WO2018037677A1 - 光学デバイス - Google Patents

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、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、入射した光を配光する配光層（３０）とを備え、配光層（３０）は、第１基板（１０）の主面に平行なｚ軸方向に沿って繰り返す複数の凸部（３２）を有する凹凸構造部（３１）と、複数の凸部（３２）の間である複数の凹部（３３）を充填するように配置された、複屈折材料を含む光媒体部（３４）とを有し、複数の凹部（３３）には、入射した光の少なくとも一部を遮光する遮光部（６０）が配置されている。

Description

光学デバイス

　本発明は、光学デバイスに関する。

　屋外から入射する太陽光などの外光の透過状態を変化させることができる光学デバイスが知られている。

　例えば、特許文献１には、建築物の窓材に利用可能な反射型調光体が開示されている。特許文献１に開示された反射型調光体は、一対の透明電極と、透明電極間に挟持された光学機能層とを備える。光学機能層は、複数の凹部を表面に有する透明表面凹凸層と、各凹部内に充填された液晶材料とを備える。反射型調光体は、透明電極間に印加する電界に応じて、液晶材料と透明表面凹凸層との屈折率差を変更することで、入射した光を屈折若しくは反射、又は、そのまま透過させたりすることができる。

特開２００７－１３３１８７号公報

　しかしながら、上記従来の反射型調光体では、透明表面凹凸層の界面で光の散乱が発生する。例えば、反射型調光体を建築物の窓に利用した場合に、太陽光が反射型調光体に入射したとき、縦（垂直）方向に沿って光の筋が発生する。このため、屋内に居る人にとって、窓を見た場合に局所的に眩しく感じられ、窓の外側を見にくくなり、窓としての機能が損なわれる。

　そこで、本発明は、局所的な眩しさを軽減することができる光学デバイスを提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る光学デバイスは、透光性を有する第１基板と、前記第１基板に対向し、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、入射した光を配光する配光層とを備え、前記配光層は、前記第１基板の主面に平行な第１方向に沿って繰り返す複数の第１凸部を有する第１凹凸構造部と、前記複数の第１凸部の間である複数の凹部を充填するように配置された、複屈折材料を含む光媒体部とを有し、前記複数の凹部には、入射した光の少なくとも一部を遮光する遮光部が配置されている。

　本発明に係る光学デバイスによれば、局所的な眩しさを軽減することができる。

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配光モードを説明するための拡大断面図である。 図３Ｂは、実施の形態１に係る光学デバイスの透光モードを説明するための拡大断面図である。 図４は、従来の光学デバイスで発生する光の筋の一要因を説明するための拡大断面図である。 図５は、実施の形態１に係る光学デバイス（配光モード）を窓に設置した場合の使用例を示す図である。 図６Ａは、実施の形態１の変形例１に係る光学デバイスの拡大断面図である。 図６Ｂは、実施の形態１の変形例２に係る光学デバイスの拡大断面図である。 図７は、実施の形態２に係る光学デバイスの拡大断面図である。 図８は、従来の光学デバイスで発生する光の筋の一要因を説明するための拡大断面図である。 図９は、実施の形態２に係る光学デバイスの配光モードを説明するための拡大断面図である。 図１０は、従来の光学デバイスで発生する光の筋の一要因を説明するための斜視図である。 図１１は、実施の形態３に係る光学デバイスの一部を示す斜視図である。 図１２は、実施の形態３に係る光学デバイスの散乱面の散乱特性を示す図である。 図１３は、実施の形態３の変形例に係る光学デバイスの拡大断面図である。 図１４は、実施の形態３の変形例に係る光学デバイスの一部を示す斜視図である。 図１５は、実施の形態４に係る光学デバイスの一部を示す斜視図である。 図１６Ａは、実施の形態４に係る光学デバイスの凸部に設けられた凹凸の上面視形状を示す平面図である。 図１６Ｂは、実施の形態４に係る光学デバイスの凸部に設けられた凹凸の上面視形状の別の例を示す平面図である。 図１７は、実施の形態５に係る光学デバイスの一部を示す斜視図である。

　以下では、本発明の実施の形態に係る光学デバイスについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

　また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成につい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示している。各実施の形態では、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。なお、ｚ軸の正方向を鉛直上方としている。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基板及び第２基板の主面に垂直な方向のことであり、「平面視」とは、第１基板又は第２基板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）
　［構成］
　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、本実施の形態に係る光学デバイス１の断面図である。図２は、本実施の形態に係る光学デバイス１の拡大断面図であり、図１の一点鎖線で囲まれる領域ＩＩの拡大断面図である。

　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素子である。

　図１及び図２に示すように、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、第１基板１０と、第２基板２０と、配光層３０と、第１電極４０と、第２電極５０と、遮光部６０とを備える。

　なお、第１電極４０の配光層３０側の面には、第１電極４０と配光層３０の凹凸構造部３１とを密着させるための密着層が設けられていてもよい。密着層は、例えば、透光性の接着剤からなる。

　光学デバイス１は、対をなす第１基板１０及び第２基板２０の間に、第１電極４０、配光層３０及び第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。遮光部６０は、配光層３０の凹凸構造部３１の凹部３３に設けられている。

　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基板及び第２基板］
　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。第１基板１０及び第２基板２０としては、例えばガラス基板又は樹脂基板を用いることができる。

　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などが挙げられる。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）、アクリル（ＰＭＭＡ）又はエポキシなどの樹脂材料が挙げられる。ガラス基板は、光透過率が高く、かつ、水分の透過性が低いという利点がある。一方、樹脂基板は、破壊時の飛散が少ないという利点がある。

　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く、あるいは、異なる材料で構成されていてもよい。また、第１基板１０及び第２基板２０は、リジッド基板に限るものではなく、可撓性を有するフレキシブル基板でもよい。本実施の形態において、第１基板１０及び第２基板２０は、ＰＥＴ樹脂からなる透明樹脂基板である。

　第２基板２０は、第１基板１０に対向する対向基板であり、第１基板１０に対向する位置に配置される。第１基板１０と第２基板２０とは、互いの端部外周に額縁状に形成された接着剤などのシール樹脂によって接着されている。

　なお、第１基板１０及び第２基板２０の平面視形状は、例えば、正方形又は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。

　［配光層］
　図１及び図２に示すように、配光層３０は、第１基板１０と第２基板２０との間に配置される。配光層３０は、透光性を有しており、入射した光を透過させる。また、配光層３０は、入射した光を配光する。つまり、配光層３０は、配光層３０を光が通過する際に、その光の進行方向を変更する。

　配光層３０は、凹凸構造部３１（凹凸層）と、複屈折材料を含む光媒体部３４（光媒体層）とを有する。

　凹凸構造部３１は、複数の凸部３２と、複数の凹部３３とを有する第１凹凸構造部の一例である。具体的には、凹凸構造部３１は、マイクロオーダサイズ又はナノオーダサイズの複数の凸部３２によって構成された凹凸構造体である。複数の凸部３２の間が、複数の凹部３３である。すなわち、隣り合う２つの凸部３２の間が、１つの凹部３３である。

　複数の凸部３２は、第１基板１０の主面（第１電極４０が設けられた面）に平行なｚ軸方向（第１方向）に沿って繰り返す複数の第１凸部の一例である。すなわち、本実施の形態では、ｚ軸方向は、複数の凸部３２の並び方向である。

　本実施の形態において、複数の凸部３２は、ストライプ状に形成されている。複数の凸部３２の各々は、ｘ軸方向（第２方向）に延びる長尺状の凸部である。具体的には、複数の凸部３２の各々は、断面形状が台形でｘ軸方向に延在する長尺状の略四角柱形状であり、ｚ軸方向に沿って等間隔に配列されている。複数の凸部３２の各々は、同じ形状を有するが、互いに異なる形状を有してもよい。

　複数の凸部３２の各々の高さ（ｙ軸方向の長さ）は、例えば１００ｎｍ～１００μｍであるが、これに限らない。また、隣り合う凸部３２の間隔、すなわち、凹部３３の幅（ｚ軸方向）は、例えば０～１００μｍである。つまり、隣り合う２つの凸部３２は、接触することなく所定の間隔をあけて配置されていてもよく、接触して配置されていてもよい。なお、隣り合う凸部３２の間隔は、０～１００μｍに限らない。

　複数の凸部３２の各々は、一対の側面３２ａ及び３２ｂを有する。図２に示すように、一対の側面３２ａ及び３２ｂは、ｚ軸方向に交差する面である。本実施の形態において、複数の凸部３２の各々の断面形状は、第１基板１０から第２基板２０に向かう方向（厚み方向）に沿って先細りのテーパ形状である。一対の側面３２ａ及び３２ｂの各々は、厚み方向に対して所定の傾斜角で傾斜する傾斜面であり、一対の側面３２ａ及び３２ｂの間隔（凸部３２の幅（ｚ軸方向の長さ））は、第１基板１０から第２基板２０に向かって漸次小さくなっている。

　側面（第１側面）３２ａは、例えば、一対の側面３２ａ及び３２ｂのうち、鉛直上方側の側面（上側面）である。側面（第２側面）３２ｂは、例えば、一対の側面３２ａ及び３２ｂのうち、鉛直下方側の側面（下側面）である。

　凸部３２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などの光透過性を有する樹脂材料を用いることができる。凸部３２は、例えばモールド成形又はナノインプリントなどによって形成することができる。

　凹凸構造部３１は、例えば、屈折率が１．５のアクリル樹脂を用いて断面が台形の凹凸構造を、モールド型押しにより形成することができる。凸部３２の高さは、例えば１０μｍであり、複数の凸部３２は、間隔が２μｍで等間隔にｚ軸方向に並んで配置されている。凸部３２の根元部の厚さ（台形の下底）は、例えば１０μｍである。なお、凸部３２の断面形状は、台形に限らず、三角形でもよい。

　光媒体部３４の複屈折材料は、例えば、複屈折性を有する液晶分子３５を含む液晶である。このような液晶としては、例えば、液晶分子３５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などを用いることができる。また、複屈折性を有する液晶分子３５は、例えば、常光屈折率（ｎｏ）が１．５で、異常光屈折率（ｎｅ）が１．７である。本実施の形態において、光媒体部３４は、液晶分子３５を含む液晶によって構成された液晶層である。

　光媒体部３４は、凹凸構造部３１の複数の凹部３３を充填するように配置されている。光媒体部３４は、第１電極４０と第２電極５０との間に形成される隙間を充填するように配置されている。例えば、凸部３２と第２電極５０とが離れている場合、光媒体部３４は、凸部３２と第２電極５０との間の隙間を埋めるように配置される。

　本実施の形態において、光媒体部３４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、光媒体部３４は、電界応答性を有する液晶分子３５を有する液晶によって構成されているので、配光層３０に電界が与えられることで液晶分子３５の配向状態が変化して光媒体部３４の屈折率が変化する。

　配光層３０には、第１電極４０及び第２電極５０間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配光層３０に与えられる電界が変化し、これにより、液晶分子３５の配向状態が変化して光媒体部３４の屈折率が変化する。つまり、光媒体部３４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。

　このとき、凸部３２の屈折率が１．５である場合、光媒体部３４の材料としては、常光屈折率が１．５で、異常光屈折率が１．７のポジ型の液晶を用いることができる。

　なお、図２では、電圧が無印加の状態（後述する図３Ａも同様）を示しており、液晶分子３５は、長軸がｘ軸に平行になるように配向されている。第１電極４０及び第２電極５０間に電圧が印加された場合には、液晶分子３５は、長軸がｙ軸に平行になるように配向される（後述する図３Ｂを参照）。

　なお、光媒体部３４は、交流電力によって電界が与えられてもよく、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、正弦波でもよく、矩形波でもよい。

　光媒体部３４は、例えば、第１電極４０及び凹凸構造部３１が形成された第１基板１０と、第２電極５０が形成された第２基板２０との各々の端部外周をシール樹脂で封止した状態で、ポジ型液晶を真空注入法で注入することで形成される。

　［第１電極及び第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、配光層３０に電界を与えることができるように構成されている。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、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、配光層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）若しくはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）などの透明金属酸化物、銀ナノワイヤ若しくは導電性粒子などの導電体を含有する樹脂からなる導電体含有樹脂、又は、銀薄膜などの金属薄膜など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よく、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）でもよい。本実施の形態では、第１電極４０及び第２電極５０はそれぞれ、厚さ１００ｎｍのＩＴＯである。

　第１電極４０は、第１基板１０と配光層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の配光層３０側の面に形成されている。

　一方、第２電極５０は、配光層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の配光層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などが、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。

　第１電極４０及び第２電極５０はそれぞれ、例えば、蒸着、スパッタなどにより形成される。

　［遮光部］
　遮光部６０は、入射した光の少なくとも一部を遮光する。なお、本明細書において、「遮光」とは、入射した光を完全に遮断することだけでなく、一部のみを遮断し、残りを透過させることも意味する。例えば、「遮光」は、光の透過よりも遮断が支配的な状態を言う。具体的には、遮光部６０の可視光に対する透過率は、５０％より低く、好ましくは、２０％以下、又は、１０％以下でもよい。

　本実施の形態では、遮光部６０は、凹部３３の底に設けられている。具体的には、遮光部６０は、凹凸構造部３１と同様に、ｘ軸方向に延びるストライプ状に形成されている。本実施の形態では、全ての凹部３３に遮光部６０が設けられているが、これに限らない。例えば、ｚ軸方向に沿って複数の凹部３３のｎ個置き（ｎは１以上の自然数）に遮光部６０が設けられていてもよい。

　遮光部６０は、黒色顔料を含んでいる。黒色顔料としては、例えば、カーボンブラックなどの炭素系黒色顔料、又は、酸化物系黒色顔料などを用いることができる。例えば、黒色水性インクを凹部３３内にバーコーターを用いて塗布した後、１００℃の環境下で乾燥させる。その後、スパッタ法により表面に酸化膜を形成することで、遮光部６０が形成される。

　酸化膜（図示せず）は、遮光部６０が光媒体部３４（液晶）と混ざるのを抑制する機能を有する。また、酸化膜は、液晶分子３５の配向膜としても機能する。酸化膜は、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）である。

　遮光部６０の透過率は、使用する黒色水性インクの濃度（具体的には、黒色顔料の量）と、塗布回数とで調整することができる。具体的には、インクの濃度を濃く、又は、塗布回数を多くすることで、遮光部６０の透過率を低く（すなわち、光を通過させにくく）することができる。

　遮光部６０の幅（ｚ軸方向）は、凹部３３の幅、すなわち、隣り合う凸部３２間の距離である。例えば、遮光部６０の幅は、０～１００μｍである。遮光部６０の幅は、凸部３２の根元部の厚さ（台形の下底）より小さい。具体的には、遮光部６０の幅は、凸部３２の根元部の厚さの５分の１以下であり、例えば２μｍである。

　本実施の形態では、遮光部６０は、略均一な膜厚で形成されている。遮光部６０の膜厚（ｙ軸方向）は、例えば２００ｎｍ～１μｍである。

　なお、遮光部６０は、黒色でなくてもよい。例えば、遮光部６０は、有色顔料を含む溶剤インクを乾燥させたものでもよい。乾燥は、自然乾燥でもよい。

　［光学デバイスの光学状態］
　続いて、本実施の形態に係る光学デバイス１の光学状態について用いて説明する。

　光学デバイス１は、配光層３０への電界の印加状態に応じた２つの光学状態（動作モード）を有する。具体的には、光学デバイス１は、入射する光の進行方向を変更させる配光モードと、入射する光をそのまま（進行方向を変更することなく）通過させる透光モードとを有する。

　図３Ａは、本実施の形態に係る光学デバイス１の配光モードを説明するための拡大断面図である。図３Ｂは、本実施の形態に係る光学デバイス１の透光モードを説明するための拡大断面図である。

　光学デバイス１では、配光層３０に印加される電界、具体的には、第１電極４０と第２電極５０との間に印加される電圧に応じて、光媒体部３４に含まれる液晶分子３５の配向が変化する。液晶分子３５は、複屈折性を有する棒状の液晶分子であるので、入射する光の偏光状態に応じて屈折率が異なる。

　光学デバイス１に入射する太陽光などの光は、Ｐ偏光（Ｐ偏光成分）とＳ偏光（Ｓ偏光成分）とを含んでいる。Ｐ偏光は、図３Ａ及び図３Ｂのいずれのモードにおいても、その振動方向が液晶分子３５の短軸に対して略平行になる。このため、Ｐ偏光についての液晶分子３５の屈折率は、モードに依存せず、常光屈折率（ｎｏ）であって、具体的には１．５である。このため、Ｐ偏光についての屈折率は、配光層３０内で略一定となるので、Ｐ偏光は、配光層３０内をそのまま直進する。

　Ｓ偏光についての液晶分子３５の屈折率は、図３Ａ及び図３Ｂのモードに応じて変化する。以下では、各々のモードの詳細について説明する。なお、本明細書では、以下では、特に言及しない場合、光学デバイス１に入射する光のうち、Ｓ偏光を中心に説明する。

　図３Ａに示すように、光学デバイス１が配光モードである場合、凸部３２と光媒体部３４（凹部３３）との間で屈折率差が生じる。本実施の形態では、凸部３２の屈折率が１．５であり、光媒体部３４の屈折率は、１．７になる。

　［光学デバイスに斜めに入射する光］
　光学デバイス１に対して斜めから入射する太陽光などの光のうち、遮光部６０に入射しない光Ｌ１は、図３Ａに示すように、凸部３２から光媒体部３４に入射するときに側面３２ｂで屈折された後、光媒体部３４から凸部３２に入射するときに側面３２ａで反射されて、斜め上方に向けて進行する。なお、Ｐ偏光は、側面３２ｂで屈折されることなく、側面３２ａで反射されることなく、そのまま光学デバイス１を通過して斜め下方に進行する。

　一方で、図３Ｂに示すように、光学デバイス１が透光モードである場合、配光層３０内で屈折率の差が生じないので、光Ｌ１（Ｐ偏光及びＳ偏光のいずれも）は、そのまま光学デバイス１を通過して斜め下方に進行する。

　［光学デバイスに略垂直に入射する光］
　光学デバイス１に略垂直に入射する光のうち、遮光部６０に入射しない光Ｌ２は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、凸部３２内をそのまま通過する。光Ｌ２は、配光モード及び透光モードのいずれの場合も光学デバイス１を真っ直ぐ通過する。

　なお、配光モードの場合、遮光部６０に入射しない光Ｌ２のうち、側面３２ａ又は３２ｂを通過する光（Ｓ偏光、図示せず）は、側面３２ａ又は３２ｂによって屈折する。このとき、側面３２ａ又は３２ｂに対して浅く入射する（入射角が大きい）ので、これらの光は、側面３２ａ又は３２ｂで屈折した後、そのまま（他の側面で反射されることなく）第２基板２０から出射される。なお、Ｐ偏光については、光学デバイス１をそのまま通過する。

　［遮光部の機能］
　続いて、光学デバイス１の遮光部６０の機能について、本実施の形態に至る経緯も含めて説明する。

　図４は、従来の光学デバイス１ｘで発生する光の筋の一要因を説明するための拡大断面図である。図４に示す光学デバイス１ｘは、実施の形態１に係る図２に示す光学デバイス１と比較して、遮光部６０が設けられていない点が相違する。なお、図４では、光学デバイス１ｘが配光モードである場合を示している。具体的には、配光層３０の光媒体部３４の屈折率が、凸部３２の屈折率より大きくなっている。

　このとき、第１電極４０から光媒体部３４（凹部３３）に入射する光Ｌ１は、第１電極４０と光媒体部３４との屈折率の差によって、光が部分的に散乱する（図４に示す散乱光Ｌｘ）。散乱光の多くは、ｙｚ平面内において進行する光であるため、ｚ軸方向に沿った光の筋となって現れる。これにより、光学デバイス１を正面から見る人にとっては、ライン状の局所的な眩しさが感じられる。

　これに対して、本実施の形態に係る光学デバイス１では、図１～図３Ｂに示すように、凹凸構造部３１の凹部３３に遮光部６０が設けられている。

　図３Ａ及び図３Ｂに示すように、光学デバイス１に対して斜めに入射する光のうち、遮光部６０に入射する光Ｌ３は、遮光部６０によって遮光される。これにより、図４で示したような散乱光Ｌｘの発生が抑制される。散乱光Ｌｘの各々の強度は、光Ｌ１の主成分に比べて弱いので、遮光部６０によって十分に減衰される。光学デバイス１に対して略垂直に入射する光のうち、遮光部６０に入射する光Ｌ４も同様に、遮光部６０によって遮光される。配光モード及び透光モードのいずれの場合も、光Ｌ３及びＬ４は、遮光部６０によって遮光される。

　本実施の形態では、遮光部６０の幅（ｚ軸方向）は、凸部３２の根元部の厚さよりも小さいので、遮光部６０によって遮光される光Ｌ３及びＬ４の光量は、凸部３２を通過する光Ｌ１及びＬ２の光量よりも少ない。したがって、光学デバイス１は、光学デバイス１に入射する光の大部分（例えば、８０％）以上を透過させることができる。

　なお、上述したように、遮光部６０は、光Ｌ３及びＬ４の一部を透過してもよい。この場合、光Ｌ３の透過光は、光Ｌ１と同様に、凸部３２の側面３２ａによって反射されて、斜め上方に向けて第２基板２０から出射される。また、光Ｌ４の透過光は、光Ｌ２と同様に、そのまま真っ直ぐ光学デバイス１を透過する。

　［使用例］
　ここで、本実施の形態に係る光学デバイス１の使用例について、図５を用いて説明する。図５は、本実施の形態に係る光学デバイス１（配光モード）を窓に設置した場合の使用例を示す図である。

　図５に示すように、光学デバイス１は、建物９０の窓９１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、粘着層を介して既存の窓９１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）と平行になる姿勢で窓９１に設置される。

　なお、図５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が屋外側で第２基板２０が屋内側になり、かつ、凸部３２の側面３２ａが天井側で側面３２ｂが床側になるように配置されている。つまり、光学デバイス１は、第１基板１０が光入射側で、第２基板２０が光出射側になるように配置されている。

　光学デバイス１が配光モードである場合、凸部３２と光媒体部３４との間で屈折率差が生じるため、図３Ａで示したように、光Ｌ１（Ｓ偏光）は、側面３２ａによって反射されて斜め上方に向けて進行する。このため、図５に示すように、側面３２ａによって反射された光によって、屋内の天井が照射される。このように、太陽光を採り込んで天井面を照射することで、屋内を明るくすることができる。これにより、例えば、屋内の照明器具を消灯し、又は、光出力を抑えることができるので、省電力化を図ることができる。

　このとき、景色からの反射光（光学デバイス１に略垂直に入射する光）のうち、側面３２ａ又は３２ｂを通過しない光は、その進行方向が変化しないため、当該光によって景色を見ることができる。また、側面３２ａ又は３２ｂを通過する光は、Ｓ偏光の進行方向が変化するものの、Ｐ偏光の進行方向は変化しない。

　このため、配光モードにおいても、景色からの反射光の透過率を５０％以上にすることができる。したがって、窓本来の透明性による開放感を維持しつつ、屋内を明るくすることができる。

　さらに、光学デバイス１では、遮光部６０によって散乱光を抑制することができる。これにより、光の筋となって現れる局所的な眩しさを抑制することができる。

　また、光学デバイス１では、側面３２ａで反射した光Ｌ１の進行方向を光媒体部３４の屈折率で制御することができる。つまり、光学デバイス１からの出射光の仰角を調整することができる。具体的には、光媒体部３４の屈折率を調整することで、出射光の仰角を調整することができる。光媒体部３４の屈折率は、第１電極４０及び第２電極５０の間に印加する電圧を制御することで段階的に調整することができる。

　例えば、太陽高度は、季節又は時間によって変化するため、光学デバイス１に対して入射する太陽光の入射角が季節又は時間によって変化する。これに対し、光学デバイス１は、光媒体部３４の屈折率を調整することで、光学デバイス１から出射される光の出射角（仰角）を、例えば略一定にすることができる。これにより、季節又は時間によって太陽高度が異なる場合でも、常に天井面の一定の領域を照射することができる。したがって、季節又は時間によらず、採光効率を高めることができ、省電力化を図ることができる。

　［効果など］
　以上のように、本実施の形態に係る光学デバイス１は、透光性を有する第１基板１０と、第１基板１０に対向し、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、入射した光を配光する配光層３０とを備え、配光層３０は、第１基板１０の主面に平行な第１方向（ｚ軸方向）に沿って繰り返す複数の凸部３２を有する凹凸構造部３１と、複数の凸部３２の間である複数の凹部３３を充填するように配置された、複屈折材料を含む光媒体部３４とを有し、複数の凹部３３には、入射した光の少なくとも一部を遮光する遮光部６０が配置されている。

　これにより、凹部３３に遮光部６０が設けられているので、凹部３３で発生する散乱光を遮光部６０が遮断することができる。したがって、図４で説明したような光の筋が発生するのを抑制することができる。このように、本実施の形態によれば、局所的な眩しさを軽減することができる光学デバイス１を提供することができる。

　また、例えば、光学デバイス１は、さらに、配光層３０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、光媒体部３４は、第１電極４０及び第２電極５０間に電圧が印加された場合に、屈折率が変化する。

　これにより、第１電極４０及び第２電極５０間に電圧を印加した場合に、光媒体部３４の屈折率を変化させることができるので、光学デバイス１は、印加電圧に応じて、複数の光学状態を実現することができる。例えば、光学デバイス１は、入射する太陽光などを屋内の天井面に向けて進行させる配光モードと、入射する太陽光などをそのまま進行させる透光モードとを実現することができる。

　また、例えば、遮光部６０は、複数の凹部３３の底に配置されている。

　これにより、例えば、凸部３２の断面形状が台形又は三角形である場合に、凹部３３の幅が狭くなるので、遮光部６０も小さくすることができる。したがって、光学デバイス１を透過する光の量の低下を抑制しつつ、局所的な眩しさを軽減することができる。

　また、例えば、複数の凸部３２の各々は、ｚ軸方向に直交するｘ軸方向に延びる長尺状の凸部である。

　これにより、複数の凸部３２が長尺状の凸部であるので、反射面として機能する側面３２ａをｘ軸方向に長くすることができ、側面３２ａの面積を大きくすることができる。これにより、より多くの光を屋内の天井などに向けて反射することができるので、採光効率を高めることができる。

　［変形例１］
　ここで、本実施の形態の変形例１について、図６Ａを用いて説明する。

　図６Ａは、本変形例に係る光学デバイス１０１の拡大断面図である。図６Ａに示すように、本変形例に係る光学デバイス１０１は、図２に示す光学デバイス１と比較して、遮光部６０の代わりに、遮光部１６０を備える点が相違する。以下では、本実施の形態との相違点を中心に説明し、共通点については説明を省略又は簡略化する場合がある。

　遮光部１６０は、図６Ａに示すように、遮光部６０と比較して、その断面形状が相違する。具体的には、遮光部１６０のｚ軸方向における両端の膜厚は、中央部の膜厚より厚い。例えば、遮光部１６０は、光媒体部３４との接触面として、湾曲した曲面（凹面）を有する。

　遮光部１６０は、例えば、黒色顔料を含むインクを乾燥させることにより形成される。このとき、第１基板１０が鉛直下方側（すなわち、ｙ軸の正方向を鉛直上方）になる姿勢でインクを塗布して乾燥させた場合に、インクの自重及び表面張力により凹面が自然に形成される。

　以上のように、本変形例に係る光学デバイス１０１では、遮光部６０のｚ軸方向における両端の膜厚は、中央部の膜厚より厚い。

　これにより、遮光部１６０の中央部が薄くなるので、中央部の光の透過率が高くなる。したがって、散乱光を遮光しつつ、主な入射光を透過させることができるので、局所的な眩しさを抑制しつつ、採光効率を高めることができる。また、屋内に居る人にとって屋外の視認性を高めることができるので、窓としての本来の機能（すなわち、透明性）を高めることができる。

　なお、本変形例では、インクの乾燥によって膜厚が異なる遮光部１６０が自然に形成される例について示したが、これに限らない。均一な膜厚の遮光部６０を形成した後、遮光部６０の中央部をエッチングなどにより削ることで、膜厚を薄くしてもよい。

　［変形例２］
　次に、本実施の形態の変形例２について、図６Ｂを用いて説明する。

　図６Ｂは、本変形例に係る光学デバイス１０１ａの拡大断面図である。図６Ｂに示すように、本変形例に係る光学デバイス１０１ａは、図２に示す光学デバイス１０１と比較して、新たに、遮光部１６１を備える点が相違する。以下では、本実施の形態との相違点を中心に説明し、共通点については説明を省略又は簡略化する場合がある。

　遮光部１６１は、遮光部６０と同様に、入射した光の少なくとも一部を遮光する。遮光部１６１は、例えば、黒色顔料を含んでおり、遮光部６０と同様の材料を用いて形成されている。

　遮光部１６１は、凸部３２を覆うように設けられている。具体的には、遮光部１６１は、凸部３２の先端（第２基板２０側）の端面だけでなく、凸部３２の先端の側面３２ａ及び３２ｂの一部を覆うように設けられている。例えば、遮光部１６１は、凸部３２の先端に黒色水性インクを塗布した後、塗布したインクを乾燥させることにより形成される。遮光部１６１の膜厚は、均一でもよく、中央部が両端より薄くなっていてもよい。

　これにより、光学デバイス１０１ａは、遮光部１６１を備えることで、凸部３２からの散乱光を抑制することができる。

　（実施の形態２）
　続いて、実施の形態２について説明する。

　［構成］
　図７は、本実施の形態に係る光学デバイス２０１の拡大断面図である。図７に示すように、本実施の形態に係る光学デバイス２０１は、図２に示す光学デバイス１と比較して、配光層３０の代わりに配光層２３０を備える点が相違する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通点については説明を省略又は簡略化する場合がある。

　配光層２３０は、図７に示すように、凹凸構造部２３１（凹凸層）と、光媒体部３４（光媒体層）とを有する。凹凸構造部２３１は、複数の凸部２３２と、複数の凹部３３とを有する。

　複数の凸部２３２の少なくとも一部には、入射した光を吸収する複数の光吸収体２３６が分散されている。本実施の形態では、複数の凸部２３２の全てに複数の光吸収体２３６が分散されているが、凹凸構造部２３１は、光吸収体２３６が分散されていない凸部（すなわち、実施の形態１に係る凸部３２）を有してもよい。例えば、ｚ軸方向において複数の凸部２３２のｎ個置き（ｎは１以上の自然数）に複数の光吸収体２３６が分散されていてもよい。例えば、凹凸構造部２３１は、複数の光吸収体２３６が分散された凸部２３２と、複数の光吸収体２３６を含まない凸部３２とが交互に配置されて構成されていてもよい。

　光吸収体２３６は、例えば、粒子状の黒色顔料などの色素材料であるが、これに限らない。光吸収体２３６は、例えば、等方性色素であるが、異方性色素でもよい。具体的には、光吸収体２３６は、Ｓ偏光を吸収し、Ｐ偏光を吸収しなくてもよい。

　［光吸収体の機能］
　続いて、光学デバイス２０１の光吸収体２３６の機能について、本実施の形態に至る経緯も含めて説明する。

　図８は、従来の光学デバイス１ｘで発生する光の筋の一要因を説明するための拡大断面図である。図８に示すように、光学デバイス１ｘに入射した光Ｌ１は、大部分が凸部３２の側面３２ｂで屈折するが、一部は側面３２ｂで反射する（フレネル反射）。側面３２ｂで反射した光は、凸部３２内で反射を繰り返し、光Ｌ５として第２基板２０から出射される。具体的には、光Ｌ５は、凸部３２内で、側面３２ａ及び３２ｂ、並びに、凸部３２と第１電極４０又は第２電極５０との界面などで複数回反射された後、出射される。このように出射された光Ｌ５が、光の筋の要因となる。

　これに対して、本実施の形態に係る光学デバイス２０１では、凸部２３２内に複数の光吸収体２３６が分散されている。

　これにより、凸部２３２内で反射する光Ｌ５は、図９に示すように、複数の光吸収体２３６によって吸収される。なお、図９は、本実施の形態に係る光学デバイス２０１の配光モードを説明するための拡大断面図である。

　光Ｌ１の主成分は、図９に示すように、凸部２３２を１回通過するだけで、通過距離が短いので、光吸収体２３６による吸収量（減衰量）は僅かである。これに対して、凸部２３２内での反射光Ｌ５は、複数回の反射によって凸部２３２内の通過距離が大きくなる。したがって、光吸収体２３６は、光Ｌ１の主成分の光量の低下を抑制しつつ、反射光Ｌ５を効果的に吸収することができる。

　なお、側面３２ｂで反射する光は、Ｓ偏光である。したがって、光吸収体２３６がＳ偏光を吸収し、Ｐ偏光を吸収しない異方性色素である場合、Ｐ偏光に対する吸収を抑えることができる。これにより、Ｐ偏光は吸収されずにそのまま通過するので、光学デバイス１の透過率を高めることができる。

　［効果など］
　以上のように、本実施の形態に係る光学デバイス２０１では、例えば、複数の凸部２３２の少なくとも一部には、入射した光を吸収する複数の光吸収体２３６が分散されている。

　これにより、凸部２３２内で反射する反射光を効率良く吸収することができる。したがって、反射光Ｌ５による光の筋の発生を抑制し、局所的な眩しさを軽減することができる。

　（実施の形態３）
　続いて、実施の形態３について説明する。

　上述した実施の形態１及び２では、局所的な眩しさの要因として、第１電極４０と配光層３０との界面での散乱光、及び、凸部３２内でのフレネル反射による散乱光を挙げたが、原因はこれらに限らない。

　図１０は、従来の光学デバイス１ｘで発生する光の筋の一要因を説明するための斜視図である。なお、図１１は、図１の一点鎖線で囲まれる領域ＩＩと同等の部分を斜めから見た図である。凹凸構造部の形状が分かりやすくなるように、光媒体部３４、第２電極５０及び第２基板２０を図示していない。これらのことは、後述する図１１、図１４及び図１５についても同様である。

　図１０に示すように、凸部３２の側面３２ａで光Ｌ１が反射する際に、一部の光が散乱する。この散乱光（Ｌｘ）は、ｙｚ面内で強く発生するため、縦方向（ｚ軸方向）に延びる光の筋として現れる。

　［構成］
　図１１は、本実施の形態に係る光学デバイス３０１の一部を示す斜視図である。図１１に示すように、本実施の形態に係る光学デバイス３０１は、図１に示す光学デバイス１と比較して、配光層３０の代わりに配光層３３０を備える点が相違する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通点については説明を省略又は簡略化する場合がある。

　配光層３３０は、図１１に示すように、凹凸構造部３３１を有する。なお、図１１には示していないが、配光層３３０は、光媒体部３４を有する。光媒体部３４は、実施の形態１などと同様に、凹凸構造部３３１の凸部３３２の間（すなわち、凹部３３）を充填するように配置されている。

　凹凸構造部３３１は、複数の凸部３３２を有する。複数の凸部３３２の各々の側面３３２ａは、入射した光を散乱させる散乱面である。図１１には、様々な方向への散乱光Ｌ６を示している。散乱面である側面３３２ａは、異方性散乱性を有する。具体的には、側面３３２ａは、ｙｚ平面に交差する方向への散乱性が強く、ｙｚ平面に平行な方向への散乱性が弱い。

　図１２は、本実施の形態に係る光学デバイス３０１の側面３３２ａの散乱特性を示す図である。側面３３２ａの散乱分布をガウス分布とした場合の、ｘ軸方向への散乱分布及びｙ軸方向への散乱分布を示している。散乱分布は、光Ｌ１が入射した箇所からの距離のおける光強度を示す分布である。図１２において、横軸はｘ軸又はｙ軸方向への距離を示し、縦軸は光強度を示している。横軸の中央（「０」）が、光Ｌ１が入射した箇所である。

　図１２の実線で示すように、本実施の形態に係る側面３３２ａは、ｘ軸方向への散乱性が高い。具体的には、ｘ軸方向における散乱分布の標準偏差σｘは、ｙ軸方向における散乱分布の標準偏差σｙより大きくなる。例えば、σｘは、１０度より大きく、σｙは、１度より小さい。

　具体的には、図１１に示すように、側面３３２ａは、ｘ軸方向に沿って周期的に変化する曲面である。つまり、側面３３２ａは、ｘ軸方向に沿ってうねりを有する。例えば、側面３３２ａは、所定形状の凹凸がｘ軸方向に沿って周期的に繰り返す波状面である。側面３３２ａは、ｙ軸方向への変化はほとんどない。すなわち、ｘｚ断面における側面３３２ａの形状は、ｙ軸方向のいずれの地点でも略同じである。例えば、ｘｚ断面における側面３３２ａの形状は、正弦波状、円弧の繰り返し形状などである。

　ここで、側面３３２ａは、曲面でなくてもよい。具体的には、側面３３２ａの凹凸が複数の平面の組み合わせによって構成されてもよい。例えば、ｘｚ断面における側面３３２ａの形状は、三角波状、矩形波状などでもよい。

　側面３３２ａのうねり（凹凸）は、例えば、凸部３３２を形成する際に同時に形成される。具体的には、側面３３２ａのうねりの形状が反転された形状の凹部を有する金型を用いたモールド型押し又はインプリントなどによって形成される。あるいは、散乱面でない側面３２ａを有する凸部３２を形成した後、側面３２ａを加工することで、散乱面である側面３３２ａを形成してもよい。側面３２ａの加工には、エッチングなどで行うことができる。

　また、側面３３２ａは、等方性散乱性を有してもよい。例えば、側面３３２ａは、ランダムに形成された微小凹凸面でもよい。例えば、側面３３２ａには、ドット状の凹凸がランダムに形成されていてもよい。微小凹凸面は、例えば、シボ加工、アッシング、薬液処理などによって形成することができる。

　なお、本実施の形態では、凸部３３２の上面側の側面３３２ａが散乱面である例について示したが、凸部３３２の下面側の側面３２ｂが散乱面でもよい。側面３３２ａ及び側面３２ｂの両方が散乱面でもよい。すなわち、複数の凸部３３２の各々のｚ軸方向に交差する側面３３２ａ及び３２ｂの少なくとも一方が散乱面である。

　［効果など］
　以上のように、本実施の形態に係る光学デバイス２０１では、例えば、複数の凸部３３２の各々のｚ軸方向に交差する側面３３２ａ及び側面３２ｂの少なくとも一方は、入射した光を散乱させる散乱面である。

　これにより、ｙｚ面内での散乱光を抑制することができるので、ｚ軸方向に沿った光の筋が現れるのを抑制することができる。したがって、局所的な光の眩しさを抑制することができる。

　また、例えば、散乱面は、異方性散乱性を有する。

　これにより、例えば、ｘ軸方向に積極的に散乱させることで、光の筋の発生をより強く抑えることができる。したがって、局所的な光の眩しさをいっそう抑制することができる。

　［変形例］
　ここで、本実施の形態の変形例について、図１３及び図１４を用いて説明する。

　図１３は、本変形例に係る光学デバイス４０１の拡大断面図である。図１４は、本変形例に係る光学デバイス４０１の一部を示す斜視図である。

　光学デバイス４０１は、図１１に示す光学デバイス２０１と比較して、配光層３３０の代わりに配光層４３０を備える点が相違する。具体的には、配光層４３０は、凹凸構造部４３１と、光媒体部３４とを有する。以下では、本実施の形態との相違点を中心に説明し、共通点については説明を省略又は簡略化する場合がある。

　凹凸構造部４３１は、複数の凸部４３２と、複数の凹部３３とを有する。複数の凸部４３２の側面４３２ａには、金属薄膜４３７が形成されている。側面４３２ａは、散乱面であり、例えば、微小凹凸が形成されている。なお、側面４３２ａは、図１１などで示す側面３３２ａと同様に、うねりを有してもよい。

　金属薄膜４３７は、例えば、アルミニウム、銀などの金属製の薄膜である。金属薄膜４３７は、蒸着、めっき又はスパッタなどにより側面４３２ａに形成することができる。

　金属薄膜４３７は、側面４３２ａの散乱性を維持するように、例えば、微小凹凸又はうねりに沿って形成されている。具体的には、金属薄膜４３７に表面には、例えば、微小凹凸又はうねりが形成されており、金属薄膜４３７の表面が散乱性を有する。

　このように、本変形例に係る光学デバイス４０１では、散乱面には、金属薄膜４３７が形成されている。

　これにより、金属薄膜４３７を利用することで、反射性を高めることができる。また、金属薄膜４３７は、Ｓ偏光だけでなく、Ｐ偏光も反射する。このため、光学デバイス４０１を窓９１に利用した場合に、窓際の床下への光の照射を抑制することができる。

　なお、金属薄膜４３７は、ハーフミラー金属から形成されていてもよい。すなわち、金属薄膜４３７は、反射性だけでなく、透過性を有してもよい。金属薄膜４３７は、入射光の一部を反射し、一部を透過する。これにより、光の透過率の低下を抑制することができるので、例えば、いわゆる窓として外を見ることができるという機能を十分に確保することができる。

　（実施の形態４）
　続いて、実施の形態４について説明する。

　［構成］
　図１５は、本実施の形態に係る光学デバイス５０１の一部を示す斜視図である。図１５に示すように、本実施の形態に係る光学デバイス５０１は、図２に示す光学デバイス１と比較して、配光層３０の代わりに配光層５３０を備える点が相違する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通点については説明を省略又は簡略化する場合がある。

　配光層５３０は、図１５に示すように、凹凸構造部５３１と、光媒体部３４（図示せず）とを有する。凹凸構造部５３１は、複数の凸部５３２と、複数の凹部３３（図示せず）とを有する。

　複数の凸部５３２の頂部には、ｘ軸方向に沿って繰り返す凹凸（山谷）が設けられている。凸部５３２の頂部は、凸部５３２の第２基板２０側の端部である。具体的には、図１５に示すように、凸部５３２の頂部には、ｘ軸方向に沿って、所定形状の凹部５３８が所定間隔で繰り返し設けられている。

　図１６Ａは、本実施の形態に係る光学デバイス５０１の凸部５３２に設けられた凹凸の上面視形状を示す平面図である。図１６Ａに示す山谷状の実線（波線）は、凸部５３２の頂部を上面視したときの輪郭線に相当し、頂部の端面５３９を示している。

　端面５３９は、平坦部５３９ａと、曲線部５３９ｂとを有する。本実施の形態では、山の部分の平坦部５３９ａは、第２電極５０に接触している。谷の部分の平坦部５３９ａは、凹部５３８の底に相当する。曲線部５３９ｂの形状は、例えば、正弦波状、又は、円弧の繰り返し形状などである。

　なお、凸部５３２に設けられた凹凸の上面視形状は、図１６Ａに示す例に限らない。図１６Ｂは、本実施の形態に係る光学デバイス５０１の凸部５３２に設けられた凹凸の上面視形状の別の例を示す平面図である。

　図１６Ｂに示す端面６３９は、凸部５３２の頂部の端面の別の例であり、平坦部を有しない。すなわち、端面６３９は、上面視において全てが曲線部である。端面６３９の平面視形状は、例えば、正弦波状、又は、円弧の繰り返し形状などである。

　なお、実施の形態３で示した側面３３２ａの凹凸（うねり）の形状が、図１６Ａ及び図１６Ｂに示す端面５３９及び６３９の形状と同じでもよい。

　［効果など］
　以上のように、本実施の形態に係る光学デバイス５０１では、例えば、複数の凸部５３２の頂部には、ｘ軸方向に沿って繰り返す凹凸が設けられている。

　これにより、ｘ軸方向に沿って繰り返す凹凸によって積極的にｘ軸方向へ散乱させることができる。したがって、局所的な光の眩しさをいっそう抑制することができる。

　（実施の形態５）
　続いて、実施の形態５について説明する。

　［構成］
　図１７は、本実施の形態に係る光学デバイス７０１の一部を示す斜視図である。なお、図１７は、図１の一点鎖線で囲まれる領域ＩＩと同等の部分を斜めから見た図である。凹凸構造部の形状が分かりやすくなるように、光媒体部３４を図示していない。

　図１７に示すように、本実施の形態に係る光学デバイス７０１は、図２に示す光学デバイス１と比較して、配光層３０の代わりに配光層７３０を備える点が相違する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通点については説明を省略又は簡略化する場合がある。

　配光層７３０は、図１７に示すように、さらに、凹凸構造部７３１を備える。凹凸構造部７３１は、複数の凸部７３２を有する第２凹凸構造部の一例である。具体的には、凹凸構造部７３１は、マイクロオーダサイズ又はナノオーダサイズの複数の凸部７３２によって構成された凹凸構造体である。複数の凸部７３２の間には、凹部が設けられている。

　複数の凸部７３２は、ｘ軸方向（第２方向）に沿って繰り返す複数の第２凸部の一例である。複数の凸部７３２は、ストライプ状に形成されている。複数の凸部７３２の各々は、ｚ軸方向（第１方向）に延びる長尺状の凸部である。複数の凸部７３２の各々の形状は、例えば、凸部３２の形状と同じである。

　凹凸構造部７３１と凹凸構造部３１とは、ストライプの延びる方向が垂直になるように配置されている。凹凸構造部７３１は、凹凸構造部３１と同様に、凹部に充填された光媒体部３４との屈折率差によって、光を屈折又は反射させることができる。凹凸構造部７３１は、凹凸構造部３１によってｙｚ面内で散乱された光（図１０に示すＬｘ）をｘ軸方向に散乱させる。

　［効果など］
　以上のように、本実施の形態に係る光学デバイス７０１では、例えば、配光層７３０は、さらに、ｘ軸方向に沿って繰り返す複数の凸部７３２を有する凹凸構造部７３１を備え、複数の凸部７３２の各々は、ｚ軸方向に延びる長尺状の凸部である。

　これにより、ｘ軸方向に沿って繰り返す複数の凸部７３２によって積極的にｘ軸方向へ散乱させることができる。したがって、局所的な光の眩しさをいっそう抑制することができる。

　（その他）
　以上、本発明に係る光学デバイスについて、実施の形態及び変形例などに基づいて説明したが、本発明は、上記の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、上記の実施の形態１では、遮光部６０が光を部分的に透過してもよい例について示したが、遮光部６０は、完全に光を遮断してもよい。また、このとき、遮光部６０は、光を吸収してもよく、反射してもよい。

　また、例えば、上記の実施の形態１では、凸部３２の長手方向がｘ軸方向となるように光学デバイスを窓に配置したが、これに限らない。例えば、凸部３２の長手方向がｚ軸方向となるように光学デバイスを窓に配置してもよい。

　また、例えば、上記の実施の形態１では、凹凸構造部３１を構成する複数の凸部３２の各々は、長尺状であったが、これに限らない。例えば、複数の凸部３２は、マトリクス状などに点在するように配置されていてもよい。つまり、複数の凸部３２を、ドット状に点在するように配置してもよい。

　また、例えば、上記の実施の形態１では、複数の凸部３２の各々は、同じ形状としたが、これに限るものではなく、例えば、面内において異なる形状であってもよい。例えば、光学デバイス１におけるｚ軸方向の上半分と下半分とで複数の凸部３２の側面３２ａの傾斜角を異ならせてもよい。

　また、例えば、上記の実施の形態１では、複数の凸部３２の高さは、一定としたが、これに限るものではない。例えば、複数の凸部３２の高さは、ランダムに異なっていてもよい。このようにすることで、光学デバイスを透過する光が虹色に見えてしまうことを抑制できる。つまり、複数の凸部３２の高さをランダムに異ならせることで、凹凸界面での微小な回折光や散乱光が波長で平均化されて出射光の色付きが抑制される。

　また、例えば、上記の実施の形態１では、配光層３０の光媒体部３４の材料として、液晶材料以外にポリマー構造など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）などを用いることができる。

　また、上記の実施の形態１では、光学デバイス１に入射する光として太陽光を例示したが、これに限らない。例えば、光学デバイス１に入射する光は、照明装置などの発光装置が発する光であってもよい。

　また、上記の実施の形態１では、光学デバイス１は、窓９１の屋内側の面に貼り付けたが、窓９１の屋外側の面に貼り付けてもよい。屋内側に貼り付けることで、光学素子の劣化を抑制することができる。また、光学デバイス１を窓に貼り付けたが、光学デバイスを建物９０の窓そのものとして用いてもよい。また、光学デバイス１は、建物９０の窓９１に設置する場合に限るものではなく、例えば車の窓などに設置してもよい。

　なお、これらの変形例は、他の実施の形態及び変形例にも適用できる。

　その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、７０１　光学デバイス
１０　第１基板
２０　第２基板
３０、２３０、３３０、４３０、５３０、７３０　配光層
３１、２３１、３３１、４３１、５３１　凹凸構造部（第１凹凸構造部）
３２、２３２、３３２、４３２、５３２　凸部（第１凸部）
３２ａ　側面（第１側面）
３２ｂ　側面（第２側面）
３３　凹部
３４　光媒体部
３５　液晶分子
４０　第１電極
５０　第２電極
６０、１６０　遮光部
２３６　光吸収体
３３２ａ、４３２ａ　側面（散乱面）
４３７　金属薄膜
５３８　凹部（凹凸）
７３１　凹凸構造部（第２凹凸構造部）
７３２　凸部（第２凸部）

Claims (11)

1. 　透光性を有する第１基板と、
   　前記第１基板に対向し、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、入射した光を配光する配光層とを備え、
   　前記配光層は、
   　前記第１基板の主面に平行な第１方向に沿って繰り返す複数の第１凸部を有する第１凹凸構造部と、
   　前記複数の第１凸部の間である複数の凹部を充填するように配置された、複屈折材料を含む光媒体部とを有し、
   　前記複数の凹部には、入射した光の少なくとも一部を遮光する遮光部が配置されている
   　光学デバイス。
2. 　さらに、
   　前記配光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、
   　前記光媒体部は、前記第１電極及び前記第２電極間に電圧が印加された場合に、屈折率が変化する
   　請求項１に記載の光学デバイス。
3. 　前記遮光部は、前記複数の凹部の底に配置されている
   　請求項１又は２に記載の光学デバイス。
4. 　前記遮光部の前記第１方向における両端の膜厚は、中央部の膜厚より厚い
   　請求項３に記載の光学デバイス。
5. 　前記複数の第１凸部の少なくとも一部には、入射した光を吸収する複数の光吸収体が分散されている
   　請求項１～４のいずれか１項に記載の光学デバイス。
6. 　前記複数の第１凸部の各々の前記第１方向に交差する第１側面及び第２側面の少なくとも一方は、入射した光を散乱させる散乱面である
   　請求項１～５のいずれか１項に記載の光学デバイス。
7. 　前記散乱面は、異方性散乱性を有する
   　請求項６に記載の光学デバイス。
8. 　前記散乱面には、金属薄膜が形成されている
   　請求項６又は７に記載の光学デバイス。
9. 　前記複数の第１凸部の各々は、前記第１方向に直交する第２方向に延びる長尺状の凸部である
   　請求項１～８のいずれか１項に記載の光学デバイス。
10. 　前記複数の第１凸部の頂部には、前記第２方向に沿って繰り返す凹凸が設けられている
    　請求項９に記載の光学デバイス。
11. 　前記配光層は、さらに、前記第２方向に沿って繰り返す複数の第２凸部を有する第２凹凸構造部を備え、
    　前記複数の第２凸部の各々は、前記第１方向に延びる長尺状の凸部である
    　請求項９に記載の光学デバイス。

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