CN110778981A - 车辆用灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆用灯具，该车辆用灯具具有新型结构。该车辆用灯具包括：光源；配置在从所述光源射出的光的光路上并包含液晶层以及夹持该液晶层的一对夹持基板的液晶元件；以及配置在透过所述液晶元件的光的光路上的投影光学系统，所述液晶元件的一对夹持基板中的一方包含第1透明基板和配置在所述第1透明基板上的公共电极，所述液晶元件的一对夹持基板中的另一方包含：第2透明基板；配置在所述第2透明基板上的多个配线电极；以覆盖所述多个配线电极的方式配置在所述第2透明基板上的绝缘层；配置在所述绝缘层上的多个分段电极；以及贯穿所述绝缘层并对所述多个配线电极各自与所述多个分段电极各自进行电连接的多个连接电极。

Description

车辆用灯具
技术领域
本发明涉及包含液晶元件的车辆用灯具。
背景技术
近年来，在车辆用前照灯中，正在关注按照前方的状况即对向车辆或前行车辆等的有无及其位置而实时控制配光形状的技术(被称作ADB，adaptive driving beam等)。并且，根据方向盘的转向角而调整行进方向的配光的前照灯系统(被称作AFS，adaptivefront-lighting system等)变得普遍。作为ADB或AFS的配光控制元件，能够利用液晶元件(例如专利文献1)。
在专利文献2中公开有以如下方式构成的车辆前照灯，该车辆前照灯包含：由至少一个LED11a构成的发光部11；以及截止从上述发光部朝向前方照射的光的一部分而形成适合于车辆前照灯用的配光图案的截止线的遮光部12，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电开关控制，选择性地对调光部分进行调光，由此改变配光图案的形状。作为电光学元件，例如能够使用液晶元件。
在如上述的车辆用灯具中，液晶元件等电光学元件为了实现选择性的调光而被构成为具有多个像素电极。这些像素电极相互分离，以便能够分别独立地施加电压，在彼此之间设置有用于实现电绝缘的间隙。此时，像素电极彼此之间的间隙虽然也取决于其形成精度，但是例如为10μm左右。并且，在将像素电极的列设置三个以上这样的情况下，需要将用于对中间列的各像素电极提供电压的配线部穿过像素电极之间，因此像素电极彼此之间的间隙变得更大。像素电极彼此之间的间隙是无助于图像形成的部分，成为在配光图案内产生暗线的主要原因。在车辆用灯具中，由于利用透镜等将通过电光学元件形成的图像(与配光图案对应的图像)进行放大而向车辆前方进行投影，因此如上述的暗线也被放大而容易目视确认，因此存在配光图案的美观度变差之类的不良情况。针对该情况，虽然也能够考虑更加缩窄像素电极彼此之间的间隙之类的解决方案，但是在该情况下，导致制造成本的上升，并且有可能容易产生像素电极彼此之间的短路等不良情况，因此不优选。并且，还能够考虑使穿过像素电极之间的配线部的宽度更细之类的解决方案，但是在该情况下，导致配线部的电阻值上升，不易施加像素电极所需的充分的电压，并且因细线化而发生断线的概率也上升，因此不优选。另外，这样的不良情况并不限于车辆用灯具，在使用液晶元件等控制配光图案的通常的照明装置中也相同。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6212218号公报
专利文献2：日本特开2005-183327号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的主要目的在于提供具有新型结构的车辆用灯具。
用于解决课题的手段
根据本发明的主要观点，提供车辆用灯具，其包括：光源；液晶元件，所述液晶元件配置在从所述光源射出的光的光路上，该液晶元件包含液晶层以及夹持该液晶层的一对夹持基板；以及投影光学系统，所述投影光学系统配置在透过了所述液晶元件的光的光路上，所述液晶元件的一对夹持基板中的一方包含：第1透明基板；以及公共电极，所述公共电极配置在所述第1透明基板上，所述液晶元件的一对夹持基板中的另一方包含：第2透明基板；多个配线电极，所述多个配线电极配置在所述第2透明基板上；绝缘层，所述绝缘层以覆盖所述多个配线电极的方式配置在所述第2透明基板上；多个分段电极，所述多个分段电极配置在所述绝缘层上；以及多个连接电极，所述多个连接电极贯穿所述绝缘层而对所述多个配线电极中的各个配线电极与所述多个分段电极中的各个分段电极进行电连接。
所述多个分段电极也可以呈矩阵状配置。
在该情况下，优选所述多个分段电极包含俯视观察时沿第1方向排列的第1组分段电极，所述第1组分段电极中的各个分段电极的沿所述第1方向的宽度随着从一端朝向中央而逐渐变窄，并且随着从中央朝向另一端而逐渐变宽。
并且，优选所述多个分段电极包含俯视观察时沿与所述第1方向垂直的第2方向排列的第2组分段电极，所述第2组分段电极中的各个分段电极的沿所述第2方向的宽度随着从一端朝向中央而逐渐变窄，并且随着从中央朝向另一端而逐渐变宽。
或者，在俯视观察时，所述多个分段电极的形状也可以相互不同。
优选所述多个配线电极被配置成俯视观察时与由所述多个分段电极中的各个分段电极之间的间隙限定的总区域的80％以上重叠。
发明效果
能够提供具有新型结构的车辆用灯具。
附图说明
图1是示出一实施方式的车辆用前照灯系统的结构的图。
图2的(A)以及图2的(B)是示出液晶元件的结构的示意剖视图。
图3是示出液晶元件的结构的示意俯视图。
图4是用于对各像素电极的连接部的形状与取向处理方向之间的关系进行说明的图。
图5的(A)～图5的(C)是用于对各连接部与取向处理方向之间的关系进行说明的图。
图6是示出液晶元件的各样品的透过率特性的图表。
图7是示出各样品的色度变化的图。
图8是用于对共用电极的变形实施例进行说明的俯视图。
图9是用于对像素电极以及像素间电极的变形实施方式进行说明的俯视图。
图10是用于对像素电极的变形实施方式进行说明的俯视图。
图11以及图12是用于对像素电极的其他变形实施方式进行说明的俯视图。
图13是用于对像素电极的另一其他变形实施方式进行说明的俯视图。
符号说明
1：光源
2：摄像头
3：控制装置
4：液晶驱动装置
5：液晶元件
6a、6b：偏振板
7：投影透镜
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所示的车辆用前照灯系统包含光源1、摄像头2、控制装置3、液晶驱动装置4、液晶元件5、一对偏振板6a、6b以及投影透镜7。该车辆用前照灯系统的用途如下：根据通过摄像头2拍摄的图像，检测存在于本车辆的周围的前方车辆或行人等的位置，将包含前方车辆等的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，进行选择性的光照射。
光源1包含将黄色荧光体与发出例如蓝色光的发光元件(LED)组合而构成的白色光LED。光源1例如具有呈矩阵状排列的多个白色光LED。另外，作为光源1，除了能够使用LED之外，还能够使用激光以及灯泡或放电灯等通常使用于车辆用灯单元的光源。光源1的点亮和关闭状态由控制装置3控制。从光源1射出的光经由偏振板6a入射到液晶元件(液晶面板)5。另外，也可以在从光源1至液晶元件5的路径上存在其他光学系统(例如，透镜或反射镜以及它们的组合)。
摄像头2拍摄本车辆的前方并输出其图像(信息)，该摄像头2被配置在本车辆内的规定位置(例如，前挡风玻璃内侧上部)。另外，在其他用途(例如，自动制动系统等)用摄像头设置于本车辆的情况下，也可以共用其摄像头。
控制装置3根据通过拍摄本车辆的前方的摄像头2获得的图像而进行图像处理，由此检测前方车辆等的位置，设定将检测出的前方车辆等的位置作为非照射范围并将除此以外的区域作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，并供给到液晶驱动装置4。该控制装置3通过在例如具有CPU、ROM、RAM等的计算机系统执行规定的动作程序而实现。
液晶驱动装置4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，由此独立地控制液晶元件5的各像素区域中的液晶层的取向状态。
液晶元件5例如具有能够分别独立地控制的多个像素区域(光调制区域)，按照通过液晶驱动装置4施加的针对液晶层的施加电压的大小而可变地设定各像素区域的透过率。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以及非照射范围对应的明暗的像。例如，液晶元件5具有垂直取向型液晶层，被配置在正交尼克尔配置的一对偏振板6a、6b之间，在施加于液晶层的电压为无施加(或者阈值以下的电压)的情况下，成为透光率极低的状态(遮光状态)，在向液晶层施加了电压的情况下，成为透光率相对高的状态(透过状态)。
一对偏振板6a、6b例如使彼此的偏振轴大致垂直，隔着液晶元件5而相对配置。在本实施方式中，设想作为在未向液晶层施加电压时光被遮挡(透过率极低)的动作模式的常闭模式。作为各偏振板6a、6b，例如能够使用由通常的有机材料(碘系、染料系)构成的吸收型偏振板。并且，在希望重视耐热性的情况下，还优选使用线栅型偏振板。线栅型偏振板是指将利用铝等金属的极细线排列而成的偏振板。并且，也可以将吸收型偏振板和线栅型偏振板重叠使用。
投影透镜7将由透过液晶元件5的光形成的像(具有与光照射范围以及非照射范围对应的明暗的像)以成为前大灯用配光的方式扩展，并向本车辆的前方进行投影，投影透镜7使用适宜地设计的透镜。在本实施方式中，使用反转投影型投影仪透镜。
图2的(A)以及图2的(B)是示出液晶元件的结构的示意剖视图。并且，图3是示出液晶元件的结构的示意俯视图。另外，图2的(A)所示的剖视图与图3所示的A-A线的局部截面对应，图2的(B)所示的剖视图与图3所示的B-B线的局部截面对应。液晶元件5包含相对配置的上基板(第1基板)11以及下基板(第2基板)12、设置于上基板11的共用电极(相对电极)13、设置于下基板12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，为方便说明而省略图示，在上基板11、下基板12分别适宜地设置有用于限制液晶层18的取向状态的取向膜。
上基板11以及下基板12分别是俯视观察时为矩形状的基板，彼此相对配置。作为各基板，例如能够使用玻璃基板、塑料基板等透明基板。在上基板11与下基板12之间例如均等地分散配置有多个间隔部件，基板间隙通过这些间隔部件而维持期望的大小(例如数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以与设置于下基板12的各像素电极14相对的方式一体地设置。共用电极13通过适当地对例如铟锡氧化物(ITO)等的透明导电膜形成布线图案(patterning)而构成。
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通过适当地对例如铟锡氧化物(ITO)等的透明导电膜形成布线图案而构成。如图4所示，各像素电极14具有例如俯视观察时为大致正方形状的外缘形状，沿x方向以及y方向呈矩阵状排列。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重叠的各个区域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的一面侧设置于绝缘层17的下层侧。这些像素间电极15通过适当地对例如铟锡氧化物(ITO)等的透明导电膜形成布线图案而构成。如图4所示，各像素间电极15具有例如俯视观察时为长方形状的外缘形状，被配置成与在图中的x方向上相邻的两个像素电极14彼此之间的间隙重叠。
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通过适当地对例如铟锡氧化物(ITO)等的透明导电膜形成布线图案而构成。各配线部16用于从液晶驱动装置4对各像素电极14提供电压。
绝缘层17在下基板12的一面侧以覆盖各像素间电极15以及各配线部16的方式设置于各像素间电极15以及各配线部16的上侧。该绝缘层17例如是SiO2膜、SiON膜，能够通过溅射法等气相工艺或者溶液工艺而形成。
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，使用介电常数各向异性Δε为负、包含手性剂且具有流动性的向列液晶材料而构成液晶层18。本实施方式的液晶层18以如下方式设定：成为不施加电压时的液晶分子的取向方向朝向一个方向倾斜的状态，相对于各基板面成为具有例如88°以上且小于90°的范围内的预倾角的大致垂直取向。
另外，如上述，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，使用将液晶层18的液晶分子的取向状态限制成垂直取向的垂直取向膜。对各取向膜施加摩擦处理等单轴取向处理，具有向该方向规定液晶层18的液晶分子的取向的单轴取向限制力。对各取向膜实施的取向处理的方向例如被设定为相互不同(反向平行)。
本实施方式的液晶元件5具有数十个～数百个像素区域，这些像素区域呈矩阵状排列，该像素区域是作为共用电极13与各像素电极14在俯视观察时重叠的各个区域而限定的区域。在本实施方式中，各像素区域的形状例如构成为正方形状，但是能够任意地设定各像素区域的形状，例如使长方形状和正方形状混合存在等。共用电极13、各像素电极14、各像素间电极15借助各配线部16等而与液晶驱动装置4连接，且被静态驱动。
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的结构进行详细说明。在本实施方式中，各像素电极14沿y方向排列成三列，沿x方向排列任意的数量。在此，关于各像素电极14，将从图中的上方数第1列称作像素电极14a，将第2列称作像素电极14b，将第3列称作像素电极14c。并且，关于像素间电极15，也将与第1列像素电极14a对应起来的像素间电极称作像素间电极15a，将与第2列像素电极14b对应起来的像素间电极称作像素间电极15b，将与第3列像素电极14c对应起来的像素间电极称作像素间电极15c。而且，关于配线部16，也将与第1列像素电极14a以及像素间电极15a对应起来的配线部称作配线部16a，将与第2列像素电极14b以及像素间电极15b对应起来的配线部称作配线部16b，将与第3列像素电极14c以及像素间电极15c对应关联的配线部称作配线部16c。
各像素电极14a经由设置于绝缘层17的通孔19而与下层侧的像素间电极15a以及配线部16a连接。由此，像素电极14a、像素间电极15a以及配线部16a成为相同的电位。各通孔19具有在如图3所示那样俯视观察时为大致三角形状的外缘形状，与各像素电极14a的俯视观察时的四角中的一个角(图中为左上角)对应起来设置。而且，各像素电极14a具有沿通孔19的壁面形成的连接部20a。该连接部20a与下侧的像素间电极15a以及配线部16a的露出于通孔19的底部的部分接触。
同样地，各像素电极14b具有沿通孔19的壁面形成的连接部20b，与下层侧的像素间电极15b以及配线部16b连接。由此，像素电极14b、像素间电极15b以及配线部16b成为相同的电位。同样地，各像素电极14c具有沿通孔19的壁面形成的连接部20c，与下层侧的像素间电极15c以及配线部16c连接。由此，像素电极14c、像素间电极15c以及配线部16c成为相同的电位。
各像素间电极15a以填补俯视观察时在x方向上相邻的两个像素电极14a彼此之间的方式配置。在本实施方式中，各像素间电极15a以俯视观察时的自身的左侧外缘边缘与配置在自身的左侧的像素电极14a的右侧外缘边缘在上下方向上成为大致相同的位置的方式配置。
并且，各像素间电极15a以局部区域(第1区域)115a与配置在自身的右侧的像素电极14a的左侧外缘边缘的附近的局部区域局部重叠的方式配置，局部区域115a比俯视观察时的自身的右侧边缘靠内侧。这些局部区域115a避免在像素电极14a的图中左侧外缘边缘附近产生倾斜电场，得到抑制产生暗区域的效果。从这一点来看，优选尽可能加大各个局部区域115a的y方向长度，在本实施方式中，局部区域115a的y方向长度被设定为与所对应的像素电极14a的y方向长度大致相同。
同样地，各像素间电极15b被配置在俯视观察时在x方向上相邻的两个像素电极14b彼此之间，以局部区域(第1区域)115b与自身的右侧的像素电极14b局部重叠的方式配置。同样地，各像素间电极15c配置在俯视观察时在x方向上相邻的两个像素电极14c彼此之间，以局部区域(第1区域)115c与自身的右侧的像素电极14c局部重叠的方式配置。
另外，在图中描绘成各像素间电极15a、15b、15c的下端部比各像素电极14a、14b、14c的下端部稍微向下侧探出，但是实际上也可以使各自的下端部对齐。并且，也可以多少不到达至各像素电极14a、14b、14c的下端部。例如，只要各像素间电极15a、15b、15c的宽度(长度)相对于各像素电极14a、14b、14c的宽度(长度)为80％以上的宽度(长度)即可。
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以与所对应的像素间电极15a相同的宽度一体地设置。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：在俯视观察时与像素电极14b局部重叠的局部区域(第2区域)116b，该像素电极14b在x方向上与配线部16b自身所连接的像素间电极15b相邻；配置于该像素电极14b跟在y方向上与该像素电极14b相邻的像素电极14a之间的局部区域(第3区域)216b；以及与该像素电极14a重叠配置的局部区域316b。各个局部区域116b、216b、316b一体地设置。
与上述的局部区域115b同样地，各配线部16b的各个局部区域116b产生抑制在像素电极14b的图中上侧外缘边缘附近产生暗区域的效果。因此，优选尽可能加大各个局部区域116b的x方向的宽度，例如优选相对于所对应起来的像素电极14a、14b的宽度具有50％以上的宽度。在图示的例中，各个局部区域216b的宽度相对于所对应关联的像素电极14a、14b的宽度成为约70％的宽度。
各配线部16b的各个局部区域216b还得到作为配置于在y方向上相邻的两个像素电极14a、14b彼此之间的像素间电极的功能。因此，优选尽可能加长各个局部区域216b的x方向长度，例如优选相对于所对应关联的像素电极14a、14b的x方向长度具有50％以上的长度。在图示的例中，各个局部区域216b的宽度相对于所对应关联的像素电极14a、14b的x方向长度成为约70％的长度。通过设置这样的局部区域216b，能够扩大实质上作为像素区域发挥功能的区域。
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：在俯视观察时与像素电极14c局部重叠的局部区域(第2区域)116c，该像素电极14c在x方向上与配线部16c自身所连接的像素间电极15c相邻；配置于该像素电极14c跟在y方向上与该像素电极14c相邻的像素电极14b之间的局部区域(第3区域)216c；隔着绝缘层17而与该像素电极14b重叠配置的局部区域316c；隔着绝缘层17而与像素电极14a重叠配置的局部区域416c，该像素电极14a在y方向上与该像素电极14b相邻；以及配置于像素电极14a与像素电极14b之间并连接局部区域316c与局部区域416c的连接区域516c。各个局部区域116c、216c、316c、416c以及连接区域516c一体地设置。
与上述的局部区域115c同样地，各配线部16c的各个局部区域116c产生抑制在像素电极14c的图中上侧外缘边缘附近产生暗区域的效果。因此，优选尽可能加长各个局部区域116c的x方向长度，例如优选相对于所对应起来的像素电极14b、14c的x方向长度具有50％以上的长度。在图示的例中，各个局部区域116c的长度相对于所对应关联的像素电极14b、14c的x方向长度成为约87％的宽度。
各配线部16c的各个局部区域216c还得到作为配置于在y方向上相邻的两个像素电极14b、14c彼此之间的像素间电极的功能。因此，优选尽可能加长各个局部区域216c的x方向长度，例如优选相对于所对应起来的像素电极14b、14c的x方向长度具有50％以上的长度。在图示的例中，各个局部区域216c的长度相对于所对应起来的像素电极14b、14c的x方向长度成为约87％的宽度。通过设置这样的局部区域216c，能够扩大实质上作为像素区域发挥功能的区域。
另外，也可以如下设计像素间电极15以及配线部16的图案：像素间电极15以及配线部16与由各个像素电极14之间的间隙限定的总区域重叠(占有)80％以上。即，也可以使像素间电极15以及配线部16与由各个像素电极14之间的间隙限定的总区域的80％以上的区域重叠。由此，能够抑制在整个元件(显示区域)中的各个像素电极14的周缘边缘附近产生暗区域。
图4是用于对各像素电极的连接部的形状与取向处理方向之间的关系进行说明的图。与图3同样地，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或光取向处理等用于使取向膜具有朝向一个方向的取向限制力(单轴取向限制力)的处理(单轴取向处理)。而且，取向处理方向是指进行了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体一致。如上述，设置有各像素电极14a的连接部20a的通孔19具有大致三角形状的外缘边缘。在本实施方式中，连接部20a的外缘边缘中的以与像素电极14a的图中左侧外缘边缘以及上侧外缘边缘这两者交叉的方式配置的外缘边缘的方向L成为如图示那样相对于xy这两个方向呈大致45°角度的方向。相对于该外缘边缘的方向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垂直)并且从像素电极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的各连接部20b、各像素电极14c的各连接部20c与取向处理方向21之间的关系也相同。关于优选这样设定取向处理方向21的理由，进行如下说明。
图5是用于对各连接部与取向处理方向之间的关系进行说明的图。示意性地示出了各像素电极的连接部以及其附近的表面中的取向膜的状态。图5的(A)示出了取向处理前的状态。如图示，例如在连接部20a以及其附近，取向膜的侧链22从表面立起。由于此时的侧链22的立起方向按照表面形状而改变，因此侧链22在连接部20a的沿通孔19成为斜面的部位相对于该部位的表面立起。
图5的(B)示出了在上述图4所示的优选的状态下设定取向处理方向21并进行了取向处理(摩擦处理)时的取向膜的状态。在该情况下，由于朝向从图中右侧至左侧的方向进行取向处理，因此侧链22也向该方向倾斜一些。此时，在以图中y方向为基准观察时，成为侧链22在任一部分均向图中左侧倾斜的状态，因此成为被侧链22限制的液晶分子的取向方向也在任何部分均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，示出了将取向处理方向21设定成与上述图4所示的优选的状态相反的方向并进行取向处理(摩擦处理)时的取向膜的状态。在该情况下，由于朝向从图中左侧至右侧的方向进行取向处理，因此侧链22也向该方向倾斜一些。此时，在以图中y方向为基准观察的情况下，在像素电极14a的平坦的部分成为侧链22向图中右侧倾斜的状态，而在连接部20a的斜面部分仍然成为侧链向图中左侧倾斜的状态。由此，导致液晶分子的取向方向在连接部20a的附近以及其周边相反，在其边界处产生向错线。这样的向错线的产生涉及所形成的配光图案的质量的下降。
图6是示出液晶元件的几个样品的透过率特性的图表。在此，制作样品并测量了其透过率特性，关于样品，共同地设定除单元厚度以及有无向液晶材料添加手性剂以外的诸条件，关于一对偏振板的配置也如上述那样设定。关于垂直取向膜，使用在侧链具有刚直的骨架(液晶性骨架)的类型，通过苯胺印刷而设成左右的厚度，进行了160～250℃、1～1.5小时的烧制。关于摩擦处理，设压入量为0.3～0.8mm。关于摩擦处理的方向，进行了反向平行设定。关于液晶材料，使用了介电常数各向异性Δε为-4.4且折射率各向异性Δn为约0.13的材料。
图6所示的特性线a是设成单元厚度6μm且添加手性剂的样品，特性线b是设成单元厚度3μm且未添加手性剂的样品，特性线c是设成单元厚度6μm且未添加手性剂的样品，特性线d是设成单元厚度4μm且未添加手性剂的样品。在特性线a的液晶元件、特性线b的液晶元件中，即使施加电压增高，透过率也不会下降而大致恒定。与此相对，在特性线c的液晶元件中，随着施加电压的上升而暂时增高的透过率随着施加电压的进一步的上升而逐渐下降。并且，在特性线d的液晶元件中，透过率在施加电压3.8V附近饱和，透过率在3.8V以上的电压下急剧下降。在图7中示出了特性线a、特性线c的各样品的色度变化。在特性线a的样品中，色度不依赖于电压变化而几乎不发生变化，但是在特性线c的样品中，色度大幅改变。另外，特性线b的样品也是与特性线a的样品相同的结果。
在此，在本实施方式的液晶元件5中，从各像素电极14对液晶层18施加电压的区域(以下称作“第1区域”。)和从像素间电极15对液晶层18施加电压的区域(以下称作“第2区域”。)各自中的对液晶层18有效地施加的电压的大小有所不同。这取决于绝缘层17的有无所产生的差。这是因为，在第2区域中，由于在像素间电极15与液晶层18之间存在绝缘层17，因此施加电压在绝缘层17和液晶层18被分压。因此，优选将例如图8所示的特性线a、b的各样品那样能够视为透过率相对于施加电压大致恒定的范围更宽的液晶元件用作液晶元件5，并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)，施加第1区域和第2区域均所需的充分的电压。另外，在此所说的“能够视为透过率大致恒定的范围”是指透过率例如变动±3％的范围。
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探讨。第2区域能够视为串联连接在液晶层18中形成的电容成分和在绝缘层17中产生的电容成分而成。即，能够视为两个电容器的串联连接。
在设液晶材料的介电常数(短轴方向)为εLC、设区域面积为S、设液晶层18的层厚为dLC时，如下表示在液晶层18中产生的电容成分CLC。同样地，在设绝缘层17的介电常数为εtop、设区域面积为S、设绝缘层17的层厚为dtop时，如下表示在绝缘层17中产生的电容成分Ctop。
CLC＝εLC×S/dLC
Ctop＝εtop×S/dtop
由于是电容器串联连接且电荷量Q是共同的，因此若将施加于液晶层18的电压设为VLC，将施加于绝缘层17的电压设为Vtop，则如下表示。
Q＝CLC×VLC
Q＝Ctop×Vtop
例如，在单元厚度6μm的液晶元件中，若液晶层18的dLC：5μm、εLC：8.0，绝缘层17的dtop：1μm、εtop：3.44，则各电容成分为如下。
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。
根据以上内容，在上述的数值例中，液晶层18与绝缘层17的分压比成为1.96：1，称作大致2：1的分压比。即，由于在作为从各像素电极14对液晶层18施加电压的区域的“第1区域”中不存在绝缘层17，因此基本上直接施加电压，但是在作为从像素间电极15对液晶层18施加电压的区域的第2区域中，将施加电压以2：1进行分压之后的电压被施加于液晶层18。因而，为了避免在第1区域和第2区域中产生透过率之差，优选使用如上述那样能够视为透过率大致恒定的范围较宽的条件的液晶元件5，提供比较高的施加电压。例如，在图6所示的特性线a的液晶元件中，若将施加电压设定为7V，则在液晶层18的第1区域中施加该7V，在第2区域中施加被分压的约4.7V，在任一区域中都能够设为等同的透过率。
换句话说，优选将液晶元件5构成为具有如下透过率特性：关于施加电压，在通过绝缘层17分压而施加于液晶层18的电压时的透过率和在不通过绝缘层17分压而直接施加于液晶层18的电压时的透过率大致等同(例如，±3％的误差范围内)。
图8是用于对共用电极的变形实施例进行说明的俯视图。在图8中，将共用电极13a与各像素电极14a等重叠示出。图示的共用电极13a在与各配线部16c所具有的连接区域516c对应的各个区域设置有开口部23。开口部23的俯视观察时的形状、大小优选设成与连接区域516c大致相同，但是考虑制造上的形成精度、对齐精度等，也可以比连接区域516c稍微大，使连接区域516c在俯视观察时内置于开口部23内。通过设置这样的开口部23，能够防止连接区域516c中的不必要的光透过。
详细地说，在未设置有开口部23的情况下，若向像素电极14c施加电压而将该区域设成光透过状态，则在连接区域516中也被施加相同的电压，因此连接区域516c也成为光透过状态。此时，例如若与像素电极14a或像素电极14b对应的各区域为非透过状态(或者低透过状态)，则可以认为连接区域516c的光透过状态成为能够作为亮点被目视确认的状态。通过设置开口部23，能够避免发生这样的亮点。另外，由于连接区域516c始终是非透过状态，因此能够作为黑点被目视确认，但是由于人类眼睛的特性是不易观察到黑点，因此可以说比成为亮点优选。而且，如图示的例，由于连接区域516c用于对局部区域316c与局部区域416c进行电连接，因此能够形成为比较窄的尺寸。因而，能够设成实质上几乎无法目视确认黑点的状态。
图9是用于对像素电极以及像素间电极的变形实施方式进行说明的俯视图。在图示的例中，调换了第3列像素电极与像素间电极的上下关系，这一点与上述的实施方式不同。具体地说，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’设置有连接部20c’，各像素间电极15c’与各像素电极14c’借助该连接部20c’而连接。各配线部16c与各像素电极14c’连接。如该例，能够调换像素电极与像素间电极的上下关系。
图10是用于对像素电极的变形实施方式进行说明的俯视图。在图示的例中，第3列像素电极114c成为一体化，设置于比绝缘层17靠下层侧的位置处，这一点与实施方式不同。如该例，也可以将一部分像素电极一体化。
根据如以上的各实施方式，能够提高使用液晶元件等控制配光图案的车辆用灯具系统中的配光图案的美观度。
另外，通常，共用电极13有时被称作公共电极，像素电极14有时被称作分段电极。并且，配线部16有时被称作配线电极或拉绕电极，还能够视为像素间电极15的一部分。相反地，像素间电极15还能够视为配线部16的一部分。
图11以及图12是用于对像素电极(分段电极)的其他变形实施方式进行说明的整体俯视图。另外，为方便起见，用阴影线示出了分段电极14。
在ADB或AFS等中，通常预先确定更精确地进行配光控制的区域(例如照明区域的中央)以及更粗略地进行配光控制的区域(例如照明区域的周缘)。各个分段电极14的尺寸和形状按照照明区域的光照射精度而被调整。
图11以及图12的像素电极(分段电极)是呈矩阵状配置的像素电极的一例。在此，矩阵状是指多个像素具有规律性地配置的状态。
图11是在纵向和横向上呈格子状或者网状配置的一例。在图示的例中，在沿Y方向的一端侧以及另一端侧分别配置有沿一个方向(X方向)延伸的一张电极14，在中央配置有尺寸比较小的各种电极14。各种电极14具有沿Y方向的宽度随着从下侧朝向中央而逐渐变窄并且随着从中央朝向上侧而再次变宽的倾向。
并且，在Y方向上配置于中央的一组电极14在左侧以及右侧(沿X方向的一端侧以及另一端侧)配置有尺寸比较大的电极14，在中央配置有尺寸比较小的电极14。该一组电极14具有沿左右方向(X方向)的宽度随着从左侧朝向中央而逐渐变窄并且随着从中央朝向右侧而再次变宽的倾向。
图12是在倾斜方向上呈放射状配置的一例。在图示的例中，在Y方向上配置于中央的一组电极14在左侧以及右侧(沿X方向的一端侧以及另一端侧)配置有尺寸比较大的电极14，在中央配置有尺寸比较小的电极14。该一组电极14具有沿左右方向(X方向)的宽度随着从左侧朝向中央逐渐变窄并且随着从中央朝向右侧再次变宽的倾向。
并且，一组电极14将各种电极14配置成通过呈放射状扩展的分割线分割并呈放射状扩展。在中央配置有尺寸比较小的各种电极14。各种电极14具有尺寸随着从周边朝向中央而逐渐变小并且随着从中央朝向周边而再次变宽的倾向。
至今未开发出使用了以下液晶元件5的车辆用前照灯系统，该液晶元件5包括具有最适合于ADB或AFS等的形状的分段电极14，并且具有分段电极14以及配线电极16(以及像素间电极15)隔着绝缘层17而层叠的结构(多层电极结构)。通过设成多层电极结构，即使像这样分段电极14的形状和配置复杂，也能够容易地进行配线电极16(电极间电极15)的图案设计。此外，通过以俯视观察时像素间电极15或配线电极16配置于分段电极14各自之间的间隙内的方式进行图案设计(参照图3等)，能够抑制在各个分段电极14的周缘边缘附近产生暗区域。
图13是用于对像素电极(分段电极)的另一其他变形实施方式进行说明的整体俯视图。另外，为方便起见，用阴影线示出了分段电极14。
在ADB或AFS等中具有只照亮特定的照明区域例如悬挂在道路上的目的地引导标识或行人的功能。各个分段电极14的尺寸和形状按照这些照明对象而被调整。
在图示的例中，形状相互不同的各种电极14铺设配置在绝缘层17上。通过例如对收纳在图中被虚线包围的电极区域E1内的电极14施加电压，能够在照明区域的左侧输出矩形状的投影像。并且，通过对被收纳在电极区域E2内的电极14施加电压，能够在照明区域的左上侧输出圆形状的投影像。此外，还能够在照明区域的规定的位置输出期望的文字(“LO”，电极区域E3)或图形(箭头或菱形，电极区域E4、E5)等投影像。
通过设成多层电极结构，即使像分段电极14的形状和配置这样复杂，也能够容易地进行配线电极16(电极间电极15)的图案设计。此外，通过以俯视观察时像素间电极15或配线电极16配置于分段电极14各自之间的间隙内的方式进行图案设计(参照图3等)，能够抑制在各个分段电极14的周缘边缘附近产生暗区域。
以上，根据实施例对本发明进行了说明，但是本发明并不限制于这些。例如，在上述的实施方式中，作为液晶元件的液晶层对垂直取向的液晶层进行了说明，但是液晶层的结构并不限定于此，也可以是其他结构(例如TN取向)。并且，也可以在液晶元件与偏振板之间配置视角补偿片。
并且，在上述的实施方式中，对将本发明适用于对车辆前方进行选择性的光照射的系统的例进行了说明，但是本发明的适用范围并不限定于此。例如，也可以将本发明适用于按照车辆的行进方向而向车辆的斜前方进行光照射的系统、按照车辆的前后方向倾斜度而调整前照灯的光轴的系统、对前照灯的远光和近光进行电子切换的系统等。而且，不限于车辆用途，也可以将本发明适用于通常的照明装置。此外，作为本领域技术人员应该明确能够进行各种变更、改良、组合等。

Claims (6)

1.一种车辆用灯具，其包括：
光源；
液晶元件，所述液晶元件配置在从所述光源射出的光的光路上，该液晶元件包含液晶层以及夹持该液晶层的一对夹持基板；以及
投影光学系统，所述投影光学系统配置在透过了所述液晶元件的光的光路上，
所述液晶元件的一对夹持基板中的一方包含：
第1透明基板；以及
公共电极，所述公共电极配置在所述第1透明基板上，
所述液晶元件的一对夹持基板中的另一方包含：
第2透明基板；
多个配线电极，所述多个配线电极配置在所述第2透明基板上；
绝缘层，所述绝缘层以覆盖所述多个配线电极的方式配置在所述第2透明基板上；
多个分段电极，所述多个分段电极配置在所述绝缘层上；以及
多个连接电极，所述多个连接电极贯穿所述绝缘层而对所述多个配线电极中的各个配线电极与所述多个分段电极中的各个分段电极进行电连接。
2.根据权利要求1所述的车辆用灯具，其中，
所述多个分段电极呈矩阵状配置。
3.根据权利要求2所述的车辆用灯具，其中，
所述多个分段电极包含俯视观察时沿第1方向排列的第1组分段电极，
所述第1组分段电极中的各个分段电极的沿所述第1方向的宽度随着从一端朝向中央而逐渐变窄，并且随着从中央朝向另一端而逐渐变宽。
4.根据权利要求3所述的车辆用灯具，其中，
所述多个分段电极包含俯视观察时沿与所述第1方向垂直的第2方向排列的第2组分段电极，
所述第2组分段电极中的各个分段电极的沿所述第2方向的宽度随着从一端朝向中央而逐渐变窄，并且随着从中央朝向另一端而逐渐变宽。
5.根据权利要求1所述的车辆用灯具，其中，
在俯视观察时，所述多个分段电极的形状相互不同。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的车辆用灯具，其中，
所述多个配线电极被配置成俯视观察时与由所述多个分段电极中的各个分段电极之间的间隙限定的总区域的80％以上重叠。
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