が光学機能部2及び面状発光部6のうち隣り合う二つの要素を支持又は封止すると、隣り合う二つの要素の間に層状の空隙が形成されないようにすることができる。空隙がないと、面状光学素子1内における光の反射又は屈折が生じる界面の数を減らすことができるため、面状発光部6から面状光学素子1の外部へ光をより多く取り出すことができる。また、空隙が存在すると光の干渉によって光取り出し性が低下する場合があるが、空隙がないと光の干渉を抑制して、光取り出し性を向上させることができる。尚、面状発光素子1内の隣り合う二つの要素間にある基板7は、第一方向D1に分割されていてもよい。例えば、第一光学機能部21と面状発光部6との間にある基板73は、第一光学機能部21を支持又は封止する部材と面状発光部6を支持又は封止する部材とに分割されていてもよい。その場合、第一光学機能部21の形成と、面状発光部6の形成とを独立して行うことが可能になるため、製造上有利になり得る。これ以外の二つの要素間にある基板7についても同様である。
 光学機能部2の各々は、第一方向D1に沿って対向し合う二つの電極3と、二つの電極3の間に介在する光学機能層4とを備える。光学機能層4は、電極3間に印加される電圧の変化に応じて光散乱性、光反射性及び光吸収性から選択される光学特性の程度が変化するように構成されている。第一実施形態では、第一光学機能部21は、第一方向D1に沿って対向し合う二つの第一電極31と、第一電極31間に介在する第一光学機能層41とを備える。また、第二光学機能部22は、第一方向D1に沿って対向し合う二つの第二電極32と、第二電極32間に介在する第二光学機能層42とを備える。第一実施形態における第一光学機能部21は、例えば第一電極31間に印加される電圧の変化に応じて光散乱性の程度が変化する第一光学機能層41(光散乱可変層401)を備える光散乱可変部201である。また、第一実施形態における第二光学機能部22は、例えば第二電極32間に印加される電圧の変化に応じて光反射性の程度が変化する第二光学機能層42(光反射可変層402)を備える光反射可変部202である。
 また、面状発光部6は、第一方向D1に沿って対向し合う二つの電極8と、この二つの電極8間に介在する有機発光層9とを備える。有機発光層9は、電極8間に電圧が印加されると有機エレクトロルミネッセンスにより発光するように構成されている。
 光学機能部2における電極3及び面状発光部6における電極8は、いずれも光透過性を有する。これらの電極3,8は、面状光学素子1を駆動させるために設けられている。いずれの電極3,8も光透過性を有するため、電極3,8は、光学機能部2及び面状発光部6の光学的な機能を阻害しない。
 電極3,8は、例えば透明な導電層で構成される。電極3,8の材料としては、透明金属酸化物、導電性粒子含有樹脂、金属薄膜などが挙げられる。電極3,8の材料の具体例として、ITO、IZOなどの透明金属酸化物が挙げられる。例えば面状発光部6は、透明金属酸化物製の電極8を備えてもよい。電極3,8は、銀ナノワイヤを含有する層でもよく、銀薄膜などの透明金属層であってもよい。電極3,8は、透明金属酸化物の層と金属層との積層物であってもよい。電極3,8は、透明導電層と補助配線とを備えてもよい。電極3,8は遮熱効果を有していてもよく、それにより、面状光学素子1に断熱性が付与される。
 第一実施形態では、図1及び図2に示すように、面状光学素子1は、第二方向D2に沿って並ぶ第一分割体11及び第二分割体12に分割されている。これによって、面状光学素子1を構成する光学機能部2、面状発光部6及び基板7も、第一分割体11と第二分割体12との境界で分割されている。光学機能部2を構成する電極3及び光学機能層4と、面状発光部6を構成する電極8及び有機発光層9も、第一分割体11と第二分割体12との境界で分割されている。
 第一分割体11と第二分割体12の各々の外周部では、隣り合う基板7同士の間にシール材13が介在している。このため、隣り合う基板7同士の間の隙間がシール材13で封止されている。第一分割体11の外周部における第二分割体12に臨む部分は、シール材13のみで封止されている。第一分割体11の外周部における第二分割体12に臨む部分以外の部分は、シール材13と絶縁性コーキング材14とで封止されている。絶縁性コーキング材14は、シール材13よりも外側に配置される。また、第二分割体12の外周部における第一分割体11に臨む部分は、シール材13のみで封止されている。第二分割体12の外周部における第一分割体11に臨む部分以外の部分は、シール材13と絶縁性コーキング材14とで封止されている。絶縁性コーキング材14は、シール材13よりも外側に配置される。
 シール材13の材料の具体例としては、協立化学産業株式会社製の商品名ワールドロック780、株式会社スリーボンド製の品番TB3027BなどのUV硬化樹脂が挙げられるが、これに限らず耐湿性のよいものであれば限定されない。また絶縁性コーキング材14の材料の具体例としては、東レチオコール株式会社製の商品名トプコールS及びトプコールLM、コニシ株式会社製の商品名ボンドPSシールなどの、市販のポリサルファイド系シーリング材及びポリサルファイド系弾性接着剤が挙げられるが、これに限定されるものではない。
 第一実施形態では、図2に示すように、第一光学機能部21における二つの第一電極31の間隔が、第一分割体11と第二分割体12とで異なっている。具体的には、第二分割体12では第一分割体11よりも第一電極31の厚みが厚く、それに伴って第二分割体12では第一分割体11よりも第一電極31間の間隔が小さくなっている。これにより、第一実施形態では第一電極31の間隔は第二方向D2に向かって段階的に小さくなっており、この第一電極31の間隔の変化は第一分割体11と第二分割体12との境界で生じている。
 図1及び図3に示すように、第一分割体11は、第一光学機能部21における二つの第一電極31の各々に電気的に接続する接続端子5、第二光学機能部22における二つの第二電極32の各々に電気的に接続する接続端子5、及び面状発光部6における二つの電極3の各々に電気的に接続する接続端子5を備える。これらの接続端子5は、第一分割体11の外周部における第二分割体12に臨む部分以外の部分に設けられている。具体的には、これらの接続端子5の各々は、第一分割体11の、第三方向D3の端部に設けられている。尚、第三方向D3は、第一方向D1及び第二方向D2に直交する方向である。各接続端子5は、電極3から第一分割体11の端部に向けて突出し、第一分割体11の端部において絶縁性コーキング材14に埋まっている。
 第二分割体12も、第一光学機能部21における二つの第一電極31の各々に電気的に接続する接続端子5、第二光学機能部22における二つの第二電極32の各々に電気的に接続する接続端子5、及び面状発光部6における二つの電極3の各々に電気的に接続する接続端子5を備える。これらの接続端子5は、第二分割体12の外周部における第一分割体11に臨む部分以外の部分に設けられている。具体的には、これらの接続端子5の各々は、第一分割体11の、第三方向D3の端部に設けられている。各接続端子5は、電極3から第二分割体12の端部に向けて突出し、第二分割体12の端部において絶縁性コーキング材14と重なっている。
 第一実施形態に係る面状光学素子1は、後述するように、照明器具、建材、窓等の種々の用途に適用できる。第一実施形態に係る面状光学素子1が使用される場合、第二方向D2と、面状光学素子1が設置される環境中の温度が低下する方向とが一致するように、面状光学素子1が設置される。例えば、面状光学素子1が寒冷地における建築物の窓として用いられる場合、上側(天井側)から下側(床面側)に向けて温度が低下する温度変化が生じやすい。この場合は、第一分割体11が第二分割体12よりも上側に配置されるように、第一分割体11と第二分割体12とを上下に並べて設置される。この場合、第二方向D2は鉛直下方向と一致し、第一光学機能部21における二つの第一電極31の間隔は、下方に向かって小さくなる。
 尚、面状光学素子1を設置する際は、必要に応じ、面状光学素子1にその外周を囲む適宜のフレーム材を取り付けた状態で、面状光学素子1を設置してもよい。
 面状光学素子1が設置された状態で、第一分割体11において、図3に示すように第一光学機能部21における接続端子5、第二光学機能部22における接続端子5、及び面状光学素子1における接続端子5の各々に、電源10が接続される。例えば電源10に接続されている配線101の端部が、第一分割体11及び第二分割体12の各々の第三方向D3の端部において絶縁性コーキング材14に埋め込まれて、接続端子5に接続される。これにより、第一光学機能部21における二つの第一電極31間に接続端子5及び配線101を介して電源10が接続され、電源10から第一電極31間に電圧を印加可能となる。また、第二光学機能部22における二つの第二電極32間にも接続端子5及び配線101を介して電源10が接続され、電源10から第二電極32間に電圧を印加可能となる。また、面状発光部6における二つの電極3間にも接続端子5及び配線101を介して電源10が接続され、電源10から電極3間に電圧を印加可能となる。
 第二分割体12においても、第一分割体11の場合と同様に、第一光学機能部21における接続端子5、第二光学機能部22における接続端子5、及び面状光学素子1における接続端子5の各々に、電源10が接続される。
 このように設置された面状光学素子1の第一光学機能部21における第一電極31間に電源10から電圧が印加されると、電圧の変化に応じて第一光学機能層41の光学特性の程度が変化する。また、第二光学機能部22における第二電極32間に電源10から電圧が印加されると、電圧の変化に応じて第二光学機能層42の光学特性の程度が変化する。また、面状発光部6における電極3間に電源10から電圧が印加されると、面状発光部6が発光し、電圧の印加が停止されると面状発光部6の発光が停止する。これにより、面状光学素子1の光学的な状態が種々切り替えられる。
 この面状光学素子1が設置される環境中では第二方向D2に向かうほど温度が低いため、第一光学機能部21における第一光学機能層41の温度も、第二方向D2に向かうほど温度が低くなる。このため、電圧の変化に対する第一光学機能層41の光学特性の変化の応答性は、通常であれば第二方向D2に向かうほど悪くなる。しかし、第一実施形態では第一電極31の間隔が第二方向D2に向かって小さくなっているため、第一光学機能層41の温度が均一であれば第一光学機能層41の応答性は第二方向D2に向かうほど向上する。このため、温度の低下に伴う第一光学機能層41の応答性の低下を、第一電極31の間隔が小さくなることによる第一光学機能層41の応答性の向上で相殺することができる。これにより、温度変化がある環境下における面状光学素子1における第一光学機能層41の応答性のムラが抑制される。このため第一光学機能層41における光学特性のムラが抑制され、面状光学素子1の外観ムラが抑制される。
 また、第一実施形態では、第一分割体11における接続端子5及び第二分割体12における接続端子5は、いずれも面状光学素子1の外周部に配置される。このため、第一分割体11と第二分割体12との境界近傍には、接続端子5は配置されず、接続端子5に接続される配線101も配置されない。このため、第一分割体11と第二分割体12との境界近傍には接続端子5及び配線101のためのスペースを設ける必要がなくなり、このようなスペースが光学機能部2及び面状発光部6の光学的機能を阻害することが抑制される。
 第一実施形態では上述のように面状光学素子1が第一分割体11と第二分割体12とに分割されているが、面状光学素子1は分割されていなくてもよい。この場合、例えば図4Aに示すように、第一電極31が分断されることなく、第一電極31間の間隔が第二方向D2に段階的に向かって小さくなっていてもよい。また、図4Bに示すように、第一電極31が分断されることなく、第一電極31間の間隔が第二方向D2に向かって無段階に連続的に小さくなっていてもよい。
 また、面状光学素子1が分割されていない場合に、第一光学機能部21は、第一電極31間の間隔に段階的な変化が生じている箇所で分割されていてもよい。
 第一電極31間の間隔の変化の程度は、第一光学機能部21を構成する材料、面状光学素子1が配置される環境に存在する温度変化などを鑑みて、適宜設定される。例えば第一電極31間の間隔が最も大きい箇所における間隔の値に対する、第一電極31間の間隔が最も小さい箇所における間隔の値の比の値は、1/6~1/2の範囲内である。
 第一実施形態では第二光学機能部22における第二電極32間の間隔に変化はないが、第二電極32間の間隔も、第一電極31と同様に変化していてもよい。第二電極32間の間隔に変化がある場合の実施形態として、図5に、第二実施形態を示す。
 第二実施形態に係る面状光学素子1は、第二光学機能部22における第二電極32間の間隔が変化している以外は、第一実施形態と同じ構成を有する。このため、第一実施形態と共通する構成については、図5に第一実施形態の場合と同じ符号を付してその説明を省略する。
 第二実施形態では、第二光学機能部22における二つの第二電極32の間隔が、第一電極31の場合と同様に第一分割体11と第二分割体12とで異なっている。具体的には、第二分割体12では第一分割体11よりも第二電極32の厚みが厚く、それに伴って第二分割体12では第一分割体11よりも第二電極32間の間隔が小さくなっている。これにより、第二実施形態では第二電極32の間隔は第二方向D2に向かって段階的に小さくなっており、この第二電極32の間隔の変化は第一分割体11と第二分割体12との境界で生じている。
 第二電極32間の間隔が最も大きい箇所における間隔の値に対する、第二電極32間の間隔が最も小さい箇所における間隔の値の比の値は、例えば1/6~1/2の範囲内である。
 第二実施形態では、温度変化がある環境下における面状光学素子1における第一光学機能層41の応答性のムラが抑制され、かつ、第二光学機能層42の応答性のムラも抑制される。つまり、第一光学機能層41における光学特性のムラが抑制され、かつ、第二光学機能層42における光学特性のムラも抑制される。この結果、面状光学素子1の外観ムラが更に抑制される。
 図6に、本発明の第三実施形態を示す。第三実施形態では、第一実施形態において、面状光学素子1が第三光学機能部23を備える。すなわち、面状光学素子1は三つの光学機能部2と面状発光部6とを備え、三つの光学機能部2は第一光学機能部21、第二光学機能部22及び第三光学機能部23を含む。
 第三実施形態に係る面状光学素子1は、第三光学機能部23を備える以外は、第一実施形態と同じ構成を有する。このため、第一実施形態と共通する構成については、図6に第一実施形態の場合と同じ符号を付してその説明を省略する。
 第三光学機能部23は、第一方向D1に沿って対向し合う二つの第三電極33と、第三電極33間に介在する第三光学機能層43とを備える。第三実施形態における第三光学機能部23は、例えば第三電極33間に印加される電圧の変化に応じて光吸収性の程度が変化する第三光学機能層43(光吸収可変層403)を備える光吸収可変部203である。
 第三実施形態では、第一面F1から第二面F2に向かって、第一面F1を備える基板71、第一光学機能部21、基板73、面状発光部6、基板74、第二光学機能部22、基板75、第三光学機能部23、第二面F2を備える基板72が、この順に並んでいる。
 第三実施形態でも、第一実施形態と同様に、温度変化がある環境下における面状光学素子1における第一光学機能層41の応答性のムラが抑制されることで、第一光学機能層41における光学特性のムラが抑制される。その結果、面状光学素子1の外観ムラが更に抑制される。
 第三実施形態において、第二光学機能部22における第二電極32間の間隔及び第三光学機能部23における第三電極33間の間隔のうち一方又は双方も、第一電極31と同様に第二方向D2に向かって小さくなるように変化していてもよい。この場合、面状光学素子1の外観ムラが更に抑制される。
 光学機能部2及び面状発光部6の構成について、更に詳しく説明する。
 上述の通り、第一乃至第三実施形態における第一光学機能部21は、例えば光散乱可変部201である。光散乱可変部201は、第一方向D1に沿って対向し合う二つの電極3(第一乃至第三実施形態においては第一電極31)と、光学機能層4(第一乃至第三実施形態においては第一光学機能層41)としての光散乱可変層401とを備える。光散乱可変層401は、二つの電極3間に介在し、電極3間に印加される電圧の変化に応じて光散乱性の程度が変化する。
 光散乱可変部201における電極3は光透過性を有するため、この電極3は光散乱可変部201への光の入射及び光散乱可変部201からの光の出射を阻害せず、光散乱部の光を散乱させる機能も阻害しない。このため、光散乱可変部201は、面状光学素子1内で光散乱可変部201を通過する光を散乱させることができる。
 例えば、光散乱可変層401の状態は、電極3間に印加される電圧の変化に応じて、高散乱状態と低散乱状態とに切り替えられる。光散乱可変層401の状態は、更に中散乱状態に切り替えられてもよい。高散乱状態とは光散乱性の程度が低散乱状態よりも高い状態であり、低散乱状態とは光散乱性の程度が高散乱状態よりも低く或いは光散乱性が無い状態である。中散乱状態とは、光散乱性の程度が低散乱状態よりも高く、高散乱状態よりも低い状態である。
 高散乱状態は、例えば、光散乱可変層401に入射した光が散乱されてこの光の進行方向が種々の方向に変えられて光散乱可変層401から出射する状態である。高散乱状態にある光散乱可変層401を介して物体を視認した場合、例えば物体がぼやけて見える。高散乱状態は、半透明な状態であり得る。一方、低散乱状態は、例えば、光散乱可変層401に入射した光の進行方向がそのまま維持されて光散乱可変層401から出射する状態である。低散乱状態にある光散乱可変層401を介して物体を視認した場合、例えば物体が明瞭に視認できる。低散乱状態は、透明な状態であり得る。
 中散乱状態は、一つの状態のみを含んでもよいし、光散乱性の程度が異なる複数の状態を含んでもよい。中散乱状態が複数の状態を含むとは、光散乱可変層401の光散乱性の程度が、高散乱状態と低散乱状態との間で複数段階に切り替え可能であることを意味する。また、光散乱可変層401の光散乱性の程度が、高散乱状態と低散乱状態との間で連続的に無段階に切り替え可能であってもよい。光散乱可変層401が中散乱状態に切り替え可能である場合、面状光学素子1の光学的な状態を更に多様に切り替え可能となる。光散乱可変部201は、光散乱可変層401の中散乱状態を維持できるように構成されていてもよい。
 光散乱可変部201は、例えば可視光の少なくとも一部を散乱させるように構成される。光散乱可変部201は可視光の全部を散乱させるように構成されてもよい。面状光学素子1の用途によっては、光散乱可変部201は赤外線を散乱させるように構成されてもよく、紫外線を散乱させるように構成されてもよい。
 光散乱可変層401は、例えば光散乱可変部201に入射する光の散乱量と散乱方向の少なくともいずれか一方を変化させることが可能なように構成される。散乱量及び散乱方向の変化は、中散乱状態において行われるものであってもよい。散乱量が変化するとは、散乱の強さが変化することである。散乱方向が変化するとは、散乱する方向性が変化することである。散乱量及び散乱方向が変化すると、例えば、面状光学素子1を介して物体を視認したときに、物体の不明瞭性(ぼやけ方)の強さが変化する。そのため、面状光学素子1を通した物体の見え方を異ならせるようにしたり、面状発光部6の発光時に面状発光部6から発する光の配向性の制御を行ったりすることができる。
 光散乱可変層401が光散乱性を有する状態にあるとき、第一面F1側から光散乱可変層401へ光が入射する場合の光散乱性の程度よりも、第二面F2側から光散乱可変層401へ光が入射する場合の光散乱性の程度の方が高くてもよい。この場合、面状発光部6から発せられて光散乱可変部201へ入射する光を、より強く散乱させることができる。
 光散乱可変部201は、隣り合う基板7の間に配置されていることで封止され、光散乱可変層401の劣化が抑制される。第一実施形態では、光散乱可変部201は、基板71と基板73との間に配置されている。光散乱可変部201は、例えば光散乱可変部201を構成する複数の層を積層することで形成される。その際、形成基板上に複数の層を積層することを要する。形成基板は、光散乱可変部201の両側の二つの基板7のうち、いずれかでよい。二つの基板7のうち形成基板ではない基板7は、形成基板上の光散乱可変部201を封止する封止基板となる。
 光散乱可変部201における電極3に接続される電源10は、例えば交流電源である。電界の変化に応じて光散乱性の程度が変化する材料のなかには、電圧印加の開始時から時間がたつと、電圧印加時の光散乱性の程度が維持できなくなる材料が多く存在する。このため、電源10が直流電源であると光散乱可変部201の光散乱性の程度を一定に維持できない場合がある。しかし、交流電源は、極性を交互に逆転させながら電極3間に電圧を印加することができ、実質的に断続的に電圧を印加することが可能である。そのため、光散乱性の程度を一定に維持できる。電源10から電極3間に印加される電圧の波形は矩形波であってもよい。それにより、電極3間に印加される電圧の絶対値が一定になりやすくなるため、光散乱性の程度が安定しやすくなる。もちろん、電圧の波形はパルス波であってもよい。尚、中散乱状態は、電極3間に印加される電圧の値が適宜制御されることによって実現され得る。
 光散乱可変層401の材料は、電界変調によって分子配向が変化する材料であってもよい。このような材料として、例えば液晶材料が挙げられる。特に光散乱可変層401の材料は、高分子分散型液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal、略称PDLC)であってもよい。高分子分散型液晶中では液晶分子が高分子で保持されているため、高分子分散型液晶からは安定な光散乱可変層401が作製され得る。尚、光散乱可変層401の材料は、電界により光散乱性が変化する固体物質であってもよい。
 高分子分散型液晶は、例えば樹脂部と液晶部とを備える。樹脂部は高分子により形成される。樹脂部は光透過性を有してもよい。それにより、光散乱可変部201が光透過性を有するようにできる。樹脂部は、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂などにより形成され得る。液晶部は、電界の変化に応じて分子配向が変化する液晶から構成される。液晶部は、例えばネマチック液晶から構成される。高分子分散型液晶は、例えば樹脂部の中に複数の液晶部が点在する構造を有する。高分子分散型液晶は、樹脂部を海、液晶部を島とする海島構造を有してもよい。高分子分散型液晶は、樹脂部の中に網目状に不規則に連なった液晶部が存在している構造を有してもよい。高分子分散型液晶は、液晶部の中に樹脂部が点在している構造を有してもよい。高分子分散型液晶は、液晶部の中に網目状に不規則に連なった樹脂部が存在している構造を有してもよい。
 光散乱可変層401は、例えば電極3間に電圧が印加されない場合に高散乱状態となり、電圧が印加された場合に低散乱状態となる。光散乱可変層401が高分子分散型液晶から作製されると、光散乱可変層401はこのような特性を有し得る。これは、液晶の分子配向を電圧の印加によって揃えることが可能だからである。
 高分子分散型液晶からは、薄型でも高散乱状態における光散乱性の程度が高い光散乱可変層401を作製することができる。尚、光散乱可変層401は、電極3間に電圧が印加されない場合に低散乱状態となり、電圧が印加された場合に高散乱状態となってもよい。
 光散乱可変層401に電圧が印加されている時の光散乱可変層401の光散乱性の程度は、電圧が印加されなくなっても維持されてもよい。この場合、光散乱可変層401の状態を切り替える時のみに電圧を印加し、切り替えた後は電圧印加を停止すればよいので、省電力化が可能である。光散乱可変層401に印加される電圧を変化させて光散乱可変層401の光散乱性の程度を変化させる場合にヒステリシスが大きければ、すなわち記憶性(メモリ性)があれば、電圧が印加されなくなっても電圧印加時の光散乱性の程度が維持される。このため、例えば大きなヒステリシスが現れるような高分子分散型液晶から光散乱可変層401が作製されてもよい。電圧印加の停止時から光散乱性の程度が維持される時間は長い程よく、例えば1時間以上が好ましく、3時間以上がより好ましく、6時間以上がさらに好ましく、12時間以上がよりさらに好ましく、24時間以上がよりもっと好ましい。
 上述の通り、第一乃至第三実施形態における第二光学機能部22は、例えば光反射可変部202である。光反射可変部202は、第一方向D1に沿って対向し合う二つの電極3(第一実施形態においては第二電極32)と、光学機能層4(第一実施形態においては第二光学機能層42)としての光反射可変層402とを備える。光反射可変層402は、二つの電極3間に介在し、電極3間に印加される電圧の変化に応じて光反射性の程度が変化する。
 光反射可変部202における電極3は光透過性を有する。このため、電極3は光反射可変部202への光の入射及び光反射可変部202からの光の出射を阻害せず、光反射部の光を反射させる機能も阻害しない。このため、光反射可変部202は、面状光学素子1内で光反射可変部202に到達した光を反射させることができる。
 例えば、光反射可変層402の状態は、電極3間に印加される電圧の変化に応じて、高反射状態と低反射状態とに切り替えられる。光反射可変層402の状態は、更に中反射状態に切り替えられてもよい。高反射状態とは光反射性の程度が低反射状態よりも高い状態であり、低反射状態とは光反射性の程度が高反射状態よりも低く或いは光反射性が無い状態である。中反射状態とは、光反射性の程度が低反射状態よりも高く、高反射状態よりも低い状態である。
 高反射状態は、例えば、光反射可変層402に入射した光の進行方向が反転してこの光が入射側へ出射する状態である。例えば高反射状態にある光反射可変層402を介して物体を視認しようとしても、この物体は視認できない。高反射状態にある光反射可変層402は鏡の状態であり得る。光反射可変層402が光反射性を有する状態では、光反射可変部202は光を反射させる反射層として機能することができる。一方、低反射状態は、例えば、光反射可変層402に入射した光の進行方向がそのまま維持されて光反射可変層402から出射する状態である。低反射状態にある光反射可変層402を介して物体を視認した場合、例えば物体が明瞭に視認できる。低反射状態は、透明な状態であり得る。
 中反射状態は、一つの状態のみを含んでもよいし、光反射性の程度が異なる複数の状態を含んでもよい。中反射状態が複数の状態を含むとは、光反射可変層402の光反射性の程度が、高反射状態と低反射状態との間で複数段階に切り替え可能であることを意味する。また、光反射可変層402の光反射性の程度が、高反射状態と低反射状態との間で連続的に無段階に切り替え可能であってもよい。光反射可変層402が中反射状態に切り替え可能である場合、面状光学素子1の光学的な状態を更に多様に切り替えることが可能となる。光反射可変部202は、光反射可変層402の中反射状態を維持できるように構成されていてもよい。
 光反射可変部202は、例えば可視光の少なくとも一部を反射させるように構成される。光反射可変部202は可視光の全部を反射させるように構成されてもよい。面状光学素子1の用途によっては、光反射可変部202は赤外線を反射させるように構成されてもよく、紫外線を反射させるように構成されてもよい。光反射可変部202は、可視光、赤外線及び紫外線を全て反射させるように構成されてもよい。
 光反射可変部202は、反射スペクトルの波形を変化させることが可能なように構成されてもよい。反射スペクトルとは、光反射可変部202に入射した光が光反射可変層402で反射されて光反射可変部202から出射する場合の、光反射可変部202から出射する光のスペクトルである。反射スペクトルの波形を変化させることが可能であるとは、光反射可変層402が、反射スペクトルの波形が異なる複数の状態に切り替え可能であることを意味する。反射スペクトルの変化は、例えば光反射可変部202が中反射状態にあるときに達成されてもよい。すなわち、例えば高反射状態と中反射状態とで反射スペクトルの波形が異なっていてもよい。中反射状態が反射スペクトルの波形が異なる複数の状態を含んでもよい。
 反射スペクトルの変化は、例えば反射波長の変化によって達成される。例えば光反射可変層402が、青色光を特に強く反射させる状態とそうでない状態との間で切り替えられ、緑色光を特に強く反射させる状態とそうでない状態との間で切り替えられ、或いは赤色光を特に強く反射させる状態とそうでない状態との間で切り替えられる。これにより反射スペクトルの形状が変化する。反射スペクトルが変化すると、面状光学素子1から出射する光の色が変化する。そのため、面状光学素子1から出射する光を調色(すなわち出射する光の色を調整)することができる。
 光反射可変部202は、反射スペクトルの波形を変化させないように構成されてもよい。すなわち、光反射可変層402の状態が切り替えられることで光反射性の程度が変化しても、光反射可変部202から出射する光の強度が変化するだけで、反射スペクトルの波形は変化しなくてもよい。この場合、光反射可変部202における光反射性の程度を変化させることで、面状光学素子1から出射する光を調光(すなわち出射する光の明るさを調整)することができる。
 光反射可変層402が光反射性を有する状態にあるとき、第二面F2側から光反射可変層402へ光が入射する場合の光反射性の程度よりも、第一面F1側から光反射可変層402へ光が入射する場合の光反射性の程度の方が高くてもよい。この場合、面状発光部6から発せられて光反射可変部202へ入射する光をより強く反射させて第一面F1から面状光学素子1の外部へ出射させることができる。
 光反射可変部202は、隣り合う基板7の間に配置されていることで封止され、光反射可変層402の劣化が抑制される。第一実施形態では、光反射可変部202は、基板74と基板72との間に配置されている。光反射可変部202は、例えば光反射可変部202を構成する複数の層を積層することで形成される。その際、形成基板上に複数の層を積層することを要する。形成基板は、光反射可変部202の両側の二つの基板7のいずれかでよい。二つの基板7のうち形成基板ではない基板7は、形成基板上の光反射可変部202を封止する封止基板となる。
 光反射可変部202における電極3に接続される電源10は、例えば交流電源である。電界の変化に応じて光反射性の程度が変化する材料のなかには、電圧印加の開始時から時間がたつと、電圧印加時の光反射性の程度が維持できなくなる材料が多く存在する。このため、電源10が直流電源であると光反射可変部202の光反射性の程度を一定に維持できない場合がある。しかし、交流電源は、極性を交互に逆転させながら電極3間に電圧を印加することができ、実質的に断続的に電圧を印加することが可能である。そのため、光反射性の程度を一定に維持できる。交流電源から電極3間に印加される電圧の波形は矩形波であってもよい。それにより、電極3間に印加される電圧の絶対値が一定になりやすくなるため、光反射性の程度が安定しやすくなる。もちろん、電圧の波形はパルス波であってもよい。尚、中反射状態は、電極3間に印加される電圧の値が適宜制御されることによって実現され得る。
 光反射可変層402の材料は、電界変調によって分子配向が変化する材料であってもよい。このような材料として、例えば、ネマチック液晶、コレステリック液晶、強誘電性液晶、エレクトロクロミック材料などが挙げられる。コレステリック液晶は、螺旋構造を持つネマチック液晶であってもよい。ここでいう螺旋構造を持つネマチック液晶とは、例えばネマチック液晶にカイラル剤を加えて旋光性を付与することで得られた材料である。コレステリック液晶は、キラルネマチック液晶であってもよい。コレステリック液晶は、分子軸の配向方向の連続的な変化を有することで、巨視的な螺旋構造を有する。このためコレステリック液晶、螺旋の周期に対応した波長の光を反射させることができる。コレステリック液晶の螺旋の状態を電界によって変化させることにより、コレステリック液晶の光反射性の程度を変化させることが可能である。この現象を利用して、コレステリック液晶から作製される光反射可変層402の光反射性の程度を変化させることができる。また、エレクトロクロミック材料は、電圧が印加されると電気化学的可逆反応(電解酸化還元反応)によって色の変化が起こる。この現象を利用して、エレクトロクロミック材料から作製される光反射可変層402の光反射性の程度を変化させることができる。光反射可変層402の材料として、例えば、コレステリック液晶でもよい。
 光反射可変層402は、例えば電極3間に電圧が印加されない場合に高反射状態となり、電圧が印加された場合に低反射状態となる。光反射可変層402がコレステリック液晶から作製されると、光反射可変層402はこのような特性を有し得る。これは、液晶の分子配向を電圧の印加によって揃えることが可能だからである。例えばコレステリック液晶は電極3間に電圧が印加されない場合にはプレーナ配向状態となって特定の波長の光を反射し、電極3間に電圧が印加されるとフォーカルコニック配向状態となって光を透過させることができる。コレステリック液晶からは、薄型でも高反射状態における光反射性の程度が高い光反射可変層402を作製することができる。尚、光反射可変層402は、電極3間に電圧が印加されない場合に低反射状態となり、電圧が印加された場合に高反射状態となってもよい。
 光反射可変層402に電圧が印加されている時の光反射可変層402の光反射性の程度が、電圧が印加されなくなっても維持されてもよい。この場合、光反射可変層402の状態を切り替える時のみに電圧を印加し、切り替えた後は電圧印加を停止すればよいので、省電力化が可能である。光反射可変層402に印加される電圧を変化させて光反射可変層402の光反射性の程度を変化させる場合にヒステリシスが大きければ、すなわち記憶性(メモリ性)があれば、電圧が印加されなくなっても電圧印加時の光反射性の程度が維持される。このため、例えば大きなヒステリシスが現れるような液晶から光反射可変層402が作製されてもよい。電圧印加の停止時から光反射性の程度が維持される時間は長い程よく、例えば1時間以上が好ましく、3時間以上がより好ましく、6時間以上がさらに好ましく、12時間以上がよりさらに好ましく、24時間以上がよりもっと好ましい。
 上述の通り、第三実施形態における第三光学機能部23は、例えば光吸収可変部203である。光吸収可変部203は、第一方向D1に沿って対向し合う二つの電極3(第三実施形態では第三電極33)と、光学機能層4(第三実施形態では第三光学機能層43)としての光吸収可変層403とを備える。光吸収可変層403は、二つの電極3間に介在し、電極3間に印加される電圧の変化に応じて光吸収性の程度が変化する。
 光吸収可変部203における電極3は光透過性を有するため、この電極3は光吸収可変部203への光の入射及び光吸収可変部203からの光の出射を阻害せず、光吸収可変部203の光を吸収する機能も阻害しない。このため、光吸収可変部203は、面状光学素子1内で光吸収可変部203に到達した光を吸収することができる。
 例えば、光吸収可変層403の状態は、電極3間に印加される電圧の変化に応じて、高吸収状態と低吸収状態とに切り替えられる。光吸収可変層403の状態は、更に中吸収状態に切り替えられてもよい。高吸収状態とは光吸収性の程度が低吸収状態よりも高い状態であり、低吸収状態とは光吸収性の程度が高吸収状態よりも低く或いは光吸収性が無い状態である。中吸収状態とは、光吸収性の程度が低吸収状態よりも高く、高吸収状態よりも低い状態である。
 高吸収状態は、例えば第一面F1側と第二面F2側のうち一方から光吸収可変部203に入射した光が、光吸収可変層403に吸収されて他方へ出射しない状態である。高吸収状態は、例えば第一面F1側から光吸収可変層403を介して第二面F2側にある物体を視認しようとしても視認できず、第二面F2側から光吸収可変層403を介して第一面F1側にある物体を視認しようとしても視認できない状態であり得る。高吸収状態は、光吸収可変層403が不透明な状態であってもよい。高吸収状態では、光吸収可変層403の色が黒色であってもよい。光吸収可変層403が光吸収性を有する場合、光吸収可変部203は、光を吸収する吸収層として機能することができる。
 低吸収状態は、例えば第一面F1側と第二面F2側のうち一方から光吸収可変部203に入射した光が、光吸収可変層403に吸収されずにそのまま他方へ出射する状態である。高吸収状態は、例えば第一面F1側から光吸収可変層403を介して第二面F2側にある物体を明瞭に視認することができ、第二面F2側から光吸収可変層403を介して第一面F1側にある物体を明瞭に視認できる状態であり得る。
 中吸収状態は、一つの状態のみを含んでもよいし、光吸収性の程度が異なる複数の状態を含んでもよい。中吸収状態が複数の状態を含むとは、光吸収可変層403の光吸収性の程度が、高吸収状態と低吸収状態との間で複数段階に切り替え可能であることを意味する。また、光吸収可変層403の光吸収性の程度が、高吸収状態と低吸収状態との間で連続的に無段階に切り替え可能であってもよい。光吸収可変層403が中吸収状態に切り替え可能である場合、面状光学素子1の光学的な状態を更に多様に切り替えることが可能となる。光吸収可変部203は、光吸収可変層403の中吸収状態を維持できるように構成されてもよい。
 光吸収可変部203は、例えば可視光の少なくとも一部を吸収するように構成される。この場合、外部から第二面F2を通じて面状光学素子1へ入射する光の少なくとも一部を光吸収可変部203で吸収させることができるため、面状発光部6から発せられて第一面F1を通じて外部へ出射する光を鮮明化することができる。光吸収可変部203は可視光の全部を吸収するように構成されてもよい。この場合、面状発光部6から発せられて第一面F1を通じて外部へ出射する光を更に鮮明化することができる。光吸収可変部203は、赤外線を吸収するように構成されてもよい。この場合、面状光学素子1が遮熱効果を得ることができる。光吸収可変部203は紫外線を吸収するように構成されてもよい。この場合、面状光学素子1の紫外線による劣化を抑制することができる。また、面状光学素子1が紫外線遮蔽効果を得ることができ、例えば屋外から屋内への紫外線の侵入を面状光学素子1によって抑制することができる。光吸収可変部203が赤外線又は紫外線を吸収する場合、光吸収可変部203は光反射可変部202より第二面F2側に位置してもよい。この場合、赤外線又は紫外線が、面状発光部6、光反射可変部202及び光散乱可変部201を劣化させることを抑制することができる。光吸収可変部203は、可視光、紫外線及び赤外線のいずれか1つを吸収することが好ましく、これらのうちの2つを吸収することがより好ましく、これらの全てを吸収することがさらに好ましい。
 光吸収可変部203は、吸収スペクトルの波形を変化させることが可能なように構成されてもよい。ここでいう吸収スペクトルとは、光吸収可変部203に入射した光が光吸収可変層403を通過して光吸収可変部203から出射する場合の、光吸収可変部203から出射する光のスペクトルである。吸収スペクトルの波形を変化させることが可能であるとは、光吸収可変層403が、吸収スペクトルの波形が異なる複数の状態に切り替え可能であることを意味する。吸収スペクトルの変化は、例えば光吸収可変部203が中吸収状態にあるときに達成されてもよい。すなわち、例えば高吸収状態と中吸収状態とで吸収スペクトルの波形が異なっていてもよい。中吸収状態が吸収スペクトルの波形が異なる複数の状態を含んでもよい。
 吸収スペクトルの変化は、例えば吸収波長の変化によって達成される。例えば光吸収可変層403が、青色光を特に強く吸収する状態とそうでない状態との間で切り替えられ、緑色光を特に強く吸収する状態とそうでない状態との間で切り替えられ、或いは赤色光を特に強く吸収する状態とそうでない状態との間で切り替えられる。これにより、吸収スペクトルの形状が変化する。吸収スペクトルが変化すると、面状光学素子1から出射する光の色が変化する。そのため、面状光学素子1から出射する光を調色(すなわち出射する光の色を調整)することができる。
 光吸収可変層403が光吸収性を有する状態にあるとき、第一面F1側から光吸収可変層403へ光が入射する場合の光吸収性の程度よりも、第二面F2側から光吸収可変層403へ光が入射する場合の光吸収性の程度の方が高くてもよい。この場合、面状発光部6の劣化を特に効果的に抑制したり、紫外線が第一面F1から面状光学素子1の外部へ出射することを特に効果的に抑制したりすることができる。
 光吸収可変部203は、隣り合う基板7の間に配置されていることで封止され、光吸収可変層403の劣化が抑制される。第三実施形態では、光吸収可変部203は、基板72と基板75との間に配置されている。光吸収可変部203は、例えば光吸収可変部203を構成する複数の層を積層することで形成される。その際、形成基板上に複数の層を積層することを要する。形成基板は、光吸収可変部203の両側の二つの基板7のいずれかでよい。二つの基板7のうち形成基板ではない基板7は、形成基板上の光吸収可変部203を封止する封止基板となる。
 光吸収可変部203における電極3に接続されている電源10は交流電源であってもよいが、直流電源であってもよい。電界の変化に応じて光吸収性の程度が変化する材料は、一方向の電流により光吸収性が変化し得る。そのため、直流電源により、光吸収可変層403の安定した光吸収性を得ることができる。尚、中吸収状態は、電極3間に印加される電圧の値が適宜制御されることによって実現され得る。
 光吸収可変層403の材料は、電界変調によって光吸収性が変化する材料であってもよい。このような材料として、例えば酸化タングステンが挙げられる。
 光吸収可変層403は、例えば電極3間に電圧が印加されない場合に高吸収状態となり、電圧が印加された場合に低吸収状態となってもよい。光吸収可変層403が液晶から作製されると、光吸収可変層403はこのような特性を有し得る。これは、液晶の分子配向を電圧の印加によって揃えることが可能だからである。液晶からは、薄型でも高吸収状態における光吸収性の程度が高い光吸収可変層403を作製することができる。尚、光吸収可変層403は、電極3間に電圧が印加されない場合に低吸収状態となり、電圧が印加された場合に高吸収状態となってもよい。
 光吸収可変層403に電圧が印加されている時の光吸収可変層403の光吸収性の程度が、電圧が印加されなくなっても維持されてもよい。この場合、光吸収可変層403の状態を切り替える時のみに電圧を印加し、切り替えた後は電圧印加を停止すればよいので、省電力化が可能である。光吸収可変層403に印加される電圧を変化させて光吸収可変層403の光吸収性の程度を変化させる場合にヒステリシスが大きければ、すなわち記憶性(メモリ性)があれば、電圧が印加されなくなっても電圧印加時の光吸収性の程度が維持される。電圧印加の停止時から光吸収性の程度が維持される時間は長い程よく、例えば1時間以上が好ましく、3時間以上がより好ましく、6時間以上がさらに好ましく、12時間以上がよりさらに好ましく、24時間以上がよりもっと好ましい。
 面状発光部6は、光透過性を有する有機EL素子で構成されている。光学機能部2の光学的機能が阻害されないためには、面状発光部6は透明であってもよい。面状発光部6は防湿材料で被覆されていてもよい。この場合、面状発光部6の封止性能を向上させることができる。防湿材料は透明であってもよい。
 第一実施形態では、面状発光部6は、二つの電極8と、この二つの電極8の間に配置されている有機発光層9とを備える。面状発光部6が有機EL素子で構成されることにより、薄型で透明な面状発光部6が得られる。有機発光層9は光透過性を有する。更に二つの電極8はいずれも光透過性を有する。そのため、有機発光層9が発光すると、有機発光層9で発した光は、第一方向D1の両側に出射される。また、有機発光層9が発光していないときは、有機発光層9は、外部から有機発光層9へ入射する光を透過させることができる。
 面状発光部6における二つの電極8のうち、一方の電極8は陽極を構成し、他方の電極8は陰極を構成する。二つの電極8のうち、有機発光層9に対して第一面F1側の電極8が陰極を構成し、第二面F2側の電極8が陽極を構成してもよく、第二面F2側の電極8が陽極を構成し、第二面F2側の電極8が陰極を構成してもよい。
 有機発光層9は、発光を生じさせる機能を有する層であり、例えば発光材料を含有する発光層を備え、更に必要に応じてホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層、中間層などから適宜選ばれる一以上の層を備える。もちろん、有機発光層9は発光層のみで構成されてもよい。二つの電極8の間に電圧が印加されてこの電極8間に電流が流れると、発光層で正孔と電子とが電荷結合し、発光が生じる。
 面状発光部6は、隣り合う基板7の間に配置されていることで封止され、有機発光層9の劣化が抑制される。第一実施形態では、面状発光部6は、基板73と基板74との間に配置されている。通常、有機EL素子は、有機EL素子を構成する複数の層を積層することで形成される。その際、形成基板上に複数の層を積層することを要する。形成基板は、面状発光部6の両側の二つの基板7のいずれかでよい。二つの基板7のうち形成基板ではない基板7は、形成基板上の有機EL素子を封止する封止基板となる。
 面状発光部6における電極8が接続される電源10は、例えば直流電源である。この場合、有機EL素子の安定した発光を得ることができる。有機EL素子の発光色は白色でもよいし、青色、緑色、又は赤色でもよい。もちろん、青から緑又は緑から赤までの間の中間色であってもよい。また、電流値に応じて発光色が調色可能であってもよい。
 図7A~図7Gは、第一実施形態及び第二実施形態に係る面状光学素子1を建築物の窓として用いる場合の、面状光学素子1の動作の例を示す。面状光学素子1が窓として用いられる場合、面状光学素子1の第一面F1が屋内に配置され、第二面F2が屋内に配置される。
 図7A乃至図7Gでは、面状光学素子1の構成は模式的に示されている。矢印は光の進行を示している。図7A乃至図7Gでは、光反射可変部202には、光反射性を有する状態(例えば高反射状態又は中反射状態)にあるときは斜線を付し、光反射性を有しない状態(低反射状態)にあるときには斜線を付していない。また、光散乱可変部201には、光散乱性を有する状態(例えば高散乱状態又は中散乱状態)にあるときは斜線を付し、光散乱性を有しない状態(例えば低散乱状態)にあるときには斜線を付していない。また、面状発光部6には、発光している状態にあるときには斜線を付し、発光していない状態にあるときは斜線を付していない。
 図7Aに示す状態では、光反射可変部202が光反射性を有する状態にあり、面状発光部6は発光しておらず、光散乱可変部201は光散乱性を有さず透明な状態にある。この状態では、第二面F2側の外部(屋外)から第二面F2へ向けて入射する光は光反射可変部202で反射されるため面状光学素子1を透過しない。そのため、面状光学素子1は、外部から第二面F2へ向けて入射する光を遮蔽することができる。一方、第一面F1側の外部(屋内)から第一面F1へ向けて入射する光は光反射可変部202で反射されて第一面F1から外部へ出射する。そのため、面状光学素子1は鏡として機能することができる。尚、この状態において、光反射可変部202の反射性の程度によっては、面状光学素子1は鏡として機能しなくてもよい。
 図7Bに示す状態では、面状発光部6が発光している状態にあり、光反射可変部202は光反射性を有さず透明な状態にあり、光散乱可変部201は光散乱性を有さず透明な状態にある。この状態では、面状発光部6から発せられて第一面F1へ向かう光は、そのまま第一面F1から外部へ出射する。そのため、面状光学素子1が屋内などの照明をおこなうことができる。また、第二面F2側の外部から第二面F2へ向けて入射する光は、光反射可変部202、面状発光部6及び光散乱可変部201を通過し、第一面F1から外部へ出射する。このため、例えば日中においては、面状光学素子1を通じて外光を屋内へ引き込んで利用することができる。このため、面状光学素子1の照明効果を高めることができる。また、面状発光部6から第二面F2へ向かう光を、第二面F2から外部へ出射させることもできる。すなわち、面状光学素子1を両面発光させることがきる。このため、例えば夜間に面状光学素子1から屋外を出射す光で屋外を照らすことが可能である。また、面状光学素子1の第一面F1から出射する光を屋内照明に利用し、かつ、第二面F2から出射する光をイルミネーションなどとして利用することもできる。
 図7Cに示す状態では、光散乱可変部201が光散乱性を有する状態にあり、面状発光部6は発光しない状態にあり、光反射可変部202は光反射性を有さずに透明な状態にある。この状態では、第二面F2側の外部(屋外)から第二面F2へ向けて入射する光は、光反射可変部202及び面状発光部6を通過し、更に光散乱可変部201を通過しながら散乱されて、第一面F1から第一面F1側の外部(屋内)へ出射する。一方、第一面F1側の外部から第一面F1へ入射する光は、光散乱可変部201を通過しながら散乱され、更に面状発光部6及び光反射可変部202を通過して第二面F2から外部へ出射する。このため、面状光学素子1は光を透過する。しかし、第一面F1側から面状光学素子1を介して第二面F2側にある物体を視認しようとする場合、及び第二面F2側から面状光学素子1を介して第一面F1側にある物体を視認しようとする場合の、いずれにおいても、物体はぼやけて視認しにくくなる。すなわち、面状光学素子1は半透明の状態となる。半透明の状態とは、例えばすりガラス状又は曇りガラス状である。このため、面状光学素子1がプライバシーの保護を実現できる。また、日中においては、プライバシーを保護しながら、外光を屋外から屋内へ引き込んで利用することができる。
 図7Dに示す状態では、面状発光部6は発光している状態にあり、光反射可変部202は光反射性を有する状態にあり、光散乱可変部201は光散乱性を有さず透明な状態にある。この状態では、面状発光部6から発せられて第一面F1へ向かう光は、そのまま第一面F1から外部へ出射する。更に、面状発光部6から発せられて第二面F2へ向かう光は、光反射可変部202で反射されて第一面F1へと向かい、第一面F1から外部へ出射する。そのため、第一面F1から外部へ出射する光の量を増大させることができ、これにより例えば屋内照明の効果を高めることができる。また、光散乱可変部201は光を散乱させないため、第一面F1から外部へ出射する光の配向性が高くなる。一方、第二面F2側の外部から第二面F2へ向けて入射する光は光反射可変部202で反射されるため面状光学素子1を透過しない。そのため、面状光学素子1は、外部から第二面F2へ向けて入射する光を遮蔽することができる。
 図7Eに示す状態では、面状発光部6は発光している状態にあり、光散乱可変部201は光散乱性を有する状態にあり、光反射可変部202は光反射性を有さずに透明な状態にある。この状態では、面状発光部6から発せられて第一面F1へ向かう光は、光散乱可変部201を通過しながら散乱され、第一面F1から外部へ出射する。このため、面状光学素子1は配向性の低い光を第一面F1から外部へ出射することができ、それにより独特の照明効果を得ることができる。また、光散乱可変部201で光を散乱させることで面状光学素子1内における光の界面反射を低減し、第一面F1からの光の取り出し効率を向上することができる。一方、面状発光部6から発せられて第二面F2へ向かう光は、光反射可変部202をそのまま透過し、第二面F2から外部へ出射する。このため、面状光学素子1を両面発光させることがきる。
 図7Fに示す状態では、面状発光部6は発光している状態にあり、光散乱可変部201は光散乱性を有する状態にあり、光反射可変部202は光反射性を有する状態にある。この状態では、面状発光部6から発せられて第一面F1へ向かう光は、光散乱可変部201を通過しながら散乱され、第一面F1から外部へ出射する。面状発光部6から発せられて第二面F2へ向かう光は、光反射可変部202で反射されることで第一面F1へ向かい、光散乱可変部201を通過しながら散乱され、第一面F1から外部へ出射する。そのため、第一面F1から外部へ出射する光の量を増大させることができ、これにより例えば屋内照明の効果を高めることができる。また、面状光学素子1は配向性の低い光を第一面F1から外部へ出射することができ、それにより独特の照明効果を得ることができる。また、光散乱可変部201で光を散乱させることで面状光学素子1内における光の界面反射を低減し、第一面F1からの光の取り出し効率を向上することができる。一方、第二面F2側の外部から第二面F2へ向けて入射する光は光反射可変部202で反射されるため面状光学素子1を透過しない。そのため、面状光学素子1は、外部から第二面F2へ向けて入射する光を遮蔽することができる。
 図7Gに示す状態では、面状発光部6は発光しない状態にあり、光散乱可変部201は光散乱性を有さずに透明な状態にあり、光反射可変部202は光反射性を有さずに透明な状態にある。この状態では、第一面F1側の外部から第一面F1へ入射する光は散乱されずに面状光学素子1を透過して第二面F2から外部へ出射し、第二面F2側の外部から第二面F2へ入射する光は反射されずに面状光学素子1を透過して第一面F1から外部へ出射する。このため、面状光学素子1は透明な状態になり、例えば一般的な透明な窓と同様に屋外から屋内への採光が可能である。
 第三実施形態のように面状光学素子1が光吸収可変部203を更に備える場合は、光吸収可変部203が光吸収性を有さない状態にあれば、面状光学素子1は上記図7A~図7Gに示す場合と同様に動作する。
 光吸収可変部203が光吸収性を有する状態にあれば、第二面F2側の外部から第二面F2へ入射する光の一部又は全部が光吸収可変部203で吸収されるため、面状光学素子1の光による劣化が抑制される。また、第一面F1側の外部から第二面F2側の外部への紫外線の侵入を抑制する紫外線カット効果、又は第一面F1側の外部から第二面F2側の外部への赤外線の侵入を抑制する遮熱効果を得ることもできる。
 また、図7A、図7D及び図7Fに示すように光反射可変部202が光反射性を有する状態で、光吸収可変部203が光吸収性を有する状態にあれば、第二面F2側の外部から第二面F2へ入射する光の一部又は全部を、光反射可変部202へ到達する前に光吸収可変部203に吸収させることができる。このため、第二面F2側の外部から第二面F2へ入射した光が面状光学素子1で反射して第二面F2側の外部へ出射することを抑制することができる。
 また、図7B及び図7Eに示すように面状発光部6が発光している状態、かつ、光反射可変部202が光反射性を有さない状態で、光吸収可変部203が光吸収性を有する状態にあれば、第二面F2側の屋外から第二面F2へ入射し第一面F1へ向かう光の一部又は全部を光吸収可変部203に吸収させることができる。このため、面状発光部6から発せられて第一面F1から外部へ出射する光のコントラストを高めることができる。
 また、図7Gに示す状態で光吸収可変部203が光吸収性を有する状態にあると、面状光学素子1に遮光作用を発揮させることができる。
 また、光吸収可変部203は、可視光の特定波長を吸収する状態にあれば、この光吸収可変部203を通過する光を調色することで、面状光学素子1から出射する光に種々の色彩を与えることもできる。
 以上の通り、面状光学素子1における光学機能部2の光学特性の程度が切り替えられ、或いは更に面状発光部6の発光のオン及びオフが切り替えられることで、面状光学素子1が種々の光学的な状態をとることができる。面状光学素子1は、このような光学的な状態を利用できる種々の用途に適用可能である。
 このように面状光学素子1は種々の光学的な状態をとりえるため、光を透過させる機能、遮光機能、鏡としての機能、プライバシー保護機能、照明としての機能などの、種々の機能を有し得る。このため、面状光学素子1を、多機能な照明装置、建材、窓などして利用することができる。
 例えば、面状光学素子1で、光学的に異なる複数の状態に切り替え可能な窓を構成することができる。このような窓をアクティブウィンドウということができる。このような窓は、利用価値が高い。面状光学素子1から構成される窓は、内窓、外窓のいずれにも利用可能である。また、面状光学素子1から構成される窓を、車載窓のような乗物用の窓に適用してもよい。例えば面状光学素子1から構成される窓を、自動車、電車、機関車、列車などの車両、飛行機、船などの窓に適用してもよい。例えば透明性を変化させることが可能な窓は、高級自動車用に好適である。
 面状光学素子1を、建材として利用することもできる。建材としては、壁材、パーティション、サイネージなどが挙げられる。サイネージはいわゆる照明広告であってもよい。壁材は、外壁用であってもよいし、内壁用であってもよい。
 尚、上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論のことである。
 例えば面状光学素子1は、一つのみの光学機能部2を備えてもよく、四つ以上の光学機能部2を備えてもよい。また面状光学素子1は面状発光部6を備えなくてもよい。
 また、第一実施形態及び第二実施形態において、第一光学機能部21及び第二光学機能部22のうちの一方が光吸収可変部203であってもよい。
 また、第一乃至第三実施形態では面状光学素子1は第二方向D2に並ぶ第一分割体11と第二分割体12という二つの分割体に分割されているが、面状光学素子1は第二方向D2に並ぶ三以上の分割体に分割されていてもよい。すなわち、例えば面状光学素子1は第二方向D2に並ぶ第一分割体11、第二分割体12及び第三分割体を備えてもよい。
 その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
 1  面状光学素子
 2  光学機能部
 3  電極
 4  光学機能層
 5  接続端子
 6  面状発光部
 11 第一分割体
 12 第二分割体
 21 第一光学機能部
 22 第二光学機能部
 31 第一電極
 32 第二電極
 41 第一光学機能層
 42 第二光学機能層

Claims (8)

  1.  第一方向に沿って対向し合う二つの第一電極と、
     前記二つの第一電極間に介在し、前記二つの第一電極間に印加される電圧の変化に応じて光散乱性、光反射性及び光吸収性から選択される光学特性の程度が変化する第一光学機能層と、
     を備える第一光学機能部を備え、
     前記二つの第一電極の間隔は、前記第一方向と直交する第二方向に向かって小さくなっている、
     面状光学素子。
  2.  前記二つの第一電極の間隔は、前記第二方向に向かって段階的に小さくなっている、
     請求項1に記載の面状光学素子。
  3.  前記面状光学素子は、前記第二方向に並ぶ第一分割体及び第二分割体に分割され、
     前記二つの第一電極は、前記第一分割体と前記第二分割体との境界で分断され、前記第一分割体と前記第二分割体とでは、前記二つの第一電極の間隔が異なっており、
     前記第一分割体及び前記第二分割体の各々は、前記二つの第一電極の各々に電気的に接続している接続端子を備え、
     前記第一分割体における前記接続端子は、前記第一分割体の外周部における前記第二分割体に臨む部分以外の部分に設けられ、
     前記第二分割体における前記接続端子は、前記第二分割体の外周部における前記第一分割体に臨む部分以外の部分に設けられている、
     請求項1又は2に記載の面状光学素子。
  4.  前記第一方向に沿って対向し合う二つの第二電極と、
     前記二つの第二電極間に介在し、前記二つの第二電極間に印加される電圧の変化に応じて光散乱性、光反射性及び光吸収性から選択される光学特性の程度が変化する第二光学機能層と、
     を備える第二光学機能部を、さらに備え、
     前記第二光学機能層の前記光学特性は、前記第一光学機能層の前記光学特性とは異なり、
     前記第一光学機能部と前記第二光学機能部とは、前記第一方向に沿って並んでいる、
     請求項1乃至3のいずれか一項に記載の面状光学素子。
  5.  前記二つの第二電極の間隔は、前記第二方向に向かって小さくなっている、
     請求項4に記載の面状光学素子。
  6.  光透過性を有する有機エレクトロルミネッセンス素子で構成される面状発光部を備える、
     請求項1乃至5のいずれか一項に記載の面状光学素子。
  7.  請求項6に記載の面状光学素子を備える照明装置。
  8.  請求項1乃至6のいずれか一項に記載の面状光学素子を備える建材。
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