CN109991783A - 液晶元件、照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液晶元件、照明装置。提高配光图案的美观性。一种液晶元件，其包含第1基板、第2基板和液晶层，第1基板具有对置电极，所述第2基板具有多个像素间电极和多个配线部、设置在多个像素间电极和多个配线部的上侧的绝缘层、以及设置在绝缘层的上侧的多个像素电极，多个像素电极在俯视观察时分别沿着第1方向和第2方向排列，多个像素间电极分别配置成在俯视观察时与至少多个像素电极中的、在第1方向上的相邻的2个像素电极的彼此的间隙重叠，并且，经由设置于绝缘层中的通孔与2个像素电极中的任意一个的像素电极连接，多个配线部分别与多个像素间电极中的任意一个连接，并配置于多个像素电极的下层侧。

Description

液晶元件、照明装置
技术领域
本发明涉及用于向例如车辆前方等以期望的图案进行光照射的装置/系统、以及优选用于该装置/系统的液晶元件。
背景技术
在日本特开2005-183327号公报(专利文献1)中公开了如下车辆前照灯：该车辆前照灯构成为包含：发光部11，其由至少一个LED 11a构成；以及遮光部12，其切断从上述发光部朝向前方照射的光的一部分，从而形成适于车辆前照灯用的配光图案的截止线，上述遮光部12由具有调光功能的电光学元件和对该电光学元件进行调光控制的控制部14构成，通过利用该控制部对电光学元件进行的电气式开关控制、来对调光部分选择性地进行调光，由此，使配光图案的形状产生变化。作为电光学元件，例如使用液晶元件。
在如上所述的车辆用灯具中，液晶元件等电光学元件构成为具有多个像素电极，以实现选择性的调光。这些像素电极彼此分离以使得可以分别单独施加电压，在这些像素电极之间设置有用于实现电绝缘的间隙。这时，像素电极彼此的间隙取决于其形成精度，但例如为10μm左右。此外，在如设置3个以上像素电极的列的情况下，需要使用于对中间列的各像素电极施加电压的配线部在像素电极间通过，因此，像素电极彼此的间隙进一步变大。像素电极彼此的间隙是不有助于图像形成的部分，是在配光图案内产生暗线的主要原因。在车辆用灯具中，利用透镜等将由电光学元件形成的图像(与配光图案对应的图像)放大并向车辆前方投射，因此，由于如上所述的暗线也被放大而容易被视觉辨认出，因此，存在配光图案的美观变差的不良情况。对此，可考虑使像素电极彼此的间隙缩小的解决方案，但在该情况下，会导致制造成本的上升，并且，容易产生像素电极彼此的短路等不良情况，所以是不优选的。此外，还可考虑使在像素电极间通过的配线部的宽度更细的解决方案，但在该情况下，配线部的电阻值会上升，难以对像素电极施加足够的所需的电压，并且，由于细线化引起的断线的产生概率也上升，所以是不优选的。另外，这样的不良情况不限于车辆用灯具，在使用液晶元件等来控制配光图案的通常照明装置中也同样如此。
专利文献1：日本特开2005-183327号公报
发明内容
本发明的具体方式的目的之一在于提供一种能够提高使用液晶元件等来控制配光图案的照明装置中的配光图案的美观性的技术。
[1]本发明的一个方式的液晶元件包含：(a)对置配置的第1基板和第2基板；以及液晶层，其配置在所述第1基板与所述第2基板之间，(b)所述第1基板具有设置于一面侧的对置电极，(c)所述第2基板具有设置于一面侧的多个像素间电极和多个配线部、设置在该多个像素间电极和多个配线部的上侧的绝缘层、以及设置在该绝缘层的上侧的多个像素电极，(d)所述多个像素电极在俯视观察时分别沿着第1方向和与该第1方向交叉的第2方向排列，(e)所述多个像素间电极分别配置成在俯视观察时至少与所述多个像素电极中的、在所述第1方向上相邻的2个所述像素电极的彼此的间隙重叠，并且经由设置在所述绝缘层上的通孔与该2个所述像素电极中的任意一个所述像素电极连接，(f)所述多个配线部分别与所述多个像素间电极中的任意一个连接，并配置于所述多个像素电极的下层侧。
[2]本发明的一个方式的照明装置(a)能够将配光图案设定为可变，其中，该照明装置包含：(b)光源；(c)液晶元件，其使用来自所述光源的光形成与所述配光图案对应的图像；以及(d)光学系统，其投射由所述液晶元件形成的所述图像，(e)使用上述[1]的液晶元件作为所述液晶元件。
根据上述各结构，能够提高使用液晶元件等来控制配光图案的照明装置中的配光图案的美观性。
附图说明
图1是示出一个实施方式的车辆用前照灯系统的结构的图。
图2的(A)和图2的(B)是示出液晶元件的结构的示意性的剖视图。
图3是示出液晶元件的结构的示意性的俯视图。
图4是用于说明各像素电极的连接部的形状与取向处理方向的关系的图。
图5是用于说明各连接部与取向处理方向的关系的图。
图6是示出液晶元件的各样本的透射率特性的曲线图。
图7是示出各样本的色度变化的图。
图8是用于说明共用电极的变形实施例的俯视图。
图9是用于说明像素电极和像素间电极的变形实施方式的俯视图。
图10是用于说明像素电极的变形实施方式的俯视图。
标号说明
1：光源；2：照相机；3：控制装置；4：液晶驱动装置；5：液晶元件；6a、6b：偏振片；7：投射透镜；11：上基板；12：下基板；13：共用电极；14、14a、14b、14c：像素电极；15、15a、15b、15c：像素间电极；16、16a、16b、16c：配线部；17：绝缘层；18：液晶层；19：通孔；20、20a、20b、20c：连接部；21：取向处理方向；22：取向膜的侧链；23：开口部。
具体实施方式
图1是示出一个实施方式的车辆用前照灯系统的结构的图。图1所示的车辆用灯具系统构成为包含光源1、照相机2、控制装置3、液晶驱动装置4、液晶元件5、一对偏振片6a、6b和投射透镜7。该车辆用前照灯系统根据由照相机2拍摄到的图像检测存在于本车辆的周围的前方车辆、歩行者等的位置，将包含前方车辆等位置在内的一定范围设定为非照射范围，将除此以外的范围设定为光照射范围而进行选择性的光照射。
光源1例如构成为包含，在发出蓝色光的发光元件(LED)中组合黄色荧光体而构成的白色光LED。光源1例如具有呈矩阵状或者线状地排列的多个白色光LED。另外，作为光源1，除了LED以外，还可以使用激光器、以及电灯泡或放电灯等一般用于车辆用灯单元的光源。光源1的点亮和熄灭状态由控制装置3来控制。从光源1射出的光经由偏振片6a而入射到液晶元件(液晶面板)5。另外，在从光源1到液晶元件5的路径上也可以存在其它光学系统(例如，透镜、反射镜、以及二者的组合物)。
照相机2用于拍摄本车辆的前方并输出该图像(信息)，并配置于本车辆内的规定位置(例如，挡风玻璃内侧上部)。另外，当在本车辆上具备用于其它用途(例如，自动制动系统等)的照相机的情况下，也可以共用该照相机。
控制装置3通过基于由拍摄本车辆的前方的照相机2所获得的图像来进行图像处理，从而检测前方车辆等的位置，设定以检测出的前方车辆等的位置为非照射范围、以除此以外的区域为光照射范围的配光图案，生成用于形成与该配光图案对应的像的控制信号并供给到液晶驱动电路4。该控制装置3例如通过使具有CPU、ROM、RAM等的计算机系统执行规定的动作程序来实现。
液晶驱动装置4通过根据从控制装置3供给的控制信号向液晶元件5供给驱动电压，来单独地控制液晶元件5的各像素区域中的液晶层的取向状态。
液晶元件5例如具有能够分别单独地控制的多个像素区域(光调制区域)，被设定成，各像素区域的透射率根据由液晶驱动装置4对液晶层施加的的施加电压的大小而可变。通过向该液晶元件5照射来自光源1的光，形成具有与上述的光照射范围和非照射范围对应的明暗的像。例如，液晶元件5具有垂直取向型的液晶层，配置在正交尼科尔配置的一对偏振片6a、6b之间，在对液晶层施加的电压为无施加(或者阈值以下的电压)的情况下，液晶元件5成为透光率极其低的状态(遮光状态)，在对液晶层施加了电压的情况下，液晶元件5成为透光率相对较高的状态(透过状态)。
一对偏振片6a、6b例如彼此的偏光轴大致垂直，并隔着液晶元件5对置配置。在本实施方式中，假想在对液晶层不施加电压时光被遮光的(透射率变得极其低的)动作模式的常黑模式。作为各偏振片6a、6b，例如可以使用由一般的有机材料(碘类、染料类)构成的吸收型偏振片。此外，在欲重视耐热性的情况下，还优选使用线栅型偏振片。线栅型偏振片是由铝等金属形成的超细线排列而成的偏振片。此外，也可以使吸收型偏振片和线栅型偏振片重叠来使用。
投射透镜7使由透过液晶元件5的光形成的像(具有与光照射范围和非照射范围对应的明暗的像)扩展成前照灯用配光并向自车辆的前方投射，该投射透镜7使用适当设计的透镜。在本实施方式中，使用反转投射型的投影仪透镜。
图2的(A)和图2的(B)是示出液晶元件的结构的示意性的剖视图。此外，图3是示出液晶元件的结构的示意性的俯视图。另外，图2的(A)所示的剖视图对应于沿图3所示的A-A线的一部分截面，图2的(B)所示的剖视图对应于沿图3所示的B-B线的一部分截面。液晶元件5构成为包含对置配置的上基板(第1基板)11和下基板(第2基板)12、设置在上基板11上的共用电极(对置电极)13、设置在下基板12上的多个像素电极14、多个像素间电极15、多个配线部16、绝缘层17、以及配置在上基板11与下基板12之间的液晶层18。另外，为了方便说明，省略了图示，但在上基板11、下基板12上分别适当地设置有取向膜，该取向膜用于限制液晶层18的取向状态。
上基板11和下基板12分别是在俯视观察时呈矩形的基板，并相互对置地配置。作为各基板，能够使用例如玻璃基板、塑料基板等透明基板。在上基板11与下基板12之间均匀地分散配置有例如大量间隔件，利用这些间隔件将基板间隙保持为期望的大小(例如几μm左右)。
共用电极13设置于上基板11的一面侧。该共用电极13以与下基板12的各像素电极14对置的方式一体地设置。共用电极13通过对例如氧化铟锡(ITO)等透明导电膜进行适当构图来构成。
多个像素电极14在下基板12的一面侧设置于绝缘层17的上侧。这些像素电极14通过对例如氧化铟锡(ITO)等透明导电膜进行适当构图而构成。如图4所示，各像素电极14例如在俯视观察时具有矩形的外缘形状，沿着x方向和y方向呈矩阵状地排列。在各像素电极14之间设置有间隙。上述的共用电极13与各像素电极14重叠的区域分别构成上述的像素区域(光调制区域)。
多个像素间电极15在下基板12的一面侧上设置于绝缘层17的下层侧。这些像素间电极15通过对例如氧化铟锡(ITO)等透明导电膜进行适当构图来构成。如图4所示，各像素间电极15例如具有在俯视观察时为长方形的外缘形状，配置成与在图中的x方向上相邻的2个像素电极14彼此的相互之间的间隙重叠。
多个配线部16在下基板12的一面侧设置于绝缘层17的下层侧。这些配线部16通过对例如氧化铟锡(ITO)等透明导电膜进行适当构图来构成。各配线部16用于从液晶驱动装置4对各像素电极14施加电压。
绝缘层17在下基板12的一面侧设置于各像素间电极15和各配线部16的上侧以覆盖它们。该绝缘层17例如是SiO2膜、SiON膜，可以通过溅射法等气相处理或者溶液处理来形成。另外，作为该绝缘层17，也可以使用有机绝缘膜。
液晶层18设置在上基板11与下基板12之间。在本实施方式中，使用向列液晶材料来构成液晶层18，该向列液晶材料的介电常数各向异性Δε是负，含有手征材料，具有流动性。本实施方式的液晶层18在无电压施加时成为液晶分子的取向方向向一个方向倾斜的状态，设定成与各基板面具有呈例如88°以上且小于90°的范围内的倾斜角的大致垂直取向。
另外，如上所述，在上基板11的一面侧和下基板12的一面侧分别设置有取向膜。作为各取向膜，采用了将液晶层18的取向状态限制为垂直取向的垂直取向膜。对各取向膜实施摩擦处理等单轴取向处理，具有朝向该方向来规定液晶层18的液晶分子的取向的单轴取向限制力。对各取向膜的取向处理的方向例如设定为相互不同(不平行)。
在本实施方式的液晶元件5中，作为共用电极13与各像素电极14在俯视观察时重叠的各个区域而形成的像素区域，具有几十到几百个，这些像素区域呈矩阵状地排列。在本实施方式中，各像素区域的形状例如构成为正方形状，但可以以长方形状与正方形状混合等方式任意地设定各像素区域的形状。共用电极13、各像素电极14、各像素间电极15经由各配线部16等与液晶驱动装置4连接，并被静态驱动。
再次参照图3，对各像素电极14、各像素间电极15、各配线部16的构造详细地进行说明。在本实施方式中，各像素电极14沿着y方向排列成3列，沿着x方向排列有任意的数量。这里，对于各像素电极14，从图中的上方起依次将第1列的像素电极称作像素电极14a、将第2列的像素电极称作像素电极14b、将第3列的像素电极称作像素电极14c。此外，对于像素间电极15也同样，将与第1列的像素电极14a对应的像素间电极称作像素间电极15a、将与第2列的像素电极14b对应的像素间电极称作像素间电极15b、将与第3列的像素电极14c对应的像素间电极称作像素间电极15c。并且，对于配线部16也同样，将与第1列的像素电极14a和像素间电极15a对应的配线部称作配线部16a、将与第2列的像素电极14b和像素间电极15b对应的配线部称作配线部16b、将与第3列的像素电极14c和像素间电极15c对应的配线部称作配线部16c。
各像素电极14a经由设置在绝缘层17上的通孔19与下层侧的像素间电极15a和配线部16a连接。由此，像素电极14a、像素间电极15a和配线部16a被同电位化。各通孔19具有在俯视观察时为大致三角形的外缘形状，与各像素电极14a的俯视观察时的四个角部中的一个(图中的左上的角部)对应地设置。而且，各像素电极14a具有沿着通孔19的壁面而形成的连接部20a。该连接部20a与下层侧的像素间电极15a和配线部16a在通孔19底部处露出的部分相接。
同样，各像素电极14b具有沿着通孔19的壁面而形成的连接部20b，与下层侧的像素间电极15b和配线部16b连接。由此，像素电极14b、像素间电极15b和配线部16b被同电位化。同样地，各像素电极14c具有沿着通孔19的壁面而形成的连接部20c，并与下层侧的像素间电极15c和配线部16c连接。由此，像素电极14c、像素间电极15c和配线部16c被同电位化。
各像素间电极15a配置成在俯视观察时填充在x方向上相邻的2个像素电极14a彼此的相互之间。在本实施方式中，各像素间电极15a配置成俯视观察时的自身的左侧外缘边缘与配置于自身左侧的像素电极14a的右侧外缘边缘在上下方向上成为大致相同的位置。
此外，各像素间电极15a配置成，俯视观察时从自身的右侧边缘起的处于内侧的局部区域(第1区域)115a与配置于其自身右侧的像素电极14a的左侧外缘边缘的附近的一部分区域局部重叠。这些局部区域115a取得如下效果：使得在像素电极14a的图中左侧外缘边缘附近不产生倾斜电场并抑制暗区域的产生。由此，各局部区域115a的y方向长度优选尽可能大，在本实施方式中，局部区域115a的y方向长度设定为与对应的像素电极14a的y方向长度大致相同。
同样，各像素间电极15b在俯视观察时配置于在x方向上相邻的2个像素电极14b彼此的相互之间，配置成局部区域(第1区域)115b与自身右侧的像素电极14b局部重叠。同样，各像素间电极15c在俯视观察时配置于在x方向上相邻的2个像素电极14c彼此的相互之间，配置成局部区域(第1区域)115c与自身右侧的像素电极14c局部重叠。
另外，虽然在图中描绘成各像素间电极15a、15b、15c的下端部与各像素电极14a、14b、14c的下端部相比稍微向下侧伸出，但实际上，它们各自的下端部也可以对齐。
各配线部16a与各像素间电极15a中的一个连接，在图中向上侧延伸。在本实施方式中，各配线部16a以与对应的像素间电极15a相同的宽度与该像素间电极15a一体地设置。各配线部16a与液晶驱动装置4连接。
各配线部16b与各像素间电极15b中的一个连接，在图中向上侧延伸。各配线部16b与液晶驱动装置4连接。在本实施方式中，各配线部16b具有：局部区域(第2区域)116b，其在俯视观察时与像素电极14b局部重叠，该像素电极14b与和配线部16b连接的像素间电极15b在x方向上相邻；局部区域(第3区域)216b，其配置于该像素电极14b与像素电极14a之间，该像素电极14a与该像素电极14b在y方向上相邻；以及局部区域316b，其与该像素电极14a重叠地配置。各局部区域116b、216b、316b一体地设置。
与上述的局部区域115b同样，各配线部16b的各局部区域116bb取得如下效果：抑制像素电极14b的图中上侧外缘边缘附近的暗区域的产生。因此，各局部区域116bb的x方向的宽度优选尽可能宽，例如优选具有对应的像素电极14a、14b的宽度的50％以上的宽度。在图示的例子中，各局部区域216b的宽度成为对应的像素电极14a、14b的宽度的大约70％的宽度。
各配线部16b的各局部区域216b还发挥作为配置于在y方向上相邻的2个像素电极14a、14b彼此的相互之间的像素间电极的功能。因此，各局部区域216b的x方向长度优选尽可能宽，例如，优选具有所对应的像素电极14a、14b的x方向长度的50％以上的长度。在图示的例子中，各局部区域216b的宽度成为所对应的像素电极14a、14b的x方向长度的大约70％的长度。通过设置这样的局部区域216b，能够扩大实际上作为像素区域而发挥功能的区域。
各配线部16c与各像素间电极15c中的一个连接，在图中向上侧延伸。各配线部16c与液晶驱动装置4连接。在本实施方式中，各配线部16c具有：局部区域(第2区域)116c，其在俯视观察时与像素电极14c局部重叠，该像素电极14c与和配线部16c连接的像素间电极15c在x方向上相邻；局部区域(第3区域)216c，其配置于该像素电极14c与像素电极14b之间，该像素电极14b与该像素电极14c在y方向上相邻；局部区域316c，其隔着绝缘层17与该像素电极14b重叠地配置；局部区域416c，其隔着绝缘层17与像素电极14a重叠地配置，该像素电极14a与该像素电极14b在y方向上相邻；以及连接区域516c，其配置在像素电极14a与像素电极14b之间，将局部区域316c与局部区域416c连接起来。各局部区域116c、216c、316c、416c、连接区域516c一体地设置。
与上述的局部区域115c同样，各配线部16c的各局部区域116bc取得如下效果：抑制像素电极14c的图中上侧外缘边缘附近的暗区域的产生。因此，各局部区域116c的x方向长度优选尽可能宽，例如，优选具有所对应的像素电极14b、14c的x方向长度的50％以上的长度。在图示的例子中，各局部区域116bc的长度成为所对应的像素电极14b、14c的x方向长度的大约87％的宽度。
各配线部16c的各局部区域216c还发挥作为配置于在y方向上相邻的2个像素电极14b、14c彼此的相互之间的像素间电极的功能。因此，各局部区域216c的x方向长度优选尽可能宽，例如，优选具有所对应的像素电极14b、14c的x方向长度的50％以上的长度。在图示的例子中，各局部区域216c的长度成为所对应的像素电极14b、14c的x方向长度的大约87％的宽度。通过设置这样的局部区域216c，能够扩大实际上作为像素区域而发挥功能的区域。
图4是用于说明各像素电极的连接部的形状与取向处理方向的关系的图。与图3同样，利用俯视图示出了各像素电极等。取向处理是指例如摩擦处理、光取向处理等使取向膜具有向一个方向取向的取向限制力(单轴取向限制力)的处理(单轴取向处理)。而且，取向处理方向是进行上述的取向处理时的方向，通常，与产生单轴取向限制力的方向大致一致。如上所述，各像素电极14a的设置有连接部20a的通孔19具有大致三角形的外缘边缘。在本实施方式中，如图所示，连接部20a的外缘边缘中的、配置成与像素电极14a的图中左侧外缘边缘和上侧外缘边缘双方交叉的外缘边缘的方向L成为与xy两个方向呈大致45°的角度的方向。针对该外缘边缘的方向L，取向处理方向21被设定成与该方向L交叉(在本实施方式中为大致正交)并且被设定成从像素电极14a的内侧朝向连接部20a的外缘边缘的方向。另外，各像素电极14b和各像素电极14c的各连接部20b、20c与取向处理方向21的关系也同样如此。接着，对优选以这样的方式设定取向处理方向21的理由进行说明。
图5是用于说明各连接部与取向处理方向的关系的图。示意性示出了各像素电极的连接部及其附近的表面上的取向膜的状态。图5的(A)示出了取向处理前的状态。如图所示，例如，在连接部20a及其附近，取向膜的侧链22相对于表面上升。这时的侧链22的上升方向对应着表面形状而改变，因此，在连接部20a的沿着通孔19而成斜面的部位处，侧链22相对于该表面上升。
图5的(B)示出了在图4中示出的优选状态下设定取向处理方向21并进行了取向处理(摩擦处理)的情况下的取向膜的状态。在该情况下，由于在图中是从右向左的方向进行取向处理，因此，侧链22也朝该方向稍微倾斜。这时，在以图中y方向为基准(上下方向)进行观察的情况下，在任何部分中，侧链22都成为向图中左侧倾斜的状态，因此，由侧链22限制的液晶分子的取向方向也同样是在任何部分中都成为向图中左侧倾斜的状态。因此，能够防止在连接部20a附近产生向错线。
图5的(C)是比较例，示出了以与上述图4中示出的优选状态相反的方向设定取向处理方向21并进行了取向处理(摩擦处理)的情况下的取向膜的状态。在该情况下，朝图中从左向右的方向进行取向处理，因此，侧链22也朝该方向稍微倾斜。这时，在以图中y方向为基准(上下方向)进行观察的情况下，相对于在像素电极14a的平坦部分中侧链22成为向图中右侧倾斜的状态，在连接部20a的斜面部分中，侧链依然成为向图中左侧倾斜的状态。因此，在连接部20a附近及其周边处，液晶分子的取向方向相反，在该边界处产生向错线。这样的向错线的产生导致使形成的配光图案的品质下降。
图6是示出液晶元件的若干个样本的透射率特性的曲线图。这里，除了单元厚度和是否对液晶材料添加手征材料以外，各条件都是相同的，制作若干个样本，计测出它们的透射率特性。另外，一对偏振片的配置按照上述那样设定。关于垂直取向膜，使用在侧链中具有刚性骨架(液晶性的)的类型，通过柔性印刷，使其成为左右的厚度，在160～250℃下进行1～1.5小时的烧结。关于摩擦处理，设按入量为0.3～0.8mm。针对摩擦处理的方向进行了反平行设定。关于液晶材料，使用介电常数各向异性ε为-4.4且折射率各向异性Δn为大约0.13的液晶材料。
图6所示的特性线a是设单元厚度为6μm且添加有手征材料的样本的特性线，特性线b是设单元厚度为3μm且未添加有手征材料的样本的特性线，特性线c是设单元厚度为4μm且未添加有手征材料的样本的特性线，特性线d是设单元厚度为6μm且未添加有手征材料的样本的特性线。在特性线a的液晶元件、特性线b的液晶元件中，即使施加电压升高，透射率也不下降而大致恒定。与此相对，在特性线c的液晶元件中，伴随施加电压的上升而暂时升高了的透射率随着施加电压的进一步上升而逐渐下降。此外，在特性线d的液晶元件中，在施加电压3.8V附近，透射率饱和，在为其以上的电压时，透射率急剧下降。图7示出特性线a、特性线d各样本的色度变化。在特性线a的样本中，无论电压变化与否，色度都几乎不发生变化，但在特性线d的样本中，色度发生较大变化。另外，特性线b的样本也是与特性线a的样本相同的结果。
这里，在本实施方式的液晶元件5中，在液晶层18上的被从各像素电极14施加电压的区域(以下，称作“第1区域”。)与被从像素间电极15施加电压的区域(以下，称作“第2区域”。)的各自之中，液晶层18被实际施加电压的大小是不同的。这是因是否存在绝缘层17而引起的差异。因为在第2区域中，在像素间电极15与液晶层18之间介入有绝缘层17，从而施加电压被绝缘层17和液晶层18分压。因此，作为液晶元件5，使用如下液晶元件，即：例如图6所示的特性线a、b的各样本那样的、透射率随着施加电压而大致恒定的范围更大的液晶元件，优选通过设定比较高的施加电压(例如，阈值的1.5倍以上的电压)而对第1区域和第2区域均施加足够的所需电压。另外，这里所说的“透射率可视为大致恒定的范围”例如是指，透射率以±3％的变动收敛的范围。这样，能够减小作为表示明暗边界线(光度变化)的斜率的指数的G值。
这里，G值在以下的式中定义(参照日本特开2017-206094号)。
G＝Log(Eβ-Eβ+0.1°)
其中，Eβ是角度位置β处的光度值。
在现有技术的情况下，G值例如为5.7左右(像素电极间20μm的情况)，但在本实施方式中，能够进一步减小该G值。G值优选为1以下。
对上述的第1区域和第2区域中的实际施加电压之差进行研究。第2区域可视作将液晶层18的电容成分与绝缘层17的电容成分串联地连接起来而成的区域。即，可视作2个电容器的串联连接。
当设液晶材料的介电常数(短轴方向)为εLC、区域面积为S、液晶层18的层厚为dLC时，液晶层18的电容成分CLC可如以下这样表示。同样，当设绝缘层17的介电常数为εtop、区域面积为S、绝缘层17的层厚为dtop时，绝缘层17的电容成分Ctop可如以下这样表示。
CLC＝εLC×S/dLC
Ctop＝εtop×S/dtop
由于电容器是串联连接且电量Q是相同的，因此，当设施加到液晶层18的电压为VLC、施加到绝缘层17的电压为Vtop时，可如以下这样表示。
Q＝CLC×VLC
Q＝Ctop×Vtop
例如，在单元厚度6μm的液晶元件中，当设液晶层18的dLC为5μm、εLC为8.0且绝缘层17的dtop为1μm、εtop为3.44时，各电容成分如下所述。
CLC＝8.0×S/5＝1.6×S
Ctop＝3.44×S/1＝3.44×S
由此，成为VLC：Vtop＝1/CLC：1/Ctop＝1/1.6：1/3.44，成为VLC：Vtop＝1.96：1。
综上所述，在上述的数值例中，液晶层18与绝缘层17的分压比为1.96：1，大概为2：1的分压比。也就是说，由于在液晶层18的作为被从各像素电极14施加电压的区域的“第1区域”中，不存在绝缘层17，所以施加电压被基本上保持原样地施加，但在作为被从像素间电极15施加电压的区域的第2区域中，是以2：1对施加电压进行分压所得的电压施加到液晶层18的。因此，为了使得在第1区域和第2区域中透射率没有差异，如上所述，优选使用透射率可视作大致恒定的范围较大的条件的液晶元件5来施加比较高的施加电压。例如，在图6所示的特性线a的液晶元件中，如果将施加电压设定为7V，则在液晶层18的第1区域中，施加该7V，在第2区域中，施加分压后的大约4.7V，可以在任何区域中都获得相等的透射率。
换言之，关于施加电压，可以说优选将液晶元件5构成为具有如下透射率特性：使基于被绝缘层17分压而向液晶层18施加的电压的透射率、与基于不存在绝缘层17的分压而直接对液晶层18施加的电压的透射率大致相等(例如，±3％的误差范围内)。
图8是用于说明共用电极的变形实施例的俯视图。在图8中示出了将共用电极13与各像素电极14a等重叠。在图示的共用电极13a中的、与各配线部16c具有的连接区域516c对应的各个区域上设置有开口部23。开口部23的俯视观察时的形状和大小优选与连接区域516c大致相同，但也可以考虑制造上的形成精度、位置对准精度等，预先使其稍微大于连接区域516c，使得在俯视观察时在开口部23中包含连接区域516c。通过设置这样的开口部23，能够防止连接区域516c中的不需要的透光。
详细地说，当在未设置有开口部23的情况下对像素电极14c施加电压而使该区域成为透光状态时，由于在连接区域516c中也施加了相同的电压，所以连接区域516c也成为透光状态。这时，例如，当设与像素电极14a、像素电极14b对应的各区域为非透射状态(以及低透射状态)时，考虑连接区域516c的透光状态成为可视觉辨认到亮点的状态。通过设置开口部23，能够避免这样的亮点的产生。另外，由于连接区域516c始终处于非透射状态，所以可视觉辨认为黑点，但由于作为人眼的特性，黑点更加不显眼，所以可以说比成为亮点更优选。并且，如图示的例子那样，连接区域516c用于将局部区域316c和局部区域416c电连接，因此，可以形成为比较窄的尺寸。因此，能够成为实际上几乎无法视觉辨认出黑点的状态。
图9是用于说明像素电极和像素间电极的变形实施方式的俯视图。在图示的例子中，在调换了第3列的像素电极与像素间电极的上下关系这一点上与上述的实施方式不同。具体而言，各像素电极14c’设置于下层侧，以覆盖各像素电极14c’的方式设置有绝缘层17(参照图2)，在绝缘层17的上侧设置有各像素间电极15c’。在各像素间电极15c’上设置有连接部20c’，各像素间电极15c’和各像素电极14c’经由该连接部20c’而连接起来。各配线部16c与各像素电极14c’连接。如该例子那样，像素电极与像素间电极的上下关系是可以调换的。
图10是用于说明像素电极的变形实施方式的俯视图。在图示的例子中，在第3列的像素电极114c一体化且设置在比绝缘层17靠下层侧的位置处这一点上与上述的实施方式不同。如该例子那样，也可以使一部分的像素电极一体化。另外，这里例示了设置有多个配线部16c的情况，但与像素电极114c连接的配线部16c也可以为最少即一个。在该情况下，能够增大可作为像素区域而发挥功能的区域。
根据如上所述的各实施方式，能够提高使用液晶元件等来控制配光图案的车辆用灯具系统中的配光图案的美观性。
另外，本发明不限于上述实施方式的内容，能够在本发明的主旨范围内进行各种变形并实施。例如，在上述的实施方式中，作为液晶元件的液晶层，说明了垂直取向的液晶层，但液晶层的结构不限于此，也可以是其它结构(例如，TN取向)。此外，还可以在液晶元件与偏振片之间配置视场角补偿板。
此外，在上述的实施方式中说明了在对车辆前方进行选择性光照射的系统中应用本发明的例子，但本发明的应用范围不限于此。例如，也可以将本发明应用于对应着车辆的前进方向而向车辆的斜前方进行光照射的系统、对应着车辆的前后方向倾斜而调整前照灯的光轴的系统、以电子方式切换前照灯的远光和近光的系统等。并且，不限定于车辆用途，本发明可以应用于普通照明装置。

Claims (7)

1.一种液晶元件，其包含：
对置配置的第1基板和第2基板；以及
液晶层，其配置在所述第1基板与所述第2基板之间，
所述第1基板具有设置于一面侧的对置电极，
所述第2基板具有设置于一面侧的多个像素间电极和多个配线部、设置在该多个像素间电极和多个配线部的上侧的绝缘层、以及设置在该绝缘层的上侧的多个像素电极，
所述多个像素电极在俯视观察时分别沿着第1方向和与该第1方向交叉的第2方向排列，
所述多个像素间电极分别配置成在俯视观察时至少与所述多个像素电极中的、在所述第1方向上相邻的2个所述像素电极的彼此的间隙重叠，并且经由设置于所述绝缘层中的通孔与该2个所述像素电极中的任意一个所述像素电极连接，
所述多个配线部分别与所述多个像素间电极中的任意一个连接，配置于所述多个像素电极的下层侧。
2.根据权利要求1所述的液晶元件，其中，
所述多个像素间电极分别具有第1区域，该第1区域在俯视观察时与连接于该像素间电极的所述像素电极的外缘边缘附近的一部分重叠。
3.根据权利要求1或2所述的液晶元件，其中，
所述多个配线部分别具有第2区域，该第2区域在俯视观察时与经由所述像素间电极而连接于该配线部的所述像素电极的外缘边缘附近的一部分重叠。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的液晶元件，其中，
所述多个配线部分别具有第3区域，该第3区域与在所述第2方向上相邻的所述像素电极的彼此的间隙重叠。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的液晶元件，其中，
所述多个配线部分别具有连接区域，该连接区域穿过在所述第2方向上相邻的所述像素电极的彼此的间隙，
所述对置电极具有多个开口部，该多个开口部在俯视观察时与各个所述连接区域重叠。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的液晶元件，其中，
所述绝缘层的所述通孔具有外缘边缘，该外缘边缘在俯视观察时与所述像素电极的2个外缘边缘分别斜交，
至少所述第2基板具有将所述液晶层的取向限定为一个方向的单轴取向限制力，
所述单轴取向限制力的方向被设定为与所述通孔的外缘边缘交叉并且朝向该外缘边缘的方向。
7.一种照明装置，其能够将配光图案设定为可变，其中，该照明装置包含：
光源；
液晶元件，其使用来自所述光源的光形成与所述配光图案对应的图像；以及
光学系统，其投影由所述液晶元件形成的所述图像，
作为所述液晶元件，使用权利要求1～6中的任意一项所述的液晶元件。
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