WO2021182096A1 - 発光装置、照明システム及び光通信システム - Google Patents

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light
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light emitting
control layer
translucent member
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亮祐 鴫谷
和幸 山江
秋山　博紀
英樹 和田
琴音 森
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device, a lighting system, and an optical communication system.
  • a lighting device that irradiates illumination light is known.
  • the light emitted from the light source is taken out as illumination light by using an optical member such as a light guide plate, a lens or a filter, depending on the application or purpose.
  • Patent Document 1 for the purpose of obtaining high decorativeness, white light emitted from a white light source is partially transmitted through a blue filter so that both white light and blue light are incident on the light guide portion.
  • an illuminating device that irradiates illumination light in which the hue of light changes in a gradation from blue to orange by changing the ratio of white light to blue light according to the incident position of the light guide unit. ..
  • An object of the present invention is to provide a light emitting device or the like capable of extracting light by a new extraction method by devising the positional relationship between a plurality of optical members and a light source.
  • One aspect of the light emitting device is a light guide body having a translucent member having translucency at least in a visible light region and an optical control layer provided on at least a part of the surface of the translucent member. And a light source that emits light toward at least one end face of the translucent member, the optical control layer has a reflected wavelength selectivity in which the wavelength of the reflected light depends on the incident angle of the incident light. ..
  • One aspect of the lighting system according to the present invention includes the above light emitting device as a lighting device.
  • One aspect of the optical communication system according to the present invention includes the above light emitting device as an optical transmission device.
  • Light can be taken out with a new way of taking out.
  • FIG. 1 is a perspective view of the light emitting device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the first embodiment.
  • FIG. 3A is a diagram showing a reflection spectrum of the colloidal crystal film G whose plan view is green.
  • FIG. 3B is a diagram showing a reflection spectrum of the colloidal crystal film R whose plan view is red.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the optical action of the light emitting device of Comparative Example 1.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the optical action of the light emitting device of Comparative Example 2.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the optical action of the light emitting device according to the embodiment.
  • FIG. 3A is a diagram showing a reflection spectrum of the colloidal crystal film G whose plan view is green.
  • FIG. 3B is a diagram showing a reflection spectrum of the colloidal crystal film R whose plan view is red.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the optical action of the light emit
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the appearance of light emitted from the light emitting device according to the embodiment when the colloidal crystal film R is used as the light control layer.
  • FIG. 8 is a perspective view schematically showing how the light emitted from the light emitting device according to the embodiment when the colloidal crystal film R is used as the light control layer is seen.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the appearance of light emitted from the light emitting device according to the embodiment when the colloidal crystal film G is used as the light control layer.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an outline of an experiment when measuring an emission spectrum of a light emitting device.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an outline of an experiment when measuring an emission spectrum of a light emitting device.
  • FIG. 11 is a diagram showing an emission spectrum of a light source used in an experiment when measuring an emission spectrum of a light emitting device.
  • FIG. 12 is a diagram showing an emission spectrum in the light emitting device of Comparative Example 1.
  • FIG. 13 is a diagram showing the chromaticity of the emission spectrum in the light emitting device of Comparative Example 1.
  • FIG. 14 is a diagram showing an emission spectrum in the light emitting device of the first embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram showing the chromaticity of the emission spectrum in the light emitting device of Example 1.
  • FIG. 16 is a diagram showing an emission spectrum in the light emitting device of the second embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram showing the chromaticity of the emission spectrum in the light emitting device of the second embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram showing the angle dependence of the light emission intensity of the light extracted from the light control layer for the light emitting devices of Examples 1 and 2.
  • FIG. 19 is a perspective view of a light emitting device according to a modified example of the first embodiment.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the second embodiment.
  • FIG. 21 is a perspective view of the light emitting device according to the modified example of the second embodiment when viewed from the back side.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the first modification.
  • FIG. 23 is a perspective view of the light emitting device according to the second modification.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the second modification.
  • FIG. 25 is a perspective view of the light emitting device according to the third modification.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the modified example 4.
  • FIG. 27 is a perspective view of the light emitting device according to the modified example 5.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the modified example 6.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the modified example 7.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the modified example 8.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the modified example 9.
  • FIG. 32 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the modified example 10.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the modified example 11.
  • FIG. 34 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the modified example 12.
  • FIG. 35 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the modified example 13.
  • each figure is a schematic diagram and is not necessarily exactly illustrated. Further, in each figure, substantially the same configuration may be designated by the same reference numerals, and duplicate description may be omitted or simplified.
  • FIG. 1 is a perspective view of the light emitting device 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the light emitting device 1.
  • the light emitting device 1 includes a light guide body 10 that guides light, a light source 20 that emits light, and a housing 30 that houses the light source 20.
  • the light guide body 10 is an optical member that guides the light emitted from the light source 20 and emits it to the outside of the light guide body 10.
  • the light guide body 10 imparts an optical action to the light from the light source 20 incident on the light guide body 10 and the light transmissive member 11 on which the light emitted from the light source 20 is incident. It has an optical control layer 12 that emits light to the outside of the optical body 10.
  • the translucent member 11 is an optical member having translucency at least in the visible light region. That is, the translucent member 11 has a light property of transmitting visible light.
  • the transmittance of the translucent member 11 is preferably high, and is preferably at least 50% or more.
  • the translucent member 11 is preferably transparent to visible light.
  • the transparent translucent member 11 has a high transmittance so that the other side can be seen through.
  • the transmittance of the transparent translucent member 11 with respect to visible light is 70% or more, preferably 80% or more, and more preferably 90% or more.
  • the translucent member 11 may have translucency not only in the visible light region but also in the near infrared region. That is, the translucent member 11 may have translucency in the visible light region and the near infrared region.
  • the translucent member 11 has a first end face 11a and a second end face 11d located on the opposite side of the first end face 11a.
  • the translucent member 11 is a flat plate-shaped substrate, and further has a first main surface 11b and a second main surface 11c facing back to the first main surface 11b.
  • the first main surface 11b and the second main surface 11c are surfaces that can be seen when the translucent member 11 which is a substrate is viewed in a plan view.
  • the first end face 11a and the second end face 11d are the side surfaces of the substrate.
  • the translucent member 11 is a substrate having a rectangular shape in a plan view.
  • first end surface 11a and the second end surface 11d are parallel, and the first main surface 11b and the second main surface 11c are parallel. Further, the first end surface 11a and the second end surface 11d and the first main surface 11b and the second main surface 11c are perpendicular to each other.
  • the thickness of the translucent member 11 is, for example, about several mm to several cm, but is not limited to this.
  • the translucent member 11 is made of a translucent material.
  • the translucent member 11 is a transparent substrate that is transparent to visible light, such as a transparent resin substrate made of a transparent resin material or a glass substrate made of a transparent glass material.
  • a transparent resin substrate an acrylic substrate made of an acrylic resin or a polycarbonate substrate made of a polycarbonate resin can be used.
  • the transparent resin substrate may be a rigid substrate having no flexibility or a flexible substrate having flexibility. In the present embodiment, a rigid and transparent acrylic substrate is used as the translucent member 11.
  • the translucent member 11 functions as a light guide plate. That is, the light incident on the translucent member 11 guides the inside of the translucent member 11 and travels, and is emitted from the translucent member 11 to the outside. Therefore, the translucent member 11 has a light incident surface on which light is incident and a light emitting surface on which light incident from the light incident surface is emitted to the outside.
  • the first end surface 11a of the translucent member 11 is a light incident surface on which the light emitted from the light source 20 is incident, and the surfaces other than the first end surface 11a of the translucent member 11 are transparent.
  • the light that guides the inside of the light-transmitting member 11 serves as a light emitting surface that is emitted from the light-transmitting member 11.
  • the first main surface 11b, the second main surface 11c, and the second end surface 11d serve as light emitting surfaces.
  • the first main surface 11b, the second main surface 11c, and the second end surface 11d may be light incident surfaces, or the first main surface 11b, the second main surface 11b, and the second end surface 11d may be light incident surfaces.
  • a surface other than the main surface 11c and the second end surface 11d may be a light emitting surface.
  • the optical control layer 12 is an optical member that imparts an optical action to the light incident on the optical control layer 12.
  • the light control layer 12 is provided on at least a part of the surface of the translucent member 11. Therefore, the optical control layer 12 imparts an optical action to the light incident on the optical control layer 12 from the translucent member 11. The optical action of the optical control layer 12 will be described later.
  • the optical control layer 12 is provided on the first main surface 11b of the translucent member 11. Specifically, the optical control layer 12 is formed on the entire surface of the first main surface 11b so as to be in contact with the first main surface 11b of the translucent member 11.
  • the thickness of the optical control layer 12 is uniform throughout the optical control layer 12. That is, the thickness of the optical control layer 12 is constant.
  • the thickness of the optical control layer 12 is preferably 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, but is not limited to this.
  • the light control layer 12 has a reflection wavelength selectivity in which the wavelength of the reflected light depends on the incident angle of the incident light. That is, the optical control layer 12 has a reflection wavelength selectivity in which the wavelength of the reflected light when the incident light incident on the optical control layer 12 is reflected by the optical control layer 12 depends on the incident angle of the incident light.
  • the optical control layer 12 has a three-dimensional periodic structure which is a three-dimensional periodic structure.
  • the optical control layer 12 is a colloidal crystal film containing colloidal crystals.
  • the optical control layer 12 which is a colloidal crystal film is composed of a plurality of nanoparticles 12a and a base resin 12b holding the plurality of nanoparticles 12a.
  • the plurality of nanoparticles 12a (colloidal particles) are three-dimensionally and periodically and regularly arranged, and exist as colloidal crystals in the parent resin 12b.
  • the plurality of nanoparticles 12a cycle in the three axial directions of the thickness direction of the translucent member 11 and the biaxial direction (horizontal direction) parallel to the first main surface 11b of the translucent member 11. They are regularly arranged to form colloidal crystals. The plurality of nanoparticles 12a are uniformly arranged throughout the optical control layer 12.
  • the nanoparticles 12a are particles having a particle size of nanoorder size.
  • the particle diameters of the nanoparticles 12a contained in the optical control layer 12 are basically the same, but may vary slightly. Although the details will be described later, the optical action of the optical control layer 12 can be changed by adjusting the average particle size and / or the density of 12a of the plurality of nanoparticles contained in the optical control layer 12.
  • the plurality of nanoparticles 12a are, for example, translucent particles that transmit light.
  • the nanoparticles 12a which are translucent particles for example, inorganic particles such as silica particles made of SiO 2 may be used, or polymer particles such as polystyrene particles or acrylic particles may be used. In this embodiment, silica particles are used as the nanoparticles 12a.
  • the base resin 12b is a binder for fixing a plurality of nanoparticles 12a.
  • the base resin 12b is made of a translucent resin material.
  • the base resin 12b is made of a resin material that is transparent to visible light.
  • the base resin 12b may contain, for example, at least one selected from the group consisting of acrylic resin, polycarbonate resin, cycloolefin resin, epoxy resin, silicone resin, styrene resin and the like.
  • the optical control layer 12 which is a colloidal crystal film can be produced, for example, as follows.
  • silica particles are added to a monomer composed of triethylene glycol dimethacrylate (for example, "NK ester 3G” manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd.) so as to have a content of 40%, and then ultrasonic dispersion is performed. By applying the treatment, the silica particles were dispersed in the monomer so as to be regularly arranged in three dimensions. In this way, a dispersion liquid in which the silica particles are uniformly dispersed in the monomer as colloidal particles is obtained. Next, 1.0% by weight of a photopolymerization initiator (for example, IRGACURE-1173 manufactured by IGM Resins BV) is added to this dispersion.
  • a photopolymerization initiator for example, IRGACURE-1173 manufactured by IGM Resins BV
  • this dispersion liquid is applied to a translucent member 11 (for example, a 200 mm square and 10 mm thick acrylic substrate) using a bar coater to form a coating film.
  • a bar coater having a count of # 10.
  • a colloidal crystal film having colloidal crystals as the light control layer 12 can be produced on the surface of the translucent member 11.
  • the color of the colloidal crystal film thus produced differs when viewed in a plan view depending on the particle size of the plurality of nanoparticles 12a constituting the colloidal crystal.
  • the colloidal crystal film G produced by the above method using silica particles having an average particle diameter of 180 nm as nanoparticles 12a has a green color in a plan view.
  • the colloidal crystal film R produced by the above method using silica particles having an average particle diameter of 200 nm as nanoparticles 12a has a red color in a plan view.
  • FIGS. 3A and 3B are diagram showing a reflection spectrum of the colloidal crystal film G whose plan view is green.
  • FIG. 3B is a diagram showing a reflection spectrum of the colloidal crystal film R whose plan view is red.
  • the reflection spectrum measurements were measured for each incident angle with the incident angles set to 5 °, 15 °, and 30 °.
  • the reflection spectrum was measured with the measurement option ARMV-734 using a spectrophotometer (V-650) manufactured by JASCO Corporation.
  • both the colloidal crystal film G and the colloidal crystal film R have a reflection wavelength selectivity in which the wavelength of the reflected light depends on the incident angle of the incident light.
  • the peak wavelength of the reflected light is about 570 nm when the incident angle is 5 °, and the reflected light is when the incident angle is 15 °.
  • the peak wavelength of the reflected light is about 560 nm and the incident angle is 30 °.
  • the peak wavelength of the reflected light is about 540 nm.
  • the colloidal crystal film G has a reflection wavelength range in the range of green to yellowish green. It is considered that the specular reflection wavelength (incident angle is 0 °) of the colloidal crystal film G exists in the range of 570 nm or more and 580 nm or less.
  • the colloidal crystal film R has a reflection wavelength region in the red range. It is considered that the specular reflection wavelength (incident angle is 0 °) of the colloidal crystal film R exists in the range of 645 nm or more and 655 nm or less.
  • the light source 20 emits light toward the light guide body 10. Specifically, the light source 20 emits light toward at least one end face of the translucent member 11 of the light guide body 10. In the present embodiment, the light source 20 emits light toward the first end surface 11a of the translucent member 11. Therefore, the light emitted from the light source 20 is incident on the first end surface 11a of the translucent member 11. In the present embodiment, the optical axis of the light source 20 is perpendicular to the first end surface 11a of the translucent member 11 and parallel to the first main surface 11b of the translucent member 11.
  • the light source 20 is arranged so as to face the first end surface 11a of the translucent member 11. That is, the light source 20 and the translucent member 11 have an edge light structure. Specifically, the light emitting surface of the light source 20 faces the first end surface 11a of the translucent member 11.
  • the light source 20 is an LED module including a light emitting diode (LED; Light Emitting Diode).
  • LED Light Emitting Diode
  • the light source 20 emits white light. Therefore, the white light emitted from the light source 20 is incident on the first end surface 11a, which is the light incident surface of the translucent member 11.
  • the light source 20 has a light emitting element 21 and a mounting substrate 22 on which the light emitting element 21 is mounted.
  • One or more light emitting elements 21 are mounted on the mounting substrate 22.
  • a plurality of light emitting elements 21 are mounted on the mounting substrate 22.
  • the mounting board 22 is a long board, for example, a wiring board in which metal wiring is formed in a predetermined pattern.
  • a resin substrate, a ceramic substrate, a metal substrate having an insulating coating, or the like can be used as the base substrate of the mounting substrate 22 .
  • the light emitting element 21 is an LED light source composed of LEDs. Specifically, the light emitting element 21 is a white LED light source that emits white light.
  • the light emitting element 21 is, for example, an individually packaged surface mount (SMD: Surface Mount Device) type LED element, and is a resin or ceramic white container (package) having a recess and a concave portion of the container. It includes one or more LED chips primarily mounted on the bottom and a sealing member that is filled in the recesses of the container to seal the LED chips.
  • the sealing member is made of a translucent resin material such as a silicone resin.
  • the sealing member may be a phosphor-containing resin containing a wavelength conversion material such as a phosphor.
  • the LED chip is an example of a semiconductor light emitting element that emits light by a predetermined DC power, and is a bare chip that emits a single color of visible light.
  • the LED chip is, for example, a blue LED chip that emits blue light when energized.
  • the sealing member contains a yellow phosphor such as YAG (yttrium aluminum garnet) that fluoresces the blue light from the blue LED chip as excitation light.
  • the light emitting element 21 in the present embodiment is a white LED element composed of a blue LED chip and a yellow phosphor.
  • the yellow phosphor absorbs a part of the blue light emitted by the blue LED chip and is excited to emit the yellow light, and this yellow light and the blue light not absorbed by the yellow phosphor are mixed. Becomes white light.
  • the sealing member is not limited to the yellow phosphor, and may contain a red phosphor and a green phosphor.
  • the plurality of light emitting elements 21 are arranged in a line on the mounting board 22 along the longitudinal direction of the mounting board 22.
  • the plurality of light emitting elements 21 arranged in a line shape function as a line light source that emits light in a line shape.
  • the plurality of light emitting elements 21 are mounted in a row at substantially equal intervals along the longitudinal direction of the mounting substrate 22.
  • Each light emitting element 21 is arranged on the mounting substrate 22 so that the main light emitting surface faces the first end surface 11a (light incident surface) of the translucent member 11.
  • the light emitting element 21 itself may be an LED element which is an LED chip (bare chip).
  • the light source 20 (LED module) has a COB (Chip On Board) structure in which the light emitting element 21 which is an LED chip is directly mounted on the mounting substrate 22.
  • COB Chip On Board
  • the light source 20 is an LED module having a COB structure, for example, a blue LED chip is used as the light emitting element 21, and a plurality of the blue LED chips are mounted in a row on the mounting substrate 22, and a silicone resin containing a yellow phosphor is contained.
  • the blue LED chips may be individually or collectively sealed by a sealing member made of.
  • a light distribution variable mechanism such as a lens that changes the light distribution of the light emitted from the light source 20, and a wavelength of the light emitted from the light source 20 are controlled. It may have an optical member such as a filter or a diffuser plate that scatters and transmits the light emitted from the light source 20.
  • the light source 20 is driven by electric power supplied from a power supply unit (not shown).
  • the power supply unit has, for example, a power supply (power supply circuit) composed of a circuit board on which a plurality of circuit components are mounted, and a housing for accommodating the power supply.
  • the power source converts the electric power received by the power supply unit into a predetermined electric power and supplies the electric power to the light source 20.
  • the light source 20 is driven to emit light.
  • the power supply unit may be included in the light emitting device 1 or may be provided separately from the light emitting device 1. Further, the light emitting device 1 may have a built-in power supply.
  • the light source 20 is arranged in the housing 30.
  • the housing 30 is, for example, a box-shaped storage member having an opening.
  • the housing 30 is made of, for example, a metal material or a resin material.
  • the light source 20 is arranged at the bottom of the housing 30.
  • the mounting board 22 of the light source 20 is mounted on the bottom surface of the housing 30.
  • the light source 20 and the housing 30 may be integrally configured as a light source unit.
  • the opening of the housing 30 is closed by the first end surface 11a of the light guide body 10, but the present invention is not limited to this.
  • the light emitted from the light source 20 is incident on the light guide body 10 from the end face of the light guide body 10 to guide the light and is emitted to the outside from the light guide body 10.
  • the light emitted from the light source 20 is incident from the first end surface 11a of the translucent member 11 to guide the inside of the translucent member 11, and a part of the light is emitted. It is incident on the optical control layer 12 from the first main surface 11b.
  • the light incident on the optical control layer 12 from the translucent member 11 receives an optical action on the optical control layer 12 and is emitted from the optical control layer 12 to the outside. Therefore, the outer surface of the optical control layer 12 is a surface (light emitting surface) from which light is extracted from the light emitting device 1.
  • the light of the light source 20 incident on the translucent member 11 includes not only the light emitted to the outside through the light control layer 12 but also the light emitted to the outside without passing through the light control layer 12. You may. For example, a part of the light of the light source 20 incident on the translucent member 11 may be emitted from the second main surface 11c and the second end surface 11d of the translucent member 11. As described above, not only the outer surface of the optical control layer 12 but also the second main surface 11c and the second end surface 11d of the translucent member 11 are formed on the surface (light emitting surface) from which the light is extracted from the light emitting device 1. It may be included.
  • the light extracted from the light emitting device 1 can be used as illumination light, for example.
  • the light emitting device 1 is a lighting device that irradiates the illumination light.
  • the light emitting device 1 can be used as a light guide type lighting device (light guide illumination).
  • the light extracted from the light emitting device 1 may be used as light other than the illumination light.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the optical action of the light emitting device 1X of Comparative Example 1.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the optical action of the light emitting device 1Y of Comparative Example 2.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the optical action of the light emitting device 1 according to the present embodiment.
  • the light emitting device 1X of Comparative Example 1 shown in FIG. 4 has a configuration in which the light control layer 12 is not provided in the light emitting device 1 of the present embodiment shown in FIG. That is, the light guide body 10X in the light emitting device 1X of Comparative Example 1 is composed of only the translucent member 11.
  • the light control layer 12 made of a colloidal crystal film is changed to the light control layer 12Y made of an optical multilayer film. It is configured to be replaced with. That is, the light guide body 10Y in the light emitting device 1Y of Comparative Example 2 is composed of the translucent member 11 and the optical control layer 12Y made of an optical multilayer film formed on the first main surface 11b of the translucent member 11. It is configured.
  • the optical multilayer film constituting the optical control layer 12Y has a structure in which a plurality of optical films are laminated in the thickness direction of the translucent member 11.
  • the optical control layer 12 is a first optical control layer 12R made of a colloidal crystal film R having a reflection spectrum shown in FIG. 3B.
  • the light emitted from the light source 20 is transparent. It is incident on the translucent member 11 from the first end surface 11a of the optical member 11.
  • the light color of the light extracted from the first main surface 11b or the second main surface 11c of the translucent member 11 is the first main surface 11b and
  • the color of the light emitted from the light source 20 is the same when the second main surface 11c is viewed from any angle.
  • the light color of the light extracted from the first main surface 11b or the second main surface 11c of the translucent member 11 is at a viewing angle. It is white light without dependence.
  • a part of the light guiding the translucent member 11 passes through the first main surface 11b and the light control layer. It is taken out of the light guide body 10Y via 12Y, and is taken out of the light guide body 10Y through the second main surface 11c without passing through the light control layer 12Y.
  • some of the light that guides the translucent member 11 is guided through the translucent member 11 while repeating total reflection on the first main surface 11b and the second main surface 11c. It shines and is not removed from the first main surface 11b or the second main surface 11c.
  • the optical control layer 12Y is composed of an optical multilayer film having a periodic structure, but the optical multilayer film constituting the optical control layer 12Y is translucent. Since the structure is periodic only in the thickness direction of the member 11, that is, the one-dimensional periodic structure, the light incident on the optical control layer 12Y from the translucent member 11 is the light emitting device 1 according to the present embodiment described later. It is considered that the light does not undergo such a diffraction effect.
  • a part of the light that guides the translucent member 11 is transmitted through the first main surface 11b. It is taken out of the light guide body 10 via the control layer 12 and is taken out of the light guide body 10 through the second main surface 11c without passing through the light control layer 12.
  • the optical control layer 12 is composed of the colloidal crystal film R containing the colloidal crystals having a three-dimensional periodic structure, the first main surface of the translucent member 11
  • the colloidal crystal film constituting the optical control layer 12 is formed. It is subjected to optical action by R and is taken out from the light guide body 10.
  • the optical control layer 12 has a period in three axial directions, that is, the thickness direction of the translucent member 11 and the biaxial direction (horizontal direction) parallel to the first main surface 11b of the translucent member 11. It has a colloidal crystal composed of a plurality of nanoparticles 12a that are regularly arranged in a uniform manner.
  • the light incident on the optical control layer 12 from the first main surface 11b of the translucent member 11 is diffracted by the optical control layer 12 and taken out from the light guide body 10 as diffracted light ⁇ .
  • the light emitting device 1 shown in FIG. 6 the light color of the light that guides the translucent member 11 and enters the light control layer 12 from the first main surface 11b and is taken out from the light control layer 12 is determined. The color differs depending on the viewing angle of the optical control layer 12.
  • the optical control layer 12 is composed of the colloidal crystal film R having the reflection spectrum shown in FIG. 3A
  • the light extracted from the optical control layer 12 is as shown in FIGS. 7 and 8.
  • the light has a wide range of hues from the red wavelength to the blue wavelength depending on the viewing angle of the optical control layer 12.
  • the diffracted light of red light reaches the eyes of the user of the viewpoint P1 from the optical control layer 12
  • the diffracted light of green light reaches the eyes of the user of the viewpoint P2
  • the diffracted light of the green light reaches the eyes of the user of the viewpoint P3.
  • the diffracted light of blue light reaches from the light control layer 12. That is, the light control layer 12 looks red, green, or blue depending on the viewing angle of the light control layer 12.
  • the translucent member 11 On the other hand, of the light incident on the translucent member 11, the translucent member 11 is guided and transmitted through the second main surface 11c, and is taken out of the light guide body 10 without passing through the optical control layer 12. The light is emitted to the outside from the second main surface 11c of the translucent member 11 without being subjected to the optical action of the optical control layer 12. Therefore, since this light is not diffracted by the light control layer 12, the light color of this light is the same as the light color of the light emitted from the light source 20 regardless of the viewing angle.
  • the light incident on the translucent member 11 also includes the light emitted to the outside from the second main surface 11c of the translucent member 11 due to the optical action of the optical control layer 12.
  • the light that is completely reflected and returned to the translucent member 11 is emitted to the outside from the second main surface 11c of the translucent member 11.
  • the light extracted to the outside from the second main surface 11c of the translucent member 11 includes not only the light that is not subjected to the optical action of the optical control layer 12 but also the light that is subjected to the optical action of the optical control layer 12. included. Therefore, the color of the light taken out from the second main surface 11c of the translucent member 11 also differs depending on the viewing angle of the translucent member 11. Specifically, the light has a wide range of hues from the red wavelength to the blue wavelength depending on the viewing angle of the translucent member 11 as in the case of viewing the light control layer 12. That is, the translucent member 11 looks red, green, or blue depending on the angle at which the second main surface 11c of the translucent member 11 is viewed.
  • the light emitting device 1 shown in FIG. 6 since the light incident on the light control layer 12 is diffracted by the light control layer 12, the light is controlled from the translucent member 11 as in the light emitting device 1Y shown in FIG. Even if the light is incident on the layer 12 at an angle of total reflection, the light control layer 12 is diffracted with almost no total reflection. That is, as shown in FIG. 6, the light incident on the light control layer 12 from the translucent member 11 is substantially diffracted light ⁇ regardless of the incident angle, and reflected light ⁇ 'is not generated so much. Therefore, the light emitting device 1 shown in FIG. 6 can also improve the light extraction efficiency as compared with the light emitting device 1X shown in FIG. 4 and the light emitting device 1Y shown in FIG.
  • the light source 10 is guided by emitting light from the light source 20.
  • the color of the light extracted from the light guide body 10 differs depending on the viewing angle of the light guide body 10. Therefore, the light guide body 10 looks red, green, or blue depending on the angle at which the outer surface of the light guide body 10 is viewed. That is, it seems that the emission color of the light guide body 10 changes by changing the viewing angle of the light guide body 10.
  • the light emitting device 1 shown in FIG. 9 similarly to the light emitting device 1 shown in FIG. 6, on the end surface of the light guide body 10 in which the light control layer 12 is formed on the first main surface 11b of the translucent member 11. Since the light of the light source 20 is incident, the light incident on the light control layer 12 from the translucent member 11 is diffracted into diffracted light. As a result, the light extracted from the light guide body 10 has a different color depending on the viewing angle.
  • the light control layer 12 made of a colloidal crystal film can extract light having a wavelength shorter than the specular reflection wavelength. Therefore, in the light emitting device 1 shown in FIG. 9, since the second light control layer 12G made of the colloidal crystal film G whose normal reflection wavelength exists in the yellow-green wavelength region is used as the light control layer 12, it is yellowish green. Light having a wavelength shorter than the wavelength is emitted from the light guide body 10 as diffracted light.
  • the light extracted from the light guide body 10 is diffracted green light or diffracted blue light. It becomes. That is, the light guide body 10 may appear green or blue depending on the viewing angle of the light guide body 10.
  • the red diffracted light is not generated even if light is incident, so that the red light, which is the red component of the white light that guides the light guide body 10, is light.
  • the light is guided through the translucent member 11 without being taken out from the control layer 12.
  • the red light that guides the inside of the translucent member 11 is emitted to the outside from, for example, the second main surface 11c or the second end surface 11d of the translucent member 11. That is, by using the colloidal crystal film G instead of the colloidal crystal film R as the optical control layer 12, the red light is not emitted to the outside from the optical control layer 12 and is a translucent member for the optical control layer 12. It can be emitted to the outside from the light guide body 10 at a location other than the location where the optical control layer 12 is provided by receiving an optical action such that it is confined inside the 11.
  • the light emitting device 1 shown in FIG. 9 can extract light having a specific wavelength different depending on the viewing angle, similarly to the light emitting device 1 shown in FIG. 6, but the light emitting device 1 shown in FIG. In the device 1, light of a part of wavelengths can be selectively extracted from the light control layer 12, and light of a part of other wavelengths can be confined in the light guide body 10. Specifically, in the light emitting device 1 shown in FIG. 9, light in the wavelength range from blue to green can be selectively extracted from the optical control layer 12, and light having a wavelength longer than that of green is used. Light in the red wavelength region) can be confined in the translucent member 11 and then selectively extracted from the second end face 11d of the translucent member 11.
  • the wavelength of light extracted from the optical control layer 12 can be controlled by the composition of the colloidal crystals contained in the colloidal crystal film constituting the optical control layer 12. Further, depending on the composition of the colloidal crystals contained in the colloidal crystal film constituting the optical control layer 12, a specific wavelength can be confined in the translucent member 11.
  • the light emitting device 1 according to the present embodiment may be used as an illumination device that irradiates illumination light having a different color depending on the viewing angle, or may be used as a color change light guide device that guides light of a different color depending on the viewing angle. Not only that, it can also be used as a narrow band wavelength selection filter, a spectroscopic prism, or the like. Further, since the light having a specific wavelength can be confined in the translucent member 11 as in the light emitting device 1 shown in FIG. 9, the light emitting device 1 according to the present embodiment transmits the light having a specific wavelength. It can also be used as an optical transmission device having an optical waveguide.
  • the angle dependence of the hue of the light extracted from the optical control layer is determined.
  • the angle dependence of the emission intensity was measured.
  • the case where the colloidal crystal film G having the reflection spectrum shown in FIG. 3A is used as the light control layer 12 is referred to as “Example 1”, and the light control layer 12 is shown in FIG.
  • the case where the colloidal crystal film R having the reflection spectrum shown in 3B was used was designated as “Example 2”.
  • the light guide body 10X in which the light control layer 12 (colloidal crystal film) is not formed on the translucent member 11 and only the translucent member 11 is used is used.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the outline of this experiment.
  • an aluminum tape is attached to the second end face 11d so that light is not emitted from the second end face 11d.
  • White light was incident on the end face of the light guide body 10 from the light source 20 which is a line light source, and the light control layer 12 of the light guide body 10 was made to emit light.
  • the emission spectrum of the optical control layer 12 at that time was measured with a spectrophotometer 100 (MCPD-7000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), the chromaticity was calculated from the emission spectrum, and the emission intensity was calculated.
  • MCPD-7000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
  • the X-axis direction perpendicular to the outer surface of the optical control layer 12 is set to 90 °, and the Y-axis
  • the Y-axis When the positive direction is 0 ° and the negative direction of the Y axis is 180 °, each measurement direction is 30 °, 45 °, 60 °, 90 °, and 120 ° on the XY plane.
  • the emission spectrum in was measured.
  • the measurement direction means the direction when the user looks at the light guide body 10.
  • the chromaticity is indicated by the chromaticity coordinates in the xy chromaticity diagram of the CIE 1931 color space.
  • the emission spectrum of the light emitting device 1X of Comparative Example 1 was measured by the same method as that of the light emitting device 1 according to the present embodiment shown in FIG.
  • a transparent acrylic substrate having a thickness of 10 mm was used in both the light emitting device 1 in the present embodiment and the light emitting device 1X of Comparative Example 1.
  • the light source 20 used in this experiment a white light source having an emission spectrum shown in FIG. 11 was used.
  • the light source 20 used in this experiment is a blue light emitting diode that emits blue light having an emission peak wavelength of about 455 nm and a YAG that emits yellow-green fluorescence having an emission peak wavelength of about 545 nm.
  • It is an LED module having a white LED element that emits white light including a phosphor.
  • a red phosphor having an emission peak wavelength of about 615 nm is also added to the white LED element in the light source 20.
  • the emission peak wavelength does not change even if the angle in the measurement direction changes, and is the same as the emission peak wavelength of the emission spectrum of the light source 20.
  • each chromaticity for each angle in the measurement direction does not change much from the chromaticity of the light source 20, and does not change much even if the angle in the measurement direction changes.
  • the light emitting spectrum shown in FIG. 14 and the chromaticity shown in FIG. 15 were obtained for each angle in the measurement direction. .. As shown in FIGS. 14 and 15, it can be seen that the light emitting device 1 of the first embodiment has an angle dependence on the light emitting spectrum and the chromaticity.
  • the blue emission peak wavelength among the plurality of emission peak wavelengths does not change even if the angle in the measurement direction changes, but the emission peak wavelengths of the plurality of emission peak wavelengths do not change. It can be seen that the other peak wavelengths change according to the angle in the measurement direction. Further, as shown in the chromaticity diagram of FIG. 15, it can be seen that each chromaticity for each angle in the measurement direction changes as the angle in the measurement direction changes.
  • the chromaticity changes beyond the white region, and as the angle in the measurement direction changes, the yellow-green region (30 °) ⁇ the white region (45 °) ⁇ the bluish-purple region (60 °) ⁇ It changes to a white region (90 °, 120 °).
  • light of different colors can be seen depending on the viewing angle of the light guide body 10. That is, light of a different color is extracted from the light guide body 10 depending on the angle. Specifically, light can be extracted as gradation light whose color changes continuously.
  • the light emitting spectrum shown in FIG. 16 and the chromaticity shown in FIG. 17 were obtained for each angle in the measurement direction. ..
  • FIGS. 16 and 17 it can be seen that the light emitting device 1 of the second embodiment also has an angle dependence on the light emitting spectrum and the chromaticity as in the light emitting device 1 of the first embodiment.
  • the blue emission peak wavelength among the plurality of emission peak wavelengths does not change even if the angle in the measurement direction changes, but the emission peak wavelengths of the plurality of emission peak wavelengths do not change. It can be seen that the other peak wavelengths change according to the angle in the measurement direction. Further, as shown in the chromaticity diagram of FIG. 17, it can be seen that each chromaticity for each angle in the measurement direction changes as the angle in the measurement direction changes.
  • the chromaticity changes beyond the white region, and as the angle in the measurement direction changes, the orange region (30 °) ⁇ the yellow-green region (45 °) ⁇ the blue-green region (60 °) ⁇ It changes from a white region (90 °) to a yellow-green region (120 °).
  • the more it is viewed from an oblique direction the more it changes to colored light. Specifically, light can be extracted as gradation light whose color changes continuously.
  • FIG. 18 shows the angle dependence of the light emission intensity of the light extracted from the light control layer 12 for the light emitting device 1 of Examples 1 and 2.
  • the light emitting device 1 of Examples 1 and 2 and the light emitting device 1X of Comparative Example 1 were measured with a spectrophotometer 100 in each measurement direction of 30 °, 45 °, 60 °, 90 °, and 120 °.
  • the emission spectrum of the relative emission intensity (emission intensity ratio) of the light emission devices 1 of Examples 1 and 2 with respect to the light emission device 1X of Comparative Example 1 is shown.
  • FIG. 18 shows the angle dependence of the light emission intensity of the light extracted from the light control layer 12 for the light emitting device 1 of Examples 1 and 2.
  • the black square indicates the light emitting intensity of the light emitting device 1 of Example 1 / the light emitting intensity of the light emitting device of Comparative Example 1
  • the white circle indicates the light emitting intensity of the light emitting device 1 of Example 2.
  • the emission intensity of Comparative Example 1 is shown.
  • the light control layer 12 made of a colloidal crystal film As shown in FIG. 18, by forming the light control layer 12 made of a colloidal crystal film on the translucent member 11, light having a specific wavelength is taken out according to the angle in the measurement direction and emitted from the light guide body 10. It can be seen that the efficiency of extracting the light is improved. In this case, the wavelength of the extracted light depends on the composition of the colloidal crystal film.
  • the light emitting device 1 of Examples 1 and 2 has improved light extraction efficiency in the entire wavelength range of the visible light region as compared with the light emitting device 1X of Comparative Example 1.
  • the light emitting device 1 of the first embodiment it can be seen that the light having a peak wavelength of about 555 nm is rapidly extracted and the light extraction efficiency is greatly improved.
  • the light emitting device 1 of the second embodiment the light having a peak wavelength of about 640 nm is rapidly extracted, and the light extraction efficiency is greatly improved.
  • the light emitting device 1 of Examples 1 and 2 has improved light extraction efficiency in the entire wavelength range of the visible light region as compared with the light emitting device 1X of Comparative Example 1. You can see that there is. In particular, in the light emitting device 1 of the first embodiment, it can be seen that the light having a peak wavelength of about 470 nm is rapidly extracted and the light extraction efficiency is greatly improved. Further, it can be seen that in the light emitting device 1 of the second embodiment, the light having a peak wavelength of about 555 nm is rapidly extracted, and the light extraction efficiency is greatly improved.
  • the light emitting device 1 of Examples 1 and 2 has improved light extraction efficiency in the entire wavelength range of the visible light region as compared with the light emitting device 1X of Comparative Example 1. You can see that there is. In particular, in the light emitting device 1 of the first embodiment, it can be seen that the light having a peak wavelength of around 460 nm is rapidly extracted and the light extraction efficiency is greatly improved. Further, it can be seen that in the light emitting device 1 of the second embodiment, the light having a peak wavelength of about 470 nm is rapidly extracted, and the light extraction efficiency is greatly improved.
  • the light emitting device 1 of Examples 1 and 2 has improved light extraction efficiency in the entire wavelength range of the visible light region as compared with the light emitting device 1X of Comparative Example 1. You can see that there is.
  • the light emitting device 1 of Examples 1 and 2 has improved light extraction efficiency in the visible light region wavelength of 600 nm or less as compared with the light emitting device 1X of Comparative Example 1. You can see that. In particular, it can be seen that in the light emitting device 1 of the first embodiment, light in the visible light region having a wavelength of 500 nm or less is extracted, and the light extraction efficiency is greatly improved. Further, it can be seen that in the light emitting device 1 of the second embodiment, light having a peak wavelength of about 540 nm is extracted, and the light extraction efficiency is greatly improved.
  • the positional relationship between the light control layer 12 having reflection wavelength selectivity, the translucent member 11 having translucency, and the light source 20 is devised. .. Specifically, a light control layer 12 is provided on at least a part of the surface of the translucent member 11 to form a light guide body 10, and light is directed toward the first end surface 11a of the translucent member 11.
  • the light source 20 is arranged so as to emit light.
  • the light emitted from the light source 20 and incident on the inside of the translucent member 11 from the first end surface 11a guides the inside of the translucent member 11 and enters the optical control layer 12.
  • the optical control layer 12 has a reflection wavelength selectivity in which the wavelength of the reflected light depends on the incident angle of the incident light
  • the light incident on the optical control layer 12 from the translucent member 11 is light. It is emitted from the light guide body 10 by being subjected to an optical action due to the reflection wavelength selectivity of the control layer 12.
  • the light emitted from the light guide body 10 has a different color depending on the viewing angle of the light guide body 10. That is, the emission color of the light guide body 10 changes according to the viewing angle.
  • the color of the light guide body 10 changes depending on the viewing angle, and light of a specific wavelength different from the viewing angle can be extracted. You can take out the light with. For example, light can be extracted as gradation light whose color changes continuously by changing the viewing angle.
  • the optical control layer 12 has a three-dimensional periodic structure.
  • the optical control layer 12 is composed of a colloidal crystal film containing colloidal crystals.
  • the light incident on the optical control layer 12 from the translucent member 11 is diffracted by the three-dimensional periodic structure of the optical control layer 12 to generate diffracted light having a specific wavelength according to the angle.
  • Light having a specific wavelength different from that of the light guide body 10 can be extracted from the light guide body 10.
  • the colloidal crystal film R having the reflection spectrum shown in FIG. 3B as the optical control layer 12, white light is incident on the translucent member 11 from the light source 20 and white light is incident on the optical control layer 12. Then, in the optical control layer 12, diffracted light including wavelengths in the blue region to the red region such as red light, green light, and blue light is generated. As a result, the light guide body 10 looks red, green, or blue depending on the viewing angle.
  • the light control layer 12 made of a colloidal crystal film can extract light having a wavelength shorter than that of the specular reflection wavelength. Therefore, by using the colloidal crystal film G having the reflection spectrum shown in FIG. 3A as the light control layer 12, white light is incident on the translucent member 11 from the light source 20 and white light is emitted to the light control layer 12.
  • the light control layer 12 When incident, the light control layer 12 generates diffracted green light and blue light, and the light guide body 10 looks green or blue depending on the viewing angle.
  • the light control layer 12 diffracts the red light. Since no light is generated, the red light is confined in the translucent member 11 without being emitted to the outside from the light control layer 12. In the present embodiment, the red light trapped in the translucent member 11 is emitted to the outside from the second end surface 11d of the translucent member 11.
  • the light emitting device 1 in the present embodiment the light having a specific wavelength incident on the translucent member 11 is emitted from the optical control layer 12, and the light having another specific wavelength is transmitted.
  • Light is taken out by a new taking-out method in which light can be selectively confined in the light-transmitting member 11 and then emitted to the outside from a place different from the place where the light control layer 12 of the light-transmitting member 11 is provided. Can be done. Therefore, the light emitted from the light source 20 can be separated according to the wavelength. In this case, by transmitting the confined light, it is possible to realize a light emitting device having both functions of a lighting device and an optical transmission device.
  • the composition of the colloidal crystal film is devised to specify the light.
  • the finding that other specific wavelengths can be confined while emitting the wavelength of the above from the colloidal crystal film is also an epoch-making unprecedented one found by the present inventors.
  • the light emitting device 1 in the present embodiment not only the light of a specific wavelength different from the viewing angle is extracted or the light of a specific wavelength is confined, but also the light extraction efficiency is improved as described above. It also turned out that it could be improved. That is, it is possible to extract light by a new extraction method in which light of a specific wavelength different from the viewing angle can be extracted or light of a specific wavelength can be confined while improving the light extraction efficiency.
  • the present invention also finds that the light extraction efficiency is improved when light is incident on the first end surface 11a of the translucent member 11 on which the colloidal crystal film is formed on the first main surface 11b. It is an epoch-making thing that has never been seen before.
  • the colloidal crystal film can be formed by a coating method, a large-area optical control layer 12 can be easily formed. Therefore, by using the colloidal crystal film, the area of the light emitting device 1 can be easily increased. Further, since the colloidal crystal film can be formed without requiring special microfabrication, it can be formed at low cost. Therefore, the light emitting device 1 whose color changes depending on the viewing angle can be manufactured at low cost.
  • the optical control layer 12 made of a colloidal crystal film is preferably 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less in thickness.
  • the thickness of the optical control layer 12 made of the colloidal crystal film is preferably 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the colloidal crystal film constituting the optical control layer 12 has a specific specular reflection wavelength and a reflection wavelength range in a certain range.
  • the reflection wavelength range and the specular reflection wavelength of the colloidal crystal film are changed by changing the average particle diameter of the nanoparticles 12a contained in the optical control layer 12, but the present invention is not limited to this.
  • the concentration of the nanoparticles 12a contained in the colloidal crystal film (light control layer 12) may be changed, the material of the nanoparticles 12a contained in the colloidal crystal film (light control layer 12) may be changed, or a plurality of particles having different average particle diameters may be changed.
  • the normal reflection wavelength and the reflection wavelength range of the colloidal crystal film can be changed by using the nanoparticles 12a of the above or by combining these elements. That is, the reflection wavelength range and the specular reflection wavelength of the colloidal crystal film can be arbitrarily designed. In this case, as described above, the colloidal crystal film can extract light having a wavelength shorter than the normal reflection wavelength.
  • a colloidal crystal film having a reflection wavelength range at (610 nm to 900 nm) may be formed, and if the degree of color change is to be reduced, a colloidal crystal having a reflection wavelength range from a bluish green region to an orange region (500 nm to 600 nm) may be formed.
  • a film may be formed.
  • the particle arrangement structure of the colloidal crystal of the colloidal crystal film may be a three-dimensional periodic structure having perfect periodicity or a three-dimensional periodic structure having no perfect periodicity.
  • the colloidal crystal has a perfect periodic structure, strong diffracted light is generated in a specific direction due to the relationship between the wavelength and the particle arrangement period, and a light emitting device having a large color change depending on the viewing angle can be obtained.
  • the colloidal crystal does not have a perfect periodic structure but a structure in which the period is partially disturbed, the diffracted light generated in a specific direction is weakened and a light emitting device having a small color change can be obtained.
  • the concept of colloidal crystals in the colloidal crystal film may include a colloidal solid solution.
  • a colloidal solid solution is one in which nanoparticles are colloidally crystallized and have a crystal structure similar to that of a solid solution.
  • nanoparticles, which are colloidal particles form a regular array structure and form an aggregate like a solid solution.
  • the optical control layer 12 is directly formed on the translucent member 11, but the present invention is not limited to this.
  • a light control sheet in which a light control film made of a colloidal crystal film is formed on a transparent base material such as a transparent film is used, and this light control sheet is used as an adhesive or the like on a light transmissive member 11. You may stick them together.
  • the optical control layer 12 is formed on the entire surface of the first main surface 11b of the translucent member 11, but the present invention is not limited to this.
  • the light control layer 12 may be formed on a part of the surface of the translucent member 11.
  • a light guide body 10A in which a rectangular optical control layer 12A is formed on a part of a first main surface 11b of the translucent member 11 is provided. You may use it.
  • an optical control layer 12B having a pattern such as a character or a pattern is formed on a part of the first main surface 11b of the translucent member 11.
  • the light guide body 10B may be used.
  • the optical control layer 12 provided on the translucent member 11 is any one of the colloidal crystal film G and the colloidal crystal film R, but the present invention is not limited to this.
  • the first main surface 11b of the translucent member 11 is composed of a first optical control layer 12R made of a colloidal crystal film R and a colloidal crystal film G.
  • the first main surface 11b of the translucent member 11 is composed of a first optical control layer 12R made of a colloidal crystal film R and a colloidal crystal film G.
  • a light guide body 10D having a light control layer 12D formed of a multilayer film in which a second light control layer 12G is laminated may be used. That is, as the optical control layer 12C, a laminated film in which a plurality of optical control films each having a reflection wavelength selectivity are laminated may be used. As a result, it is possible to realize a light emitting device having abundant color changes according to the viewing angle.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of the light emitting device 1E according to the second embodiment.
  • the light emitting device 1E directs the light guiding the translucent member 11 toward the first main surface 11b in the light emitting device 1 according to the first embodiment.
  • the reflective portion that reflects is provided on the second main surface 11c of the translucent member 11.
  • the light emitting device 1E is a translucent member 11E having a reflective portion formed to reflect light that guides the inside of the translucent member 11E toward the first main surface 11b.
  • a light guide body 10E having the light control layer 12 and the light source 20 and a light source 20 are provided.
  • a plurality of reflecting portions that reflect the light that guides the inside of the translucent member 11E toward the first main surface 11b are formed on the second main surface 11c of the translucent member 11E. It is a recess 11c1 of.
  • each of the plurality of recesses 11c1 is a reflecting prism having a reflecting surface that reflects light that guides the inside of the translucent member 11E toward the first main surface 11b.
  • Each of the plurality of recesses 11c1 is a fine recess formed by surface-processing the second main surface 11c of the translucent member 11E by, for example, laser or etching.
  • each of the plurality of recesses 11c1 has a triangular cross-sectional shape, and is, for example, a recess such as a cone, a triangular prism, a triangular pyramid, or a square pyramid.
  • the translucent member 11E in the present embodiment has the same configuration as the translucent member 11 in the first embodiment, except that the recess 11c1 is formed.
  • the light emitting device 1E according to the present embodiment is provided with the light control layer 12 on at least a part of the surface of the translucent member 11E to guide the light emitting device 1E according to the first embodiment.
  • the body 10E comprises a light source 20 arranged to emit light toward the first end face 11a of the translucent member 11E.
  • the light emitting device 1E according to the present embodiment has the same effect as the light emitting device 1 according to the above embodiment 1. For example, it has the effect of extracting light of a specific wavelength that differs depending on the viewing angle, confining light of a specific wavelength, and improving the light extraction efficiency.
  • the second main of the translucent member 11E is used as a reflecting portion that reflects the light that guides the inside of the translucent member 11E toward the first main surface 11b.
  • a plurality of recesses 11c1 are formed on the surface 11c.
  • the plurality of recesses 11c1 are formed so as to be uniformly scattered in dots at equal pitches over the entire second main surface 11c.
  • the plurality of recesses 11c1 may be formed as a part of the second main surface 11c by changing the density distribution or the like.
  • a region in which the recess 11c1 is formed and a region in which the recess 11c1 is not formed may be provided on the second main surface 11c.
  • the amount of light emitted from the light control layer 12 (light guide body 10E) at the portion facing the region where the recess 11c1 is formed can be increased, and the brightness of the light emitting device 1E can be partially increased. Can be done.
  • a plurality of recesses 11c1 may be formed so that the density distribution of the recesses 11c1 changes from sparse to dense as the distance from the light source 20 increases. As a result, light can be uniformly extracted from the entire light guide body 10E, and the brightness uniformity of the light emitting device 1E can be improved. Further, as shown in FIG.
  • the recess 11c1 may be formed on the second main surface 11c which is a curved surface. Thereby, the brightness of the light emitting device 1E can be partially changed. In this way, by devising the pattern of the plurality of recesses 11c1, light is uniformly extracted from the entire light guide body 10E, the brightness is partially increased to extract light, and the amount of light extracted is adjusted depending on the part. can do.
  • the light that guides the inside of the translucent member 11E is formed on the second main surface 11c of the translucent member 11E as a reflecting portion that reflects the light toward the first main surface 11b.
  • a plurality of recesses 11c1 were used, but the present invention is not limited to this.
  • a plurality of reflective dots printed on the second main surface 11c of the translucent member 11E are used as a reflecting portion that reflects the light that guides the inside of the translucent member 11E toward the first main surface 11b. You may use it.
  • the optical control layer 12 is formed on only one surface of the first main surface 11b of the translucent members 11 and 11E, but the present invention is not limited to this.
  • the light guide body 10F of the light emitting device 1F in this modification has a configuration in which the optical control layers 12 are provided on both sides of the first main surface 11b and the second main surface 11c of the translucent member 11. There is. With this configuration, it is possible to improve the extraction efficiency of light of a specific wavelength extracted according to the viewing angle.
  • the optical control layer 12 formed on the first main surface 11b and the optical control layer 12 formed on the second main surface 11c may be the same or different.
  • both the optical control layer 12 formed on the first main surface 11b and the optical control layer 12 formed on the second main surface 11c may be a colloidal crystal film R or a colloidal crystal film G, or a first.
  • the optical control layer 12 formed on the main surface 11b of 1 is one of the colloidal crystal film R and the colloidal crystal film G
  • the optical control layer 12 formed on the second main surface 11c is the colloidal crystal film R and the colloidal crystal film. It may be the other of G.
  • the number of light sources 20 is one, but the number of light sources 20 may be plural.
  • two light sources 20 are used, and one light source 20 is arranged so as to face the first end surface 11a of the translucent member 11.
  • the other light source 20 may be arranged so as to face the second end surface 11d of the translucent member 11.
  • light can be incident on the translucent member 11 from the left and right end faces of the first end surface 11a and the second end surface 11d of the translucent member 11, so that the color of the light extracted from the light guide body 10 can be incident.
  • the change in degree can be made symmetrical.
  • each light source 20 may be arranged so as to face each of the above.
  • light can be incident on the translucent member 11 from the four end faces of the translucent member 11 in the vertical and horizontal directions, so that the change in chromaticity of the light extracted from the light guide body 10 is symmetrical in the vertical and horizontal directions. be able to.
  • the optical axis of the light source 20 is parallel to the first main surface 11b of the translucent member 11, and the optical axis of the light source 20 does not change.
  • an optical axis adjusting mechanism 40 for adjusting the optical axis of the light source 20 may be provided.
  • the optical axis adjusting mechanism 40 is, for example, a drive device capable of rotating a housing 30 for accommodating a light source 20, and is composed of an actuator or the like.
  • the direction of the light incident on the first end surface 11a of the translucent member 11 from the light source 20 is adjusted by rotating the housing 30 by the optical axis adjusting mechanism 40 to adjust the direction of the optical axis of the light source 20. be able to.
  • the direction of the optical axis of the light source 20 in this way, the color of the light extracted from the light guide body 10 can be changed. Therefore, by changing the direction of the optical axis of the light source 20, the color of the light emitted from the light guide body 10 can be changed without changing the viewing angle of the light guide body 10. That is, according to the light emitting device 1I according to the present modification, the light emitting color appears to change even when the light emitting device 1I is viewed from the same viewpoint.
  • the angle at which the light guide body 10 is viewed can be changed by using a light distribution variable mechanism that changes the light distribution of the light emitted from the light source 20 instead of changing the direction of the optical axis of the light source 20. It is possible to change the color of the light emitted from the light guide body 10. That is, by changing the light distribution angle of the light emitted from the light source 20 without changing the direction of the optical axis of the light source 20, it is possible to extract light having a specific wavelength different depending on the viewing angle.
  • the translucent member 11 is a flat plate-shaped substrate, but the present invention is not limited to this.
  • a rod-shaped light-transmitting member 11J may be used and the light guide body 10J may be a rod-shaped light guide rod.
  • the light control layer 12 may be formed on the entire side surface of the rod-shaped translucent member 11J to be formed in a cylindrical shape, but is formed on a part of the side surface of the rod-shaped translucent member 11J. You may.
  • the rod-shaped translucent member 11J is not limited to a rigid long columnar body, and may be a flexible member such as an optical fiber.
  • the rod-shaped light guide body 10J By forming the rod-shaped light guide body 10J in this way, it is possible to realize a light emitting device 1J having a high design by curving it in a curved shape. Further, by using the colloidal crystal film G or the like as the optical control layer 12, the specific wavelength of the light incident on the translucent member 11J is emitted from the optical control layer 12, and the other specific wavelengths are emitted. Light can be selectively confined in the translucent member 11J, transmitted, and emitted from the second end surface 11d of the translucent member 11J. Therefore, it is possible to realize a light emitting device 1J having both functions of an illuminating device that irradiates the illumination light with a specific wavelength and an optical transmission device that transmits light of another specific wavelength. In this case, the translucent member 11J of the light guide body 10J serves as an optical waveguide (optical transmission path).
  • the optical control layer 12 is the outermost surface layer, and the outer surface (light extraction surface) of the optical control layer 12 is exposed and is an interface with the air layer.
  • the diffusion layer 50 may be formed on the outer surface (light extraction surface) of the light control layer 12.
  • the diffusion layer 50 is, for example, a milky white diffusion film in which fine particles that scatter and reflect incident light are dispersed.
  • the reflective sheet 60 may be further attached to the outer surface of the diffusion layer 50 as in the light emitting device 1L shown in FIG. 29.
  • the light diffracted by the light control layer 12 and diffused by the diffusing layer 50 is reflected by the reflective sheet 60, so that the light is not taken out from the diffusing layer 50 side of the translucent member 11, and the translucent member 11 Light will be extracted from the second main surface 11c.
  • the white light emitted from the light source 20 is incident on the transparent translucent member 11, so that the white light is incident on the optical control layer 12, but the present invention is not limited to this.
  • a blue light emitting element that emits blue light is used as the light emitting element 21M of the light source 20M, and the yellow phosphor 11M1 is contained as the translucent member 11M of the light guide body 10M.
  • a fluorescent plate made of the phosphor-containing resin 11M2 may be used.
  • the yellow phosphor 11M1 in the translucent member 11M is excited by the blue light emitted from the light source 20M and incident on the translucent member 11M to emit yellow light, and the blue light of the light source 20M and the yellow phosphor 11M1 Is mixed with the yellow light of the above, and white light is generated by the translucent member 11M.
  • the white light generated by the translucent member 11M is incident on the light control layer 12 and diffracted, and light having a specific wavelength different depending on the viewing angle is extracted from the light guide body 10M.
  • the present invention is not limited to the case where the blue light emitting element and the yellow phosphor generate white light, and the combination of the blue light emitting element and the red phosphor and the green phosphor may generate white light or emits ultraviolet light.
  • White light may be generated by a combination of a UV light emitting element and a plurality of types of phosphors.
  • the phosphor may be a fluorescent pigment or a fluorescent dye.
  • the light guide body 10 is composed of a translucent member 11 and an optical control layer 12 provided on the surface of the translucent member 11, but the present invention is not limited to this. ..
  • the light guide body 10N may be composed of the translucent member 11N and a plurality of nanoparticles 12a contained in the translucent member 11.
  • the light guide body 10N is a bulk body containing a plurality of nanoparticles 12a as colloidal crystals.
  • the translucent member 11N is made of, for example, a translucent resin material.
  • the second main surface 11c of the translucent member 11 is exposed to the outside, but the present invention is not limited to this.
  • the second main surface 11c of the translucent member 11 may be covered with a part of the housing 30O.
  • the portion of the housing 30O that covers the second main surface 11c of the translucent member 11 may have light reflectivity.
  • the portion of the housing 30O that covers the second main surface 11c of the translucent member 11 functions as a reflecting portion that reflects the light that guides the translucent member 11 toward the first main surface 11b. Can be made to. Therefore, as in the second embodiment, the amount of light incident on the light control layer 12 from the translucent member 11 can be increased, so that the light is emitted from the light control layer 12 side to the outside of the light guide body 10. The amount of light extracted can be increased.
  • the translucent member 11 in the housing 30O is the first.
  • the reflective sheet 70 may be separately arranged between the portion covering the main surface 11c of 2 and the translucent member 11. That is, even if the reflective sheet 70 in contact with the second main surface 11c of the translucent member 11 is arranged as the reflecting portion that reflects the light that guides the translucent member 11 toward the first main surface 11b. good. Also in this case, the amount of light emitted from the light control layer 12 side to the outside of the light guide body 10 can be increased.
  • the reflective sheet 70 may be made of white resin, may be a sheet on which a metal film is formed, or may be a metal sheet itself, or may be a prism sheet on which a reflective prism is formed.
  • the first end surface 11a of the translucent member 11 is perpendicular to the first main surface 11b, but the present invention is not limited to this.
  • the translucent member 11Q of the light guide body 10Q may have a shape in which the end portion is cut. Specifically, an inclined portion 11Q1 is formed at an end portion of the translucent member 11Q, and the first end surface 11a is an inclined surface that is inclined with respect to the first main surface 11b.
  • the light source 20 may be arranged so that the optical axis of the light source 20 is perpendicular to the first end surface 11a which is an inclined surface.
  • the first end surface 11a of the translucent member 11 is a flat surface, but the present invention is not limited to this.
  • the recess 11R1 having a tapered surface recessed inward toward the inside of the translucent member 11R on the first end surface 11a of the translucent member 11R of the light guide body 10R. May be formed.
  • the amount of light of the light source 20 incident on the translucent member 11R can be increased. That is, it is possible to improve the incident efficiency of the light of the light source 20 on the translucent member 11R.
  • the amount of light emitted from the light guide body 10R to the outside can be increased, and the light extraction efficiency of the light emitting device 1R can be improved.
  • a colloidal crystal film containing a colloidal crystal is used as the optical control layer 12 having a three-dimensional periodic structure, but the present invention is not limited to this.
  • the optical control layer 12 may have a three-dimensional periodic structure such as a diffraction grating that generates diffracted light that changes its color depending on the viewing angle.
  • the diffraction grating that generates the diffracted light as in the first embodiment requires precise microfabrication, which increases the cost.
  • the colloidal crystal film can be formed only by applying it, it can be produced at low cost even if it has a large area. Therefore, it is better to use a colloidal crystal film containing colloidal crystals as the optical control layer 12.
  • the light emitted from the light source 20 using one light source 20 is incident on the translucent member 11 from the first end surface 11a of the translucent member 11.
  • the light emitted from one light source 20 may be incident on the translucent member 11 from the second end surface 11d of the translucent member 11, or the first main surface 11b of the translucent member 11 may be incident.
  • the light may be incident into the translucent member 11 from the second main surface 11c. Therefore, the light source 20 is not arranged so as to face the first end surface 11a of the translucent member 11, but is the second end surface 11d, the first main surface 11b, or the first translucent member 11. It may be arranged so as to face the main surface 11c of 2.
  • the light source 20 is a white light source having continuous light intensity in a wide wavelength range, but the present invention is not limited to this.
  • the light source 20 may emit light having a single wavelength having a specific peak wavelength or light having a plurality of wavelengths having a specific peak wavelength.
  • the light source 20 may emit light having a single wavelength of red, or may emit white light having three peak wavelengths of red, green, and blue.
  • the color of the light (diffracted light) extracted can be changed according to the viewing angle. That is, the gradation of color change is visually recognized according to the observation angle.
  • the light emitted by the light source 20 is light having a single wavelength
  • the color change does not occur so as to be visible to the user, and the light is extracted only at an angle corresponding to the single wavelength.
  • the light source 20 is configured to emit white light by the blue LED chip and the yellow phosphor, but the present invention is not limited to this.
  • a phosphor-containing resin containing a red phosphor and a green phosphor may be used, and the combination of this with a blue LED chip may be configured to emit white light. good.
  • the light emitting element 21 of the light source 20 uses a blue LED chip that emits blue light, but the present invention is not limited to this.
  • the light emitting element 21 may use an LED chip that emits a color other than blue.
  • the light emitting element 21 may use an LED chip that emits ultraviolet light.
  • the phosphor particles a combination of phosphors of each color that emits light in the three primary colors (red, green, and blue) can be used.
  • a phosphor is used as the wavelength conversion material, a wavelength conversion material other than the phosphor may be used.
  • a material containing a substance such as a semiconductor, a metal complex, an organic dye, or a pigment that absorbs light having a certain wavelength and emits light having a wavelength different from the absorbed light may be used.
  • the light source 20 is an LED module using an LED, but the present invention is not limited to this.
  • the light source 20 may use a solid-state light emitting element other than an LED such as a semiconductor laser or an organic EL (Electro Luminescence), or may be a fluorescent lamp such as a cold cathode fluorescent lamp (CCFL). Any light source 20 may be used as long as it can inject light into the translucent member 11.
  • the light emitting device in the above-described first and second embodiments and the modified example can be used as, for example, a lighting device.
  • the light emitting device as the lighting device, it is possible to realize a lighting system having one or more lighting devices.
  • the color of the illumination light changes depending on the viewing angle of the illumination device, so that it is possible to produce a space.
  • the light emitting device as the optical transmission device, it is possible to realize an optical communication system having one or more optical transmission devices.
  • the light extracted from the light emitting device 1 can be used as light for various purposes other than the illumination light.
  • the light guide body when the light is not emitted from the light source 20 (when the light source is turned off), the light guide body becomes transparent, so that the other side can be seen through. It becomes (transparent) because the optical control layer made of a colloidal crystal film does not reflect (that is, is transparent) other than a specific wavelength.
  • the light guide body when the light is emitted from the light source 20 (when the light source is lit), the light guide body emits light and the light is taken out from the light guide body. Therefore, the light emission of the light guide makes the other side invisible (light-shielding state).
  • the color of a specific wavelength can be seen by the optical control layer made of the colloidal crystal film.
  • the light emitting devices according to the first and second embodiments and the modified examples it is possible to easily switch ON / OFF of the visual information of the transparent state and the light-shielding state by the electric signal.
  • the light emitting device in the first and second embodiments and the modified example can also be used as a partition or the like that can visually block the space.

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Abstract

発光装置（１）は、少なくとも可視光領域において透光性を有する透光性部材（１１）と透光性部材（１１）の表面の少なくとも一部に設けられた光制御層（１２）とを有する導光体（１０）と、透光性部材（１１）の少なくとも一つの端面に向けて光を出射する光源（２０）と、を備え、光制御層（１２）は、反射光の波長が入射光の入射角度に依存する反射波長選択性を有する。

Description

発光装置、照明システム及び光通信システム
　本発明は、発光装置、照明システム及び光通信システムに関する。
　発光装置の一つとして、照明光を照射する照明装置が知られている。照明装置では、光源から出射した光を、用途又は目的等に応じて、導光板、レンズ又はフィルタ等の光学部材を用いて照明光として外部に取り出す。
　例えば、特許文献１には、高い装飾性を得ることを目的として、白色光源から出射した白色光を部分的に青色フィルタに透過させて白色光と青色光との両方を導光部内に入射させ、白色光と青色光との割合を導光部の入射位置に応じて変化させることで青色からオレンジ色へと光の色相がグラデーション状に変化する照明光を照射する照明装置が開示されている。
特開２０１８－１４１８４０号公報
　本発明は、複数の光学部材及び光源の位置関係を工夫することによって、新規な取り出し方で光を取り出すことができる発光装置等を提供することを目的とする。
　本発明に係る発光装置の一態様は、少なくとも可視光領域において透光性を有する透光性部材と前記透光性部材の表面の少なくとも一部に設けられた光制御層とを有する導光体と、前記透光性部材の少なくとも一つの端面に向けて光を出射する光源と、を備え、前記光制御層は、反射光の波長が入射光の入射角度に依存する反射波長選択性を有する。
　本発明に係る照明システムの一態様は、上記の発光装置を照明装置として備える。
　本発明に係る光通信システムの一態様は、上記の発光装置を光伝送装置として備える。
　新規な取り出し方で光を取り出すことができる。
図１は、実施の形態１に係る発光装置の斜視図である。 図２は、実施の形態１に係る発光装置の断面図である。 図３Ａは、平面視が緑色のコロイド結晶膜Ｇの反射スペクトルを示す図である。 図３Ｂは、平面視が赤色のコロイド結晶膜Ｒの反射スペクトルを示す図である。 図４は、比較例１の発光装置の光学作用を説明するための図である。 図５は、比較例２の発光装置の光学作用を説明するための図である。 図６は、実施の形態に係る発光装置の光学作用を説明するための図である。 図７は、光制御層としてコロイド結晶膜Ｒを用いた場合の実施の形態に係る発光装置から出射する光の見え方を模式的に示す断面図である。 図８は、光制御層としてコロイド結晶膜Ｒを用いた場合の実施の形態に係る発光装置から出射する光の見え方を模式的に示す斜視図である。 図９は、光制御層としてコロイド結晶膜Ｇを用いた場合の実施の形態に係る発光装置から出射する光の見え方を模式的に示す断面図である。 図１０は、発光装置の発光スペクトルを測定するときの実験の概要を説明するための図である。 図１１は、発光装置の発光スペクトルを測定するときの実験で用いた光源の発光スペクトルを示す図である。 図１２は、比較例１の発光装置における発光スペクトルを示す図である。 図１３は、比較例１の発光装置における発光スペクトルの色度を示す図である。 図１４は、実施例１の発光装置における発光スペクトルを示す図である。 図１５は、実施例１の発光装置における発光スペクトルの色度を示す図である。 図１６は、実施例２の発光装置における発光スペクトルを示す図である。 図１７は、実施例２の発光装置における発光スペクトルの色度を示す図である。 図１８は、実施例１、２の発光装置について、光制御層から取り出される光の発光強度の角度依存性を示す図である。 図１９は、実施の形態１の変形例に係る発光装置の斜視図である。 図２０は、実施の形態２に係る発光装置の断面図である。 図２１は、実施の形態２の変形例に係る発光装置を裏側から見たときの斜視図である。 図２２は、変形例１に係る発光装置の断面図である。 図２３は、変形例２に係る発光装置の斜視図である。 図２４は、変形例２に係る発光装置の断面図である。 図２５は、変形例３に係る発光装置の斜視図である。 図２６は、変形例４に係る発光装置の断面図である。 図２７は、変形例５に係る発光装置の斜視図である。 図２８は、変形例６に係る発光装置の断面図である。 図２９は、変形例７に係る発光装置の断面図である。 図３０は、変形例８に係る発光装置の断面図である。 図３１は、変形例９に係る発光装置の断面図である。 図３２は、変形例１０に係る発光装置の断面図である。 図３３は、変形例１１に係る発光装置の断面図である。 図３４は、変形例１２に係る発光装置の断面図である。 図３５は、変形例１３に係る発光装置の断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。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、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち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。
　なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
　（実施の形態１）
　まず、実施の形態１に係る発光装置１の構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る発光装置１の斜視図である。図２は、同発光装置１の断面図である。
　図１及び図２に示すように、発光装置１は、光を導光する導光体１０と、光を出射する光源２０と、光源２０を収納する筐体３０とを備える。
　導光体１０は、光源２０から出射した光を導光して導光体１０の外部に出射する光学部材である。本実施の形態において、導光体１０は、光源２０から出射した光が入射する透光性部材１１と、導光体１０に入射した光源２０からの光に対して光学作用を付与して導光体１０の外部に放出する光制御層１２とを有する。
　透光性部材１１は、少なくとも可視光領域において透光性を有する光学部材である。つまり、透光性部材１１は、可視光を透過する光特性を有する。透光性部材１１の透過率は、高い方がよく、少なくとも５０％以上であるとよい。具体的には、透光性部材１１は、可視光に対して透明であるとよい。透明な透光性部材１１は、向こう側が透けて見える程度に高い透過率を有している。この場合、透明な透光性部材１１の可視光に対する透過率は７０％以上であり、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上である。なお、透光性部材１１は、可視光領域だけではなく、近赤外領域にも透光性を有していてもよい。つまり、透光性部材１１は、可視光領域と近赤外領域とに透光性を有していてもよい。
　透光性部材１１は、第１の端面１１ａと、第１の端面１１ａとは反対側に位置する第２の端面１１ｄとを有する。本実施の形態において、透光性部材１１は、平板状の基板であり、さらに、第１の主面１１ｂと、第１の主面１１ｂに背向する第２の主面１１ｃとを有する。第１の主面１１ｂと第２の主面１１ｃは、基板である透光性部材１１を平面視したときに見える面である。この場合、第１の端面１１ａ及び第２の端面１１ｄは、基板の側面となる。本実施の形態において、透光性部材１１は、平面視形状が矩形状の基板である。この場合、第１の端面１１ａと第２の端面１１ｄとは平行であり、第１の主面１１ｂと第２の主面１１ｃとは平行である。また、第１の端面１１ａ及び第２の端面１１ｄと第１の主面１１ｂ及び第２の主面１１ｃとは垂直である。なお、透光性部材１１の厚さは、一例として、数ｍｍ～数ｃｍ程度であるが、これに限らない。
　透光性部材１１は、透光性を有する材料によって構成されている。透光性部材１１は、例えば、透明樹脂材料によって構成された透明樹脂基板又は透明ガラス材料によって構成されたガラス基板等、可視光に対して透明な透明基板である。透明樹脂基板としては、アクリル樹脂によって構成されたアクリル基板、又は、ポリカーボネート樹脂によって構成されたポリカーボネート基板を用いることができる。なお、透明樹脂基板としては、フレキシブル性を有さないリジッド基板であってもよいし、フレキシブル性を有するフレキシブル基板であってもよい。本実施の形態では、透光性部材１１として、リジッドで透明なアクリル基板を用いている。
　また、透光性部材１１は、導光板として機能する。つまり、透光性部材１１に入射した光は、透光性部材１１の内部を導光して進行し、透光性部材１１から外部に出射する。したがって、透光性部材１１は、光が入射する光入射面と、光入射面から入射した光が外部に出射する光出射面とを有する。本実施の形態では、透光性部材１１の第１の端面１１ａが、光源２０から出射した光が入射する光入射面となり、透光性部材１１の第１の端面１１ａ以外の面が、透光性部材１１の内部を導光した光が透光性部材１１から出射する光出射面となる。例えば、透光性部材１１において、第１の主面１１ｂ、第２の主面１１ｃ及び第２の端面１１ｄが光出射面となる。なお、変形例として後述するが、第１の主面１１ｂ、第２の主面１１ｃ及び第２の端面１１ｄが光入射面となっていてもよいし、第１の主面１１ｂ、第２の主面１１ｃ及び第２の端面１１ｄ以外に存在する面が光出射面となっていてもよい。
　光制御層１２は、光制御層１２に入射する光に対して光学作用を付与する光学部材である。光制御層１２は、透光性部材１１の表面の少なくとも一部に設けられている。したがって、光制御層１２は、透光性部材１１から光制御層１２に入射する光に対して光学作用を付与する。光制御層１２の光学作用については後述する。
　本実施の形態において、光制御層１２は、透光性部材１１の第１の主面１１ｂに設けられている。具体的には、光制御層１２は、透光性部材１１の第１の主面１１ｂに接するようにして第１の主面１１ｂの全面に形成されている。光制御層１２の厚さは、光制御層１２の全体において均一である。つまり、光制御層１２の厚さは、一定である。光制御層１２の厚みは、５μｍ以上１００μｍ以下であるとよいが、これに限らない。
　光制御層１２は、反射光の波長が入射光の入射角度に依存する反射波長選択性を有する。つまり、光制御層１２は、当該光制御層１２に入射した入射光が当該光制御層１２で反射したときの反射光の波長がその入射光の入射角度に依存する反射波長選択性を有する。
　具体的には、光制御層１２は、三次元的に周期的な構造である三次元周期構造体を有する。本実施の形態において、光制御層１２は、コロイド結晶を含むコロイド結晶膜である。コロイド結晶膜である光制御層１２は、図２の拡大図に示すように、複数のナノ粒子１２ａと、複数のナノ粒子１２ａを保持する母体樹脂１２ｂとによって構成されている。本実施の形態において、複数のナノ粒子１２ａ（コロイド粒子）は、三次元的に周期的に規則正しく配列されており、コロイド結晶として母体樹脂１２ｂ内に存在している。具体的には、複数のナノ粒子１２ａは、透光性部材１１の厚み方向と透光性部材１１の第１の主面１１ｂに平行な２軸方向（水平方向）との３軸方向に周期的に規則正しく配列されてコロイド結晶になっている。複数のナノ粒子１２ａは、光制御層１２の全体にわたって均一に配列されている。
　ナノ粒子１２ａは、粒子径がナノオーダサイズの粒子である。本実施の形態において、光制御層１２に含まれるナノ粒子１２ａの粒子径は、基本的には揃っているが、多少ばらつきがあってもよい。詳細は後述するが、光制御層１２に含まれる複数のナノ粒子の１２ａの平均粒子径及び／又は濃度を調整することで、光制御層１２の光学作用を変えることができる。
　複数のナノ粒子１２ａは、例えば、光を透光する透光性粒子である。透光性粒子であるナノ粒子１２ａとしては、例えば、ＳｉＯ２からなるシリカ粒子等の無機粒子を用いてもよいし、ポリスチレン粒子又はアクリル粒子等のポリマー粒子を用いてもよい。本実施の形態では、ナノ粒子１２ａとしてシリカ粒子を用いている。
　母体樹脂１２ｂは、複数のナノ粒子１２ａを固定するバインダである。母体樹脂１２ｂは、透光性を有する樹脂材料によって構成されている。本実施の形態において、母体樹脂１２ｂは、可視光に対して透明な樹脂材料によって構成されている。母体樹脂１２ｂは、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂及びスチレン樹脂等からなる群より選ばれる少なくとも一つを含有するとよい。
　コロイド結晶膜である光制御層１２は、例えば、次のようにして作製することができる。
　まず、トリエチレングリコールジメタクリレート（例えば新中村化学工業社製の「ＮＫエステル３Ｇ」）からなるモノマーの中に、含有量が４０％になるようにしてシリカ粒子を添加し、その後、超音波分散処理を施すことで、モノマー内にシリカ粒子を三次元に規則的に配列するように分散させた。このようにして、シリカ粒子がコロイド粒子としてモノマー中に均一に分散した分散液を得る。次に、この分散液中に、モノマー重量に対して１．０重量％の光重合開始剤（例えばＩＧＭ　Ｒｅｓｉｎｓ　Ｂ．Ｖ製のＩＲＧＡＣＵＲＥ－１１７３）を添加する。そして、この分散液を透光性部材１１（例えば２００ｍｍ角で１０ｍｍ厚のアクリル基板）にバーコーターを用いて塗布して塗布膜を形成する。この際、バーコーターは、番手が＃１０のものを使用するとよい。そして、得られた塗布膜に紫外光を照射してモノマーを重合させることにより、透光性部材１１の表面上に光制御層１２としてコロイド結晶を有するコロイド結晶膜を作製することができる。
　このようにして作製されたコロイド結晶膜は、コロイド結晶を構成する複数のナノ粒子１２ａの粒径サイズによって平面視したときの色が異なる。例えば、ナノ粒子１２ａとして平均粒子径が１８０ｎｍのシリカ粒子を用いて上記の方法で作製されたコロイド結晶膜Ｇは、平面視の色が緑色である。また、ナノ粒子１２ａとして平均粒子径が２００ｎｍのシリカ粒子を用いて上記の方法で作製されたコロイド結晶膜Ｒは、平面視の色が赤色である。
　ここで、実際に作製したコロイド結晶膜Ｇとコロイド結晶膜Ｒとについて、反射スペクトルを測定した。その測定結果を図３Ａ及び図３Ｂに示す。図３Ａは、平面視が緑色のコロイド結晶膜Ｇの反射スペクトルを示す図である。図３Ｂは、平面視が赤色のコロイド結晶膜Ｒの反射スペクトルを示す図である。なお、図３Ａ及び図３Ｂに示す反射スペクトルは、入射角を５°、１５°、３０°として入射角度ごとに反射スペクトル測定を測定した。また、反射スペクトルは、日本分光株式会社製の分光光度計（Ｖ－６５０）を用いて、測定オプションＡＲＭＶ－７３４で測定した。
　その結果、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、コロイド結晶膜Ｇ及びコロイド結晶膜Ｒは、いずれも、反射光の波長が入射光の入射角度に依存する反射波長選択性を有することが分かる。
　具体的には、コロイド結晶膜Ｇについては、図３Ａに示すように、入射角が５°の場合は、反射光のピーク波長が約５７０ｎｍであり、入射角が１５°の場合は、反射光のピーク波長が約５６０ｎｍであり、入射角が３０°の場合は、反射光のピーク波長が約５４０ｎｍになっている。このように、コロイド結晶膜Ｇは、緑色～黄緑色の範囲に反射波長域を有している。なお、コロイド結晶膜Ｇの正反射波長（入射角が０°）は、５７０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の範囲に存在すると考えられる。
　一方、コロイド結晶膜Ｒついては、図３Ｂに示すように、入射角が５°の場合は、反射光のピーク波長が約６４５ｎｍであり、入射角が１５°の場合は、反射光のピーク波長が約６４０ｎｍであり、入射角が３０°の場合は、反射光のピーク波長が約６１０ｎｍになっている。このように、コロイド結晶膜Ｒは、赤色の範囲に反射波長域を有している。なお、コロイド結晶膜Ｒの正反射波長（入射角が０°）は、６４５ｎｍ以上６５５ｎｍ以下の範囲に存在すると考えられる。
　光源２０は、導光体１０に向けて光を出射する。具体的には、光源２０は、導光体１０の透光性部材１１の少なくとも一つの端面に向けて光を出射する。本実施の形態において、光源２０は、透光性部材１１の第１の端面１１ａに向けて光を出射する。したがって、透光性部材１１の第１の端面１１ａには、光源２０から出射した光が入射する。本実施の形態において、光源２０の光軸は、透光性部材１１の第１の端面１１ａに対して垂直であり、また、透光性部材１１の第１の主面１１ｂと平行である。
　光源２０は、透光性部材１１の第１の端面１１ａに対向して配置されている。つまり、光源２０と透光性部材１１とはエッジライト構造になっている。具体的には、光源２０の光出射面が透光性部材１１の第１の端面１１ａに対面している。
　光源２０は、発光ダイオード（ＬＥＤ；Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）を含むＬＥＤモジュールである。本実施の形態において、光源２０は、白色光を出射する。したがって、光源２０から放射した白色光は、透光性部材１１の光入射面である第１の端面１１ａに入射する。
　光源２０は、発光素子２１と、発光素子２１が実装された実装基板２２とを有する。実装基板２２には、１個又は複数の発光素子２１が実装されている。本実施の形態では、複数の発光素子２１が実装基板２２に実装されている。実装基板２２は、長尺状の基板であり、例えば金属配線が所定のパターンで形成された配線基板である。実装基板２２のベース基板としては、樹脂基板、セラミック基板又は絶縁被膜された金属基板等を用いることができる。
　発光素子２１は、ＬＥＤによって構成されたＬＥＤ光源である。具体的には、発光素子２１は、白色光を放射する白色ＬＥＤ光源である。発光素子２１は、例えば、個々にパッケージ化された表面実装（ＳＭＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｍｏｕｎｔ　Ｄｅｖｉｃｅ）型のＬＥＤ素子であり、凹部を有する樹脂製又はセラミック製の白色の容器（パッケージ）と、容器の凹部の底部に一次実装された１つ以上のＬＥＤチップと、容器の凹部内に充填されてＬＥＤチップを封止する封止部材とを備える。封止部材は、例えばシリコーン樹脂等の透光性樹脂材料で構成されている。封止部材は、蛍光体等の波長変換材が含有された蛍光体含有樹脂であってもよい。
　ＬＥＤチップは、所定の直流電力により発光する半導体発光素子の一例であって、単色の可視光を発するベアチップである。ＬＥＤチップは、例えば、通電されれば青色光を発する青色ＬＥＤチップである。この場合、白色光を得るために、封止部材には、青色ＬＥＤチップからの青色光を励起光として蛍光発光するＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）等の黄色蛍光体が含有される。
　このように、本実施の形態における発光素子２１は、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体とによって構成された白色ＬＥＤ素子である。具体的には、黄色蛍光体は青色ＬＥＤチップが発した青色光の一部を吸収して励起されて黄色光を放出し、この黄色光と黄色蛍光体に吸収されなかった青色光とが混ざって白色光となる。なお、封止部材には、黄色蛍光体だけに限らず、赤色蛍光体及び緑色蛍光体が含まれていてもよい。
　複数の発光素子２１は、実装基板２２の長手方向に沿って実装基板２２にライン状に配列されている。ライン状に配列された複数の発光素子２１は、ライン状に光を発するライン光源として機能する。本実施の形態において、複数の発光素子２１は、実装基板２２の長手方向に沿ってほぼ等間隔で一列に実装されている。なお、各発光素子２１は、主発光面が、透光性部材１１の第１の端面１１ａ（光入射面）に対向するように実装基板２２に配置されている。
　なお、発光素子２１そのものがＬＥＤチップ（ベアチップ）であるＬＥＤ素子であってもよい。この場合、光源２０（ＬＥＤモジュール）は、ＬＥＤチップである発光素子２１が実装基板２２に直接実装されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｂｏａｒｄ）構造となる。光源２０をＣＯＢ構造のＬＥＤモジュールとする場合、例えば、発光素子２１として青色ＬＥＤチップを用いて、この青色ＬＥＤチップを実装基板２２に一列に複数実装して、黄色蛍光体が含有されたシリコーン樹脂からなる封止部材によって青色ＬＥＤチップを個々に又は一括に封止すればよい。
　また、光源２０とは別に又は光源２０の一部として、必要に応じて、光源２０から出射する光の配光を変更するレンズ等の配光可変機構、光源２０から出射する光の波長を制御するフィルタ、又は、光源２０から出射する光を散乱透過させる拡散板等の光学部材を有していてもよい。
　光源２０は、図示しない電源ユニットから供給される電力によって駆動される。電源ユニットは、例えば、複数の回路部品が実装された回路基板からなる電源（電源回路）と電源を収納する筐体とを有する。電源は、電源ユニットが受電した電力を所定の電力に変換して、光源２０に電力を供給する。これにより、光源２０が駆動されて発光する。電源ユニットは、発光装置１が備えていてもよいし、発光装置１とは別置されていてもよい。また、発光装置１は、電源を内蔵していてもよい。
　光源２０は、筐体３０に配置されている。筐体３０は、例えば、開口部を有する箱状の収納部材である。筐体３０は、例えば、金属材料又は樹脂材料によって構成されている。光源２０は、筐体３０の底部に配置される。具体的には、光源２０の実装基板２２が筐体３０の底面に載置される。なお、光源２０と筐体３０とは、光源ユニットとして一体に構成されていてもよい。また、本実施の形態において、筐体３０の開口部は、導光体１０の第１の端面１１ａによって塞がれているが、これに限らない。
　このように構成される発光装置１では、光源２０から出射した光が導光体１０の端面から導光体１０内に入射して導光して導光体１０から外部に放出される。具体的には、発光装置１では、光源２０から出射した光が透光性部材１１の第１の端面１１ａから入射して透光性部材１１内を導光して、その一部の光が第１の主面１１ｂから光制御層１２に入射する。そして、透光性部材１１から光制御層１２に入射した光は、光制御層１２で光学作用を受けて光制御層１２から外部に出射する。したがって、光制御層１２の外面は、発光装置１から光が取り出される面（光出射面）となる。
　なお、透光性部材１１に入射した光源２０の光には、光制御層１２を介して外部に出射する光だけではなく、光制御層１２を介することなく外部に出射する光が含まれていてもよい。例えば、透光性部材１１に入射した光源２０の光の一部の光は、透光性部材１１の第２の主面１１ｃ及び第２の端面１１ｄから出射してもよい。このように、発光装置１から光が取り出される面（光出射面）には、光制御層１２の外面だけではなく、透光性部材１１の第２の主面１１ｃ及び第２の端面１１ｄが含まれていてもよい。
　発光装置１から取り出される光は、例えば照明光として利用することができる。この場合、発光装置１は、照明光を照射する照明装置となる。特に、本実施の形態では、導光体１０を用いているので、発光装置１は、導光型照明装置（導光照明）として用いることができる。なお、発光装置１から取り出される光は、照明光以外の光として用いられていてもよい。
　次に、発光装置１の光学作用と発光装置１から取り出される光とについて説明する。具体的には、図４～図６を用いて、発光装置１の光学作用と発光装置１から取り出される光とについて、比較例１、２の発光装置と比較して説明する。
　図４は、比較例１の発光装置１Ｘの光学作用を説明するための図である。図５は、比較例２の発光装置１Ｙの光学作用を説明するための図である。図６は、本実施の形態に係る発光装置１の光学作用を説明するための図である。
　図４に示される比較例１の発光装置１Ｘは、図６に示される本実施の形態の発光装置１において光制御層１２が設けられていない構成になっている。つまり、比較例１の発光装置１Ｘにおける導光体１０Ｘは、透光性部材１１のみによって構成されている。
　また、図５に示される比較例２の発光装置１Ｙは、図６に示される本実施の形態の発光装置１において、コロイド結晶膜からなる光制御層１２を光学多層膜からなる光制御層１２Ｙに置き換えた構成になっている。つまり、比較例２の発光装置１Ｙにおける導光体１０Ｙは、透光性部材１１と、透光性部材１１の第１の主面１１ｂに形成された光学多層膜からなる光制御層１２Ｙとによって構成されている。光制御層１２Ｙを構成する光学多層膜は、透光性部材１１の厚さ方向に複数の光学膜が積層された構造になっている。
　なお、図６に示される本実施の形態に係る発光装置１において、光制御層１２は、図３Ｂに示される反射スペクトルを有するコロイド結晶膜Ｒからなる第１光制御層１２Ｒである。
　図４～図６に示すように、比較例１の発光装置１Ｘ、比較例２の発光装置１Ｙ及び本実施の形態に係る発光装置１においては、いずれも、光源２０から出射した光は、透光性部材１１の第１の端面１１ａから透光性部材１１内に入射する。
　この場合、図４に示すように、比較例１の発光装置１Ｘでは、透光性部材１１（つまり導光体１０Ｘ）を導光する光のうちの一部の光は、第１の主面１１ｂ又は第２の主面１１ｃを透過して透光性部材１１の外部に取り出される。一方、透光性部材１１を導光する光のうちの他の一部の光は、第１の主面１１ｂ及び第２の主面１１ｃで全反射を繰り返しながら透光性部材１１内を導光し、第１の主面１１ｂ又は第２の主面１１ｃからは取り出されない。
　このとき、図４の比較例１の発光装置１Ｘにおいて、透光性部材１１の第１の主面１１ｂ又は第２の主面１１ｃから取り出される光の光色は、第１の主面１１ｂ及び第２の主面１１ｃをどの角度から見ても光源２０から出射する光の色と同じである。例えば、光源２０から出射する光が白色光である場合、図４において、透光性部材１１の第１の主面１１ｂ又は第２の主面１１ｃから取り出される光の光色は、見る角度に依存することなく白色光である。
　また、図５に示すように、比較例２の発光装置１Ｙでは、透光性部材１１を導光する光のうちの一部の光は、第１の主面１１ｂを透過して光制御層１２Ｙを介して導光体１０Ｙの外部に取り出されるとともに、第２の主面１１ｃを透過して光制御層１２Ｙを介さずに導光体１０Ｙの外部に取り出される。一方、透光性部材１１を導光する光のうちの他の一部の光は、第１の主面１１ｂ及び第２の主面１１ｃで全反射を繰り返しながら透光性部材１１内を導光し、第１の主面１１ｂ又は第２の主面１１ｃからは取り出されない。
　このとき、図５の比較例２の発光装置１Ｙにおいて、光制御層１２Ｙは、周期構造を有する光学多層膜によって構成されているが、光制御層１２Ｙを構成する光学多層膜は、透光性部材１１の厚さ方向のみに周期的な構造、つまり一次元周期構造であるので、透光性部材１１から光制御層１２Ｙに入射した光は、後述する本実施の形態に係る発光装置１のような回折作用を受けないと考えられる。
　また、図６に示すように、本実施の形態に係る発光装置１では、透光性部材１１を導光する光のうちの一部の光は、第１の主面１１ｂを透過して光制御層１２を介して導光体１０の外部に取り出されるとともに、第２の主面１１ｃを透過して光制御層１２を介さずに導光体１０の外部に取り出される。
　この場合、図６に示される発光装置１において、光制御層１２は、三次元周期構造のコロイド結晶を含むコロイド結晶膜Ｒによって構成されているので、透光性部材１１の第１の主面１１ｂを透過して光制御層１２を介して導光体１０の外部に取り出される光は、透光性部材１１から光制御層１２に入射したときに、光制御層１２を構成するコロイド結晶膜Ｒによって光学作用を受けて導光体１０から取り出されることになる。
　本実施の形態において、光制御層１２は、透光性部材１１の厚み方向と透光性部材１１の第１の主面１１ｂに平行な２軸方向（水平方向）との３軸方向に周期的に規則正しく配列された複数のナノ粒子１２ａによって構成されたコロイド結晶を有する。これにより、透光性部材１１の第１の主面１１ｂから光制御層１２に入射した光は、光制御層１２で回折して回折光λとして導光体１０から取り出されることになる。
　このとき、光制御層１２に光が入射することで、コロイド結晶の周期間隔に応じて特定の方向に強い回折光λ（回折波）が生じることになる。したがって、図６に示される発光装置１において、透光性部材１１を導光して第１の主面１１ｂから光制御層１２に入射して光制御層１２から取り出される光の光色は、光制御層１２を見る角度によって色が異なる。
　具体的には、光制御層１２は、図３Ａに示される反射スペクトルを有するコロイド結晶膜Ｒによって構成されているので、光制御層１２から取り出される光は、図７及び図８に示すように、光制御層１２を見る角度によって赤色波長から青色波長までの広い範囲の色相を有する光となる。例えば、視点Ｐ１のユーザの目には光制御層１２から赤色光の回折光が届き、視点Ｐ２のユーザの目には光制御層１２から緑色光の回折光が届き、視点Ｐ３のユーザの目には光制御層１２から青色光の回折光が届く。つまり、光制御層１２を見る角度によって、光制御層１２は、赤色に見えたり、緑色に見えたり、青色に見えたりする。
　一方、透光性部材１１に入射した光のうち透光性部材１１を導光して第２の主面１１ｃを透過して光制御層１２を介さずに導光体１０の外部に取り出される光は、光制御層１２による光学作用を受けずに透光性部材１１の第２の主面１１ｃから外部に出射する。したがって、この光は光制御層１２で回折されないので、この光の光色は、見る角度の依存することなく光源２０から出射する光の光色と同じである。
　しかし、透光性部材１１に入射した光には、光制御層１２による光学作用を受けて透光性部材１１の第２の主面１１ｃから外部に出射する光も含まれる。具体的には、透光性部材１１の第１の主面１１ｂから光制御層１２に入射して光制御層１２で回折した光（回折光）のうち光制御層１２と空気層との界面で全反射して透光性部材１１に戻る光が透光性部材１１の第２の主面１１ｃから外部に出射する。
　つまり、透光性部材１１の第２の主面１１ｃから外部に取り出される光には、光制御層１２の光学作用を受けない光だけではなく、光制御層１２の光学作用を受けた光も含まれる。したがって、透光性部材１１の第２の主面１１ｃから外部に取り出される光の光色についても、透光性部材１１を見る角度によって色が異なることになる。具体的には、光制御層１２を見るときと同様に、透光性部材１１を見る角度によって赤色波長から青色波長までの広い範囲の色相を有する光となる。つまり、透光性部材１１の第２の主面１１ｃを見る角度によって、透光性部材１１は、赤色に見えたり、緑色に見えたり、青色に見えたりする。
　また、図６に示される発光装置１では、光制御層１２に入射した光は光制御層１２で回折されるので、図５に示される発光装置１Ｙのように透光性部材１１から光制御層１２に対して全反射する角度で入射したとしても、光制御層１２ではほとんど全反射せずに回折される。つまり、図６に示すように、透光性部材１１から光制御層１２に入射する光は、入射角度によらず、ほぼ回折光λとなり、反射光λ’はあまり生じない。したがって、図６に示される発光装置１は、図４に示される発光装置１Ｘ及び図５に示される発光装置１Ｙと比べて、光取り出し効率を向上させることもできる。
　このように、光制御層１２として、図３Ｂに示される反射スペクトルを有するコロイド結晶膜Ｒからなる第１光制御層１２Ｒを用いることで、光源２０から出射して導光体１０を導光して導光体１０から取り出される光の光色は、導光体１０を見る角度によって色が異なる。したがって、導光体１０の外面を見る角度によって、導光体１０は、赤色に見えたり緑色に見えたり青色に見えたりする。つまり、導光体１０を見る角度を変えていくことで、導光体１０の発光色が変化するように見える。
　次に、光制御層１２として、図３Ａに示される反射スペクトルを有するコロイド結晶膜Ｇからなる第２光制御層１２Ｇを用いた場合について、図９を用いて説明する。
　図９に示される発光装置１でも、図６に示される発光装置１と同様に、透光性部材１１の第１の主面１１ｂに光制御層１２が形成された導光体１０の端面に光源２０の光が入射しているので、透光性部材１１から光制御層１２に入射した光は回折して回折光となる。これにより、導光体１０から取り出される光は、見る角度に応じて異なる色になる。
　ここで、コロイド結晶膜からなる光制御層１２については、正反射波長よりも短波長の光を取り出すことができる。このため、図９に示される発光装置１では、光制御層１２として、正反射波長が黄緑色波長域に存在するコロイド結晶膜Ｇからなる第２光制御層１２Ｇを用いているので、黄緑色波長よりも短波長の光が回折光として導光体１０から放出される。
　具体的には、図９に示すように、光源２０から導光体１０の端面に白色光が入射した場合、導光体１０から取り出される光は、緑色光の回折光又は青色光の回折光となる。つまり、導光体１０を見る角度によって、導光体１０は、緑色に見えたり、青色に見えたりする。
　一方、コロイド結晶膜Ｇからなる光制御層１２では光が入射しても赤色の回折光が生成されないので、導光体１０を導光する白色光のうちの赤色成分である赤色光は、光制御層１２から取り出されることなく透光性部材１１内を導光していく。透光性部材１１内を導光する赤色光は、例えば透光性部材１１の第２の主面１１ｃ又は第２の端面１１ｄから外部に出射することになる。つまり、光制御層１２としてコロイド結晶膜Ｒではなくコロイド結晶膜Ｇを用いることで、赤色光は、光制御層１２からは外部に出射されずに光制御層１２に対しては透光性部材１１内に閉じ込められるような光学作用を受けて、光制御層１２が設けられた箇所とは別の箇所の導光体１０から外部に出射させることができる。
　このように、図９に示される発光装置１は、図６に示される発光装置１と同様に、見る角度に応じて異なる特定の波長の光を取り出すことができるが、図９に示される発光装置１では、一部の波長の光を光制御層１２から選択的に取り出すとともに、他の一部の波長の光を導光体１０に閉じ込めることができる。具体的には、図９に示される発光装置１では、青色から緑色の波長域の光については光制御層１２から選択的に取り出すことができるとともに、緑色の波長よりも長波長の波長域（赤色の波長域）の光については透光性部材１１内に閉じ込めてから透光性部材１１の第２の端面１１ｄから選択的に取り出することができる。
　図６と図９とから分かるように、光制御層１２を構成するコロイド結晶膜に含まれるコロイド結晶の組成によって、光制御層１２から取り出す光の波長を制御することができる。さらに、光制御層１２を構成するコロイド結晶膜に含まれるコロイド結晶の組成によって、特定の波長を透光性部材１１に閉じ込めることもできる。
　したがって、本実施の形態に係る発光装置１は、見る角度によって色が異なる照明光を照射する照明装置として利用したり見る角度によって異なる色の光を導光する色変化導光装置として利用したりできるだけではなく、狭帯域波長選択フィルタ又は分光プリズム等として利用することもできる。また、図９に示される発光装置１のように特定の波長の光を透光性部材１１に閉じ込めることができるので、本実施の形態に係る発光装置１は、特定の波長の光を伝送する光導波路を有する光伝送装置として利用することもできる。
　次に、本実施の形態に係る発光装置１の光学作用を検証する実験を行ったので、その実験結果について、図１０～図１８を用いて説明する。
　本実験では、図２に示される本実施の形態に係る発光装置１と図４に示される上記の比較例１の発光装置１Ｘとについて、光制御層から取り出される光の色相の角度依存性と発光強度の角度依存性とを測定した。この場合、本実施の形態における発光装置１については、光制御層１２として図３Ａに示される反射スペクトルを有するコロイド結晶膜Ｇを用いた場合を「実施例１」とし、光制御層１２として図３Ｂに示される反射スペクトルを有するコロイド結晶膜Ｒを用いた場合を「実施例２」とした。また、比較例１の発光装置１Ｘでは、透光性部材１１に光制御層１２（コロイド結晶膜）が形成されておらず透光性部材１１のみの導光体１０Ｘを用いている。
　図１０は、本実験の概要を説明するための図である。図１０に示すように、本実験では、本実施の形態に係る発光装置１において、第２の端面１１ｄにアルミテープを貼り付けて第２の端面１１ｄから光が出射しないようにした状態にして、ライン光源である光源２０から白色光を導光体１０の端面に入射して導光体１０の光制御層１２を発光させた。そのときの光制御層１２の発光スペクトルを分光光度計１００（大塚電子株式会社製のＭＣＰＤ－７０００）で測定するとともに発光スペクトルから色度を算出し、また、発光強度を算出した。このとき、図１０に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の三次元直交座標の測定系において、光制御層１２の外面に対して垂直なＸ軸方向を９０°とし、Ｙ軸の正方向を０°とし、Ｙ軸の負方向を１８０°としたときに、ＸＹ平面において、３０°、４５°、６０°、９０°、１２０°のそれぞれの角度を測定方向として、各測定方向における発光スペクトルを測定した。なお、測定方向は、ユーザが導光体１０を見るときの方向を意味している。また、色度については、ＣＩＥ１９３１色空間のｘｙ色度図における色度座標で示している。図示しないが、比較例１の発光装置１Ｘについても、図１０に示される本実施の形態に係る発光装置１と同様の方法で発光スペクトルを測定した。なお、透光性部材１１としては、本実施の形態における発光装置１及び比較例１の発光装置１Ｘのいずれにおいても厚さが１０ｍｍの透明なアクリル基板を用いた。
　また、本実験で用いた光源２０は、図１１に示される発光スペクトルを有する白色光源を用いた。具体的には、本実験で用いた光源２０は、図１１に示すように、発光ピーク波長が約４５５ｎｍの青色光を発する青色発光ダイオードと発光ピーク波長が約５４５ｎｍの黄緑色の蛍光を発するＹＡＧ蛍光体とを含む白色光を発する白色ＬＥＤ素子を有するＬＥＤモジュールである。なお、光源２０における白色ＬＥＤ素子には、発光ピーク波長が約６１５ｎｍの赤色蛍光体も添加されている。
　この条件で測定した結果、比較例１の発光装置１Ｘについては、測定方向の角度ごとに、図１２に示される発光スペクトルと図１３に示される色度が得られた。図１２及び図１３に示すように、比較例１の発光装置１Ｘについては、発光スペクトル及び色度に角度依存性が無いことが分かる。
　具体的には、図１２の発光スペクトルに示されるように、発光ピーク波長は、測定方向の角度が変わっても変化せず、光源２０の発光スペクトルの発光ピーク波長と同じになっている。また、図１３の色度図に示されるように、測定方向の角度ごとの各色度は、光源２０の色度からあまり変化せず、また、測定方向の角度が変わってもあまり変化しない。
　このように、比較例１の発光装置１Ｘについては、導光体１０Ｘをどの方向から見てもほぼ同じ光色の白色光が見えることになる。つまり、角度に依存することなく導光体１０Ｘからは白色光が取り出される。
　また、光制御層１２としてコロイド結晶膜Ｇを用いた実施例１の発光装置１については、測定方向の角度ごとに、図１４に示される発光スペクトルと図１５に示される色度が得られた。図１４及び図１５に示すように、実施例１の発光装置１については、発光スペクトル及び色度に角度依存性があることが分かる。
　具体的には、図１４の発光スペクトルに示されるように、複数の発光ピーク波長のうち青色の発光ピーク波長は、測定方向の角度が変わっても変化していないが、複数の発光ピーク波長のうち他のピーク波長は、測定方向の角度に応じて変化していくことが分かる。また、図１５の色度図に示されるように、測定方向の角度ごとの各色度は、測定方向の角度が変化するとともに変化していくことが分かる。この場合、色度は、白色領域を超えて変化しており、測定方向の角度が変化するにしたがって、黄緑色領域（３０°）→白色領域（４５°）→青紫色領域（６０°）→白色領域（９０°、１２０°）へと変化している。
　このように、実施例１の発光装置１については、導光体１０を見る角度に応じて異なる色の光が見えることになる。つまり、角度に依存して導光体１０からは異なる色の光が取り出される。具体的には、色が連続的に変化するグラデーション光として光を取り出すことができる。
　また、光制御層１２としてコロイド結晶膜Ｒを用いた実施例２の発光装置１については、測定方向の角度ごとに、図１６に示される発光スペクトルと図１７に示される色度が得られた。図１６及び図１７に示すように、実施例２の発光装置１についても、実施例１の発光装置１と同様に、発光スペクトル及び色度に角度依存性があることが分かる。
　具体的には、図１６の発光スペクトルに示されるように、複数の発光ピーク波長のうち青色の発光ピーク波長は、測定方向の角度が変わっても変化していないが、複数の発光ピーク波長のうち他のピーク波長は、測定方向の角度に応じて変化していくことが分かる。また、図１７の色度図に示されるように、測定方向の角度ごとの各色度は、測定方向の角度が変化するとともに変化していくことが分かる。この場合、色度は、白色領域を超えて変化しており、測定方向の角度が変化するにしたがって、橙色領域（３０°）→黄緑色領域（４５°）→青緑色領域（６０°）→白色領域（９０°）→黄緑色領域（１２０°）へと変化している。つまり、斜め方向から見るほど、有色の光に変化している。具体的には、色が連続的に変化するグラデーション光として光を取り出すことができる。
　このように、実施例２の発光装置１についても、実施例１の発光装置１と同様に、導光体１０を見る角度に応じて異なる色の光が見えることになる。つまり、角度に依存して導光体１０からは異なる色の光が取り出される。
　図１８は、実施例１、２の発光装置１について、光制御層１２から取り出される光の発光強度の角度依存性を示している。図１８では、実施例１、２の発光装置１と比較例１の発光装置１Ｘとについて、３０°、４５°、６０°、９０°、１２０°の各測定方向について分光光度計１００で測定した発光強度をもとに、比較例１の発光装置１Ｘに対する実施例１、２の発光装置１の相対的な発光強度（発光強度比）の発光スペクトルを示している。図１８において、黒色の四角は、実施例１の発光装置１の発光強度／比較例１の発光装置の発光強度を示しており、白色の丸は、実施例２の発光装置１の発光強度／比較例１の発光強度を示している。
　図１８に示すように、コロイド結晶膜からなる光制御層１２を透光性部材１１に形成することによって、測定方向の角度に応じて特定の波長の光が取り出されて導光体１０から出射する光の取り出し効率が向上していることが分かる。この場合、取り出される光の波長は、コロイド結晶膜の組成によって異なる。
　具体的には、測定方向の角度が３０°の場合、実施例１、２の発光装置１は、比較例１の発光装置１Ｘに対して、可視光領域の波長全域において光取り出し効率が向上していることが分かる。特に、実施例１の発光装置１では、ピーク波長が５５５ｎｍ付近の光が急峻に取り出されて光取り出し効率が大きく向上していることが分かる。また、実施例２の発光装置１では、特に、ピーク波長が６４０ｎｍ付近の光が急峻に取り出されて光取り出し効率が大きく向上していることが分かる。
　また、測定方向の角度が４５°の場合においても、実施例１、２の発光装置１は、比較例１の発光装置１Ｘに対して、可視光領域の波長全域において光取り出し効率が向上していることが分かる。特に、実施例１の発光装置１では、ピーク波長が４７０ｎｍ付近の光が急峻に取り出されて光取り出し効率が大きく向上していることが分かる。また、実施例２の発光装置１では、ピーク波長が５５５ｎｍ付近の光が急峻に取り出されて光取り出し効率が大きく向上していることが分かる。
　また、測定方向の角度が６０°の場合においても、実施例１、２の発光装置１は、比較例１の発光装置１Ｘに対して、可視光領域の波長全域において光取り出し効率が向上していることが分かる。特に、実施例１の発光装置１では、ピーク波長が４６０ｎｍ付近の光が急峻に取り出されて光取り出し効率が大きく向上していることが分かる。また、実施例２の発光装置１では、ピーク波長が４７０ｎｍ付近の光が急峻に取り出されて光取り出し効率が大きく向上していることが分かる。
　また、測定方向の角度が９０°の場合においても、実施例１、２の発光装置１は、比較例１の発光装置１Ｘに対して、可視光領域の波長全域において光取り出し効率が向上していることが分かる。
　また、測定方向の角度が１２０°の場合は、実施例１、２の発光装置１は、比較例１の発光装置１Ｘに対して、６００ｎｍ以下の可視光領域の波長において光取り出し効率が向上していることが分かる。特に、実施例１の発光装置１では、波長が５００ｎｍ以下の可視光領域の光が取り出されて光取り出し効率が大きく向上していることが分かる。また、実施例２の発光装置１では、ピーク波長が５４０ｎｍ付近の光が取り出されて光取り出し効率が大きく向上していることが分かる。
　以上説明したように、本実施の形態に係る発光装置１では、反射波長選択性を有する光制御層１２と透光性を有する透光性部材１１と光源２０との位置関係を工夫している。具体的には、透光性部材１１の表面の少なくとも一部に光制御層１２を設けて導光体１０が構成されており、透光性部材１１の第１の端面１１ａに向けて光を出射するように光源２０を配置している。
　この構成により、光源２０から出射して第１の端面１１ａから透光性部材１１の内部に入射した光は、透光性部材１１の内部を導光して光制御層１２に入射する。このとき、光制御層１２は、反射光の波長が入射光の入射角度に依存する反射波長選択性を有しているので、透光性部材１１から光制御層１２に入射した光は、光制御層１２の反射波長選択性による光学作用を受けて導光体１０から出射することになる。これにより、導光体１０から出射する光は、導光体１０を見る角度によって異なる色になる。つまり、見る角度に応じて導光体１０の発光色が変化する。このように、本実施の形態に係る発光装置１によれば、見る角度によって導光体１０の色が変わり、見る角度に応じて異なる特定の波長の光を取り出すことができるという新規な取り出し方で光を取り出すことができる。例えば、見る角度を変えていくことで色が連続的に変化するグラデーション光として光を取り出すことができる。
　特に、本実施の形態における発光装置１では、光制御層１２が三次元周期構造体を有している。具体的には、光制御層１２は、コロイド結晶を含むコロイド結晶膜によって構成されている。
　これにより、透光性部材１１から光制御層１２に入射した光は、光制御層１２の三次元周期構造体によって回折して角度に応じた特定の波長の回折光が発生するので、見る角度に応じて異なる特定の波長の光を導光体１０から取り出すことができる。
　例えば、光制御層１２として、図３Ｂに示される反射スペクトルを有するコロイド結晶膜Ｒを用いることで、光源２０から透光性部材１１に白色光を入射させて光制御層１２に白色光が入射すると、光制御層１２において、赤色光、緑色光及び青色光等の青色領域から赤色領域の波長を含む回折光が発生する。これにより、見る角度によって導光体１０が赤色に見えたり緑色に見えたり青色に見えたりする。
　このように、第１の主面１１ｂにコロイド結晶膜が形成された透光性部材１１に対して透光性部材１１の第１の端面１１ａから光を入射させることで角度に依存して特定の波長の光を取り出すことができるとの知見は、本発明者らが見出した従来にはない画期的なものである。
　また、コロイド結晶膜からなる光制御層１２については、正反射波長よりも短波長の光を取り出すことができることも分かった。このため、光制御層１２として、図３Ａに示される反射スペクトルを有するコロイド結晶膜Ｇを用いることで、光源２０から透光性部材１１に白色光を入射させて光制御層１２に白色光が入射すると、光制御層１２において、緑色光及び青色光の回折光が発生して、見る角度によって導光体１０が緑色に見えたり青色に見えたりするが、光制御層１２で赤色光の回折光が生じないので、赤色光は光制御層１２から外部に出射せずに透光性部材１１内に閉じ込められることになる。なお、本実施の形態では、透光性部材１１に閉じ込められた赤色光は、透光性部材１１の第２の端面１１ｄから外部に出射することになる。
　したがって、本実施の形態における発光装置１によれば、透光性部材１１に入射させた光のうちの特定の波長については光制御層１２から出射させつつ他の特定の波長の光については透光性部材１１内に選択的に閉じ込めてから透光性部材１１の光制御層１２が設けられた箇所とは別の箇所から外部に出射させることができるという新規な取り出し方で光を取り出すことができる。したがって、光源２０から出射した光を波長に応じて分離することができる。この場合、閉じ込めた光を伝送させることで、照明装置と光伝送装置との両方の機能を有する発光装置を実現することができる。
　このように、第１の主面１１ｂにコロイド結晶膜が形成された透光性部材１１の第１の端面１１ａから光を入射させたときに、コロイド結晶膜の組成を工夫することで、特定の波長をコロイド結晶膜から出射させつつ他の特定の波長については閉じ込めることができるとの知見についても、本発明者らが見出した従来にはない画期的なものである。
　さらに、本実施の形態における発光装置１によれば、見る角度に応じて異なる特定の波長の光を取り出したり特定の波長の光を閉じ込めたりするだけではなく、上記のように、光取り出し効率を向上させることもできることも分かった。つまり、光取り出し効率を向上させつつ見る角度に応じて異なる特定の波長の光を取り出したり特定の波長の光を閉じ込めたりできるという新規な取り出し方で光を取り出すことができる。
　このように、第１の主面１１ｂにコロイド結晶膜が形成された透光性部材１１の第１の端面１１ａから光を入射させたときに光取り出し効率が向上するとの知見についても、本発明者らが見出した従来にはない画期的なものである。
　また、コロイド結晶膜は、塗布法によって形成することができるので、大面積の光制御層１２を容易に形成することができる。したがって、コロイド結晶膜を用いることで、発光装置１を容易に大面積化することもできる。さらに、コロイド結晶膜は、特殊な微細加工を要することなく形成することができるので、安価に形成することができる。したがって、見る角度によって色が変わる発光装置１を低コストで製造することができる。
　また、コロイド結晶膜からなる光制御層１２は、厚さ５μｍ以上１００μｍ以下であるとよい。
　コロイド結晶膜の厚さが薄すぎると、回折による光学作用が得られにくくなる。一方、コロイド結晶膜の厚さが厚すぎるとナノ粒子を周期的に配列することが難しくなり、コロイド結晶膜の透過率が低下する。このため、意匠性及び光取り出し効率が悪くなる。したがって、このような観点から、コロイド結晶膜からなる光制御層１２の厚さは、５μｍ以上１００μｍ以下であるとよい。
　また、上記のように、光制御層１２を構成するコロイド結晶膜は、特定の正反射波長を有するとともに一定の範囲に反射波長域を有する。この場合、本実施の形態では、光制御層１２に含まれるナノ粒子１２ａの平均粒子径を変えることで、コロイド結晶膜の反射波長域及び正反射波長を変更したが、これに限らない。例えば、コロイド結晶膜（光制御層１２）に含まれるナノ粒子１２ａの濃度を変えたり、コロイド結晶膜（光制御層１２）に含まれるナノ粒子１２ａの材質を変えたり、平均粒子径が異なる複数のナノ粒子１２ａを用いたり、あるいは、これらの要素を組み合わせたりすることで、コロイド結晶膜の正反射波長及び反射波長域を変更することができる。つまり、コロイド結晶膜の反射波長域及び正反射波長は、任意に設計することができる。この場合、上記のように、コロイド結晶膜については、正反射波長よりも短波長の光を取り出すことができるため、例えば、可視光における色変化を大きくしたければ、赤色領域から近赤外領域（６１０ｎｍ～９００ｎｍ）に反射波長域を有するコロイド結晶膜を形成すればよいし、色変化の程度を小さくしたければ、青緑色領域から橙色領域（５００ｎｍ～６００ｎｍ）に反射波長域を有するコロイド結晶膜を形成すればよい。
　また、コロイド結晶膜のコロイド結晶の粒子配列構造は、完全な周期性を有する三次元周期構造であってもよいし、完全な周期性を有さない三次元周期構造であってもよい。この場合、コロイド結晶が完全な周期構造であれば、波長と粒子配列周期との関係から特定の方向に強い回折光が発生して、見る角度による色変化が大きい発光装置が得られる。一方、コロイド結晶が完全な周期構造ではなく、部分的に適度に周期が乱れた構造であれば、特定の方向に発生する回折光が弱まって色変化が小さい発光装置が得られる。
　なお、本実施の形態において、コロイド結晶膜におけるコロイド結晶の概念には、コロイド固溶体が含まれていてもよい。コロイド固溶体は、ナノ粒子がコロイド結晶化して固溶体に類似の結晶構造を有するものをいう。つまり、コロイド粒子であるナノ粒子が規則配列構造を形成し、あたかも固溶体のような集合体をなしているものをいう。
　また、本実施の形態において、光制御層１２は、透光性部材１１に直接形成したが、これに限らない。例えば、光制御層１２として、透明フィルム等の透明基材にコロイド結晶膜からなる光制御膜が形成された光制御シートを用いて、この光制御シートを透光性部材１１に接着剤等に貼り合わせてもよい。
　また、本実施の形態において、光制御層１２は、透光性部材１１の第１の主面１１ｂの全面に形成したが、これに限らない。光制御層１２は、透光性部材１１の表面の一部に形成されていればよい。例えば、図１９の（ａ）に示される発光装置１Ａのように、透光性部材１１の第１の主面１１ｂの一部に矩形状の光制御層１２Ａが形成された導光体１０Ａを用いてもよい。また、図１９の（ｂ）に示される発光装置１Ｂのように、透光性部材１１の第１の主面１１ｂの一部に文字又は模様等のパターンを有する光制御層１２Ｂが形成された導光体１０Ｂを用いてもよい。
　また、本実施の形態において、透光性部材１１に設けられた光制御層１２は、コロイド結晶膜Ｇ及びコロイド結晶膜Ｒのいずれかの１種類であったが、これに限らない。例えば、図１９の（ｃ）に示される発光装置１Ｃのように、透光性部材１１の第１の主面１１ｂにコロイド結晶膜Ｒからなる第１光制御層１２Ｒ及びコロイド結晶膜Ｇからなる第２光制御層１２Ｇを横並びに配置した光制御層１２Ｃが形成された導光体１０Ｃを用いてもよい。あるいは、図１９の（ｄ）に示される発光装置１Ｄのように、透光性部材１１の第１の主面１１ｂにコロイド結晶膜Ｒからなる第１光制御層１２Ｒとコロイド結晶膜Ｇからなる第２光制御層１２Ｇとが積層された多層膜からなる光制御層１２Ｄが形成された導光体１０Ｄを用いてもよい。つまり、光制御層１２Ｃとして、各々が反射波長選択性を有する複数の光制御膜が積層された積層膜を用いてもよい。これにより、見る角度に応じて色の変化に富んだ発光装置を実現することができる。
　（実施の形態２）
　次に、実施の形態２に係る発光装置１Ｅについて、図２０を用いて説明する。図２０は、実施の形態２に係る発光装置１Ｅの断面図である。
　図２０に示すように、本実施の形態に係る発光装置１Ｅは、上記実施の形態１に係る発光装置１において、透光性部材１１を導光する光を第１の主面１１ｂに向けて反射する反射部が透光性部材１１の第２の主面１１ｃに設けられた構造になっている。
　具体的には、本実施の形態に係る発光装置１Ｅは、透光性部材１１Ｅ内を導光する光を第１の主面１１ｂに向けて反射する反射部が形成された透光性部材１１Ｅと光制御層１２とを有する導光体１０Ｅと、光源２０とを備える。本実施の形態において、透光性部材１１Ｅ内を導光する光を第１の主面１１ｂに向けて反射する反射部は、透光性部材１１Ｅの第２の主面１１ｃに形成された複数の凹部１１ｃ１である。
　具体的には、複数の凹部１１ｃ１の各々は、透光性部材１１Ｅ内を導光する光を第１の主面１１ｂに向けて反射させる反射面を有する反射プリズムである。複数の凹部１１ｃ１の各々は、例えばレーザ又はエッチング等によって透光性部材１１Ｅの第２の主面１１ｃを表面加工することで形成された微細な凹部である。一例として、複数の凹部１１ｃ１の各々は、断面形状が三角形状であり、例えば、円錐、三角柱、三角錐又は四角錘等の凹部である。なお、本実施の形態における透光性部材１１Ｅは、凹部１１ｃ１が形成されていること以外は、上記実施の形態１における透光性部材１１と同じ構成である。
　このように、本実施の形態に係る発光装置１Ｅは、上記実施の形態１に係る発光装置１と同様に、透光性部材１１Ｅの表面の少なくとも一部に光制御層１２を設けて導光体１０Ｅが構成されており、透光性部材１１Ｅの第１の端面１１ａに向けて光を出射するように配置された光源２０を有する。
　この構成により、本実施の形態に係る発光装置１Ｅは、上記実施の形態１に係る発光装置１と同様の効果を奏する。例えば、見る角度に応じて異なる特定の波長の光を取り出したり特定の波長の光を閉じ込めたり光取り出し効率を向上させたりできるとの効果を奏する。
　しかも、本実施の形態に係る発光装置１Ｅでは、透光性部材１１Ｅ内を導光する光を第１の主面１１ｂに向けて反射する反射部として、透光性部材１１Ｅの第２の主面１１ｃに複数の凹部１１ｃ１が形成されている。これにより、上記実施の形態１に係る発光装置１と比べて、透光性部材１１から光制御層１２に入射する光の量を多くすることができるので、光制御層１２側から導光体１０の外部に出射する光の取り出し量を大きくすることができる。したがって、上記実施の形態１における発光装置１と比べて、発光装置１Ｅの光取り出し効率をさらに向上させることができる。
　なお、本実施の形態において、複数の凹部１１ｃ１は、図２１の（ａ）に示すように、第２の主面１１ｃの全体にわたって等ピッチで均一にドット状に点在するように形成されているが、これに限らない。例えば、図２１の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、複数の凹部１１ｃ１は、密度分布を変える等して第２の主面１１ｃの一部に形成されていてもよい。例えば、この場合、図２１の（ｂ）に示すように、第２の主面１１ｃに、凹部１１ｃ１が形成されている領域と凹部１１ｃ１が形成されていない領域とを設けてもよい。これにより、凹部１１ｃ１が形成されている領域に対向する部分の光制御層１２（導光体１０Ｅ）から出射する光の量を大きくすることができ、発光装置１Ｅの輝度を部分的に高めることができる。一方、図２１の（ｃ）に示すように、光源２０から遠ざかるほど凹部１１ｃ１の密度分布が疎から密に変化するように複数の凹部１１ｃ１を形成してもよい。これにより、導光体１０Ｅの全体から均一に光を取り出すことができ、発光装置１Ｅの輝度均斉度を向上させることができる。また、図２１の（ｄ）に示すように、透光性部材１１Ｅがフィルム状の場合は、曲面である第２の主面１１ｃに凹部１１ｃ１が形成されていてもよい。これにより、発光装置１Ｅの輝度を部分的に変えることができる。このように、複数の凹部１１ｃ１のパターンを工夫することによって、導光体１０Ｅの全体から均一に光を取り出したり、部分的に輝度を高めて光を取り出したり、部位によって取り出す光の量を調整することができる。
　なお、本実施の形態では、透光性部材１１Ｅ内を導光する光を第１の主面１１ｂに向けて反射する反射部として、透光性部材１１Ｅの第２の主面１１ｃに形成された複数の凹部１１ｃ１を用いたが、これに限らない。例えば、透光性部材１１Ｅ内を導光する光を第１の主面１１ｂに向けて反射する反射部として、透光性部材１１Ｅの第２の主面１１ｃに印刷された複数の反射ドットを用いてもよい。
　（変形例）
　以上、本発明に係る発光装置等について、実施の形態１、２に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態１、２に限定されるものではない。
　例えば、上記実施の形態１、２において、光制御層１２は、透光性部材１１、１１Ｅの第１の主面１１ｂの片面のみに形成されていたが、これに限らない。具体的には、図２２に示される発光装置１Ｆのように、光制御層１２は、透光性部材１１の第１の主面１１ｂ及び第２の主面１１ｃの各々に設けられていてもよい。つまり、本変形例における発光装置１Ｆの導光体１０Ｆでは、透光性部材１１の第１の主面１１ｂ及び第２の主面１１ｃの両面に光制御層１２が設けられた構成になっている。この構成により、見る角度に応じて取り出される特定の波長の光の取り出し効率を向上させることができる。また、特定の波長の光を光制御層１２から出射させつつ他の特定の波長の光を閉じ込めて伝送させる場合には、光を閉じ込める効果を向上させることができる。なお、第１の主面１１ｂに形成される光制御層１２と第２の主面１１ｃに形成される光制御層１２とは、同じものであってもよいし異なっていてもよい。例えば、第１の主面１１ｂに形成される光制御層１２と第２の主面１１ｃに形成される光制御層１２とをいずれもコロイド結晶膜Ｒ又はコロイド結晶膜Ｇとしてもよいし、第１の主面１１ｂに形成される光制御層１２をコロイド結晶膜Ｒ及びコロイド結晶膜Ｇの一方とし、第２の主面１１ｃに形成される光制御層１２をコロイド結晶膜Ｒ及びコロイド結晶膜Ｇの他方としてもよい。
　また、上記実施の形態１、２では、光源２０は１つであったが、光源２０は、複数であってもよい。この場合、図２３及び図２４に示される発光装置１Ｇのように、２つの光源２０を用いて、一方の光源２０を透光性部材１１の第１の端面１１ａに対向するように配置し、他方の光源２０を透光性部材１１の第２の端面１１ｄに対向するように配置してもよい。これにより、透光性部材１１の第１の端面１１ａ及び第２の端面１１ｄの左右両端面から透光性部材１１に光を入射させることができるので、導光体１０から取り出される光の色度の変化を左右対称にすることができる。
　あるいは、図２５に示される発光装置１Ｈのように、４つの光源２０を用いて、透光性部材１１の４つの端面を囲むように配置してもよい。具体的には、透光性部材１１において、左端面である第１の端面１１ａと右端面である第２の端面１１ｄと上端面である第３の端面と下端面である第４の端面とのそれぞれに対向するように各光源２０を配置してもよい。これにより、透光性部材１１の上下左右の４つの端面から透光性部材１１に光を入射させることができるので、導光体１０から取り出される光の色度の変化を上下左右対称にすることができる。
　また、上記実施の形態１、２において、光源２０の光軸は、透光性部材１１の第１の主面１１ｂと平行であり、また、光源２０の光軸が変化しないように構成されていたが、これに限らない。例えば、図２６に示される発光装置１Ｉのように、光源２０の光軸を調整する光軸調整機構４０を備えていてもよい。光軸調整機構４０は、例えば光源２０を収納する筐体３０を回動することができる駆動装置であり、アクチュエータ等によって構成されている。光軸調整機構４０によって筐体３０を回動して光源２０の光軸の向きを調整することで、光源２０から透光性部材１１の第１の端面１１ａに入射する光の向きを調整することができる。このように光源２０の光軸の向きを変化させることで導光体１０から取り出される光の色を変化させることができる。したがって、光源２０の光軸の向きを変えることで導光体１０を見る角度を変えることなく導光体１０から出射する光の色を変えることができる。つまり、本変形例に係る発光装置１Ｉによれば、同じ視点から発光装置１Ｉを見ている場合であっても発光色が変化して見える。つまり、見る角度を変えることなく異なる特定の波長の光を取り出すことができる。また、光源２０の光軸の向きを変えることで本来全反射して取り出すことができない光を取り出すことも可能になるので、光取り出し効率をさらに向上させることも可能となる。なお、図示しないが、光源２０の光軸の向きを変えるのではなく、光源２０から出射する光の配光を変更する配光可変機構を用いても、導光体１０を見る角度を変えることなく導光体１０から出射する光の色を変えることができる。つまり、光源２０の光軸の向きを変えることなく光源２０から出射する光の配光角を変更することで、見る角度に応じて異なる特定の波長の光を取り出すことができる。
　また、上記実施の形態１、２において、透光性部材１１は、平板状の基板としたが、これに限らない。例えば、図２７に示される発光装置１Ｊのように、透光性部材１１Ｊとして棒状のものを用いて導光体１０Ｊを棒状の導光棒としてもよい。この場合、光制御層１２は、棒状の透光性部材１１Ｊの側面全面に形成して円筒状に構成されていてもよいが、棒状の透光性部材１１Ｊの側面の一部に形成されていてもよい。なお、棒状の透光性部材１１Ｊは、リジッドな長尺状の円柱体に限らず、光ファイバーのように可撓性を有するものであってもよい。このように、棒状の導光体１０Ｊにすることで、曲線状に湾曲させることで意匠性の高い発光装置１Ｊを実現することができる。また、光制御層１２としてコロイド結晶膜Ｇ等を用いることで、透光性部材１１Ｊに入射させた光のうちの特定の波長については光制御層１２から出射させつつ、他の特定の波長の光については透光性部材１１Ｊ内に選択的に閉じ込めて伝送して透光性部材１１Ｊの第２の端面１１ｄから出射させることができる。したがって、特定の波長を照明光と照射する照明装置と他の特定の波長の光を伝送する光伝送装置との両方の機能を有する発光装置１Ｊを実現することができる。この場合、導光体１０Ｊの透光性部材１１Ｊが光導波路（光伝送路）となる。
　また、上記実施の形態１、２において、光制御層１２が最表面層であって、光制御層１２の外面（光取り出し面）は露出していて空気層との界面であったが、これに限らない。例えば、図２８に示される発光装置１Ｋのように、光制御層１２の外面（光取り出し面）に拡散層５０が形成されていてもよい。拡散層５０は、例えば、入射した光を散乱反射させる微粒子が分散された乳白色の拡散膜である。光制御層１２の外面に拡散層５０を形成することで、光制御層１２で回折した光は拡散層５０で拡散されてから外部に取り出されることになる。したがって、角度による色変化のグラデーションを緩やかにすることができる。
　この場合、図２９に示される発光装置１Ｌのように、さらに、拡散層５０の外面に反射シート６０を貼り合わせてもよい。これにより、光制御層１２で回折して拡散層５０で拡散された光は反射シート６０で反射するので、透光性部材１１の拡散層５０側から光が取り出されず、透光性部材１１の第２の主面１１ｃから光が取り出されることになる。
　また、上記実施の形態１、２において、光源２０から出射した白色光を透明な透光性部材１１に入射させることで光制御層１２に白色光を入射させたが、これに限らない。例えば、図３０に示される発光装置１Ｍのように、光源２０Ｍの発光素子２１Ｍとして青色光を発する青色発光素子を用いるとともに、導光体１０Ｍの透光性部材１１Ｍとして黄色蛍光体１１Ｍ１が含有された蛍光体含有樹脂１１Ｍ２からなる蛍光板を用いてもよい。この場合、光源２０Ｍから出射して透光性部材１１Ｍに入射した青色光によって透光性部材１１Ｍ内の黄色蛍光体１１Ｍ１が励起されて黄色光を発し、光源２０Ｍの青色光と黄色蛍光体１１Ｍ１の黄色光とが混合されて透光性部材１１Ｍで白色光が生成される。この透光性部材１１Ｍで生成された白色光が光制御層１２に入射して回折し、見る角度に応じて異なる特定の波長の光が導光体１０Ｍから取り出される。なお、青色発光素子と黄色蛍光体とによって白色光を生成する場合に限らず、青色発光素子と赤色蛍光体及び緑色蛍光体との組み合わせによって白色光を生成してもよいし、紫外光を発するＵＶ発光素子と複数種類の蛍光体との組み合わせによって白色光を生成してもよい。なお、蛍光体は、蛍光顔料であってもよいし蛍光染料であってもよい。
　また、上記実施の形態１、２において、導光体１０は、透光性部材１１と透光性部材１１の表面に設けられた光制御層１２とによって構成されていたが、これに限らない。例えば、図３１に示される発光装置１Ｎのように、導光体１０Ｎは、透光性部材１１Ｎと透光性部材１１に含まれる複数のナノ粒子１２ａとによって構成されていてもよい。具体的には、導光体１０Ｎは、複数のナノ粒子１２ａをコロイド結晶として含むバルク体である。なお、透光性部材１１Ｎは、例えば、透光性樹脂材料によって構成されている。
　また、上記実施の形態１、２において、透光性部材１１の第２の主面１１ｃは外部に露出していたが、これに限らない。例えば、図３２に示される発光装置１Ｏのように、透光性部材１１の第２の主面１１ｃは、筐体３０Ｏの一部で覆われていてもよい。この場合、筐体３０Ｏにおける透光性部材１１の第２の主面１１ｃを覆う部分は、光反射性を有しているとよい。これにより、筐体３０Ｏにおける透光性部材１１の第２の主面１１ｃを覆う部分を、透光性部材１１を導光する光を第１の主面１１ｂに向けて反射する反射部として機能させることができる。したがって、上記実施の形態２と同様に、透光性部材１１から光制御層１２に入射する光の量を多くすることができるので、光制御層１２側から導光体１０の外部に出射する光の取り出し量を大きくすることができる。
　なお、筐体３０Ｏの一部で透光性部材１１内を導光する光を反射させるのではなく、図３３に示される発光装置１Ｐのように、筐体３０Ｏにおける透光性部材１１の第２の主面１１ｃを覆う部分と透光性部材１１との間に反射シート７０を別途配置してもよい。つまり、透光性部材１１を導光する光を第１の主面１１ｂに向けて反射する反射部として、透光性部材１１の第２の主面１１ｃに接する反射シート７０を配置してもよい。この場合も、光制御層１２側から導光体１０の外部に出射する光の取り出し量を大きくすることができる。なお、反射シート７０は、白色樹脂によって構成されていてもよいし、金属膜が形成されたシートあるいは金属シートそのものであってもよいし、反射プリズムが形成されたプリズムシートであってもよい。
　また、上記実施の形態１、２において、透光性部材１１の第１の端面１１ａは、第１の主面１１ｂに対して垂直であったが、これに限らない。例えば、図３４に示される発光装置１Ｑのように、導光体１０Ｑの透光性部材１１Ｑは、端部がカットされた形状であってもよい。具体的には、透光性部材１１Ｑの端部に傾斜部１１Ｑ１が形成されており、第１の端面１１ａが第１の主面１１ｂに対して傾斜する傾斜面になっている。この場合、傾斜面である第１の端面１１ａに対して光源２０の光軸が垂直となるように光源２０を配置するとよい。
　また、上記実施の形態１、２において、透光性部材１１の第１の端面１１ａは、平坦面であったが、これに限らない。例えば、図３５に示される発光装置１Ｒのように、導光体１０Ｒの透光性部材１１Ｒの第１の端面１１ａに、透光性部材１１Ｒの内側に向かって凹んだテーパ面を有する凹部１１Ｒ１が形成されていてもよい。これにより、光源２０から出射した光が第１の端面１１ａで反射することを抑制できるので、透光性部材１１Ｒに入射する光源２０の光の量を多くすることができる。つまり、光源２０の光の透光性部材１１Ｒへの入射効率を向上させることができる。これにより、導光体１０Ｒから外部に出射する光の取り出し量を大きくすることができ、発光装置１Ｒの光取り出し効率を向上させることができる。
　また、上記実施の形態１、２では、三次元周期構造体を有する光制御層１２として、コロイド結晶を含むコロイド結晶膜を用いたが、これに限らない。例えば、光制御層１２は、見る角度によって色を変化させるような回折光を生成する回折格子等の三次元周期構造を有するものであってもよい。ただし、上記実施の形態１のような回折光を生成する回折格子は、精密な微細加工を要するのでコストが高くなる。一方、コロイド結晶膜は、塗布するだけで形成することができるので、大面積であっても低コストで作製することができる。したがって、光制御層１２としては、コロイド結晶を含むコロイド結晶膜を用いる方がよい。
　また、上記実施の形態１、２では、１つの光源２０を用いて光源２０から出射した光を、透光性部材１１の第１の端面１１ａから透光性部材１１内に入射させたが、これに限らない。例えば、１つの光源２０から出射した光を、透光性部材１１の第２の端面１１ｄから透光性部材１１内に入射させてもよいし、透光性部材１１の第１の主面１１ｂ又は第２の主面１１ｃから透光性部材１１内に入射させてもよい。したがって、光源２０は、透光性部材１１の第１の端面１１ａに対向するように配置するのではなく、透光性部材１１の第２の端面１１ｄ、第１の主面１１ｂ、又は、第２の主面１１ｃに対向するように配置してもよい。
　また、上記実施の形態１、２において、光源２０は、広帯域な波長範囲に連続的な光強度を有する白色光源としたが、これに限らない。例えば、光源２０は、ピーク波長が特定の一つである単一波長の光、又は、ピーク波長が特定の複数である複数波長を含む光を放つものであってもよい。例えば、光源２０は、赤色の単一波長の光を放つものであってもよいし、ピーク波長が赤色、緑色及び青色の３波長を含む白色光を放つものであってもよい。なお、光源２０が出射する光が白色光である場合、見る角度に応じて取り出される光（回折光）の色を異ならせることができる。つまり、観察角度に応じて色変化のグラデーションが視認される。一方、光源２０が出射する光が単一波長の光である場合は、ユーザが視認できるほどの色変化は起こらず、単一波長に対応した角度のときにだけ光が取り出される。これにより、単一波長に対応した角度のときだけ光ってみえる発光装置を実現することができる。
　また、上記実施の形態１、２において、光源２０は、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体とによって白色光を放出するように構成したが、これに限らない。例えば、黄色蛍光体を用いずに、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を含有する蛍光体含有樹脂を用いて、これと青色ＬＥＤチップとを組み合わせることによりに白色光を放出するように構成してもよい。
　また、上記実施の形態１、２において、光源２０の発光素子２１は、青色光を発する青色ＬＥＤチップを用いたものであったが、これに限らない。例えば、発光素子２１は、青色以外の色を発光するＬＥＤチップを用いたものであってもよい。例えば、発光素子２１は、紫外光を発するＬＥＤチップを用いたものであってもよい。この場合、蛍光体粒子としては、三原色（赤色、緑色、青色）に発光する各色蛍光体を組み合わせたものを用いることができる。さらに、波長変換材として蛍光体を用いたが、蛍光体以外の波長変換材を用いてもよい。例えば、波長変換材として、半導体、金属錯体、有機染料、顔料など、ある波長の光を吸収し、吸収した光とは異なる波長の光を発する物質を含んでいる材料を用いてもよい。
　また、上記実施の形態１、２において、光源２０は、ＬＥＤを用いたＬＥＤモジュールとしたが、これに限るものではない。例えば、光源２０は、半導体レーザ又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等、ＬＥＤ以外の固体発光素子を用いたものであってもよいし、冷陰極管（ＣＣＦＬ）等の蛍光ランプであってもよい。光源２０は、透光性部材１１に光を入射できるものであれば、どのようなものを用いてもよい。
　また、上記実施の形態１、２及び変形例における発光装置は、例えば、照明装置として利用することができる。この場合、発光装置を照明装置として用いることで、１つ以上の照明装置を有する照明システムを実現することができる。これにより、照明装置を見る角度によって照明光の色が変化するので、空間演出を行うことができる。
　あるいは、発光装置を光伝送装置として用いることで、１つ以上の光伝送装置を有する光通信システムを実現することもできる。このように、発光装置１から取り出される光は、照明光以外の種々の用途の光として用いることができる。
　また、上記実施の形態１、２及び変形例における発光装置は、光源２０から光が出射していないとき（光源消灯時）には、導光体が透明になるので、向こう側が透けて見える状態（透明状態）になる、これは、コロイド結晶膜からなる光制御層が特定の波長以外には反射しない（つまり透明である）からである。一方、上記実施の形態１、２及び変形例における発光装置は、光源２０から光が出射しているとき（光源点灯時）には、導光体が発光して導光体から光が取り出されるので、導光体の発光によって向こう側が見えなくなる状態（遮光状態）になる。これは、上記のように、コロイド結晶膜からなる光制御層によって特定の波長の色が見えるからである。このように、上記実施の形態１、２及び変形例における発光装置によれば、透明状態と遮光状態という視覚情報のＯＮ／ＯＦＦを電気信号によって簡単に切り替えることができる。これにより、上記実施の形態１、２及び変形例における発光装置は、空間を視覚的に遮断することができる間仕切り等としても利用することができる。特に、角度に応じて特定の波長の光を取り出すことができるので、意匠性に優れた間仕切りとして利用することができる。
　その他、上記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上記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、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｉ、１Ｊ、１Ｋ、１Ｌ、１Ｍ、１Ｎ、１Ｏ、１Ｐ、１Ｑ、１Ｒ　発光装置
　１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｊ、１０Ｍ、１０Ｎ、１０Ｑ、１０Ｒ　導光体
　１１、１１Ｅ、１１Ｊ、１１Ｍ、１１Ｎ、１１Ｑ、１１Ｒ　透光性部材
　１１ａ　第１の端面
　１１ｂ　第１の主面
　１１ｃ　第２の主面
　１１ｃ１　凹部（反射部）
　１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ　光制御層
　２０、２０Ｍ　光源
　４０　光軸調整機構
　７０　反射シート（反射部）

Claims (15)

  1. 　少なくとも可視光領域において透光性を有する透光性部材と前記透光性部材の表面の少なくとも一部に設けられた光制御層とを有する導光体と、
    　前記透光性部材の少なくとも一つの端面に向けて光を出射する光源と、を備え、
    　前記光制御層は、反射光の波長が入射光の入射角度に依存する反射波長選択性を有する、
    　発光装置。
  2. 　前記透光性部材は、第１の主面と前記第１の主面に背向する第２の主面とを有する基板であり、
    　前記光制御層は、前記第１の主面に設けられている、
    　請求項１に記載の発光装置。
  3. 　前記基板の前記第２の主面に、前記基板を導光する光を前記第１の主面に向けて反射する反射部が設けられている、
    　請求項２に記載の発光装置。
  4. 　前記反射部は、前記基板の前記第２の主面に形成された複数の凹部である、
    　請求項３に記載の発光装置。
  5. 　前記反射部は、前記基板の前記第２の主面に接する反射シートである、
    　請求項３に記載の発光装置。
  6. 　前記透光性部材は、第１の主面と前記第１の主面に背向する第２の主面とを有する基板であり、
    　前記光制御層は、前記第１の主面及び前記第２の主面の各々に設けられている、
    　請求項１に記載の発光装置。
  7. 　前記光制御層は、各々が前記反射波長選択性を有する複数の光制御膜が積層された積層膜である、
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の発光装置。
  8. 　前記光制御層は、三次元周期構造体を有する、
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の発光装置。
  9. 　前記光制御層は、コロイド結晶を含む、
    　請求項１～８のいずれか１項に記載の発光装置。
  10. 　前記光制御層の厚みは、５μｍ以上１００μｍ以下である、
    　請求項１～９のいずれか１項に記載の発光装置。
  11. 　前記光源は、発光ダイオードを含む、
    　請求項１～１０のいずれか１項に記載の発光装置。
  12. 　前記光源の光軸を調整する光軸調整機構を備える、
    　請求項１～１１のいずれか１項に記載の発光装置。
  13. 　前記光源から出射する光の配光を変更する配光可変機構を備える、
    　請求項１～１２のいずれか１項に記載の発光装置。
  14. 　請求項１～１３のいずれか１項に記載の発光装置を照明装置として備える、
    　照明システム。
  15. 　請求項１～１３のいずれか１項に記載の発光装置を光伝送装置として備える、
    　光通信システム。
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