(57)【要約】【課題】液晶層を封止する封止部材が剥がれにくい光学デバイスを提供する。【解決手段】光学デバイスは、第一基板と、第二基板と、第一電極層及び第二電極層の間に配置された凹凸構造体３１と、凹凸構造体３１の複数の凸部の間に配置される液晶層と、凹凸構造体３１の第一端部１０１に配置された複数の第一凸部の間を埋めることにより液晶層を封止する、第二方向を長手方向とする第一封止部材４１と、凹凸構造体３１の第二端部１０２に配置された複数の第二凸部の間を埋めることにより液晶層を封止する、第一方向を長手方向とする第二封止部材４２とを備える。複数の第一凸部のそれぞれは、第一方向を長手方向とする長尺状であり、複数の第一凸部３３ａは、第二方向に並んで配置され、複数の第二凸部３３ｂは、第一方向に並んで配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基材層及び前記第一基材層の一方の主面に配置された第一電極層を有する透光性の第一基板と、
第二基材層及び前記第二基材層の一方の主面に配置された第二電極層を有する透光性の第二基板と、
前記第一電極層及び前記第二電極層の間に配置された凹凸構造体と、
前記凹凸構造体の複数の凸部の間に配置される液晶層と、
前記凹凸構造体の第一方向における第一端部に配置された複数の第一凸部の間を埋めることにより前記液晶層を封止する、前記第一方向と交差する第二方向を長手方向とする第一封止部材と、
前記凹凸構造体の前記第二方向における第二端部に配置された複数の第二凸部の間を埋めることにより前記液晶層を封止する、前記第一方向を長手方向とする第二封止部材とを備え、
前記複数の第一凸部のそれぞれは、前記第一方向を長手方向とする長尺状であり、
前記複数の第一凸部は、前記第二方向に並んで配置され、
前記複数の第二凸部は、前記第一方向に並んで配置される
光学デバイス。
【請求項２】
前記複数の第二凸部のそれぞれは、前記第一方向と交差する方向を長手方向とする長尺状である
請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項３】
前記複数の第二凸部のそれぞれは、前記第一方向と直交する方向を長手方向とする長尺状である
請求項２に記載の光学デバイス。
【請求項４】
前記複数の第二凸部は、前記第一方向に延伸する断続直線状に配置される
請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項５】
第一基材層及び前記第一基材層の一方の主面に配置された第一電極層を有する透光性の第一基板と、
第二基材層及び前記第二基材層の一方の主面に配置された第二電極層を有する透光性の第二基板と、
前記第一電極層及び前記第二電極層の間に配置され、平面視において本体部及び前記本体部の周りに位置する周辺部を含む凹凸構造体と、
前記凹凸構造体の前記本体部に配置された複数の凸部の間に配置される液晶層と、
前記凹凸構造体の前記周辺部に配置された複数の凸部の間を埋めることにより、前記液晶層を封止する封止部材とを備え、
前記凹凸構造体の前記周辺部における表面粗さは、前記凹凸構造体の前記本体部における表面粗さよりも大きい
光学デバイス。
【請求項６】
前記凹凸構造体の前記周辺部における前記表面粗さを示す最大高さＲｙは、２μｍ以上である
請求項５に記載の光学デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射する光の配光を制御することができる光学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
入射する光の配光を制御することができる光学デバイスが提案されている。このような光学デバイスは、建物又は車等の窓に用いられる。例えば、光学デバイスを建物の窓に設置することで、室外から入射する太陽光等の外光の進行方向を変更して当該外光を室内の天井に向けて導入することができる。
【０００３】
この種の光学デバイスとして、特許文献１には、一対の透明基板と、一対の透明基板の内側に配置された一対の透明電極と、一対の透明基板の一方の上方に形成されたプリズム層と、プリズム層と接する液晶層とを備える液晶光学素子が開示されている。特許文献１に開示された液晶光学素子では、一対の透明電極に印加する電圧を変化させることで液晶層の屈折率を変化させて、プリズム層と液晶層との界面を通過する光の屈折角を変化させている。これにより、光学デバイスに入射する光の進行方向を変化させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７３５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような光学デバイスにおいては、高い信頼性で液晶層を封止することが難しい。
【０００６】
本発明は、液晶層を封止する封止部材が剥がれにくい光学デバイスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る光学デバイスは、第一基材層及び前記第一基材層の一方の主面に配置された第一電極層を有する透光性の第一基板と、第二基材層及び前記第二基材層の一方の主面に配置された第二電極層を有する透光性の第二基板と、前記第一電極層及び前記第二電極層の間に配置された凹凸構造体と、前記凹凸構造体の複数の凸部の間に配置される液晶層と、前記凹凸構造体の第一方向における第一端部に配置された複数の第一凸部の間を埋めることにより前記液晶層を封止する、前記第一方向と交差する第二方向を長手方向とする第一封止部材と、前記凹凸構造体の前記第二方向における第二端部に配置された複数の第二凸部の間を埋めることにより前記液晶層を封止する、前記第一方向を長手方向とする第二封止部材とを備え、前記複数の第一凸部のそれぞれは、前記第一方向を長手方向とする長尺状であり、前記複数の第一凸部は、前記第二方向に並んで配置され、前記複数の第二凸部は、前記第一方向に並んで配置される。
【０００８】
本発明の一態様に係る光学デバイスは、第一基材層及び前記第一基材層の一方の主面に配置された第一電極層を有する透光性の第一基板と、第二基材層及び前記第二基材層の一方の主面に配置された第二電極層を有する透光性の第二基板と、前記第一電極層及び前記第二電極層の間に配置され、平面視において本体部及び前記本体部の周りに位置する周辺部を含む凹凸構造体と、前記凹凸構造体の前記本体部に配置された複数の凸部の間に配置される液晶層と、前記凹凸構造体の前記周辺部に配置された複数の凸部の間を埋めることにより、前記液晶層を封止する封止部材とを備え、前記凹凸構造体の前記周辺部における表面粗さは、前記凹凸構造体の前記本体部における表面粗さよりも大きい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、封止部材が剥がれにくい光学デバイスが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１に係る光学デバイスの平面図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る光学デバイスが備える凹凸構造体の凹凸パターンを模式的に示す平面図である。
【図３】図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における光学デバイスの断面図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る光学デバイスの第一端部における封止部分の断面図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る光学デバイスの第二端部における封止部分の断面図である。
【図６】図６は、比較例に係る凹凸構造体の凹凸パターンを示す模式図である。
【図７】図７は、第一モードの光学デバイスに入射した光の進行方向を説明するための図である。
【図８】図８は、第二モードの光学デバイスに入射した光の進行方向を説明するための図である。
【図９】図９は、光学デバイスの使用例を示す第一の図である。
【図１０】図１０は、光学デバイスの使用例を示す第二の図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１の変形例に係る第一の凹凸構造体の凹凸パターンを模式的に示す平面図である。
【図１２】図１２は、実施の形態１の変形例に係る第二の凹凸構造体の凹凸パターンを模式的に示す平面図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２に係る凹凸構造体の凹凸パターンを模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１２】
各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。
【００１３】
また、本明細書及び図面において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、三次元直交座標系の三軸を表しており、実施の形態では、Ｚ軸方向を鉛直方向とし、Ｚ軸に垂直な方向（ＸＹ平面に平行な方向）を水平方向としている。Ｘ軸及びＹ軸は、互いに直交し、かつ、いずれもＺ軸に直交する軸である。なお、Ｚ軸方向のプラス方向を鉛直下方としている。また、本明細書において、「平面視」とは、第一基板または第二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。Ｘ軸方向は、第一方向の一例であり、Ｚ軸方向は、第一方向と交差する第二方向の一例である。
【００１４】
（実施の形態１）
［全体構成］
まず、実施の形態１に係る光学デバイスの構成について、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の平面図である。図２は、実施の形態１に係る光学デバイスが備える凹凸構造体の凹凸パターンを模式的に示す平面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における光学デバイスの断面図である。
【００１５】
光学デバイス１００は、光学デバイス１００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１００は、光学デバイス１００に入射する光の進行方向を変更して（つまり配光して）出射させることができる配光制御素子である。
【００１６】
図１に示されるように、平面視において、光学デバイス１００は、本体部１０３と、第一端部１０１と、第二端部１０２とを備える。第二端部１０２には、第二封止部材４２が配置される。
【００１７】
第一端部１０１は、光学デバイス１００のＸ軸方向（第一方向）における端部である。第一端部１０１には、Ｚ軸方向（第二方向）を長手方向とする第一封止部材４１が配置される。第二端部１０２は、光学デバイス１００のＺ軸方向における端部である。第二端部１０２には、Ｘ軸方向を長手方向とする第二封止部材４２が配置される。
【００１８】
本体部１０３は、第一端部１０１（第一封止部材４１）及び第二端部１０２（第二封止部材４２）よりも内側に位置する、平面視形状が略矩形の部分であり、光学デバイス１００に入射する光の進行方向を制御することができる部分である。本体部１０３は、配光制御領域（アクティブ領域）を含む。配光制御領域は、光学デバイス１００に入射した光の配光制御が実質的に可能な領域（実効領域）である。
【００１９】
ところで、光学デバイス１００においては、凹凸構造体３１の凹凸のパターンが場所によって異なる。図２では、凹凸構造体３１の表面に付された直線（線分）が凸部の位置を模式的に示している。図２に示されるように、凹凸構造体３１に含まれる複数の凸部は、ストライプ状に配置されているが、場所によってストライプの方向が異なる。
【００２０】
具体的には、凹凸構造体３１の第二端部１０２においては、Ｚ軸方向を長手方向とする凸部がＸ軸方向に複数並んで配置される。凹凸構造体３１の第二端部１０２以外の部分（第一端部１０１及び本体部１０３）においては、Ｘ軸方向を長手方向とする凸部がＺ軸方向に複数並んで配置される。このような凹凸構造体３１によって得られる効果については後述する。
【００２１】
図３に示されるように、光学デバイス１００は、具体的には、透光性の第一基板１０と、第一基板１０に対向して配置された透光性の第二基板２０と、第一基板１０及び第二基板２０の間に配置された光制御層３０と、第二封止部材４２と、レーザ光吸収層５０を備える。また、図３では図示されないが、図１及び図２に示されるように、光学デバイス１００は、第一封止部材４１を備える。以下、これらの各構成要素について、図１〜図３を参照しながら詳細に説明する。なお、以下で説明される構成要素の配置は、特に断りのない限り、本体部１０３における配置である。
【００２２】
［第一基板、第二基板］
第一基板１０は、透光性を有する基板であり、第一基材層１１及び第一電極層１２を有する。第一電極層１２は、第一基材層１１の一方の主面に配置されている。また、第二基板２０は、透光性を有する基板であり、第二基材層２１及び第二電極層２２を有する。第二電極層２２は、第二基材層２１の一方の主面に配置されている。
【００２３】
本体部１０３において、第一基板１０と第二基板２０とは、第一基板１０が有する第一電極層１２と、第二基板２０が有する第二電極層２２とが対向するように、所定の間隔をあけて配置されている。つまり、第一基板１０及び第二基板２０は、互いに一方が他方に対向して配置された対向基板である。
【００２４】
第一基材層１１及び第二基材層２１は、透光性を有する材料によって形成される。第一基材層１１及び第二基材層２１は、例えば、樹脂材料によって形成される。具体的な樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、アクリル（ＰＭＭＡ）またはエポキシ等が挙げられる。
【００２５】
第一基材層１１及び第二基材層２１は、シート状のリジッドな材料で形成されなくてもよい。第一基材層１１及び第二基材層２１は、可撓性を有するフィルム状のフレキシブルな材料で形成されてもよい。リジッドな材料としては、例えば、ＰＣまたはＰＭＭＡ等が挙げられ、また、フレキシブルな材料としては、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＳ、ＰＶＡ、ＴＡＣ等が挙げられる。
【００２６】
なお、第一基材層１１及び第二基材層２１は、ソーダガラス、無アルカリガラス、または高屈折率ガラス等のガラス材料によって形成されてもよい。第一基材層１１と第二基材層２１は、同じ材料で構成されていてもよいし、異なる材料で構成されていてもよい。
【００２７】
なお、第一基材層１１及び第二基材層２１の平面視形状は、例えば、矩形状（正方形または長方形）であるが、これに限るものではなく、円形または四角形以外の多角形であってもよく、任意の形状が採用され得る。実施の形態１において、第一基材層１１及び第二基材層２１は、ＰＥＴによって形成される。
【００２８】
第一電極層１２は、第一基材層１１と光制御層３０との間に配置されている。具体的には、第一電極層１２は、第一基材層１１の一方の主面（光制御層３０側の主面）に形成されている。第一電極層１２は、べた電極であり、第一基材層１１の一方の主面のほぼ全面に薄膜状に形成されている。
【００２９】
一方、第二電極層２２は、光制御層３０（レーザ光吸収層５０）と第二基材層２１との間に配置されている。具体的には、第二電極層２２は、第二基材層２１の一方の主面（光制御層３０側の主面）に形成されている。第二電極層２２は、べた電極であり、第二基材層２１の一方の主面のほぼ全面に薄膜状に形成されている。
【００３０】
第一電極層１２及び第二電極層２２は、電気的に対となっており、光制御層３０に電界を与えることができる。第一電極層１２及び第二電極層２２に印加される電圧が変更されることで光制御層３０の液晶層３２に含まれる液晶分子の配向状態を変化させることができる。これにより、液晶層３２の屈折率を変化させることができる。
【００３１】
第一電極層１２及び第二電極層２２は、透光性及び導電性を有する材料によって形成される。このような材料としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯにＧａをドープしたＧＺＯ、ＺｎＯにＡｌをドープしたＡＺＯ等の透明金属酸化物、銀ナノワイヤや導電性粒子等の導電体を含有する樹脂からなる導電体含有樹脂、または、銀薄膜等の金属薄膜等が例示される。なお、第一電極層１２及び第二電極層２２は、これらの材料の単層構造であってもよし、これらの材料の積層構造（例えば、透明金属酸化物と金属薄膜との積層構造）であってもよい。
【００３２】
なお、図示されないが、第一電極層１２は、光学デバイス１００への給電のため、第一端部１０１の外側または第二端部１０２の外側まで引き出される。第二電極層２２についても同様である。
【００３３】
［光制御層］
光制御層３０は、透光性を有しており、入射した光を透過させる。また、光制御層３０は、入射した光を配光することができる配光層として機能する。つまり、光制御層３０は、光制御層３０を通過する際の光の進行方向を変更することができる。
【００３４】
光制御層３０は、第一電極層１２及び第二電極層２２の間に配置され、凹凸構造体３１及び液晶層３２を有する。凹凸構造体３１と液晶層３２とは接している。
【００３５】
凹凸構造体３１は、マイクロオーダサイズまたはナノオーダサイズの複数の凸部を有する凹凸構造体である。複数の凸部のそれぞれは、第一電極層１２側から第二電極層２２側に向かって突出している。図２を用いて既に説明したように、複数の凸部は、ストライプ状に形成されているが、場所によってストライプの方向が異なる。
【００３６】
具体的には、凹凸構造体３１の第二端部１０２においては、Ｚ軸方向を長手方向とする凸部がＸ軸方向に複数並んで配置される。凹凸構造体３１の第二端部１０２以外の部分（第一端部１０１及び本体部１０３）においては、Ｘ軸方向を長手方向とする凸部がＺ軸方向に複数並んで配置される。
【００３７】
各凸部は、断面形状が台形で長尺状の略四角柱形状である。凸部の高さは、例えば、１００ｎｍ以上１００μｍ以下である。また、隣り合う凸部の間隔は、例えば、１００μｍ以下の所定の間隔である。
【００３８】
複数の凸部のそれぞれの断面形状は、より具体的には、第一基板１０から第二基板２０に向かうにつれて細くなるテーパ形状である。一つの凸部が有する一対の側面の各々は、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、一対の側面の間隔（凸部の幅）は、第二基板２０から第一基板１０に向かって漸次小さくなっている。なお、凸部は、略四角柱形状に限定されず、断面形状が三角形の略三角柱形状であってもよいし、その他の形状であってもよい。
【００３９】
凸部の側面は、凸部と液晶層３２との界面となっている。第一基板１０側から凹凸構造体３１に入射した光は、凸部の側面（凸部と液晶層３２との界面）において、凹凸構造体３１と液晶層３２との屈折率差に応じて反射及び屈折したり、反射及び屈折せずにそのまま透過したりする。なお、凹凸構造体３１においては、隣り合う凸部は根元部分で互いに連結されているが、分離されていてもよい。
【００４０】
凹凸構造体３１（凸部）の材料は、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、または、シリコーン樹脂等の光透過性を有する樹脂材料である。凹凸構造体３１は、例えば、モールド成形、または、ナノインプリント等によって形成することができる。実施の形態１では、凹凸構造体３１（凸部）は、屈折率が１．５のアクリル樹脂によって構成されている。
【００４１】
液晶層３２は、凹凸構造体３１のうち複数の凸部の間に形成される凹部に配置される。液晶層３２は、液晶分子を含む液晶材料によって構成されている。液晶材料は、例えば、液晶分子が棒状分子からなるネマティック液晶またはコレステリック液晶等である。なお、液晶材料は、ツイストネマティック液晶（ＴＮ液晶）等であってもよい。
【００４２】
液晶層３２の液晶分子は、複屈折性を有する。実施の形態１では、凹凸構造体３１の屈折率が１．５であるので、液晶層３２には、常光屈折率（ｎｏ）が１．５で、異常光屈折率（ｎｅ）が１．７であるポジ型の液晶材料が用いられている。なお、液晶層３２にはネガ型の液晶材料が用いられてもよい。
【００４３】
液晶層３２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、液晶層３２は、電界応答性を有する液晶分子を有する液晶によって構成されているので、液晶層３２に電界が与えられることにより（つまり、第一電極層１２及び第二電極層２２に電圧が印加されることにより）で液晶分子の配向状態が変化して液晶層３２の屈折率が変化する。
【００４４】
［封止部材］
次に、第一封止部材４１及び第二封止部材４２について、図１〜図３に加えて図４及び図５を参照しながら説明する。図４は、光学デバイス１００の第一端部１０１における封止部分の断面図である。図５は、光学デバイス１００の第二端部１０２における封止部分の断面図である。
【００４５】
図４に示されるように、第一封止部材４１は、凹凸構造体３１のＸ軸方向における第一端部１０１に配置された複数の第一凸部３３ａにまたがって接触し、複数の第一凸部３３ａの間を埋めている。これにより、第一封止部材４１は、本体部１０３の液晶層３２を封止する。第一封止部材４１は、Ｘ軸方向と交差するＺ軸方向を長手方向とする。
【００４６】
一方、図５に示されるように、第二封止部材４２は、凹凸構造体３１のＺ軸方向における第二端部１０２に配置された複数の第二凸部３３ｂにまたがって接触し、複数の第二凸部３３ｂの間を埋めている。これにより、第二封止部材４２は、本体部１０３の液晶層３２を封止する。第二封止部材４２は、Ｘ軸方向を長手方向とする。第二凸部３３ｂの高さ及び幅は、例えば、第一凸部３３ａと同一であるが、異なってもよい。複数の第二凸部３３ｂの間隔（ピッチ）は、例えば、複数の第一凸部３３ａの間隔と同一であるが、異なってもよい。
【００４７】
上述した凹凸構造体３１は、第二封止部材４２の凹凸構造体３１への接着強度（密着強度）を高めることができる。以下、このような効果について比較例に係る凹凸構造体を参照しながら説明する。図６は、比較例に係る凹凸構造体の凹凸パターンを示す模式図である。
【００４８】
図６に示される比較例に係る凹凸構造体３１ａは、表面の全域において、凹凸構造体３１の第一端部１０１及び本体部１０３と同じ凹凸パターンを有する。具体的には、凹凸構造体３１ａにおいては、Ｘ軸方向を長手方向とする凸部がＺ軸方向に複数並んで配置される。
【００４９】
このような凹凸構造体３１ａでは、凸部の並び方向と第二封止部材４２の長手方向とが一致しない。このため、第二封止部材４２と凹凸構造体３１ａとの接触面積が小さくなるため、第二封止部材４２が剥離しやすいことが課題となる。
【００５０】
これに対し、凹凸構造体３１では、第二凸部３３ｂの並び方向と第二封止部材４２の長手方向とが一致する。そうすると、第二封止部材４２と凹凸構造体３１との接触面積は、第二封止部材４２と凹凸構造体３１ａの接触面積に比べて大きくなるため、第二封止部材４２の剥離が抑制される。
【００５１】
なお、第一封止部材４１及び第二封止部材４２は、第二基板２０をレーザ光によって溶融することによって形成される。したがって、第一封止部材４１及び第二封止部材４２を形成する材料は、第二基板２０の第二基材層２１を形成する材料と同一である。
【００５２】
第二基板２０をレーザ光によって溶融させるために、第二基材層２１は、レーザ光を吸収するレーザ光吸収材を含む。レーザ光吸収材は、例えば、ファイバーレーザ（１０７０ｎｍ）、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（１０６４ｎｍ）、または、半導体レーザ（８０８ｎｍ、８４０ｎｍ、９４０ｎｍ）等の赤外線のレーザ光を吸収できる材料によって構成されているとよい。レーザ光吸収材は、例えば、シアニン化合物、フタロシアニン化合物、ジチオール金属錯体、ナフトキノン化合物、ジインモニウム化合物、または、アゾ化合物等の有機材料である。
【００５３】
また、光学デバイス１００は、第二基板２０を溶融させるために、レーザ光吸収層５０を有する。レーザ光吸収層５０は、第二基材層２１及び凹凸構造体３１の間に配置される。レーザ光吸収層５０は、上記レーザ光吸収材などによって形成される。光学デバイス１００は、レーザ光吸収層５０を備えなくてもよい。
【００５４】
なお、第一封止部材４１及び第二封止部材４２は、第二基板２０とは別体の樹脂材料によって形成されてもよい。この場合、第一封止部材４１及び第二封止部材４２は、第二基板２０と凹凸構造体３１との間に挟み込まれる。上記別体の樹脂材料は、例えば、レーザ光の照射を必要としない接着剤である。上記別体の樹脂材料は、レーザ光によって溶融する材料であってもよい。例えば、上記別体の樹脂材料は、上記レーザ光吸収材を含み、レーザ光によって溶融されることで第一封止部材４１及び第二封止部材４２が形成されてもよい。
【００５５】
［光学デバイスの動作］
次に、光学デバイス１００の動作について説明する。光学デバイス１００は、第一電極層１２及び第二電極層２２に電圧が印加されていない電圧無印加状態において第一モードとなり、第一電極層１２及び第二電極層２２に電圧が印加されている電圧印加状態において第二モードとなる。図７は、第一モードの光学デバイス１００に入射した光の進行方向を説明するための図であり、図８は、第二モードの光学デバイス１００に入射した光の進行方向を説明するための図である。
【００５６】
まず、第一モードについて説明する。実施の形態１では、液晶層３２の液晶材料は、異常光屈折率が１．７で、常光屈折率が１．５のポジ型である。また、凹凸構造体３１の屈折率は１．５である。第一モードの光学デバイス１００においては、液晶層３２の液晶分子３２ａは、第一基板１０及び第二基板２０に対して水平に配向し、液晶層３２の屈折率は、１．７である。この場合、凹凸構造体３１と液晶層３２との間には屈折率差がある。
【００５７】
したがって、図７に示されるように、第一モードの光学デバイス１００に対して斜め方向から入射する入射光（例えば太陽光）は、凹凸構造体３１と液晶層３２との界面（凹凸構造体３１の凸部の上側の側面）で全反射し、進行方向が曲げられて光学デバイス１００から外部に出射する。
【００５８】
一方、第二モードの光学デバイス１００においては、液晶層３２の液晶分子３２ａは、第一基板１０及び第二基板２０に対して垂直に配向する垂直配向となる。この場合、液晶層３２の屈折率は、１．５であり、凹凸構造体３１と液晶層３２との間の屈折率差はない。
【００５９】
したがって、図８に示されるように、第二モードの光学デバイス１００に対して斜め方向から入射する入射光は、凹凸構造体３１と液晶層３２との界面で屈折及び反射することなく直進して光学デバイス１００から外部に出射する。
【００６０】
このように、光学デバイス１００は、凹凸構造体３１と液晶層３２との屈折率のマッチングが電圧（電界）によって変化するアクティブ型の光制御デバイスである。
【００６１】
光学デバイス１００は、例えば、窓に貼り合わされて使用される。図９及び図１０は、光学デバイスの使用例を示す図である。
【００６２】
図９及び図１０に示されるように、光学デバイス１００が建物９０の窓９１に設置されることで、窓９１に配光機能が付与される。光学デバイス１００は、例えば、粘着層を介して窓９１の室内側に貼り合わされる。このとき、光学デバイス１００は、第一基板１０が室外側に位置し、第二基板２０が室内側に位置するように配置されている。
【００６３】
図９に示されるように、第一モードの光学デバイス１００は、太陽光を建物９０の室内の天井に照射する。一方、図１０に示されるように、第二モードの光学デバイス１００は、太陽光を建物９０の室内の床面に照射する。
【００６４】
［変形例］
上記実施の形態１では、凹凸構造体３１の第二端部１０２において、第二凸部３３ｂは、Ｘ軸方向と直交するＺ軸方向を長手方向とする長尺状であるが、第二凸部３３ｂの形状は特に限定されない。凹凸構造体３１の第二端部１０２においては、複数の第二凸部３３ｂが、Ｘ軸方向に並んで配置されればよい。つまり、凹凸構造体３１の第二端部１０２においては、凹凸が第二封止部材４２の長手方向であるＸ軸方向に繰り返されればよい。
【００６５】
例えば、第二凸部３３ｂは、Ｘ軸方向と直交するＺ軸方向を長手方向とする長尺状である必要はなく、第二凸部３３ｂは、Ｘ軸方向と交差する方向を長手方向とする長尺状であってもよい。つまり、凹凸構造体３１の第二端部１０２においては、図１１に示されるように複数の第二凸部が斜めストライプ状に配置されてもよい。図１１は、このような変形例に係る凹凸構造体の凹凸パターンを模式的に示す平面図である。
【００６６】
図１１に示される凹凸構造体３１ｂにおいては、第二凸部のそれぞれは、Ｘ軸方向及びＺ軸方向のいずれの方向とも交差する斜め方向を長手方向とする長尺状であり、Ｘ軸方向に並んで配置されている。このような複数の第二凸部によっても、第二封止部材４２と凹凸構造体３１ｂとの接触面積が増えることにより、第二封止部材４２の剥離が抑制される。なお、凹凸構造体３１ｂにおいて、第二凸部の高さ及び幅は、例えば、第一凸部と同一であるが、異なってもよい。複数の第二凸部の間隔は、例えば、複数の第一凸部の間隔と同一であるが、異なってもよい。
【００６７】
また、凹凸構造体３１の第二端部１０２においては、図１２に示されるように凸部が断続直線状に配置されてもよい。図１２は、このような変形例に係る凹凸構造体の凹凸パターンを模式的に示す平面図である。
【００６８】
図１２に示される凹凸構造体３１ｃにおいては、複数の第二凸部がＸ軸方向に延伸する断続直線状に配置されている。このような複数の第二凸部の配置によっても、第二封止部材４２と凹凸構造体３１ｃとの接触面積が増えることにより、第二封止部材４２の剥離が抑制される。なお、凹凸構造体３１ｃは、例えば、上述の凹凸構造体３１ａの第二端部１０２のみ選択的に加工することによって製造することができる。
【００６９】
また、図示されないが、複数の第二凸部のそれぞれは、ドット状であり、複数の第二凸部は、マトリクス状に配置されてもよい。また、複数の第二凸部のそれぞれは、ドット状であり、複数の第二凸部は、ランダムに配置されてもよい。このような複数の第二凸部によっても同様の効果が得られる。
【００７０】
［実施の形態１の効果等］
以上説明したように、光学デバイス１００は、第一基材層１１及び第一基材層１１の一方の主面に配置された第一電極層１２を有する透光性の第一基板１０と、第二基材層２１及び第二基材層２１の一方の主面に配置された第二電極層２２を有する透光性の第二基板２０と、第一電極層１２及び第二電極層２２の間に配置された凹凸構造体３１と、凹凸構造体３１の複数の凸部の間に配置される液晶層３２と、凹凸構造体３１の第一方向における第一端部１０１に配置された複数の第一凸部３３ａの間を埋めることにより液晶層３２を封止する、第一方向と交差する第二方向を長手方向とする第一封止部材４１と、凹凸構造体３１の第二方向における第二端部１０２に配置された複数の第二凸部３３ｂの間を埋めることにより液晶層３２を封止する、第一方向を長手方向とする第二封止部材４２とを備える。複数の第一凸部３３ａのそれぞれは、第一方向を長手方向とする長尺状であり、複数の第一凸部３３ａは、第二方向に並んで配置され、複数の第二凸部３３ｂは、第一方向に並んで配置される。第一方向は、例えば、Ｘ軸方向であり、第二方向は、例えば、Ｚ軸方向である。
【００７１】
これにより、凹凸構造体３１では、第二凸部３３ｂの並び方向と第二封止部材４２の長手方向とが一致する。そうすると、第二封止部材４２と凹凸構造体３１との接触面積が比較的大きくなるため、第二封止部材４２の剥離が抑制される。
【００７２】
また、凹凸構造体３１及び凹凸構造体３１ｂのように、複数の第二凸部３３ｂのそれぞれは、第一方向と交差する方向を長手方向とする長尺状であってもよい。
【００７３】
これにより、光学デバイス１００は、長尺状の第二凸部３３ｂにより、第二封止部材４２の剥離を抑制することができる。
【００７４】
また、凹凸構造体３１のように、複数の第二凸部３３ｂのそれぞれは、第一方向と直交する方向を長手方向とする長尺状であってもよい。
【００７５】
これにより、光学デバイス１００は、第一方向と直交する方向（例えば、第二方向）を長手方向とする長尺状の第二凸部３３ｂにより、第二封止部材４２の剥離を抑制することができる。
【００７６】
また、凹凸構造体３１ｃのように、複数の第二凸部３３ｂは、第一方向に延伸する断続直線状に配置されてもよい。
【００７７】
これにより、光学デバイス１００は、第一方向に延伸する断続直線状に配置された複数の第二凸部３３ｂにより、第二封止部材４２の剥離を抑制することができる。
【００７８】
（実施の形態２）
［実施の形態２に係る凹凸構造体の構成］
凹凸構造体３１では、第二端部１０２と、第二端部１０２以外の部分（第一端部１０１及び本体部１０３）とにおいて、互いに異なる凹凸パターンが用いられた。しかしながら、凹凸構造体３１において、本体部１０３と、本体部１０３以外の部分（第一端部１０１及び第二端部１０２）とにおいて、互いに異なる凹凸パターンが用いられてもよい。実施の形態２では、このような凹凸構造体について説明する。図１３は、実施の形態２に係る凹凸構造体の平面図である。
【００７９】
図１３に示される凹凸構造体３１ｄは、平面視において本体部１０３及び本体部１０３の周りに位置する周辺部１０４を含む。
【００８０】
周辺部１０４は、平面視において本体部１０３を外側から囲む矩形環状の部分であり、周辺部１０４には、矩形環状の封止部材４３が配置される。封止部材４３は、第一封止部材４１及び第二封止部材４２と同様に、周辺部１０４に配置された複数の凸部の間を埋めることにより、液晶層３２（図１３で図示せず）を封止する。
【００８１】
凹凸構造体３１、凹凸構造体３１ｂ、及び、凹凸構造体３１ｃと同様に、凹凸構造体３１ｄの本体部１０３においては、Ｘ軸方向を長手方向とする凸部がＺ軸方向に複数並んで配置される。つまり、複数の凸部がストライプ状に配置されている。
【００８２】
一方、凹凸構造体３１ｄの周辺部１０４においては、複数の凸部がドット状に配置されている。このような凹凸パターンの違い（凸部の配置の違い）により、凹凸構造体３１ｄの周辺部１０４における表面粗さは、凹凸構造体３１ｄの本体部１０３における表面粗さよりも大きい。
【００８３】
表面粗さは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（１９９４）、ＪＩＳ  Ｂ  ００３１（１９９４）によって定義される物理量である。表面粗さが大きいとは、算術平均粗さ（Ｒａ）、最大高さ（Ｒｙ）、十点平均粗さ（Ｒｚ）、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）、局部山頂の平均間隔（Ｓ）、及び、負荷長さ率（ｔｐ）のうちの少なくとも１つが大きいことを意味する。
【００８４】
このように、凹凸構造体３１ｄの周辺部１０４における表面粗さが、凹凸構造体３１ｄの本体部１０３における表面粗さよりも大きければ、封止部材４３と凹凸構造体３１ｄとの接触面積が比較的大きくなる。このため、第二封止部材４２の剥離が抑制される。なお、凹凸構造体３１ｄの周辺部１０４における最大高さ（Ｒｙ）は、具体的には、２μｍ以上であればよい。凹凸構造体３１ｄの周辺部１０４における算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．５μｍ以上であればよい。これにより、封止部材４３及び凹凸構造体３１ｄの十分な接触面積が得られるため、第二封止部材４２の剥離が抑制される。
【００８５】
なお、凹凸構造体３１ｄの本体部１０３における凹凸パターンと、周辺部１０４における凹凸パターンとは一例である。凹凸構造体３１ｄにおいては、周辺部１０４における表面粗さが本体部１０３における表面粗さよりも大きければよい。本体部１０３における凹凸パターンは、ストライプ状であってもよいし、ドット状であってもよいし、その他の凹凸パターンであってもよい。周辺部１０４における凹凸パターンは、ストライプ状であってもよいし、ドット状であってもよいし、その他の凹凸パターンであってもよい。
【００８６】
［実施の形態２の効果等］
実施の形態１で説明した光学デバイス１００は、凹凸構造体３１ｄを備えてもよい。この場合、光学デバイス１００は、第一基材層１１及び第一基材層１１の一方の主面に配置された第一電極層１２を有する透光性の第一基板１０と、第二基材層２１及び第二基材層２１の一方の主面に配置された第二電極層２２を有する透光性の第二基板２０と、第一電極層１２及び第二電極層２２の間に配置され、平面視において本体部１０３及び本体部１０３の周りに位置する周辺部１０４を含む凹凸構造体３１ｄと、凹凸構造体３１ｄの本体部１０３に配置された複数の凸部の間に配置される液晶層３２と、凹凸構造体３１ｄの周辺部１０４に配置された複数の凸部の間を埋めることにより、液晶層３２を封止する封止部材４３とを備え、凹凸構造体３１ｄの周辺部１０４における表面粗さは、凹凸構造体３１ｄの本体部１０３における表面粗さよりも大きい。
【００８７】
これにより、凹凸構造体３１ｄでは、封止部材４３と凹凸構造体３１ｄとの接触面積が比較的大きくなるため、封止部材４３の剥離が抑制される。
【００８８】
また、凹凸構造体３１ｄの周辺部１０４における表面粗さを示す最大高さＲｙは、２μｍ以上であってもよい。
【００８９】
これにより、封止部材４３及び凹凸構造体３１ｄの十分な接触面積が得られるため、第二封止部材４２の剥離が抑制される。
【００９０】
（他の実施の形態）
以上、実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【００９１】
例えば、凹凸構造体またはレーザ光吸収層などの液晶層と接する構成要素と液晶層との間には、液晶層の液晶分子を配向するための配向膜が形成されていてもよい。配向膜は、ラビング処理または光処理等によって配向処理を施したものであってもよいし、配向処理が不要なＳｉＯ２膜からなる無機配向膜であってもよい。
【００９２】
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、または、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。
【符号の説明】
【００９３】
１０  第一基板
１１  第一基材層
１２  第一電極層
２０  第二基板
２１  第二基材層
２２  第二電極層
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ  凹凸構造体
３２  液晶層
３３ａ  第一凸部
３３ｂ  第二凸部
４１  第一封止部材
４２  第二封止部材
４３  封止部材
１００  光学デバイス
１０１  第一端部
１０２  第二端部
１０３  本体部
１０４  周辺部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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