(57)【要約】【課題】窓に利用された場合に、屋内に効率良く採光する。【解決手段】配光制御デバイス１０は、透光性を有する第１基材２０と、第１基材２０の主面上に設けられた配光制御フィルム３０とを備え、配光制御フィルム３０は、透光性を有する第２基材１１０と、第２基材１１０に対向して配置された、透光性を有する第３基材１２０と、第２基材１１０と第３基材１２０との間に配置され、入射した光を配光する配光層１３０とを備え、配光層１３０は、第１方向に並んで配置された複数の凸部１３３を有する凹凸構造層１３１と、複数の凸部１３３間を充填するように配置され、複数の凸部１３３と屈折率が異なる屈折層１３２とを含み、主面２２は、第１方向に直交する第２方向に沿って湾曲する曲面部２２ａを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する第１基材と、
前記第１基材の主面上に設けられた配光制御フィルムとを備え、
前記配光制御フィルムは、
透光性を有する第２基材と、
前記第２基材に対向して配置された、透光性を有する第３基材と、
前記第２基材と前記第３基材との間に配置され、入射した光を配光する配光層とを備え、
前記配光層は、
第１方向に並んで配置された複数の凸部を有する凹凸構造層と、
前記複数の凸部間を充填するように配置され、前記複数の凸部と屈折率が異なる屈折層とを含み、
前記主面は、前記第１方向に直交する第２方向に沿って湾曲する曲面部を含む
配光制御デバイス。
【請求項２】
前記複数の凸部は、前記第２方向に沿って延びており、
前記主面は、前記第１方向に沿って湾曲していない
請求項１に記載の配光制御デバイス。
【請求項３】
前記主面は、前記第１方向に直交する断面で見た場合、波線又は円弧で表される
請求項１又は２に記載の配光制御デバイス。
【請求項４】
前記配光制御フィルムは、さらに、前記第２基材と前記第３基材との間に互いに対向して配置された、透光性を有する第１電極層及び第２電極層を備え、
前記配光層は、前記第１電極層及び前記第２電極層間に位置し、
前記屈折層は、前記第１電極層及び前記第２電極層間に印加される電圧に応じて屈折率が変化する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の配光制御デバイス。
【請求項５】
前記屈折層は、
絶縁性液体と、
前記絶縁性液体とは屈折率が異なる、前記絶縁性液体に分散された帯電する複数のナノ粒子とを備える
請求項４に記載の配光制御デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配光制御デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、屋外から入射する太陽光などの外光の透過状態を変化させることができる配光制御デバイスが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、一対の透明基板と、一対の透明基板の各々に形成された一対の透明電極と、一対の透明電極に挟まれたプリズム層及び液晶層とを有する液晶光学素子が開示されている。当該液晶光学素子は、一対の透明電極に印加される電圧によって液晶層の屈折率を変化させて、プリズムの斜面と液晶層との界面を通過する光の屈折角を変化させる。
【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】
しかしながら、上記従来の液晶光学素子は、窓に利用された場合に、太陽の日周運動などによる太陽の位置の変化に基づく入射角の変化に対応できず、屋内に効率良く採光することができないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、窓に利用された場合に、屋内に効率良く採光することができる配光制御デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る配光制御デバイスは、透光性を有する第１基材と、前記第１基材の主面上に設けられた配光制御フィルムとを備え、前記配光制御フィルムは、透光性を有する第２基材と、前記第２基材に対向して配置された、透光性を有する第３基材と、前記第２基材と前記第３基材との間に配置され、入射した光を配光する配光層とを備え、前記配光層は、第１方向に並んで配置された複数の凸部を有する凹凸構造層と、前記複数の凸部間を充填するように配置され、前記複数の凸部と屈折率が異なる屈折層とを含み、前記主面は、前記第１方向に直交する第２方向に沿って湾曲する曲面部を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る配光制御デバイスによれば、窓に利用された場合に、屋内に効率良く採光することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る配光制御デバイスの斜視図である。
【図２】実施の形態に係る配光制御デバイスの水平断面図である。
【図３】実施の形態に係る配光制御デバイスの別の一例の斜視図である。
【図４】実施の形態に係る配光制御デバイスの垂直断面図である。
【図５】実施の形態に係る配光制御デバイスの一部を拡大して示す垂直断面図である。
【図６Ａ】実施の形態に係る配光制御デバイスの無印加モード（透明状態）を説明するための垂直断面図である。
【図６Ｂ】実施の形態に係る配光制御デバイスの電圧印加モード（配光状態）を説明するための垂直断面図である。
【図７】実施の形態に係る配光制御デバイスの左右方向（水平方向）の斜めから入射した光の進行方向の一例を示す図である。
【図８】実施の形態に係る配光制御デバイスを窓に適用した場合に配光された光の照射領域を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、本発明の実施の形態に係る配光制御デバイスについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、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。
【００１１】
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。
【００１２】
また、本明細書において、平行又は垂直などの要素間の関係性を示す用語、及び、矩形又は三角形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。
【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２基材及び第３基材の主面に垂直な方向のことであり、「平面視」とは、第２基材又は第３基材の主面に対して垂直な方向から見たときのことをいう。
【００１４】
（実施の形態）
［概要］
まず、実施の形態に係る配光制御デバイスの概要について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る配光制御デバイス１０の斜視図である。
【００１５】
配光制御デバイス１０は、配光制御デバイス１０に入射する光を制御する光学デバイスである。具体的には、配光制御デバイス１０は、配光制御デバイス１０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。
【００１６】
図１に示されるように、配光制御デバイス１０は、第１基材２０と、配光制御フィルム３０とを備える。第１基材２０と配光制御フィルム３０との間には、配光制御フィルム３０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などが用いられる。
【００１７】
本実施の形態に係る配光制御デバイス１０は、例えば、建物の窓に設置することで、配光機能付きの窓として実現することができる。例えば、配光制御デバイス１０は、既存の窓の内側に天井から吊るすようにして配置されていてもよい。あるいは、配光制御デバイス１０は、粘着層を介して既存の窓ガラスなどの透明基材に貼り付けて使用されてもよい。あるいは、配光制御デバイス１０は、建物の窓そのものとして利用されてもよい。
【００１８】
配光制御デバイス１０は、例えば、第１基材２０が屋外側で、配光制御フィルム３０が屋内側になるように配置されている。また、配光制御デバイス１０は、第１基材２０の湾曲する方向が水平方向（左右方向）に一致し、湾曲しない方向が鉛直方向（上下方向）に一致するように配置される。
【００１９】
配光制御デバイス１０では、第１基材２０の湾曲面が、配光制御デバイス１０に入射する光の左右方向に対する進行方向を変化させる。また、配光制御フィルム３０が、配光制御デバイス１０に入射する光の上下方向に対する進行方向を変化させる。これにより、配光制御デバイス１０は、窓に利用された場合に、屋内に効率良く採光することができる。
【００２０】
［第１基材］
まず、第１基材２０について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態に係る配光制御デバイス１０の水平断面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図であり、水平面に平行なｘｙ断面を示している。
【００２１】
第１基材２０は、透光性を有する基材である。第１基材２０は、例えば、透明な樹脂基材又はガラス基材を用いることができる。
【００２２】
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。
【００２３】
図２に示されるように、第１基材２０は、互いに背向する主面２１及び主面２２を有する。
【００２４】
主面２１は、配光制御デバイス１０が窓に利用された場合に、屋外側、すなわち、光の入射側になる主面である。主面２１は、例えば平坦な面である。
【００２５】
主面２２は、配光制御デバイス１０が窓に利用された場合に、屋内側、すなわち、光の出射側になる主面である。主面２２上に配光制御フィルム３０が設けられている。
【００２６】
図２に示されるように、主面２２は、所定の方向に沿って湾曲する曲面部２２ａ〜２２ｃを有する。本実施の形態では、主面２２の湾曲方向は、ｘ軸方向であり、水平方向（左右方向）に相当する。主面２２は、湾曲方向に沿って、山と谷とが繰り返すように湾曲している。具体的には、主面２２は、ｘｙ断面で見た場合に、波線で表される。
【００２７】
具体的には、主面２２が有する３つの曲面部２２ａ〜２２ｃはそれぞれ、断面視において、円弧で表される。図２に示される断面において、曲面部２２ａは、主面２２の１つの山に相当し、主面２１側に位置する仮想的な点Ｐを中心とし、中心角が約６０°の円弧で表される。曲面部２２ｂは、主面２２の１つの谷に相当し、主面２２側に位置する仮想的な点Ｑを中心とし、中心角が約６０°の円弧で表される。曲面部２２ｃは、主面２２の１つの山に相当し、主面２１側に位置する仮想的な点Ｒを中心とし、中心角が約６０°の円弧で表される。曲面部２２ａ〜２２ｃの各々が描く円弧は、第１基材２０の横幅（ｘ軸方向における長さ）の１／３を半径とする円弧である。
【００２８】
曲面部２２ｂは、曲面部２２ａと曲面部２２ｃと滑らかに接続されている。これにより、主面２２の断面視形状が滑らかな波線で表される。
【００２９】
主面２２は、湾曲方向に直交する方向（すなわち、ｚ軸方向）に沿って、湾曲していない。すなわち、主面２２は、ｙｚ断面で見た場合に、直線で表される。このため、曲面部２２ａは、ｚ軸方向における任意の位置において断面形状が同じである。同様に、曲面部２２ｂ及び曲面部２２ｃもそれぞれ、ｚ軸方向における任意の位置において断面形状が同じである。つまり、曲面部２２ａ〜２２ｃは、点Ｐ〜Ｒをそれぞれ通る軸を中心軸とする円柱の側面の一部に相当する。
【００３０】
第１基材２０の平面視形状は、例えば、正方形又は長方形などの矩形状であるが、これに限るものではなく、円形又は四角形以外の多角形であってもよい。
【００３１】
第１基材２０は、例えば、横幅（ｘ軸方向の長さ）が１．２ｍであり、縦幅（ｚ軸方向の長さ）が１ｍであり、厚さが最も薄い部分で２ｃｍであるが、これらの数値は一例に過ぎない。設置される窓の大きさなどに合わせて適宜変更される。
【００３２】
また、主面２２は、断面視において、一部が直線で表されてもよい。すなわち、主面２２は、平面部を有してもよい。この場合、平面部と曲面部とは、段差又は角が形成されないように滑らかに接続されている。平面部は、主面２１に平行な平面であってもよく、主面２１に対して斜めに傾斜した平面であってもよい。
【００３３】
また、主面２２が３つの曲面部２２ａ〜２２ｃを有する例を示したが、曲面部の個数は、４個以上であってもよい。また、曲面部の各々の断面形状が互いに異なっていてもよい。例えば、曲面部を構成する円弧の半径及び中心角が互いに異なっていてもよい。
【００３４】
また、主面２２の断面視形状である波線は、正弦波などでもよい。あるいは、波線は、周期的な線でなくてもよく、周期及び振幅の少なくとも一方が異なるランダムな波線であってもよい。
【００３５】
また、主面２２は、１つのみの曲面部を有してもよい。つまり、主面２２の断面視形状は、波線でなく、１つの円弧で表されてもよい。
【００３６】
図３は、本実施の形態の別の一例に係る配光制御デバイス１１の斜視図である。配光制御デバイス１１は、凸面状の主面２７を有する第１基材２５を備える。なお、第１基材２５は、主面２７の形状が異なる点を除いて、その他の構成及び材料などは第１基材２０と同じである。
【００３７】
主面２７は、例えば、主面２２の曲面部２２ａと同じである。具体的には、主面２７は、断面視において、仮想的な点を中心とする中心角が６０°の円弧で表される。なお、主面２７は、凸面状であるが、凹面状でもよい。断面視における円弧の中心角及び半径は、特に限定されない。
【００３８】
［配光制御フィルム］
次に、配光制御フィルム３０の構成について、図４及び図５を用いて説明する。
【００３９】
図４は、本実施の形態に係る配光制御デバイス１０の垂直断面図である。図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線における断面図であり、鉛直面に平行なｙｚ断面を示している。図５は、本実施の形態に係る配光制御デバイス１０の一部を拡大して示す垂直断面図であり、図４の一点鎖線で囲まれた領域Ｖを拡大して示している。なお、図３に示す配光制御デバイス１１のＩＶ−ＩＶ線における垂直断面図も、図４で示す垂直断面図と同じになる。
【００４０】
配光制御フィルム３０は、図４及び図５に示されるように、第２基材１１０と、第３基材１２０と、配光層１３０と、第１電極層１４０と、第２電極層１５０とを備える。
【００４１】
なお、第１電極層１４０の配光層１３０側の面には、第１電極層１４０と配光層１３０の凹凸構造層１３１とを密着させるための密着層が設けられていてもよい。密着層は、例えば、透光性の接着シート、又は、一般的にプライマーと称される樹脂材料などである。
【００４２】
配光制御フィルム３０は、対をなす第２基材１１０及び第３基材１２０の間に、第１電極層１４０、配光層１３０及び第２電極層１５０がこの順で厚み方向に沿って配置された構成である。なお、第２基材１１０と第３基材１２０との間の距離を保つために、粒子状の複数のスペーサが面内に分散されていてもよく、柱状の構造が形成されてもよい。
【００４３】
配光制御フィルム３０は、例えば、第２基材１１０が屋外側で、第３基材１２０が屋内側になり、かつ、図５に示される凸部１３３の第１側面１３５が下側（床側）で、第２側面１３６が上側（天井側）になるように配置されている。つまり、第２基材１１０が第１基材２０の主面２２上に設けられている。
【００４４】
配光制御フィルム３０では、第１電極層１４０及び第２電極層１５０間に印加される電圧によって、配光層１３０の屈折層１３２の屈折率が変化する。これにより、凹凸構造層１３１と屈折層１３２との界面に屈折率の差が生じ、当該界面による光の屈折及び反射（全反射）を利用して光が配光される。例えば、斜め下方に向けて入射する光の少なくとも一部は、凸部１３３によって斜め上方に向けて出射される。
【００４５】
配光制御フィルム３０は、第１電極層１４０及び第２電極層１５０間に印加される電圧の大きさに応じて、透明状態及び配光状態が切り替わる。また、配光制御フィルム３０は、第１電極層１４０及び第２電極層１５０間に印加される電圧の大きさに応じて、配光状態における光の配光方向（進行方向）が変化する。
【００４６】
以下、配光制御フィルム３０の各構成部材について、図４及び図５を参照して詳細に説明する。
【００４７】
［第２基材及び第３基材］
第２基材１１０及び第３基材１２０は、透光性を有する基材である。第２基材１１０及び第３基材１２０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。
【００４８】
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、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＣ、ＰＭＭＡ又はエポキシなどの樹脂材料が挙げられる。
【００４９】
第２基材１１０と第３基材１２０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。本実施の形態では、第２基材１１０及び第３基材１２０は、可撓性を有するフレキシブル基板である。本実施の形態において、第２基材１１０及び第３基材１２０は、ＰＥＴ樹脂からなる透明樹脂基板である。
【００５０】
第３基材１２０は、第２基材１１０に対向する対向基板であり、第２基材１１０に対向する位置に配置される。第２基材１１０と第３基材１２０とは、例えば、１μｍ〜１０００μｍなどの所定距離を空けて平行に配置されている。第２基材１１０と第３基材１２０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。
【００５１】
なお、第２基材１１０及び第３基材１２０の平面視形状は、例えば、正方形又は長方形などの矩形状であるが、これに限るものではなく、円形又は四角形以外の多角形であってもよく、任意の形状が採用され得る。
【００５２】
第２基材１１０は、図４に示されるように、第１基材２０の主面２２上に設けられている。例えば、第１基材２０と第２基材１１０とは、直接貼り付けられていてもよく、あるいは、密着層を介して貼り付けられていてもよい。
【００５３】
第２基材１１０及び第３基材１２０は、主面２２の湾曲に合わせて湾曲している。なお、第２基材１１０と第３基材１２０との隙間は均等に保たれている。このため、凹凸構造層１３１の凸部１３３の形状が崩れることなく、配光制御フィルム３０は、図１及び図２に示されるように、主面２２に沿って湾曲して設けられている。
【００５４】
［配光層］
図１及び図２に示されるように、配光層１３０は、第１電極層１４０と第２電極層１５０との間に配置される。配光層１３０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１３０は、入射した光を配光する。つまり、配光層１３０は、配光層１３０を光が通過する際に、その光の進行方向を変更する。
【００５５】
配光層１３０は、凹凸構造層１３１と、屈折層１３２とを有する。本実施の形態では、凹凸構造層１３１と屈折層１３２との界面で光が反射されることにより、配光制御フィルム３０（配光制御デバイス１０）を透過する光の、鉛直方向に対する進行方向が曲げられる。
【００５６】
［凹凸構造層］
凹凸構造層１３１は、屈折層１３２の表面（界面）を凹凸にするために設けられた微細形状層である。凹凸構造層１３１は、図４及び図５に示されるように、複数の凸部１３３と、複数の凹部１３４とを有する。
【００５７】
具体的には、凹凸構造層１３１は、マイクロオーダーサイズの複数の凸部１３３によって構成された凹凸構造体である。複数の凸部１３３の間が、複数の凹部１３４である。すなわち、隣り合う２つの凸部１３３の間が、１つの凹部１３４である。図４及び図５に示される例では、複数の凸部１３３が個々に分離された例を示しているが、これに限らない。複数の凸部１３３は根元（第１電極層１４０側）で個々に接続されていてもよい。また、例えば、複数の凸部１３３と第１電極層１４０との間に凸部１３３の基台となる層（膜）状の基台部が設けられていてもよい。
【００５８】
複数の凸部１３３は、第２基材１１０の主面（第１電極層１４０が設けられた面）に平行なｚ軸方向に並んで配置された複数の凸部である。すなわち、本実施の形態では、ｚ軸方向は、複数の凸部１３３の並び方向である。
【００５９】
本実施の形態では、複数の凸部１３３は、その並び方向に直交する方向に延在する長尺の凸条である。具体的には、複数の凸部１３３は、ｘ軸方向に延びたストライプ状に形成されている。複数の凸部１３３の各々は、ｘ軸方向に沿って直線状に延びている。例えば、複数の凸部１３３の各々は、第１電極層１４０に対して横倒しに配置された三角柱である。なお、複数の凸部１３３は、ｘ軸方向に沿って蛇行しながら延びていてもよい。例えば、複数の凸部１３３は、波線のストライプ状に形成されていてもよい。
【００６０】
本実施の形態では、複数の凸部１３３の延びる方向は、第１基材２０の湾曲方向である。複数の凸部１３３の並び方向は、第１基材２０が湾曲していない方向である。つまり、複数の凸部１３３が延びる方向（ｘ軸方向）と、第１基材２０の曲面部２２ａ〜２２ｃが延びる方向（すなわち、円柱側面の軸方向、ｚ軸方向）とは直交するように設けられている。
【００６１】
図４及び図５に示されるように、複数の凸部１３３の各々は、根元から先端にかけて先細る形状を有する。具体的には、複数の凸部１３３の各々の断面形状は、第２基材１１０から第３基材１２０に向かう方向に沿って先細りのテーパ形状である。本実施の形態では、凸部１３３のｙｚ断面における断面形状は、配光制御フィルム３０の厚み方向に沿って先細る略三角形であるが、これに限らない。凸部１３３の断面形状は、略台形でもよく、その他の多角形、又は、カーブを含む多角形などでもよい。複数の凸部１３３の形状は、互いに同じであるが、異なっていてもよい。
【００６２】
なお、略三角形又は略台形には、頂点が丸みを帯びた三角形又は台形も含まれる。また、略三角形又は略台形には、各辺が完全に直線ではない場合、例えば、各辺の長さの数％程度の変位で僅かに屈曲している場合、又は、微小な凹凸が含まれる場合も含まれる。
【００６３】
本実施の形態では、図４及び図５に示されるように、複数の凸部１３３の各々は、第１側面１３５及び第２側面１３６を有する。第１側面１３５及び第２側面１３６は、ｚ軸方向に交差する面である。第１側面１３５及び第２側面１３６の各々は、ｙ軸方向に対して所定の傾斜角で傾斜する傾斜面である。第１側面１３５及び第２側面１３６の間隔、すなわち、凸部１３３の幅は、第２基材１１０から第３基材１２０に向かって漸次小さくなっている。
【００６４】
第１側面１３５は、例えば、ｚ軸が鉛直方向に一致するように配光制御フィルム３０を配置した場合に、凸部１３３を構成する複数の側面のうち、鉛直下方側の側面である。第１側面１３５は、入射光を屈折させる屈折面である。
【００６５】
第２側面１３６は、例えば、ｚ軸が鉛直方向に一致するように配光制御フィルム３０を配置した場合に、凸部１３３を構成する複数の側面のうち、鉛直上方側の側面である。第２側面１３６は、入射光を反射させる反射面である。ここでの反射は、全反射であり、第２側面１３６は、全反射面として機能する。
【００６６】
第１側面１３５の傾斜角及び第２側面１３６の傾斜角はそれぞれ、例えば０°以上２５°以下の範囲である。言い換えると、凸部１３３の断面形状である略三角形又は略台形の２つの底角はそれぞれ、６５°以上９０°以下である。あるいは、２つの底角の少なくとも一方は、６５°より小さくてもよい。本実施の形態では、第１側面１３５の傾斜角と第２側面１３６の傾斜角とは、互いに異なっていてもよく、互いに等しくてもよい。
【００６７】
複数の凸部１３３の幅（ｚ軸方向の長さ）は、例えば１μｍ〜２０μｍであり、好ましくは１０μｍ以下であるが、これに限らない。また、隣り合う２つの凸部１３３の間隔は、例えば、０μｍ〜１００μｍであるが、これに限らない。隣り合う２つの凸部１３３は、互いに接触していてもよく、所定の間隔を空けて配置されていてもよい。
【００６８】
凹凸構造層１３１の材料としては、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂などの光透過性を有する樹脂材料を用いることができる。凹凸構造層１３１は、例えば、紫外線硬化樹脂材料から形成され、モールド成形又はナノインプリントなどによって形成することができる。凹凸構造層１３１は、例えば、緑色光に対する屈折率が１．５のアクリル樹脂を用いて断面が三角形の凹凸構造を、モールド型押しにより形成することができる。
【００６９】
［屈折層］
屈折層１３２は、複数の凸部１３３の間（すなわち、凹部１３４）を充填するように配置されている。具体的には、屈折層１３２は、第１電極層１４０と第２電極層１５０との間に形成される隙間を埋めるように配置されている。なお、図４及び図５に示されるように、凸部１３３の先端部と第２電極層１５０とが離れている場合、屈折層１３２は、凹部１３４だけでなく、凸部１３３の先端部と第２電極層１５０との間の隙間を埋めるように配置される。
【００７０】
屈折層１３２は、第１電極層１４０及び第２電極層１５０間に印加される電圧に応じて屈折率が変化する屈折率可変層である。具体的には、屈折層１３２は、電界が与えられることによって可視光帯域での屈折率が調整可能な屈折率調整層として機能する。電界は、第１電極層１４０及び第２電極層１５０間に印加される電圧に応じて変化する。例えば、図示しない制御部などによって、第１電極層１４０と第２電極層１５０との間には直流電圧が印加される。
【００７１】
屈折層１３２は、複数の凸部１３３と屈折率が異なる。本実施の形態では、所定の電圧が印加された場合に、屈折層１３２と複数の凸部１３３との屈折率が異なる。つまり、屈折層１３２の屈折率が変化する場合、屈折層１３２と凸部１３３との屈折率は常に異なっていなくてもよく、同じになる場合があってもよい。
【００７２】
図４及び図５に示されるように、屈折層１３２は、絶縁性液体１３７と、絶縁性液体１３７に含まれるナノ粒子１３８とを有する。屈折層１３２は、無数のナノ粒子１３８が絶縁性液体１３７に分散されたナノ粒子分散層である。
【００７３】
絶縁性液体１３７は、絶縁性を有する透明な液体であり、分散質としてナノ粒子１３８が分散される分散媒となる溶媒である。絶縁性液体１３７としては、例えば、屈折率（溶媒屈折率）が約１．３〜約１．６の材料を用いることができる。本実施の形態では、屈折率が約１．４の絶縁性液体１３７を用いている。
【００７４】
なお、絶縁性液体１３７の動粘度は、１００ｍｍ２／ｓ程度であるとよい。また、絶縁性液体１３７は、低誘電率（例えば、凹凸構造層１３１の誘電率以下）で、非引火性（例えば、引火点が２５０℃以上の高引火点）及び低揮発性を有してもよい。具体的には、絶縁性液体１３７は、脂肪族炭化水素、ナフサ、及びその他の石油系溶剤などの炭化水素、低分子量ハロゲン含有ポリマー、又は、これらの混合物などである。一例として、絶縁性液体１３７は、フッ化炭化水素などのハロゲン化炭化水素である。なお、絶縁性液体１３７としては、シリコーンオイルなどを用いることもできる。
【００７５】
ナノ粒子１３８は、絶縁性液体１３７に複数分散されている。ナノ粒子１３８は、粒径がナノオーダサイズの微粒子である。具体的には、入射光の波長をλとすると、ナノ粒子１３８の粒径は、λ／４以下であるとよい。ナノ粒子１３８の粒径をλ／４以下にすることで、ナノ粒子１３８による光散乱を少なくして、ナノ粒子１３８と絶縁性液体１３７との平均的な屈折率を得ることができる。ナノ粒子１３８の粒径は、小さい程よく、好ましくは１００ｎｍ以下、より好ましくは、数ｎｍ〜数十ｎｍである。
【００７６】
ナノ粒子１３８は、例えば、高屈折率材料によって構成されている。具体的には、ナノ粒子１３８の屈折率は、絶縁性液体１３７の屈折率よりも高い。本実施の形態において、ナノ粒子１３８の屈折率は、凹凸構造層１３１の屈折率よりも高い。
【００７７】
ナノ粒子１３８としては、例えば、金属酸化物微粒子を用いることができる。また、ナノ粒子１３８は、透過率が高い材料で構成されていてもよい。本実施の形態では、ナノ粒子１３８として、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）によって構成された屈折率が２．１の透明なジルコニア粒子を用いている。なお、ナノ粒子１３８は、酸化ジルコニウムに限らず、酸化チタン（ＴｉＯ２：屈折率２．５）などによって構成されていてもよい。
【００７８】
また、ナノ粒子１３８は、帯電している荷電粒子である。例えば、ナノ粒子１３８の表面を修飾することで、ナノ粒子１３８を正（プラス）又は負（マイナス）に帯電させることができる。本実施の形態において、ナノ粒子１３８は、正（プラス）に帯電している。
【００７９】
このように構成された屈折層１３２では、帯電したナノ粒子１３８が絶縁性液体１３７の全体に分散されている。本実施の形態では、一例として、ナノ粒子１３８として屈折率が２．１のジルコニア粒子を用いて、溶媒屈折率が約１．４の絶縁性液体１３７に分散させたものを屈折層１３２としている。
【００８０】
また、屈折層１３２の全体の屈折率（平均屈折率）は、ナノ粒子１３８が絶縁性液体１３７内に均一に分散された状態において、凹凸構造層１３１の屈折率と略同一に設定されており、本実施の形態では、約１．５である。なお、屈折層１３２の全体の屈折率は、絶縁性液体１３７に分散するナノ粒子１３８の濃度（量）を調整することによって変えることができる。詳細は後述するが、ナノ粒子１３８の量は、例えば、凹凸構造層１３１の凹部１３４に埋まる程度である。この場合、絶縁性液体１３７に対するナノ粒子１３８の濃度は、約１０％〜約３０％である。
【００８１】
絶縁性液体１３７中に分散するナノ粒子１３８は帯電しているので、屈折層１３２に電界が与えられると、ナノ粒子１３８は、電界分布に従って絶縁性液体１３７中を泳動し、絶縁性液体１３７内で偏在する。これにより、屈折層１３２内のナノ粒子１３８の粒子分布が変化して屈折層１３２内にナノ粒子１３８の濃度分布を持たせることができるので、屈折層１３２内の屈折率分布が変化する。つまり、屈折層１３２の屈折率が部分的に変化する。このように、屈折層１３２は、主に可視光帯域の光に対する屈折率を調整することができる屈折率調整層として機能する。
【００８２】
屈折層１３２は、例えば、第１電極層１４０及び凹凸構造層１３１が形成された第２基材１１０と、第２電極層１５０が形成された第３基材１２０との各々の端部外周をシール樹脂で封止した状態で、屈折率可変材料を真空注入法で注入することで形成される。あるいは、屈折層１３２は、第２基材１１０の第１電極層１４０及び凹凸構造層１３１上に屈折率可変材料を滴下した後に、第２電極層１５０が形成された第３基材１２０を貼り合わせることで形成されてもよい。本実施の形態では、屈折率可変材料は、ナノ粒子１３８が分散された絶縁性液体１３７である。ナノ粒子１３８が分散された絶縁性液体１３７が第２基材１１０と第３基材１２０との間に封止されている。屈折層１３２の厚さは、例えば１μｍ〜１０００μｍであるが、これに限らない。
【００８３】
［第１電極層及び第２電極層］
図４及び図５に示されるように、第１電極層１４０及び第２電極層１５０は、電気的に対となっており、配光層１３０に電界を与えることができるように構成されている。第１電極層１４０と第２電極層１５０とは、電気的だけではなく配置的にも対になっており、第２基材１１０と第３基材１２０との間に、互いに対向するように配置されている。具体的には、第１電極層１４０及び第２電極層１５０は、配光層１３０を挟むように配置されている。
【００８４】
第１電極層１４０及び第２電極層１５０は、透光性を有し、入射した光を透過する。第１電極層１４０及び第２電極層１５０は、例えば透明導電層である。透明導電層の材料としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）若しくはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）などの透明金属酸化物、銀ナノワイヤ若しくは導電性粒子などの導電体を含有する樹脂からなる導電体含有樹脂、又は、銀薄膜などの金属薄膜などを用いることができる。なお、第１電極層１４０及び第２電極層１５０は、これらの単層構造でよく、これらの積層構造（例えば透明金属酸化物と金属薄膜との積層構造）でもよい。本実施の形態では、第１電極層１４０及び第２電極層１５０はそれぞれ、厚さ１００ｎｍのＩＴＯである。
【００８５】
第１電極層１４０は、第２基材１１０と凹凸構造層１３１との間に配置されている。具体的には、第１電極層１４０は、第２基材１１０の配光層１３０側の面に形成されている。
【００８６】
一方、第２電極層１５０は、屈折層１３２と第３基材１２０との間に配置されている。具体的には、第２電極層１５０は、第３基材１２０の配光層１３０側の面に形成されている。
【００８７】
なお、第１電極層１４０及び第２電極層１５０は、例えば、外部電源との電気接続が可能となるように構成されている。例えば、外部電源に接続するための電極パッドなどが、第１電極層１４０及び第２電極層１５０の各々から引き出されて第２基材１１０及び第３基材１２０に形成されていてもよい。
【００８８】
第１電極層１４０及び第２電極層１５０はそれぞれ、例えば、蒸着、スパッタリングなどにより、ＩＴＯなどの導電膜を成膜することで形成される。
【００８９】
［配光制御デバイスの動作及び光学状態］
続いて、配光制御デバイス１０の動作及び光学状態について説明する。なお、詳細な説明を省略するが、図３に示される配光制御デバイス１１の動作及び光学状態も同様である。
【００９０】
［上下方向（鉛直方向）に対する配光］
まず、配光制御デバイス１０の上下方向（鉛直方向）に対する配光について説明する。
【００９１】
＜透明状態（無印加モード）＞
図６Ａは、本実施の形態に係る配光制御デバイス１０の無印加モード（透明状態）を説明するための垂直断面図である。また、図６Ａには、配光制御デバイス１０に対して斜めに入射する光Ｌの経路を太線の矢印で示している。
【００９２】
図６Ａにおいて、第１電極層１４０及び第２電極層１５０間には電圧が印加されていない。具体的には、第１電極層１４０と第２電極層１５０とは、互いに等電位となっている。この場合、屈折層１３２には電界が与えられないので、ナノ粒子１３８は、絶縁性液体１３７の全体に亘って分散された状態となる。
【００９３】
本実施の形態では、ナノ粒子１３８が絶縁性液体１３７の全体に分散された状態の屈折層１３２の屈折率は、上述したように、約１．５である。また、凹凸構造層１３１の凸部１３３の屈折率は、約１．５である。つまり、複数の凸部１３３と、屈折層１３２とは、屈折率が同等になる。したがって、配光層１３０の全体で、屈折率が均一になる。
【００９４】
このため、図６Ａに示されるように、斜め上方から斜め下方に向けて光Ｌが入射した場合、屈折層１３２と凹凸構造層１３１との界面には屈折率差がないので、光が真っ直ぐに進行する。つまり、垂直断面において、光Ｌの入射角と出射角とは、実質的に同じになる。
【００９５】
このように、配光制御デバイス１０は、入射した光を実質的にそのまま（進行方向を変えることなく）透過させる透明状態になる。
【００９６】
なお、光Ｌは、実際には、第２基材１１０に入射するとき、第３基材１２０から出射するとき、第２基材１１０と第１電極層１４０との界面を通過するとき、及び、第２電極層１５０と第３基材１２０との界面を通過するとき、などの通過する媒体が変化するときに屈折するが、図６Ａには図示していない。図６Ａでは、配光層１３０内での光Ｌの進行方向を詳細に図示している。後述する図６Ｂにおいても同様である。
【００９７】
＜配光状態（電圧印加モード）＞
図６Ｂは、本実施の形態に係る配光制御デバイス１０の電圧印加モード（配光状態）を説明するための垂直断面図である。また、図６Ｂには、配光制御デバイス１０に対して斜めに入射する光Ｌの経路を太線の矢印で示している。
【００９８】
図６Ｂにおいて、第１電極層１４０及び第２電極層１５０間に所定の電圧が印加されている。例えば、第１電極層１４０と第２電極層１５０とには、数十Ｖ程度の電位差の電圧が印加されている。これにより、屈折層１３２には所定の電界が与えられるので、屈折層１３２では、帯電したナノ粒子１３８がその電界分布に従って絶縁性液体１３７内を泳動する。つまり、ナノ粒子１３８は、絶縁性液体１３７内を電気泳動する。
【００９９】
図６Ｂに示す例では、第２電極層１５０は、第１電極層１４０よりも高電位になっている。このため、プラスに帯電したナノ粒子１３８は、第１電極層１４０に向かって泳動し、凹凸構造層１３１の凹部１３４に入り込んで集積していく。
【０１００】
このように、ナノ粒子１３８が屈折層１３２内の凹凸構造層１３１側に偏在することで、ナノ粒子１３８の粒子分布が変化し、屈折層１３２内の屈折率分布が一様ではなくなる。具体的には、図６Ｂに示すように、屈折層１３２内でナノ粒子１３８の濃度分布が形成される。
【０１０１】
例えば、凹凸構造層１３１側の第１領域１３２ａでは、ナノ粒子１３８の濃度が高くなり、第２電極層１５０側の第２領域１３２ｂでは、ナノ粒子１３８の濃度が低くなる。したがって、第１領域１３２ａと第２領域１３２ｂとには、屈折率差が生じる。
【０１０２】
本実施の形態では、ナノ粒子１３８の屈折率が絶縁性液体１３７の屈折率よりも高い。このため、ナノ粒子１３８の濃度が高い第１領域１３２ａの屈折率は、ナノ粒子１３８の濃度が低い、すなわち、絶縁性液体１３７の割合が多い第２領域１３２ｂの屈折率よりも高くなる。例えば、第１領域１３２ａの屈折率は、ナノ粒子１３８の濃度に応じて約１．５より大きい値〜約１．８になる。第２領域１３２ｂの屈折率は、ナノ粒子１３８の濃度に応じて約１．４〜約１．５より小さい値になる。
【０１０３】
複数の凸部１３３の屈折率が約１．５であるので、第１電極層１４０と第２電極層１５０との間に電圧が印加されている場合、凸部１３３と第１領域１３２ａとの間には、屈折率差が生じる。このため、図６Ｂに示すように、斜め方向から光Ｌが入射した場合、入射した光Ｌは、凸部１３３の第１側面１３５で屈折した後、第２側面１３６で全反射される。
【０１０４】
これにより、図６Ｂに示されるように、垂直断面において、光Ｌの入射角と出射角とが異なる。例えば、斜め上方から斜め下方に向けて入射した光Ｌは、斜め上方に向けて配光制御デバイス１０から出射される。
【０１０５】
このように、第１電極層１４０と第２電極層１５０との間に所定の電位差が生じた場合に、複数の凸部１３３の各々と屈折層１３２との界面に屈折率差が発生し、配光層１３０に入射する光の進行方向が曲げられる。つまり、配光制御デバイス１０は、入射した光を、その進行方向を曲げて透過させる配光状態になる。
【０１０６】
また、印加する電圧の大きさによってナノ粒子１３８の凝集の程度を変化させることができる。ナノ粒子１３８の凝集の程度によって屈折層１３２の屈折率が変化する。このため、凸部１３３の第１側面１３５及び第２側面１３６（界面）における屈折率の差を変化させることで、配光方向を変化させることも可能である。
【０１０７】
以上のように、本実施の形態に係る配光制御デバイス１０は、凹凸構造層１３１の凸部１３３と屈折層１３２との屈折率差によって、入射する光の上下方向（鉛直方向）に対する進行方向を変化させる。
【０１０８】
［左右方向に対する配光］
次に、配光制御デバイス１０の左右方向に対する配光について、図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態に係る配光制御デバイス１０の左右方向（水平方向）の斜めから入射した光の進行方向の一例を示す図である。なお、図７では、光Ｌの経路を実線の矢印で示しており、当該経路を分かりやすくするため、第１基材２０及び配光制御フィルム３０の断面を表す網掛けを付していない。
【０１０９】
図７に示されるように、光Ｌは、配光制御デバイス１０の入射側の主面２１に対して、ｘ軸の正側からｙ軸の正側に向かうように斜めに入射する。光Ｌは、主面２１に入射する際に屈折した後、主面２２から出射される際にも屈折する。
【０１１０】
このとき、主面２２は、図２で示したように、断面視において中心角が６０°の円弧で表されているので、微視的には、ｘｚ面に対して−３０°〜３０°の範囲で傾斜した微小面の集合とみなすことができる。光Ｌは、各微小面に対する入射角が異なるので、各微小面から出射されるときの出射角も異なる。このため、光Ｌは、主面２２の出射位置に応じて異なる方向に出射される。具体的には、光Ｌは、主面２２から左右方向に広げられて出射される。なお、光Ｌは、配光制御フィルム３０を通過する際に、図６Ａ及び図６Ｂで示したように、配光制御フィルム３０が配光状態にある場合に、上下方向への光の進行方向が曲げられる。
【０１１１】
図７では、主面２１に対して斜めに入射する光Ｌを示したが、主面２１に対して垂直に入射する光も同様に、主面２２から左右方向に広げられて出射される。つまり、主面２１に対してどの方向から光Ｌが入射したとしても、光Ｌは、主面２２から左右方向に広げられて出射される。
【０１１２】
このため、光Ｌの入射角が異なる場合に、出射される範囲の重複が大きくなる。したがって、例えば、太陽の日周運動などによって光Ｌの入射角が変化したとしても、光Ｌによって照射される範囲は大きく変化しない。つまり、配光制御デバイス１０は、光Ｌの入射角の変化によらず、安定した範囲に光Ｌを出射させることができる。
【０１１３】
図８は、本実施の形態に係る配光制御デバイス１０を窓９１に適用した場合に配光された光の照射領域を示す図である。図８に示す例では、配光制御デバイス１０は、建物９０の窓９１の上半分に設けられている。図８は、建物９０の屋内側から窓９１を正面に見た場合を模式的に示しており、天井９２、床９３、左側の壁９４及び右側の壁９５が図示されている。
【０１１４】
図８の（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、配光制御デバイス１０の光出射側から見たときに太陽Ｓが左側、正面、右側に位置する場合に、屋内において配光制御デバイス１０を通過した光Ｌによって照射される範囲を模式的に示している。
【０１１５】
本実施の形態に係る配光制御デバイス１０は、左右方向の斜めから入射する光を、左右方向に対して広げて出射する。このため、図８の（ａ）〜（ｃ）に示されるように、太陽Ｓの位置によらず、屋内の天井９２の広い範囲を光Ｌが照射していることが分かる。なお、ここでは、配光制御フィルム３０が配光状態である場合を示している。
【０１１６】
［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る配光制御デバイス１０は、透光性を有する第１基材２０と、第１基材２０の主面２２上に設けられた配光制御フィルム３０とを備える。配光制御フィルム３０は、透光性を有する第２基材１１０と、第２基材１１０に対向して配置された、透光性を有する第３基材１２０と、第２基材１１０と第３基材１２０との間に配置され、入射した光を配光する配光層１３０とを備える。配光層１３０は、ｚ軸方向（第１方向）に並んで配置された複数の凸部１３３を有する凹凸構造層１３１と、複数の凸部１３３間を充填するように配置され、複数の凸部１３３と屈折率が異なる屈折層１３２とを含んでいる。主面２２は、ｚ軸方向（第１方向）に直交するｘ軸方向（第２方向）に沿って湾曲する曲面部２２ａを含む。
【０１１７】
これにより、配光制御フィルム３０の複数の凸部１３３によって、鉛直方向（上下方向）に対して光を曲げることができる。このため、配光制御デバイス１０は、斜め上方から入射する太陽光などを、例えば屋内の天井９２に向けて、すなわち、斜め上方に向けて出射させることができる。
【０１１８】
また、第１基材２０の主面２２が曲面部２２ａ〜２２ｃを含んでいるので、入射する光を曲面部２２ａ〜２２ｃが湾曲する方向にも広げることができる。例えば、湾曲する方向を水平方向（左右方向）にすることで、光を水平方向にも広げることができる。したがって、水平方向における光の入射角が異なる場合であっても、採り入れた光によって照射される範囲を安定させることができる。例えば、配光制御デバイス１０は、天井９２の広い範囲に向けて光を安定して出射することができる。
【０１１９】
このように、配光制御デバイス１０は、窓９１に利用された場合に、屋内に効率良く採光することができる。
【０１２０】
また、例えば、複数の凸部１３３は、ｘ軸方向に沿って延びている。主面２２は、ｚ軸方向に沿って湾曲していない。
【０１２１】
これにより、第１基材２０によっては上下方向への光の拡散が行われないので、配光制御フィルム３０による配光機能が損なわれることを抑制することができる。
【０１２２】
また、例えば、主面２２は、ｚ軸方向に直交する断面（ｘｙ断面）で見た場合、波線又は円弧で表される。
【０１２３】
これにより、例えば、主面２２の断面視形状が波線である場合、湾曲の凸面と凹面とが周期的に繰り返されるので、主面２２の全体において光を拡散させることができる。つまり、面内での光の出射方向の偏りを抑制することができる。
【０１２４】
また、例えば、主面２２の断面視形状が円弧である場合、微視的には、円弧に含まれる角度の範囲内においてあらゆる角度の微小面が均等に含まれる。したがって、光の出射方向の偏りを抑制することができる。
【０１２５】
また、例えば、配光制御フィルム３０は、さらに、第２基材１１０と第３基材１２０との間に互いに対向して配置された、透光性を有する第１電極層１４０及び第２電極層１５０を備える。配光層１３０は、第１電極層１４０及び第２電極層１５０間に位置する。屈折層１３２は、第１電極層１４０及び第２電極層１５０間に印加される電圧に応じて屈折率が変化する。
【０１２６】
これにより、配光層１３０の屈折層１３２の屈折率を可変にすることができるので、例えば、凸部１３３と屈折層１３２との屈折率を同じにすることで、配光制御フィルム３０を透明状態にすることができる。また、凸部１３３と屈折層１３２との屈折率を異ならせることで、光の進行方向を曲げる配光状態にすることができる。
【０１２７】
このように、配光制御デバイス１０は、第１電極層１４０と第２電極層１５０とを備えることで、配光状態と透明状態とを切り替えることができる。また、第１電極層１４０と第２電極層１５０との間に印加する電圧の大きさを調整することで、配光される光の進行方向を調整することができる。
【０１２８】
また、例えば、屈折層１３２は、絶縁性液体１３７と、絶縁性液体１３７とは屈折率が異なる、絶縁性液体１３７に分散された帯電する複数のナノ粒子１３８とを備える。
【０１２９】
これにより、絶縁性液体１３７に分散された帯電するナノ粒子１３８の凝集の程度に応じて、配光状態において配光される光の方向が変化する。ナノ粒子１３８の凝集の程度は、第１電極層１４０及び第２電極層１５０間に印加される電圧に応じて容易に変更することができる。したがって、透明状態及び配光状態を容易に変更することができる。また、配光状態においては、Ｐ偏光及びＳ偏光のいずれの光にも屈折率差の影響を与えることができるので、配光性及び透明性を高めることができる。
【０１３０】
（その他）
以上、本発明に係る配光制御デバイスについて、上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【０１３１】
例えば、上記の実施の形態では、配光制御フィルム３０が配光状態と透明状態とを動的に切り替えることができる例を説明したが、これに限らない。例えば、配光制御フィルム３０は、常に配光状態であってもよい。具体的には、配光制御フィルム３０は、第１電極層１４０及び第２電極層１５０を備えていなくてもよく、屈折層１３２は、凹凸構造層１３１の凸部１３３とは異なる屈折率であってもよい。例えば、屈折層１３２は、凸部１３３とは異なる屈折率の透光性の樹脂材料を用いて形成されていてもよい。
【０１３２】
また、例えば、第１基材２０の主面２２は、ｘ軸方向だけでなく、ｚ軸方向にも湾曲していてもよい。つまり、第１基材２０の主面２２は、二次元的に湾曲していてもよい。
【０１３３】
また、例えば、複数の凸部１３３は、ｘ軸方向において複数に分割されていてもよい。例えば、複数の凸部１３３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１３３を、ドット状に点在するように配置してもよい。
【０１３４】
また、例えば、上記の実施の形態において、ナノ粒子１３８の屈折率が絶縁性液体１３７の屈折率より低くてもよい。ナノ粒子１３８の屈折率などに応じて印加する電圧を適宜調整することで、透明状態及び配光状態を実現することができる。
【０１３５】
また、例えば、上記の実施の形態において、ナノ粒子１３８はプラスに帯電させたが、これに限らない。つまり、ナノ粒子１３８をマイナスに帯電させてもよい。この場合、第１電極層１４０にはプラス電位を印加し、第２電極層１５０にはマイナス電位を印加することで、第１電極層１４０と第２電極層１５０との間に直流電圧を印加するとよい。
【０１３６】
また、複数のナノ粒子１３８には、光学特性の異なる複数種類のナノ粒子が含まれてもよい。例えば、プラスに帯電させた透明の第１ナノ粒子と、マイナスに帯電させた不透明（黒色など）の第２ナノ粒子とを含んでもよい。例えば、第２ナノ粒子を凝集させて偏在させることで、配光制御デバイスに遮光機能を持たせてもよい。
【０１３７】
また、例えば、上記実施の形態では、屈折率可変材料として電気泳動材料を利用する例について示したが、これに限らない。例えば、屈折率可変材料として、液晶材料を利用してもよい。この場合、液晶材料に含まれる液晶分子の複屈折性を利用して、屈折率可変層の屈折率が変化する。屈折率可変層に与えられる電界に応じて液晶分子の配向を変化させることにより、屈折率可変層の屈折率が変化する。これにより、透明状態及び配光状態、並びに、配光状態における配光方向を制御することができる。
【０１３８】
また、上記の実施の形態では、配光制御デバイスに入射する光として太陽光を例示したが、これに限らない。例えば、配光制御デバイスに入射する光は、照明装置などの発光装置が発する光であってもよい。
【０１３９】
また、例えば、配光制御デバイスは、建物の窓に設置する場合に限るものではなく、例えば車の窓などに設置してもよい。また、配光制御デバイスは、例えば、照明器具の透光カバーなどの配光制御部材などに利用することもできる。あるいは、配光制御デバイスは、凹凸構造の界面での光の散乱を利用した目隠し部材としても利用することができる。
【０１４０】
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。
【符号の説明】
【０１４１】
１０、１１  配光制御デバイス
２０、２５  第１基材
２２、２７  主面
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ  曲面部
３０  配光制御フィルム
１１０  第２基材
１２０  第３基材
１３０  配光層
１３１  凹凸構造層
１３２  屈折層
１３３  凸部
１３７  絶縁性液体
１３８  ナノ粒子
１４０  第１電極層
１５０  第２電極層
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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