WO2018037632A1 - 光学デバイス及び光学デバイスの製造方法 - Google Patents

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WO2018037632A1
WO2018037632A1 PCT/JP2017/017798 JP2017017798W WO2018037632A1 WO 2018037632 A1 WO2018037632 A1 WO 2018037632A1 JP 2017017798 W JP2017017798 W JP 2017017798W WO 2018037632 A1 WO2018037632 A1 WO 2018037632A1
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optical medium
interface
substrate
optical
medium portion
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PCT/JP2017/017798
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太田　益幸
井出　伸弘
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers

Definitions

  • the present invention relates to an optical device and a method of manufacturing the optical device.
  • optical device capable of controlling the light distribution of incident light.
  • Such optical devices are used for windows of buildings or cars.
  • an optical device by installing an optical device in a window of a building, it is possible to change the traveling direction of external light such as sunlight incident from the outside and introduce the external light toward the ceiling of the room.
  • a liquid crystal optical element including a pair of transparent substrates, a pair of transparent electrodes disposed inside the pair of transparent substrates, and a liquid crystal layer disposed between the pair of transparent electrodes is known.
  • Patent Document 1 a liquid crystal optical element including a pair of transparent substrates, a pair of transparent electrodes disposed inside the pair of transparent substrates, and a liquid crystal layer disposed between the pair of transparent electrodes.
  • the traveling direction of light incident on the optical device is changed by changing the alignment state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer according to the voltage applied to the pair of transparent electrodes.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an optical device and a method of manufacturing the optical device capable of obtaining desired optical characteristics.
  • one aspect of the optical device is a light transmitting first substrate, and a light transmitting second substrate disposed opposite to the first substrate.
  • a first optical medium portion disposed between the first substrate and the second substrate, wherein the first optical medium portion is an interface through which light incident on the first optical medium portion can be refracted
  • a first optical medium portion which is a first interface
  • a second interface which is an interface capable of reflecting light incident on the first optical medium portion from the first interface, and light reflected by the second interface
  • a third interface which is an interface through which light emitted from the second substrate can be refracted, and the third interface is inclined with respect to the surface of the second substrate on the side of the first substrate.
  • the first substrate having light transmitting property, the second substrate having light transmitting property, and the first substrate and the second substrate are disposed.
  • Method of manufacturing an optical device comprising a first optical medium portion which is a liquid crystal layer, and forming a second optical medium portion having an uneven shape on the first substrate, and forming an uneven shape on the second substrate Forming a third optical medium portion, applying a liquid crystal material between the second optical medium portion and the third optical medium portion, and forming the uneven portion of the second optical medium portion and the third optical medium And sealing the liquid crystal layer to be the first optical medium portion in a space formed between the third optical medium portion and the third optical medium portion. And bringing the first substrate and the second substrate into contact with each other so as to bring at least a part of the uneven portion into contact with each other; And a step of joining the contact portion between said second optical medium portion and the third optical medium portion.
  • one aspect of another optical device is disposed between the first and second light transmitting substrates and the first and second light transmitting substrates, which are disposed to face each other.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the optical device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of the optical device according to the first embodiment.
  • FIG. 3A is a view for explaining a first optical function of the optical device according to the first embodiment.
  • FIG. 3B is a diagram for describing a second optical function of the optical device according to Embodiment 1.
  • FIG. 4A is a diagram for describing an operation when the optical device is in the first mode when the optical device according to Embodiment 1 is installed in a window.
  • FIG. 4B is a diagram for describing an operation when the optical device is in the second mode when the optical device according to Embodiment 1 is installed in the window.
  • FIG. 4A is a diagram for describing an operation when the optical device is in the first mode when the optical device according to Embodiment 1 is installed in a window.
  • FIG. 4B is a diagram for describing an operation when the optical device is in the second mode when the
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing a step of manufacturing a first transparent substrate in the method of manufacturing an optical device according to Embodiment 1.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view showing a step of manufacturing a second transparent substrate in the method of manufacturing an optical device according to Embodiment 1.
  • FIG. 5C is a cross-sectional view showing the dropping step of the liquid crystal material in the method of manufacturing an optical device according to Embodiment 1.
  • FIG. 5D is a cross-sectional view showing the step of bonding the first transparent substrate and the second transparent substrate in the method of manufacturing an optical device according to Embodiment 1.
  • FIG. 5E is a cross-sectional view showing a step of bonding the first transparent substrate and the second step substrate in the method of manufacturing an optical device according to Embodiment 1.
  • FIG. 6A is a partially enlarged cross-sectional view of an optical device according to a first example (at the time of voltage off) of the first modification of the first embodiment.
  • FIG. 6B is a partially enlarged cross-sectional view of an optical device according to a first example (when an intermediate voltage is applied) of the first modification of the first embodiment.
  • FIG. 6C is a partially enlarged cross-sectional view of the optical device according to the first example (at the time of full voltage application) of Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 7A is a partially enlarged cross-sectional view of an optical device according to a second example (at the time of voltage off) of the first modification of the first embodiment.
  • FIG. 7B is a partially enlarged cross-sectional view of an optical device according to a second example (when an intermediate voltage is applied) of Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 7C is a partially enlarged cross-sectional view of an optical device according to a second example (at the time of full voltage application) of the first modification of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a partially enlarged cross-sectional view of the optical device according to the first example of the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 9 is a partially enlarged cross-sectional view of an optical device according to a second example of the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a partially enlarged cross-sectional view of an optical device according to a third example of the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 11 is a partially enlarged cross-sectional view of an optical device according to a fourth example of the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 12 is a partially enlarged cross-sectional view of an optical device according to a fifth example of the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 13 is a partially enlarged cross-sectional view of an optical device according to a sixth example of the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a partially enlarged cross-sectional view of an optical device according to a third example of the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 11 is a partially enlarged cross-sectional view of an optical device according to a fourth example of the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 12 is a partially enlarged
  • FIG. 14 is a partially enlarged cross-sectional view of an optical device according to a seventh example of the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 15 is a partially enlarged cross-sectional view of the optical device according to the third modification of the first embodiment.
  • FIG. 16 is a partially enlarged cross-sectional view of the optical device according to the fourth modification of the first embodiment.
  • FIG. 17 is a partial enlarged cross-sectional view of the optical device according to the second embodiment.
  • FIG. 18 is a partially enlarged cross-sectional view of an optical device according to a modification of the second embodiment.
  • the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis represent three axes of a three-dimensional orthogonal coordinate system, and in the present embodiment, the Z-axis direction is the vertical direction and is perpendicular to the Z-axis.
  • Direction (direction parallel to the XY plane) is the horizontal direction.
  • the X axis and the Y axis are axes orthogonal to each other and both orthogonal to the Z axis. Note that the positive direction of the Z-axis direction is vertically downward.
  • the “thickness direction” means the thickness direction of the optical device, is a direction perpendicular to the main surfaces of the first substrate 10 and the second substrate 20, and “plan view”. When viewed from a direction perpendicular to the main surface of the first substrate 10 or the second substrate 20.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the optical device 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of the same optical device 1, and shows an enlarged cross-sectional view of a region II surrounded by a broken line in FIG.
  • the optical device 1 is a light control device that controls light incident on the optical device 1.
  • the optical device 1 is a light distribution control element capable of changing the traveling direction of light incident on the optical device 1 (that is, distributing light) and causing the light to be emitted.
  • the optical device 1 is configured to transmit incident light, and as shown in FIGS. 1 and 2, the first substrate 10, the second substrate 20, the light control layer 30, and the first electrode 40. And a second electrode 50.
  • the optical device 1 has a configuration in which the first electrode 40, the light control layer 30, and the second electrode 50 are disposed in this order along the thickness direction between the pair of the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • substrate 20 which are shown by FIG.1 and FIG.2 are a translucent board
  • a transparent substrate can be used as the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • the first substrate 10 and the second substrate 20 are, for example, a resin substrate or a glass substrate.
  • Materials for the resin substrate include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), polyvinyl alcohol (PVA), triacetyl cellulose (TAC), acrylic (PMMA), epoxy, etc. Resin materials are listed. Examples of the material of the glass substrate include soda glass, alkali-free glass, high refractive index glass and the like.
  • first substrate 10 and the second substrate 20 are not limited to the sheet-like rigid substrate, and may be a flexible film-like flexible substrate.
  • the material of the rigid substrate (sheet) include glass, PC, PMMA, and the like
  • examples of the flexible substrate (film) include PET, PEN, PS, PVA, TAC, and the like.
  • the first substrate 10 and the second substrate 20 may be made of the same material, or may be made of different materials.
  • the first substrate 10 and the second substrate 20 are disposed to face each other at a predetermined interval. That is, the second substrate 20 is an opposing substrate disposed to face the first substrate 10.
  • substrate 20 is square shape or rectangular shape, for example, it does not restrict to this, Polygons other than a circle or a square may be sufficient, Arbitrary The shape of can be adopted.
  • the light control layer 30 is disposed between the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • the light control layer 30 has translucency, and transmits incident light.
  • the light control layer 30 can distribute the incident light. That is, the light control layer 30 can change the traveling direction of light when passing through the light control layer 30.
  • the light control layer 30 has a first optical medium unit 31, a second optical medium unit 32, and a third optical medium unit 33.
  • the first optical medium unit 31, the second optical medium unit 32, and the third optical medium unit 33 are optical medium layers for medium of light, and are disposed between the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • the first optical medium unit 31, the second optical medium unit 32, and the third optical medium unit 33 are disposed between the first electrode 40 and the second electrode 50.
  • the first optical medium unit 31 is a liquid crystal layer made of liquid crystal including liquid crystal molecules 31 a.
  • the liquid crystal for example, nematic liquid crystal or cholesteric liquid crystal in which liquid crystal molecules 31a are rod-like molecules can be used.
  • the first optical medium unit 31 is disposed between the second optical medium unit 32 and the first electrode 40 and between the third optical medium unit 33 and the second electrode 50.
  • a plurality of first optical medium units 31 are formed.
  • the plurality of first optical medium units 31 are arranged in a line along the Z-axis direction.
  • Each of the plurality of first optical medium units 31 is surrounded by the second optical medium unit 32 and the third optical medium unit 33. That is, each first optical medium unit 31 is formed to fill a space area surrounded by the second optical medium unit 32 and the third optical medium unit 33.
  • the second optical medium portion 32 and the third optical medium portion 33 are formed to fill the space area between the first electrode 40 and the second electrode 50 except for the first optical medium portion 31.
  • the second optical medium unit 32 and the third optical medium unit 33 are combined and integrated.
  • the second optical medium portion 32 before bonding is a concavo-convex layer having a concavo-convex portion (concave-convex structure) in which a cross-sectional shape is a repetition of a convex portion having a triangular shape, and is disposed on the second substrate 20 side of the first substrate 10 ing.
  • the third optical medium portion 33 before bonding is also a concavo-convex layer having a concavo-convex portion (concave-convex structure) which is a repetition of a convex portion having a triangular cross-sectional shape, and is disposed on the first substrate 10 side of the second substrate 20 It is done.
  • the second optical medium unit 32 and the third optical medium unit 33 are integrated by joining in a state in which the concavo-convex portions are fitted so as to contact a part of the concavo-convex portions.
  • the second optical medium unit 32 and the third optical medium unit 33 for example, a resin material having light transparency such as an acrylic resin, an epoxy resin, or a silicone resin can be used.
  • the second optical medium unit 32 and the third optical medium unit 33 may be the same material but different materials.
  • the materials of the second optical medium portion 32 and the third optical medium portion 33 are not limited to resin materials.
  • the light control layer 30 is configured of a liquid crystal layer (liquid crystal region) and a resin layer (resin region).
  • the resin constituting the second optical medium portion 32 and the third optical medium portion 33 may be any of a thermosetting resin and a photocurable resin. Further, as the resin constituting the second optical medium portion 32 and the third optical medium portion 33, it is preferable to use a material which gives the liquid crystal an orientation. In this case, the resin may be a material capable of providing orientation by light.
  • the first optical medium unit 31, the second optical medium unit 32, and the third optical medium unit 33 have a predetermined refractive index. Assuming that the refractive index of the first optical medium unit 31 is n1, the refractive index of the second optical medium unit 32 is n2, and the refractive index of the third optical medium unit 33 is n3, n1 n n2 and n1 n n3 It has become.
  • the liquid crystal molecules 31a included in the liquid crystal layer which is the first optical medium unit 31 are a birefringent material having birefringence, and for example, the ordinary light refractive index (no) is 1.5, which is abnormal. It has a positive refractive index (ne) of 1.7.
  • the refractive index n1 of the first optical medium portion 31 can take a value between 1.5 or 1.7 or 1.5 to 1.7 depending on the alignment state of the liquid crystal molecules 31a.
  • each first optical medium unit 31 has a first interface S1, a second interface S2, and a third interface S3.
  • the cross-sectional shape of the first optical medium portion 31 is a polygon whose sides are each of the first interface S1, the second interface S2, and the third interface S3, and more specifically, the second interface It is an isosceles triangle which makes the side which constitutes S2 a base.
  • the base angles of the isosceles triangles constituting the first optical medium portion 31 may be 20 ° or less.
  • the first interface S1 is an interface (first refracting surface) to which light incident on the first optical medium portion 31 can be refracted.
  • the first interface S1 is inclined so as to rise toward the first substrate 10 from the state parallel to the XY plane.
  • the first interface S1 is the interface between the first optical medium unit 31 and the second optical medium unit 32, the first optical medium unit 31 to the first optical medium unit 31 from the second optical medium unit 32 in the first interface S1.
  • the light incident on the light can be refracted.
  • the refractive index of the first optical medium unit 31 changes, light is generated at the first interface S1 according to the refractive index difference between the first optical medium unit 31 and the second optical medium unit 32. Are refracted and pass through, and light may pass through the first interface S1 without being refracted.
  • the second interface S2 is an interface (reflection surface) on which light incident from the first interface S1 to the first optical medium unit 31 can be reflected.
  • the second interface S2 is inclined so as to rise to the second substrate 20 side from the state parallel to the XY plane.
  • the second interface S2 is the interface between the first optical medium unit 31 and the second optical medium unit 32
  • the first optical medium unit 31 to the second optical medium unit 32 are used at the second interface S2. It is possible to reflect the light that is going to be incident on the.
  • the refractive index of the first optical medium unit 31 changes, light is generated at the second interface S2 according to the refractive index difference between the first optical medium unit 31 and the second optical medium unit 32. There are two cases where the light is reflected and the light passes through without being reflected at the second interface S2.
  • the second interface S2 is a total reflection surface. That is, light satisfying the total reflection condition is totally reflected at the second interface S2.
  • the third interface S3 is an interface (second refracting surface) which is light reflected by the second interface S2 and can refract light emitted from the first optical medium portion 31.
  • the third interface S3 is inclined so as to rise above the second interface S2 toward the second substrate 20 from a state parallel to the XY plane.
  • the third interface S3 is the interface between the first optical medium unit 31 and the third optical medium unit 33
  • the first optical medium unit 31 to the third optical medium unit 33 are used in the third interface S3.
  • the light incident on the light can be refracted.
  • the refractive index of the first optical medium unit 31 changes, light is generated at the third interface S3 according to the refractive index difference between the first optical medium unit 31 and the third optical medium unit 33. Are refracted and pass through, and light may pass through the third interface S3 without being refracted.
  • the first interface S1, the second interface S2, and the third interface S3 are all inclined with respect to the surface of the first substrate 10 on the side of the second substrate 20, and on the side of the first substrate 10 in the second substrate 20. It is inclined to the surface.
  • the angle ⁇ 1 (the inclination angle of the third interface S3) between the third interface S3 and the surface of the second substrate 20 on the first substrate 10 side is greater than 0 ° and 45 ° or less.
  • the angle ⁇ 2 (the inclination angle of the second interface S2) between the second interface S2 and the normal to the surface of the first substrate 10 on the second substrate 20 side is preferably greater than 0 ° and not more than 10 °. .
  • an angle formed by the first interface S1 and the normal to the surface of the first substrate 10 on the second substrate 20 side is ⁇ °
  • the first optical medium unit 31 is formed in a stripe shape.
  • each of the plurality of first optical medium portions 31 is in the form of an elongated substantially triangular prism extending in the X-axis direction, and arranged at equal intervals along the Z-axis direction. That is, a unit space surrounded by the second optical medium portion 32 and the third optical medium portion 33 is a long substantially triangular prism shape extending in the X-axis direction, and the unit space is along the Z-axis direction, etc. It is formed at intervals.
  • each 1st optical-medium part 31 is mutually the same shape, it does not restrict to this.
  • the first optical medium unit 31 configured as described above functions as a refractive index adjustment layer whose refractive index in the visible light region can be adjusted by application of an electric field. Specifically, since the first optical medium unit 31 is formed of a liquid crystal having liquid crystal molecules 31a having electric field responsiveness, an electric field is applied to the light control layer 30 to change the alignment state of the liquid crystal molecules 31a. Then, the refractive index of the first optical medium unit 31 changes.
  • An electric field is applied to the light control layer 30 by applying a voltage to the first electrode 40 and the second electrode 50. Therefore, by controlling the voltage applied to the first electrode 40 and the second electrode 50, the electric field applied to the light control layer 30 is changed, thereby changing the alignment state of the liquid crystal molecules 31a, and the first optical medium portion
  • the refractive index of 31 changes. That is, in the first optical medium portion 31, the refractive index is changed by applying a voltage to the first electrode 40 and the second electrode 50.
  • the first optical medium unit 31 may be given an electric field by AC power, or may be given an electric field by DC power.
  • the voltage waveform may be a sine wave or a square wave.
  • the first electrode 40 and the second electrode 50 are electrically paired and configured to be able to apply an electric field to the light control layer 30.
  • the light control layer 30 can be controlled by changing the voltage applied to the first electrode 40 and the second electrode 50. Specifically, changing the voltage applied to at least one of the first electrode 40 and the second electrode 50 changes the alignment state of the liquid crystal molecules 31 a included in the first optical medium portion 31 of the light control layer 30. Can.
  • the first electrode 40 and the second electrode 50 are not only electrically but also disposed in a pair, and are disposed to face each other between the first substrate 10 and the second substrate 20. There is. Specifically, the first electrode 40 and the second electrode 50 are arranged to sandwich the light control layer 30.
  • the first electrode 40 and the second electrode 50 have optical transparency and transmit incident light.
  • the first electrode 40 and the second electrode 50 are, for example, transparent conductive layers.
  • the material of the transparent conductive layer is a conductor-containing resin made of a transparent metal oxide such as ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), ZnO, etc., and a resin containing a conductor such as silver nanowire or conductive particles. Or, a metal thin film such as a silver thin film can be used.
  • the first electrode 40 and the second electrode 50 may have a single-layer structure of these, or may have a laminated structure of these (for example, a laminated structure of a transparent metal oxide and a metal thin film).
  • the first electrode 40 is disposed between the first substrate 10 and the light control layer 30. Specifically, the first electrode 40 is formed on the surface of the first substrate 10 on the light control layer 30 side.
  • the second electrode 50 is disposed between the light control layer 30 and the second substrate 20. Specifically, the second electrode 50 is formed on the surface of the second substrate 20 on the light control layer 30 side.
  • the first electrode 40 and the second electrode 50 may be configured to be able to electrically connect to an external power supply.
  • an electrode pad or the like for connection to an external power supply may be drawn out from each of the first electrode 40 and the second electrode 50 and formed on the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • FIG. 3A is a view for explaining a first optical action of the optical device 1 according to the first embodiment
  • FIG. 3B is a view for explaining a second optical action of the optical device 1.
  • the optical device 1 can transmit light.
  • the optical device 1 since the first substrate 10 is a substrate on the light incident side, the optical device 1 can transmit light incident from the first substrate 10 and allow the light to exit from the second substrate 20.
  • the light incident on the optical device 1 receives an optical action from the optical device 1 when passing through the light control layer 30.
  • the optical device 1 changes its optical action by the change of the refractive index of the first optical medium unit 31. Therefore, the light incident on the optical device 1 is subjected to different optical actions according to the refractive index of the first optical medium portion 31 of the light control layer 30.
  • the optical device 1 when the refractive index difference between the first optical medium unit 31 and the second optical medium unit 32 in the light control layer 30 occurs, the optical device 1 is in the first mode, The first optical action is given to the incident light.
  • the first mode is set when no voltage is applied to the first electrode 40 and the second electrode 50 (voltage non-application state).
  • the liquid crystal molecules 31a of the first optical medium portion 31 are positive type with an extraordinary light refractive index of 1.7 and an ordinary light refractive index of 1.5, and the second light The refractive index of the medium portion 32 and the third optical medium portion 33 is 1.5. Therefore, in the state (first mode) in which the voltage is not applied to the first electrode 40 and the second electrode 50, the liquid crystal molecules 31 a of the first optical medium unit 31 with respect to the first substrate 10 and the second substrate 20. The orientation state does not change with the horizontal orientation being horizontally oriented, and the refractive index of the first optical medium portion 31 is 1.7. In this case, a refractive index difference occurs between the second optical medium portion 32 and the first optical medium portion 31 and between the third optical medium portion 33 and the first optical medium portion 31.
  • incident light L for example, sunlight
  • incident light L incident from an oblique direction to the optical device 1
  • the first optical medium 31 travels straight and is totally reflected at the second interface S2. That is, the traveling direction of the light refracted at the first interface S1 is bent in the direction of bouncing back at the second interface S2.
  • the light emitted from the first optical medium portion 31 is refracted by the third interface S3 to change its traveling direction, and is emitted from the optical device 1 to the outside.
  • the first optical medium portion 31 senses the abnormal light refractive index (1.7), and the first interface S1 and the third interface S3 as described above.
  • the first optical medium unit 31 senses the ordinary light refractive index (1.5) for P-polarized light in the incident light L, so the first optical medium unit 31 and the second optical medium unit 32 There is no difference in refractive index with (the third optical medium portion 33), and refraction and reflection are not performed at the first interface S1, the second interface S2, and the third interface S3.
  • the optical device 1 is in the second mode when a voltage is applied to the first electrode 40 and the second electrode 50 (voltage application state), and the optical device 1 is Give a second optical action.
  • the alignment state of the liquid crystal molecules 31a of the first optical medium unit 31 changes, and the liquid crystal molecules 31a are vertically aligned in which the liquid crystal molecules 31a are aligned vertically to the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • the refractive index of the first optical medium unit 31 is 1.7 to 1.5, the distance between the second optical medium unit 32 and the first optical medium unit 31 and the third optical medium unit 33 and the third The difference in refractive index between the single optical medium unit 31 and the single optical medium unit 31 is eliminated.
  • FIG. 3B in the second mode, incident light L incident from an oblique direction to the optical device 1 is refracted and reflected at the first interface S1, the second interface S2, and the third interface S3.
  • the light travels linearly and emits from the optical device 1 to the outside.
  • FIG. 3B exemplifies the case where the incident light L passes through the first interface S1 and the third interface S3.
  • both s-polarized light and p-polarized light have an ordinary light refractive index (1.5)
  • both s-polarized light and p-polarized light are refracted at the first interface S1, the second interface S2, and the third interface S3. And the direction of travel does not change without being reflected.
  • the optical device 1 performs optical control by controlling the refractive index matching between the first optical medium portion 31 which is a liquid crystal layer and the second optical medium portion 32 and the third optical medium portion 33 which is a resin layer by an electric field. It is an active optical control device that can change its action. That is, by controlling the voltage applied to the first electrode 40 and the second electrode 50, the optical device 1 can be switched to the first mode (FIG. 3A) and the second mode (FIG. 3B).
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams showing an example of use when the optical device 1 according to the first embodiment is installed in the window 100.
  • FIG. 4A shows the case where the same optical device 1 is in the first mode (FIG. 3A)
  • FIG. 4B shows the case where the same optical device 1 is in the second mode (FIG. 3B).
  • the optical device 1 can be realized as a window with a light distribution function by being installed in the window 100 of the building 200.
  • the optical device 1 is bonded to the window 100, for example, via an adhesive layer.
  • the optical device 1 is installed in the window 100 in an attitude (that is, an attitude in which it is erected) such that the main surfaces of the first substrate 10 and the second substrate 20 are parallel to the vertical direction (Z axis direction).
  • substrate 10 is arrange
  • FIG. 3A sunlight incident on the optical device 1 from an oblique direction is refracted at the first interface S1, totally reflected at the second interface S2, and refracted at the third interface S3. After that, the light is emitted from the optical device 1 to the outside. Thereby, as shown to FIG. 4A, sunlight is irradiated to the indoor ceiling of the building 200. As shown to FIG.
  • FIGS. 5A to 5E are process cross-sectional views for explaining a method of manufacturing the optical device 1 according to Embodiment 1.
  • FIG. 5A is a process of manufacturing a first transparent substrate
  • FIG. 5B is a process of manufacturing a second transparent substrate.
  • 5C shows a dropping process of a liquid crystal material
  • FIG. 5D shows a bonding process of a first transparent substrate and a second transparent substrate
  • FIG. 5E shows a bonding process of a first transparent substrate and a second process substrate.
  • the uneven-shaped second optical medium portion 32 is formed on the first substrate 10. Specifically, using a transparent resin substrate as the first substrate 10, the first electrode 40 is formed on the transparent resin substrate. Next, a resin material is applied and imprinted on the first electrode 40 to form a second optical medium portion 32 composed of a plurality of convex portions having a triangular sectional shape. The convex portion of the second optical medium portion 32 is in a stripe shape. As a result, it is possible to manufacture a first transparent substrate in which the first electrode 40 and the second optical medium portion 32 having the concavo-convex shape are formed on the first substrate 10.
  • the uneven-shaped third optical medium portion 33 is formed on the second substrate 20.
  • a transparent resin substrate is used as the second substrate 20, and the second electrode 50 is formed on the transparent resin substrate.
  • a resin material is applied and imprinted on the second electrode 50 to form a third optical medium portion 33 composed of a plurality of convex portions having a triangular sectional shape.
  • the convex portion of the third optical medium portion 33 has a stripe shape.
  • a 1st transparent substrate may be produced after producing a 2nd transparent substrate, and with a 1st transparent substrate
  • the second transparent substrate may be produced simultaneously.
  • a liquid crystal material is applied between the second optical medium portion 32 and the third optical medium portion 33 to form the uneven portion of the second optical medium portion 32 and the uneven shape of the third optical medium portion 33.
  • the liquid crystal layer to be the first optical medium portion 31 is sealed in the space formed between the concave and convex portions and at least a part of the concave and convex portions of the second optical medium portion 32 and the concave and convex portions of the third optical medium portion 33
  • the first substrate 10 and the second substrate 20 are superimposed on each other so as to be in contact with at least a part.
  • the liquid crystal material 31X is applied to the first substrate 10 (first transparent substrate) on which the first electrode 40 and the second optical medium portion 32 are formed.
  • the liquid crystal material 31X is dropped so as to fill the concave portion of the uneven portion of the second optical medium portion 32.
  • the second substrate 20 (second transparent substrate) on which the second electrode 50 and the third optical medium portion 33 are formed is provided on the first transparent substrate to which the liquid crystal material 31X is applied. Overlap.
  • the liquid crystal material 31X is sealed in a space formed between the uneven portion of the second optical medium portion 32 and the uneven portion of the third optical medium portion 33 so that the unevenness of the second optical medium portion 32 is formed.
  • the uneven portion of the second optical medium portion 32 and the third optical medium portion 33 are fitted.
  • the liquid crystal layer (the first optical medium portion 31) is filled in the space region between the uneven portion of the second optical medium portion 32 and the uneven portion of the third optical medium portion 33.
  • the liquid crystal material 31X is dropped onto the second transparent substrate instead of the liquid crystal material 31X dropped onto the first transparent substrate to bond the second transparent substrate onto the first transparent substrate as described above.
  • the first transparent substrate may be pasted together.
  • the contact portion J between the second optical medium portion 32 and the third optical medium portion 33 is joined. Specifically, the contact portion J between the second optical medium portion 32 and the third optical medium portion 33 is melted by irradiating the superposed first and second transparent substrates with laser light. Thereby, the contact portion J between the second optical medium portion 32 and the third optical medium portion 33 is joined by welding.
  • the optical device 1 according to the present embodiment can be manufactured.
  • the second optical medium portion 32 and the third optical medium portion 33 are not limited to imprint, and may be formed by other methods such as mold pressing.
  • the first optical medium portion 31 disposed between the first substrate 10 and the second substrate 20 refracts light incident on the first optical medium portion 31.
  • the first interface S1 which is a possible interface
  • the second interface S2 which is an interface which can reflect light incident on the first optical medium portion 31 from the first interface S1
  • the third interface S3 is an interface that can refract light emitted from the first optical medium unit 31, and the third interface S3 is inclined with respect to the surface of the second substrate 20 on the first substrate 10 side. ing.
  • the optical device 1 has two refracting surfaces of the first interface S1 and the third interface S3 and one reflecting surface of the second interface S2 as a surface on which light incident on the first optical medium portion 31 acts. And. Thereby, light incident on the optical device 1 is refracted by the two refracting surfaces of the first interface S1 and the third interface S3 and is reflected by one reflecting surface of the second interface S2 and emitted from the optical device 1 become. Therefore, it is possible to compensate by inverting the dispersion of the wavelength at the interface of the first optical medium unit 31. Therefore, it can suppress that the light which permeate
  • optical device 1 According to the optical device 1 according to the present embodiment, desired optical characteristics can be obtained.
  • the second optical medium unit 32 and the third optical medium unit 33 are further disposed between the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • the first interface S1 and the second interface S2 are the interfaces between the first optical medium unit 31 and the second optical medium unit 32
  • the third interface S3 is the first optical medium unit 31 and the third optical medium unit
  • the refractive index of the first optical medium unit 31 is n1
  • the refractive index of the second optical medium unit 32 is n2
  • the refractive index of the third optical medium unit 33 is n3, n1 n n2 And n1 ⁇ n3.
  • the interface between the first optical medium unit 31 and the second optical medium unit 32 is set as a first interface S1 serving as a refractive surface, and the interface between the first optical medium unit 31 and the second optical medium unit 32 is used as a reflective surface
  • the interface between the first optical medium portion 31 and the third optical medium portion 33 can be used as a third interface S3 which is a refracting surface. That is, the first interface S1, the second interface S2, and the third interface S3 can be easily formed by the difference in refractive index between the first optical medium portion 31, the second optical medium portion 32, and the third optical medium portion 33.
  • the second optical medium unit 32 and the third optical medium unit 33 may be made of the same material.
  • an angle ⁇ 1 formed by the third interface S3 and the surface of the second substrate 20 on the first substrate 10 side may be larger than 0 ° and 45 ° or less. That is, the inclination angle of the third interface S3 which is the second refractive surface may be larger than 0 ° and 45 ° or less.
  • the angle between the first interface S1 and the normal to the surface of the first substrate 10 on the second substrate 20 side is ⁇ °
  • an angle ⁇ 2 between the second interface S2 and the normal to the surface of the first substrate 10 on the second substrate 20 side is greater than 0 ° and not more than 10 °. It is good.
  • the light emitted from the optical device 1 can be directed in a more bending direction within a range in which the light traveling from the first interface S1 to the second interface S2 is totally reflected by the second interface S2.
  • light emitted from the optical device 1 can be made to more reach the ceiling.
  • the cross-sectional shape of the first optical medium unit 31 may be a polygon having sides of each of the first interface S1, the second interface S2, and the third interface S3.
  • the polygon may be an isosceles triangle whose base is the side that constitutes the second interface S2.
  • a base angle of the isosceles triangle which constitutes the first optical medium unit 31 be 20 ° or less.
  • the first optical medium unit 31 is a liquid crystal layer.
  • the optical device 1 further includes the first electrode 40 and the second electrode 50 disposed so as to sandwich the first optical medium portion 31 (liquid crystal layer), and the first electrode 40 And by changing the voltage applied to at least one of the second electrodes 50, the alignment state of the liquid crystal molecules 31a contained in the liquid crystal layer is changed.
  • an active optical control device can be realized. Specifically, by adjusting the voltage applied to the first electrode 40 and the second electrode 50 to change the refractive index of the first optical medium unit 31, the traveling direction is such that the light incident on the optical device 1 is reflected. Can be changed (i.e., light distribution), and light incident on the optical device 1 can be linearly transmitted without changing the traveling direction.
  • the step of forming the second optical medium portion 32 having the uneven shape on the first substrate 10, and the third optical medium portion 33 having the uneven shape on the second substrate 20 Forming a liquid crystal material 31 X between the second optical medium portion 32 and the third optical medium portion 33 to form the uneven portion of the second optical medium portion 32 and the uneven portion of the third optical medium portion 33. And sealing the liquid crystal layer to be the first optical medium portion 31 and at least one of the uneven portion of the second optical medium portion 32 and the uneven portion of the third optical medium portion 33 And bringing the first substrate 10 and the second substrate 20 into contact with each other, and bonding the contact portion J between the second optical medium portion 32 and the third optical medium portion 33. .
  • the uneven portion of the second optical medium portion 32 and the uneven portion of the third optical medium portion 33 can be engaged so as to engage with each other, so the gap (gap) between the first substrate 10 and the second substrate 20 Can be made uniform over the entire area of the first substrate 10 (second substrate 20). Therefore, the optical device 1 without light unevenness can be realized. In addition, the optical device 1 capable of suppressing the generation of a rainbow can be easily manufactured.
  • the convex portions of the uneven portions of the second optical medium portion 32 and the third optical medium portion 33 can be made high, so that the second optical medium portion 32 and the third optical medium having the uneven shape can be obtained.
  • the yield at the time of producing the portion 33 can be improved.
  • the space between the second optical medium portion 32 and the third optical medium portion 33 is formed by fitting the uneven portion of the second optical medium portion 32 with the uneven portion of the third optical medium portion 33. Liquid crystal is sealed in the region. Thereby, since the liquid drop of the liquid crystal can be suppressed, the highly reliable optical device 1 can be realized.
  • the amount of liquid crystal used can be reduced.
  • the first substrate 10 and the second substrate 20 It is unnecessary to separately bond the outer peripheral end portions of the first substrate 10 and the second substrate 20 with a sealing resin in order to bond them together. As a result, cost reduction can be achieved.
  • FIGS. 6A to 6C are partially enlarged cross-sectional views of an optical device 1A according to a first modification of the first embodiment.
  • the optical device 1A according to the present modification includes the first substrate 10, the second substrate 20, the light control layer 30, the first electrode 40, and the second electrode 50 in the same manner as the optical device 1 according to the first embodiment. .
  • the optical device 1A according to this modification is different from the optical device 1 according to the first embodiment in the alignment state of the liquid crystal molecules 31a at the second interface S2 and the third interface S3 in the no voltage applied state.
  • the liquid crystal molecules 31a in each of the second interface S2 and the third interface S3 are vertically aligned.
  • the liquid crystal molecules 31a in the other portion of each of the second interface S2 and the third interface S3 are horizontally aligned.
  • liquid crystal molecules 31a on the second substrate 20 side of the second interface S2 and the third interface S3 are vertically aligned, and the first substrate of the second interface S2 and the third interface S3
  • the liquid crystal molecules 31a on the 10 side are horizontally aligned.
  • the liquid crystal molecules 31a in the vicinity of the second interface S2 and in the vicinity of the third interface S3 are not in the same alignment state in the no voltage applied state, and the vicinity of the second interface S2 and the third interface
  • the liquid crystal molecules 31a in the vicinity of the interface S3 are in a hybrid alignment in which both horizontal alignment and vertical alignment are mixed.
  • the first interface in the first optical medium unit 31 that can refract light incident on the first optical medium unit 31 (first Refracting surface), a second interface (reflecting surface) capable of reflecting light incident on the first optical medium portion 31, and a third interface (second refracting surface) capable of refracting light emitted from the first optical medium portion 31 Can change the position and the inclination angle of That is, the first refracting surface, the reflecting surface and the second refracting surface in the first optical medium portion 31 are the first interface which is the first effective refracting surface S1 e, and the second interface and the second effective refracting surface which is the effective reflecting surface S2 e
  • the third interface is S3e, and the positions and inclination angles of the first interface, the second interface, and the third interface can be controlled by changing the voltage applied to the first electrode 40 and the second electrode 50. .
  • the incident light that has entered the optical device 1A has the first effective refractive surface S1e (in this modification, 2)
  • the light is refracted at the first interface S1 which is the interface between the second optical medium portion 32 and the first optical medium portion 31), totally reflected at the effective reflection surface S2e, and refracted at the second effective refraction surface S3e
  • the device 1A emits light to the outside.
  • the liquid crystal molecules 31a of the first optical medium unit 31 are in the vicinity of the second interface S2 and the second In the region near the second interface 20 near the three interfaces S3, the alignment state changes to vertical alignment, but in the other regions, the alignment state does not change with the horizontal alignment.
  • the incident light incident on the optical device 1A is refracted by the first effective refracting surface S1e, totally reflected by the effective reflecting surface S2e, and refracted by the second effective refracting surface S3e, to the outside from the optical device 1A
  • the positions and inclination angles of the first effective refracting surface S1e (first interface), the effective reflecting surface S2e (second interface) and the second effective refracting surface S3e (third interface) are the same as the first interface S1, the first It is changing with respect to each of 2 interface S2 and 3rd interface S3. Therefore, the incident light that has entered the optical device 1A is emitted to the outside of the optical device 1A at an emission angle different from that in the case of FIG. 6A.
  • the first effective refracting surface S1e, the effective reflecting surface S2e, and the second effective refracting surface S3e coincide with the first interface S1, the second interface S2, and the third interface S3, the same as in the first embodiment.
  • the incident light incident on the optical device 1 is, as shown in FIG. 3B, a first effective refracting surface S1e (first interface S1), an effective reflecting surface S2e (second interface S2), and a second effective refracting surface S3e (second interface).
  • the light travels linearly without changing the traveling direction without refraction and reflection.
  • the emission angle of the light emitted from the optical device 1A can be changed by changing the magnitude of the voltage applied to the first electrode 40 and the second electrode 50.
  • the liquid crystal molecules 31a in the vicinity of the second interface S2 and in the vicinity of the third interface S3 in the non-voltage applied state are in the hybrid alignment, but the present invention is not limited thereto.
  • the liquid crystal molecules 31a in the vicinity of the first interface S1 and in the vicinity of the second interface S2 in the no voltage applied state may be hybrid aligned.
  • the emission angle of the light emitted from the optical device 1B can be changed.
  • liquid crystal molecules 31a in the vicinity of the first interface S1 and in the vicinity of the third interface S3 in the voltage non-applied state may be hybrid aligned.
  • the molecules 31a are vertically aligned, and the liquid crystal molecules 31a in the other part of this one interface are horizontally aligned.
  • the emission angle of the emission light emitted from the optical device can be changed. Therefore, desired optical characteristics can be obtained.
  • the optical device in the present modification further includes an alignment film formed at the interface of the first optical medium portion 31 (liquid crystal layer) in the optical device 1 according to the first embodiment.
  • this alignment film may be formed between the first optical medium portion 31 which is a liquid crystal layer and the second optical medium portion 32 and / or the third optical medium portion 33 which is a resin layer.
  • the alignment film may be a material capable of providing alignment by light.
  • the specific formation position of the alignment film and the characteristics of the alignment film will be described.
  • FIG. 8 is a partially enlarged cross-sectional view of an optical device 1C according to a first example of the second modification of the first embodiment.
  • the first alignment film 60 is a horizontal alignment film for horizontally aligning the liquid crystal molecules of the first optical medium unit 31.
  • the first alignment film 60 is formed by applying an alignment film material on the surface of the uneven portion of the second optical medium portion 32 before fitting the second optical medium portion 32 and the third optical medium portion 33 in a predetermined direction. It can be formed by rubbing treatment or photoalignment treatment.
  • the third interface S3 of the first optical medium portion 31 is further added to the optical device 1C shown in FIG.
  • a second alignment film 70 is formed on the entire surface of The second alignment film 70 is a vertical alignment film for vertically aligning the liquid crystal molecules of the first optical medium unit 31.
  • the second alignment film 70 is coated with an alignment film material on the surface of the concavo-convex portion of the third optical medium portion 33 It can be formed by rubbing treatment or photoalignment treatment.
  • a gap is formed in the first optical medium portion 31 at the boundary between the first optical medium portion 31 and the first electrode 40.
  • the first alignment film 60 is formed on the surface of the first electrode 40 between the convex portions of the second optical medium portion 32, and at the third interface S3 of the first optical medium portion 31.
  • a second alignment film 70 is formed on the entire surface. An alignment film is not formed on the first interface S1 and the second interface S2 of the first optical medium portion 31.
  • the first alignment film 60 is formed on the entire surface of the first interface S1 of the first optical medium unit 31.
  • the second alignment film 70 is formed on the entire surface of the third interface S3 of the first optical medium portion 31.
  • An alignment film is not formed on the second interface S2 of the first optical medium portion 31.
  • the first interface of the first optical medium unit 31 is different from the optical device 1 according to the first embodiment.
  • the first alignment film 60 is formed on the entire surface of S1 and the entire surface of the second interface S2
  • the second alignment film 70 is formed on part of the third interface S3 of the first optical medium portion 31.
  • the first interface of the first optical medium unit 31 is different from the optical device 1 according to the first embodiment.
  • the first alignment film 60 is formed on the entire surface of S1
  • the second alignment film 70 is formed on a part of the third interface S3 of the first optical medium portion 31.
  • An alignment film is not formed on the second interface S2 of the first optical medium portion 31.
  • the first alignment film 60 and / or the second alignment film 70 are formed as an alignment film at the interface of the first optical medium portion 31.
  • liquid crystal molecules in the vicinity of the interface of the first optical medium portion 31 on which the alignment film is formed can be horizontally aligned or vertically aligned. Therefore, it is possible to control the liquid crystal molecules of the first optical medium section 31 in a desired alignment state in the no voltage applied state.
  • the liquid crystal molecules 31 a in the vicinity of the interface of the first optical medium unit 31 can be easily hybrid-aligned.
  • an optical device capable of obtaining desired optical characteristics can be realized.
  • the optical device according to the present modification includes the alignment film formed at the interface of the first optical medium portion 31 (liquid crystal layer) in the optical device 1 according to the first embodiment as in the second modification. .
  • the present modification is different from the second modification in the characteristics of the alignment film.
  • FIG. 15 is a partially enlarged cross-sectional view of an optical device 1J according to the third modification of the first embodiment.
  • the optical device 1J according to the present modification further includes a first black alignment film 160 and a second black alignment film 170 in addition to the optical device 1 according to the first embodiment.
  • the first black alignment film 160 is a horizontal alignment film for horizontally aligning the liquid crystal molecules of the first optical medium unit 31.
  • the first black alignment film 160 has a black material such as carbon black dispersed therein, and has light absorbability.
  • the second black alignment film 170 is a vertical alignment film that vertically aligns liquid crystal molecules of the first optical medium unit 31.
  • the second black alignment film 170 has a black material such as carbon black dispersed therein, and has light absorbability.
  • gaps are formed between the convex portions of the second optical medium portion 32 and between the convex portions of the third optical medium portion 33 in the optical device 1 according to the first embodiment.
  • the interface of the first optical medium 31 is formed at the boundary between the first optical medium 31 and the first electrode 40 and at the boundary between the first optical medium 31 and the second electrode 50.
  • the first black alignment film 160 is formed on the surface of the first electrode 40 between the convex portions of the second optical medium portion 32. Before the second optical medium portion 32 and the third optical medium portion 33 are fitted to each other, the first black alignment layer 160 applies a black alignment layer material between the convex portions of the second optical medium portion 32 in a predetermined direction. It can form by performing the rubbing process or the optical orientation process of the above.
  • the second black alignment film 170 is formed on the surface of the second electrode 50 between the convex portions of the third optical medium portion 33.
  • the second black alignment layer 170 applies a black alignment layer material between the convex portions of the third optical medium portion 33 to form a predetermined direction. It can form by performing the rubbing process or the optical orientation process of the above.
  • the first black alignment film 160 and the second black alignment film 170 are formed as an alignment film on the interface of the first optical medium portion 31.
  • the scattering of light due to the uneven structure can be reduced, so that the haze can be reduced.
  • the generation of a solar column can be suppressed. Therefore, the transparency of the light transmitted through the optical device 1J can be improved.
  • an optical device capable of obtaining desired optical characteristics can be realized.
  • FIG. 16 is a partial enlarged cross-sectional view of an optical device 1K according to the fourth modification of the first embodiment.
  • an optical device 1K according to the present modification further includes a first alignment film 60 and a low alignment regulating force film 80 in addition to the optical device 1 according to the first embodiment.
  • a gap is formed between the convex portions of the second optical medium portion 32 in the optical device 1 according to the first embodiment, and the first optical medium portion 31 An interface of the first optical medium portion 31 is also formed at the boundary with the first electrode 40.
  • the first alignment film 60 is formed on the surface of the first electrode 40 between the convex portions of the second optical medium portion 32.
  • the low alignment control force film 80 has a function of reducing the control power for aligning the liquid crystal molecules 31 a of the first optical medium unit 31, and prevents the liquid crystal molecules 31 a from being aligned at the interface of the first optical medium unit 31. It is a membrane.
  • the material of the low alignment control force film 80 is, for example, SiO x or the like.
  • the low alignment control force film 80 is formed on the entire surface of both the first interface S1 and the second interface S2 of the first optical medium unit 31.
  • the low alignment regulating force film 80 is formed on the interface of the first optical medium portion 31 as an alignment film.
  • FIG. 17 is a partially enlarged cross-sectional view of the optical device 2 according to the second embodiment.
  • the optical device 2 according to the present embodiment further includes an alignment film formed on the interface of the first optical medium portion 31 (liquid crystal layer) in the optical device 1 according to the first embodiment. Further, in the optical device 2 according to the present embodiment, the third optical medium portion 33 is not formed in the optical device 1 according to the first embodiment. That is, the light control layer 130 is formed only by the first optical medium portion 31 and the second optical medium portion 32.
  • an alignment film 90 is formed.
  • the alignment film 90 is in contact with the first optical medium portion 31 which is a liquid crystal layer, and is formed between the first optical medium portion 31 and the second electrode 50. That is, the alignment film 90 is formed at the interface of the first optical medium portion 31 on the second electrode 50 side.
  • the alignment film 90 has a first alignment region 91 for vertically aligning the liquid crystal molecules 31a of the first optical medium portion 31 and a second alignment region 92 for horizontally aligning the liquid crystal molecules 31a of the first optical medium portion 31.
  • the alignment film 90 is formed by applying an alignment film material on the surface of the second electrode 50 and performing different photoalignment treatments to divide the alignment region into a first alignment region 91 and a second alignment region 92. be able to.
  • the first alignment region 91 and the second alignment region 92 exist at the interface on the second electrode 50 side of the first optical medium portion 31 in each recess of the second optical medium portion 32 which is the uneven layer. doing.
  • liquid crystal molecules 31a in the vicinity of the interface on the second electrode 50 side of the first optical medium portion 31 are in hybrid alignment in which both horizontal alignment and vertical alignment are mixed.
  • a gap is formed between the convex portions of the second optical medium portion 32 in the optical device 1 according to the first embodiment, and the first optical medium portion 31
  • An interface of the first optical medium portion 31 is also formed at the boundary between the first and second electrodes 40.
  • a first black alignment film 160 is formed on the surface of the first electrode 40 between the convex portions of the second optical medium portion 32 as an alignment film at the interface of the first optical medium portion 31.
  • the optical device 2 As described above, in the optical device 2 according to the present embodiment, it is disposed between the first substrate 10 and the second substrate 20 having a light transmitting property, and the first substrate 10 and the second substrate 20 which are disposed to face each other.
  • a second optical medium portion 32 which is a concavo-convex layer disposed on the second substrate 20 side of the first substrate 10, a second optical medium portion 32, and a second electrode 50;
  • a first optical medium portion 31 which is a liquid crystal layer disposed between the first optical medium portion 31 and an alignment film 90 formed between the first optical medium portion 31 and the second electrode 50.
  • the alignment film 90 has a first alignment region 91 for vertically aligning the liquid crystal molecules 31a of the first optical medium portion 31 and a second alignment region 92 for horizontally aligning the liquid crystal molecules 31a of the first optical medium portion 31. .
  • the first optical medium portion 31 is changed by changing the voltage applied to the first electrode 40 and the second electrode 50 as in the first modification of the first embodiment.
  • Interface which can refract light incident on the first optical medium portion 31, second interface (reflecting surface) which can reflect light incident on the first optical medium portion 31, and emission from the first optical medium portion 31
  • second interface reflecting surface
  • emission from the first optical medium portion 31 It is possible to change the position and tilt angle of the third interface (second refractive surface) where light can be refracted. That is, the first refractive surface, the reflective surface and the second refractive surface of the first optical medium portion 31 can be controlled by changing the voltage applied to the first electrode 40 and the second electrode 50. It may be a refracting surface, an effective reflecting surface, and a second effective refracting surface.
  • the emission angle of the emission light emitted from the optical device 2 can be changed. Therefore, desired optical characteristics can be obtained.
  • the third optical medium portion 33 is not formed with respect to the optical device 1 in the first embodiment. As a result, cost reduction can be achieved.
  • the first black alignment film 160 is formed between the convex portions of the second optical medium portion 32.
  • the scattering of light due to the concavo-convex structure of the second optical medium portion 32 and the first optical medium portion 31 can be reduced, so that the haze can be reduced and the generation of the solar light column can be suppressed. Therefore, the transparency of the light transmitted through the optical device 2 can be improved.
  • the second electrode 50 may be divided into a plurality of stripes. Specifically, the second electrode 50 may be divided into a plurality of parts so as to be arranged in the same direction as the arrangement direction of the plurality of convex portions of the second optical medium portion 32 which is the uneven layer.
  • the alignment state of the liquid crystal molecules 31a in the vicinity of the surface of the alignment film 90 in the portion where the divided second electrode 50 exists is changed. be able to. That is, the alignment control of the plurality of liquid crystal molecules 31 a present near the interface on the second substrate 20 side of the first optical medium unit 31 can be controlled.
  • the divided second electrode 50 is positioned in a portion corresponding to the second alignment region 92 of the alignment film 90, but in the first alignment region 91 of the alignment film 90.
  • the second electrode 50 is not present in the corresponding portion.
  • the third optical medium portion 33 is eliminated and only the second optical medium portion 32 is formed, and the alignment film 90 is formed on the second electrode 50 side.
  • the configuration may be reversed. That is, the second optical medium portion 32 may be eliminated and only the third optical medium portion 33 may be formed, and the alignment film 90 may be formed on the first electrode 40 side.
  • the first electrode 40 and the second electrode 50 are provided in each of the embodiments and the modifications described above, the first electrode 40 and the second electrode 50 may not necessarily be provided. That is, the present invention can also be realized as a passive optical device.
  • the first optical medium portion 31 may be the liquid crystal layer as it is, the first optical medium portion 31 is not made of the liquid crystal layer but made of a translucent material fixed at a refractive index of 1.7 or the like. May be When the first optical medium unit 31 is made of a translucent material, the material of the first optical medium unit 31 is refracted and reflected at the interface of the first optical medium unit 31 and the second optical medium unit 31 is formed.
  • the refractive index of the first optical medium unit 31 is not limited to 1.7 as long as there is a difference in refractive index between the second optical medium unit 32 and the third optical medium unit 33.
  • the liquid crystal material of the first optical medium unit 31 is not limited to the above-described materials, and a twist nematic liquid crystal (TN liquid crystal) or the like may be used.
  • TN liquid crystal twist nematic liquid crystal
  • the first optical medium portion 31 of the light control layer 30 may use a polymer containing a polymer structure or the like in addition to the liquid crystal material.
  • the polymer structure is, for example, a network-like structure, and the arrangement of liquid crystal molecules between the polymer structures (network) enables adjustment of the refractive index.
  • a liquid crystal material containing a polymer for example, a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) or a polymer network liquid crystal (PNLC) can be used.
  • PDLC polymer dispersed liquid crystal
  • PNLC polymer network liquid crystal
  • the positive type liquid crystal is used in the first optical medium unit 31, but a negative type liquid crystal may be used.
  • the light control layer 30 includes a liquid crystal material (first optical medium portion 31) and a resin material (second optical medium portion 32, third optical medium portion 33). Although it comprised with two types of materials, it does not restrict to this.
  • the cross-sectional shapes of the second optical medium portion 32 and the third optical medium portion 33 are triangular, but the present invention is not limited to this.
  • the cross-sectional shapes of the second optical medium unit 32 and the third optical medium unit 33 may be a polygon other than a triangle, such as a trapezoidal shape.
  • the pitch of the convex portions of the concave and convex portions of the second optical medium portion 32 and the pitch of the convex portions of the concave and convex portions of the third optical medium portion 33 are the same. It is not limited to this.
  • the pitch of the convex portions of the concavo-convex portion of the third optical medium portion 33 may be twice the pitch of the convex portions of the concavo-convex portion of the second optical medium portion 32 or the like.
  • the first optical medium portion 31 is in communication with the two concave portions of the uneven portion of the second optical medium portion 32.
  • the light incident on the optical device may be light emitted by a light emitting device such as a lighting device.
  • the optical device is attached to the surface of the window 100 on the indoor side, but may be attached to the surface of the window 100 on the outdoor side.
  • the optical device is preferably attached to the surface of the window 100 on the indoor side.
  • the optical device may be used as the window of the building 200 itself.
  • the optical device is not limited to being installed in a window of a building, and may be installed in, for example, a window of a car.

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Abstract

光学デバイス（１）は、透光性を有する第１基板（１０）と、第１基板（１０）に対向して配置された、透光性を有する第２基板（２０）と、第１基板（１０）と第２基板（２０）との間に配置された第１光媒体部（３１）とを備え、第１光媒体部（３１）は、第１光媒体部（３１）に入射する光が屈折可能な界面である第１界面（Ｓ１）と、第１界面（Ｓ１）から第１光媒体部（３１）に入射した光が反射可能な界面である第２界面（Ｓ２）と、第２界面（Ｓ２）で反射した光であって第１光媒体部（３１）から出射する光が屈折可能な界面である第３界面（Ｓ３）とを有し、第３界面（Ｓ３）は、第２基板（２０）における第１基板（１０）側の面に対して傾斜している。

Description

光学デバイス及び光学デバイスの製造方法
　本発明は、光学デバイス及び光学デバイスの製造方法に関する。
　入射する光の配光を制御することができる光学デバイスが提案されている。このような光学デバイスは、建物又は車等の窓に用いられる。例えば、光学デバイスを建物の窓に設置することで、室外から入射する太陽光等の外光の進行方向を変更して当該外光を室内の天井に向けて導入することができる。
　この種の光学デバイスとして、一対の透明基板と、一対の透明基板の内側に配置された一対の透明電極と、一対の透明電極の間に配置された液晶層とを備える液晶光学素子が知られている（例えば特許文献１）。このような光学デバイスでは、一対の透明電極に印加する電圧に応じて液晶層の液晶分子の配向状態を変化させることで、光学デバイスに入射する光の進行方向を変化させている。
特開２０１２－１７３５３４号公報
　しかしながら、従来の光学デバイスでは、所望の光学特性を得ることが難しいという課題がある。例えば、光学デバイスを透過する光が虹色に見えてしまう（色がつく）という課題がある。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、所望の光学特性を得ることができる光学デバイス及び光学デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明に係る光学デバイスの一態様は、透光性を有する第１基板と、前記第１基板に対向して配置された、透光性を有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された第１光媒体部とを備え、前記第１光媒体部は、当該第１光媒体部に入射する光が屈折可能な界面である第１界面と、前記第１界面から当該第１光媒体部に入射した光が反射可能な界面である第２界面と、前記第２界面で反射した光であって当該第１光媒体部から出射する光が屈折可能な界面である第３界面とを有し、前記第３界面は、前記第２基板における前記第１基板側の面に対して傾斜している。
　また、本発明に係る光学デバイスの製造方法の一態様は、透光性を有する第１基板と、透光性を有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された液晶層である第１光媒体部とを備える光学デバイスの製造方法であって、前記第１基板に凹凸形状の第２光媒体部を形成する工程と、前記第２基板に凹凸形状の第３光媒体部を形成する工程と、前記第２光媒体部と前記第３光媒体部との間に液晶材料を付与して、前記第２光媒体部の凹凸部と前記第３光媒体部の凹凸部との間に形成される空間に前記第１光媒体部となる前記液晶層を封止するとともに前記第２光媒体部の凹凸部の少なくとも一部と前記第３光媒体部の凹凸部の少なくとも一部とを接触させるようにして、前記第１基板と前記第２基板とを重ね合わせる工程と、前記第２光媒体部と前記第３光媒体部との接触部分を接合する工程とを含む。
　また、本発明に係る他の光学デバイスの一態様は、互いに対向して配置された、透光性を有する第１基板及び第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板の間に配置された第１電極及び第２電極と、前記第１基板の前記第２基板側に配置された凹凸層と、前記凹凸層と前記第２電極との間に配置された液晶層と、前記液晶層に接し、前記液晶層と前記第２電極との間に形成された配向膜とを備え、前記配向膜は、前記液晶層の液晶分子を垂直配向させる第１配向領域と、前記液晶層の液晶分子を水平配向させる第２配向領域とを有する。
　本発明によれば、所望の光学特性を得ることができる。
図１は、実施の形態１に係る光学デバイスの断面図である。 図２は、実施の形態１に係る光学デバイスの部分拡大断面図である。 図３Ａは、実施の形態１に係る光学デバイスの第１光学作用を説明するための図である。 図３Ｂは、実施の形態１に係る光学デバイスの第２光学作用を説明するための図である。 図４Ａは、実施の形態１に係る光学デバイスを窓に設置したときに、光学デバイスが第１モードである場合の作用を説明するための図である。 図４Ｂは、実施の形態１に係る光学デバイスを窓に設置したときに、光学デバイスが第２モードである場合の作用を説明するための図である。 図５Ａは、実施の形態１に係る光学デバイスの製造方法における第１透明基板の作製工程を示す断面図である。 図５Ｂは、実施の形態１に係る光学デバイスの製造方法における第２透明基板の作製工程を示す断面図である。 図５Ｃは、実施の形態１に係る光学デバイスの製造方法における液晶材料の滴下工程を示す断面図である。 図５Ｄは、実施の形態１に係る光学デバイスの製造方法における第１透明基板と第２透明基板との貼り合わせ工程を示す断面図である。 図５Ｅは、実施の形態１に係る光学デバイスの製造方法における第１透明基板と第２工程基板との接合工程を示す断面図である。 図６Ａは、実施の形態１の変形例１の第１例（電圧オフ時）に係る光学デバイスの部分拡大断面図である。 図６Ｂは、実施の形態１の変形例１の第１例（中間電圧印加時）に係る光学デバイスの部分拡大断面図である。 図６Ｃは、実施の形態１の変形例１の第１例（フル電圧印加時）に係る光学デバイスの部分拡大断面図である。 図７Ａは、実施の形態１の変形例１の第２例（電圧オフ時）に係る光学デバイスの部分拡大断面図である。 図７Ｂは、実施の形態１の変形例１の第２例（中間電圧印加時）に係る光学デバイスの部分拡大断面図である。 図７Ｃは、実施の形態１の変形例１の第２例（フル電圧印加時）に係る光学デバイスの部分拡大断面図である。 図８は、実施の形態１の変形例２の第１例に係る光学デバイスの部分拡大断面図である。 図９は、実施の形態１の変形例２の第２例に係る光学デバイスの部分拡大断面図である。 図１０は、実施の形態１の変形例２の第３例に係る光学デバイスの部分拡大断面図である。 図１１は、実施の形態１の変形例２の第４例に係る光学デバイスの部分拡大断面図である。 図１２は、実施の形態１の変形例２の第５例に係る光学デバイスの部分拡大断面図である。 図１３は、実施の形態１の変形例２の第６例に係る光学デバイスの部分拡大断面図である。 図１４は、実施の形態１の変形例２の第７例に係る光学デバイスの部分拡大断面図である。 図１５は、実施の形態１の変形例３に係る光学デバイスの部分拡大断面図である。 図１６は、実施の形態１の変形例４に係る光学デバイスの部分拡大断面図である。 図１７は、実施の形態２に係る光学デバイスの部分拡大断面図である。 図１８は、実施の形態２の変形例に係る光学デバイスの部分拡大断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について説明する。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、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。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。
　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。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
　また、本明細書及び図面において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、三次元直交座標系の三軸を表しており、本実施の形態では、Ｚ軸方向を鉛直方向とし、Ｚ軸に垂直な方向（ＸＹ平面に平行な方向）を水平方向としている。Ｘ軸及びＹ軸は、互いに直交し、かつ、いずれもＺ軸に直交する軸である。なお、Ｚ軸方向のプラス方向を鉛直下方としている。また、本明細書において、「厚み方向」とは、光学デバイスの厚み方向を意味し、第１基板１０及び第２基板２０の主面に垂直な方向のことであり、「平面視」とは、第１基板１０又は第２基板２０の主面に対して垂直な方向から見たときのことをいう。
　（実施の形態１）
　まず、実施の形態１に係る光学デバイス１の構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る光学デバイス１の断面図である。図２は、同光学デバイス１の部分拡大断面図であり、図１の破線で囲まれる領域IIの拡大断面図を示している。
　光学デバイス１は、光学デバイス１に入射する光を制御する光制御デバイスである。具体的には、光学デバイス１は、光学デバイス１に入射する光の進行方向を変更して（つまり配光して）出射させることができる配光制御素子である。
　光学デバイス１は、入射する光を透過するように構成されており、図１及び図２に示すように、第１基板１０と、第２基板２０と、光制御層３０と、第１電極４０と、第２電極５０とを備える。
　光学デバイス１は、一対の第１基板１０及び第２基板２０の間に、第１電極４０、光制御層３０、第２電極５０がこの順で厚み方向に沿って配置された構成である。
　以下、光学デバイス１の各構成部材について、図１及び図２を参照して詳細に説明する。
　［第１基板、第２基板］
　図１及び図２に示される第１基板１０及び第２基板２０は、透光性を有する透光性基板である。具体的には、第１基板１０及び第２基板２０としては、透明基板を用いることができる。
　第１基板１０及び第２基板２０は、例えば、樹脂基板又はガラス基板である。樹脂基板の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、アクリル（ＰＭＭＡ）又はエポキシ等の樹脂材料が挙げられる。ガラス基板の材料としては、ソーダガラス、無アルカリガラス又は高屈折率ガラス等が挙げられる。
　また、第１基板１０及び第２基板２０は、シート状のリジッド基板に限るものではなく、可撓性を有するフィルム状のフレキシブル基板であってもよい。リジッド基板（シート）の材料としては、例えば、ガラス、ＰＣ又はＰＭＭＡ等が挙げられ、また、フレキシブル基板（フィルム）としては、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＳ、ＰＶＡ、ＴＡＣ等が挙げられる。なお、第１基板１０と第２基板２０とは、同じ材料で構成されていてもよいし、異なる材料で構成されていてもよい。
　第１基板１０と第２基板２０とは、所定の間隔をあけて互いに対向して配置されている。つまり、第２基板２０は、第１基板１０に対向して配置された対向基板である。
　なお、第１基板１０及び第２基板２０の平面視形状は、例えば、正方形や長方形の矩形状であるが、これに限るものではなく、円形又は四角形以外の多角形であってもよく、任意の形状が採用され得る。
　［光制御層］
　図１及び図２に示すように、光制御層３０は、第１基板１０と第２基板２０との間に配置される。光制御層３０は、透光性を有しており、入射した光を透過させる。また、光制御層３０は、入射した光を配光することができる。つまり、光制御層３０は、光制御層３０を通過する際の光の進行方向を変更することができる。
　光制御層３０は、第１光媒体部３１と、第２光媒体部３２と、第３光媒体部３３とを有する。第１光媒体部３１、第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３は、光を媒体する光媒体層であり、第１基板１０と第２基板２０との間に配置される。本実施の形態において、第１光媒体部３１、第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３は、第１電極４０と第２電極５０との間に配置される。
　図２に示すように、第１光媒体部３１は、液晶分子３１ａを含む液晶によって構成された液晶層である。液晶としては、例えば、液晶分子３１ａが棒状分子からなるネマティック液晶又はコレステリック液晶等を用いることができる。第１光媒体部３１は、第２光媒体部３２と第１電極４０との間、かつ、第３光媒体部３３と第２電極５０との間に配置されている。
　本実施の形態において、第１光媒体部３１は、複数形成されている。複数の第１光媒体部３１は、Ｚ軸方向に沿って一列に配列されている。複数の第１光媒体部３１の各々は、第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３で囲まれている。つまり、各第１光媒体部３１は、第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３で囲まれる空間領域を埋めるように形成されている。
　第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３は、第１光媒体部３１を除いて第１電極４０と第２電極５０との間の空間領域を埋めるように形成されている。第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３は、結合されて一体化されている。結合する前の第２光媒体部３２は、断面状形状が三角形の凸部の繰り返しである凹凸部（凹凸構造）を有する凹凸層であり、第１基板１０の第２基板２０側に配置されている。また、結合する前の第３光媒体部３３も、断面形状が三角形の凸部の繰り返しである凹凸部（凹凸構造）を有する凹凸層であり、第２基板２０の第１基板１０側に配置されている。第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３は、凹凸部同士の一部を接触するように互いの凹凸部を嵌合した状態で結合させることで一体化されている。
　第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３の材料としては、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂等の光透過性を有する樹脂材料を用いることができる。本実施の形態において、第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３は、同じ材料であるが、異なる材料であってもよい。なお、第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３の材料は、樹脂材料に限るものではない。
　このように、本実施の形態において、光制御層３０は、液晶層（液晶領域）と樹脂層（樹脂領域）とで構成されている。第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３を構成する樹脂は、熱硬化性樹脂及び光硬化性樹脂のいずれであってもよい。また、第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３を構成する樹脂は、液晶に対して配向性を与える材料を用いるとよい。この場合、樹脂は、光で配向性を付与できる材料であるとよい。
　第１光媒体部３１、第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３は、所定の屈折率を有する。第１光媒体部３１の屈折率をｎ１とし、第２光媒体部３２の屈折率をｎ２とし、第３光媒体部３３の屈折率をｎ３とすると、ｎ１≧ｎ２、かつ、ｎ１≧ｎ３となっている。本実施の形態では、第１光媒体部３１である液晶層に含まれる液晶分子３１ａは、複屈折性を有する複屈折材料であり、例えば、常光屈折率（ｎｏ）が１．５で、異常光屈折率（ｎｅ）が１．７のポジ型である。したがって、第１光媒体部３１（液晶層）の屈折率ｎ１は、液晶分子３１ａの配向状態によって、１．５又は１．７、あるいは１．５～１．７の間の値をとりうる。また、第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３は、いずれも屈折率が１．５のアクリル樹脂である。つまり、ｎ２＝ｎ３＝１．５である。
　図２に示すように、各第１光媒体部３１は、第１界面Ｓ１と、第２界面Ｓ２と、第３界面Ｓ３とを有する。本実施の形態において、第１光媒体部３１の断面形状は、第１界面Ｓ１、第２界面Ｓ２及び第３界面Ｓ３の各々を辺とする多角形であり、具体的には、第２界面Ｓ２を構成する辺を底辺とする二等辺三角形である。この場合、第１光媒体部３１を構成する二等辺三角形の底角は、２０°以下であるとよい。
　第１界面Ｓ１は、第１光媒体部３１に入射する光が屈折可能な界面（第１屈折面）である。第１界面Ｓ１は、ＸＹ平面に平行な状態から第１基板１０側に起き上がるように傾斜している。
　本実施の形態において、第１界面Ｓ１は第１光媒体部３１と第２光媒体部３２との界面であるので、第１界面Ｓ１では、第２光媒体部３２から第１光媒体部３１に入射する光が屈折可能となっている。なお、本実施の形態では、第１光媒体部３１の屈折率が変化するので、第１光媒体部３１と第２光媒体部３２との屈折率差に応じて、第１界面Ｓ１で光が屈折して通過する場合と、第１界面Ｓ１で光が屈折せずに通過する場合とがある。
　第２界面Ｓ２は、第１界面Ｓ１から第１光媒体部３１に入射した光が反射可能な界面（反射面）である。第２界面Ｓ２は、ＸＹ平面に平行な状態から第２基板２０側に起き上がるように傾斜している。
　本実施の形態において、第２界面Ｓ２は第１光媒体部３１と第２光媒体部３２との界面であるので、第２界面Ｓ２では、第１光媒体部３１から第２光媒体部３２に入射しようとする光が反射可能となっている。なお、本実施の形態では、第１光媒体部３１の屈折率が変化するので、第１光媒体部３１と第２光媒体部３２との屈折率差に応じて、第２界面Ｓ２で光が反射する場合と、第２界面Ｓ２で光が反射せず通過する場合とがある。第２界面Ｓ２で光が反射する場合、第２界面Ｓ２は全反射面となる。つまり、全反射条件を満たす光が第２界面Ｓ２で全反射する。
　第３界面Ｓ３は、第２界面Ｓ２で反射した光であって第１光媒体部３１から出射する光が屈折可能な界面（第２屈折面）である。第３界面Ｓ３は、ＸＹ平面に平行な状態から第２基板２０側に第２界面Ｓ２よりも起き上がるように傾斜している。
　本実施の形態において、第３界面Ｓ３は第１光媒体部３１と第３光媒体部３３との界面であるので、第３界面Ｓ３では、第１光媒体部３１から第３光媒体部３３に入射する光が屈折可能となっている。なお、本実施の形態では、第１光媒体部３１の屈折率が変化するので、第１光媒体部３１と第３光媒体部３３との屈折率差に応じて、第３界面Ｓ３で光が屈折して通過する場合と、第３界面Ｓ３で光が屈折せずに通過する場合とがある。
　第１界面Ｓ１、第２界面Ｓ２及び第３界面Ｓ３はいずれも、第１基板１０における第２基板２０側の面に対して傾斜しているとともに、第２基板２０における第１基板１０側の面に対して傾斜している。
　本実施の形態において、第３界面Ｓ３と、第２基板２０における第１基板１０側の面とのなす角θ１（第３界面Ｓ３の傾斜角）は、０°より大きく４５°以下であるとよい。また、第２界面Ｓ２と、第１基板１０における第２基板２０側の面の法線とのなす角θ２（第２界面Ｓ２の傾斜角）は、０°より大きく１０°以下であるとよい。
　さらに、図２に示すように、第１界面Ｓ１と第１基板１０における第２基板２０側の面の法線とのなす角をα°とし、第２界面Ｓ２と第１基板１０における第２基板２０側の面の法線とのなす角をβ°とし、第３界面Ｓ３と第２基板２０における第１基板１０側の面の法線とのなす角をγ°とすると、γ＝β×２＋αの関係を満たしているとよい。
　本実施の形態において、第１光媒体部３１は、ストライプ状に形成されている。具体的には、複数の第１光媒体部３１の各々は、Ｘ軸方向に延在する長尺状の略三角柱形状であり、Ｚ軸方向に沿って等間隔に配列されている。つまり、第２光媒体部３２と第３光媒体部３３とで囲まれる単位空間がＸ軸方向に延在する長尺状の略三角柱形状であり、その単位空間がＺ軸方向に沿って等間隔に形成されている。なお、各第１光媒体部３１は、互いに同じ形状であるが、これに限るものではない。
　このように構成される第１光媒体部３１は、電界が与えられることによって可視光領域での屈折率が調整可能な屈折率調整層として機能する。具体的には、第１光媒体部３１は、電界応答性を有する液晶分子３１ａを有する液晶によって構成されているので、光制御層３０に電界が与えられることで液晶分子３１ａの配向状態が変化して第１光媒体部３１の屈折率が変化する。
　光制御層３０には、第１電極４０及び第２電極５０に電圧が印加されることによって電界が与えられる。したがって、第１電極４０及び第２電極５０に印加する電圧を制御することによって光制御層３０に与えられる電界が変化し、これにより、液晶分子３１ａの配向状態が変化して第１光媒体部３１の屈折率が変化する。つまり、第１光媒体部３１は、第１電極４０及び第２電極５０に電圧が印加されることで屈折率が変化する。
　なお、第１光媒体部３１は、交流電力によって電界が与えられてもよいし、直流電力によって電界が与えられてもよい。交流電力の場合には、電圧波形は、正弦波でもよいし矩形波でもよい。
　［第１電極、第２電極］
　図１及び図２に示すように、第１電極４０及び第２電極５０は、電気的に対となっており、光制御層３０に電界を与えることができるように構成されている。第１電極４０及び第２電極５０に印加する電圧を変化することで光制御層３０を制御することができる。具体的には、第１電極４０及び第２電極５０の少なくとも一方に印加する電圧を変化することで光制御層３０の第１光媒体部３１に含まれる液晶分子３１ａの配向状態を変化させることができる。
　なお、第１電極４０と第２電極５０とは、電気的だけではなく配置的にも対になっており、第１基板１０及び第２基板２０の間において、互いに対向するように配置されている。具体的には、第１電極４０及び第２電極５０は、光制御層３０を挟むように配置されている。
　第１電極４０及び第２電極５０は、光透過性を有し、入射した光を透過する。第１電極４０及び第２電極５０は、例えば透明導電層である。透明導電層の材料としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）やＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ等の透明金属酸化物、銀ナノワイヤや導電性粒子等の導電体を含有する樹脂からなる導電体含有樹脂、又は、銀薄膜等の金属薄膜等を用いることができる。なお、第１電極４０及び第２電極５０は、これらの単層構造であってもよし、これらの積層構造（例えば透明金属酸化物と金属薄膜との積層構造）であってもよい。
　第１電極４０は、第１基板１０と光制御層３０との間に配置されている。具体的には、第１電極４０は、第１基板１０の光制御層３０側の面に形成されている。
　一方、第２電極５０は、光制御層３０と第２基板２０との間に配置されている。具体的には、第２電極５０は、第２基板２０の光制御層３０側の面に形成されている。
　なお、第１電極４０及び第２電極５０は、外部電源との電気接続が可能となるように構成されているとよい。例えば、外部電源に接続するための電極パッド等が、第１電極４０及び第２電極５０の各々から引き出されて第１基板１０及び第２基板２０に形成されていてもよい。
　［光学デバイスの光学作用］
　次に、実施の形態１に係る光学デバイス１の光学作用について、図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。図３Ａは、実施の形態１に係る光学デバイス１の第１光学作用を説明するための図であり、図３Ｂは、同光学デバイス１の第２光学作用を説明するための図である。
　光学デバイス１は、光を透過させることができる。本実施の形態では、第１基板１０を光入射側の基板としているので、光学デバイス１は、第１基板１０から入射した光を透過して第２基板２０から出射させることができる。
　光学デバイス１に入射した光は、光制御層３０を透過する際に光学デバイス１から光学作用を受ける。光学デバイス１は、第１光媒体部３１の屈折率の変化によって光学作用が変化する。このため、光学デバイス１に入射した光は、光制御層３０の第１光媒体部３１の屈折率に応じて異なる光学作用を受けることになる。
　具体的には、図３Ａに示すように、光学デバイス１は、光制御層３０における第１光媒体部３１と第２光媒体部３２との屈折率差が生じる場合には第１モードとなり、入射した光に対して第１光学作用を与える。本実施の形態では、第１電極４０及び第２電極５０に電圧が印加されていない状態（電圧無印加状態）の場合に第１モードとなるように設定されている。
　また、本実施の形態において、第１光媒体部３１（液晶層）の液晶分子３１ａは、異常光屈折率が１．７で、常光屈折率が１．５のポジ型であり、第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３の屈折率は１．５である。したがって、第１電極４０及び第２電極５０に電圧が印加されていない状態（第１モード）では、第１光媒体部３１の液晶分子３１ａは、第１基板１０及び第２基板２０に対して水平に配向する水平配向のままで配向状態が変化せず、第１光媒体部３１の屈折率は、１．７である。この場合、第２光媒体部３２と第１光媒体部３１との間及び第３光媒体部３３と第１光媒体部３１との間には屈折率差が生じる。
　したがって、図３Ａに示すように、第１モードでは、光学デバイス１に対して斜め方向から入射する入射光Ｌ（例えば太陽光）は、第１界面Ｓ１で屈折して進行方向が変化し、第１光媒体部３１内を直進して第２界面Ｓ２で全反射する。つまり、第１界面Ｓ１で屈折した光は、第２界面Ｓ２で跳ね返る方向に進行方向が曲げられる。そして、第２界面Ｓ２で反射した光のうち第１光媒体部３１から出射する光は、第３界面Ｓ３で屈折して進行方向が変化して光学デバイス１から外部に出射する。
　なお、第１モードにおいて、入射光ＬのうちＳ偏光については、第１光媒体部３１で異常光屈折率（１．７）を感じて、上記のように第１界面Ｓ１及び第３界面Ｓ３で屈折するが、入射光ＬのうちＰ偏光については、第１光媒体部３１で常光屈折率（１．５）を感じることになるので、第１光媒体部３１と第２光媒体部３２（第３光媒体部３３）との間には屈折率差がなくなり、第１界面Ｓ１、第２界面Ｓ２及び第３界面Ｓ３では屈折及び反射しない。
　一方、図３Ｂに示すように、光学デバイス１は、第１電極４０及び第２電極５０に電圧が印加されている状態（電圧印加状態）の場合に第２モードとなり、入射した光に対して第２光学作用を与える。第２モードでは、第１光媒体部３１の液晶分子３１ａの配向状態が変化して、液晶分子３１ａは、第１基板１０及び第２基板２０に対して垂直に配向する垂直配向となる。この場合、第１光媒体部３１の屈折率は、１．７から１．５になるので、第２光媒体部３２と第１光媒体部３１との間及び第３光媒体部３３と第１光媒体部３１との間の屈折率差がなくなる。
　したがって、図３Ｂに示すように、第２モードでは、光学デバイス１に対して斜め方向から入射する入射光Ｌは、第１界面Ｓ１、第２界面Ｓ２及び第３界面Ｓ３で屈折及び反射することなく直線的に進行して光学デバイス１から外部に出射する。なお、図３Ｂでは、入射光Ｌが第１界面Ｓ１及び第３界面Ｓ３を通る場合を例示している。
　なお、第２モードでは、Ｓ偏光もＰ偏光も常光屈折率（１．５）を感じるため、Ｓ偏光及びＰ偏光はいずれも、第１界面Ｓ１、第２界面Ｓ２及び第３界面Ｓ３で屈折及び反射されずに進行方向が変わらない。
　このように、光学デバイス１は、液晶層である第１光媒体部３１と樹脂層である第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３との屈折率マッチングを電界によって制御することで光学作用を変化させることができるアクティブ型の光学制御デバイスである。つまり、第１電極４０及び第２電極５０に印加する電圧を制御することによって、光学デバイス１を第１モード（図３Ａ）と第２モード（図３Ｂ）とに切り替えることができる。
　［光学デバイスの使用例］
　次に、実施の形態１に係る光学デバイス１の使用例について、図３Ａ及び図３Ｂを参照しながら、図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、実施の形態１に係る光学デバイス１を窓１００に設置したときの使用例を示す図である。図４Ａは、同光学デバイス１が第１モード（図３Ａ）である場合を示しており、図４Ｂは、同光学デバイス１が第２モード（図３Ｂ）である場合を示している。
　図４Ａ及び図４Ｂに示すように、光学デバイス１は、建物２００の窓１００に設置することで、配光機能付き窓として実現することができる。光学デバイス１は、例えば、粘着層を介して窓１００に貼り合わされる。この場合、光学デバイス１は、第１基板１０及び第２基板２０の主面が鉛直方向（Ｚ軸方向）と平行となるような姿勢（つまり立設する姿勢）で窓１００に設置される。
　また、図４Ａ及び図４Ｂでは光学デバイス１の詳細な構造が図示されていないが、光学デバイス１は、第１基板１０が室外側で第２基板２０が室内側となるように配置されている。つまり、図４Ａ及び図４Ｂにおいて、光学デバイス１は、第１基板１０が光入射側で、第２基板２０が光出射側となるように配置されている。
　図４Ａに示すように、光学デバイス１が第１モードの場合、第１光媒体部３１と第２光媒体部３２（第３光媒体部３３）との間に屈折率差が生じる。
　したがって、光学デバイス１に対して斜め方向から入射する太陽光については、図３Ａに示すように、第１界面Ｓ１で屈折してから第２界面Ｓ２で全反射し、第３界面Ｓ３で屈折してから光学デバイス１から外部に出射する。これにより、図４Ａに示すように、太陽光は、建物２００の室内の天井に照射される。
　一方、図４Ｂに示すように、光学デバイス１が第２モードの場合、第１光媒体部３１と第２光媒体部３２（第３光媒体部３３）との間には屈折率差が生じない。このため、太陽光は、図３Ｂに示すように、第１界面Ｓ１、第２界面Ｓ２及び第３界面Ｓ３で屈折及び反射されずに光学デバイス１から外部に出射する。これにより、図４Ｂに示すように、太陽光は、建物２００の室内の床面に照射される。
　［光学デバイスの製造方法］
　次に、実施の形態１に係る光学デバイス１の製造方法について、図５Ａ～図５Ｅを用いて説明する。図５Ａ～図５Ｅは、実施の形態１に係る光学デバイス１の製造方法を説明するための工程断面図であり、図５Ａは第１透明基板の作製工程、図５Ｂは第２透明基板の作製工程、図５Ｃは液晶材料の滴下工程、図５Ｄは第１透明基板と第２透明基板との貼り合わせ工程、図５Ｅは第１透明基板と第２工程基板との接合工程を示している。
　図５Ａに示すように、まず、第１基板１０に凹凸形状の第２光媒体部３２を形成する。具体的には、第１基板１０として透明樹脂基板を用いて、この透明樹脂基板上に第１電極４０を形成する。次に、第１電極４０の上に、樹脂材料を塗布してインプリントすることで断面形状が三角形の複数の凸部からなる第２光媒体部３２を形成する。第２光媒体部３２の凸部はストライプ状とした。これにより、第１基板１０の上に第１電極４０及び凹凸形状の第２光媒体部３２が形成された第１透明基板を作製することができる。
　次に、図５Ｂに示すように、第２基板２０に凹凸形状の第３光媒体部３３を形成する。具体的には、第２基板２０として透明樹脂基板を用いて、この透明樹脂基板上に第２電極５０を形成する。次に、第２電極５０の上に、樹脂材料を塗布してインプリントすることで断面形状が三角形の複数の凸部からなる第３光媒体部３３を形成する。第３光媒体部３３の凸部はストライプ状とした。これにより、第２基板２０の上に第２電極５０及び凹凸形状の第３光媒体部３３が形成された第２透明基板を作製することができる。
　なお、第２透明基板及び第１透明基板の作製順序は、上記の順序に限るものではなく、第２透明基板を作製した後に第１透明基板を作製してもよいし、第１透明基板と第２透明基板とを同時に作製してもよい。
　次に、第２光媒体部３２と第３光媒体部３３との間に液晶材料を付与して、凹凸形状の第２光媒体部３２の凹凸部と凹凸形状の第３光媒体部３３の凹凸部との間に形成される空間に第１光媒体部３１となる液晶層を封止するとともに第２光媒体部３２の凹凸部の少なくとも一部と第３光媒体部３３の凹凸部の少なくとも一部とを接触させるようにして、第１基板１０と第２基板２０とを重ね合わせる。
　具体的には、図５Ｃに示すように、第１電極４０及び第２光媒体部３２が形成された第１基板１０（第１透明基板）に、液晶材料３１Ｘを付与する。例えば、第２光媒体部３２の凹凸部の凹部を埋めるようにして液晶材料３１Ｘを滴下する。次いで、図５Ｄに示すように、液晶材料３１Ｘが付与された第１透明基板の上から、第２電極５０及び第３光媒体部３３が形成された第２基板２０（第２透明基板）を重ね合わせる。このとき、第２光媒体部３２の凹凸部と第３光媒体部３３の凹凸部との間に形成される空間に液晶材料３１Ｘが封止されるようにして第２光媒体部３２の凹凸部の表面の一部と第３光媒体部３３の凹凸部の表面の一部とを接触させることで、第２光媒体部３２の凹凸部と第３光媒体部３３とを嵌合させる。これにより、第２光媒体部３２の凹凸部と第３光媒体部３３の凹凸部との間の空間領域に液晶層（第１光媒体部３１）が充填される。
　なお、上記のように第１透明基板に液晶材料３１Ｘを滴下して第１透明基板に第２透明基板を貼り合わせるのではなく、第２透明基板に液晶材料３１Ｘを滴下して第２透明基板に第１透明基板を貼り合わせてもよい。
　次に、図５Ｅに示すように、第２光媒体部３２と第３光媒体部３３との接触部分Ｊを接合する。具体的には、重ね合わせた第１透明基板及び第２透明基板に対してレーザ光を照射することで第２光媒体部３２と第３光媒体部３３との接触部分Ｊを溶融させる。これにより、第２光媒体部３２と第３光媒体部３３との接触部分Ｊが溶着により接合される。
　このようにして、本実施の形態に係る光学デバイス１を製造することができる。なお、第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３はインプリントで形成することに限らず、モールド型押し等の他の方法によって形成してもよい。
　［まとめ］
　以上、本実施の形態に係る光学デバイス１では、第１基板１０と第２基板２０との間に配置された第１光媒体部３１が、当該第１光媒体部３１に入射する光が屈折可能な界面である第１界面Ｓ１と、第１界面Ｓ１から当該第１光媒体部３１に入射した光が反射可能な界面である第２界面Ｓ２と、第２界面Ｓ２で反射した光であって第１光媒体部３１から出射する光が屈折可能な界面である第３界面Ｓ３とを有し、第３界面Ｓ３は、第２基板２０における第１基板１０側の面に対して傾斜している。
　この構成により、光学デバイス１は、第１光媒体部３１に入射する光が作用する面として、第１界面Ｓ１及び第３界面Ｓ３の２つの屈折面と、第２界面Ｓ２の１つの反射面とを有する。これにより、光学デバイス１に入射した光は、第１界面Ｓ１及び第３界面Ｓ３の２つの屈折面で屈折するとともに第２界面Ｓ２の１つの反射面で反射して光学デバイス１から出射することになる。このため、第１光媒体部３１の界面において波長が分散することを反転させることで補償することができる。したがって、光学デバイス１を透過する光が虹色に見えてしまうということを抑制することができる。
　しかも、不要な方向に配光することも抑制できるので、配光効率を向上させることができる。
　このように、本実施の形態に係る光学デバイス１によれば、所望の光学特性を得ることができる。
　また、本実施の形態に係る光学デバイス１では、さらに、第１基板１０と第２基板２０との間に第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３が配置されている。そして、第１界面Ｓ１及び第２界面Ｓ２は、第１光媒体部３１と第２光媒体部３２との界面であり、第３界面Ｓ３は、第１光媒体部３１と第３光媒体部３３との界面であり、第１光媒体部３１の屈折率をｎ１とし、第２光媒体部３２の屈折率をｎ２とし、第３光媒体部３３の屈折率をｎ３とすると、ｎ１≧ｎ２、かつ、ｎ１≧ｎ３である。
　これにより、第１光媒体部３１と第２光媒体部３２との界面を屈折面となる第１界面Ｓ１とし、第１光媒体部３１と第２光媒体部３２との界面を反射面となる第２界面Ｓ２とし、第１光媒体部３１と第３光媒体部３３との界面を屈折面となる第３界面Ｓ３とすることができる。つまり、第１光媒体部３１と第２光媒体部３２と第３光媒体部３３の屈折率差によって、第１界面Ｓ１、第２界面Ｓ２及び第３界面Ｓ３を容易に形成することができる。
　この場合、本実施の形態に係る光学デバイス１において、第２光媒体部３２と第３光媒体部３３とは同じ材料であるとよい。
　これにより、第２光媒体部３２と第３光媒体部３３の屈折率を同等にすることができるので、第１界面Ｓ１で屈折する光が受ける光学作用と第３界面Ｓ３で屈折する光が受ける光学作用とを同等にすることができる。この結果、光学デバイス１を透過する光が虹色に見えてしまうということを効果的に抑制できる。
　また、本実施の形態に係る光学デバイス１において、第３界面Ｓ３と、第２基板２０における第１基板１０側の面とのなす角θ１は、０°より大きく４５°以下であるとよい。つまり、第２屈折面である第３界面Ｓ３の傾斜角は、０°より大きく４５°以下であるとよい。
　これにより、光学デバイス１を透過する光が虹色に見えてしまうということを効果的に抑制できる。
　また、本実施の形態に係る光学デバイス１において、第１界面Ｓ１と第１基板１０における第２基板２０側の面の法線とのなす角をα°とし、第２界面Ｓ２と第１基板１０における第２基板２０側の面の法線とのなす角をβ°とし、第３界面Ｓ３と第２基板２０における第１基板１０側の面の法線とのなす角をγ°とすると、γ＝β×２＋αの関係を満たすとよい。
　これにより、光学デバイス１を構成する部材の屈折率に依存することなく、第１界面Ｓ１で屈折させて第１光媒体部３１に入射した光の全てを第２界面Ｓ２で反射させて第３界面Ｓ３で屈折させて第１光媒体部３１から出射させることができる。したがって、光学デバイス１を透過する光が虹色に見えてしまうということを抑制しつつ、配光効率を最大化できる。
　また、本実施の形態に係る光学デバイス１において、第２界面Ｓ２と、第１基板１０における第２基板２０側の面の法線とのなす角θ２は、０°より大きく１０°以下であるとよい。
　これにより、第１界面Ｓ１から第２界面Ｓ２に向かう光が第２界面Ｓ２で全反射する範囲内で、光学デバイス１から出射する光をより折り曲がる方向に向けることができる。例えば、光学デバイス１から出射する光をより天井に届くようにすることができる。
　また、本実施の形態に係る光学デバイス１において、第１光媒体部３１の断面形状は、第１界面Ｓ１、第２界面Ｓ２及び第３界面Ｓ３の各々を辺とする多角形であるとよい。この場合、多角形は、第２界面Ｓ２を構成する辺を底辺とする二等辺三角形であるとよい。
　これにより、光学デバイス１を透過する光が虹色に見えてしまうということを効果的に抑制できる。
　このとき、第１光媒体部３１を構成する二等辺三角形の底角は、２０°以下であるとよい。
　これにより、光学デバイス１を透過する光が虹色に見えてしまうということを一層効果的に抑制できる。
　また、本実施の形態に係る光学デバイス１において、第１光媒体部３１は、液晶層である。
　これにより、液晶界面において波長が分散すること補償することができる。したがって、液晶に起因して光学デバイス１を透過する光が虹色に見えてしまうということを抑制することができる。
　また、本実施の形態に係る光学デバイス１では、さらに、第１光媒体部３１（液晶層）を挟むように配置された第１電極４０及び第２電極５０を備えており、第１電極４０及び第２電極５０の少なくとも一方に印加する電圧を変化することで液晶層に含まれる液晶分子３１ａの配向状態を変化させている。
　これにより、アクティブ型の光学制御デバイスを実現できる。具体的には、第１電極４０及び第２電極５０に印加する電圧を調整して第１光媒体部３１の屈折率を変化させることで、光学デバイス１に入射する光を跳ね返るように進行方向を変化させたり（つまり配光させたり）、光学デバイス１に入射する光を進行方向が変化することなく直線的に透過させたりできる。
　また、本実施の形態に係る光学デバイス１の製造方法は、第１基板１０に凹凸形状の第２光媒体部３２を形成する工程と、第２基板２０に凹凸形状の第３光媒体部３３を形成する工程と、第２光媒体部３２と第３光媒体部３３との間に液晶材料３１Ｘを付与して、第２光媒体部３２の凹凸部と第３光媒体部３３の凹凸部との間に形成される空間に第１光媒体部３１となる液晶層を封止するとともに第２光媒体部３２の凹凸部の少なくとも一部と第３光媒体部３３の凹凸部の少なくとも一部とを接触させるようにして、第１基板１０と第２基板２０とを重ね合わせる工程と、第２光媒体部３２と第３光媒体部３３との接触部分Ｊを接合する工程とを含む。
　これにより、第２光媒体部３２の凹凸部と第３光媒体部３３の凹凸部とを噛み合うように嵌合させることができるので、第１基板１０と第２基板２０との間隔（ギャップ）を第１基板１０（第２基板２０）の全域で均一にすることができる。したがって、光ムラのない光学デバイス１を実現することができる。また、虹の発生を抑制できる光学デバイス１を容易に製造することができる。
　さらに、この製造方法によれば、第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３の凹凸部の凸部を高くすることができるので、凹凸形状の第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３を作製する際の歩留まりを向上させることができる。
　さらに、この製造方法では、第２光媒体部３２の凹凸部と第３光媒体部３３の凹凸部とを嵌合させて第２光媒体部３２と第３光媒体部３３との間の空間領域に液晶を封止している。これにより、液晶の液だれを抑制することができるので、信頼性の高い光学デバイス１を実現することができる。
　また、第２光媒体部３２の凹凸部と第３光媒体部３３の凹凸部との間にのみ液晶を充填させているので、液晶の使用量を削減することができる。
　しかも、第２光媒体部３２の凹凸部の一部と第３光媒体部３３の凹凸部の一部とを接触させた部分を接合しているので、第１基板１０と第２基板２０とを貼り合わせるために第１基板１０と第２基板２０との外周端部をシール樹脂で別途接着することが不要になる。これにより、低コスト化を図ることができる。
　（実施の形態１の変形例１）
　次に、実施の形態１の変形例１について説明する。図６Ａ～図６Ｃは、実施の形態１の変形例１に係る光学デバイス１Ａの部分拡大断面図である。
　本変形例に係る光学デバイス１Ａは、上記実施の形態１に係る光学デバイス１と同様に、第１基板１０、第２基板２０、光制御層３０、第１電極４０及び第２電極５０を有する。
　本変形例に係る光学デバイス１Ａが上記実施の形態１に係る光学デバイス１と異なる点は、電圧無印加状態における第２界面Ｓ２及び第３界面Ｓ３での液晶分子３１ａの配向状態である。
　本変形例では、図６Ａに示すように、第１電極４０及び第２電極５０に電圧を印加しない状態において、第２界面Ｓ２及び第３界面Ｓ３の各々の一部分における液晶分子３１ａを垂直配向とし、第２界面Ｓ２及び第３界面Ｓ３の各々の他の部分における液晶分子３１ａを水平配向としている。具体的には、電圧無印加状態において、第２界面Ｓ２及び第３界面Ｓ３の第２基板２０側での液晶分子３１ａは垂直配向であり、第２界面Ｓ２及び第３界面Ｓ３の第１基板１０側での液晶分子３１ａは水平配向である。
　このように、本変形例では、電圧無印加状態において、第２界面Ｓ２付近及び第３界面Ｓ３付近での液晶分子３１ａは、同じ配向状態になっておらず、第２界面Ｓ２付近及び第３界面Ｓ３付近での液晶分子３１ａは水平配向と垂直配向の両方が混在するハイブリッド配向となっている。
　これにより、第１電極４０及び第２電極５０に印加する電圧を変更することで、第１光媒体部３１における、第１光媒体部３１に入射する光が屈折可能な第１界面（第１屈折面）、第１光媒体部３１に入射した光が反射可能な第２界面（反射面）、及び、第１光媒体部３１から出射する光が屈折可能な第３界面（第２屈折面）の位置及び傾斜角を変化させることができる。すなわち、第１光媒体部３１における第１屈折面、反射面及び第２屈折面は、第１実効屈折面Ｓ１ｅである第１界面、実効反射面Ｓ２ｅである第２界面及び第２実効屈折面Ｓ３ｅである第３界面となり、これらの第１界面、第２界面、第３界面の位置及び傾斜角は第１電極４０及び第２電極５０に印加する電圧を変化することで制御することができる。
　この場合、図６Ａに示すように、第１電極４０及び第２電極５０に電圧を印加しない状態では、光学デバイス１Ａに入射した入射光は、第１実効屈折面Ｓ１ｅ（本変形例では、第２光媒体部３２と第１光媒体部３１との界面である第１界面Ｓ１と同じ）で屈折してから実効反射面Ｓ２ｅで全反射し、第２実効屈折面Ｓ３ｅで屈折してから光学デバイス１Ａから外部に出射する。
　また、第１電極４０及び第２電極５０に、ゼロ電圧とフル電圧との間の中間の電圧を印加した状態では、第１光媒体部３１の液晶分子３１ａは、第２界面Ｓ２付近及び第３界面Ｓ３付近の第２基板２０側の領域では垂直配向に配向状態が変化するが、それ以外の領域では水平配向のままで配向状態が変化しない。
　この場合、光学デバイス１Ａに入射した入射光は、第１実効屈折面Ｓ１ｅで屈折してから実効反射面Ｓ２ｅで全反射し、第２実効屈折面Ｓ３ｅで屈折してから光学デバイス１Ａから外部に出射するが、第１実効屈折面Ｓ１ｅ（第１界面）、実効反射面Ｓ２ｅ（第２界面）及び第２実効屈折面Ｓ３ｅ（第３界面）の位置及び傾斜角は、第１界面Ｓ１、第２界面Ｓ２及び第３界面Ｓ３の各々に対して変化している。したがって、光学デバイス１Ａに入射した入射光は、図６Ａの場合とは異なる出射角で、光学デバイス１Ａの外部に出射する。
　また、図６Ｃに示すように、第１電極４０及び第２電極５０にフル電圧を印加した状態では、第１光媒体部３１の液晶分子３１ａは全て垂直配向になる。したがって、この場合、第１実効屈折面Ｓ１ｅ、実効反射面Ｓ２ｅ及び第２実効屈折面Ｓ３ｅは、第１界面Ｓ１、第２界面Ｓ２及び第３界面Ｓ３と一致するので、実施の形態１と同様に、光学デバイス１に入射した入射光は、図３Ｂに示すように、第１実効屈折面Ｓ１ｅ（第１界面Ｓ１）、実効反射面Ｓ２ｅ（第２界面Ｓ２）及び第２実効屈折面Ｓ３ｅ（第３界面Ｓ３）では屈折及び反射することなく、進行方向が変化することなく直線的に透過する。
　このように、本変形例では、第１電極４０及び第２電極５０に印加する電圧の大きさを変化させることで、光学デバイス１Ａから出射する光の出射角を変化させることができる。
　なお、図６Ａ～図６Ｃでは、電圧無印加状態における第２界面Ｓ２付近及び第３界面Ｓ３付近での液晶分子３１ａをハイブリッド配向としたが、これに限るものではない。例えば、図７Ａ～図７Ｃに示される光学デバイス１Ｂのように、電圧無印加状態における第１界面Ｓ１付近及び第２界面Ｓ２付近での液晶分子３１ａをハイブリッド配向にしてもよい。この場合も、第１電極４０及び第２電極５０に印加する電圧の大きさを変化させることで、光学デバイス１Ｂから出射する光の出射角を変化させることができる。
　また、図示しないが、電圧無印加状態における第１界面Ｓ１付近及び第３界面Ｓ３付近での液晶分子３１ａをハイブリッド配向としてもよい。
　以上、本変形例によれば、第１電極４０及び第２電極５０に電圧を印加しない状態において、第１界面Ｓ１、第２界面Ｓ２及び第３界面Ｓ３のうちの一つの界面の一部分における液晶分子３１ａを垂直配向とし、この一つの界面の他の部分における液晶分子３１ａを水平配向としている。
　これにより、第１電極４０及び第２電極５０に印加する電圧の大きさを変化させることで、光学デバイスから出射する出射光の出射角を変化させることができる。したがって、所望の光学特性を得ることができる。
　（実施の形態１の変形例２）
　次に、実施の形態１の変形例２について説明する。本変形例における光学デバイスは、上記実施の形態１に係る光学デバイス１において、さらに、第１光媒体部３１（液晶層）の界面に形成された配向膜を備える。具体的に、この配向膜は、液晶層である第１光媒体部３１と樹脂層である第２光媒体部３２及び／又は第３光媒体部３３との間に形成するとよい。この場合、配向膜は、光で配向性を付与できる材料であるとよい。以下、配向膜の具体的な形成位置と配向膜の特性について説明する。
　図８は、実施の形態１の変形例２の第１例に係る光学デバイス１Ｃの部分拡大断面図である。
　図８に示すように、光学デバイス１Ｃでは、上記実施の形態１に係る光学デバイス１に対して、第１光媒体部３１の第１界面Ｓ１の全面及び第２界面Ｓ２の全面の各々に第１配向膜６０が形成されている。第１配向膜６０は、第１光媒体部３１の液晶分子を水平配向させる水平配向膜である。第１配向膜６０は、第２光媒体部３２と第３光媒体部３３とを嵌合する前に、第２光媒体部３２の凹凸部の表面に配向膜材料を塗布して所定方向のラビング処理又は光配向処理を施すことで形成することができる。
　また、図９に示される実施の形態１の変形例２の第２例に係る光学デバイス１Ｄでは、図８に示す光学デバイス１Ｃに対して、さらに、第１光媒体部３１の第３界面Ｓ３の全面に第２配向膜７０が形成されている。第２配向膜７０は、第１光媒体部３１の液晶分子を垂直配向させる垂直配向膜である。第２配向膜７０は、第２光媒体部３２と第３光媒体部３３とを嵌合する前に、第３光媒体部３３の凹凸部の表面に配向膜材料を塗布して所定方向のラビング処理又は光配向処理を施すことで形成することができる。
　また、図１０に示される実施の形態１の変形例２の第３例に係る光学デバイス１Ｅでは、上記実施の形態１に係る光学デバイス１に対して、第２光媒体部３２の凸部間にギャップが形成されており、第１光媒体部３１と第１電極４０との境界にも第１光媒体部３１の界面が形成されている。そして、光学デバイス１Ｅでは、この第２光媒体部３２の凸部間の第１電極４０の表面に第１配向膜６０が形成されているとともに、第１光媒体部３１の第３界面Ｓ３の全面に第２配向膜７０が形成されている。なお、第１光媒体部３１の第１界面Ｓ１及び第２界面Ｓ２には配向膜が形成されていない。
　また、図１１に示される実施の形態１の変形例２の第４例に係る光学デバイス１Ｆでは、第１光媒体部３１の第１界面Ｓ１の全面に第１配向膜６０が形成されているとともに、第１光媒体部３１の第３界面Ｓ３の全面に第２配向膜７０が形成されている。なお、第１光媒体部３１の第２界面Ｓ２には配向膜が形成されていない。
　また、図１２に示される実施の形態１の変形例２の第５例に係る光学デバイス１Ｇでは、上記実施の形態１に係る光学デバイス１に対して、第１光媒体部３１の第１界面Ｓ１の全面及び第２界面Ｓ２の全面に第１配向膜６０が形成されているとともに、第１光媒体部３１の第３界面Ｓ３の一部に第２配向膜７０が形成されている。
　また、図１３に示される実施の形態１の変形例２の第６例に係る光学デバイス１Ｈでは、上記実施の形態１に係る光学デバイス１に対して、第１光媒体部３１の第１界面Ｓ１の全面に第１配向膜６０が形成されているとともに、第１光媒体部３１の第３界面Ｓ３の一部に第２配向膜７０が形成されている。なお、第１光媒体部３１の第２界面Ｓ２には配向膜が形成されていない。
　また、図１４に示される実施の形態１の変形例２の第７例に係る光学デバイス１Ｉでは、上記実施の形態１に係る光学デバイス１に対して、第２光媒体部３２の凸部間及び第３光媒体部３３の凸部間にギャップが形成されており、第１光媒体部３１と第１電極４０との境界及び第１光媒体部３１と第２電極５０との境界にも第１光媒体部３１の界面が形成されている。そして、第２光媒体部３２の凸部間の第１電極４０の表面に第１配向膜６０が形成されているとともに、第３光媒体部３３の凸部間の第２電極５０の表面に第２配向膜７０が形成されている。なお、第１光媒体部３１の第１界面Ｓ１、第２界面Ｓ２及び第３界面Ｓ３には配向膜が形成されていない。
　このように、本変形例によれば、第１光媒体部３１の界面に配向膜として第１配向膜６０及び／又は第２配向膜７０を形成している。これにより、配向膜が形成された第１光媒体部３１の界面付近における液晶分子を水平配向させたり垂直配向させたりすることができる。したがって、電圧無印加状態における第１光媒体部３１の液晶分子を所望の配向状態に制御することができる。
　また、第１光媒体部３１の界面に部分的に配向膜を形成したり、第１光媒体部３１の界面に配向特性の異なる配向膜を形成したりすることで、上記の変形例１のように、第１光媒体部３１の界面付近での液晶分子３１ａを容易にハイブリッド配向にすることもできる。
　以上、本変形例によれば、所望の光学特性を得ることができる光学デバイスを実現できる。
　（実施の形態１の変形例３）
　次に、実施の形態１の変形例３について説明する。本変形例における光学デバイスは、上記変形例２と同様に、上記実施の形態１に係る光学デバイス１において、さらに、第１光媒体部３１（液晶層）の界面に形成された配向膜を備える。本変形例が変形例２と異なる点は、配向膜の特性である。
　図１５は、実施の形態１の変形例３に係る光学デバイス１Ｊの部分拡大断面図である。
　図１５に示すように、本変形例における光学デバイス１Ｊでは、上記実施の形態１に係る光学デバイス１に対して、さらに、第１黒色配向膜１６０及び第２黒色配向膜１７０を備える。
　第１黒色配向膜１６０は、第１光媒体部３１の液晶分子を水平配向させる水平配向膜である。また、第１黒色配向膜１６０は、カーボンブラック等の黒色材料が分散されており、光吸収性を有する。
　第２黒色配向膜１７０は、第１光媒体部３１の液晶分子を垂直配向させる垂直配向膜である。また、第２黒色配向膜１７０は、カーボンブラック等の黒色材料が分散されており、光吸収性を有する。
　さらに、本変形例における光学デバイス１Ｊでは、上記実施の形態１に係る光学デバイス１に対して、第２光媒体部３２の凸部間及び第３光媒体部３３の凸部間にギャップが形成されており、第１光媒体部３１と第１電極４０との境界及び第１光媒体部３１と第２電極５０との境界にも第１光媒体部３１の界面が形成されている。
　そして、第１黒色配向膜１６０は、第２光媒体部３２の凸部間の第１電極４０の表面に形成されている。第１黒色配向膜１６０は、第２光媒体部３２と第３光媒体部３３とを嵌合する前に、第２光媒体部３２の凸部間に黒色配向膜材料を塗布して所定方向のラビング処理又は光配向処理を施すことで形成することができる。
　一方、第２黒色配向膜１７０は、第３光媒体部３３の凸部間の第２電極５０の表面に形成されている。第２黒色配向膜１７０は、第２光媒体部３２と第３光媒体部３３とを嵌合する前に、第３光媒体部３３の凸部間に黒色配向膜材料を塗布して所定方向のラビング処理又は光配向処理を施すことで形成することができる。
　このように、本変形例における光学デバイス１Ｊによれば、第１光媒体部３１の界面に配向膜として第１黒色配向膜１６０及び第２黒色配向膜１７０を形成している。これにより、凹凸構造による光の散乱を低くすることができるので、ヘイズを低減できる。また、太陽光柱の発生も抑制できる。したがって、光学デバイス１Ｊを透過する光の透明性を向上させることができる。よって、所望の光学特性を得ることができる光学デバイスを実現できる。
　（実施の形態１の変形例４）
　次に、実施の形態１の変形例４について説明する。本変形例における光学デバイスは、上記変形例２、３と同様に、上記実施の形態１に係る光学デバイス１において、さらに、第１光媒体部３１（液晶層）の界面に形成された配向膜を備える。本変形例が変形例２、３と異なる点は、配向膜の特性である。
　図１６は、実施の形態１の変形例４に係る光学デバイス１Ｋの部分拡大断面図である。
　図１６に示すように、本変形例における光学デバイス１Ｋでは、上記実施の形態１に係る光学デバイス１に対して、さらに、第１配向膜６０及び低配向規制力膜８０を備える。
　さらに、本変形例における光学デバイス１Ｋでは、上記実施の形態１に係る光学デバイス１に対して、第２光媒体部３２の凸部間にギャップが形成されており、第１光媒体部３１と第１電極４０との境界にも第１光媒体部３１の界面が形成されている。第１配向膜６０は、第２光媒体部３２の凸部間の第１電極４０の表面に形成されている。
　低配向規制力膜８０は、第１光媒体部３１の液晶分子３１ａを配向させる規制力が低い機能を有しており、液晶分子３１ａが第１光媒体部３１の界面で配向されないようにする膜である。低配向規制力膜８０の材料は、例えばＳｉＯｘ等である。低配向規制力膜８０は、第１光媒体部３１の第１界面Ｓ１及び第２界面Ｓ２の両方の界面の全面に形成されている。
　このように、本変形例によれば、第１光媒体部３１の界面に配向膜として低配向規制力膜８０を形成している。これにより、所望の光学特性を得ることができる光学デバイスを実現できる。
　（実施の形態２）
　次に、実施の形態２に係る光学デバイス２について、図１７を用いて説明する。図１７は、実施の形態２に係る光学デバイス２の部分拡大断面図である。
　本実施の形態における光学デバイス２は、上記実施の形態１に係る光学デバイス１において、さらに、第１光媒体部３１（液晶層）の界面に形成された配向膜を備える。また、本実施の形態における光学デバイス２は、上記実施の形態１に係る光学デバイス１において、第３光媒体部３３が形成されていない。つまり、光制御層１３０が第１光媒体部３１及び第２光媒体部３２のみによって形成されている。
　光学デバイス２では、配向膜９０が形成されている。配向膜９０は、液晶層である第１光媒体部３１に接しており、かつ、第１光媒体部３１と第２電極５０との間に形成されている。つまり、配向膜９０は、第１光媒体部３１の第２電極５０側の界面に形成されている。
　配向膜９０は、第１光媒体部３１の液晶分子３１ａを垂直配向させる第１配向領域９１と、第１光媒体部３１の液晶分子３１ａを水平配向させる第２配向領域９２とを有する。配向膜９０は、第２電極５０の表面に配向膜材料を塗布して、異なる光配向処理を施すことで第１配向領域９１と第２配向領域９２とに配向領域を分割することで形成することができる。
　本実施の形態では、凹凸層である第２光媒体部３２の各凹部における第１光媒体部３１の第２電極５０側の界面において、第１配向領域９１と第２配向領域９２とが存在している。これにより、第１光媒体部３１の第２電極５０側の界面近傍での液晶分子３１ａは水平配向と垂直配向の両方が混在するハイブリッド配向となっている。
　また、本実施の形態における光学デバイス２では、上記実施の形態１に係る光学デバイス１に対して、第２光媒体部３２の凸部間にギャップが形成されており、第１光媒体部３１と第１電極４０との境界にも第１光媒体部３１の界面が形成されている。第２光媒体部３２の凸部間の第１電極４０の表面には、第１光媒体部３１の界面の配向膜として第１黒色配向膜１６０が形成されている。
　以上、本実施の形態における光学デバイス２では、互いに対向して配置された、透光性を有する第１基板１０及び第２基板２０と、第１基板１０及び第２基板２０の間に配置された第１電極４０及び第２電極５０と、第１基板１０の第２基板２０側に配置された凹凸層である第２光媒体部３２と、第２光媒体部３２と第２電極５０との間に配置された液晶層である第１光媒体部３１と、第１光媒体部３１に接し、第１光媒体部３１と第２電極５０との間に形成された配向膜９０とを備える。そして、配向膜９０は、第１光媒体部３１の液晶分子３１ａを垂直配向させる第１配向領域９１と、第１光媒体部３１の液晶分子３１ａを水平配向させる第２配向領域９２とを有する。
　このように構成された光学デバイス２では、第１電極４０及び第２電極５０に印加する電圧を変更することで、上記の実施の形態１の変形例１と同様に、第１光媒体部３１に入射する光が屈折可能な第１界面（第１屈折面）、第１光媒体部３１に入射した光が反射可能な第２界面（反射面）、及び、第１光媒体部３１から出射する光が屈折可能な第３界面（第２屈折面）の位置及び傾斜角を変化させることができる。すなわち、第１光媒体部３１における第１屈折面、反射面及び第２屈折面は、第１電極４０及び第２電極５０に印加する電圧を変化することで制御することができる、第１実効屈折面、実効反射面及び第２実効屈折面とすることができる。これにより、第１電極４０及び第２電極５０に印加する電圧の大きさを変化させることで、光学デバイス２から出射する出射光の出射角を変化させることができる。したがって、所望の光学特性を得ることができる。
　また、本実施の形態における光学デバイス２では、実施の形態１における光学デバイス１に対して、第３光媒体部３３が形成されていない。これにより、低コスト化を図ることができる。
　また、本実施の形態における光学デバイス２では、第２光媒体部３２の凸部間に第１黒色配向膜１６０が形成されている。
　これにより、第２光媒体部３２と第１光媒体部３１との凹凸構造による光の散乱を低くすることができるので、ヘイズを低減できるとともに太陽光柱の発生を抑制できる。したがって、光学デバイス２を透過する光の透明性を向上させることができる。
　また、図１８に示す光学デバイス２Ａのように、第２電極５０は、ストライプ状に複数に分割されていてもよい。具体的には、第２電極５０は、凹凸層である第２光媒体部３２の複数の凸部の配列方向と同じ並び方向となるように複数に分割されているとよい。
　これにより、第１電極４０及び第２電極５０に印加する電圧を変化することで、分割された第２電極５０が存在する部分の配向膜９０の表面付近の液晶分子３１ａの配向状態を変化させることができる。つまり、第１光媒体部３１の第２基板２０側の界面付近に存在する複数の液晶分子３１ａを部分的に配向制御することができる。
　具体的には、本変形例では、配向膜９０の第２配向領域９２に対応する部分には、分割された第２電極５０が位置しているが、配向膜９０の第１配向領域９１に対応する部分には、第２電極５０が存在していない。
　これにより、第２配向領域９２の表面付近に存在する液晶分子のみを選択的に配向制御することができる。
　なお、図１７の光学デバイス２及び図１８に示す光学デバイス２Ａでは、第３光媒体部３３をなくして第２光媒体部３２のみとし、かつ、配向膜９０を第２電極５０側に形成したが、逆の構成であってもよい。つまり、第２光媒体部３２をなくして第３光媒体部３３のみとし、かつ、配向膜９０を第１電極４０側に形成してもよい。
　（その他変形例等）
　以上、本発明に係る光学デバイス及び光学デバイスの製造方法について、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態及び変形例に限定されるものではない。
　例えば、上記の各実施の形態及び各変形例では、第１電極４０及び第２電極５０が設けられていたが、第１電極４０及び第２電極５０は必ずしも設けられていなくてもよい。つまり、本発明は、パッシブ型の光学デバイスとしても実現できる。この場合、例えば、第１光媒体部３１は液晶層のままでもよいが、液晶層ではなく、屈折率が１．７等で固定された透光性材料で第１光媒体部３１を構成してもよい。なお、透光性材料を用いて第１光媒体部３１を構成する場合、第１光媒体部３１の材料は、第１光媒体部３１の界面で屈折及び反射するように第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３との屈折率差が存在するものであれば、第１光媒体部３１の屈折率は１．７に限るものではない。
　また、上記の各実施の形態及び各変形例において、第１光媒体部３１の液晶材料は、上記の材料に限るものではなく、ツイストネマティック液晶（ＴＮ液晶）等を用いてもよい。
　また、上記の各実施の形態及び各変形例において、光制御層３０の第１光媒体部３１は、液晶材料以外にポリマー構造等の高分子を含むものを用いてもよい。ポリマー構造は、例えば、網目状の構造であり、ポリマー構造（網目）の間に液晶分子が配置されることによって屈折率の調整が可能となる。高分子を含む液晶材料としては、例えば高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ）又はポリマーネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ）を用いることができる。
　また、上記の各実施の形態及び各変形例において、第１光媒体部３１ではポジ型の液晶を用いたが、ネガ型の液晶を用いてもよい。
　また、上記の各実施の形態及び各変形例において、光制御層３０は、液晶材料（第１光媒体部３１）と、樹脂材料（第２光媒体部３２、第３光媒体部３３）の２種類の材料によって構成したが、これに限るものではない。
　また、上記の各実施の形態及び各変形例において、第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３の断面形状は、三角形としたが、これに限るものではない。第２光媒体部３２及び第３光媒体部３３の断面形状は、台形等、三角形以外の多角形であってもよい。
　また、上記の各実施の形態及び各変形例において、第２光媒体部３２の凹凸部の凸部のピッチと第３光媒体部３３の凹凸部の凸部のピッチとは同じにしたが、これに限るものではない。例えば、第３光媒体部３３の凹凸部の凸部のピッチを、第２光媒体部３２の凹凸部の凸部のピッチの２倍等としてもよい。この場合、第１光媒体部３１は、第２光媒体部３２の凹凸部の２つの凹部に連通して存在することになる。
　また、上記の各実施の形態及び各変形例において、光学デバイスに入射する光として太陽光を例示したが、これに限るものではない。例えば、光学デバイスに入射する光は、照明装置等の発光装置が発する光であってもよい。
　また、上記の各実施の形態及び各変形例において、光学デバイスは、窓１００の室内側の面に貼り付けたが、窓１００の屋外側の面に貼り付けてもよい。ただし、光学素子の劣化を抑制するには、光学デバイスは、窓１００の室内側の面に貼り付けた方がよい。また、光学デバイスを窓に貼り付けたが、光学デバイスを建物２００の窓そのものとして用いてもよい。また、光学デバイスは、建物の窓に設置する場合に限るものではなく、例えば車の窓等に設置してもよい。
　その他、上記実施の形態及び変形例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、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記の各実施の形態及び変形例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、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｉ、１Ｊ、１Ｋ、２、２Ａ　光学デバイス
　１０　第１基板
　２０　第２基板
　３１　第１光媒体部
　３１Ｘ　液晶材料
　３１ａ　液晶分子
　３２　第２光媒体部
　３３　第３光媒体部
　４０　第１電極
　５０　第２電極
　６０　第１配向膜（配向膜）
　７０　第２配向膜（配向膜）
　８０　低配向規制力膜
　９０　配向膜
　９１　第１配向領域
　９２　第２配向領域
　１００　窓
　１６０　第１黒色配向膜（配向膜）
　１７０　第２黒色配向膜（配向膜）
　Ｓ１　第１界面
　Ｓ１ｅ　第１実効屈折面（第１界面）
　Ｓ２　第２界面
　Ｓ２ｅ　実効反射面（第２界面）
　Ｓ３　第３界面
　Ｓ３ｅ　第２実効屈折面（第３界面）

Claims (16)

  1. 　透光性を有する第１基板と、
    　前記第１基板に対向して配置された、透光性を有する第２基板と、
    　前記第１基板と前記第２基板との間に配置された第１光媒体部とを備え、
    　前記第１光媒体部は、当該第１光媒体部に入射する光が屈折可能な界面である第１界面と、前記第１界面から当該第１光媒体部に入射した光が反射可能な界面である第２界面と、前記第２界面で反射した光であって当該第１光媒体部から出射する光が屈折可能な界面である第３界面とを有し、
    　前記第３界面は、前記第２基板における前記第１基板側の面に対して傾斜している
    　光学デバイス。
  2. 　さらに、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された、第２光媒体部及び第３光媒体部を有し、
    　前記第１界面及び前記第２界面は、前記第１光媒体部と前記第２光媒体部との界面であり、
    　前記第３界面は、前記第１光媒体部と前記第３光媒体部との界面であり、
    　前記第１光媒体部の屈折率をｎ１とし、前記第２光媒体部の屈折率をｎ２とし、前記第３光媒体部の屈折率をｎ３とすると、ｎ１≧ｎ２、かつ、ｎ１≧ｎ３である
    　請求項１に記載の光学デバイス。
  3. 　前記第２光媒体部と前記第３光媒体部とは同じ材料である
    　請求項２に記載の光学デバイス。
  4. 　前記第３界面と、前記第２基板における前記第１基板側の面とのなす角は、０°より大きく４５°以下である
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の光学デバイス。
  5. 　前記第１界面と前記第１基板における前記第２基板側の面の法線とのなす角をα°とし、前記第２界面と前記法線とのなす角をβ°とし、前記第３界面と前記第２基板における前記第１基板側の面の法線とのなす角をγ°とすると、
    　γ＝β×２＋αの関係を満たす
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の光学デバイス。
  6. 　前記第２界面と、前記第１基板における前記第２基板側の面の法線とのなす角は、０°より大きく１０°以下である
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の光学デバイス。
  7. 　前記第１光媒体部の断面形状は、前記第１界面、前記第２界面及び前記第３界面の各々を辺とする多角形である
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の光学デバイス。
  8. 　前記多角形は、前記第２界面を構成する辺を底辺とする二等辺三角形である
    　請求項７に記載の光学デバイス。
  9. 　前記二等辺三角形の底角は、２０°以下である
    　請求項８に記載の光学デバイス。
  10. 　前記第１光媒体部は、液晶層である
    　請求項１～９のいずれか１項に記載の光学デバイス。
  11. 　さらに、前記液晶層を挟むように配置された第１電極及び第２電極を備え、
    　前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方に印加する電圧を変化することで前記液晶層に含まれる液晶分子の配向状態を変化させる
    　請求項１０に記載の光学デバイス。
  12. 　前記第１電極及び前記第２電極に電圧を印加しない状態において、
    　前記第１界面、前記第２界面及び前記第３界面のうちの一つの界面の一部分における液晶分子は垂直配向であり、前記一つの界面の他の部分における液晶分子は水平配向である
    　請求項１１に記載の光学デバイス。
  13. 　さらに、前記液晶層の界面に形成された配向膜を備える
    　請求１０～１２のいずれか１項に記載の光学デバイス。
  14. 　透光性を有する第１基板と、透光性を有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された液晶層である第１光媒体部とを備える光学デバイスの製造方法であって、
    　前記第１基板に凹凸形状の第２光媒体部を形成する工程と、
    　前記第２基板に凹凸形状の第３光媒体部を形成する工程と、
    　前記第２光媒体部と前記第３光媒体部との間に液晶材料を付与して、前記第２光媒体部の凹凸部と前記第３光媒体部の凹凸部との間に形成される空間に前記第１光媒体部となる前記液晶層を封止するとともに前記第２光媒体部の凹凸部の少なくとも一部と前記第３光媒体部の凹凸部の少なくとも一部とを接触させるようにして、前記第１基板と前記第２基板とを重ね合わせる工程と、
    　前記第２光媒体部と前記第３光媒体部との接触部分を接合する工程とを含む
    　光学デバイスの製造方法。
  15. 　互いに対向して配置された、透光性を有する第１基板及び第２基板と、
    　前記第１基板及び前記第２基板の間に配置された第１電極及び第２電極と、
    　前記第１基板の前記第２基板側に配置された凹凸層と、
    　前記凹凸層と前記第２電極との間に配置された液晶層と、
    　前記液晶層に接し、前記液晶層と前記第２電極との間に形成された配向膜とを備え、
    　前記配向膜は、前記液晶層の液晶分子を垂直配向させる第１配向領域と、前記液晶層の液晶分子を水平配向させる第２配向領域とを有する
    　光学デバイス。
  16. 　前記凹凸層は、複数の凸部によって構成されており、
    　前記第２電極は、前記複数の凸部の配列方向と同じ並び方向となるように、複数に分割されている
    　請求項１５に記載の光学デバイス。
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