[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2018154850A1 - 光学デバイス - Google Patents

光学デバイス Download PDF

Info

Publication number
WO2018154850A1
WO2018154850A1 PCT/JP2017/039041 JP2017039041W WO2018154850A1 WO 2018154850 A1 WO2018154850 A1 WO 2018154850A1 JP 2017039041 W JP2017039041 W JP 2017039041W WO 2018154850 A1 WO2018154850 A1 WO 2018154850A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
substrate
optical device
electrode
light shielding
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/039041
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
ちぐさ 尾崎
一樹 北村
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Publication of WO2018154850A1 publication Critical patent/WO2018154850A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells

Definitions

  • the present invention relates to an optical device.
  • Patent Document 1 discloses a liquid crystal optical element having a liquid crystal layer formed above a base having irregularities such as a prism layer. Patent Document 1 describes that, in this liquid crystal optical element, the alignment direction of liquid crystal molecules is aligned, so that, for example, a deflection operation with respect to incident polarized light in a certain direction can be efficiently performed.
  • an optical device such as the above-described conventional liquid crystal optical element
  • light scattering occurs at the apexes and the concave portions of the convex / concave layer.
  • a conventional optical device when sunlight is incident on the optical device, streaks of light are generated along the vertical (vertical) direction. For this reason, when the person is indoors, when the window is viewed, it is locally dazzled, it becomes difficult to see the outside of the window, and the function as the window is impaired.
  • the present invention has been made in consideration of the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide an optical device capable of reducing local glare and appropriately transmitting light.
  • an optical device includes a first substrate having a light-transmitting property, a second substrate having a light-transmitting property facing the first substrate, and the first substrate. And a light distribution layer disposed between the second substrates for distributing incident light, and a first electrode and a second electrode disposed so as to sandwich the light distribution layer, the light distribution layer comprising: Including a concavo-convex structure portion having a plurality of convex portions repeated along a first direction parallel to the main surface of the first substrate, and liquid crystal molecules arranged in a plurality of concave portions between the plurality of convex portions.
  • an optical medium part whose refractive index changes when a voltage is applied between the first electrode and the second electrode, and the optical medium part in the plurality of recesses The first substrate side of the surface shields at least part of the incident light and contacts the optical medium unit Shielding portion is disposed surface roughness of a contact surface is less than the wavelength of visible light.
  • the optical device according to the present invention can reduce local glare and can transmit light appropriately.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the optical device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the optical device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the optical device according to the first embodiment.
  • 4A is an enlarged cross-sectional view for explaining a light distribution mode of the optical device according to Embodiment 1.
  • FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view for explaining a light transmission mode of the optical device according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view for explaining one factor of light streaks generated in the optical device according to the comparative example.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a usage example when the optical device (light distribution mode) according to Embodiment 1 is installed in a window.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the optical device according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the optical device according to the second embodiment.
  • the x axis, the y axis, and the z axis indicate the three axes of the three-dimensional orthogonal coordinate system.
  • the z-axis direction is the vertical direction
  • the direction perpendicular to the z-axis is the horizontal direction.
  • the positive direction of the z-axis is vertically upward.
  • “thickness direction” means the thickness direction of the optical device, which is a direction perpendicular to the main surfaces of the first substrate and the second substrate
  • plane view The time when viewed from the direction perpendicular to the main surface of the first substrate or the second substrate.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical device 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the optical device 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the optical device 1 according to the first embodiment. Specifically, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a region II surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a region III surrounded by a circular broken line in FIG.
  • the optical device 1 is a light control device that controls light incident on the optical device 1.
  • the optical device 1 is a light distribution element that can change the traveling direction of light incident on the optical device 1 (that is, distribute light) and emit the light.
  • the optical device 1 is configured to transmit incident light, and includes a first substrate 10, a second substrate 20, a light distribution layer 30, and a first electrode 40. And a second electrode 50 and a light shielding part 60.
  • an adhesion layer for closely adhering the first electrode 40 and the uneven structure portion 31 of the light distribution layer 30 may be provided on the surface of the first electrode 40 on the light distribution layer 30 side.
  • the adhesion layer is, for example, a translucent adhesive sheet or a resin material generally referred to as a primer.
  • the optical device 1 has a configuration in which a first electrode 40, a light distribution layer 30, and a second electrode 50 are arranged in this order along the thickness direction between a pair of a first substrate 10 and a second substrate 20. .
  • the light shielding portion 60 is provided in the concave portion 33 of the uneven structure portion 31 of the light distribution layer 30.
  • the first substrate 10 and the second substrate 20 are translucent substrates having translucency.
  • a glass substrate or a resin substrate can be used as the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • Examples of the material for the glass substrate include soda glass, alkali-free glass, and high refractive index glass.
  • Examples of the material for the resin substrate include resin materials such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), acrylic (PMMA), and epoxy.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PC polycarbonate
  • PMMA acrylic
  • the glass substrate has the advantages of high light transmittance and low moisture permeability. On the other hand, the resin substrate has an advantage of less scattering at the time of destruction.
  • the first substrate 10 and the second substrate 20 may be made of the same material, or may be made of different materials. Moreover, the 1st board
  • substrate 20 are not limited to a rigid board
  • the second substrate 20 is disposed at a position facing the first substrate 10.
  • substrate 20 are adhere
  • planar view shape of the first substrate 10 and the second substrate 20 is, for example, a square or a rectangular rectangle, but is not limited thereto, and may be a polygon other than a circle or a rectangle. That is, various shapes can be adopted as the planar view shapes of the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • the light distribution layer 30 is disposed between the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • the light distribution layer 30 has translucency and transmits incident light.
  • the light distribution layer 30 distributes the incident light. That is, the light distribution layer 30 can change the traveling direction of light when the light passes through the light distribution layer 30.
  • the light distribution layer 30 has an uneven structure portion 31 (an uneven layer) and an optical medium portion 34 (an optical medium layer) containing liquid crystal molecules 35.
  • the concavo-convex structure portion 31 has a plurality of convex portions 32 and a plurality of concave portions 33.
  • the concavo-convex structure portion 31 is a concavo-convex structure formed by a plurality of convex portions 32 having a micro-order size or a nano-order size. Between the plurality of convex portions 32 are a plurality of concave portions 33. That is, one concave portion 33 is formed between two adjacent convex portions 32.
  • the plurality of convex portions 32 are repeatedly arranged along the z-axis direction (first direction) parallel to the main surface of the first substrate 10 (the surface on which the first electrode 40 is provided).
  • Each of the plurality of convex portions 32 is a long convex portion extending in the x-axis direction (second direction). That is, in the present embodiment, the plurality of convex portions 32 are formed in a stripe shape in plan view.
  • each of the plurality of convex portions 32 has a trapezoidal cross-sectional shape and extends in the x-axis direction.
  • each of the plurality of convex portions 32 has a long, substantially quadrangular prism shape, and is arranged at equal intervals along the z-axis direction.
  • each of the plurality of convex portions 32 has the same shape, but may have different shapes.
  • Each of the plurality of convex portions 32 has a pair of side surfaces 32a and 32b. As shown in FIG. 2, the pair of side surfaces 32a and 32b are surfaces that intersect in the z-axis direction.
  • the cross-sectional shape of each of the plurality of convex portions 32 is a tapered shape that tapers along the direction (thickness direction) from the first substrate 10 toward the second substrate 20.
  • Each of the pair of side surfaces 32a and 32b is an inclined surface inclined at a predetermined inclination angle with respect to the thickness direction, and the distance between the pair of side surfaces 32a and 32b (the width of the convex portion 32 (the length in the z-axis direction)). Is gradually reduced from the first substrate 10 toward the second substrate 20.
  • the side surface 32a is, for example, a vertically upper side surface (upper side surface) of the pair of side surfaces 32a and 32b.
  • the side surface 32b is, for example, a vertically lower side surface (lower side surface) of the pair of side surfaces 32a and 32b.
  • the material of the convex portion 32 for example, a resin material having optical transparency such as acrylic resin, epoxy resin, or silicone resin can be used.
  • the convex portion 32 can be formed by, for example, molding or nanoimprinting.
  • the concavo-convex structure portion 31 is formed using, for example, an acrylic resin having a refractive index of 1.5.
  • the height of the protrusions 32 is, for example, 5 ⁇ m, and the plurality of protrusions 32 are arranged at equal intervals of 1 ⁇ m and aligned in the z-axis direction.
  • the thickness of the base part of the convex part 32 (lower base of the trapezoid) is, for example, 5 ⁇ m.
  • the cross-sectional shape of the convex part 32 is not limited to a trapezoid, but may be a triangle, another polygon, or a polygon including a curve.
  • the above-described values such as the height of the convex portion 32 are examples, and the height (the length in the y-axis direction) of the convex portion 32 may be appropriately determined from a range of 100 nm to 100 ⁇ m, for example. Further, the interval between the adjacent convex portions 32, that is, the width of the concave portion 33 (in the z-axis direction) may be appropriately determined from a range of 0 to 100 ⁇ m, for example. That is, the two adjacent convex portions 32 may be arranged at a predetermined interval without being in contact with each other, or may be arranged in contact with each other.
  • the optical medium part 34 is, for example, a liquid crystal including liquid crystal molecules 35 having birefringence.
  • a liquid crystal for example, a nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal, or a cholesteric liquid crystal in which the liquid crystal molecules 35 are rod-like molecules can be used.
  • the liquid crystal including the liquid crystal molecules 35 is, for example, a positive liquid crystal having an ordinary light refractive index (no) of 1.5 and an extraordinary light refractive index (ne) of 1.7.
  • the optical medium unit 34 is a liquid crystal layer formed of liquid crystal including liquid crystal molecules 35.
  • the optical medium portion 34 is disposed in the plurality of concave portions 33 of the concavo-convex structure portion 31. Specifically, the optical medium portion 34 is disposed between the first electrode 40 and the second electrode 50 and fills a gap formed between two adjacent convex portions 32. ing.
  • the optical medium unit 34 functions as a refractive index adjusting layer capable of adjusting the refractive index in the visible light region when an electric field is applied.
  • the optical medium portion 34 is composed of a liquid crystal having liquid crystal molecules 35 having electric field responsiveness, the alignment state of the liquid crystal molecules 35 changes when an electric field is applied to the light distribution layer 30. Thereby, the refractive index of the optical medium part 34 changes.
  • An electric field is applied to the light distribution layer 30 by applying a voltage between the first electrode 40 and the second electrode 50. Therefore, by controlling the voltage applied to the first electrode 40 and the second electrode 50, the electric field applied to the light distribution layer 30 changes, thereby changing the alignment state of the liquid crystal molecules 35, and as a result, the optical medium.
  • the refractive index of the portion 34 changes. That is, the refractive index of the optical medium unit 34 is changed by applying a voltage to the first electrode 40 and the second electrode 50.
  • FIG. 2 shows a state in which no voltage is applied (the same applies to FIG. 4A described later), and the liquid crystal molecules 35 are aligned so that the long axis is parallel to the x-axis.
  • a voltage is applied between the first electrode 40 and the second electrode 50, the liquid crystal molecules 35 are aligned so that the major axis is parallel to the y-axis (see FIG. 4B described later).
  • the optical medium unit 34 may be supplied with an electric field by alternating current power, or may be supplied with an electric field by direct current power.
  • the voltage waveform may be a sine wave or a rectangular wave.
  • the optical medium portion 34 is formed by sealing resin at the outer periphery of each end of the first substrate 10 on which the first electrode 40 and the concavo-convex structure portion 31 are formed and the second substrate 20 on which the second electrode 50 is formed. In a sealed state, a positive liquid crystal containing liquid crystal molecules 35 is injected by a vacuum injection method.
  • the optical medium part 34 is formed by dropping the positive liquid crystal containing the liquid crystal molecules 35 on the first electrode 40 and the concavo-convex structure part 31 of the first substrate 10 and then bonding the second substrate 20 together. .
  • first electrode 40 and the second electrode 50 are electrically paired so that an electric field can be applied to the light distribution layer 30.
  • the first electrode 40 and the second electrode 50 are paired not only electrically but also in terms of arrangement, and are arranged so as to face each other. Specifically, the first electrode 40 and the second electrode 50 are disposed so as to sandwich the light distribution layer 30.
  • the first electrode 40 and the second electrode 50 are light transmissive and transmit incident light.
  • the first electrode 40 and the second electrode 50 are, for example, transparent conductive layers.
  • a conductor-containing resin made of a resin containing a conductor such as a transparent metal oxide such as ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide), silver nanowires or conductive particles, or A metal thin film such as a silver thin film can be used.
  • the 1st electrode 40 and the 2nd electrode 50 may be these single layer structures, and these laminated structures (for example, laminated structure of a transparent metal oxide and a metal thin film) may be sufficient as them.
  • each of the first electrode 40 and the second electrode 50 is, for example, ITO having a thickness of 100 nm.
  • the first electrode 40 is disposed between the first substrate 10 and the light distribution layer 30. Specifically, the first electrode 40 is formed on the surface of the first substrate 10 on the light distribution layer 30 side.
  • the second electrode 50 is disposed between the light distribution layer 30 and the second substrate 20. Specifically, the second electrode 50 is formed on the surface of the second substrate 20 on the light distribution layer 30 side.
  • the 1st electrode 40 and the 2nd electrode 50 have the structure which can be electrically connected with an external power supply, for example.
  • an electrode pad or the like for connecting to an external power source may be formed on the first substrate 10 and the second substrate 20 by being drawn from each of the first electrode 40 and the second electrode 50.
  • the light shielding unit 60 shields at least part of the incident light.
  • shielding means not only completely blocking incident light but also blocking only a part and transmitting the rest.
  • light blocking refers to a state where blocking is more dominant than light transmission.
  • the transmittance of the light shielding unit 60 with respect to visible light is lower than 50%, preferably 20% or less, or 10% or less.
  • the light shielding portion 60 is provided at the bottom of the recess 33. Specifically, like the concavo-convex structure portion 31, the light shielding portion 60 is formed in a stripe shape extending in the x-axis direction. In the present embodiment, the light shielding portions 60 are provided in all the concave portions 33, but the present invention is not limited to this.
  • the light-shielding part 60 may be provided every n pieces (n is a natural number of 1 or more) of the plurality of recesses 33 along the z-axis direction.
  • the light shielding portion 60 is formed with a substantially uniform film thickness.
  • the film thickness (y-axis direction) of the light shielding unit 60 is, for example, 200 nm to 2 ⁇ m.
  • the film thickness of the light shielding part 60 can be appropriately determined from this range in consideration of the light absorption of the light shielding part 60 or the height of the convex part 32.
  • the light shielding portion 60 is formed by a plurality of light shielding particles 61 and a binder 62 that fixes the plurality of light shielding particles 61.
  • a carbon black pigment such as carbon black or an oxide black pigment is used.
  • the binder 62 for example, an acrylic resin is employed.
  • a resin material containing a plurality of light-shielding particles 61 such as carbon black is applied in the plurality of recesses 33 and subjected to a heating (drying) process, whereby the light-shielding unit 60 is provided in each of the plurality of recesses 33. Is placed.
  • the light shielding part 60 may not be black.
  • the light shielding unit 60 may be obtained by drying a solvent ink containing a colored pigment. Drying may be natural drying.
  • the light-shielding part 60 which exhibits the above-described effect is disposed in contact with the optical medium part 34, the light-shielding part 60 has a contact surface 60a (see FIG. 3) which is a surface in contact with the optical medium part 34. ing. Furthermore, the surface roughness of the contact surface 60a increases due to the influence of the plurality of light shielding particles 61 contained in the light shielding portion 60, if no contrivance is made.
  • the inventors of the present application show that when the surface roughness of the contact surface 60a is large, haze is conspicuous in the vicinity of the light-shielding portion 60, and when the surface roughness of the contact surface 60a is small, the haze is suppressed. Confirmed that it will be.
  • the surface roughness (for example, arithmetic average roughness (Ra)) of the contact surface 60a is equal to or less than the visible light wavelength. More specifically, the surface roughness of the contact surface 60a is 750 nm or less. Thereby, the haze in the optical device 1 is suppressed.
  • the surface roughness of the contact surface 60a is more preferably 350 nm or less, and further preferably 100 nm or less.
  • the cause of the increase in haze is, for example, when the surface roughness of the contact surface 60a is large, due to the uneven shape of the contact surface 60a, This is presumably because a poor alignment of the liquid crystal molecules 35 easily occurs in the vicinity region. Therefore, the inventors of the present application suppress the occurrence of alignment failure of the liquid crystal molecules 35 in the vicinity of the contact surface 60a by setting the surface roughness of the contact surface 60a to be equal to or less than the visible light wavelength. It was found that no haze was generated. In addition, the inventors of the present application have confirmed that, as a general rule, the smaller the surface roughness of the contact surface 60a, the smaller the haze.
  • the volume ratio of the binder 62 in the light shielding unit 60 is 30% is employed in the present embodiment.
  • the volume ratio of the binder 62 in the light shielding unit 60 is set to 30% or more.
  • the surface roughness of the contact surface 60a is visible light. Below the wavelength.
  • the volume ratio of the binder 62 in the light shielding unit 60 is, for example, 30% or more and preferably 50% or less.
  • the volume ratio of the binder 62 in the light shielding part 60 by increasing the volume of the light shielding part 60 while maintaining the number of the light shielding particles 61 contained in the light shielding part 60.
  • the surface roughness of the contact surface 60a of the light shielding portion 60 is reduced, which is advantageous from the viewpoint of suppressing poor alignment of the liquid crystal molecules 35 (suppressing haze).
  • the thickness of the light shielding portion 60 is, for example, 50% or less of the depth of the concave portion 33 (height of the convex portion 32).
  • an oxide film may be formed on the surface of the light shielding unit 60 by a technique such as sputtering after the light shielding unit 60 is disposed in each of the plurality of recesses 33 and before the optical medium unit 34 is disposed. Good.
  • the oxide film (not shown) has a function of suppressing the light shielding unit 60 from being mixed with the optical medium unit 34 (liquid crystal).
  • the oxide film is, for example, a silicon oxide film (SiO 2 ).
  • SiO 2 silicon oxide film
  • the surface of the layer on the optical medium unit 34 side is a surface (contact surface) in contact with the optical medium unit 34 of the light shielding unit 60. It can also be interpreted. In this case, the surface roughness of the surface of the layer on the side of the optical medium portion 34 may be equal to or less than the visible light wavelength.
  • the optical device 1 has two optical states (operation modes) corresponding to the application state of the electric field to the light distribution layer 30. Specifically, the optical device 1 has a light distribution mode in which the traveling direction of incident light is changed and a light transmission mode in which the incident light passes through as it is (without changing the traveling direction).
  • FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view for explaining a light distribution mode of the optical device 1 according to Embodiment 1.
  • FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view for explaining a light transmission mode of the optical device 1 according to Embodiment 1.
  • FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view for explaining a light distribution mode of the optical device 1 according to Embodiment 1.
  • FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view for explaining a light transmission mode of the optical device 1 according to Embodiment 1.
  • the liquid crystal molecules contained in the optical medium unit 34 according to the electric field applied to the light distribution layer 30, specifically, the voltage applied between the first electrode 40 and the second electrode 50.
  • the orientation of 35 changes. Since the liquid crystal molecules 35 are rod-like liquid crystal molecules having birefringence, the refractive index varies depending on the polarization state of incident light.
  • Light such as sunlight incident on the optical device 1 includes P-polarized light (P-polarized component) and S-polarized light (S-polarized component).
  • the polarization direction of the P-polarized light is substantially parallel to the minor axis of the liquid crystal molecules 35 in both modes of FIGS. 4A and 4B.
  • the refractive index of the liquid crystal molecules 35 for P-polarized light does not depend on the mode, and is the ordinary light refractive index (no), specifically 1.5.
  • the refractive index for P-polarized light is substantially constant in the light distribution layer 30, the P-polarized light travels straight through the light distribution layer 30 as it is.
  • the refractive index of the liquid crystal molecules 35 for S-polarized light changes according to the modes of FIGS. 4A and 4B. Below, the detail of each mode is demonstrated. In the present specification, the description below will focus on S-polarized light in the light incident on the optical device 1 unless otherwise specified.
  • the refractive index of the convex part 32 is 1.5
  • the refractive index of the optical medium part 34 is 1.7.
  • the light L1 that is not incident on the light shielding portion 60 is side surface 32b when incident on the optical medium portion 34 from the convex portion 32, as shown in FIG. 4A. After being refracted, the light is reflected from the side surface 32a when entering the convex portion 32 from the optical medium portion 34, and proceeds obliquely upward.
  • the P-polarized light passes through the optical device 1 as it is without being refracted by the side surface 32b and not reflected by the side surface 32a, and proceeds obliquely downward.
  • the difference in refractive index does not occur in the light distribution layer 30, so the light L1 (both P-polarized light and S-polarized light) is It passes through the optical device 1 as it is and proceeds obliquely downward.
  • the light L2 that does not enter the light shielding portion 60 passes through the convex portion 32 as it is, as shown in FIGS. 4A and 4B.
  • the light L2 passes straight through the optical device 1 in both the light distribution mode and the light transmission mode.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view for explaining one factor of light streaks generated in the optical device 1x according to the comparative example.
  • the optical device 1x illustrated in FIG. 5 is different from the optical device 1 according to Embodiment 1 (see, for example, FIG. 2) in that the light shielding unit 60 is not provided.
  • FIG. 5 shows a case where the optical device 1x is in the light distribution mode. Specifically, the refractive index of the optical medium portion 34 of the light distribution layer 30 is larger than the refractive index of the convex portion 32.
  • the light L1 incident on the optical medium part 34 (concave part 33) from the first electrode 40 is partially scattered by the difference in refractive index between the first electrode 40 and the optical medium part 34 (FIG. 5). Scattered light Lx). Most of the scattered light is light traveling in the yz plane, and thus appears as a streak of light along the z-axis direction. Thereby, for the person who looks at the optical device 1 from the front, a linear local glare is felt.
  • the light shielding portion 60 is provided in the concave portion 33 of the concave-convex structure portion 31.
  • the light L ⁇ b> 3 incident on the light shielding part 60 among the light obliquely incident on the optical device 1 is shielded by the light shielding part 60.
  • production of the scattered light Lx as shown in FIG. 5 is suppressed.
  • each intensity of the scattered light Lx is weaker than the main component of the light L1, it is sufficiently attenuated by the light shielding unit 60.
  • the light L ⁇ b> 4 that is incident on the light shielding unit 60 is similarly shielded by the light shielding unit 60. In both the light distribution mode and the light transmission mode, the lights L3 and L4 are shielded by the light shielding unit 60.
  • the optical device 1 can transmit most (for example, 80%) or more of the light incident on the optical device 1.
  • the light shielding unit 60 may transmit part of the light L3 and L4.
  • the transmitted light of the light L3 is reflected by the side surface 32a of the convex portion 32 and emitted obliquely upward from the second substrate 20.
  • the transmitted light of the light L4 is transmitted straight through the optical device 1 as is the case with the light L2.
  • the light shielding unit 60 for example, light that has been repeatedly reflected in the optical medium unit 34, and light that has entered the first substrate 10 and has passed through the light shielding unit 60
  • the light is affected by refraction by the liquid crystal molecules 35 in the vicinity of the contact surface 60a.
  • the surface roughness of the contact surface 60a is small (below the visible light wavelength)
  • poor alignment of the liquid crystal molecules 35 hardly occurs. For this reason, haze caused by poor alignment of the liquid crystal molecules 35 is suppressed.
  • FIG. 6 is a diagram showing a usage example when the optical device 1 (light distribution mode) according to the present embodiment is installed in a window.
  • the optical device 1 can be realized as a window with a light distribution function by being installed in a window 91 of a building 90.
  • the optical device 1 is bonded to the existing window 91 via an adhesive layer, for example.
  • the optical device 1 is installed in the window 91 in a posture in which the main surfaces of the first substrate 10 and the second substrate 20 are parallel to the vertical direction (z-axis direction).
  • the detailed structure of the optical device 1 is not shown.
  • the first substrate 10 is on the outdoor side
  • the second substrate 20 is on the indoor side
  • the side surface of the convex portion 32. 32a is arranged on the ceiling side and the side surface 32b is on the floor side. That is, the optical device 1 is arranged so that the first substrate 10 is on the light incident side and the second substrate 20 is on the light emitting side.
  • the optical device 1 When the optical device 1 is in the light distribution mode, a refractive index difference is generated between the convex portion 32 and the optical medium portion 34. Therefore, as shown in FIG. 4A, the light L1 (S-polarized light) is reflected by the side surface 32a. It progresses diagonally upward. For this reason, as shown in FIG. 6, the indoor ceiling is irradiated with the light reflected by the side surface 32a. Thus, indoors can be brightened by taking sunlight and irradiating the ceiling surface. Thereby, for example, the indoor lighting fixture can be turned off or the light output can be suppressed, so that power saving can be achieved.
  • S-polarized light S-polarized light
  • the traveling direction of the light that does not pass through the side surface 32a or 32b among the reflected light from the landscape does not change, the landscape can be seen by the light. . Further, the light passing through the side surface 32a or 32b changes the traveling direction of S-polarized light but does not change the traveling direction of P-polarized light.
  • the transmittance of the reflected light from the scenery can be 50% or more. Therefore, the interior can be brightened while maintaining a feeling of openness due to the original transparency of the window.
  • the scattered light can be suppressed by the light shielding unit 60. Thereby, the local glare which appears as a stripe of light can be controlled.
  • haze is also suppressed because the surface roughness of the contact surface 60 a (see FIG. 3) in the light shielding part 60 including the plurality of light shielding particles 61 is small (below the visible light wavelength).
  • the traveling direction of the light L1 reflected by the side surface 32a can be controlled by the refractive index of the optical medium unit 34. That is, the elevation angle of the emitted light from the optical device 1 can be adjusted. Specifically, the elevation angle of the emitted light can be adjusted by adjusting the refractive index of the optical medium unit 34.
  • the refractive index of the optical medium unit 34 can be adjusted stepwise by controlling the voltage applied between the first electrode 40 and the second electrode 50.
  • the optical device 1 can make the emission angle (elevation angle) of the light emitted from the optical device 1 substantially constant, for example, by adjusting the refractive index of the optical medium unit 34.
  • the optical device 1 includes the first substrate 10 having translucency, the second substrate 20 facing the first substrate 10 and having translucency, and the first substrate 10.
  • the light distribution layer 30 is disposed between the second substrate 20 and distributes the incident light, and the first electrode 40 and the second electrode 50 are disposed so as to sandwich the light distribution layer 30.
  • the light distribution layer 30 is between the concavo-convex structure portion 31 having a plurality of convex portions 32 that repeats along a first direction (z-axis direction) parallel to the main surface of the first substrate 10 and the plurality of convex portions 32.
  • the surface roughness of the contact surface 60 a that shields at least a part of the incident light and contacts the optical medium portion 34 is low.
  • a light shielding portion 60 having a wavelength of visible light or shorter is disposed.
  • the light shielding portion 60 since the light shielding portion 60 is provided in the concave portion 33, the light shielding portion 60 can block the scattered light generated in the concave portion 33. Therefore, it is possible to suppress the generation of light streaks as described with reference to FIG. 5, thereby reducing local glare.
  • the refractive index of the optical medium unit 34 when a voltage is applied between the first electrode 40 and the second electrode 50, the refractive index of the optical medium unit 34 can be changed, so that the optical device 1 has a plurality of optical states according to the applied voltage. Can be realized.
  • the optical device 1 can realize a light distribution mode in which incident sunlight or the like proceeds toward an indoor ceiling surface, and a light transmission mode in which incident sunlight or the like proceeds as it is.
  • the light shielding unit 60 includes, for example, a plurality of light shielding particles 61, but the roughness of the contact surface 60a that is in contact with the optical medium unit 34 (liquid crystal) is equal to or less than the visible light wavelength. Thereby, the alignment defect of the liquid crystal molecules 35 in the vicinity of the contact surface 60a is suppressed, and as a result, haze is also suppressed.
  • the optical device 1 that can reduce local glare and can transmit light appropriately.
  • the light shielding part 60 is formed by a plurality of light shielding particles 61 and a binder 62 that fixes the plurality of light shielding particles 61, and the volume ratio of the binder 62 in the light shielding part 60 is 30% or more. It is.
  • the contact surface 60a having a surface roughness equal to or less than the visible light wavelength can be formed in the light shielding unit 60 by a simple method of adjusting the volume ratio of the binder 62 in the light shielding unit 60. it can.
  • the surface roughness of the contact surface 60a of the light shielding unit 60 is 750 nm or less.
  • the surface roughness of the contact surface 60a is more preferably 350 nm or less, and further preferably 100 nm or less.
  • the contact surface 60a having a surface roughness equal to or lower than the reference value of 750 nm, which is the upper limit of the visible light wavelength, it is possible to provide effectiveness in suppressing haze.
  • Embodiment 2 Next, the second embodiment will be described focusing on the difference from the first embodiment. In other words, in the following description, description of points in common with Embodiment 1 may be omitted or simplified.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the optical device 1a according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the optical device 1a according to the second embodiment. Specifically, FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a region VIII surrounded by an elliptical broken line in FIG.
  • the optical device 1a according to the present embodiment has a light shielding unit 65 having a light shielding structure according to the first embodiment as compared with the optical device 1 according to the first embodiment shown in FIG. Different from part 60.
  • the light shielding unit 65 is disposed between the light shielding layer 66 that shields at least a part of incident light, the light shielding layer 66, and the optical medium unit 34, and the optical medium unit 34 And a planarizing layer 67 that forms a contact surface 65a in contact therewith.
  • the light shielding layer 66 is formed of a plurality of light shielding particles 61 and a binder 62 that fixes the plurality of light shielding particles 61 in the same manner as the light shielding portion 60 according to the first embodiment. Therefore, the effect of reducing local glare due to the presence of the light shielding layer 66 in the recess 33 is exhibited.
  • the boundary between the light shielding layer 66 and the planarization layer 67 is affected by the plurality of light shielding particles 61 contained in the light shielding layer 66 and has relatively large irregularities in the y-axis direction. Is formed.
  • a planarization layer 67 that absorbs the irregularities of the light shielding layer 66 is disposed between the light shielding layer 66 and the optical medium portion 34, and the surface roughness of the contact surface 65a is related to the first embodiment. Like the contact surface 60a, it is below the visible light wavelength. Therefore, alignment failure of the liquid crystal molecules 35 in the vicinity of the contact surface 65a is suppressed, and as a result, haze is also suppressed.
  • the amount of the binder 62 is fixed to the plurality of light shielding particles 61. Can be suppressed to the minimum amount necessary.
  • the planarization layer 67 that forms the contact surface 65a does not need to contain an individual such as the light shielding particles 61 that is one of the factors that roughen the surface, the surface roughness of the contact surface 65a is, for example, 750 nm. It is easy to:
  • the optical device 1a that can reduce local glare and can transmit light appropriately.
  • the planarization layer 67 for example, a resin material diluted with water is employed.
  • a resin material such as an acrylic resin
  • a resin material is acrylic resin.
  • a resin material having high affinity with the light shielding particles 61 such as carbon black contained in the light shielding layer 66 can be arbitrarily selected and used as the material of the planarizing layer 67. Thereby, for example, the formation of the planarizing layer 67 on the light shielding layer 66 is facilitated.
  • optical device has been described based on the first and second embodiments. However, the present invention is not limited to the first and second embodiments.
  • the light shielding unit 60 may partially transmit light. However, the light shielding unit 60 may completely block light. At this time, the light shielding unit 60 may absorb or reflect light.
  • the optical device 1 is arranged in the window so that the longitudinal direction of the convex portion 32 is in the x-axis direction, but the present invention is not limited to this.
  • the optical device 1 may be disposed in the window so that the longitudinal direction of the convex portion 32 is the z-axis direction.
  • each of the plurality of convex portions 32 constituting the concavo-convex structure portion 31 has a long shape, but is not limited thereto.
  • the plurality of convex portions 32 may be arranged so as to be scattered in a matrix or the like. That is, you may arrange
  • each of the plurality of convex portions 32 has the same shape.
  • the present invention is not limited to this.
  • each of the plurality of convex portions 32 has a different shape.
  • the inclination angles of the side surfaces 32 a of the plurality of convex portions 32 may be different between the upper half and the lower half in the z-axis direction of the optical device 1.
  • the heights of the plurality of convex portions 32 are constant, but the present invention is not limited to this.
  • the height of the plurality of convex portions 32 may be different at random. By doing in this way, it can suppress that the light which permeate
  • the height of the plurality of convex portions 32 minute diffracted light and scattered light at the concave / convex interface are averaged by wavelength, and coloring of the emitted light is suppressed.
  • sunlight is exemplified as light incident on the optical device 1, but the present invention is not limited to this.
  • the light incident on the optical device 1 may be light emitted from a light emitting device such as a lighting device.
  • the optical device 1 is attached to the indoor side surface of the window 91, but may be attached to the outdoor side surface of the window 91. By pasting on the indoor side, deterioration of the optical element can be suppressed. Further, although the optical device 1 is attached to the window, the optical device may be used as the window of the building 90 itself. The optical device 1 is not limited to being installed in the window 91 of the building 90, and may be installed, for example, in a car window.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

透光性を有する第１基板（１０）と、第１基板（１０）に対向し、透光性を有する第２基板（２０）と、第１基板（１０）及び第２基板（２０）の間に配置され、入射した光を配光する配光層（３０）と、配光層（３０）を挟むように配置された第１電極（４０）及び第２電極（５０）とを備える。配光層（３０）は、複数の凸部（３２）を有する凹凸構造部（３１）と、複数の凸部（３２）の間である複数の凹部（３３）に配置された、液晶分子（３５）を含有する光媒体部（３４）であって、第１電極（４０）及び第２電極（５０）の間に電圧が印加されることで屈折率が変化する光媒体部（３４）とを有する。複数の凹部（３３）における、光媒体部（３４）の第１基板（１０）側には、入射した光の少なくとも一部を遮光し、かつ、光媒体部（３４）と接触する接触面（６０ａ）の表面粗さが可視光波長以下である遮光部（６０）が配置されている。

Description

光学デバイス
　本発明は、光学デバイスに関する。
　従来、光の透過状態を変化させることができる光学デバイスが知られている。例えば、特許文献１には、プリズム層のような凹凸を有する下地の上方に形成される液晶層を有する液晶光学素子が開示されている。特許文献１には、この液晶光学素子において、液晶分子の配向方向が揃っていることにより、例えば、一定方向の入射偏光に対する偏向動作を効率的に行うことができる旨が記載されている。
特開２０１５－０４１００６号公報
　しかしながら、上記従来の液晶光学素子のような光学デバイスでは、凹凸層の凸部頂点及び凹部で光の散乱が発生する。例えば、従来の光学デバイスを建築物の窓に利用した場合に、太陽光が光学デバイスに入射したとき、縦（垂直）方向に沿って光の筋が発生する。このため、屋内に居る人にとって、窓を見た場合に局所的に眩しく感じられ、窓の外側を見にくくなり、窓としての機能が損なわれる。
　本発明は、上記従来の課題を考慮し、局所的な眩しさを軽減することができ、かつ、光を適切に透過させることができる光学デバイスを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る光学デバイスは、透光性を有する第１基板と、前記第１基板に対向し、透光性を有する第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板の間に配置され、入射した光を配光する配光層と、前記配光層を挟むように配置された第１電極及び第２電極とを備え、前記配光層は、前記第１基板の主面に平行な第１方向に沿って繰り返す複数の凸部を有する凹凸構造部と、前記複数の凸部の間である複数の凹部に配置された、液晶分子を含有する光媒体部であって、前記第１電極及び前記第２電極の間に電圧が印加されることで屈折率が変化する光媒体部とを有し、前記複数の凹部における、前記光媒体部の前記第１基板側には、入射した光の少なくとも一部を遮光し、かつ、前記光媒体部と接触する面である接触面の表面粗さが可視光波長以下である遮光部が配置されている。
　本発明に係る光学デバイスによれば、局所的な眩しさを軽減することができ、かつ、光を適切に透過させることができる。
図１は、実施の形態１に係る光学デバイスの断面図である。 図２は、実施の形態１に係る光学デバイスの部分断面図である。 図３は、実施の形態１に係る光学デバイスの拡大断面図である。 図４Ａは、実施の形態１に係る光学デバイスの配光モードを説明するための拡大断面図である。 図４Ｂは、実施の形態１に係る光学デバイスの透光モードを説明するための拡大断面図である。 図５は、比較例に係る光学デバイスで発生する光の筋の一要因を説明するための拡大断面図である。 図６は、実施の形態１に係る光学デバイス（配光モード）を窓に設置した場合の使用例を示す図である。 図７は、実施の形態２に係る光学デバイスの部分断面図である。 図８は、実施の形態２に係る光学デバイスの拡大断面図である。
　以下、本発明の実施の形態に係る光学デバイスについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、組み立て順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
　また、本明細書及び図面において、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。各実施の形態では、ｚ軸方向を鉛直方向とし、ｚ軸に垂直な方向（ｘｙ平面に平行な方向）を水平方向としている。なお、ｚ軸の正方向を鉛直上方としている。また、本明細書において、「厚み方向」とは、光学デバイスの厚み方向を意味し、第１基板及び第２基板の主面に垂直な方向のことであり、「平面視」とは、第１基板又は第２基板の主面に対して垂直な方向から見たときのことをいう。
　（実施の形態１）
　［構成］
　まず、実施の形態１に係る光学デバイス１の構成について、図１～図３を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る光学デバイス１の断面図である。図２は、実施の形態１に係る光学デバイス１の部分断面図である。図３は、実施の形態１に係る光学デバイス１の拡大断面図である。具体的には、図２は、図１の一点鎖線で囲まれる領域ＩＩの拡大断面図であり、図３は、図２の円形の破線で囲まれる領域ＩＩＩの拡大断面図である。
　光学デバイス１は、光学デバイス１に入射する光を制御する光制御デバイスである。具体的には、光学デバイス１は、光学デバイス１に入射する光の進行方向を変更して（つまり、配光して）出射させることができる配光素子である。
　図１及び図２に示すように、光学デバイス１は、入射する光を透過するように構成されており、第１基板１０と、第２基板２０と、配光層３０と、第１電極４０と、第２電極５０と、遮光部６０とを備える。
　なお、第１電極４０の配光層３０側の面には、第１電極４０と配光層３０の凹凸構造部３１とを密着させるための密着層が設けられていてもよい。密着層は、例えば、透光性の接着シート、又は、一般的にプライマーと称される樹脂材料等である。
　光学デバイス１は、対をなす第１基板１０及び第２基板２０の間に、第１電極４０、配光層３０及び第２電極５０がこの順で厚み方向に沿って配置された構成である。遮光部６０は、配光層３０の凹凸構造部３１の凹部３３に設けられている。
　以下、光学デバイス１の各構成部材について、図１～図３を参照して詳細に説明する。
　［第１基板及び第２基板］
　第１基板１０及び第２基板２０は、透光性を有する透光性基板である。第１基板１０及び第２基板２０としては、例えばガラス基板又は樹脂基板を用いることができる。
　ガラス基板の材料としては、ソーダガラス、無アルカリガラス又は高屈折率ガラスなどが挙げられる。樹脂基板の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル（ＰＭＭＡ）又はエポキシなどの樹脂材料が挙げられる。ガラス基板は、光透過率が高く、かつ、水分の透過性が低いという利点がある。一方、樹脂基板は、破壊時の飛散が少ないという利点がある。
　第１基板１０と第２基板２０とは、同じ材料で構成されていてもよく、あるいは、異なる材料で構成されていてもよい。また、第１基板１０及び第２基板２０は、リジッド基板には限定されず、例えば、可撓性を有するフレキシブル基板でもよい。本実施の形態において、第１基板１０及び第２基板２０は、ＰＥＴ樹脂からなる透明樹脂基板である。
　第２基板２０は、第１基板１０に対向する位置に配置される。第１基板１０と第２基板２０とは、互いの端部外周に額縁状に形成された接着剤などのシール樹脂によって接着されている。
　なお、第１基板１０及び第２基板２０の平面視形状は、例えば、正方形又は長方形の矩形状であるが、これに限るものではなく、円形又は四角形以外の多角形であってもよい。つまり、第１基板１０及び第２基板２０の平面視形状としては、各種の形状が採用され得る。
　［配光層］
　図１及び図２に示すように、配光層３０は、第１基板１０と第２基板２０との間に配置される。配光層３０は、透光性を有しており、入射した光を透過させる。また、配光層３０は、入射した光を配光する。つまり、配光層３０は、配光層３０を光が通過する際に、その光の進行方向を変更することができる。
　配光層３０は、凹凸構造部３１（凹凸層）と、液晶分子３５を含有する光媒体部３４（光媒体層）とを有する。
　凹凸構造部３１は、複数の凸部３２と、複数の凹部３３とを有する。具体的には、凹凸構造部３１は、マイクロオーダサイズ又はナノオーダサイズの複数の凸部３２によって構成された凹凸構造体である。複数の凸部３２の間が、複数の凹部３３である。すなわち、隣り合う２つの凸部３２の間が、１つの凹部３３である。
　複数の凸部３２は、第１基板１０の主面（第１電極４０が設けられた面）に平行なｚ軸方向（第１方向）に沿って繰り返して配置されている。複数の凸部３２の各々は、ｘ軸方向（第２方向）に延びる長尺状の凸部である。すなわち、本実施の形態において、複数の凸部３２は、平面視において、ストライプ状に形成されている。
　具体的には、複数の凸部３２の各々は、断面形状が台形で、かつ、ｘ軸方向に延在している。つまり、複数の凸部３２の各々は、長尺状の略四角柱形状であり、ｚ軸方向に沿って等間隔に配列されている。なお、本実施の形態では、複数の凸部３２の各々は、同じ形状を有するが、互いに異なる形状を有してもよい。
　複数の凸部３２の各々は、一対の側面３２ａ及び３２ｂを有する。図２に示すように、一対の側面３２ａ及び３２ｂは、ｚ軸方向に交差する面である。本実施の形態において、複数の凸部３２の各々の断面形状は、第１基板１０から第２基板２０に向かう方向（厚み方向）に沿って先細りのテーパ形状である。一対の側面３２ａ及び３２ｂの各々は、厚み方向に対して所定の傾斜角で傾斜する傾斜面であり、一対の側面３２ａ及び３２ｂの間隔（凸部３２の幅（ｚ軸方向の長さ））は、第１基板１０から第２基板２０に向かって漸次小さくなっている。
　側面３２ａは、例えば、一対の側面３２ａ及び３２ｂのうち、鉛直上方側の側面（上側面）である。側面３２ｂは、例えば、一対の側面３２ａ及び３２ｂのうち、鉛直下方側の側面（下側面）である。
　凸部３２の材料としては、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂などの光透過性を有する樹脂材料を用いることができる。凸部３２は、例えばモールド成形又はナノインプリントなどによって形成することができる。
　本実施の形態において、凹凸構造部３１は、例えば、屈折率が１．５のアクリル樹脂を用いて形成されている。凸部３２の高さは、例えば５μｍであり、複数の凸部３２は、間隔が１μｍで等間隔にｚ軸方向に並んで配置されている。凸部３２の根元部の厚さ（台形の下底）は、例えば５μｍである。なお、凸部３２の断面形状は、台形に限らず、三角形でもよく、その他の多角形、又は、カーブを含む多角形などでもよい。
　また、上記の凸部３２の高さ等の値は例示であり、凸部３２の高さ（ｙ軸方向の長さ）は、例えば１００ｎｍ～１００μｍの範囲から適宜決定されてもよい。また、隣り合う凸部３２の間隔、すなわち、凹部３３の幅（ｚ軸方向）は、例えば０～１００μｍの範囲から適宜決定されてもよい。つまり、隣り合う２つの凸部３２は、接触することなく所定の間隔をあけて配置されていてもよく、接触して配置されていてもよい。
　光媒体部３４は、例えば、複屈折性を有する液晶分子３５を含む液晶である。このような液晶としては、例えば、液晶分子３５が棒状分子からなるネマティック液晶、スメクティック液晶又はコレステリック液晶などを用いることができる。また、液晶分子３５を含む液晶は、例えば、常光屈折率（ｎｏ）が１．５であり、異常光屈折率（ｎｅ）が１．７であるポジ型液晶である。つまり、本実施の形態において、光媒体部３４は、液晶分子３５を含む液晶によって構成された液晶層である。
　光媒体部３４は、凹凸構造部３１の複数の凹部３３に配置されている。具体的には、光媒体部３４は、第１電極４０と第２電極５０との間であって、かつ、隣り合う２つの凸部３２の間に形成される隙間を充填するように配置されている。
　本実施の形態において、光媒体部３４は、電界が与えられることによって可視光領域での屈折率が調整可能な屈折率調整層として機能する。具体的には、光媒体部３４は、電界応答性を有する液晶分子３５を有する液晶によって構成されているため、配光層３０に電界が与えられることで液晶分子３５の配向状態が変化し、これにより光媒体部３４の屈折率が変化する。
　配光層３０には、第１電極４０及び第２電極５０間に電圧が印加されることによって電界が与えられる。したがって、第１電極４０及び第２電極５０に印加する電圧を制御することによって配光層３０に与えられる電界が変化し、これにより、液晶分子３５の配向状態が変化し、その結果、光媒体部３４の屈折率が変化する。つまり、光媒体部３４は、第１電極４０及び第２電極５０に電圧が印加されることで屈折率が変化する。
　なお、図２では、電圧が無印加の状態（後述する図４Ａも同様）を示しており、液晶分子３５は、長軸がｘ軸に平行になるように配向されている。第１電極４０及び第２電極５０間に電圧が印加された場合には、液晶分子３５は、長軸がｙ軸に平行になるように配向される（後述する図４Ｂを参照）。
　なお、光媒体部３４は、交流電力によって電界が与えられてもよく、直流電力によって電界が与えられてもよい。交流電力の場合には、電圧波形は、正弦波でもよく、矩形波でもよい。
　光媒体部３４は、例えば、第１電極４０及び凹凸構造部３１が形成された第１基板１０と、第２電極５０が形成された第２基板２０との各々の端部外周をシール樹脂で封止した状態で、液晶分子３５を含むポジ型液晶を真空注入法で注入することで形成される。あるいは、光媒体部３４は、第１基板１０の第１電極４０及び凹凸構造部３１上に、液晶分子３５を含むポジ型液晶を滴下した後に、第２基板２０を貼り合わせることで形成される。
　［第１電極及び第２電極］
　本実施の形態において、第１電極４０及び第２電極５０は、電気的に対となっており、配光層３０に電界を与えることができるように構成されている。なお、第１電極４０と第２電極５０とは、電気的だけではなく配置的にも対になっており、対向するように配置されている。具体的には、第１電極４０及び第２電極５０は、配光層３０を挟むように配置されている。
　第１電極４０及び第２電極５０は、光透過性を有し、入射した光を透過する。第１電極４０及び第２電極５０は、例えば透明導電層である。透明導電層の材料としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）若しくはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）などの透明金属酸化物、銀ナノワイヤ若しくは導電性粒子などの導電体を含有する樹脂からなる導電体含有樹脂、又は、銀薄膜などの金属薄膜などを用いることができる。なお、第１電極４０及び第２電極５０は、これらの単層構造でよく、これらの積層構造（例えば透明金属酸化物と金属薄膜との積層構造）でもよい。本実施の形態では、第１電極４０及び第２電極５０はそれぞれ、例えば厚さ１００ｎｍのＩＴＯである。
　第１電極４０は、第１基板１０と配光層３０との間に配置されている。具体的には、第１電極４０は、第１基板１０の配光層３０側の面に形成されている。
　一方、第２電極５０は、配光層３０と第２基板２０との間に配置されている。具体的には、第２電極５０は、第２基板２０の配光層３０側の面に形成されている。
　なお、第１電極４０及び第２電極５０は、例えば、外部電源との電気接続が可能な構成を有している。例えば、外部電源に接続するための電極パッドなどが、第１電極４０及び第２電極５０の各々から引き出されて第１基板１０及び第２基板２０に形成されていてもよい。
　［遮光部］
　遮光部６０は、入射した光の少なくとも一部を遮光する。なお、本明細書において、「遮光」とは、入射した光を完全に遮断することだけでなく、一部のみを遮断し、残りを透過させることも意味する。例えば、「遮光」は、光の透過よりも遮断が支配的な状態を言う。具体的には、遮光部６０の可視光に対する透過率は、５０％より低く、好ましくは、２０％以下、又は、１０％以下でもよい。
　本実施の形態では、遮光部６０は、凹部３３の底に設けられている。具体的には、遮光部６０は、凹凸構造部３１と同様に、ｘ軸方向に延びるストライプ状に形成されている。本実施の形態では、全ての凹部３３に遮光部６０が設けられているが、これに限らない。例えば、ｚ軸方向に沿って複数の凹部３３のｎ個おき（ｎは１以上の自然数）に遮光部６０が設けられていてもよい。
　本実施の形態では、遮光部６０は、略均一な膜厚で形成されている。遮光部６０の膜厚（ｙ軸方向）は、例えば２００ｎｍ～２μｍである。遮光部６０の膜厚は、例えば、この範囲の中から、遮光部６０の光吸収性または凸部３２の高さを考慮して適宜決定することができる。
　本実施の形態に係る遮光部６０は、図３に示すように、複数の遮光粒子６１と、複数の遮光粒子６１を固着するバインダー６２とによって形成されている。遮光粒子６１としては、例えば、カーボンブラックなどの炭素系黒色顔料、又は、酸化物系黒色顔料などが採用される。また、バインダー６２としては、例えば、アクリル樹脂が採用される。
　具体的には、カーボンブラック等である複数の遮光粒子６１を含有する樹脂材料を複数の凹部３３内に塗布し、加熱（乾燥）工程を経ることで、複数の凹部３３のそれぞれに遮光部６０が配置される。このように、複数の凹部３３のそれぞれに遮光部６０が配置された後に、上述の、液晶分子３５を含有する光媒体部３４が、遮光部６０上に配置される。なお、遮光部６０は、黒色でなくてもよい。例えば、遮光部６０は、有色顔料を含む溶剤インクを乾燥させたものでもよい。乾燥は、自然乾燥でもよい。
　本実施の形態に係る光学デバイス１では、遮光部６０を有することで、従来の光学デバイスで発生していた光の筋の発生を抑制することができる。このことについては、図４Ａ、図４Ｂ及び図５を用いて後述する。
　また、上記効果を奏する遮光部６０は、光媒体部３４と接触して配置されるため、遮光部６０は、光媒体部３４と接触する面である接触面６０ａ（図３参照）を有している。さらに、この接触面６０ａは、何ら工夫がなされない場合、遮光部６０に含有される複数の遮光粒子６１の影響によって、表面粗さが大きくなる。
　本願発明者らは、接触面６０ａの表面粗さが大きい場合、外観上、遮光部６０の近傍にヘイズ（Ｈａｚｅ）が目立つこと、及び、接触面６０ａの表面粗さが小さい場合、ヘイズが抑制されることを確認した。
　具体的には、本実施の形態では、接触面６０ａの表面粗さ（例えば、算術平均粗さ（Ｒａ））は、可視光波長以下である。より詳細には、接触面６０ａの表面粗さは、７５０ｎｍ以下である。これにより、光学デバイス１におけるヘイズが抑制される。なお、接触面６０ａの表面粗さは、３５０ｎｍ以下であることがより好ましく、１００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
　なお、接触面６０ａの表面粗さが大きい場合に、ヘイズが増加する原因としては、例えば、接触面６０ａの表面粗さが大きい場合、接触面６０ａの凹凸形状に起因して、接触面６０ａの近傍領域において液晶分子３５の配向不良が発生しやすいためと考えられる。そこで、本願発明者らは、接触面６０ａの表面粗さを可視光波長以下とすることで、接触面６０ａの近傍において液晶分子３５の配向不良の発生が抑制され、その結果、外観上、問題となるほどのヘイズは生じないことを見出した。また、本願発明者らは、原則として、接触面６０ａの表面粗さが小さいほど、ヘイズが小さくなることを確認している。
　また、表面粗さが比較的に小さい接触面６０ａを形成するために、本実施の形態では、遮光部６０におけるバインダー６２の体積割合を３０％とする構成が採用されている。具体的には、凹部３３内に配置される、例えば厚みが１μｍ程度の遮光部６０において、仮に、複数の遮光粒子６１を最密配置（球充填）した場合に、遮光部６０の体積における複数の遮光粒子６１が占める体積割合は約７０％である。そこで、本実施の形態では、遮光部６０におけるバインダー６２の体積割合を３０％以上とした。これにより、仮に、遮光部６０の遮光度を高めるために、遮光部６０として許容される容積内に複数の遮光粒子６１を敷き詰めた場合であっても、接触面６０ａの表面粗さは可視光波長以下となる。
　ここで、例えば、遮光部６０の厚みを所定の値（例えば１μｍ）のまま維持し、かつ、バインダー６２の体積割合を大きくした場合、遮光部６０が含有する遮光粒子６１の数が減少することで、遮光部６０の遮光度は低下する（遮光部６０の光透過率は増加する）。その結果、上記の光の筋の抑制効果は低下する可能性がある。しかしその一方で、遮光部６０の接触面６０ａの表面粗さは小さくなるため、バインダー６２の体積割合の増加は、液晶分子３５の配向不良の抑制（ヘイズの抑制）の観点からは有利である。そこで、光の筋の抑制効果と、ヘイズの抑制とのバランスを考慮すると、遮光部６０におけるバインダー６２の体積割合は、例えば、３０％以上であって、５０％以下であることが好ましい。
　また、遮光部６０が含有する遮光粒子６１の数を維持したまま、遮光部６０の体積を増加させることで、遮光部６０におけるバインダー６２の体積割合を増加させることは可能である。この場合、遮光部６０の接触面６０ａの表面粗さは小さくなり、液晶分子３５の配向不良の抑制（ヘイズの抑制）の観点からは有利である。
　しかし、凹部３３の形状及びサイズが一定であるため、遮光部６０の体積を増加させるためには、遮光部６０の厚みを増加させる必要があり、その結果、遮光粒子６１の密度が低下することで、遮光部６０の遮光度は低下する（遮光部６０の光透過率は増加する）。これは、光の筋の抑制効果の低下につながる。また、遮光部６０の厚みを増加させると、凹部３３における光媒体部３４の厚みが減少するため、光学デバイス１の本来の目的である、配光機能が低下する可能性がある。これらの事情を考慮すると、遮光部６０の厚みは、例えば、凹部３３の深さ（凸部３２の高さ）の５０％以下であることが好ましい。
　なお、複数の凹部３３の各々に遮光部６０を配置した後であって、光媒体部３４を配置する前に、遮光部６０の表面に、スパッタ法等の手法により酸化膜が形成されてもよい。
　酸化膜（図示せず）は、遮光部６０が光媒体部３４（液晶）と混ざるのを抑制する機能を有する。酸化膜は、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）である。なお、酸化膜等の層が、遮光部６０の表面に形成された場合、当該層の光媒体部３４側の面が、遮光部６０の光媒体部３４に接している面（接触面）と解釈することもできる。この場合、当該層の光媒体部３４側の面における表面粗さが可視光波長以下であればよい。
　［光学デバイスの光学状態］
　続いて、実施の形態１に係る光学デバイス１の光学状態について図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明する。光学デバイス１は、配光層３０への電界の印加状態に応じた２つの光学状態（動作モード）を有する。具体的には、光学デバイス１は、入射する光の進行方向を変更させる配光モードと、入射する光をそのまま（進行方向を変更することなく）通過させる透光モードとを有する。
　図４Ａは、実施の形態１に係る光学デバイス１の配光モードを説明するための拡大断面図である。図４Ｂは、実施の形態１に係る光学デバイス１の透光モードを説明するための拡大断面図である。
　光学デバイス１では、配光層３０に印加される電界、具体的には、第１電極４０と第２電極５０との間に印加される電圧に応じて、光媒体部３４に含まれる液晶分子３５の配向が変化する。液晶分子３５は、複屈折性を有する棒状の液晶分子であるので、入射する光の偏光状態に応じて屈折率が異なる。
　光学デバイス１に入射する太陽光などの光は、Ｐ偏光（Ｐ偏光成分）とＳ偏光（Ｓ偏光成分）とを含んでいる。Ｐ偏光は、図４Ａ及び図４Ｂのいずれのモードにおいても、その振動方向が液晶分子３５の短軸に対して略平行になる。このため、Ｐ偏光についての液晶分子３５の屈折率は、モードに依存せず、常光屈折率（ｎｏ）であって、具体的には１．５である。このため、Ｐ偏光についての屈折率は、配光層３０内で略一定となるので、Ｐ偏光は、配光層３０内をそのまま直進する。
　Ｓ偏光についての液晶分子３５の屈折率は、図４Ａ及び図４Ｂのモードに応じて変化する。以下では、各々のモードの詳細について説明する。なお、本明細書では、以下では、特に言及しない場合、光学デバイス１に入射する光のうち、Ｓ偏光を中心に説明する。
　図４Ａに示すように、光学デバイス１が配光モードである場合、凸部３２と光媒体部３４（凹部３３）との間で屈折率差が生じる。本実施の形態では、凸部３２の屈折率が１．５であり、光媒体部３４の屈折率は、１．７になる。
　［光学デバイスに斜めに入射する光］
　光学デバイス１に対して斜めから入射する太陽光などの光のうち、遮光部６０に入射しない光Ｌ１は、図４Ａに示すように、凸部３２から光媒体部３４に入射するときに側面３２ｂで屈折された後、光媒体部３４から凸部３２に入射するときに側面３２ａで反射されて、斜め上方に向けて進行する。なお、Ｐ偏光は、側面３２ｂで屈折されることなく、かつ、側面３２ａで反射されることなく、そのまま光学デバイス１を通過して斜め下方に進行する。
　一方で、図４Ｂに示すように、光学デバイス１が透光モードである場合、配光層３０内で屈折率の差が生じないので、光Ｌ１（Ｐ偏光及びＳ偏光のいずれも）は、そのまま光学デバイス１を通過して斜め下方に進行する。
　［光学デバイスに略垂直に入射する光］
　光学デバイス１に略垂直に入射する光のうち、遮光部６０に入射しない光Ｌ２は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、凸部３２内をそのまま通過する。光Ｌ２は、配光モード及び透光モードのいずれの場合も光学デバイス１を真っ直ぐ通過する。
　なお、配光モードの場合、遮光部６０に入射しない光Ｌ２のうち、側面３２ａ又は３２ｂを通過する光（Ｓ偏光、図示せず）は、側面３２ａ又は３２ｂによって屈折する。このとき、側面３２ａ又は３２ｂに対して浅く入射する（入射角が大きい）ので、これらの光は、側面３２ａ又は３２ｂで屈折した後、そのまま（他の側面で反射されることなく）第２基板２０から出射される。なお、Ｐ偏光については、光学デバイス１をそのまま通過する。
　［遮光部の機能］
　続いて、光学デバイス１の遮光部６０の機能について、図４Ａ及び図４Ｂに加え、図５を参照しながら説明する。図５は、比較例に係る光学デバイス１ｘで発生する光の筋の一要因を説明するための拡大断面図である。図５に示す光学デバイス１ｘは、実施の形態１に係る光学デバイス１（例えば図２参照）と比較して、遮光部６０が設けられていない点が相違する。なお、図５では、光学デバイス１ｘが配光モードである場合を示している。具体的には、配光層３０の光媒体部３４の屈折率が、凸部３２の屈折率より大きくなっている。
　このとき、第１電極４０から光媒体部３４（凹部３３）に入射する光Ｌ１は、第１電極４０と光媒体部３４との屈折率の差によって、光が部分的に散乱する（図５に示す散乱光Ｌｘ）。散乱光の多くは、ｙｚ平面内において進行する光であるため、ｚ軸方向に沿った光の筋となって現れる。これにより、光学デバイス１を正面から見る人にとっては、ライン状の局所的な眩しさが感じられる。
　これに対して、本実施の形態に係る光学デバイス１では、図１～図４Ｂに示すように、凹凸構造部３１の凹部３３に遮光部６０が設けられている。
　図４Ａ及び図４Ｂに示すように、光学デバイス１に対して斜めに入射する光のうち、遮光部６０に入射する光Ｌ３は、遮光部６０によって遮光される。これにより、図５で示したような散乱光Ｌｘの発生が抑制される。散乱光Ｌｘの各々の強度は、光Ｌ１の主成分に比べて弱いので、遮光部６０によって十分に減衰される。光学デバイス１に対して略垂直に入射する光のうち、遮光部６０に入射する光Ｌ４も同様に、遮光部６０によって遮光される。配光モード及び透光モードのいずれの場合も、光Ｌ３及びＬ４は、遮光部６０によって遮光される。
　本実施の形態では、遮光部６０の幅（ｚ軸方向）は、凸部３２の根元部の幅（ｚ軸方向）よりも小さいので、遮光部６０によって遮光される光Ｌ３及びＬ４の光量は、凸部３２を通過する光Ｌ１及びＬ２の光量よりも少ない。したがって、光学デバイス１は、光学デバイス１に入射する光の大部分（例えば、８０％）以上を透過させることができる。
　なお、上述したように、遮光部６０は、光Ｌ３及びＬ４の一部を透過してもよい。この場合、光Ｌ３の透過光は、光Ｌ１と同様に、凸部３２の側面３２ａによって反射されて、斜め上方に向けて第２基板２０から出射される。また、光Ｌ４の透過光は、光Ｌ２と同様に、そのまま真っ直ぐ光学デバイス１を透過する。
　また、遮光部６０の接触面６０ａ（図３参照）の近傍には、例えば、光媒体部３４内で反射を繰り返した光、及び、第１基板１０から入射して遮光部６０を透過した光が到達し、その光は、接触面６０ａの近傍の、液晶分子３５による屈折の影響を受ける。この点に関し、本実施の形態では、上述のように、接触面６０ａの表面粗さが小さい（可視光波長以下である）ことで、液晶分子３５の配向不良が生じ難い。そのため、液晶分子３５の配向不良に起因するヘイズが抑制される。
　［使用例］
　ここで、本実施の形態に係る光学デバイス１の使用例について、図６を用いて説明する。図６は、本実施の形態に係る光学デバイス１（配光モード）を窓に設置した場合の使用例を示す図である。
　図６に示すように、光学デバイス１は、建物９０の窓９１に設置することで、配光機能付き窓として実現することができる。光学デバイス１は、例えば、粘着層を介して既存の窓９１に貼り合わされる。この場合、光学デバイス１は、第１基板１０及び第２基板２０の主面が鉛直方向（ｚ軸方向）と平行になる姿勢で窓９１に設置される。
　なお、図６では、光学デバイス１の詳細な構造が図示されていないが、光学デバイス１は、第１基板１０が屋外側で第２基板２０が屋内側になり、かつ、凸部３２の側面３２ａが天井側で側面３２ｂが床側になるように配置されている。つまり、光学デバイス１は、第１基板１０が光入射側で、第２基板２０が光出射側になるように配置されている。
　光学デバイス１が配光モードである場合、凸部３２と光媒体部３４との間で屈折率差が生じるため、図４Ａで示したように、光Ｌ１（Ｓ偏光）は、側面３２ａによって反射されて斜め上方に向けて進行する。このため、図６に示すように、側面３２ａによって反射された光によって、屋内の天井が照射される。このように、太陽光を採り込んで天井面を照射することで、屋内を明るくすることができる。これにより、例えば、屋内の照明器具を消灯し、又は、光出力を抑えることができるので、省電力化を図ることができる。
　このとき、景色からの反射光（光学デバイス１に略垂直に入射する光）のうち、側面３２ａ又は３２ｂを通過しない光は、その進行方向が変化しないため、当該光によって景色を見ることができる。また、側面３２ａ又は３２ｂを通過する光は、Ｓ偏光の進行方向が変化するものの、Ｐ偏光の進行方向は変化しない。
　このため、配光モードにおいても、景色からの反射光の透過率を５０％以上にすることができる。したがって、窓本来の透明性による開放感を維持しつつ、屋内を明るくすることができる。
　また、光学デバイス１では、遮光部６０によって散乱光を抑制することができる。これにより、光の筋となって現れる局所的な眩しさを抑制することができる。
　さらに、光学デバイス１では、複数の遮光粒子６１を含む遮光部６０における接触面６０ａ（図３参照）の表面粗さが小さい（可視光波長以下である）ことで、ヘイズも抑制されている。
　また、光学デバイス１では、側面３２ａで反射した光Ｌ１の進行方向を光媒体部３４の屈折率で制御することができる。つまり、光学デバイス１からの出射光の仰角を調整することができる。具体的には、光媒体部３４の屈折率を調整することで、出射光の仰角を調整することができる。光媒体部３４の屈折率は、第１電極４０及び第２電極５０の間に印加する電圧を制御することで段階的に調整することができる。
　例えば、太陽高度は、季節又は時間によって変化するため、光学デバイス１に対して入射する太陽光の入射角が季節又は時間によって変化する。これに対し、光学デバイス１は、光媒体部３４の屈折率を調整することで、光学デバイス１から出射される光の出射角（仰角）を、例えば略一定にすることができる。これにより、季節又は時間によって太陽高度が異なる場合でも、常に天井面の一定の領域を照射することができる。したがって、季節又は時間によらず、採光効率を高めることができ、省電力化を図ることができる。
　［効果など］
　以上のように、本実施の形態に係る光学デバイス１は、透光性を有する第１基板１０と、第１基板１０に対向し、透光性を有する第２基板２０と、第１基板１０及び第２基板２０の間に配置され、入射した光を配光する配光層３０と、配光層３０を挟むように配置された第１電極４０及び第２電極５０とを備える。配光層３０は、第１基板１０の主面に平行な第１方向（ｚ軸方向）に沿って繰り返す複数の凸部３２を有する凹凸構造部３１と、複数の凸部３２の間である複数の凹部３３に配置された、液晶分子３５を含有する光媒体部３４であって、第１電極４０及び第２電極５０の間に電圧が印加されることで屈折率が変化する光媒体部３４とを有する。複数の凹部３３における、光媒体部３４の第１基板１０側には、入射した光の少なくとも一部を遮光し、かつ、光媒体部３４と接触する面である接触面６０ａの表面粗さが可視光波長以下である遮光部６０が配置されている。
　この構成によれば、凹部３３に遮光部６０が設けられているので、凹部３３で発生する散乱光を遮光部６０が遮断することができる。したがって、図５で説明したような光の筋が発生するのを抑制することができ、これにより、局所的な眩しさを軽減することができる。また、第１電極４０及び第２電極５０間に電圧を印加した場合に、光媒体部３４の屈折率を変化させることができるので、光学デバイス１は、印加電圧に応じて、複数の光学状態を実現することができる。例えば、光学デバイス１は、入射する太陽光などを屋内の天井面に向けて進行させる配光モードと、入射する太陽光などをそのまま進行させる透光モードとを実現することができる。
　ここで、遮光部６０は、例えば複数の遮光粒子６１を含んでいるが、光媒体部３４（液晶）と接触する接触面６０ａの粗さは、可視光波長以下である。これにより、接触面６０ａの近傍における液晶分子３５の配向不良は抑制され、その結果、ヘイズも抑制される。
　以上のように、本実施の形態によれば、局所的な眩しさを軽減することができ、かつ、光を適切に透過させることができる光学デバイス１を提供することができる。
　また、本実施の形態において、遮光部６０は、複数の遮光粒子６１と、複数の遮光粒子６１を固着するバインダー６２とによって形成されており、バインダー６２の遮光部６０における体積割合は３０％以上である。
　この構成によれば、例えば、バインダー６２の遮光部６０における体積割合の調整、という簡易な手法で、遮光部６０において、可視光波長以下である表面粗さを有する接触面６０ａを形成することができる。
　また、本実施の形態では、具体的には、遮光部６０の接触面６０ａの表面粗さは７５０ｎｍ以下である。なお、接触面６０ａの表面粗さは、３５０ｎｍ以下であることがより好ましく、１００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
　このように、例えば可視光波長の上限である７５０ｎｍを基準として、この基準以下の表面粗さを有する接触面６０ａを形成することで、ヘイズの抑制についての実効性を持たせることができる。
　（実施の形態２）
　続いて、実施の形態２について、上記実施の形態１との差分を中心に説明する。つまり、以下の説明において、実施の形態１との共通点については説明を省略又は簡略化する場合がある。
　図７は、実施の形態２に係る光学デバイス１ａの部分断面図である。図８は、実施の形態２に係る光学デバイス１ａの拡大断面図である。具体的には、図８は、図７の楕円形の破線で囲まれる領域ＶＩＩＩの拡大断面図である。
　図７に示すように、本実施の形態に係る光学デバイス１ａは、図２に示す実施の形態１に係る光学デバイス１と比較して、遮光部６５の構成が、実施の形態１に係る遮光部６０と異なる。
　具体的には、本実施の形態に係る遮光部６５は、入射した光の少なくとも一部を遮光する遮光層６６と、遮光層６６及び光媒体部３４の間に配置され、光媒体部３４と接触する接触面６５ａを形成する平坦化層６７とを含む。
　本実施の形態において、遮光層６６は、実施の形態１に係る遮光部６０と同じく、複数の遮光粒子６１と、複数の遮光粒子６１を固着するバインダー６２とによって形成されている。従って、遮光層６６が凹部３３に存在することによる、局所的な眩しさの軽減効果は奏される。
　ここで、本実施の形態では、遮光層６６と、平坦化層６７との境界は、遮光層６６が含有する複数の遮光粒子６１の影響を受けて、ｙ軸方向に比較的に大きな凹凸が形成されている。しかし、遮光層６６と光媒体部３４との間には、遮光層６６の凹凸を吸収する平坦化層６７が配置されており、接触面６５ａの表面粗さは、上記実施の形態１に係る接触面６０ａと同じく、可視光波長以下である。そのため、接触面６５ａの近傍における液晶分子３５の配向不良は抑制され、その結果、ヘイズも抑制される。
　また、本実施の形態では、遮光層６６の表面（平坦化層６７との接触面）の表面粗さを小さくする必要がないため、例えば、バインダー６２の量を、複数の遮光粒子６１の固着に必要最小限の量に抑制することができる。また、接触面６５ａを形成する平坦化層６７は、表面を粗くする要因の一つである遮光粒子６１等の個体を含有する必要がないため、接触面６５ａの表面粗さを、例えば、７５０ｎｍ以下とすることが容易である。
　このように、本実施の形態によれば、局所的な眩しさを軽減することができ、かつ、光を適切に透過させることができる光学デバイス１ａを提供することができる。
　なお、平坦化層６７の材料としては、例えば、水で希釈した樹脂材料が採用される。この場合、例えば、凹凸構造部３１を形成する、撥水性を有する樹脂（アクリル樹脂等）に付着し難い。そのため、凹部３３に収容された遮光層６６の上から樹脂材料を塗布した場合に、遮光層６６の上にのみ、平坦化層６７を形成することができる。このような樹脂材料としては、アクリル樹脂が例示される。
　また、例えば、遮光層６６に含まれるカーボンブラック等の遮光粒子６１と親和性の高い樹脂材料を任意に選択して、平坦化層６７の材料として採用することもできる。これにより、例えば、遮光層６６上における平坦化層６７の形成が容易化される。
　（その他）
　以上、本発明に係る光学デバイスについて、実施の形態１及び２に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態１及び２に限定されるものではない。
　例えば、上記の実施の形態１では、遮光部６０が光を部分的に透過してもよい例について示したが、遮光部６０は、完全に光を遮断してもよい。また、このとき、遮光部６０は、光を吸収してもよく、反射してもよい。
　また、例えば、上記の実施の形態１では、凸部３２の長手方向がｘ軸方向となるように光学デバイス１を窓に配置したが、これに限らない。例えば、凸部３２の長手方向がｚ軸方向となるように光学デバイス１を窓に配置してもよい。
　また、例えば、上記の実施の形態１では、凹凸構造部３１を構成する複数の凸部３２の各々は、長尺状であったが、これに限らない。例えば、複数の凸部３２は、マトリクス状などに点在するように配置されていてもよい。つまり、複数の凸部３２を、ドット状に点在するように配置してもよい。
　また、例えば、上記の実施の形態１では、複数の凸部３２の各々は、同じ形状としたが、これに限るものではなく、例えば、複数の凸部３２の各々は、異なる形状であってもよい。例えば、光学デバイス１におけるｚ軸方向の上半分と下半分とで複数の凸部３２の側面３２ａの傾斜角を異ならせてもよい。
　また、例えば、上記の実施の形態１では、複数の凸部３２の高さは、一定としたが、これに限るものではない。例えば、複数の凸部３２の高さは、ランダムに異なっていてもよい。このようにすることで、光学デバイス１を透過する光が虹色に見えてしまうことを抑制できる。つまり、複数の凸部３２の高さをランダムに異ならせることで、凹凸界面での微小な回折光や散乱光が波長で平均化されて出射光の色付きが抑制される。
　また、上記の実施の形態１では、光学デバイス１に入射する光として太陽光を例示したが、これに限らない。例えば、光学デバイス１に入射する光は、照明装置などの発光装置が発する光であってもよい。
　また、上記の実施の形態１では、光学デバイス１は、窓９１の屋内側の面に貼り付けたが、窓９１の屋外側の面に貼り付けてもよい。屋内側に貼り付けることで、光学素子の劣化を抑制することができる。また、光学デバイス１を窓に貼り付けたが、光学デバイスを建物９０の窓そのものとして用いてもよい。また、光学デバイス１は、建物９０の窓９１に設置する場合に限るものではなく、例えば車の窓などに設置してもよい。
　なお、これらの変形例は、他の実施の形態及び変形例にも適用できる。その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
　　１、１ａ　光学デバイス
　１０　第１基板
　２０　第２基板
　３０　配光層
　３１　凹凸構造部
　３２　凸部
　３３　凹部
　３４　光媒体部
　３５　液晶分子
　４０　第１電極
　５０　第２電極
　６０、６５　遮光部
　６０ａ、６５ａ　接触面
　６１　遮光粒子
　６２　バインダー
　６６　遮光層
　６７　平坦化層

Claims (4)

  1. 　透光性を有する第１基板と、
    　前記第１基板に対向し、透光性を有する第２基板と、
    　前記第１基板及び前記第２基板の間に配置され、入射した光を配光する配光層と、
    　前記配光層を挟むように配置された第１電極及び第２電極とを備え、
    　前記配光層は、
    　前記第１基板の主面に平行な第１方向に沿って繰り返す複数の凸部を有する凹凸構造部と、
    　前記複数の凸部の間である複数の凹部に配置された、液晶分子を含有する光媒体部であって、前記第１電極及び前記第２電極の間に電圧が印加されることで屈折率が変化する光媒体部とを有し、
    　前記複数の凹部における、前記光媒体部の前記第１基板側には、入射した光の少なくとも一部を遮光し、かつ、前記光媒体部と接触する面である接触面の表面粗さが可視光波長以下である遮光部が配置されている
    　光学デバイス。
  2. 　前記遮光部は、複数の遮光粒子と、前記複数の遮光粒子を固着するバインダーとによって形成されており、
    　前記バインダーの前記遮光部における体積割合は３０％以上である
    　請求項１記載の光学デバイス。
  3. 　前記遮光部は、入射した光の少なくとも一部を遮光する遮光層と、
    　前記遮光層及び前記光媒体部の間に配置され、前記接触面を形成する平坦化層とを含む
    　請求項１記載の光学デバイス。
  4. 　前記遮光部の、前記接触面の表面粗さは７５０ｎｍ以下である
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の光学デバイス。
PCT/JP2017/039041 2017-02-22 2017-10-30 光学デバイス WO2018154850A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017031404A JP2020064087A (ja) 2017-02-22 2017-02-22 光学デバイス
JP2017-031404 2017-02-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018154850A1 true WO2018154850A1 (ja) 2018-08-30

Family

ID=63253137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/039041 WO2018154850A1 (ja) 2017-02-22 2017-10-30 光学デバイス

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2020064087A (ja)
WO (1) WO2018154850A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5828494A (en) * 1994-05-18 1998-10-27 Stremple; Paul R. Glass panel unit for refracting and dispersing light
WO2014054574A1 (ja) * 2012-10-02 2014-04-10 シャープ株式会社 採光フィルム、採光フィルムの原反ロール、窓ガラス、ロールスクリーンおよび採光ルーバー
WO2014147793A1 (ja) * 2013-03-21 2014-09-25 大日本印刷株式会社 採光シート、採光パネル、ロールアップ採光スクリーン、及び採光シートの製造方法
WO2016157694A1 (ja) * 2015-03-27 2016-10-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 液晶光学素子及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5828494A (en) * 1994-05-18 1998-10-27 Stremple; Paul R. Glass panel unit for refracting and dispersing light
WO2014054574A1 (ja) * 2012-10-02 2014-04-10 シャープ株式会社 採光フィルム、採光フィルムの原反ロール、窓ガラス、ロールスクリーンおよび採光ルーバー
WO2014147793A1 (ja) * 2013-03-21 2014-09-25 大日本印刷株式会社 採光シート、採光パネル、ロールアップ採光スクリーン、及び採光シートの製造方法
WO2016157694A1 (ja) * 2015-03-27 2016-10-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 液晶光学素子及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020064087A (ja) 2020-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6473957B2 (ja) 光制御デバイス
WO2016063500A1 (ja) 光学デバイス、光学デバイス制御装置及び光学デバイスの製造方法
WO2017098687A1 (ja) 光学デバイス
WO2017122245A1 (ja) 光学デバイス及び配光機能付き窓
WO2018150673A1 (ja) 光学デバイス
WO2018150662A1 (ja) 光学デバイス及び光学システム
JP2017161735A (ja) 光学デバイス
WO2018154850A1 (ja) 光学デバイス
WO2017119021A1 (ja) 光学デバイス及び配光機能付き窓
US10712602B2 (en) Optical drive
JP6402959B2 (ja) 光学デバイス
WO2018154844A1 (ja) 光学デバイス
JP2019204064A (ja) 光学デバイス
JP6681588B2 (ja) 光学デバイス及び光学デバイスの製造方法
JP6628167B2 (ja) 光学デバイス
WO2019188191A1 (ja) 配光制御デバイス
WO2018150663A1 (ja) 光学デバイス
WO2018154893A1 (ja) 光学デバイス、光学システム、及び、光学デバイスの製造方法
JP2019174493A (ja) 光学デバイス及び光学デバイスの製造方法
WO2018150674A1 (ja) 光学デバイス
JP2019184756A (ja) 配光制御デバイス
JP2020003577A (ja) 配光制御デバイス
JP2017156687A (ja) 光学デバイス
JP2018136432A (ja) 光学デバイス
JP2020016707A (ja) 配光制御デバイス

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17897233

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17897233

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP