WO2019163474A1 - 配光制御デバイス - Google Patents

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WO2019163474A1
WO2019163474A1 PCT/JP2019/003521 JP2019003521W WO2019163474A1 WO 2019163474 A1 WO2019163474 A1 WO 2019163474A1 JP 2019003521 W JP2019003521 W JP 2019003521W WO 2019163474 A1 WO2019163474 A1 WO 2019163474A1
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WO
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light distribution
electrode layer
control device
refractive index
layer
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/003521
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English (en)
French (fr)
Inventor
旬臣 芝田
太田　益幸
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B5/00—Doors, windows, or like closures for special purposes; Border constructions therefor
    • 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 
    • G02F1/165—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 translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/166—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 translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect
    • G02F1/167—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 translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect by electrophoresis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J3/00—Antiglare equipment associated with windows or windscreens; Sun visors for vehicles
    • B60J3/04—Antiglare equipment associated with windows or windscreens; Sun visors for vehicles adjustable in transparency

Definitions

  • the present invention relates to a light distribution control device.
  • a light distribution control device capable of changing the transmission state of external light such as sunlight incident from the outside is known.
  • Patent Document 1 includes a pair of transparent substrates, a pair of transparent electrode layers formed on each of the pair of transparent substrates, and an inclined cross-sectional structure layer and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of transparent electrode layers.
  • a liquid crystal optical element is disclosed.
  • the refractive index of the liquid crystal layer is changed by a voltage applied to the pair of transparent electrodes, and the refraction angle of light passing through the interface between the inclined surface of the inclined sectional structure layer and the liquid crystal layer is changed.
  • the conventional liquid crystal optical element has a problem that when it is used for a window, a person in the room feels dazzled by the bent light.
  • an object of the present invention is to provide a light distribution control device that can brighten indoors and suppress glare felt by people who are indoors when used for windows. .
  • a light distribution control device includes a first substrate having translucency, and a second substrate having translucency, which is disposed to face the first substrate.
  • a first electrode layer and a second electrode layer having translucency disposed opposite to each other between the first substrate and the second substrate; the first electrode layer and the second electrode layer;
  • a light distribution layer that distributes incident light, and the light distribution layer is disposed so as to fill a space between the plurality of protrusions and a concavo-convex structure layer having a plurality of protrusions.
  • a refractive index variable layer whose refractive index changes according to a voltage applied between the first electrode layer and the second electrode layer, and the first side surface of the first convex portion among the plurality of convex portions.
  • the plurality of pairs of side contained in the convex portion, combinations of two or more, at least one of different inclination angle of the second side surface and the inclined angle of the first side surface are present.
  • the interior when used for a window, the interior can be brightened and the glare felt by a person in the room can be suppressed.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a light distribution control device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the light distribution control device according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an inclination angle of a pair of side surfaces of a plurality of convex portions of the light distribution control device according to the embodiment.
  • FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view for explaining a non-application mode (transparent state) of the light distribution control device according to the embodiment.
  • FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view for explaining a voltage application mode (light distribution state) of the light distribution control device according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a light distribution control device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the light distribution control device according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an inclination angle of a pair of side surfaces of a plurality of convex portions of the
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example when the light distribution control device according to the embodiment is applied to a window of a building.
  • FIG. 6 is a diagram showing the trajectory of the sun observed at a point of about 35 ° north latitude.
  • FIG. 7 is a diagram showing each of the light distribution rate, direct radiation rate, and downward irradiation rate of the light distribution control device according to Comparative Examples A to G for each incident angle of light.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating each of the light distribution rate, direct radiation rate, and downward irradiation rate of the light distribution control device according to the first and second embodiments for each incident angle of light.
  • FIG. 6 is a diagram showing the trajectory of the sun observed at a point of about 35 ° north latitude.
  • FIG. 7 is a diagram showing each of the light distribution rate, direct radiation rate, and downward irradiation rate of the light distribution control device according to Comparative Examples A to G for each incident angle of light.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating each of
  • FIG. 9 is a diagram showing each of the light distribution rate, direct radiation rate, and downward irradiation rate of the light distribution control device according to Examples 3 to 10 for each incident angle of light.
  • FIG. 10 is a diagram showing each of the light distribution rate, direct radiation rate, and downward irradiation rate of the light distribution control devices according to Examples 11 to 19 for each incident angle of light.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the light distribution rate of the light distribution control device according to Examples 2, 5 and 17 for each incident angle of light.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating the direct radiation rates of the light distribution control devices according to Examples 2, 5, and 17 for each incident angle of light.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating the downward irradiation rate of the light distribution control device according to Examples 2, 5 and 17 for each incident angle of light.
  • FIG. 14 is a plan view and a cross-sectional view of a light distribution control device according to a modification of the embodiment.
  • the x axis, the y axis, and the z axis indicate the three axes of the three-dimensional orthogonal coordinate system.
  • the z-axis direction is the vertical direction
  • the direction perpendicular to the z-axis is the horizontal direction.
  • the positive direction of the z-axis is vertically upward.
  • the “thickness direction” means the thickness direction of the light distribution control device, which is a direction perpendicular to the main surfaces of the first substrate and the second substrate
  • plane view means , When viewed from a direction perpendicular to the main surface of the first substrate or the second substrate.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a light distribution control device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the light distribution control device 1 according to the present embodiment, and is an enlarged cross-sectional view of a region II surrounded by an alternate long and short dash line in FIG.
  • the light distribution control device 1 is an optical device that controls light incident on the light distribution control device 1.
  • the light distribution control device 1 is a light distribution element that can change the traveling direction of light incident on the light distribution control device 1 (that is, distribute light) and emit the light.
  • the light distribution control device 1 is configured to transmit incident light, and includes a first substrate 10, a second substrate 20, a light distribution layer 30, One electrode layer 40 and a second electrode layer 50 are provided.
  • an adhesion layer for closely adhering the first electrode layer 40 and the uneven structure layer 31 of the light distribution layer 30 may be provided on the surface of the first electrode layer 40 on the light distribution layer 30 side.
  • the adhesion layer is, for example, a translucent adhesive sheet or a resin material generally called a primer.
  • the first electrode layer 40, the light distribution layer 30, and the second electrode layer 50 are disposed in this order along the thickness direction between the paired first substrate 10 and second substrate 20. It is a configuration. In order to maintain the distance between the first substrate 10 and the second substrate 20, a plurality of particulate spacers may be dispersed in the plane, or a columnar structure may be formed.
  • the light distribution control device 1 can be realized, for example, as a window with a light distribution function by being installed in a building window.
  • the light distribution control device 1 is used by being attached to a transparent base material such as an existing window glass through an adhesive layer, for example.
  • the light distribution control device 1 may be used as a building window itself.
  • the first substrate 10 is on the outdoor side
  • the second substrate 20 is on the indoor side
  • the first side surface 35 of the convex portion 33 shown in FIG. 2 is on the lower side (floor side).
  • the second side surface 36 is disposed on the upper side (ceiling side).
  • the refractive index of the refractive index variable layer 32 of the light distribution layer 30 changes depending on the voltage applied between the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50. Thereby, a difference in refractive index occurs at the interface between the concavo-convex structure layer 31 and the variable refractive index layer 32, and light is distributed using refraction and reflection (total reflection) of light by the interface.
  • the light distribution control device 1 switches between the transparent state and the light distribution state according to the magnitude of the voltage applied between the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50.
  • the light distribution direction (traveling direction) of light in the light distribution state changes according to the magnitude of the voltage applied between the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50.
  • the first substrate 10 and the second substrate 20 are base materials having translucency.
  • a glass substrate or a resin substrate can be used as the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • Examples of the material for the glass substrate include soda glass, alkali-free glass, and high refractive index glass.
  • Examples of the material for the resin substrate include resin materials such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), acrylic (PMMA), and epoxy.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PC polycarbonate
  • PMMA acrylic
  • the glass substrate has the advantages of high light transmittance and low moisture permeability. On the other hand, the resin substrate has an advantage of less scattering at the time of destruction.
  • the first substrate 10 and the second substrate 20 may be made of the same material, or may be made of different materials. Moreover, the 1st board
  • the second substrate 20 is a counter substrate facing the first substrate 10 and is disposed at a position facing the first substrate 10.
  • the first substrate 10 and the second substrate 20 are arranged in parallel with a predetermined distance of, for example, 1 ⁇ m to 1000 ⁇ m.
  • substrate 20 are adhere
  • the plan view shape of the first substrate 10 and the second substrate 20 is, for example, a rectangular shape such as a square or a rectangle, but is not limited thereto, and may be a polygon other than a circle or a rectangle, Any shape can be employed.
  • the light distribution layer 30 is disposed between the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50.
  • the light distribution layer 30 has translucency and transmits incident light.
  • the light distribution layer 30 distributes the incident light. That is, the light distribution layer 30 changes the traveling direction of light when the light passes through the light distribution layer 30.
  • the light distribution layer 30 includes an uneven structure layer 31 and a refractive index variable layer 32.
  • the traveling direction of the light transmitted through the light distribution control device 1 is bent by reflecting light at the interface between the uneven structure layer 31 and the refractive index variable layer 32.
  • the uneven structure layer 31 is a finely shaped layer provided to make the surface (interface) of the refractive index variable layer 32 uneven. As shown in FIG. 2, the concavo-convex structure layer 31 has a plurality of convex portions 33 and a plurality of concave portions 34.
  • the concavo-convex structure layer 31 is a concavo-convex structure formed by a plurality of convex portions 33 having a micro-order size. Between the plurality of convex portions 33 are a plurality of concave portions 34. That is, one concave portion 34 is formed between two adjacent convex portions 33.
  • the plurality of convex portions 33 may be individually separated.
  • a layer (film) -shaped base portion serving as a base of the convex portion 33 may be provided between the plurality of convex portions 33 and the first electrode layer 40.
  • the plurality of protrusions 33 are a plurality of protrusions arranged side by side in the z-axis direction parallel to the main surface of the first substrate 10 (the surface on which the first electrode layer 40 is provided). That is, in the present embodiment, the z-axis direction is the arrangement direction of the plurality of convex portions 33.
  • the plurality of convex portions 33 are elongated ridges extending in a direction orthogonal to the arrangement direction. Specifically, the plurality of convex portions 33 are formed in a stripe shape extending in the x-axis direction. Each of the plurality of convex portions 33 extends linearly along the x-axis direction. For example, each of the plurality of convex portions 33 is a quadrangular prism that is disposed sideways with respect to the first electrode layer 40. The plurality of convex portions 33 may extend while meandering along the x-axis direction. For example, the plurality of convex portions 33 may be formed in a wavy stripe shape.
  • each of the plurality of convex portions 33 has a shape that tapers from the root to the tip.
  • the cross-sectional shape of each of the plurality of convex portions 33 is a tapered shape that tapers along the direction from the first substrate 10 toward the second substrate 20.
  • the cross-sectional shape of the convex portion 33 in the yz cross section is a substantially trapezoid that tapers along the thickness direction of the light distribution control device 1, but is not limited thereto.
  • the cross-sectional shape of the convex portion 33 may be a substantially triangular shape, other polygons, or a polygon including a curve.
  • the substantially trapezoidal or triangular shape includes a trapezoidal or triangular shape with rounded vertices.
  • the substantially trapezoidal shape or the substantially triangular shape includes a case where each side is not completely straight, for example, a case where the side is slightly bent with a displacement of about several percent of the length of each side, or a minute unevenness. Cases are also included.
  • each of the plurality of convex portions 33 has a first side surface 35 and a second side surface 36.
  • the first side surface 35 and the second side surface 36 are surfaces that intersect the z-axis direction.
  • Each of the first side surface 35 and the second side surface 36 is an inclined surface that is inclined at a predetermined inclination angle with respect to the y-axis direction.
  • the distance between the first side surface 35 and the second side surface 36, that is, the width of the convex portion 33 gradually decreases from the first substrate 10 toward the second substrate 20.
  • the first side surface 35 is a side surface on the vertically lower side among the plurality of side surfaces constituting the convex portion 33.
  • the first side surface 35 is a refracting surface that refracts incident light.
  • the second side surface 36 is a vertically upper side surface among a plurality of side surfaces constituting the convex portion 33.
  • the second side surface 36 is a reflecting surface that reflects incident light.
  • the reflection here is total reflection, and the second side surface 36 functions as a total reflection surface.
  • the shapes and sizes of the plurality of convex portions 33 are different from each other.
  • the first side surface 35 of the first convex portion of the plurality of convex portions 33 and the second side surface 36 of the second convex portion adjacent to the first convex portion facing the first side surface 35 are provided.
  • two or more types of combinations in which at least one of the inclination angle of the first side surface 35 and the inclination angle of the second side surface 36 is different are included in the plurality of paired side surfaces included in the plurality of convex portions 33. Exists.
  • FIG. 3 is a diagram showing the inclination angles of a pair of side surfaces of the plurality of convex portions 33 according to the present embodiment.
  • FIG. 3 shows only the convex portion 33 extracted from the cross-sectional view shown in FIG.
  • the hatching showing a cross section is not shown from a viewpoint of visibility.
  • the pair of side surfaces are side surfaces of the two adjacent convex portions 33 facing each other. That is, the first side surface 35 and the second side surface 36 facing the recess 34 correspond to a pair of side surfaces.
  • the inclination angle (absolute value) of each of the first side surface 35 and the second side surface 36 is, for example, in the range of 0 ° to 25 °.
  • the two base angles of the substantially trapezoidal shape or the substantially triangular shape that are the cross-sectional shape of the convex portion 33 are 65 ° or more and 90 ° or less, respectively.
  • at least one of the two base angles may be smaller than 65 °.
  • FIG. 3 shows a case where three types of combinations exist as an example.
  • first side surface 35 corresponding to each of the first to third combinations is illustrated as a first side surface 35a to a first side surface 35c.
  • second side surface 36 corresponding to each of the first combination to the third combination is illustrated as a second side surface 36a to a second side surface 36c.
  • the inclination angle ⁇ down of the first side surface 35a facing the recess 34a is ⁇ 4 °
  • the inclination angle ⁇ up of the second side surface 36a facing the recess 34a is 12 °.
  • the inclination angle ⁇ down of the first side surface 35b facing the recess 34b is ⁇ 12 °
  • the inclination angle ⁇ up of the second side surface 36b facing the recess 34b is 20 °.
  • the inclination angle ⁇ down of the first side surface 35c facing the recess 34c is ⁇ 24 °
  • the inclination angle ⁇ up of the second side surface 36c facing the recess 34c is 12 °.
  • the sign of the tilt angle is represented by the sign of the z-axis when viewed from the top of the convex portion 33 on the negative side of the y-axis with the y-axis as a reference, that is, with a tilt angle of 0 °.
  • the inclination angle becomes a negative value.
  • the inclination angle becomes a positive value.
  • how to determine positive / negative is not restricted to this.
  • all the pair of side surfaces included in the concavo-convex structure layer 31 corresponds to one of three types of combinations.
  • the shape of all the recesses 34 included in the concavo-convex structure layer 31 corresponds to one of three types of combinations. Note that the number of combinations is not limited to three, but may be two or four or more.
  • the ratio of the number of a pair of side surfaces corresponding to each of two or more types of combinations is non-uniform. Specifically, the ratio of the number of the pair of side surfaces corresponding to each of the two or more combinations with respect to the total number of the plurality of paired side surfaces included in the plurality of convex portions 33, that is, the total number of the concave portions 34 is non-uniform. It is. Note that the total number of the pair of side surfaces is the total number of the pair of side surfaces corresponding to any of two or more combinations.
  • the number of the pair of side surfaces corresponding to each of the first combination, the second combination, and the third combination is not equal to each other.
  • the ratio of the number of the pair of side surfaces corresponding to each of the first combination, the second combination, and the third combination is 5: 3: 2.
  • the ratio of the number of the pair of side surfaces corresponding to each of the two or more types of combinations may be uniform.
  • the ratio of the number of a pair of side surfaces corresponding to each of the first combination, the second combination, and the third combination may be 1: 1: 1.
  • a pair of side surfaces corresponding to each of a plurality of combinations are distributed in the plane of the light distribution control device 1.
  • each of the first combination, the second combination, and the third combination is randomly arranged.
  • a pair of side surfaces of different combinations may be alternately arranged in the arrangement direction (z-axis direction) of the convex portions 33, and a pair of side surfaces of the same combination are continuous in the arrangement direction of the convex portions 33. May be arranged.
  • the width (length in the z-axis direction) of the plurality of convex portions 33 is, for example, 1 ⁇ m to 20 ⁇ m, and preferably 10 ⁇ m or less, but is not limited thereto. Further, the interval between two adjacent convex portions 33 is, for example, 0 ⁇ m to 100 ⁇ m, but is not limited thereto. Two adjacent convex portions 33 may be in contact with each other, or may be arranged at a predetermined interval.
  • the material of the concavo-convex structure layer 31 for example, a resin material having optical transparency such as acrylic resin, epoxy resin, or silicone resin can be used.
  • the uneven structure layer 31 is formed of, for example, an ultraviolet curable resin material, and can be formed by molding or nanoimprinting.
  • the concavo-convex structure layer 31 can be formed by molding a concavo-convex structure having a triangular cross section using an acrylic resin having a refractive index of 1.5 for green light.
  • the refractive index variable layer 32 is disposed so as to fill a space between the plurality of convex portions 33 (that is, the concave portion 34). Specifically, the refractive index variable layer 32 is disposed so as to fill a gap formed between the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50. For example, as shown in FIG. 2, since the convex portion 33 and the second electrode layer 50 are separated from each other, the refractive index variable layer 32 includes not only the concave portion 34 but also the tip portion of the convex portion 33 and the second electrode layer. It arrange
  • the refractive index of the refractive index variable layer 32 changes depending on the voltage applied between the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50.
  • the refractive index variable layer 32 functions as a refractive index adjustment layer capable of adjusting the refractive index in the visible light band when an electric field is applied.
  • the electric field changes according to the voltage applied between the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50.
  • a DC voltage is applied between the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50 by a control unit (not shown).
  • the refractive index variable layer 32 includes an insulating liquid 37 and nanoparticles 38 included in the insulating liquid 37.
  • the refractive index variable layer 32 is a nanoparticle dispersion layer in which countless nanoparticles 38 are dispersed in an insulating liquid 37.
  • the insulating liquid 37 is a transparent liquid having insulating properties, and is a solvent serving as a dispersion medium in which the nanoparticles 38 are dispersed as a dispersoid.
  • a material having a refractive index (solvent refractive index) of about 1.3 to about 1.6 can be used.
  • an insulating liquid 37 having a refractive index of about 1.4 is used.
  • the kinematic viscosity of the insulating liquid 37 is preferably about 100 mm 2 / s. Further, the insulating liquid 37 has a low dielectric constant (for example, the dielectric constant of the uneven structure layer 31 or less), non-flammability (for example, a high flash point having a flash point of 250 ° C. or higher), and low volatility. Also good.
  • the insulating liquid 37 is a hydrocarbon such as an aliphatic hydrocarbon, naphtha, and other petroleum solvents, a low molecular weight halogen-containing polymer, or a mixture thereof.
  • the insulating liquid 37 is a halogenated hydrocarbon such as a fluorinated hydrocarbon.
  • silicone oil or the like can be used.
  • a plurality of nanoparticles 38 are dispersed in the insulating liquid 37.
  • the nanoparticles 38 are fine particles having a particle size of nano-order size. Specifically, when the wavelength of incident light is ⁇ , the particle size of the nanoparticles 38 is preferably ⁇ / 4 or less. By setting the particle size of the nanoparticles 38 to ⁇ / 4 or less, light scattering by the nanoparticles 38 can be reduced, and an average refractive index of the nanoparticles 38 and the insulating liquid 37 can be obtained.
  • the particle size of the nanoparticles 38 is preferably as small as possible, preferably 100 nm or less, more preferably several nm to several tens nm.
  • the nanoparticles 38 are made of, for example, a high refractive index material. Specifically, the refractive index of the nanoparticles 38 is higher than the refractive index of the insulating liquid 37. In the present embodiment, the refractive index of the nanoparticles 38 is higher than the refractive index of the concavo-convex structure layer 31.
  • the nanoparticles 38 for example, metal oxide fine particles can be used.
  • the nanoparticles 38 may be made of a material having a high transmittance.
  • transparent zirconia particles having a refractive index of 2.1 composed of zirconium oxide (ZrO 2 ) are used as the nanoparticles 38.
  • the nanoparticles 38 are not limited to zirconium oxide, and may be composed of titanium oxide (TiO 2 : refractive index 2.5) or the like.
  • the nanoparticles 38 are charged particles that are charged.
  • the nanoparticles 38 can be charged positively (plus) or negatively (minus).
  • the nanoparticles 38 are positively (plus) charged.
  • the refractive index variable layer 32 configured in this way, charged nanoparticles 38 are dispersed throughout the insulating liquid 37.
  • zirconia particles having a refractive index of 2.1 as nanoparticles 38 and dispersed in an insulating liquid 37 having a solvent refractive index of about 1.4 are used as the refractive index variable layer 32. It is said.
  • the overall refractive index (average refractive index) of the refractive index variable layer 32 is set to be approximately the same as the refractive index of the uneven structure layer 31 in a state where the nanoparticles 38 are uniformly dispersed in the insulating liquid 37. In this embodiment, it is about 1.5.
  • the overall refractive index of the refractive index variable layer 32 can be changed by adjusting the concentration (amount) of the nanoparticles 38 dispersed in the insulating liquid 37.
  • the amount of the nanoparticles 38 is, for example, such that it is buried in the recess 34 of the uneven structure layer 31. In this case, the concentration of the nanoparticles 38 with respect to the insulating liquid 37 is about 10% to about 30%.
  • the refractive index variable layer 32 Since the nanoparticles 38 dispersed in the insulating liquid 37 are charged, when an electric field is applied to the refractive index variable layer 32, the nanoparticles 38 migrate in the insulating liquid 37 in accordance with the electric field distribution, and the insulating liquid 37 37 is unevenly distributed. As a result, the particle distribution of the nanoparticles 38 in the refractive index variable layer 32 can be changed to give the concentration distribution of the nanoparticles 38 in the refractive index variable layer 32, so that the refractive index in the refractive index variable layer 32 can be obtained. Distribution changes. That is, the refractive index of the refractive index variable layer 32 partially changes. Thus, the refractive index variable layer 32 mainly functions as a refractive index adjustment layer that can adjust the refractive index for light in the visible light band.
  • the refractive index variable layer 32 includes, for example, outer peripheries of the first substrate 10 on which the first electrode layer 40 and the concavo-convex structure layer 31 are formed and the second substrate 20 on which the second electrode layer 50 is formed. It is formed by injecting a refractive index variable material by a vacuum injection method while being sealed with a seal resin. Alternatively, the refractive index variable layer 32 may be formed by bonding the second substrate 20 after dropping the refractive index variable material on the first electrode layer 40 and the concavo-convex structure layer 31 of the first substrate 10.
  • the refractive index variable material is an insulating liquid 37 in which nanoparticles 38 are dispersed. An insulating liquid 37 in which nanoparticles 38 are dispersed is sealed between the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • the thickness of the refractive index variable layer 32 is, for example, 1 ⁇ m to 1000 ⁇ m, but is not limited thereto. As an example, when the height of the convex portion 33 of the concavo-convex structure layer 31 is 10 ⁇ m, the thickness of the refractive index variable layer 32 is, for example, 40 ⁇ m.
  • the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50 are electrically paired, and are configured to be able to apply an electric field to the light distribution layer 30. .
  • the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50 are paired not only electrically but also in arrangement, and are arranged between the first substrate 10 and the second substrate 20 so as to face each other. ing. Specifically, the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50 are arranged so as to sandwich the light distribution layer 30.
  • the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50 are translucent and transmit incident light.
  • the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50 are, for example, transparent conductive layers.
  • a conductor-containing resin made of a resin containing a conductor such as a transparent metal oxide such as ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide), silver nanowires or conductive particles, or A metal thin film such as a silver thin film can be used.
  • the 1st electrode layer 40 and the 2nd electrode layer 50 may be these single layer structures, and these laminated structures (for example, laminated structure of a transparent metal oxide and a metal thin film) may be sufficient as them.
  • each of the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50 is ITO having a thickness of 100 nm.
  • the first electrode layer 40 is disposed between the first substrate 10 and the uneven structure layer 31. Specifically, the first electrode layer 40 is formed on the surface of the first substrate 10 on the light distribution layer 30 side.
  • the second electrode layer 50 is disposed between the refractive index variable layer 32 and the second substrate 20. Specifically, the second electrode layer 50 is formed on the surface of the second substrate 20 on the light distribution layer 30 side.
  • the 1st electrode layer 40 and the 2nd electrode layer 50 are comprised so that electrical connection with an external power supply is attained, for example.
  • electrode pads or the like for connecting to an external power source may be formed on the first substrate 10 and the second substrate 20 by being drawn from each of the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50.
  • the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50 are each formed by forming a conductive film such as ITO by vapor deposition, sputtering, or the like, for example.
  • FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view for explaining a non-application mode (transparent state) of the light distribution control device 1 according to the present embodiment.
  • the path of the light L incident obliquely on the light distribution control device 1 is indicated by a thick arrow.
  • FIG. 4A no voltage is applied between the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50. Specifically, the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50 are equipotential with each other. In this case, since no electric field is applied to the refractive index variable layer 32, the nanoparticles 38 are dispersed throughout the insulating liquid 37.
  • the refractive index of the refractive index variable layer 32 in a state where the nanoparticles 38 are dispersed throughout the insulating liquid 37 is about 1.5 as described above.
  • the refractive index of the convex part 33 of the concavo-convex structure layer 31 is about 1.5. That is, the plurality of convex portions 33 and the refractive index variable layer 32 have the same refractive index. Therefore, the refractive index is uniform throughout the light distribution layer 30.
  • the light distribution control device 1 when the light L is incident from an oblique direction, there is no refractive index difference at the interface between the refractive index variable layer 32 and the concavo-convex structure layer 31, and thus the light travels straight. In this way, the light distribution control device 1 is in a transparent state that allows the incident light to pass through substantially as it is (without changing the traveling direction).
  • the light L is actually incident on the first substrate 10, emitted from the second substrate 20, passed through the interface between the first substrate 10 and the first electrode layer 40, and the second Although it is refracted when the passing medium changes, such as when passing through the interface between the electrode layer 50 and the second substrate 20, it is not shown in FIG. 4A.
  • FIG. 4A the traveling direction of the light L in the light distribution layer 30 is illustrated in detail. The same applies to FIG. 4B described later.
  • FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view for explaining a voltage application mode (light distribution state) of the light distribution control device 1 according to the present embodiment.
  • the path of the light L incident obliquely on the light distribution control device 1 is indicated by a thick arrow.
  • a predetermined voltage is applied between the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50.
  • a voltage having a potential difference of about several tens of volts is applied to the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50.
  • a predetermined electric field is applied to the refractive index variable layer 32, and therefore, in the refractive index variable layer 32, the charged nanoparticles 38 migrate in the insulating liquid 37 according to the electric field distribution. That is, the nanoparticles 38 are electrophoresed in the insulating liquid 37.
  • the second electrode layer 50 is at a higher potential than the first electrode layer 40. For this reason, the positively charged nanoparticles 38 migrate toward the first electrode layer 40, enter the concave portion 34 of the concave-convex structure layer 31, and accumulate.
  • the nanoparticles 38 are unevenly distributed on the uneven structure layer 31 side in the refractive index variable layer 32, whereby the particle distribution of the nanoparticles 38 is changed, and the refractive index distribution in the refractive index variable layer 32 is not uniform. Disappear. Specifically, as shown in FIG. 4B, a concentration distribution of nanoparticles 38 is formed in the refractive index variable layer 32.
  • the concentration of the nanoparticles 38 is high in the first region 32a on the uneven structure layer 31 side, and the concentration of the nanoparticles 38 is low in the second region 32b on the second electrode layer 50 side. Accordingly, a difference in refractive index occurs between the first region 32a and the second region 32b.
  • the refractive index of the nanoparticles 38 is higher than the refractive index of the insulating liquid 37. Therefore, the refractive index of the first region 32a where the concentration of the nanoparticles 38 is high is higher than the refractive index of the second region 32b where the concentration of the nanoparticles 38 is low, that is, the proportion of the insulating liquid 37 is large.
  • the refractive index of the first region 32a is greater than about 1.5 to about 1.8 depending on the concentration of the nanoparticles 38.
  • the refractive index of the second region 32b is a value less than about 1.4 to less than about 1.5 depending on the concentration of the nanoparticles 38.
  • the refractive index of the plurality of convex portions 33 is about 1.5, when a voltage is applied between the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50, the convex portion 33 and the first region 32a There is a difference in refractive index between them. For this reason, as shown in FIG. 4B, when the light L is incident from an oblique direction, the incident light L is refracted by the first side surface 35 of the convex portion 33 and then totally reflected by the second side surface 36. Thereby, the light L incident obliquely downward is bent in the traveling direction by the light distribution control device 1 and is irradiated onto the indoor ceiling surface or the like.
  • the light distribution control device 1 enters a light distribution state in which incident light is transmitted with its traveling direction bent.
  • the degree of aggregation of the nanoparticles 38 can be changed depending on the magnitude of the applied voltage.
  • the refractive index of the refractive index variable layer 32 changes depending on the degree of aggregation of the nanoparticles 38. For this reason, it is also possible to change the light distribution direction by changing the difference in refractive index between the first side surface 35 and the second side surface 36 (interface) of the convex portion 33.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example when the light distribution control device 1 according to the present embodiment is applied to a window of a building 90. As shown in FIG. 5, the light distribution control device 1 is used by being attached to, for example, a window glass 93 and arranged so as to introduce light into a building 90.
  • FIG. 5 shows a building whose height from the floor 92 to the ceiling 91 is 2.7 m and the depth is 9 m as an example of the building 90.
  • the window glass 93 is provided in a range of height 2.4 m from 30 cm above the floor to the ceiling 91.
  • the light distribution control device 1 is provided in the upper half area of the window glass 93. At this time, a light distribution control device having characteristics different from those of the light distribution control device 1 may be provided in the lower half region of the window glass 93. Alternatively, a device that does not have a light distribution function may be provided in the lower half region. The light distribution control device 1 may be provided on the entire window glass 93.
  • the light distribution control device 1 causes the light to travel toward the ceiling 91 by totally reflecting outside light such as sunlight, and illuminates the indoor ceiling 91 brightly. At this time, the light distribution control device 1 is required to suppress the glare felt by the person 94 who is indoors.
  • the person 94 is present at a position 1.6 m away from the window glass 93, and shows a case where the person 94 is standing and a case where he is sitting.
  • the height of the line of sight when standing is 1.6 m from the floor 92
  • the height of the line of sight when sitting is 1.2 m from the floor 92.
  • the standing person 94 and the sitting person 94 are illustrated in a shifted manner, but in the following description, the case where both are present at a position 1.6 m away from the window glass 93 is shown. Assumed.
  • FIG. 5 schematically shows the light distribution region 80 and the direct-light region 81.
  • Each of the light distribution region 80 and the direct-light region 81 is expressed in the range of the light emission angle ⁇ out when a predetermined part of the light distribution control device 1 is used as a reference.
  • the emission angle ⁇ out is expressed as an angle with respect to the horizontal plane, and is expressed as positive on the upper side and negative on the lower side.
  • the predetermined part is the lower end of the light distribution control device 1.
  • the light distribution region 80 is a region through which light distributed by the light distribution control device 1 passes.
  • the light distribution region 80 is a range in which the light emission angle ⁇ out from the lower end of the light distribution control device 1 is 3.6 ° or more and 80 ° or less.
  • the lower limit value (here, 3.6 °) of the emission angle ⁇ out of the light distribution region 80 is defined as a range in which the light distributed by the light distribution control device 1 does not enter the line of sight of the person 94 standing.
  • the lower limit value is calculated by tan ⁇ 1 (0.1 / 1.6).
  • the lower limit value of the emission angle ⁇ out is not limited to this, and may be determined so that light can reach the deepest part of the building 90.
  • the lower limit value is a difference from the lower end of the light distribution control device 1 to the ceiling 91 (here, 1.2 m) and a distance from the light distribution control device 1 to the innermost part of the building 90 (here, 9m).
  • the lower limit value is calculated by tan ⁇ 1 (1.2 / 9) and may be 7.6 °.
  • the direct irradiation area 81 is an area through which light that can enter the eyes of the person 94 through the light distribution control device 1 passes.
  • the direct-light region 81 is a region through which light that directly enters the eyes of the person 94 from the light distribution control device 1 passes.
  • the direct-light region 81 is a range in which the light emission angle ⁇ out from the lower end of the light distribution control device 1 is ⁇ 43 ° to 3.6 °.
  • the upper limit value (here, 3.6 °) of the emission angle ⁇ out of the direct-light region 81 is the boundary between the range where the light distributed by the light distribution control device 1 does not enter the line of sight of the standing person 94 and the range where it enters. Is a value corresponding to. That is, the upper limit value of the direct-light region 81 corresponds to the lower limit value of the light distribution region 80.
  • the solid line indicating the lower limit is the upper end of the light distribution control device 1 and the eye of the person 94 sitting It is represented by a line parallel to the broken line connecting
  • the light distribution control device 1 is not only required to introduce a large amount of light toward the ceiling 91 but also to suppress the glare of the person 94 indoors. Is done.
  • the light distribution rate indicates the ratio of light distributed to the light transmitted through the light distribution control device 1 when the light distribution control device 1 is in the light distribution state.
  • the light distribution rate is represented by the intensity of light distributed relative to the intensity of incident light.
  • the light distributed is light distributed toward the ceiling 91, for example, light emitted from the light distribution control device 1 within a range of 4 ° to 80 °. is there. That is, the light to be distributed is light that passes through the light distribution control device 1 and passes through the light distribution region 80.
  • the light distribution control device 1 does not have to have a light distribution rate of 20% or more with respect to light of all incident angles, and the light distribution rate is 20 when the incident angle ⁇ in is within a predetermined range. % Or more.
  • the range of the incident angle ⁇ in depends on the latitude of the place where the light distribution control device 1 is installed, the installation direction of the light distribution control device 1, the surrounding environment, and the like. For example, a case is assumed where the light distribution control device 1 is installed in the south direction in Osaka at about 35 ° north latitude. At this time, the sun moves so as to draw the locus shown in FIG. 6 according to the season.
  • Fig. 6 is a diagram showing the solar trajectory observed at a point of about 35 ° north latitude.
  • the horizontal axis indicates the azimuth angle of the sun with 0 ° as the south, the negative side on the east side, and the positive side on the west side.
  • the vertical axis represents the solar altitude. Since the light distribution control device 1 is provided vertically, the solar altitude corresponds to the incident angle ⁇ in of light with respect to the light distribution control device 1.
  • the light distribution rate is desirably 20% or more when the incident angle ⁇ in, which is the range through which the sun during the daytime in spring, autumn, and winter can pass, is in the range of 20 ° to 60 °.
  • the daylighting rate does not have to be high in summer when the sunlight is strong, from the viewpoint of suppressing the indoor temperature rise. That is, in the range where the incident angle ⁇ in is 70 ° or more, the light distribution rate may be smaller than 20%.
  • the direct radiation rate is a ratio of light emitted to the direct radiation region 81 with respect to light incident on the light distribution control device 1 in the light distribution state.
  • the direct radiation rate is represented by the intensity of light emitted to the direct radiation area 81 with respect to the intensity of incident light.
  • the light emitted to the direct irradiation region 81 is light emitted from the light distribution control device 1 within a range of ⁇ 41 ° to 3.6 °.
  • the light distribution control device 1 does not have to have a direct incidence rate of 10% or less with respect to light of all incident angles.
  • the incident angle ⁇ in is within a predetermined range
  • the direct emission rate is 10% or less.
  • the range of the incident angle ⁇ in where the direct radiation rate should be 10% or less is a range of 0 ° to 60 °.
  • the lower irradiation rate is 10% or less.
  • the downward irradiation rate is a ratio of light emitted downward as it is with respect to light incident on the light distribution control device 1 in the light distribution state. That is, the downward irradiation rate corresponds to the proportion of light that travels straight without being distributed by the light distribution control device 1 in the light distribution state.
  • the downward irradiation rate is represented by the intensity of light emitted downward relative to the intensity of incident light.
  • the light distribution control device 1 may not have a lower irradiation rate of 10% or less with respect to light having all incident angles.
  • the lower irradiation rate is 10% or less. There may be.
  • the range of the incident angle ⁇ in where the lower irradiation rate should be 10% or less is a range of 60 ° or more and 80 ° or less.
  • the light distribution rate is 20% or more, and the direct irradiation rate and the downward irradiation rate are 10% or less. Note that this condition is merely an example, and any one of the light distribution rate, direct radiation rate, and downward irradiation rate may not satisfy this condition.
  • the light distribution control device 1 according to the present embodiment has only one type of combination of inclination angles, that is, the cross-sectional shapes of all the convex portions are the same, and the inclination angle of the first side surface and the inclination angle of the second side surface Each has the same configuration as that of the light distribution control device 1 according to the present embodiment except that all of the projections are the same in all the convex portions.
  • FIG. 7 is a diagram showing each of the light distribution rate, direct radiation rate, and downward irradiation rate of the light distribution control devices according to Comparative Examples A to G for each incident angle ⁇ in of light.
  • “down 16 °” means that the inclination angle of the first side surface is ⁇ 16 °.
  • “up 12 °” indicates that the inclination angle of the second side surface is 12 °.
  • the light distribution ratio adjusts the magnitude of the voltage applied to the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50 when light is incident on the light distribution control device 1 at a predetermined incident angle ⁇ in.
  • the maximum value of the light distribution when the refractive index of the refractive index variable layer 32 was changed was regarded as the light distribution of the incident angle ⁇ in.
  • the direct radiation rate and the downward irradiation rate are the magnitudes of voltages applied to the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50 when light is incident on the light distribution control device 1 at a predetermined incident angle ⁇ in.
  • the minimum values of the direct radiation rate and the lower irradiation rate when the refractive index of the refractive index variable layer 32 was changed were regarded as the direct radiation rate and the lower irradiation rate of the incident angle ⁇ in, respectively.
  • the thickness of the light distribution layer 30 is 1 mm
  • the height of the convex portion 33 is 7.5 ⁇ m
  • the top side of the convex portion 33 is 0 ⁇ m (that is, the sectional shape of the convex portion 33 is triangular)
  • two adjacent A case where the gap between the convex portions 33 is 0 ⁇ m (that is, two adjacent convex portions 33 are in contact at the root) is assumed.
  • the refractive index of the refractive index variable layer 32 is changed in the range of 1.4 to 1.8 in the first region 32a and is fixed at 1.42 in the second region 32b.
  • the three comparative examples A to C shown in FIG. 7 have convex portions designed with priority given to increasing the light distribution rate.
  • Three of Comparative Examples D to F have convex portions designed with priority given to lowering the direct radiation rate and the lower radiation rate.
  • the comparative example G has the convex part designed so that the said conditions may be satisfied as much as possible for each of a light distribution rate, a direct-light rate, and a downward irradiation rate.
  • the light distribution ratio is 20% or more in the range where the incident angle ⁇ in is 20 ° or more and 60 ° or less, but the direct-light ratio is 19% when the incident angle ⁇ in is 0 °.
  • the required conditions are not satisfied.
  • the lower irradiation rate is 16% when the incident angle ⁇ in is 80 °, and the required condition is not satisfied.
  • Comparative Examples B and C satisfy the requirements for the light distribution rate and direct radiation rate. On the other hand, in Comparative Example B, when the incident angle ⁇ in is 80 °, the downward irradiation rate is 15%, and the required conditions are not satisfied. Similarly, in Comparative Example C, the downward irradiation rate is 16% or more when the incident angle ⁇ in is in the range of 60 ° to 80 °, and the required conditions are not satisfied.
  • Comparative Examples D to F the conditions for which the direct irradiation rate and the downward irradiation rate are required are satisfied.
  • Comparative Examples D and E there are cases where the light distribution rate becomes 0% when the incident angle ⁇ in is in the range of 30 ° to 50 °, and the required conditions are not satisfied.
  • Comparative Example F the light distribution rate is low over the entire range of the incident angle ⁇ in of 20 ° to 60 °, and the required conditions are not satisfied.
  • the light distribution rate when the incident angle ⁇ in is 30 °
  • the direct radiation rate when the incident angle ⁇ in is 0 ° to 20 °
  • the downward irradiation rate when the incident angle ⁇ in is 80 °. Each does not meet the required conditions.
  • the light distribution control device 1 there are two or more combinations of the inclination angles of the pair of side surfaces. Thereby, the said conditions can be satisfy
  • FIG. 8 is a diagram illustrating each of the light distribution rate, direct radiation rate, and downward irradiation rate of the light distribution control device 1 according to Examples 1 and 2 for each incident angle ⁇ in of light.
  • the light distribution control device 1 according to Example 1 has a concavo-convex structure layer 31 in which convex portions according to Comparative Example A and convex portions according to Comparative Example D are mixed and arranged at a ratio of 1: 1. That is, the inclination angle of the first side surface 35 is ⁇ 16 ° and the inclination angle of the second side surface 36 is on the plurality of pairs of side surfaces of the plurality of convex portions 33 of the light distribution control device 1 according to the first embodiment.
  • a first combination of 12 ° and a second combination in which the inclination angle of the first side surface 35 is ⁇ 12 ° and the inclination angle of the second side surface 36 is 20 ° are included.
  • the light distribution rate is the minimum 23% when the incident angle ⁇ in is 30 ° in the range of the incident angle ⁇ in of 20 ° to 60 °, and the condition of 20% or more is satisfied. Satisfies.
  • the direct radiation rate is 10% at the maximum when the incident angle ⁇ in is 0 ° in the range of the incident angle ⁇ in of 0 ° to 60 °, and satisfies the condition of 10% or less.
  • the downward irradiation rate is 8% at the maximum when the incident angle ⁇ in is 80 ° in the range of the incident angle ⁇ in of 60 ° to 80 °, and satisfies the condition of 10% or less.
  • the light distribution control device 1 according to Example 2 mixes the convex portion according to Comparative Example C, the convex portion according to Comparative Example D, and the convex portion according to Comparative Example G at a ratio of 5: 3: 2.
  • the concavo-convex structure layer 31 is arranged. That is, on the plurality of paired side surfaces of the light distribution control device 1 according to the second embodiment, the first side surface 35 has an inclination angle of ⁇ 4 ° and the second side surface 36 has an inclination angle of 12 °.
  • Example 2 is corresponded to the light distribution control device 1 provided with the uneven structure layer 31 shown by FIG.
  • the light distribution rate is the minimum of 31% when the incident angle ⁇ in is 50 ° in the range of the incident angle ⁇ in of 20 ° to 60 °, and satisfies the condition of 20% or more. .
  • the light distribution rate exceeds 30%, and an extremely high light distribution rate can be realized.
  • the direct radiation rate is 10% at the maximum when the incident angle ⁇ in is 10 ° in the range of the incident angle ⁇ in of 0 ° to 60 °, and satisfies the condition of 10% or less.
  • the downward irradiation rate is 8% when the incident angle ⁇ in is in the range of 60 ° to 80 °, and satisfies the condition of 10% or less.
  • the light distribution control device 1 that satisfies the preferable conditions of the light distribution rate, the direct irradiation rate, and the downward irradiation rate has been described as an example, but the above-described conditions may not necessarily be satisfied.
  • the light distribution rate may be 15% or more
  • the direct radiation rate may be 14% or less.
  • FIG. 9 is a diagram showing each of the light distribution rate, direct radiation rate, and downward irradiation rate of the light distribution control device 1 according to Examples 3 to 10 for each incident angle ⁇ in of light.
  • Each of Examples 3 to 10 shown in FIG. 9 has a concavo-convex structure layer 31 in which two convex portions in the convex portions according to Comparative Examples A to G are mixed and arranged at a ratio of 1: 1.
  • FIG. 10 is a diagram showing each of the light distribution rate, direct radiation rate, and downward irradiation rate of the light distribution control device 1 according to Examples 11 to 19 for each incident angle ⁇ in of light.
  • Each of Examples 11 to 19 shown in FIG. 10 has a concavo-convex structure layer 31 in which three protrusions of the protrusions according to Comparative Examples A to G are mixed and arranged at a ratio of 1: 1: 1.
  • Each of Examples 3 to 19 shown in FIG. 9 and FIG. 10 satisfies the conditions that the light distribution rate is 15% or more, the direct radiation rate is 14% or less, and the downward irradiation rate is 10% or less.
  • FIG. 11 to FIG. 13 are diagrams showing the light distribution rate, direct radiation rate, and downward irradiation rate of the light distribution control device 1 according to Examples 2, 5 and 17 for each incident angle of light.
  • the horizontal axis represents the incident angle ⁇ in of light
  • the vertical axis represents the light distribution rate, direct radiation rate, and downward irradiation rate, respectively.
  • the direct radiation rate tends to be slightly higher when the incident angle ⁇ in is 10 °, a large change is also suppressed in the direct radiation rate when the incident angle ⁇ in is in the range of 0 ° to 60 °. Has been. In this way, when light is incident within the range, the direct radiation rate is suppressed from suddenly increasing or decreasing, so that sudden glare or the like is prevented from being given to a person. Can do.
  • the light distribution control device 1 includes the first substrate 10 having translucency, and the second substrate 20 having translucency disposed so as to face the first substrate 10. And the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50 having translucency, which are disposed opposite to each other between the first substrate 10 and the second substrate 20, and the first electrode layer 40 and the second electrode.
  • the light distribution layer 30 is disposed between the layer 50 and distributes incident light.
  • the light distribution layer 30 is disposed so as to fill the concavo-convex structure layer 31 having the plurality of protrusions 33 and the plurality of protrusions 33, and is applied between the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50.
  • a refractive index variable layer 32 whose refractive index changes according to the above.
  • first side surface 35 of the first convex portion of the plurality of convex portions 33 and the second side surface 36 of the second convex portion adjacent to the first convex portion facing the first side surface 35 are a pair of side surfaces.
  • one of the pair of side surfaces functions as a refracting surface, and the other functions as a reflecting surface (totally reflecting surface). For this reason, since there are two or more types of combinations of the inclination angles of the pair of side surfaces, even in the case of light incident at the same angle, the direction of emission can be varied depending on the incident position.
  • the light distribution control device 1 it is possible to increase the light distribution rate as compared with the case where there is only one kind of combination of the inclination angles of the pair of side surfaces, and the direct light rate and the downward irradiation.
  • the rate can be reduced.
  • the amount of light distributed by the light distribution control device 1 and applied to the indoor ceiling increases, so that the interior can be brightened.
  • the amount of light directly irradiated to the person who is indoors is reduced by reducing the direct irradiation rate and the downward irradiation rate, it is possible to suppress glare that a person feels.
  • the light distribution control device 1 can brighten an indoor space when used for a window, and can suppress glare felt by a person in the indoor space.
  • the ratio of the number of a pair of side surfaces corresponding to each of two or more types of combinations is non-uniform.
  • the light distribution control device 1 having desired characteristics can be realized by adjusting the ratio according to the combination of the inclination angles. .
  • the first combination in which the inclination angle of the first side surface 35a is 12 ° and the inclination angle of the second side surface 36a is ⁇ 4 °, and the first side surface 35b
  • the second combination in which the inclination angle is 20 ° and the inclination angle of the second side surface 36b is ⁇ 12 °, the inclination angle of the first side surface 35c is 12 °, and the inclination angle of the second side surface 36c.
  • a third combination in which is ⁇ 24 °.
  • the ratio of the number of the pair of side surfaces corresponding to each of the first combination, the second combination, and the third combination is 5: 3: 2.
  • the direct radiation rate can be 10% or less when the incident angle ⁇ in is in the range of 0 ° or more and 60 ° or less, it is possible to suppress glare that is felt by people who are indoors.
  • the downward irradiation rate can be 8% or less in the range where the incident angle ⁇ in is 60 ° or more and 80 ° or less, an increase in indoor temperature can be suppressed.
  • the refractive index variable layer 32 includes an insulating liquid 37 and a plurality of charged nanoparticles 38 dispersed in the insulating liquid 37 having a refractive index different from that of the insulating liquid 37.
  • the direction of light distributed in the light distribution state changes according to the degree of aggregation of the charged nanoparticles 38 dispersed in the insulating liquid 37.
  • the degree of aggregation of the nanoparticles 38 can be easily changed according to the voltage applied between the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50. Therefore, the transparent state and the light distribution state can be easily changed.
  • the difference in refractive index can be affected by both P-polarized light and S-polarized light, so that the light distribution rate can be increased and the direct radiation rate and the lower irradiation rate are reduced. can do.
  • the plurality of convex portions 33 and the refractive index variable layer 32 have the same refractive index.
  • the light distribution control device 1 can be made transparent. For example, since the light distribution control device 1 can be made transparent when no voltage is applied between the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50, the electric power required to maintain the transparent state is substantially eliminated. be able to.
  • a refractive index difference is generated at the interface between each of the plurality of convex portions 33 and the refractive index variable layer 32, The traveling direction of light incident on the light distribution layer 30 is bent.
  • the traveling direction of the distributed light is changed in the light distribution state. Can do.
  • the example in which the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50 are each formed in a single flat plate shape is shown, but at least one of the electrode layers is formed on a plurality of electrode pieces. It may be divided. Only one of two or more combinations is associated with each of the plurality of electrode pieces.
  • FIG. 14 is a plan view and a cross-sectional view of the light distribution control device 100 according to this modification.
  • a pair of side surfaces corresponding to each of the first combination to the third combination shown in FIG. 3 are arranged together for each in-plane region.
  • a plurality of a pair of side surfaces corresponding to the same combination are provided in a row.
  • the first combination to the third combination are illustrated as ⁇ , ⁇ , and ⁇ , respectively.
  • the uneven structure layer 131 of the light distribution layer 130 is divided into a plurality of regions according to a combination of a pair of side surfaces.
  • the plurality of regions includes a first region 131a provided with a pair of side surfaces corresponding to the first combination, a second region 131b provided with a pair of side surfaces corresponding to the second combination, and a third combination.
  • the third region 131c provided with a pair of side surfaces corresponding to the above is included.
  • the first electrode layer 140 is divided into a plurality of electrode pieces 140a to 140c associated with each combination.
  • Each of the plurality of electrode pieces 140a to 140c can be applied to an independent potential.
  • the same potential may be applied to a plurality of electrode pieces associated with the same combination.
  • the same potential may be applied to the five electrode pieces 140a shown in FIG.
  • the refractive index of the refractive index variable layer 32 can be made the same in the five first regions 131a corresponding to the five electrode pieces 140a.
  • the first electrode layer 140 is divided into the plurality of electrode pieces 140a to 140c, and each of the plurality of electrode pieces 140a to 140c includes 2 Only one of the combinations of types or more is associated.
  • the light distribution layer 130 can be partially in a light distribution state or a transparent state. That is, in the light distribution control device 100, the light distribution state and the transparent state can be mixed in a plane.
  • the first electrode layer 140 is divided into a plurality of electrode pieces 140a to 140c, but the second electrode layer 50 may be divided into a plurality of electrode pieces. Further, both the first electrode layer 140 and the second electrode layer 50 may be divided into a plurality of electrode pieces.
  • the plurality of convex portions 33 may be divided into a plurality of portions in the x-axis direction.
  • the plurality of convex portions 33 may be arranged so as to be scattered in a matrix or the like. That is, you may arrange
  • the refractive index of the nanoparticles 38 may be lower than the refractive index of the insulating liquid 37.
  • a transparent state and a light distribution state can be realized by appropriately adjusting the voltage to be applied according to the refractive index of the nanoparticles 38 and the like.
  • the nanoparticles 38 are positively charged, but the present invention is not limited to this. That is, the nanoparticles 38 may be negatively charged.
  • a direct voltage is applied between the first electrode layer 40 and the second electrode layer 50 by applying a positive potential to the first electrode layer 40 and applying a negative potential to the second electrode layer 50. Good.
  • the plurality of nanoparticles 38 may include a plurality of types of nanoparticles having different optical characteristics.
  • a transparent first nanoparticle charged positively and an opaque (black or the like) second nanoparticle charged negatively may be included.
  • the light distribution control device may be provided with a light shielding function by aggregating and unevenly distributing the second nanoparticles.
  • the present invention is not limited to this.
  • a liquid crystal material may be used as the refractive index variable material.
  • the refractive index of the refractive index variable layer changes using the birefringence of the liquid crystal molecules contained in the liquid crystal material.
  • the refractive index of the refractive index variable layer changes. Thereby, the transparent state, the light distribution state, and the light distribution direction in the light distribution state can be controlled.
  • sunlight is exemplified as light incident on the light distribution control device.
  • the present invention is not limited to this.
  • the light incident on the light distribution control device may be light emitted from a light emitting device such as a lighting device.
  • the light distribution control device is not limited to being installed in a building window, and may be installed in a car window, for example.
  • the light distribution control device can also be used for a light distribution control member such as a light-transmitting cover of a lighting fixture.
  • the light distribution control device can also be used as a blindfold member that utilizes light scattering at the interface of the concavo-convex structure.
  • the embodiment can be realized by arbitrarily combining the components and functions in each embodiment without departing from the scope of the present invention, or a form obtained by subjecting each embodiment to various modifications conceived by those skilled in the art. Forms are also included in the present invention.

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Abstract

配光制御デバイス（１）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）と第２基板（２０）との間に互いに対向して配置された、透光性を有する第１電極層（４０）及び第２電極層（５０）と、第１電極層（４０）と第２電極層（５０）との間に配置された配光層（３０）とを備え、配光層（３０）は、複数の凸部（３３）を有する凹凸構造層（３１）と、複数の凸部（３３）間を充填するように配置され、第１電極層（４０）及び第２電極層（５０）間に印加される電圧に応じて屈折率が変化する屈折率可変層（３２）とを含み、複数の凸部（３３）のうちの隣り合う２つの凸部の向かい合う第１側面（３５）及び第２側面（３６）とを一対の側面とした場合、第１側面（３５）の傾斜角と第２側面（３６）の傾斜角との少なくとも一方が異なる２種類以上の組み合わせが存在する。

Description

配光制御デバイス
　本発明は、配光制御デバイスに関する。
　従来、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配光制御デバイスが知られている。
　例えば、特許文献１には、一対の透明基板と、一対の透明基板の各々に形成された一対の透明電極層と、一対の透明電極層に挟まれた傾斜断面構造層及び液晶層とを有する液晶光学素子が開示されている。当該液晶光学素子は、一対の透明電極に印加される電圧によって液晶層の屈折率を変化させて、傾斜断面構造層の斜面と液晶層との界面を通過する光の屈折角を変化させる。
特開２０１５－４１００６号公報
　しかしながら、上記従来の液晶光学素子は、窓に利用された場合に、曲げられた光によって、屋内に居る人が眩しく感じるという問題がある。
　そこで、本発明は、窓に利用された場合に、屋内を明るくすることができ、かつ、屋内に居る人が感じる眩しさを抑制することができる配光制御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配光制御デバイスは、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基板との間に互いに対向して配置された、透光性を有する第１電極層及び第２電極層と、前記第１電極層と前記第２電極層との間に配置され、入射した光を配光する配光層とを備え、前記配光層は、複数の凸部を有する凹凸構造層と、前記複数の凸部間を充填するように配置され、前記第１電極層及び前記第２電極層間に印加される電圧に応じて屈折率が変化する屈折率可変層とを含み、前記複数の凸部のうちの第１凸部の第１側面と、前記第１凸部に隣り合う第２凸部の、前記第１側面に向かい合う第２側面とを一対の側面とした場合、前記複数の凸部に含まれる複数の一対の側面には、前記第１側面の傾斜角と前記第２側面の傾斜角との少なくとも一方が異なる２種類以上の組み合わせが存在する。
　本発明に係る配光制御デバイスによれば、窓に利用された場合に、屋内を明るくすることができ、かつ、屋内に居る人が感じる眩しさを抑制することができる。
図１は、実施の形態に係る配光制御デバイスの断面図である。 図２は、実施の形態に係る配光制御デバイスの拡大断面図である。 図３は、実施の形態に係る配光制御デバイスの複数の凸部の一対の側面の傾斜角を示す図である。 図４Ａは、実施の形態に係る配光制御デバイスの無印加モード（透明状態）を説明するための拡大断面図である。 図４Ｂは、実施の形態に係る配光制御デバイスの電圧印加モード（配光状態）を説明するための拡大断面図である。 図５は、実施の形態に係る配光制御デバイスを建物の窓に適用した場合の一例を示す図である。 図６は、北緯約３５°の地点で観測された太陽の移動軌跡を示す図である。 図７は、比較例Ａ～Ｇに係る配光制御デバイスの配光率、直射率及び下方照射率の各々を光の入射角毎に示す図である。 図８は、実施例１及び２に係る配光制御デバイスの配光率、直射率及び下方照射率の各々を光の入射角毎に示す図である。 図９は、実施例３～１０に係る配光制御デバイスの配光率、直射率及び下方照射率の各々を光の入射角毎に示す図である。 図１０は、実施例１１～１９に係る配光制御デバイスの配光率、直射率及び下方照射率の各々を光の入射角毎に示す図である。 図１１は、実施例２、５及び１７に係る配光制御デバイスの配光率を光の入射角毎に示す図である。 図１２は、実施例２、５及び１７に係る配光制御デバイスの直射率を光の入射角毎に示す図である。 図１３は、実施例２、５及び１７に係る配光制御デバイスの下方照射率を光の入射角毎に示す図である。 図１４は、実施の形態の変形例に係る配光制御デバイスの平面図及び断面図である。
　以下では、本発明の実施の形態に係る配光制御デバイスについて、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、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、本明細書において、平行又は垂直などの要素間の関係性を示す用語、及び、三角形又は台形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。
　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、配光制御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）
　［概要］
　まず、実施の形態に係る配光制御デバイスの概要について、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配光制御デバイス１の断面図である。図２は、本実施の形態に係る配光制御デバイス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。
　配光制御デバイス１は、配光制御デバイス１に入射する光を制御する光学デバイスである。具体的には、配光制御デバイス１は、配光制御デバイス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に示されるように、配光制御デバイス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電極層４０と、第２電極層５０とを備える。
　なお、第１電極層４０の配光層３０側の面には、第１電極層４０と配光層３０の凹凸構造層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、透光性の接着シート、又は、一般的にプライマーと称される樹脂材料などである。
　配光制御デバイス１は、対をなす第１基板１０及び第２基板２０の間に、第１電極層４０、配光層３０及び第２電極層５０がこの順で厚み方向に沿って配置された構成である。なお、第１基板１０と第２基板２０との間の距離を保つために、粒子状の複数のスペーサが面内に分散されていてもよく、柱状の構造が形成されてもよい。
　配光制御デバイス１は、例えば、建物の窓に設置することで、配光機能付き窓として実現することができる。配光制御デバイス１は、例えば、粘着層を介して既存の窓ガラスなどの透明基材に貼り付けられて使用される。あるいは、配光制御デバイス１は、建物の窓そのものとして利用されてもよい。配光制御デバイス１は、例えば、第１基板１０が屋外側で、第２基板２０が屋内側になり、かつ、図２に示される凸部３３の第１側面３５が下側（床側）で、第２側面３６が上側（天井側）になるように配置されている。
　配光制御デバイス１では、第１電極層４０及び第２電極層５０間に印加される電圧によって、配光層３０の屈折率可変層３２の屈折率が変化する。これにより、凹凸構造層３１と屈折率可変層３２との界面に屈折率の差が生じ、当該界面による光の屈折及び反射（全反射）を利用して光が配光される。
　配光制御デバイス１は、第１電極層４０及び第２電極層５０間に印加される電圧の大きさに応じて、透明状態及び配光状態が切り替わる。また、配光制御デバイス１は、第１電極層４０及び第２電極層５０間に印加される電圧の大きさに応じて、配光状態における光の配光方向（進行方向）が変化する。
　以下、配光制御デバイス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、透光性を有する基材である。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、例えば、１μｍ～１０００μｍなどの所定距離を空けて平行に配置されている。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、正方形又は長方形などの矩形状であるが、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に示されるように、配光層３０は、第１電極層４０と第２電極層５０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、凹凸構造層３１と、屈折率可変層３２とを有する。本実施の形態では、凹凸構造層３１と屈折率可変層３２との界面で光が反射されることにより、配光制御デバイス１を透過する光の進行方向が曲げられる。
　［凹凸構造層］
　凹凸構造層３１は、屈折率可変層３２の表面（界面）を凹凸にするために設けられた微細形状層である。凹凸構造層３１は、図２に示されるように、複数の凸部３３と、複数の凹部３４とを有する。
　具体的には、凹凸構造層３１は、マイクロオーダーサイズの複数の凸部３３によって構成された凹凸構造体である。複数の凸部３３の間が、複数の凹部３４である。すなわち、隣り合う２つの凸部３３の間が、１つの凹部３４である。図２に示される例では、複数の凸部３３が根元（第１電極層４０側）で互いに接続された例を示しているが、これに限らない。複数の凸部３３は個々に分離されていてもよい。また、例えば、複数の凸部３３と第１電極層４０との間に凸部３３の基台となる層（膜）状の基台部が設けられていてもよい。
　複数の凸部３３は、第１基板１０の主面（第１電極層４０が設けられた面）に平行なｚ軸方向に並んで配置された複数の凸部である。すなわち、本実施の形態では、ｚ軸方向は、複数の凸部３３の並び方向である。
　本実施の形態では、複数の凸部３３は、その並び方向に直交する方向に延在する長尺の凸条である。具体的には、複数の凸部３３は、ｘ軸方向に延びたストライプ状に形成されている。複数の凸部３３の各々は、ｘ軸方向に沿って直線状に延びている。例えば、複数の凸部３３の各々は、第１電極層４０に対して横倒しに配置された四角柱である。なお、複数の凸部３３は、ｘ軸方向に沿って蛇行しながら延びていてもよい。例えば、複数の凸部３３は、波線のストライプ状に形成されていてもよい。
　図２に示されるように、複数の凸部３３の各々は、根元から先端にかけて先細る形状を有する。具体的には、複数の凸部３３の各々の断面形状は、第１基板１０から第２基板２０に向かう方向に沿って先細りのテーパ形状である。本実施の形態では、凸部３３のｙｚ断面における断面形状は、配光制御デバイス１の厚み方向に沿って先細る略台形であるが、これに限らない。凸部３３の断面形状は、略三角形でもよく、その他の多角形、又は、カーブを含む多角形などでもよい。
　なお、略台形又は略三角形には、頂点が丸みを帯びた台形又は三角形も含まれる。また、略台形又は略三角形には、各辺が完全に直線ではない場合、例えば、各辺の長さの数％程度の変位で僅かに屈曲している場合、又は、微小な凹凸が含まれる場合も含まれる。
　本実施の形態では、図２に示されるように、複数の凸部３３の各々は、第１側面３５及び第２側面３６を有する。第１側面３５及び第２側面３６は、ｚ軸方向に交差する面である。第１側面３５及び第２側面３６の各々は、ｙ軸方向に対して所定の傾斜角で傾斜する傾斜面である。第１側面３５及び第２側面３６の間隔、すなわち、凸部３３の幅は、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。
　第１側面３５は、例えば、ｚ軸が鉛直方向に一致するように配光制御デバイス１を配置した場合に、凸部３３を構成する複数の側面のうち、鉛直下方側の側面である。第１側面３５は、入射光を屈折させる屈折面である。
　第２側面３６は、例えば、ｚ軸が鉛直方向に一致するように配光制御デバイス１を配置した場合に、凸部３３を構成する複数の側面のうち、鉛直上方側の側面である。第２側面３６は、入射光を反射させる反射面である。ここでの反射は、全反射であり、第２側面３６は、全反射面として機能する。
　本実施の形態では、複数の凸部３３の形状及び大きさは、互いに異なっている。具体的には、複数の凸部３３のうちの第１凸部の第１側面３５と、当該第１凸部に隣り合う第２凸部の、第１側面３５に向かい合う第２側面３６とを一対の側面とした場合、複数の凸部３３に含まれる複数の一対の側面には、第１側面３５の傾斜角と第２側面３６の傾斜角との少なくとも一方が異なる２種類以上の組み合わせが存在する。
　図３は、本実施の形態に係る複数の凸部３３の一対の側面の傾斜角を示す図である。なお、図３は、図２に示す断面図から凸部３３のみを抜き出して示している。なお、図３では、見やすさの観点から、断面を表す網掛けは示していない。
　一対の側面は、隣り合う２つの凸部３３の互いに向かい合う側面である。すなわち、凹部３４に面した第１側面３５及び第２側面３６が一対の側面に相当する。第１側面３５及び第２側面３６の各々の傾斜角（絶対値）は、例えば０°以上２５°以下の範囲である。言い換えると、凸部３３の断面形状である略台形又は略三角形の２つの底角はそれぞれ、６５°以上９０°以下である。あるいは、２つの底角の少なくとも一方は、６５°より小さくてもよい。
　このとき、複数の凸部３３に含まれる複数の一対の側面には、第１側面３５の傾斜角と第２側面３６の傾斜角との少なくとも一方が異なる２種類以上の組み合わせが存在する。図３は、一例として、３種類の組み合わせが存在する場合を示している。
　図３では、第１組み合わせ～第３組み合わせの各々に該当する第１側面３５を、第１側面３５ａ～第１側面３５ｃとして図示している。同様に、第１組み合わせ～第３組み合わせの各々に該当する第２側面３６を、第２側面３６ａ～第２側面３６ｃとして図示している。
　例えば、第１組み合わせでは、凹部３４ａに面した第１側面３５ａの傾斜角αｄｏｗｎは－４°であり、かつ、凹部３４ａに面した第２側面３６ａの傾斜角αｕｐは１２°である。第２組み合わせでは、凹部３４ｂに面した第１側面３５ｂの傾斜角βｄｏｗｎは－１２°であり、かつ、凹部３４ｂに面した第２側面３６ｂの傾斜角βｕｐは２０°である。第３組み合わせでは、凹部３４ｃに面した第１側面３５ｃの傾斜角γｄｏｗｎは－２４°であり、凹部３４ｃに面した第２側面３６ｃの傾斜角γｕｐは１２°である。
　なお、傾斜角の正負は、ｙ軸を基準、すなわち、傾斜角０°として、凸部３３の頂部からｙ軸の負側に見た場合におけるｚ軸の正負で表される。具体的には、第１側面３５ａのように、側面がｚ軸の負側に傾斜している場合に、傾斜角は負の値になる。また、第２側面３６ａのように、側面がｚ軸の正側に傾斜している場合に、傾斜角は正の値になる。なお、正負の定め方はこれに限らない。
　本実施の形態では、凹凸構造層３１に含まれる全ての一対の側面はそれぞれ、３種類の組み合わせのいずれかに該当する。言い換えると、凹凸構造層３１に含まれる全ての凹部３４の形状は、３種類の組み合わせのいずれかに該当している。なお、組み合わせの種類は、３種類に限らず、２種類でもよく、４種類以上でもよい。
　本実施の形態では、２種類以上の組み合わせの各々に該当する一対の側面の数の比は、不均一である。具体的には、複数の凸部３３に含まれる複数の一対の側面の総数、すなわち、凹部３４の総数に対する、２種類以上の組み合わせの各々に該当する一対の側面の数の比は、不均一である。なお、複数の一対の側面の総数は、２種類以上の組み合わせのいずれかに該当する一対の側面の数の合計数である。
　例えば、第１組み合わせ、第２組み合わせ及び第３組み合わせの各々に該当する一対の側面の数は、互いに等しくない。例えば、第１組み合わせ、第２組み合わせ及び第３組み合わせの各々に該当する一対の側面の数の比は、５：３：２である。
　なお、２種類以上の組み合わせの各々に該当する一対の側面の数の比は、均一であってもよい。例えば、第１組み合わせ、第２組み合わせ及び第３組み合わせの各々に該当する一対の側面の数の比は、１：１：１であってもよい。
　本実施の形態では、複数の組み合わせの各々に該当する一対の側面は、配光制御デバイス１の面内に分散して配置されている。例えば、第１組み合わせ、第２組み合わせ及び第３組み合わせの各々は、ランダムに配置されている。具体的には、異なる組み合わせの一対の側面が、凸部３３の並び方向（ｚ軸方向）において交互に配置されていてもよく、同じ組み合わせの一対の側面が、凸部３３の並び方向において連続して配置されていてもよい。
　複数の凸部３３の幅（ｚ軸方向の長さ）は、例えば１μｍ～２０μｍであり、好ましくは１０μｍ以下であるが、これに限らない。また、隣り合う２つの凸部３３の間隔は、例えば、０μｍ～１００μｍであるが、これに限らない。隣り合う２つの凸部３３は、互いに接触していてもよく、所定の間隔を空けて配置されていてもよい。
　凹凸構造層３１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。凹凸構造層３１は、例えば、紫外線硬化樹脂材料から形成され、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。凹凸構造層３１は、例えば、緑色光に対する屈折率が１．５のアクリル樹脂を用いて断面が三角形の凹凸構造を、モールド型押しにより形成することができる。
　［屈折率可変層］
　屈折率可変層３２は、複数の凸部３３の間（すなわち、凹部３４）を充填するように配置されている。具体的には、屈折率可変層３２は、第１電極層４０と第２電極層５０との間に形成される隙間を埋めるように配置されている。例えば、図２に示されるように、凸部３３と第２電極層５０とが離れているので、屈折率可変層３２は、凹部３４だけでなく、凸部３３の先端部と第２電極層５０との間の隙間を埋めるように配置される。なお、凸部３３と第２電極層５０とは接触していてもよく、この場合、屈折率可変層３２は、凹部３４毎に分離して設けられていてもよい。
　屈折率可変層３２は、第１電極層４０及び第２電極層５０間に印加される電圧に応じて屈折率が変化する。具体的には、屈折率可変層３２は、電界が与えられることによって可視光帯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。電界は、第１電極層４０及び第２電極層５０間に印加される電圧に応じて変化する。例えば、図示しない制御部などによって、第１電極層４０と第２電極層５０との間には直流電圧が印加される。
　図２に示されるように、屈折率可変層３２は、絶縁性液体３７と、絶縁性液体３７に含まれるナノ粒子３８とを有する。屈折率可変層３２は、無数のナノ粒子３８が絶縁性液体３７に分散されたナノ粒子分散層である。
　絶縁性液体３７は、絶縁性を有する透明な液体であり、分散質としてナノ粒子３８が分散される分散媒となる溶媒である。絶縁性液体３７としては、例えば、屈折率（溶媒屈折率）が約１．３～約１．６の材料を用いることができる。本実施の形態では、屈折率が約１．４の絶縁性液体３７を用いている。
　なお、絶縁性液体３７の動粘度は、１００ｍｍ２／ｓ程度であるとよい。また、絶縁性液体３７は、低誘電率（例えば、凹凸構造層３１の誘電率以下）で、非引火性（例えば、引火点が２５０℃以上の高引火点）及び低揮発性を有してもよい。具体的には、絶縁性液体３７は、脂肪族炭化水素、ナフサ、及びその他の石油系溶剤などの炭化水素、低分子量ハロゲン含有ポリマー、又は、これらの混合物などである。一例として、絶縁性液体３７は、フッ化炭化水素などのハロゲン化炭化水素である。なお、絶縁性液体３７としては、シリコーンオイルなどを用いることもできる。
　ナノ粒子３８は、絶縁性液体３７に複数分散されている。ナノ粒子３８は、粒径がナノオーダサイズの微粒子である。具体的には、入射光の波長をλとすると、ナノ粒子３８の粒径は、λ／４以下であるとよい。ナノ粒子３８の粒径をλ／４以下にすることで、ナノ粒子３８による光散乱を少なくして、ナノ粒子３８と絶縁性液体３７との平均的な屈折率を得ることができる。ナノ粒子３８の粒径は、小さい程よく、好ましくは１００ｎｍ以下、より好ましくは、数ｎｍ～数十ｎｍである。
　ナノ粒子３８は、例えば、高屈折率材料によって構成されている。具体的には、ナノ粒子３８の屈折率は、絶縁性液体３７の屈折率よりも高い。本実施の形態において、ナノ粒子３８の屈折率は、凹凸構造層３１の屈折率よりも高い。
　ナノ粒子３８としては、例えば、金属酸化物微粒子を用いることができる。また、ナノ粒子３８は、透過率が高い材料で構成されていてもよい。本実施の形態では、ナノ粒子３８として、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）によって構成された屈折率が２．１の透明なジルコニア粒子を用いている。なお、ナノ粒子３８は、酸化ジルコニウムに限らず、酸化チタン（ＴｉＯ２：屈折率２．５）などによって構成されていてもよい。
　また、ナノ粒子３８は、帯電している荷電粒子である。例えば、ナノ粒子３８の表面を修飾することで、ナノ粒子３８を正（プラス）又は負（マイナス）に帯電させることができる。本実施の形態において、ナノ粒子３８は、正（プラス）に帯電している。
　このように構成された屈折率可変層３２では、帯電したナノ粒子３８が絶縁性液体３７の全体に分散されている。本実施の形態では、一例として、ナノ粒子３８として屈折率が２．１のジルコニア粒子を用いて、溶媒屈折率が約１．４の絶縁性液体３７に分散させたものを屈折率可変層３２としている。
　また、屈折率可変層３２の全体の屈折率（平均屈折率）は、ナノ粒子３８が絶縁性液体３７内に均一に分散された状態において、凹凸構造層３１の屈折率と略同一に設定されており、本実施の形態では、約１．５である。なお、屈折率可変層３２の全体の屈折率は、絶縁性液体３７に分散するナノ粒子３８の濃度（量）を調整することによって変えることができる。詳細は後述するが、ナノ粒子３８の量は、例えば、凹凸構造層３１の凹部３４に埋まる程度である。この場合、絶縁性液体３７に対するナノ粒子３８の濃度は、約１０％～約３０％である。
　絶縁性液体３７中に分散するナノ粒子３８は帯電しているので、屈折率可変層３２に電界が与えられると、ナノ粒子３８は、電界分布に従って絶縁性液体３７中を泳動し、絶縁性液体３７内で偏在する。これにより、屈折率可変層３２内のナノ粒子３８の粒子分布が変化して屈折率可変層３２内にナノ粒子３８の濃度分布を持たせることができるので、屈折率可変層３２内の屈折率分布が変化する。つまり、屈折率可変層３２の屈折率が部分的に変化する。このように、屈折率可変層３２は、主に可視光帯域の光に対する屈折率を調整することができる屈折率調整層として機能する。
　屈折率可変層３２は、例えば、第１電極層４０及び凹凸構造層３１が形成された第１基板１０と、第２電極層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、屈折率可変材料を真空注入法で注入することで形成される。あるいは、屈折率可変層３２は、第１基板１０の第１電極層４０及び凹凸構造層３１上に屈折率可変材料を滴下した後に第２基板２０を貼り合わせることで形成されてもよい。本実施の形態では、屈折率可変材料は、ナノ粒子３８が分散された絶縁性液体３７である。ナノ粒子３８が分散された絶縁性液体３７が第１基板１０と第２基板２０との間に封止されている。
　屈折率可変層３２の厚さは、例えば１μｍ～１０００μｍであるが、これに限らない。一例として、凹凸構造層３１の凸部３３の高さが１０μｍである場合、屈折率可変層３２の厚さは、例えば４０μｍである。
　［第１電極層及び第２電極層］
　図１及び図２に示されるように、第１電極層４０及び第２電極層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。第１電極層４０と第２電極層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と第２基板２０との間に、互いに対向するように配置されている。具体的には、第１電極層４０及び第２電極層５０は、配光層３０を挟むように配置されている。
　第１電極層４０及び第２電極層５０は、透光性を有し、入射した光を透過する。第１電極層４０及び第２電極層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電極層４０及び第２電極層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電極層４０及び第２電極層５０はそれぞれ、厚さ１００ｎｍのＩＴＯである。
　第１電極層４０は、第１基板１０と凹凸構造層３１との間に配置されている。具体的には、第１電極層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電極層５０は、屈折率可変層３２と第２基板２０との間に配置されている。具体的には、第２電極層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電極層４０及び第２電極層５０は、例えば、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。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電極層４０及び第２電極層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電極層４０及び第２電極層５０はそれぞれ、例えば、蒸着、スパッタリングなどにより、ＩＴＯなどの導電膜を成膜することで形成される。
　［配光制御デバイスの動作及び光学状態］
　続いて、配光制御デバイス１の動作及び光学状態について説明する。
　＜透明状態（無印加モード）＞
　図４Ａは、本実施の形態に係る配光制御デバイス１の無印加モード（透明状態）を説明するための拡大断面図である。また、図４Ａには、配光制御デバイス１に対して斜めに入射する光Ｌの経路を太線の矢印で示している。
　図４Ａにおいて、第１電極層４０及び第２電極層５０間には電圧が印加されていない。具体的には、第１電極層４０と第２電極層５０とは、互いに等電位となっている。この場合、屈折率可変層３２には電界が与えられないので、ナノ粒子３８は、絶縁性液体３７の全体に亘って分散された状態となる。
　本実施の形態では、ナノ粒子３８が絶縁性液体３７の全体に分散された状態の屈折率可変層３２の屈折率は、上述したように、約１．５である。また、凹凸構造層３１の凸部３３の屈折率は、約１．５である。つまり、複数の凸部３３と屈折率可変層３２とは、屈折率が同等になる。したがって、配光層３０の全体で、屈折率が均一になる。
　このため、図４Ａに示されるように、斜め方向から光Ｌが入射した場合、屈折率可変層３２と凹凸構造層３１との界面には屈折率差がないので、光が真っ直ぐに進行する。このように、配光制御デバイス１は、入射した光を実質的にそのまま（進行方向を変えることなく）透過させる透明状態になる。
　なお、光Ｌは、実際には、第１基板１０に入射するとき、第２基板２０から出射するとき、第１基板１０と第１電極層４０との界面を通過するとき、及び、第２電極層５０と第２基板２０との界面を通過するとき、などの通過する媒体が変化するときに屈折するが、図４Ａには図示していない。図４Ａでは、配光層３０内での光Ｌの進行方向を詳細に図示している。後述する図４Ｂにおいても同様である。
　＜配光状態（電圧印加モード）＞
　図４Ｂは、本実施の形態に係る配光制御デバイス１の電圧印加モード（配光状態）を説明するための拡大断面図である。また、図４Ｂには、配光制御デバイス１に対して斜めに入射する光Ｌの経路を太線の矢印で示している。
　図４Ｂにおいて、第１電極層４０及び第２電極層５０間に所定の電圧が印加されている。例えば、第１電極層４０と第２電極層５０とには、数十Ｖ程度の電位差の電圧が印加されている。これにより、屈折率可変層３２には所定の電界が与えられるので、屈折率可変層３２では、帯電したナノ粒子３８がその電界分布に従って絶縁性液体３７内を泳動する。つまり、ナノ粒子３８は、絶縁性液体３７内を電気泳動する。
　図４Ｂに示す例では、第２電極層５０は、第１電極層４０よりも高電位になっている。このため、プラスに帯電したナノ粒子３８は、第１電極層４０に向かって泳動し、凹凸構造層３１の凹部３４に入り込んで集積していく。
　このように、ナノ粒子３８が屈折率可変層３２内の凹凸構造層３１側に偏在することで、ナノ粒子３８の粒子分布が変化し、屈折率可変層３２内の屈折率分布が一様ではなくなる。具体的には、図４Ｂに示すように、屈折率可変層３２内でナノ粒子３８の濃度分布が形成される。
　例えば、凹凸構造層３１側の第１領域３２ａでは、ナノ粒子３８の濃度が高くなり、第２電極層５０側の第２領域３２ｂでは、ナノ粒子３８の濃度が低くなる。したがって、第１領域３２ａと第２領域３２ｂとには、屈折率差が生じる。
　本実施の形態では、ナノ粒子３８の屈折率が絶縁性液体３７の屈折率よりも高い。このため、ナノ粒子３８の濃度が高い第１領域３２ａの屈折率は、ナノ粒子３８の濃度が低い、すなわち、絶縁性液体３７の割合が多い第２領域３２ｂの屈折率よりも高くなる。例えば、第１領域３２ａの屈折率は、ナノ粒子３８の濃度に応じて約１．５より大きい値～約１．８になる。第２領域３２ｂの屈折率は、ナノ粒子３８の濃度に応じて約１．４～約１．５より小さい値になる。
　複数の凸部３３の屈折率が約１．５であるので、第１電極層４０と第２電極層５０との間に電圧が印加されている場合、凸部３３と第１領域３２ａとの間には、屈折率差が生じる。このため、図４Ｂに示すように、斜め方向から光Ｌが入射した場合、入射した光Ｌは、凸部３３の第１側面３５で屈折した後、第２側面３６で全反射される。これにより、斜め下方に入射する光Ｌは、配光制御デバイス１によって進行方向が曲げられて、屋内の天井面などに照射される。
　このように、第１電極層４０と第２電極層５０との間に所定の電位差が生じた場合に、複数の凸部３３の各々と屈折率可変層３２との界面に屈折率差が発生し、配光層３０に入射する光の進行方向が曲げられる。つまり、配光制御デバイス１は、入射した光を、その進行方向を曲げて透過させる配光状態になる。
　また、印加する電圧の大きさによってナノ粒子３８の凝集の程度を変化させることができる。ナノ粒子３８の凝集の程度によって屈折率可変層３２の屈折率が変化する。このため、凸部３３の第１側面３５及び第２側面３６（界面）における屈折率の差を変化させることで、配光方向を変化させることも可能である。
　［配光状態における光学的な特性］
　続いて、上述したように構成された配光制御デバイス１の光学的な特性について説明する。以下では、まず、配光制御デバイス１の適用例について説明する。
　図５は、本実施の形態に係る配光制御デバイス１を建物９０の窓に適用した場合の一例を示す図である。図５に示されるように、配光制御デバイス１は、例えば、窓ガラス９３に貼り付けて使用され、建物９０の屋内に光を採り入れるように配置されている。
　図５では、建物９０の一例として、床９２から天井９１までの高さが２．７ｍ、奥行きが９ｍの建物を示している。窓ガラス９３は、床上３０ｃｍから天井９１までの高さ２．４ｍの範囲に設けられている。
　配光制御デバイス１は、窓ガラス９３の上半分の領域に設けられている。このとき、窓ガラス９３の下半分の領域には、配光制御デバイス１とは異なる特性を有する配光制御デバイスが設けられていてもよい。あるいは、下半分の領域には、配光機能を有しないデバイスが設けられていてもよい。また、配光制御デバイス１は、窓ガラス９３の全体に設けられていてもよい。
　配光制御デバイス１は、上述したように、太陽光などの外光を全反射させることにより、天井９１に向けて進行させ、屋内の天井９１を明るく照らす。このとき、配光制御デバイス１には、屋内に居る人９４が感じる眩しさを抑制することが要求される。
　図５に示す例では、人９４は、窓ガラス９３から１．６ｍ離れた位置に存在し、立っている場合と座っている場合とを示している。ここでは、立っている場合の目線の高さを床９２から１．６ｍとし、座っている場合の目線の高さを床９２から１．２ｍとしている。なお、図５では、立っている人９４と座っている人９４とをずらして図示しているが、以下の説明では、両者共、窓ガラス９３から１．６ｍ離れた位置に存在する場合を想定している。
　図５には、配光領域８０及び直射領域８１を模式的に示している。配光領域８０及び直射領域８１のいずれも、配光制御デバイス１の所定の部位を基準としたときの光の出射角θｏｕｔの範囲で表される。出射角θｏｕｔは、水平面に対する角度で表され、水平面より上側が正、下側が負で表される。図５に示す例では、所定の部位は、配光制御デバイス１の下端である場合を示している。
　配光領域８０は、配光制御デバイス１によって配光される光が通過する領域である。例えば、配光領域８０は、配光制御デバイス１の下端からの光の出射角θｏｕｔが３．６°以上８０°以下になる範囲である。
　配光領域８０の出射角θｏｕｔの下限値（ここでは、３．６°）は、立っている人９４の目線に配光制御デバイス１によって配光された光が入らない範囲と入る範囲との境界に相当する値である。具体的には、下限値は、配光制御デバイス１の下端と立っている人９４の目線との高さの差（ここでは、０．１ｍ（＝１．６ｍ－１．５ｍ））と、配光制御デバイス１から人９４までの距離（ここでは、１．６ｍ）とに基づき算出される。具体的には、下限値は、ｔａｎ－１（０．１／１．６）で算出される。
　なお、出射角θｏｕｔの下限値は、これに限らず、建物９０の最奥まで光を届かせるように定められてもよい。具体的には、下限値は、配光制御デバイス１の下端から天井９１までの差（ここでは、１．２ｍ）と、配光制御デバイス１から建物９０の最奥までの距離（ここでは、９ｍ）とに基づき算出されてもよい。具体的には、下限値は、ｔａｎ－１（１．２／９）で算出され、７．６°であってもよい。
　直射領域８１は、配光制御デバイス１を通って人９４の目に入りうる光が通過する領域である。具体的には、直射領域８１は、配光制御デバイス１から人９４の目に直接入る光が通過する領域である。例えば、直射領域８１は、配光制御デバイス１の下端からの光の出射角θｏｕｔが－４３°以上３．６°以下になる範囲である。
　直射領域８１の出射角θｏｕｔの上限値（ここでは、３．６°）は、立っている人９４の目線に配光制御デバイス１によって配光された光が入らない範囲と入る範囲との境界に相当する値である。つまり、直射領域８１の上限値は、配光領域８０の下限値に相当している。
　直射領域８１の出射角θｏｕｔの下限値（ここでは、－４３°）は、座っている人９４の目線に配光制御デバイス１を透過した光が入らない範囲と入る範囲との境界に相当する値である。具体的には、下限値は、配光制御デバイス１の上端と座っている人９４の目線との高さの差（ここでは、１．５ｍ（＝２．７ｍ－１．２ｍ））と、配光制御デバイス１から座っている人９４までの距離（ここでは、１．６ｍ）とに基づいて算出される。具体的には、下限値は、ｔａｎ－１（１．５／１．６）で算出される。
　なお、図５で示される直射領域８１は、配光制御デバイス１の下端を基準として図示しているので、下限値を示す実線は、配光制御デバイス１の上端と座っている人９４の目線とを結ぶ破線に平行な線で表されている。
　以上のように、配光制御デバイス１は、配光状態において、ただ単に多くの光を天井９１に向けて採り入れればよいだけでなく、屋内に居る人９４の眩しさを抑制することも要求される。
　具体的には、配光制御デバイス１が窓に利用された場合に、屋内を明るくするためには、配光率が２０％以上であることが望まれる。配光率は、配光制御デバイス１が配光状態である場合において、配光制御デバイス１を透過する光に対する、配光される光の割合を示す。具体的には、配光率は、入射した光の強度に対する配光される光の強度で表される。
　配光される光は、図５に示されるように、天井９１に向けて配光される光であり、例えば４°以上８０°以下の範囲内で配光制御デバイス１から出射される光である。つまり、配光される光は、配光制御デバイス１を透過して配光領域８０を通過する光である。
　このとき、配光制御デバイス１は、全ての入射角の光に対して配光率が２０％以上でなくてもよく、入射角θｉｎが所定の範囲内である場合に、配光率が２０％以上であってもよい。
　この入射角θｉｎの範囲は、配光制御デバイス１が設置される場所の緯度、配光制御デバイス１の設置向き、及び、その周囲環境などに依存する。例えば、北緯約３５°である大阪において南向きに配光制御デバイス１を立てて設置する場合を想定する。このとき、太陽は、季節に応じて、図６に示される軌跡を描くように移動する。
　図６は、北緯約３５°の地点で観測された太陽の移動軌跡を示す図である。横軸は、０°を真南として負側を東側、正側を西側にした太陽の方位角を示している。縦軸は、太陽高度を示している。なお、配光制御デバイス１を垂直に立てて設けているので、太陽高度は、配光制御デバイス１に対する光の入射角θｉｎに相当する。
　入射光を配光することで光を屋内に採り込む場合、例えば、夏を除く、春、秋、冬の日中において効率良く光が採り入れられることが望まれる。つまり、配光率は、春、秋、冬の日中の太陽が通りうる範囲である入射角θｉｎが２０°以上６０°以下の範囲で、２０％以上であることが望まれる。
　なお、日差しの強い夏は、屋内の温度上昇を抑制するという観点などから、採光率は高くなくてもよい。つまり、入射角θｉｎが７０°以上の範囲では、配光率は２０％より小さくてもよい。
　また、屋内に居る人が感じる眩しさを抑制するためには、直射率が１０％以下であることが望まれる。直射率は、配光状態において、配光制御デバイス１に入射する光に対する、直射領域８１に出射される光の割合である。直射率は、入射した光の強度に対する直射領域８１に出射される光の強度で表される。例えば、直射領域８１に出射される光は、－４１°以上３．６°以下の範囲内で、配光制御デバイス１から出射される光である。
　配光制御デバイス１は、全ての入射角の光に対して直射率が１０％以下でなくてもよく、入射角θｉｎが所定の範囲内である場合に、直射率が１０％以下であってもよい。例えば、直射率が１０％以下であるべき入射角θｉｎの範囲は、０°以上６０°以下の範囲である。太陽高度が低い場合には、屋内へ進む光が多くなるので、人の目に入る光の量が多くなりうる。一方で、太陽高度が高い場合には、人の目に入る光の量が少なくなる。
　また、屋内の特に窓際の温度上昇を抑制するためには、下方照射率が１０％以下であることが望まれる。下方照射率は、配光状態において、配光制御デバイス１に入射する光に対して、そのまま下方に出射される光の割合である。つまり、下方照射率は、配光状態において、配光制御デバイス１によって配光されずに直進する光の割合に相当する。下方照射率は、入射した光の強度に対する下方に出射される光の強度で表される。
　配光制御デバイス１は、全ての入射角の光に対して下方照射率が１０％以下でなくてもよく、入射角θｉｎが所定の範囲内である場合に、下方照射率が１０％以下であってもよい。下方照射率が１０％以下であるべき入射角θｉｎの範囲は、６０°以上８０°以下の範囲である。
　以上のように、本実施の形態では、配光率が２０％以上で、かつ、直射率及び下方照射率が１０％以下であるという条件を満たすことが望まれる。なお、この条件は、一例に過ぎず、配光率、直射率及び下方照射率のいずれかがこの条件を満たさなくてもよい。
　以下では、一対の側面の傾斜角の組み合わせが１種類しか存在しない配光制御デバイスを比較例として、本実施の形態に係る配光制御デバイス１の効果について説明する。なお、比較例に係る配光制御デバイスは、傾斜角の組み合わせが１種類しかない点、すなわち、全ての凸部の断面形状が同じであり、第１側面の傾斜角及び第２側面の傾斜角の各々が全ての凸部において同じである点を除いて、本実施の形態に係る配光制御デバイス１と同じ構成を有する。
　図７は、比較例Ａ～Ｇに係る配光制御デバイスの配光率、直射率及び下方照射率の各々を光の入射角θｉｎ毎に示す図である。なお、図７において、「下１６°」は、第１側面の傾斜角が－１６°であることを意味している。同様に、「上１２°」は、第２側面の傾斜角が１２°であることを示している。
　図７において、配光率は、所定の入射角θｉｎで光を配光制御デバイス１に入射させた場合に、第１電極層４０及び第２電極層５０に印加する電圧の大きさを調整しながら、屈折率可変層３２の屈折率を変化させたときの配光率の最大値を、当該入射角θｉｎの配光率とみなした。同様に、直射率及び下方照射率は、所定の入射角θｉｎで光を配光制御デバイス１に入射させた場合に、第１電極層４０及び第２電極層５０に印加する電圧の大きさを調整しながら、屈折率可変層３２の屈折率を変化させたときの直射率及び下方照射率の各々の最小値を、当該入射角θｉｎの直射率及び下方照射率とそれぞれみなした。
　なお、いずれも、配光層３０の厚みが１ｍｍ、凸部３３の高さが７．５μｍ、凸部３３の頂辺が０μｍ（すなわち、凸部３３の断面形状が三角形）、隣り合う２つの凸部３３間の隙間が０μｍ（すなわち、隣り合う２つの凸部３３が根元で接触している）の場合を想定した。また、屈折率可変層３２の屈折率は、第１領域３２ａにおいて１．４～１．８の範囲で変化させ、第２領域３２ｂでは１．４２で固定である場合を想定した。
　図７に示される比較例Ａ～Ｃの３つは、配光率を高めることを優先して設計された凸部を有する。比較例Ｄ～Ｆの３つは、直射率及び下方照射率を低くすることを優先して設計された凸部を有する。比較例Ｇは、配光率、直射率及び下方照射率の各々を、できるだけ上記条件が満たされるように設計された凸部を有する。
　比較例Ａでは、配光率は、入射角θｉｎが２０°以上６０°以下の範囲で２０％以上となっているが、直射率は、入射角θｉｎが０°のときに１９％になっており、比較例Ａは、要求される条件が満たされていない。また、下方照射率も、入射角θｉｎが８０°である場合に１６％になっており、要求される条件が満たされていない。
　比較例Ｂ及びＣでは、配光率及び直射率が要求される条件を満たしている。一方で、比較例Ｂでは、入射角θｉｎが８０°である場合に、下方照射率が１５％になっており、要求される条件が満たされていない。同様に、比較例Ｃでは、入射角θｉｎが６０°～８０°の範囲で、下方照射率が１６％以上になっており、要求される条件が満たされていない。
　また、比較例Ｄ～Ｆでは、直射率及び下方照射率が要求される条件を満たしている。一方で、比較例Ｄ及びＥでは、入射角θｉｎが３０°～５０°の範囲で配光率が０％になる場合が存在し、要求される条件が満たされていない。同様に、比較例Ｆでは、入射角θｉｎが２０°～６０°の全範囲で配光率が低く、要求される条件が満たされていない。
　また、比較例Ｇでは、入射角θｉｎが３０°のときの配光率、入射角θｉｎが０°～２０°のときの直射率、及び、入射角θｉｎが８０°のときの下方照射率がそれぞれ、要求される条件を満たしていない。
　以上のように、一対の側面の傾斜角の組み合わせが１種類以上しか存在しない場合、配光率、直射率及び下方照射率の全てが満たされることは極めて困難である。
　これに対し、本実施の形態に係る配光制御デバイス１では、一対の側面の傾斜角の組み合わせが２種類以上存在する。これにより、上記条件を満たすことができる。
　以下では、配光制御デバイス１の具体的な実施例を例に挙げて、上記条件を満たすことができることを説明する。
　図８は、実施例１及び２に係る配光制御デバイス１の配光率、直射率、及び下方照射率の各々を光の入射角θｉｎ毎に示す図である。
　実施例１に係る配光制御デバイス１は、比較例Ａに係る凸部と比較例Ｄに係る凸部とを、１：１の比率で混ぜて配置した凹凸構造層３１を有する。すなわち、実施例１に係る配光制御デバイス１の複数の凸部３３の複数の一対の側面には、第１側面３５の傾斜角が－１６°で、かつ、第２側面３６の傾斜角が１２°である第１組み合わせと、第１側面３５の傾斜角が－１２°で、かつ、第２側面３６の傾斜角が２０°である第２組み合わせとが含まれている。
　この場合、実施例１では、配光率は、入射角θｉｎが２０°～６０°の範囲では、入射角θｉｎが３０°のときに最小の２３％となっており、２０％以上の条件を満たしている。また、直射率は、入射角θｉｎが０°～６０°の範囲では、入射角θｉｎが０°のときに最大の１０％となっており、１０％以下の条件を満たしている。下方照射率は、入射角θｉｎが６０°～８０°の範囲では、入射角θｉｎが８０°のときに最大の８％となっており、１０％以下の条件を満たしている。
　このように、比較例Ａに係る凸部のみでは、直射率及び下方照射率が条件を満たせず、また、比較例Ｄに係る凸部のみでは、配光率が条件を満たせなかったにも関わらず、実施例１のように、比較例Ａに係る凸部と比較例Ｄに係る凸部とを含めることで、配光率、直射率及び下方照射率のいずれの条件も満たされる。
　また、実施例２に係る配光制御デバイス１は、比較例Ｃに係る凸部と、比較例Ｄに係る凸部と、比較例Ｇに係る凸部とを５：３：２の比率で混ぜて配置した凹凸構造層３１を有する。すなわち、実施例２に係る配光制御デバイス１の複数の一対の側面には、第１側面３５の傾斜角が－４°で、かつ、第２側面３６の傾斜角が１２°である第１組み合わせと、第１側面３５の傾斜角が－１２°で、かつ、第２側面３６の傾斜角が２０°である第２組み合わせと、第１側面３５の傾斜角が－２４°で、かつ、第２側面３６の傾斜角が１２°である第３組み合わせとが含まれている。なお、実施例２は、図３で示される凹凸構造層３１を備える配光制御デバイス１に相当する。
　実施例２では、配光率は、入射角θｉｎが２０°～６０°の範囲では、入射角θｉｎが５０°のときに最小の３１％となっており、２０％以上の条件を満たしている。実施例２では、配光率が３０％を超えており、極めて高い配光率を実現することができる。
　また、直射率は、入射角θｉｎが０°～６０°の範囲では、入射角θｉｎが１０°のときに最大の１０％となっており、１０％以下の条件を満たしている。下方照射率は、入射角θｉｎが６０°～８０°の範囲では８％となっており、１０％以下の条件を満たしている。
　実施例１及び２では、配光率、直射率及び下方照射率の好ましい条件を満たす配光制御デバイス１を例に説明したが、必ずしも上述した条件を満たさなくてもよい。例えば、配光率は１５％以上でもよく、直射率は１４％以下でもよい。
　図９は、実施例３～１０に係る配光制御デバイス１の配光率、直射率及び下方照射率の各々を光の入射角θｉｎ毎に示す図である。図９に示される実施例３～１０はいずれも、比較例Ａ～Ｇに係る凸部のうち、２つの凸部を１：１の比率で混ぜて配置した凹凸構造層３１を有する。
　図１０は、実施例１１～１９に係る配光制御デバイス１の配光率、直射率及び下方照射率の各々を光の入射角θｉｎ毎に示す図である。図１０に示される実施例１１～１９はいずれも、比較例Ａ～Ｇに係る凸部のうち、３つの凸部を１：１：１の比率で混ぜて配置した凹凸構造層３１を有する。
　図９及び図１０に示される実施例３～１９はいずれも、配光率が１５％以上、直射率が１４％以下、かつ、下方照射率が１０％以下である条件を満たしている。
　図１１～図１３はそれぞれ、実施例２、５及び１７に係る配光制御デバイス１の配光率、直射率及び下方照射率を光の入射角毎に示す図である。図１１～図１３において、横軸は、光の入射角θｉｎを示しており、縦軸はそれぞれ、配光率、直射率及び下方照射率を示している。
　図１１に示されるように、入射角θｉｎが２０°以上６０°以下の範囲では、配光率の大きな変化が抑制されている。このように、当該範囲内で光が入射する場合においては、配光率が突発的に高く又は低くなることが抑制されているので、安定して光を屋内に採り入れることができる。
　図１２に示されるように、入射角θｉｎが１０°の場合に直射率がやや高くなる傾向があるものの、入射角θｉｎが０°以上６０°以下の範囲では、直射率も、大きな変化が抑制されている。このように、当該範囲内で光が入射する場合においては、直射率が突発的に高く又は低くなることが抑制されているので、突発的な眩しさなどが人に与えられるのを抑制することができる。
　図１３に示されるように、入射角θｉｎが６０°以上８０°以下の範囲では、下方照射率も大きな変化が抑制されている。このように、当該範囲内で光が入射する場合においては、下方照射率が突発的に高く又は低くなることが抑制されているので、屋内の特に窓際において突然暑くなることなどを抑制することができる。
　［効果など］
　以上のように、本実施の形態に係る配光制御デバイス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との間に互いに対向して配置された、透光性を有する第１電極層４０及び第２電極層５０と、第１電極層４０と第２電極層５０との間に配置され、入射した光を配光する配光層３０とを備える。配光層３０は、複数の凸部３３を有する凹凸構造層３１と、複数の凸部３３間を充填するように配置され、第１電極層４０及び第２電極層５０間に印加される電圧に応じて屈折率が変化する屈折率可変層３２とを含む。複数の凸部３３のうちの第１凸部の第１側面３５と、第１凸部に隣り合う第２凸部の、第１側面３５に向かい合う第２側面３６とを一対の側面とした場合、複数の凸部３３に含まれる複数の一対の側面には、第１側面３５の傾斜角と第２側面３６の傾斜角との少なくとも一方が異なる２種類以上の組み合わせが存在する。
　一対の側面は、配光制御デバイス１に光が斜めに入射した場合に、一方が屈折面として機能し、他方が反射面（全反射面）として機能する。このため、一対の側面の傾斜角の組み合わせが２種類以上存在することで、同じ角度で入射する光であっても、入射する位置に応じて出射する方向を異ならせることができる。
　このため、本実施の形態に係る配光制御デバイス１では、一対の側面の傾斜角の組み合わせが１種類しかない場合に比べて、配光率を高めることができ、かつ、直射率及び下方照射率を低減することができる。配光率が高くなることで、配光制御デバイス１によって配光され、かつ、屋内の天井に照射される光の量が多くなるので、屋内を明るくすることができる。また、直射率及び下方照射率が小さくなることで、屋内に居る人に直接照射される光の量が少なくなるので、人が感じる眩しさを抑制することができる。
　このように、本実施の形態に係る配光制御デバイス１は、窓に利用された場合に、屋内を明るくすることができ、かつ、屋内に居る人が感じる眩しさを抑制することができる。
　また、例えば、２種類以上の組み合わせの各々に該当する一対の側面の数の比率は、不均一である。
　これにより、一対の側面の傾斜角の組み合わせの比率が不均一になるので、傾斜角の組み合わせに応じて比率を調整することで、所望の特性を有する配光制御デバイス１を実現することができる。
　また、例えば、２種類以上の組み合わせには、第１側面３５ａの傾斜角が１２°であり、かつ、第２側面３６ａの傾斜角が－４°である第１組み合わせと、第１側面３５ｂの傾斜角が２０°であり、かつ、第２側面３６ｂの傾斜角が－１２°である第２組み合わせと、第１側面３５ｃの傾斜角が１２°であり、かつ、第２側面３６ｃの傾斜角が－２４°である第３組み合わせとが含まれている。第１組み合わせ、第２組み合わせ、第３組み合わせの各々に該当する一対の側面の数の比は、５：３：２である。
　これにより、入射角θｉｎが２０°以上６０°以下の範囲で配光率を３１％以上にすることができるので、屋内を十分に明るくすることができる。また、入射角θｉｎが０°以上６０°以下の範囲で直射率を１０％以下にすることができるので、屋内に居る人が感じる眩しさを抑制することができる。また、入射角θｉｎが６０°以上８０°以下の範囲で下方照射率を８％以下にすることができるので、屋内の温度上昇を抑制することができる。
　また、例えば、屈折率可変層３２は、絶縁性液体３７と、絶縁性液体３７とは屈折率が異なる、絶縁性液体３７に分散された帯電する複数のナノ粒子３８とを備える。
　これにより、絶縁性液体３７に分散された帯電するナノ粒子３８の凝集の程度に応じて、配光状態において配光される光の方向が変化する。ナノ粒子３８の凝集の程度は、第１電極層４０及び第２電極層５０間に印加される電圧に応じて容易に変更することができる。したがって、透明状態及び配光状態を容易に変更することができる。また、配光状態においては、Ｐ偏光及びＳ偏光のいずれの光にも屈折率差の影響を与えることができるので、配光率を高めることができ、かつ、直射率及び下方照射率を低くすることができる。
　また、例えば、第１電極層４０と第２電極層５０とが等電位である場合に、複数の凸部３３と屈折率可変層３２とは、屈折率が同等である。
　これにより、第１電極層４０及び第２電極層５０が等電位である場合に、凸部３３と屈折率可変層３２との界面における屈折率の差がほとんど０になるので、配光層３０に入射する光をそのまま進行させることができる。したがって、配光制御デバイス１を透明状態にすることができる。例えば、第１電極層４０及び第２電極層５０間に電圧を印加しない場合に配光制御デバイス１を透明状態にすることができるので、透明状態を維持するのに要する電力を実質的になくすことができる。
　また、例えば、第１電極層４０及び第２電極層５０間に所定の電位差が生じた場合に、複数の凸部３３の各々と屈折率可変層３２との界面に屈折率差が発生し、配光層３０に入射する光の進行方向が曲げられる。
　これにより、第１電極層４０及び第２電極層５０間に印加する電圧に応じて屈折率差を変更することができるので、配光状態において、配光された光の進行方向を変更することができる。
　（変形例）
　以下では、上記実施の形態の変形例について図面を用いて説明する。
　例えば、上記実施の形態では、第１電極層４０及び第２電極層５０がそれぞれ、１枚の平板状に形成されている例を示したが、電極層の少なくとも一方は、複数の電極片に分割されていてもよい。複数の電極片の各々には、２種類以上の組み合わせのいずれか１つのみが対応付けられている。
　図１４は、本変形例に係る配光制御デバイス１００の平面図及び断面図である。本変形例に係る配光制御デバイス１００では、図３で示した第１組み合わせ～第３組み合わせの各々に該当する一対の側面が、面内の領域毎にまとまって配置されている。具体的には、複数の凸部３３の並び方向において、同一の組み合わせに該当する一対の側面が複数個連続して並ぶように設けられている。なお、図１４では、第１組み合わせ～第３組み合わせをそれぞれ、α、β、γとして図示している。
　例えば、本変形例に係る配光制御デバイス１００では、配光層１３０の凹凸構造層１３１が、一対の側面の組み合わせに応じて、複数の領域に区分されている。具体的には、複数の領域には、第１組み合わせに該当する一対の側面が設けられた第１領域１３１ａ、第２組み合わせに該当する一対の側面が設けられた第２領域１３１ｂ、第３組み合わせに該当する一対の側面が設けられた第３領域１３１ｃが含まれる。
　なお、ストライプ状に領域分割されている例を示したが、格子状に領域分割されていてもよい。例えば、平面視形状が正方形の領域が行列状に並んで配置されていてもよい。
　本変形例では、第１電極層１４０が、各組み合わせに対応付けられた複数の電極片１４０ａ～１４０ｃに分割されている。複数の電極片１４０ａ～１４０ｃの各々は、独立した電位に印加可能である。なお、同じ組み合わせに対応付けられた複数の電極片には、同じ電位が印加されてもよい。例えば、図１４に示される５つの電極片１４０ａには、同じ電位が印加されてもよい。これにより、５つの電極片１４０ａに対応する５つの第１領域１３１ａでは、屈折率可変層３２の屈折率を同じにすることができる。
　以上のように、本変形例に係る配光制御デバイス１００では、例えば、第１電極層１４０は、複数の電極片１４０ａ～１４０ｃに分割され、複数の電極片１４０ａ～１４０ｃの各々には、２種類以上の組み合わせのいずれか１つのみが対応付けられている。
　これにより、屈折率可変層３２の屈折率を、電極片毎に調整することができるので、配光層１３０を部分的に配光状態又は透明状態にすることができる。つまり、配光制御デバイス１００では、配光状態と透明状態とを平面内で混在させることができる。
　なお、本変形例では、第１電極層１４０が複数の電極片１４０ａ～１４０ｃに分割されている例を示しているが、第２電極層５０が複数の電極片に分割されていてもよい。また、第１電極層１４０と第２電極層５０との両方が複数の電極片に分割されていてもよい。
　（その他）
　以上、本発明に係る配光制御デバイスについて、上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
　例えば、複数の凸部３３は、ｘ軸方向において複数に分割されていてもよい。例えば、複数の凸部３３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３３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、上記の実施の形態において、ナノ粒子３８の屈折率が絶縁性液体３７の屈折率より低くてもよい。ナノ粒子３８の屈折率などに応じて印加する電圧を適宜調整することで、透明状態及び配光状態を実現することができる。
　また、例えば、上記の実施の形態において、ナノ粒子３８はプラスに帯電させたが、これに限らない。つまり、ナノ粒子３８をマイナスに帯電させてもよい。この場合、第１電極層４０にはプラス電位を印加し、第２電極層５０にはマイナス電位を印加することで、第１電極層４０と第２電極層５０との間に直流電圧を印加するとよい。
　また、複数のナノ粒子３８には、光学特性の異なる複数種類のナノ粒子が含まれてもよい。例えば、プラスに帯電させた透明の第１ナノ粒子と、マイナスに帯電させた不透明（黒色など）の第２ナノ粒子とを含んでもよい。例えば、第２ナノ粒子を凝集させて偏在させることで、配光制御デバイスに遮光機能を持たせてもよい。
　また、例えば、上記実施の形態では、屈折率可変材料として電気泳動材料を利用する例について示したが、これに限らない。例えば、屈折率可変材料として、液晶材料を利用してもよい。この場合、液晶材料に含まれる液晶分子の複屈折性を利用して、屈折率可変層の屈折率が変化する。屈折率可変層に与えられる電界に応じて液晶分子の配向を変化させることにより、屈折率可変層の屈折率が変化する。これにより、透明状態及び配光状態、並びに、配光状態における配光方向を制御することができる。
　また、上記の実施の形態では、配光制御デバイスに入射する光として太陽光を例示したが、これに限らない。例えば、配光制御デバイスに入射する光は、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、例えば、配光制御デバイスは、建物の窓に設置する場合に限るものではなく、例えば車の窓などに設置してもよい。また、配光制御デバイスは、例えば、照明器具の透光カバーなどの配光制御部材などに利用することもできる。あるいは、配光制御デバイスは、凹凸構造の界面での光の散乱を利用した目隠し部材としても利用することができる。
　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、１００　配光制御デバイス
１０　第１基板
２０　第２基板
３０、１３０　配光層
３１、１３１　凹凸構造層
３２　屈折率可変層
３３　凸部
３５、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ　第１側面
３６、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ　第２側面
３７　絶縁性液体
３８　ナノ粒子
４０、１４０　第１電極層
５０　第２電極層
１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ　電極片

Claims (7)

  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基板との間に互いに対向して配置された、透光性を有する第１電極層及び第２電極層と、
    　前記第１電極層と前記第２電極層との間に配置され、入射した光を配光する配光層とを備え、
    　前記配光層は、
    　複数の凸部を有する凹凸構造層と、
    　前記複数の凸部間を充填するように配置され、前記第１電極層及び前記第２電極層間に印加される電圧に応じて屈折率が変化する屈折率可変層とを含み、
    　前記複数の凸部のうちの第１凸部の第１側面と、前記第１凸部に隣り合う第２凸部の、前記第１側面に向かい合う第２側面とを一対の側面とした場合、前記複数の凸部に含まれる複数の一対の側面には、前記第１側面の傾斜角と前記第２側面の傾斜角との少なくとも一方が異なる２種類以上の組み合わせが存在する
    　配光制御デバイス。
  2. 　前記２種類以上の組み合わせの各々に該当する一対の側面の数の比率は、不均一である
    　請求項１に記載の配光制御デバイス。
  3. 　前記２種類以上の組み合わせには、
    　前記第１側面の傾斜角が１２°であり、かつ、前記第２側面の傾斜角が－４°である第１組み合わせと、
    　前記第１側面の傾斜角が２０°であり、かつ、前記第２側面の傾斜角が－１２°である第２組み合わせと、
    　前記第１側面の傾斜角が１２°であり、かつ、前記第２側面の傾斜角が－２４°である第３組み合わせとが含まれ、
    　前記第１組み合わせ、前記第２組み合わせ、前記第３組み合わせの各々に該当する一対の側面の数の比は、５：３：２である
    　請求項１又は２に記載の配光制御デバイス。
  4. 　前記第１電極層と前記第２電極層との少なくとも一方は、複数の電極片に分割され、
    　前記複数の電極片の各々には、前記２種類以上の組み合わせのいずれか１つのみが対応付けられている
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の配光制御デバイス。
  5. 　前記屈折率可変層は、
    　絶縁性液体と、
    　前記絶縁性液体とは屈折率が異なる、前記絶縁性液体に分散された帯電する複数のナノ粒子とを備える
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の配光制御デバイス。
  6. 　前記第１電極層と前記第２電極層とが等電位である場合に、前記複数の凸部と前記屈折率可変層とは、屈折率が同等である
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の配光制御デバイス。
  7. 　前記第１電極層及び前記第２電極層間に所定の電位差が生じた場合に、前記複数の凸部の各々と前記屈折率可変層との界面に屈折率差が発生し、前記配光層に入射する光の進行方向が曲げられる
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の配光制御デバイス。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010510538A (ja) * 2006-11-21 2010-04-02 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 電気泳動粒子システムに基づくスイッチング可能な格子
WO2017098687A1 (ja) * 2015-12-08 2017-06-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光学デバイス

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