(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光学調整体と、
第２光学調整体と、
前記第１光学調整体と前記第２光学調整体との間に設けられた位相変調層とを備え、
前記第１光学調整体は、
光透過性を有する第１電極と、
前記第１電極と電気的に対となり、光透過性を有する第１対電極と、
前記第１電極と前記第１対電極との間に配置され、液晶を含む第１屈折率調整層であって、電界により屈折率が変化することで、透明状態と入射光を配光する状態とが変化可能であり、かつ、屈折率異方性を有する第１屈折率調整層と、
前記第１屈折率調整層の表面を凹凸にする第１凹凸層と、を備え、
前記第２光学調整体は、
光透過性を有する第２電極と、
前記第２電極と電気的に対となり、光透過性を有する第２対電極と、
前記第２電極と前記第２対電極との間に配置され、液晶を含む第２屈折率調整層であって、電界により屈折率が変化することで、透明状態と入射光を配光する状態とが変化可能であり、かつ、屈折率異方性を有する第２屈折率調整層と、
前記第２屈折率調整層の表面を凹凸にする第２凹凸層と、を備え、
前記第１凹凸層及び前記第２凹凸層の各々の凸部は、断面形状が三角形又は台形であり、かつ、厚み方向に対して傾斜した側面を有し、
前記第１凹凸層の複数の凸部若しくは複数の凹部、又は、前記第２凹凸層の複数の凸部若しくは複数の凹部は、不規則に配置されており、
前記第１光学調整体と前記第２光学調整体とは、光学デバイスの厚み方向に配置されている、
光学デバイス。
【請求項２】
前記位相変調層は、波長λの入射光の位相を（１／２）λ変える、
請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項３】
前記第１凹凸層と前記第２凹凸層とは、同じ構造を有する、
請求項１又は２に記載の光学デバイス。
【請求項４】
前記第１光学調整体と前記第２光学調整体とは、同じ構造を有する、
請求項１乃至３のいずれか１項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、光学デバイスに関し、たとえば、電気により光学的な状態が変化可能な光学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気を供給することにより、光学的な状態を変化させる光学デバイスが提案されている。たとえば、特許文献１には、一対の透明電極の間に、銀を含有するエレクトロクロミック材料を含む電解質層を挟持し、透明電極の一方にナノオーダーの凹凸を設けた調光素子が開示されている。特許文献１の調光素子は、電圧の印加により鏡面状態を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１１８１８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の調光素子は、鏡面状態を形成することが可能ではあるものの、所望の方向に光の進行方向を変化させるものではない。【０００５】
本開示の目的は、配光を行うことが可能な光学デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
光学デバイスが開示される。光学デバイスは、第１光学調整体と、第２光学調整体と、前記第１光学調整体と前記第２光学調整体との間に設けられた位相変調層とを備える。前記第１光学調整体は、光透過性を有する第１電極と、光透過性を有する第１対電極と、電界により屈折率が変化し、透明状態と入射光を配光する状態とが変化可能で、かつ、屈折率異方性を有する第１屈折率調整層と、前記第１屈折率調整層の表面を凹凸にする第１凹凸層とを備える。前記第１対電極は、前記第１電極と電気的に対となる。前記第１屈折率調整層は、前記第１電極と前記第１対電極との間に配置され、液晶を含む。前記第２光学調整体は、光透過性を有する第２電極と、光透過性を有する第２対電極と、電界により屈折率が変化し、透明状態と入射光を配光する状態とが変化可能で、かつ、屈折率異方性を有する第２屈折率調整層と、前記第２屈折率調整層の表面を凹凸にする第２凹凸層とを備える。前記第２対電極は、前記第２電極と電気的に対となる。前記第２屈折率調整層は、前記第２電極と前記第２対電極との間に配置され、液晶を含む。前記第１光学調整体と前記第２光学調整体とは光学デバイスの厚み方向に配置されている。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、配光を行うことが可能な光学デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態に係る光学デバイスの一例を示す模式的な断面図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る光学デバイスの一例を示す模式的な断面図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る光学デバイスによる配光の一例を示す説明図である。
【図４】図４は、実施の形態に係る光学デバイスによる光透過の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下では、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。
【００１０】
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、たとえば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。
【００１１】
図１は、光学デバイスの一例（光学デバイス１）を示している。図１は、光学デバイス１の層構造を模式的に示しており、実際の光学デバイス１の各部の寸法等は、これに限定されない。光学デバイス１は、パネル状に形成され得る。
【００１２】
光学デバイス１は、第１光学調整体１０と、第２光学調整体２０とを備える。第１光学調整体１０は、第１電極１３と、第１電極１３と電気的に対となる第１対電極１４と、第１電極１３と第１対電極１４との間に配置される第１屈折率調整層１５と、第１屈折率調整層１５の表面を凹凸にする第１凹凸層１６とを備える。第１電極１３及び第１対電極１４は、光透過性を有する。第１屈折率調整層１５は、液晶を含み、電界により屈折率が変化し、透明状態と入射光を配光する状態とが変化可能である。第２光学調整体２０は、第２電極２３と、第２電極２３と電気的に対となる第２対電極２４と、第２電極２３と第２対電極２４との間に配置される第２屈折率調整層２５と、第２屈折率調整層２５の表面を凹凸にする第２凹凸層２６とを備える。第２電極２３及び第２対電極２４は、光透過性を有する。第２屈折率調整層２５は、液晶を含み、電界により屈折率が変化し、透明状態と入射光を配光する状態とが変化可能である。第１光学調整体１０と第２光学調整体２０とは光学デバイス１の厚み方向に配置されている。
【００１３】
光学デバイス１は、第１屈折率調整層１５及び第２屈折率調整層２５の屈折率の変化により、透明状態と配光状態とを作り出すことができる。ここで、２つの屈折率調整層が厚み方向で配置されることにより、異なる振動方向の光を効率よく配光することができる。すなわち、光（特に自然光）は、通常、振動方向が異なる成分を含み得るが、屈折率調整層が１つであると、ある振動方向の光の成分を配光できても、その光と直交する振動方向の光の成分を配光できないといったことが生じ得る。しかしながら、屈折率調整層が２つであると、異なる２つの振動方向の光の成分をどちらも配光することができる。そのため、透明状態と配光状態との光の変化の差が大きくなる。このように、光学デバイス１は、透明状態と配光状態とを作り出すことができるため、光学特性に優れる。
【００１４】
ここで、「厚み方向」とは、特に断りのない限り、光学デバイス１の厚みの方向を意味する。図１では、厚み方向がＤ１で示されている。厚み方向とは、第１基板１１の表面に垂直な方向であってよい。厚み方向には積層を行う方向が含まれる。厚み方向は、第１電極１３から第１対電極１４に向かう方向と、第１対電極１４から第１電極１３に向かう方向とが含まれる。図１において、光学デバイス１の各層は、横方向及び紙面に垂直な方向に広がっていると考えることができる。また、「平面視」とは、基板の表面に垂直な方向（厚み方向Ｄ１）に沿って見た場合のことを意味する。
【００１５】
第１光学調整体１０は、第１基板１１と第１対基板１２とをさらに備えている。第１基板１１と第１対基板１２とは、第１電極１３、第１凹凸層１６、第１屈折率調整層１５及び第１対電極１４の積層構造を間に配置してこの積層構造を支持する。また、第１基板１１と第１対基板１２とは、この積層構造を保護する。また、第１基板１１と第１対基板１２とは、一方が積層構造を形成するための形成基板として機能し、他方が積層構造を被覆するための被覆基板として機能し得る。
【００１６】
第２光学調整体２０は、第２基板２１と第２対基板２２とをさらに備えている。第２基板２１と第２対基板２２とは、第２電極２３、第２凹凸層２６、第２屈折率調整層２５及び第２対電極２４の積層構造を間に配置してこの積層構造を支持する。また、第２基板２１と第２対基板２２とは、この積層構造を保護する。また、第２基板２１と第２対基板２２とは、一方が積層構造を形成するための形成基板として機能し、他方が積層構造を被覆するための被覆基板として機能し得る。
【００１７】
図１の光学デバイス１は、第１光学調整体１０と第２光学調整体２０との間に、位相変調層３０をさらに備えている。位相変調層３０は、入射光の位相を変える機能を有する。第１屈折率調整層１５は、屈折率異方性を有する。第２屈折率調整層２５は、屈折率異方性を有する。位相変調層３０がある場合、光の位相の変調によって光の振動方向が変化するため、異なる振動方向の光を２つの光学調整体によって配光しやすくなる。それにより、振動方向の異なる光の成分を効率よく配光することができる。このとき、第１屈折率調整層１５と第２屈折率調整層２５とは、同じ屈折率異方性を有してもよい。それにより、屈折率調整層の形成が簡単になるとともに、光の位相の変調によって効果的に振動方向の異なる光を配光することができる。特に、位相変調層３０は、波長λの入射光の位相を（１／２）λ変えてもよい。その場合、効率よく配光することがさらに可能になる。ここで、屈折率異方性とは、方向によって屈折率が異なることを意味する。たとえば、屈折率調整層が屈折率異方性を有する場合、屈折率調整層は、厚み方向Ｄ１での屈折率と、厚み方向Ｄ１に垂直な方向での屈折率とが異なり得る。配光の詳細な機構は後述する。
【００１８】
第１凹凸層１６と第２凹凸層２６とは、同じ構造を有してもよい。それにより、同じ方法でこれらを形成することができるため、製造が容易になり、低コスト化を図ることができる。第１凹凸層１６と第２凹凸層２６とは、同じ材料で形成され得る。第１凹凸層１６と第２凹凸層２６とは、同じ凹凸を有し得る。第１凹凸層１６と第２凹凸層２６とは、同じ厚みとなり得る。
【００１９】
第１光学調整体１０と第２光学調整体２０とは、同じ構造を有してもよい。それにより、同じ方法でこれらを形成することができるため、製造が容易になり、低コスト化を図ることができる。第１光学調整体１０と第２光学調整体２０とは、同じ材料で形成され得る。第１光学調整体１０と第２光学調整体２０とは、同じ凹凸層を有し得る。２つの光学調整体が同じ構造である場合、たとえば、複数の光学調整体を作製しておき、そのうちの１つを第１光学調整体１０として用い、そのうちの他の１つを第２光学調整体２０として用いることができる。
【００２０】
図１の光学デバイス１の第１光学調整体１０及び第２光学調整体２０では、それぞれ、基板と対基板との間に、電極、凹凸層、屈折率調整層及び対電極がこの順で配置されている。これらの層は、厚み方向に並んでいる。光学調整体は、基板、電極、凹凸層、屈折率調整層、対電極、及び対基板を合わせた積層構造を備えている。光学調整体は、光学デバイス１に組み込まれる。図１の光学デバイス１は、光学調整体を２つ備えている。
【００２１】
光学デバイス１は、光を透過させることができる。光学デバイス１は、窓となり得る。光学デバイス１は、建物の外壁に取り付けた場合には、外光を屋内に通過させることが可能である。第１基板１１は、屋外側に配置され得る。第２対基板２２は、屋内側に配置され得る。もちろん、第２対基板２２が屋外側に配置され、第１基板１１が屋内側に配置されてもよい。また、光学デバイス１は、外壁以外に取り付けられてもよい。たとえば、光学デバイス１は、内壁、パーティションに取り付けられ得る。光学デバイス１は、車載用窓として取りつけられてもよい。第１基板１１は、光が入り込む側の基板と定義される。
【００２２】
光学調整体の一対の電極（第１電極１３と第１対電極１４とのペア、第２電極２３と第２対電極２４とのペア）は、屈折率調整層に電界を与えることができるように構成されている。一対の電極のうちの一方が陽極として機能し、他方が陰極として機能する。屈折率調整層は、一対の電極によって電圧が印加されることにより、屈折率が変化する。一対の電極は、光学デバイス１を駆動させるための電極として機能する。各電極は、層となっている。
【００２３】
光学デバイス１は、第１電極１３、第１対電極１４、第２電極２３及び第２対電極２４を含む複数の電極を備えている。複数の電極（第１電極１３、第１対電極１４、第２電極２３及び第２対電極２４）は、透明な導電層によって構成され得る。透明導電層の材料としては、透明金属酸化物、導電性粒子含有樹脂、金属薄膜などを用いることができる。光透過性を有する電極の材料の一例として、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）などの透明金属酸化物が例示される。透明金属酸化物によって構成される電極は、光学デバイス１の電極に用いることができる。また、電極は、銀ナノワイヤを含有する層、又は、銀薄膜などの金属含有透明層であってもよい。また、電極は、透明金属酸化物の層と金属層とが積層されたものであってもよい。また、電極は、透明導電層に補助配線が設けられたものであってもよい。電極は、遮熱効果を有していてもよい。それにより、断熱性が高まり得る。
【００２４】
電極は、金属を含んでいてもよい。金属は、電極を低抵抗化させることができる。金属によって、電流が光学デバイス１の面内に均一に流れやすくなり、光学特性の面内分布が向上し得る。ただし、金属の多量の含有は、電極の光透過性の低下を招き得るため、電極の光透過性を阻害しない態様で、金属は含有される。たとえば、金属は、金属ナノワイヤ、金属製の補助配線、金属薄膜として、電極に含まれ得る。金属ナノワイヤは、透明導電層中に分散され得る。この場合、電極は、金属ナノワイヤを含む透明導電層で形成される。金属製の補助配線は、透明導電層に接触させて、透明導電層上に設けられ得る。この場合、電極は、透明導電層と補助配線とを含む。金属薄膜は、透明導電層の表面に設けられ得る。この場合、電極は、透明導電層と金属薄膜とを含む。複数の電極のうちのいずれか１つ乃至３つの電極が金属を含んでもよいし、それらの全てが金属を含んでもよい。複数の電極の全てが金属を含んでいてもよい。複数の電極のうちの少なくとも１つは、平面視において分割されていてもよい。それにより、光学デバイス１の部分制御が可能になる。このとき、複数の電極が平面視において分割される場合には、それらは同じ形状で分割されていてもよい。
【００２５】
電極は、電源との電気接続が可能なように構成されていてもよい。光学デバイス１は、電源に接続するために、電極パッド、及び、電極パッドを電気的に集約した電気接続部などを有し得る。電気接続部は、プラグなどにより構成され得る。これらの電極は、配線を介して電源に接続され得る。電源は、外部電源であってもよいし、内部電源であってもよい。図１の光学デバイス１では、各電極は、平面視において凹凸層からはみ出した部分を有しており、この部分で電源との接続を行うことが可能である。そのため、光学デバイス１への給電が容易である。
【００２６】
光学デバイス１は、第１基板１１、第１対基板１２、第２基板２１及び第２対基板２２を含む複数の基板を備える。第１対基板１２は、第１基板１１と対をなす。第２対基板２２は、第２基板２１と対をなす。複数の基板は、光透過性を有する。これら複数の基板（第１基板１１、第１対基板１２、第２基板２１及び第２対基板２２）は、端部において接着されていてよい。接着は、接着剤によって行われ得る。接着剤は、固化してもよい。接着剤は、スペーサを形成し得る。スペーサは、これらの基板の間の隙間の厚みを規定し得る。スペーサは、屈折率調整層及び位相変調層の端部を保護し得る。
【００２７】
上記複数の基板は、同じ基板材料で構成されてもよいし、異なる基板材料で構成されてもよいが、同じ基板材料で構成されてもよい。基板材料としては、ガラス基板、樹脂基板が例示される。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、高屈折率ガラスが例示される。樹脂基板の材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）が例示される。ガラス基板は、透明性が高いという利点がある。ガラス基板は、防湿性が高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。フレキシブル性を有する基板を使用してもよい。フレキシブル性を有する基板は、曲げることが可能である。フレキシブル性を有すると、取り扱い性が高まる。フレキシブル基板は、樹脂基板又は薄膜ガラスにより容易に形成され得る。上記の基板は、同じ厚みであってもよいし、異なる厚みであってもよい。材料点数削減の点からは、これらは、同じ厚みであることが好ましい。
【００２８】
上記複数の基板は、可視光領域において屈折率の差が所定の値より小さい。それにより、光を有効に透過させることができる。たとえば、複数の基板の屈折率差は、０．２以下であることが好ましく、０．１以下であることがより好ましい。上記複数の基板は、屈折率が同じであってもよい。
【００２９】
また、隣り合って配置される基板と電極とは、屈折率の差が所定の値より小さい。それにより、これらの界面において光を有効に透過させることができる。たとえば、隣り合う基板と電極との屈折率差は、可視光領域において、０．２以下であることが好ましく、０．１以下であることがより好ましい。一対の電極は、屈折率が同程度であり得る。たとえば、一対の電極の間の屈折率差は、０．１以下であってよい。
【００３０】
複数の基板の屈折率は、たとえば、１．３〜２．０の範囲内であってよいが、これに限定されるものではない。複数の電極の屈折率は、たとえば、１．３〜２．０の範囲内であってよいが、これに限定されるものではない。
【００３１】
光学調整体の凹凸層は、一対の電極のうちの光入射側の電極と、屈折率調整層との間に配置されている。すなわち、第１凹凸層１６は、第１電極１３と第１屈折率調整層１５との間に配置されている。第２凹凸層２６は、第２電極２３と第２屈折率調整層２５との間に配置されている。凹凸層は、光入射側の電極に接する。凹凸層は、屈折率調整層に接する。凹凸層は、凹凸面を有する層である。凹凸層は、膜となっている。膜とは、本開示では、一体的になって面状に広がったものを指す。ただし、膜は、適宜の箇所で分断されていてもよい。凹凸層は、面状に連続している。凹凸層は、膜と呼べる少なくとも所定の領域（たとえば１ｃｍ×１ｃｍの範囲）で分断がない。凹凸層は、厚み方向において隣り合う層を分離するように形成されていてよい。凹凸層は、隣接する層（光入射側の電極及び／又は屈折率調整層）を被覆していてよい。
【００３２】
図１の例では、凹凸層（第１凹凸層１６又は第２凹凸層２６）は、光入射側の電極に向かう面が平坦な面となっており、屈折率調整層に向かう面が凹凸面となっている。凹凸層は、複数の凸部、及び、複数の凹部のいずれか一方を少なくとも有し、それらの凸部及び／又は凹部により凹凸面が形成されている。凹凸面は、平坦な面から複数の凸部が突出した構造を有していてもよいし、平坦な面から複数の凹部が凹んだ構造を有していてもよいし、あるいは、複数の凸部及び複数の凹部が敷き詰められて、平坦な面がなくなった構造を有していてもよい。
【００３３】
図１に示される凹凸層（第１凹凸層１６又は第２凹凸層２６）において、凸部は、屈折率調整層側に突出する。複数の凸部は、規則的に配置されてもよいし、不規則に配置されてもよい。複数の凸部は、周期的に配置されてもよい。複数の凸部は、等間隔に配置されてもよい。複数の凸部の配置は、ランダムであってもよい。凹部は、光入射側の電極の方向へ凹んでいる。複数の凹部は、規則的に配置されてもよいし、不規則に配置されてもよい。複数の凹部は、周期的に配置されてもよい。複数の凹部は、等間隔に配置されてもよい。複数の凹部の配置は、ランダムであってもよい。光学デバイス１を窓として設置する場合、窓の上部と下部とでそれぞれ適切な配光ができるよう、上部と下部とで異なる凹凸構造が配置されていてもよい。
【００３４】
凹凸層（第１凹凸層１６又は第２凹凸層２６）は、特定の方向への配光が強くなるように凹凸が形成されてもよい。たとえば、光学デバイス１に入る光が全体に広がるのではなく、特定の斜め方向に光が強く進行するようにする。すると、光学デバイス１を通った光の強さを位置によって変化させることができる。このような設定は、光学デバイス１を窓に利用するときに有利である。配光の制御は、凸部及び／又は凹部の形状や配置によって可能になる。たとえば、複数の凸部及び凹部が、面内において、形状が異なっていたり、存在率の割合が異なっていたりしてもよい。
【００３５】
光学デバイス１の配光は、以下の方法で評価することが可能である。入射光として波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長の光を、光学デバイス１に対して第１基板１１から第２対基板２２に向かう方向に入射させる。透過した光の方向を第２対基板２２側から評価する。光学デバイス１を透過した光が入射光の角度とは異なる特定の方向へ強く透過していれば、配光状態とみなされる。光の方向は、光学デバイス１に対して垂直な方向であってよい。また、太陽光は垂直方向からだけではなく、斜め方向から入射することもあるので、同様の方法で斜め方向から入射した場合に、透過光が入射光の角度とは異なる特定の方向へ強く透過していれば、配光状態とみなされる。
【００３６】
凹凸層の突出寸法（凹み寸法に等しい）は、突出高さと定義される。突出高さは、たとえば、１００ｎｍ〜１００μｍの範囲内であるが、これに限定されるものではない。突出高さは、凹部の底部から凸部の先端までの厚み方向での長さである。凸部と、その凸部に隣り合う他の凸部との間の距離は、たとえば、１００ｎｍ〜１００μｍの範囲内であるが、これに限定されるものではない。また、凹部と、その凹部に隣り合う他の凹部との間の距離は、たとえば、１００ｎｍ〜１００μｍの範囲内であるが、これに限定されるものではない。凸部と、その凸部に隣り合う他の凸部との間の距離は、凹凸のピッチと定義される。凹部を基準とする凹凸のピッチも同様に定義される。マイクロサイズのオーダーの凹凸が設けられると、光の制御が良好になりやすい。凹凸層の凹凸は、たとえば、インプリント法によって形成され得る。突出高さよりも凹凸ピッチが小さい方が光の制御が良好になりやすい。ただし、突出高さよりも凹凸ピッチが小さいと、フォトリソグラフィー等の他の凹凸作製工程では作製時間がかかるため、作製が難しい。一方、インプリント法で凹凸を作製する場合には、突出高さよりも凹凸ピッチが小さい凹凸を容易に作製することが可能である。複数の凹凸ピッチの平均は、凹凸の平均周期といえる。
【００３７】
凹凸層は、たとえば、方向Ｄ１及び厚さ方向に直交する方向に長尺な形状を有する。たとえば、凹凸層の凸部は、三角形の断面形状を維持しながら、方向Ｄ１及び厚さ方向に直交する方向に延びている。これにより、凹凸層は、平面視したときに、ストライプ状の模様を形成する。
【００３８】
凹凸層は、光透過性を有する。凹凸層と凹凸層に接する電極とは屈折率の差が所定の値より小さい。それにより、これらの界面において光を有効に透過させることができる。たとえば、凹凸層と電極との屈折率差は、０．２以下であることが好ましく、０．１以下であることがより好ましい。凹凸層の屈折率は、たとえば、１．３〜２．０の範囲内であってよいが、これに限定されるものではない。
【００３９】
凹凸層は、導電性を有してもよい。それにより、一対の電極の間の電気の流れを良好にすることができる。凹凸層は、電極に用いられる材料によって形成されてもよい。凹凸層と凹凸層に接する電極とは、材料が同じで一体化していてもよい。ただし、電極と凹凸層とは、別体となった方が、凹凸面の形成が容易である。凹凸層は、凹凸を形成しやすい材料で形成されてもよい。凹凸層は、たとえば、樹脂を含む材料で形成され得る。凹凸層の樹脂材料として、導電性高分子、導電体含有樹脂が例示される。導電性高分子としては、ＰＥＤＯＴが例示される。導電体としては、Ａｇナノワイヤなどの金属ナノワイヤが例示される。金属ナノワイヤは、セルロース、アクリルなどの樹脂と混合されていてもよい。金属ナノワイヤと樹脂の混合材料を使用した場合には、凹凸層の屈折率を樹脂により調整することができ、透明性が向上する。なお、電圧の印加が可能であれば、凹凸層は、絶縁材料で形成されていてもよい。その場合、凹凸層は、アクリル、ポリイミドなどの樹脂又は無機層で形成され得る。凹凸層が絶縁層であっても、一対の電極の間の電圧差を大きくすることで、一対の電極の間に電圧を印加することは可能である。電圧を効率的に印加するためには、凹凸層である絶縁層の厚みは薄くてもよい。たとえば、絶縁材料で形成される凹凸層の最も薄い部分の厚みは、１０μｍ以下である。
【００４０】
屈折率調整層（第１屈折率調整層１５又は第２屈折率調整層２５）は、凹凸面を有する。屈折率調整層の凹凸面は、凹凸層（第１凹凸層１６又は第２凹凸層２６）の凹凸面により形成される。屈折率調整層は、凹凸層に接している。屈折率調整層は、凹凸層に向かう表面が凹凸である。屈折率調整層の凹凸面は、凹凸層の凹凸が型となって形成され得る。屈折率調整層は、複数の凸部、及び、複数の凹部の少なくとも一方を備える。屈折率調整層の凸部は、凹凸層の凹部に対応する。屈折率調整層の凹部は、凹凸層の凸部に対応する。屈折率調整層と凹凸層との界面は、凹凸界面となっている。
【００４１】
凹凸界面は、配光が行われやすい構造を有していてもよい。たとえば、凹凸界面は、マイクロレンズ構造、フレネルレンズ構造、突起構造、台形構造などで構成され得る。フレネルレンズ構造では、レンズ形状が複数に分割された形状を有し得る。そのため、レンズのように、特定の方向への光を強くすることが容易である。凹凸界面は、のこぎり状の断面形状となるものであってよい。上記の台形構造は、断面台形形状の複数の凸部を有する構造である。台形構造では、断面台形形状の複数の凸部が、それぞれ平行に長く延伸していてよい。凹凸界面の構造は、１／４球レンズ構造であってもよい。また、これらの構造の組み合わせであってもよい。
【００４２】
屈折率調整層（第１屈折率調整層１５又は第２屈折率調整層２５）は、液晶を含む。液晶は、電力により屈折率が変化する材料となり得る。液晶としては、たとえば、ネマチック液晶、コレステリック液晶、強誘電性液晶が挙げられる。液晶では、電界の変化によって分子配向が変わり得る。そのため、屈折率の変化が可能になる。
【００４３】
屈折率調整層は、高分子を含んでもよい。屈折率調整層が高分子を含むことにより、もし光学デバイス１が壊れることがあっても、屈折率調整層の材料、及び、基板の材料が飛散することが抑制される。そのため、安全性が高まる。高分子は、屈折率調整層の屈折率変化を安定化させる。そのため、配光性が安定化する。
【００４４】
屈折率調整層は、高分子により形成されたポリマー構造を有していてもよい。ポリマー構造は、高分子鎖の架橋構造で形成されてもよい。ポリマー構造は、高分子の絡み合いで形成されてもよい。ポリマー構造は、網目状の構造を有し得る。ポリマー構造の間に液晶が配置されることで、屈折率の調整が可能になる。高分子は、屈折率調整層に光散乱性を付与し得る。ただし、配光性をよくするためには、高分子は、できるだけ凹凸層と接しなくてもよい。
【００４５】
高分子を含む屈折率調整層の材料としては、高分子分散型液晶を用いてもよい。高分子分散型液晶では、液晶が高分子によって保持されているため、安定な屈折率調整層を形成することができる。高分子分散型液晶は、ＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）と呼ばれる。また、高分子を含む屈折率調整層の材料として、ポリマーネットワーク型液晶を用いてもよい。ポリマーネットワーク型液晶は、ＰＮＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）と呼ばれる。
【００４６】
高分子分散型液晶及びポリマーネットワーク型液晶は、樹脂部と液晶部とから構成されるものであってよい。樹脂部は、高分子により形成される。樹脂部は、光透過性を有してもよい。それにより、屈折率調整層を光が透過しやすくなる。樹脂部は、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂などにより形成され得る。液晶部は、電界によって液晶構造が変化する部分である。液晶部は、ネマチック液晶などが用いられる。高分子分散型液晶及びポリマーネットワーク型液晶は、樹脂部の中に液晶部が点状に存在する構造であってもよい。高分子分散型液晶及びポリマーネットワーク型液晶においては、樹脂部が海、液晶部が島を構成する海島構造となっていてよい。高分子分散型液晶及びポリマーネットワーク型液晶は、樹脂部の中において液晶部が網目状に不規則につながる形状であってもよい。もちろん、高分子分散型液晶及びポリマーネットワーク型液晶は、液晶部の中に樹脂部が点状に存在したり、液晶部の中で樹脂部が網目状に不規則につながったりした構造であってもよい。
【００４７】
屈折率調整層が高分子を含む場合、屈折率調整層の保持性が高まる。屈折率調整層は、内部で材料が流動しにくくなる。屈折率調整層は、屈折率が調整された状態が高く維持され得る。
【００４８】
屈折率調整層は、たとえば、可視光領域での屈折率が、凹凸層の屈折率に近い屈折率と、凹凸層の屈折率との屈折率差が大きい屈折率とに調整可能である。それにより、配光状態と透明状態との差を大きくすることができる。屈折率調整層の屈折率が凹凸層に近い状態では、屈折率調整層と凹凸層との屈折率差は、０．２以下であることが好ましく、０．１以下であることがより好ましい。屈折率調整層と凹凸層との屈折率差が大きい状態では、屈折率調整層と凹凸層との屈折率差は、０．１を超えることが好ましく、０．２以上であることがより好ましい。なお、本開示では、特に断りのない限り、屈折率は、厚み方向Ｄ１での屈折率を意味する。
【００４９】
屈折率調整層の一の態様では、電圧が印加されることにより、屈折率調整層の屈折率が凹凸層の屈折率に近づき、電圧が印加されないと、屈折率調整層と凹凸層との屈折率差が大きくなる。屈折率調整層と凹凸層との屈折率差が小さいと非配光状態（透明状態）となり、屈折率調整層と凹凸層との屈折率差が大きいと配光状態となり得る。屈折率調整層の他の態様では、電圧が印加されることにより、屈折率調整層と凹凸層との屈折率差が大きくなり配光状態となり、電圧が印加されないと、屈折率調整層の屈折率が凹凸層の屈折率に近づき、非配光状態（透明状態）となる。
【００５０】
屈折率調整層の材料として屈折率異方性を有する液晶材料でもよい。屈折率異方性を有する液晶材料を屈折率調整層に使用する場合には、電界を印加し液晶分子を垂直配向させた場合に、外光の偏光による異方性が生じにくくなる。そのため、透明状態のときの透明性が向上する。透明性を向上させるために、垂直配向したときの液晶の屈折率と凹凸層の屈折率とを近づけるようにしてもよい。
【００５１】
屈折率調整層の材料として負の誘電率異方性を有する液晶材料が好ましい。それにより電圧を印加した時に配光状態となり、電圧を印加しない時に非配光状態（透明状態）となる。配光状態が短時間で良い場合には、負の誘電率異方性を有する液晶材料を使用する方が、電力効率が向上する。
【００５２】
屈折率調整層は、凹凸層との屈折率差が大きくなる状態では、凹凸層よりも屈折率が小さくなってもよい。それにより、光の進行方向を変化させやすくすることができる。屈折率調整層は、凹凸層との屈折率差が大きくなる状態では、凹凸層よりも屈折率が大きくなってもよい。それにより、光の進行方向を変化させやすくすることができる。屈折率調整層の屈折率の変化の態様は、目的とする配光に合わせて設定され得る。
【００５３】
屈折率調整層は、交流電源により電力が供給されてもよいし、直流電源により電力が供給されてもよい。屈折率調整層は、交流電源により電力が供給されてもよい。電界により屈折率が変化する材料では、電圧印加の開始から時間がたつと、電圧印加時の状態が維持できなくなるものが多く存在する。交流電源では、電圧を双方向に交互に印加することができ、電圧の方向を変えることで実質的に継続して電圧を印加することが可能である。交流の波形は、たとえば、矩形波である。それにより、印加する電圧量が一定になりやすくなるため、屈折率が変化した状態を安定化させることがより可能になる。交流は、パルスであってよい。交流電源の波形は、正弦波であってもよい。正弦波であれば、変調することなく電源から供給される電力をそのまま使用することができる。
【００５４】
屈折率調整層は、電圧を印加したときの状態が維持されるものであってもよい。それにより、屈折率を変化させたいときに電圧を印加し、そうでないときには電圧を印加させなくてもよいので、電力効率が高まる。屈折率が維持される性質は、ヒステリシスと呼ばれる。この性質は、記憶性（メモリ性）といってもよい。所定電圧以上の電圧を付加することにより、ヒステリシスは発揮され得る。屈折率の維持される時間は、長いほどよいが、たとえば、１０分以上が好ましく、３０分以上がより好ましく、１時間以上がさらに好ましく、１２時間以上がよりさらに好ましく、２４時間以上がよりもっと好ましい。
【００５５】
位相変調層３０は、光の位相を変化させることができる。ある振動方向の光が位相変調層３０を通過すると、光の振動方向が変化する。位相変調層３０は、第１光学調整体１０と第２光学調整体２０との間に配置される。図１のように、本実施の形態では、第１対基板１２と第２基板２１との間に位相変調層３０が配置される。２つの光学調整体の間に位相変調層３０が配置されることによって、光学デバイス１は、効果的に配光を行うことができる。
【００５６】
位相変調層３０は、光の位相を変化させる適宜の材料によって形成され得る。位相変調層３０の材料としては、たとえば、ポリカーボネイト、シクロオレフィン樹脂、ＬＣＰ（液晶ポリマー）が挙げられる。これらの樹脂を一軸延伸又は二軸延伸させて成型してもよい。位相変調層３０は、流動性の材料の固化で形成されてもよく、成形体（たとえば位相変調シート）の貼り付けで形成されてもよい。また、位相変調層３０は、接着性を有していてもよい。それにより、位相変調層３０が自己接着性を発現するため、接着剤を付加する必要がなくなる。
【００５７】
光学デバイス１は、たとえば、複数の光学調整体を形成し、そのうちの２つを、それらの間に位相変調層３０を挟んで接着することにより形成することができる。光学調整体は、電極及び凹凸層が設けられた基板と、対電極が設けられた対基板とを対向配置し、これらの間に、流動性を有する屈折率調整層の材料の注入することで形成され得る。複数の基板は、外縁に設けられた接着材料で接着されてよい。
【００５８】
図２は、光学デバイス１の他の一例である。図１の形態と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００５９】
図２の光学デバイス１は、第１光学調整体１０及び第２光学調整体２０内において、凹凸層と光入射側の電極との配置が、図１のものとは異なっている。図２の例では、光が進行する方向に沿って、凹凸層、一方の電極、屈折率調整層、他方の電極の順に、これらの層が配置されている。それ以外は、図１の形態と同じであってよい。
【００６０】
図２の例では、凹凸層（第１凹凸層１６又は第２凹凸層２６）と屈折率調整層（第１屈折率調整層１５又は第２屈折率調整層２５）との間に、電極（第１電極１３又は第２電極２３）が配置されている。凹凸層は、基板と電極との間に配置されている。凹凸層と隣接する電極は、凹凸面を有する。この電極は、凹凸層に追随した形状であり、屈折率調整層に向かう面が凹凸面となっている。図２の光学デバイス１においても、凹凸層は、膜状であり、屈折率調整層の表面を凹凸にしている。ただし、電極を介して屈折率調整層に凹凸を付与している。
【００６１】
凹凸層（第１凹凸層１６又は第２凹凸層２６）の形状は、図１で説明したものと同様にすることができ、上記の説明が適用され得る。たとえば、凹凸層は、複数の凸部、及び、複数の凹部のいずれか一方を少なくとも有し得る。この場合、凸部は、電極に向かって突出し、凹部は、基板に向かって凹むことになる。屈折率調整層と電極との界面は、凹凸界面となっている。凹凸界面は、上記で説明した構造と同様の構造を有し得る。図２に示される凹凸層は、図１の例で説明した凹凸層から、適宜、層の配置に合わせて層の名称を置換することで、好ましい態様が説明される。
【００６２】
図２の例では、凹凸層（第１凹凸層１６又は第２凹凸層２６）は、導電性を有してもよいし、有さなくてもよい。凹凸を有する電極と屈折率調整層とが接するため、凹凸層に導電性がなくても、電力の供給が可能である。凹凸層が導電性を有する場合、電極の導電性を補助することができる。凹凸層は、凹凸を形成しやすい材料で形成されてもよい。凹凸層は、たとえば、樹脂を含む材料で形成され得る。
【００６３】
凹凸層とこの凹凸層に隣接する電極との間には、凹凸界面が配置される。凹凸層に隣接する電極は、両面が凹凸である。この電極の屈折率調整層に向かう面は凹凸面となっている。この電極は、凹凸層の表面に積層形成され得る。電極が、凹凸層の上に形成されることにより、当該電極の凹凸面が形成される。
【００６４】
屈折率調整層は、凹凸面を有する。屈折率調整層の凹凸面は、凹凸面を有する電極の凹凸により形成されている。屈折率調整層は、凹凸面を有する電極に接する。屈折率調整層の具体的な態様は、図１で説明したものと同じであってよい。
【００６５】
図１のように、凹凸層が屈折率調整層に接する構造は、直接凹凸形成構造と定義される。図２のように凹凸層と屈折率調整層との間に電極が存在する構造は、間接凹凸形成構造と定義される。このように、屈折率調整層に接して凹凸界面が形成されることで、配光の制御が可能となる。直接凹凸形成構造は、凹凸面の形成が、間接凹凸形成構造よりも容易になりやすいという利点がある。ただし、直接凹凸形成構造では、凹凸層は、一対の電極の間で電気が流れるように構成されることが求められる。一方、間接凹凸形成構造は、直接凹凸形成構造よりも、一対の電極の間の電気の流れを確保しやすいという利点がある。また、間接凹凸形成構造は、凹凸面を有する電極を基板から離すため、これらの層の屈折率差の影響を受けにくい。ただし、間接凹凸形成構造では、電極を凹凸層に追随した形状で形成することが求められる。以下では、図１に代表される直接凹凸形成構造を有する光学デバイス１を用いて説明するが、以下の説明は、適宜、間接凹凸形成構造にも適用され得る。
【００６６】
図３及び図４により、光学デバイス１の作用（配光の機構）について説明する。図３は配光状態を示し、図４は非配光状態（透明状態）を示している。図３及び図４では、光学デバイス１は、窓のように鉛直に配置されている。光学デバイス１では、少なくとも図３に示される配光状態と、図４に示される非配光状態（透明状態）とが切り替わる。
【００６７】
図４は、光学デバイス１が透明状態となったときの光の進行を示している。光は矢印で示されている。光は、光学デバイス１の表面に垂直な方向（厚み方向と同じ方向）から傾斜した方向で進行し得る。特に、光学デバイス１が窓である場合、斜めから光が当たる可能性が高い。透明状態の光学デバイス１を通過する光は、そのまま直進する。たとえば、光学デバイス１に屋外からの光（外光）が当たる場合、外光は屋内にそのままの方向で侵入する。
【００６８】
光学デバイス１の透明状態は、屈折率調整層と、この屈折率調整層に凹凸界面において接する層との屈折率のマッチングによって発生する。屈折率調整層に凹凸界面において接する層は、凹凸界面隣接層と定義される。図４に示すように、凹凸界面隣接層は、直接凹凸形成構造では、凹凸層（第１凹凸層１６及び第２凹凸層２６）となる。図２から、間接凹凸形成構造では、凹凸界面隣接層は、屈折率調整層に接する電極であることが分かる。凹凸界面隣接層と屈折率調整層との屈折率差が小さくなると、屈折率差による光の進行方向の変化が小さくなっていく。凹凸界面隣接層と屈折率調整層との屈折率差がなくなるか、無視できる程度になると、屈折率差による光の進行の変化はほとんど起こらなくなり、また、凹凸界面での光の進行方向の変化もほとんど起こらなくなる。このため、光は、進行方向を維持して凹凸界面を通過する。
【００６９】
図４では、第１凹凸層１６と第１屈折率調整層１５との間で屈折率がマッチングするとともに、第２凹凸層２６と第２屈折率調整層２５との間で屈折率がマッチングしている。そのため、これらの凹凸界面においては、凹凸及び屈折率差に起因する光の進行方向の変化が生じていない。そのため、入射した光はそのまま、進行方向を維持して光学デバイス１を通りぬける。ここで、入射光には、振動方向の異なる光の成分（図４のＰ１、Ｐ２）が含まれるが、これらの光の成分は、振動方向に関係なく光の進行方向が変化しない。
【００７０】
光学デバイス１は、たとえば、電圧の印加により、透明状態となる。電圧の印加により、屈折率調整層内の物質の配向が整えられて、凹凸界面隣接層と屈折率調整層との屈折率差が少なくなることで、透明性が発揮され得る。光学デバイス１は、電圧がかからないときに、たとえば、配光状態となる。また、電圧を変化させたときの光学的状態が維持されてもよい。光学的状態が維持される性質は、ヒステリシスと呼ばれる。この性質は、記憶性（メモリ性）といってもよい。
【００７１】
図３は、光学デバイス１が配光状態となったときの光の進行を示している。光は矢印で示されている。配光状態では、光学デバイス１に入った光は、光学デバイス１内において進行方向が変化する。光の進行方向の変化は、凹凸層と屈折率調整層との界面で生じ得る。光学デバイス１により、光の進行方向は変化されて目的とする方向になり得る。そのため、光学デバイス１での配光が可能となる。図３においては、地表に対して傾斜しながら上から下に進んでいた光が、光学デバイス１を通過して、地表に対して傾斜しながら下から上になっている様子が描画されている。このように光が折れ曲がると、光が遠方まで届きやすくなるため、光学特性がさらに優れた光学デバイス１を得ることができる。
【００７２】
光学デバイス１の配光状態は、屈折率調整層と、凹凸界面隣接層（図３では凹凸層）との屈折率のミスマッチングによって発生する。凹凸界面隣接層と屈折率調整層との屈折率差が大きくなると、屈折率差により光の進行方向の変化が生じやすくなり、さらに凹凸界面での光の進行方向の変化も追加されて、光が曲げられる方向に進行方向が変化し得る。そして、凹凸界面隣接層と屈折率調整層との屈折率差が制御されることで、目的とする方向に光を進行させることができる。図３では、光の進行方向は、一方向に曲げられる様子が模式的に描画されているが、光は、分散して進行してもよい。配光は、光の成分のうち、目的とする方向への光量が増加するものであってよい。特定の方向への光量が増加すると、光学特性が向上する。
【００７３】
図３では、第１凹凸層１６と第１屈折率調整層１５との間で屈折率がミスマッチングするとともに、第２凹凸層２６と第２屈折率調整層２５との間で屈折率がミスマッチングしている。そのため、これらの凹凸界面においては、凹凸及び屈折率差に起因する光の進行方向の変化が生じ得る。ここで、入射光には、振動方向の異なる光の成分（図３のＰ１、Ｐ２）が含まれるが、これらの光の成分は、振動方向によって、光の進行方向が変化するものと、変化しないものとが含まれ得る。第１屈折率調整層１５及び第２屈折率調整層２５の各々に屈折率異方性が存在するからである。そこで、本実施の形態においては、光学調整体を２つ重ねている。そのため、振動方向が異なる光の成分をどちらも配光することができ、配光される光の成分が多くなるため、光学デバイス１の配光の特性を向上することができる。
【００７４】
図３では、光の振動方向を単純化し、紙面に垂直な方向に振動する光の成分Ｐ１と、成分Ｐ１に対して垂直な方向に振動する光の成分Ｐ２とに、光が区分されている。成分Ｐ１及びＰ２の光の進行は、矢印で描画されている。成分Ｐ１は、振動方向が丸囲みされた×の記号で表されている。成分Ｐ２は、振動方向が波の記号で表されている。成分Ｐ１の振動方向を第１の振動方向と定義し、成分Ｐ２の振動方向を第２の振動方向と定義する。屈折率調整層（第１屈折率調整層１５、第２屈折率調整層２５）内の液晶分子の配向は、成分Ｐ１と同様に紙面と垂直な方向となっている。液晶分子の配向（＊）は、丸囲みされた×の記号で表されている。
【００７５】
本実施形態においては、液晶分子の配向方向に振動する光が第１屈折率調整層１５又は第２屈折率調整層２５に入射した場合、入射光は屈折率の大きい常光屈折率を感じるとする。一方、液晶分子の配向方向と垂直に振動する光が第１屈折率調整層１５又は第２屈折率調整層２５に入射した場合、入射光は屈折率の小さい異常光屈折率を感じるとする。
【００７６】
光の成分Ｐ１は、第１光学調整体１０内の凹凸界面（第１凹凸層１６と第１屈折率調整層１５との間の界面）によって、光の進行方向が変化する。これは、成分Ｐ１の振動方向と、液晶分子の配向とが揃うため、凹凸界面において屈折率差が生じ、光が曲げられやすくなるからである。一方、光の成分Ｐ２は、第１光学調整体１０内の凹凸界面（第１凹凸層１６と第１屈折率調整層１５との間の界面）によって、光の進行方向が変化しない。これは、成分Ｐ２の振動方向と、液晶分子の配向とが揃わないため、凹凸界面において屈折率差が小さくなり、光が曲げられにくくなるからである。こうして、入射光のうち、光の成分Ｐ１の進行方向が変化する。次に、第１光学調整体１０を通りぬけた光は、位相変調層３０に入る。位相変調層３０は入射した光の位相を変化させる。好ましくは、位相変調層３０により、光の波長λは、（１／２）λ、すなわち、波長の半分、位相が変化する。これにより、図３に示すように、光の成分Ｐ１及びＰ２はそれぞれ、振動方向が変化する。すなわち、第１の振動方向は第２の振動方向に変化し、第２の振動方向は第１の振動方向に変化する。位相変調層３０を通過した後の成分Ｐ１は、第２の振動方向に振動し、位相変調層３０を通過した後の成分Ｐ２は、第１の振動方向に振動する。振動方向が変化した光は、第２光学調整体２０に入る。ここで、光の成分Ｐ２は、位相の変調により第１の振動方向に変化しているため、第２光学調整体２０の中の凹凸界面（第２凹凸層２６と第２屈折率調整層２５との間の界面）によって、光の進行方向が変化する。一方、光の成分Ｐ１は、位相の変調により第２の振動方向に変化しているため、第２光学調整体２０の中の凹凸界面によって、光の進行方向が変化しない。こうして、第２光学調整体２０においては、光の成分Ｐ２の進行方向が変化する。このように光学デバイス１を通った光は、結局、光の成分Ｐ１及びＰ２の両方とも光の進行方向が変化しており、異なる振動方向の光の進行方向が変化する。そのため、光の振動方向によって配光されない光の成分が低減され、光学デバイス１の配光の特性が向上する。
【００７７】
なお、光の波長は、可視光領域の波長を意味する。波長λは、５５０ｎｍと考えてもよい。
【００７８】
このように、２つの光学調整体を重ねることは、屈折率調整層が液晶を含む場合に特に有効である。液晶は配向性が存在し、液晶の配向によって光の進行方向を変化させることができたり、できなかったりする場合があるからである。特に、屈折率調整層が屈折率異方性を有する場合、光の進行方向を効果的に変化させることができる。そして、第１屈折率調整層１５と第２屈折率調整層２５との屈折率異方性が同じであり、位相変調層３０がこれらの間にあると、効率よく効果的に光の進行方向を変化させることができる。
【００７９】
ところで、光学デバイス１では、屈折率調整層において光が散乱されてもよい。このときの散乱性は、配光性を維持しながら光が散乱され得る。散乱性が付与されると、光の眩しさを低減することができる。
【００８０】
図３及び図４のように、光学デバイス１は、建物の壁などに取り付けることができる。建物の外部は屋外であり、建物の内部は屋内である。光学デバイス１は窓として機能することができる。
【００８１】
図４に示すように、光学デバイス１が透明性を有する状態では、外光が光学デバイス１を通して屋内に入射する。外光は、通常、太陽の光である。光学デバイス１は、いわばガラス窓と同じような光学的状態である。このとき、屋内は、光が入ることにより明るくなるが、屋内の奥行が広い場合などには、屋内全体が明るくはなりにくい。そのため、ガラス窓を有する建物では、昼においても、照明器具が点灯されて、屋内が明るくされることがよく行われている。
【００８２】
図３では、光学デバイス１は配光性を有する状態となっている。この場合、光学デバイス１が光の進行方向を変化させ、配光することにより、屋内の奥に届きやすい方向の光を発生あるいは増加させることができる。図３では、光は天井に向かう方向に変化されている。斜め下方に進む光が、光学デバイス１を通過して、斜め上方に進む光になっている。ただし、光の配光は完全ではなく部分的に生じ得るものなので、天井に向かう方向に曲げられた光と、直進する光とが存在してよい。このとき、光の主成分は配光されて曲げられた光であることが好ましい。そして、図３のように光が配光されると、屋内の内部の方に光が届くため、屋内が奥（光学デバイス１から遠い所）まで明るくなる。そのため、照明器具をオフにしたり、照明器具での電気量を低下させたりすることができ、省エネルギー化を図ることができる。
【００８３】
光学デバイスは、さらに一対のガラスパネルを備え、一対のガラスパネルの間に上述の２つの光学調整体が組み込まれた構造を有していてもよい。この場合、光学デバイスは、ガラスパネルユニット（いわゆる複層ガラス）として構成される。光学調整体は一対のガラスパネルの間に設けられた密閉空間に配置される。密閉空間は一対のガラスパネルの外縁がシールされて接着されることで形成され得る。密閉空間は、真空であってもよいし、不活性ガスなどの気体が充填されていてもよい。このように、ガラスパネルユニットで光学デバイスを構成すると、断熱性を高めることができる。そのため、建材（窓を含む）として有効な光学デバイスを得ることができる。また、ガラスパネルユニットは、光学調整体を保護することができ、機械強度を向上させることができる。そのため、破壊が起こりにくい光学デバイスを得ることができる。
【００８４】
光学デバイスは、さらなる変形例を含む。たとえば、複数の基板のうち、内部に配置された基板がなくてもよい。具体的には、図１の光学デバイス１において、第１対基板１２及び第２基板２１の一方又は両方が省略されてもよい。この場合、第１対電極１４と位相変調層３０が接したり、第２電極２３と位相変調層３０が接したりしてもよい。また、光学デバイス１では、上述の位相変調層３０がなくてもよい。この場合、第１屈折率調整層１５と第２屈折率調整層２５とが異なる液晶の配向を有してもよい。それにより、２つの屈折率調整層が光学的に異なる異方性を有することになって、振動方向の異なる光を配光することができ、光学デバイス１の配光性が向上する。また、光学調整体が３以上設けられていてもよい。また、光学デバイス１が一対のガラスパネルに組み込まれる場合、ガラスパネルの一部で基板が構成されてもよい。これら変形例の場合も、光学デバイス１は、優れた配光性を有する。
【００８５】
（その他）
以上、本発明に係る光学デバイスについて、上記実施の形態及びその変形例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。
【００８６】
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】
【００８７】
１      光学デバイス
１０    第１光学調整体
１１    第１基板
１２    第１対基板
１３    第１電極
１４    第１対電極
１５    第１屈折率調整層
１６    第１凹凸層
２０    第２光学調整体
２１    第２基板
２２    第２対基板
２３    第２電極
２４    第２対電極
２５    第２屈折率調整層
２６    第２凹凸層
３０    位相変調層
【図１】
0006493710.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006493710.tif 000004
【図４】
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