CN112817172B - 液晶元件、照明装置 - Google Patents

液晶元件、照明装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112817172B
CN112817172B CN202011245022.6A CN202011245022A CN112817172B CN 112817172 B CN112817172 B CN 112817172B CN 202011245022 A CN202011245022 A CN 202011245022A CN 112817172 B CN112817172 B CN 112817172B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixel
liquid crystal
crystal element
substrate
portions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011245022.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112817172A (zh
Inventor
滨本学
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
Publication of CN112817172A publication Critical patent/CN112817172A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112817172B publication Critical patent/CN112817172B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/63—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates
    • F21S41/64—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates by changing their light transmissivity, e.g. by liquid crystal or electrochromic devices
    • F21S41/645—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates by changing their light transmissivity, e.g. by liquid crystal or electrochromic devices by electro-optic means, e.g. liquid crystal or electrochromic devices
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/14—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights having dimming means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/005—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
    • G03B21/006—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto using LCD's
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/06—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle
    • B60Q1/08—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle automatically
    • B60Q1/12—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle automatically due to steering position
    • B60Q1/122—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle automatically due to steering position with electrical actuating means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

提供液晶元件、照明装置。目的是防止可视觉识别的暗点的产生。液晶元件在形成照射光的照明装置中使用，照射光包含被大致放射状地延伸的各划分线划分且能够独立地点亮熄灭的多个独立区域，液晶元件包含第1基板、第2基板、液晶层、设置在第1基板的一侧的对置电极、设置在第2基板的一侧的多个像素电极。在各个像素电极与对置电极相重叠的各部分构成像素部，各像素部分别配置于将正视图中沿第1方向延伸的间隙夹在中间的两侧区域中。各个像素部具有至少1条轮廓线，轮廓线在正视图中与第1方向斜交，与划分线中的任意划分线对应，与各个轮廓线的一端对应的顶点以与间隙和两侧区域间的边界对齐的方式配置，各个顶点的位置沿着第1方向分散配置。

Description

液晶元件、照明装置
技术领域
本发明涉及用于在例如二轮车等车辆的前方以所希望的图案进行光照射的装置(系统)以及适用于该装置等的液晶元件。
背景技术
在日本特开平3-167039号公报(专利文献1)中记载了一种转向前照灯，其为了防止随着二轮车在弯路行驶时等的倾斜而使得前照灯的照射范围(特别是明暗截止线)发生变化导致的对对面车等产生眩光，根据车体的倾斜可变地设定前照灯的光照射范围。该转向前照灯构成为，根据由倾斜传感器检测出的车体的倾斜，通过液晶元件部分地遮挡光源的光，由此可变地设定光照射范围。由此，由于即使在二轮车转弯时等，也不会向明暗截止线的上侧照射光，所以可以防止对逆向车等产生眩光。
在上述现有的前照灯中，为了根据车体的倾斜进行部分遮光，在液晶元件上设置有多个像素部(光调制区域)。各像素部形成为三角形状，各自的顶点以朝向一处集中的方式配置为放射状。此时，在各像素部的顶点间为了绝缘而需要设置间隙。该间隙成为不能进行光调制的区域，所以例如在将液晶元件构成为常黑型的情况下，该区域总是成为遮光状态。因此，在使用液晶元件形成的照射光中，总是产生与成为遮光状态的区域对应的比较大的暗点(黑点)，在损害照射光的美观方面有改良的余地。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开平3-167039号公报
发明内容
[发明要解决的问题]
本发明的具体方式的目的之一在于，提供一种可以防止在使用液晶元件来控制配光图案的照明装置中产生可视觉识别的暗点的技术。
[用于解决问题的手段]
[1]本发明的一个方式的液晶元件，(a)该液晶元件在形成照射光的照明装置中使用，所述照射光包含被大致放射状地延伸的各划分线划分且能够独立地点亮熄灭的多个独立区域，其中，所述液晶元件包括:(b)相对配置的第1基板及第2基板(c)；配置在所述第1基板与所述第2基板之间的液晶层；(d)设置在所述第1基板的一侧的对置电极；(e)以及设置在所述第2基板的一侧的多个像素电极，(f)在各个所述像素电极与所述对置电极相重叠的各部分构成像素部，(g)各所述像素部分别配置于将正视图中沿第1方向延伸的间隙夹在中间的两侧区域中，各个所述像素部具有至少1条轮廓线，所述轮廓线在正视图中与所述第1方向斜交，且与所述划分线中的任意划分线对应，与各个所述轮廓线的一端对应的顶点以与所述间隙和所述两侧区域之间的边界对齐的方式配置，并且各个所述顶点的位置沿着所述第1方向分散配置。
[2]本发明的一个方式的液晶元件，(a)在形成照射光的照明装置中使用，所述照射光包含被大致放射状地延伸的各划分线划分且能够独立地点亮熄灭的多个独立区域，其中，所述液晶元件包括:(b)相对配置的第1基板及第2基板；(c)配置在所述第1基板与所述第2基板之间的液晶层；(d)设置在所述第1基板的一侧的对置电极；(e)以及设置在所述第2基板的一侧的多个像素电极，(f)在各个所述像素电极与所述对置电极相重叠的各部分构成像素部，各所述像素部分别配置于将沿第1方向延伸的间隙夹在中间的两侧区域中，(g)在各个所述像素部之间设置有像素分离区域，(h)各个所述像素分离区域与所述划分线中的任意划分线对应，且以在正视图中各个所述像素分离区域的延伸方向与所述第1方向斜交的方式配置，(i)各个所述像素部在正视图中，各自的一端部以与所述间隙和所述两侧区域之间的边界对齐的方式配置，并且使所述各自的一端部的位置沿着所述第1方向分散配置。
[3]本发明的一个方式的照明装置，其具有:(a)光源；(b)液晶元件，其使用来自所述光源的光形成像；(c)光学系统，其投影由所述液晶元件形成的所述像；(d)采用上述任一项所述的液晶元件作为所述液晶元件。
根据上述结构，能够防止在使用液晶元件来控制配光图案的照明装置中产生可视觉识别的暗点。
附图说明
图1是表示具有一个实施方式的车辆用前照灯的二轮车的概略结构的图。
图2的(A)及图2的(B)是用于概略说明车辆用前照灯的光照射的情况的图。
图3是表示一实施方式的车辆用前照灯的结构的图。
图4的(A)及图4的(B)是表示液晶元件的结构的示意性剖面图。
图5是局部放大示出参考例的液晶元件中的多个像素部的图。
图6的(A)是局部放大示出一实施方式的液晶元件中的多个像素部的图。图6的(B)是局部放大示出其他实施方式的液晶元件中的多个像素部的图。
图7的(A)是局部放大示出其他实施方式的液晶元件中的多个像素部的图。图7的(B)是局部放大示出其他实施方式的液晶元件中的多个像素部的图。
图8的(A)、图8的(B)是表示实施例的车辆用前照灯的液晶元件的结构的正视图。
图9的(A)、图9的(B)是表示由实施例的液晶元件形成的照射光的明暗截止线的一例的图。
图10是构成像素部的像素电极的局部放大正视图。
图11是构成像素部的像素间电极的部分放大正视图。
图12是重叠示出像素间电极和像素电极的局部放大正视图。
图13是局部放大示出其他实施方式的液晶元件中的多个像素部的图。
附图标记
1:光源；2:倾斜传感器；3:控制装置；4:液晶驱动装置；5、5a:液晶元件；6a、6b:偏光片；7:投影透镜；11:上基板；12下基板；13:公共电极；14:像素电极；15:像素间电极；16:布线部；17:绝缘层；18:液晶层；19:通孔；110a、110b、110c、110d、110e、110f、110g、110h、110i、110j:独立区域；310a、310b、310c、310d、310e、310f、310g、310h、310i、310j:像素部
具体实施方式
图1是表示具有一个实施方式的车辆用前照灯的二轮车的概略结构的图。如图1所示，本实施方式的车辆用前照灯100设置在二轮车101前部的规定位置，用于向该二轮车101的前方进行光照射。如图1概略所示，二轮车101在弯路等上行驶时，根据其行进方向，由搭乘者向左右任一方倾斜。此时，随着二轮车101的倾斜，车辆用前照灯100也成为如图所示向左右任一方倾斜的状态。
图2的(A)及图2的(B)是用于概略说明车辆用前照灯的光照射的情况的图。在此，为了简化说明，假设车辆用前照灯的照射光能够在10个独立区域110a、110b、110c、110d、110e、110f、110g、110h、110i、110j中分别独立地进行点亮熄灭。另外，实际上可以通过更细致地划分各独立区域，根据二轮车101的倾斜角度细致地进行配光控制。另外，在图中，以带图案的独立区域表示点亮区域。
各独立区域110a～110j分别是大小不同的大致三角形状，构成为各自的顶点在中心点a集中。各独立区域110a～110j由从中心点a呈放射状配置的多条划分线划分。
在直行行驶时等二轮车101不倾斜的情况下，由于车辆用前照灯100也不倾斜，所以如图2的(A)所示，通过使独立区域110a、110c、110d、110g、110h熄灭(减光状态)，使独立区域110b、110e、110f、110i、110j点亮(光照射状态)，不会向明暗截止线CL的上侧照射光。由此，可以防止对逆向车102的眩光。
另一方面，在弯路行驶时等二轮车101倾斜的情况下，由于车辆用前照灯100也倾斜，例如图2的(B)所示，通过使独立区域110a、110c、110g、110h、110j熄灯(减光状态)，使独立区域110b、110d、110e、110f、110i点亮(光照射状态)，不会向明暗截止线CL的上侧照射光。由此，即使在二轮车101倾斜时，也可以防止对逆向车102的眩光。另外，图2(B)所示的方式是例示，根据二轮车101的倾斜方向和倾斜角度，适当选择各独立区域110a等的点亮熄灭。
为了实现上述那样的照射光的各独立区域110a等，例如使用具有与各独立区域110a等分别对应的正视形状的多个像素部的液晶元件，使来自光源的光入射到该液晶元件，独立地控制各像素部的光透射率，将透射光投影到二轮车101的前方即可。
图3是表示一实施方式的车辆用前照灯的结构的图。图3所示的车辆用前照灯包括光源1、倾斜传感器2、控制装置3、液晶驱动装置4、液晶元件5、一对偏光片6a、6b、投影透镜7。该车辆用前照灯用于根据由倾斜传感器2检测出的车辆(例如二轮车)向左右方向的倾斜角度，可变地设定光照射范围和减光范围(非照射范围)，向车辆前方进行光照射。
光源1包含例如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例如具备排列成矩阵状或线状的多个白色光LED。另外，作为光源1，除了LED以外，还可以使用激光器，进而还可以使用电灯泡或放电灯等在车辆用灯单元中普遍使用的光源。光源1的点亮熄灭状态由控制装置3控制。从光源1射出的光经由偏光片6a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他的光学系统(例如透镜或反射镜，以及由它们组合而成的光学系统)。
倾斜传感器2设置在二轮车101上，检测该二轮车101的倾斜角度。这里所说的倾斜角度是指如上述图1所示，以角度表示二轮车101向左右任一方倾斜时的倾斜，例如用以铅直方向为基准的角度来表示。
控制装置3根据由倾斜传感器2检测出的倾斜角度来设定减光范围和光照射范围，生成控制信号并向液晶驱动装置4供给，该控制信号用于形成与包含这些减光范围和光照射范围的配光图案对应的像。该控制装置3例如通过在具有CPU、ROM、RAM等的计算机系统中执行规定的动作程序来实现。
液晶驱动装置4通过基于从控制装置3供给的控制信号向液晶元件5供给驱动电压，来独立地控制液晶元件5的各像素部中的液晶层的取向状态。
液晶元件5例如具有可分别独立地控制的多个像素部(光调制区域)，根据由液晶驱动装置4提供的对液晶层的施加电压的大小，可变地设定各像素部的透射率。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和减光范围对应的明暗的像。例如，液晶元件5具备垂直取向型的液晶层，配置于正交尼科耳配置的一对偏光片6a、6b之间，在向液晶层的电压为无施加(或者阈值以下的电压)的情况下成为光透射率极低的状态(遮光状态)，在向液晶层施加了电压的情况下成为光透射率相对较高的状态(透射状态)。
一对偏光片6a、6b例如使相互的偏光轴大致正交，夹着液晶元件5相对地配置。在本实施方式中，假定作为在对液晶层不施加电压时遮光(透射率变得极低)的工作模式的常黑型。作为各偏光片6a、6b，例如可以使用由一般的有机材料(碘系、染料系)构成的吸收型偏光片。另外，在希望重视耐热性的情况下，优选使用线栅型偏光片。线栅型偏光片是将由铝等金属形成的极细线排列而成的偏光片。另外，也可以重叠使用吸收型偏光片和线栅型偏光片。
投影透镜7将由透过液晶元件5的光形成的像(具有与光照射范围和减光范围对应的明暗的像)扩展为前照灯用配光而向二轮车101的前方投影，使用适当设计的透镜。在本实施方式中，使用反转投影型的投影透镜。
图4的(A)及图4的(B)是表示液晶元件的构成的示意性剖面图。液晶元件5包括:相对配置的上基板(第1基板)11及下基板(第2基板)12、公共电极(对置电极)13、多个像素电极14、多个像素间电极15、多个布线部16、绝缘层(绝缘膜)17、液晶层18。
上基板11和下基板12为例如在正视图中为矩形的基板，相互对置地配置。作为各基板，可以使用例如玻璃基板、塑料基板等透明基板。在上基板11和下基板12之间分散配置有例如由树脂膜等构成的球状间隔件(省略图示)，通过这些球状间隔件将基板间隙保持为期望的大小(例如数μm左右)。代替球状间隔件，可以在上基板11侧或下基板12侧设置由树脂等制成的柱状体，并且可以使用这些柱状体作为间隔件。
公共电极13设置在上基板11的一侧。该公共电极13与下基板12的各像素电极14对置地一体设置。公共电极13例如通过对铟锡氧化物(ITO)等透明导电膜进行适当构图而构成。
在下基板12的一侧，多个像素电极14设置在第1绝缘层17的上侧。这些像素电极14例如通过对铟锡氧化物(ITO)等的透明导电膜进行适当构图而构成。上述公共电极13和各像素电极14重叠的区域分别构成上述像素部(光调制区域)。
在下基板12的一侧，多个像素间电极15设置于绝缘层17的下层侧。这些像素间电极15通过对例如铟锡氧化物(ITO)等的透明导电膜进行适当构图而构成。各像素间电极15通过通孔19与接近的1个像素电极14连接。在向像素电极14施加电压时，与该像素电极14连接的像素间电极15也成为与像素电极14相同的电位，所以在像素电极14的相互间也能够向液晶层18施加电压。由此，因为在像素部彼此之间也能够控制透射状态或者遮光状态，所以能够抑制或者减轻像素部彼此之间的暗线的产生。
在下基板12的一侧，多个布线部16设置于绝缘层17的下层侧。这些布线部16例如通过将铟锡氧化物(ITO)等透明导电膜适当构图而构成。各布线部16用于从液晶驱动装置4对各像素电极14提供电压。
在下基板12的一侧，绝缘层17设置在各像素间电极15及各布线部16的上侧，并覆盖各像素间电极15及各布线部16。即，在下基板12的一侧，绝缘层17设置成覆盖除通孔19以外的整个面。该绝缘层17例如是SiO2膜、SiON膜，可以通过溅射法等气相工艺或溶液工艺形成。另外，作为该绝缘层17也可以使用有机绝缘膜。绝缘层17的层厚例如为1μm左右。
液晶层18设置在上基板11和下基板12之间。在本实施方式中，使用介电常数各向异性Δε为负、包含手性材料且具有流动性的向列型液晶材料来构成液晶层18。本实施方式的液晶层18被设定为:无电压施加时的液晶分子的取向方向成为向一个方向倾斜的状态，成为相对于各基板面具有例如85°以上90°以下的范围内的预倾角的大致垂直取向。
另外，虽然省略了图示，但在上基板11和下基板12各自的一侧适当地设置有用于限制液晶层18的取向状态的取向膜。例如在本实施方式中使用将液晶层18的取向状态限制为垂直取向的垂直取向膜。另外，公共电极13、各像素电极14、各像素间电极15经由各布线部16等与液晶驱动装置4连接，例如被静态驱动。另外，也可以将公共电极13分割为多个来进行占空比(duty)驱动。
在此，详细说明在使用现有的液晶元件的情况下在车辆用前照灯的照射光中产生比较大的暗点的理由。图5是局部放大示出参考例的液晶元件中的多个像素部的图。在此，放大示出与上述图2的(A)中的中心点a对应的一部分。如图所示，参考例的液晶元件具备分别与上述独立区域110a、110b、110c、110d、110e、110f、110g、110h、110i、110j对应的多个像素部210a、210b、210c、210d、210e、210f、210g、210h、210i、210j。各像素部210a～210j配置为，各自的一端部朝向与中心点a对应的一处集中。
如图5所示，各像素部210a～210j在相邻的像素部彼此之间设有某种程度的间隙(像素分离区域)220。这些间隙220用于使与相邻的像素部210a等对应的电极彼此不短路，虽然也取决于制造时的蚀刻精度，但例如需要10μm左右的宽度。因此，在各像素部210a等的一端部彼此之间产生比较大的空白区域230。另外，在图中为了容易理解说明，将各像素部210a等的端部描绘为锐角，但实际上由于蚀刻精度的关系，也存在一端部的角被倒角而变圆的情况。在这种情况下，实际的空白区域230变得更大，例如其宽度为300μm左右。由于空白区域230是没有配置像素部的区域，所以例如在液晶元件为常黑型的情况下空白区域230始终为遮光状态。因该空白区域230而在照射光中产生的暗点的大小通过投影到二轮车101的前方而变得非常显眼。与此相对，本实施方式的车辆用前照灯的液晶元件通过对各像素部的形状下功夫而使暗点极小化。以下，对其进行详细说明。
图6的(A)是局部放大示出本实施方式的液晶元件中的多个像素部的图。这里也放大示出与上述图2的(A)中的中心点a对应的一部分。如图6的(A)所示，在本实施方式中，以液晶元件5中的各像素部的一端部未集中于一处的方式将彼此的一端部错开配置，由此进一步减小空白区域。具体而言，在液晶元件5中设置有分别与上述独立区域110a、110b、110c、110d、110e、110f、110g、110h、110i、110j对应的多个像素部310a、310b、310c、310d、310e、310f、310g、310h、310i、310j。各像素部310a等配置在将图中沿左右方向延伸的间隙340夹在中间的上下两侧的各区域中。并且，各像素部310a～310j各自的一端部并不集中于对应于中心点a的一处，而向图中的左右方向分散地配置。在此，各像素部310a等的一端部全部成为点状的部位(顶点)。
另外，各像素部310a等在相邻的像素部之间的相互间设置有像素分离区域320。这些像素分离区域320与划分上述各独立区域110等的划分线对应，与图中的左右方向(第1方向)分别斜交。在另一观点中，各像素部310a等具有一个以上与任一个划分线对应的边缘(轮廓线)，这些边缘被设置成与图中的左右方向(第1方向)斜交。
详细而言，像素部310a和像素部310b以彼此的一端部上下相对的方式配置。相对于此，像素部310c的一端部以像素部310a的一端部为基准向图中右侧错开配置。另外，像素部310d的一端部以像素部310c的一端部为基准向图中右侧错开配置。同样，像素部310e的一端部以像素部310b的一端部为基准向图中右侧错开配置。另外，像素部310f的一端部以像素部310e的一端部为基准向图中右侧错开配置。
同样地，像素部310g的一端部以像素部310a的一端部为基准向图中左侧错开配置。另外，像素部310h的一端部以像素部310g的一端部为基准向图中左侧错开配置。同样地，像素部310i的一端部以像素部310b的一端部为基准向图中左侧错开配置。另外，像素部310j的一端部以像素部310i的一端部为基准向图中左侧错开配置。
另外，作为整体来看，各像素部310a、310c、310d、310g、310h各自的一端部沿着图中的左右方向分散配置，并且各一端部以与间隙340和其两侧区域间的边界对齐的方式配置。同样地，各像素部310b、310e、310f、310i、310j各自的一端部沿着图中的左右方向分散配置，并且各一端部以与间隙340和其两侧区域间的边界对齐的方式配置。而且，各像素部310a、310c、310d、310g、310h各自的一端部与各像素部310b、310e、310f、310i、310j各自的一端部隔着间隙340在上下方向上相互分离地配置。另外，虽然此处各像素部310a等的一端部与边界重叠地配置，但是因为也存在由于实际制造时的偏差等而使得各一端部与边界没有完全重叠的情况，所以例如若各一端部配置于距离边界±10μm的范围内，则视为各一端部与边界对齐。
如此地通过使各像素部310a等的一端部以与间隙340和其两侧区域间的边界对齐的方式配置，原理上只要确保用于谋求2个像素部310a等的一端部的相互间的绝缘的充分的空白就足够了。因此，设置于各像素部310a等的一端部彼此之间的空白区域330与上述的比较例中的空白区域230相比变得格外小。具体地，尽管取决于蚀刻精度，但是空白区域330的宽度可以设置为大约10μm至20μm。因此，利用该空白区域330，能够将照射光中产生的暗点减小到几乎无法视觉识别的程度。
图6的(B)是局部放大示出其他实施方式的液晶元件中的多个像素部的图。基本的构成与上述的实施方式中的液晶元件的像素部同样，但是像素部的一端部的形状不同。具体而言，各像素部311c、311e、311g、311i构成为在各自的一端部具有在图中的左右方向上延伸的边缘(线状的部位)。另外，伴随于此，各像素部311d、311f、311h、311j各自的形状以一端部(点状的部位)在左右方向上向更外侧移动的方式发生了变更。
图7的(A)是局部放大示出其他实施方式的液晶元件中的多个像素部的图。基本的结构与上述实施方式的液晶元件相同，但像素部的一端部的形状不同。具体而言，各像素部312a、312b、312c、312e、312g、312i构成为在各自的一端部具有在图中的左右方向上延伸的边缘(线状的部位)。另外，伴随于此，各像素部312d、312f、312h、312j各自的形状以一端部(点状的部位)在左右方向上向更外侧移动的方式发生了变更。
图7的(B)是局部放大示出其他实施方式的液晶元件中的多个像素部的图。基本的结构与上述的实施方式中的液晶元件的像素部同样，但是像素部的一端部的形状不同。具体而言，各像素部313a、313c、313g构成为在各自的一端部具有向图中的下方向突出的矩形部分。同样，各像素部313b、313e、313i构成为，在各自的一端部具有向图中的上方向突出的矩形部分。
各像素部313a等中的矩形部分具有与图中的左右方向大致平行的1个边缘(轮廓线)、和与图中的上下方向大致平行的2个边缘(轮廓线)。另外，伴随于此，各像素部313d、313f、313h、313j的形状以各自的一端部具有在图中的上下方向上延伸的1个边缘而成为矩形的方式发生了改变，各自的形状以整体成为上边朝向内侧配置的大致梯形状的方式发生了改变。
像素部313a和313b被配置为使得彼此的矩形部分在上下方向上彼此相对。同样地，像素部313c和313e被配置为使得彼此的矩形部分在上下方向上彼此相对。像素部313g和313i被配置为使得彼此的矩形部分在上下方向上彼此相对。像素部313d和像素部313f被配置为使得彼此的矩形部分在上下方向上彼此相对。像素部313h和像素部313j被配置为使得彼此的矩形部分在上下方向上彼此相对。
此外，像素部313a、像素部313c和像素部313g各自的矩形部分被配置为在图中的左右方向上排列。同样地，像素部313b、像素部313e和像素部313i各自的矩形部分被配置为在图中的左右方向上排列。
另外，各像素部313d、313f、313h、313j各自的矩形部分被配置为图中的上下方向的边缘与各像素部313c、313e、313g、313i各自的矩形部分相对。
根据图6的(A)、图6的(B)、图7的(A)和图7的(B)所示的各实施方式，能够更可靠地使空白区域320的宽度变窄。特别是，在图7的(B)所示的实施方式中，通过在各像素部313a等的一端部设置矩形部分，能够更可靠地使各像素部313a等相互间的间隙变窄，因此能够使空白区域330极小化。
另外，在图6和图7中，由于放大示出了各像素部的一端部，所以虽然可以看到图2的(A)所示的独立区域110a等与各像素部的形状的差异较大，但实际上例如是数十μm左右的差异，所以作为二轮车101前方的照射光几乎不产生差异。
(实施例)
图8的(A)、图8的(B)是表示实施例的车辆用前照灯的液晶元件的结构的正视图。该实施例的液晶元件500具备:多个像素部510，其以沿图中的左右方向延伸的A-B线为基准，从图中的右侧朝向上侧按逆时针每5°的角度划分设置；多个像素部520，同样从图中的右侧朝向下侧按顺时针每5°的角度划分设置；多个像素部530，同样地从图中的左侧朝向上侧按顺时针每5°的角度划分设置；多个像素部540，同样地从图中的左侧朝向下侧按逆时针每5°的角度划分设置；和设置于图中的中央附近并夹着A-B线上下相对的2个像素部550、560。
在该实施例的液晶元件500中，在二轮车101不倾斜的情况下，如图8的(A)所示，如果使各像素部520、540、560成为透射状态，使各像素部510、530、550成为减光状态(遮光状态)，则可以在二轮车101的前方形成在与大致水平的A-B线对应的位置上具有明暗截止线的照射光。另外，在二轮车101以角度θ0倾斜，液晶元件500也随之以角度θ0倾斜的情况下，例如如图8的(B)所示，通过将各像素部510、520、530、540、550、560分别控制为透射状态(带有图案的部分)或遮光状态(没有图案的部分)，可以在二轮车101的前方形成在与C-D线对应的位置上具有明暗截止线的照射光。
图9的(A)、图9的(B)是表示由实施例的液晶元件形成的照射光的明暗截止线的一例的图。在图9的(A)中示出液晶元件500伴随二轮车101的倾斜而旋转5°时的照射光和明暗截止线CL的情况。在该实施例的液晶元件500中，如图所示，将与图中右侧的明暗截止线对应的像素部彼此的划分线设定为从中心点600向下方向偏移30μm左右，将与图中左侧的明暗截止线对应的像素部彼此的划分线设定为从中心部600向上方向偏移30μm左右。另外，在各图中，用粗线强调表示明暗截止线CL。
这样，通过使与左右的明暗截止线对应的像素部彼此的划分线在上下方向上错开来设置各像素部，能够以各像素部的一端部不集中于中心部600的方式配置各像素部。在图中，为了容易理解划分线向上下方向的偏移而强调表示，但实际上分别为30μm左右，因此，因该偏移而在照射光中产生的明暗截止线的阶梯差几乎不能被视觉识别，可以防止对逆向车102的眩光。同样，图9的(B)表示液晶元件500旋转50°时的照射光和明暗截止线CL的状态。这样，由于液晶元件500的旋转角度越大，与明暗截止线CL对应的像素部之间的划分线的上下偏移越小，所以照射光产生的明暗截止线CL上的台阶部分的长度变短，能够使明暗截止线CL成为可以视作大致水平的状态。此外，划分线的偏移量(上下各30μm左右)是一例，可以根据液晶元件的设计规则等适当设定。
图10是构成像素部的像素电极的局部放大正视图。图11是构成像素部的像素间电极的局部放大正视图。图10、图11表示与在上述的图8的(A)中以虚线表示的区域b中的各像素部对应的像素电极。在实施例的液晶元件500中，各像素部510等按照与上述图7的(B)所示的实施方式的像素部同样的考虑方式而构成，与此对应地，各像素电极514的形状如图示那样设定。还有，虽然省略了图示，但是对于各像素电极514配置公共电极，它们相重叠的各区域构成像素部。另外，如图12所示，各像素间电极515配置成与各像素电极514的间隙重叠。另外，图中，各像素电极514用实线表示，各像素间电极515用虚线表示。
根据以上的各实施方式等，可以防止在使用液晶元件控制配光图案的照明装置中产生可视觉识别的暗点。
另外，本发明并不限定于上述的实施方式等的内容，在本发明的主旨的范围内能够进行各种变形来实施。例如，也可以通过与上述各实施方式不同的方法来防止暗点的发生。
图13是局部放大示出其他实施方式的液晶元件中的多个像素部的图。这里，放大示出与上述图2的(A)的中心点a对应的一部分。此外，车辆用前照灯的整体结构和液晶元件的基本结构与上述实施方式相同。如图13所示，在该实施方式中，液晶元件中的各像素部1210a、1210b、1210c、1210d、1210e、1210f、1210g、1210h、1210i、1210j、1210k、1210m、1210n、1210p设置为相邻的像素部彼此的间隙放射状地延伸，各像素部1210a等各自的一端部集中于一处。
详细而言，像素部1210a和像素部1210b以彼此的一端部上下相对的方式配置。在像素部1210b的一端部，设置有将圆形的一部分切成扇形的形状的部位1211。配置成像素部1210a的一端部被内包于该部位1211的切口部分。而且，其他的各像素部1210c等以各自的一端部沿着像素部1210b的部位1211的外周与该外周相对的方式配置。这些像素部1210a等的正视形状例如能够通过将分别于这些像素部1210a对应的像素电极的形状构成为各像素部1210a等的正视形状来实现。
在该实施方式中，如果将各像素部1210a、1210b始终控制为透射状态，则作为与中心点a对应的部分的像素部1210b的部位1211也始终成为透射状态。因此，在使用液晶元件形成的照射光中，与中心点a对应的位置总是亮点，所以在该位置不会产生暗点。另外，在像素部彼此的间隙设置为放射状延伸的结构中，间隙集中的中心部(例如部位1211)的形状可以是矩形等任意的形状。如果以沿着该中心部的外周与该外周相对的方式配置各像素部的一端部，则作为效果能够实现与在图13中说明的同样的效果。
另外，在上述的实施方式中以垂直取向为例对液晶元件的液晶层进行了说明，但是液晶层的结构并不限定于此，也可以为其他的结构(例如TN取向)。另外，也可以在液晶元件和偏光片之间配置视角补偿板。另外，也可以省略像素间电极。
另外，在上述实施方式中，说明了在对二轮车的前方进行选择性的光照射的车辆用前照灯中应用本发明的例子，但本发明的应用范围不限于此。另外，不限于车辆用途，在一般的照明装置中也可以应用本发明。

Claims (6)

1.一种液晶元件，所述液晶元件在形成照射光的照明装置中使用，所述照射光包含被大致放射状地延伸的各划分线划分且能够独立地点亮熄灭的多个独立区域，其中，所述液晶元件包括:
相对配置的第1基板及第2基板；
配置在所述第1基板与所述第2基板之间的液晶层；
设置在所述第1基板的一侧的对置电极；以及
设置在所述第2基板的一侧的多个像素电极，
在各个所述像素电极与所述对置电极相重叠的各部分构成像素部，各个所述像素部分别配置于将各个所述像素部的正视图中沿左右方向延伸的间隙夹在中间的两侧区域中，
各个所述像素部具有至少1条轮廓线，所述轮廓线在各个所述像素部的正视图中与所述左右方向斜交，且与所述划分线中的任一个划分线对应，与各个所述轮廓线的一端对应的顶点以与所述间隙和所述两侧区域之间的边界对齐的方式配置，并且各个所述顶点的位置沿着所述左右方向分散配置。
2.一种液晶元件，所述液晶元件在形成照射光的照明装置中使用，所述照射光包含被大致放射状地延伸的各划分线划分且能够独立地点亮熄灭的多个独立区域，其中，所述液晶元件包括:
相对配置的第1基板及第2基板；
配置在所述第1基板与所述第2基板之间的液晶层；
设置在所述第1基板的一侧的对置电极；以及
设置在所述第2基板的一侧的多个像素电极，
在各个所述像素电极与所述对置电极相重叠的各部分构成像素部，各个所述像素部分别配置于将沿左右方向延伸的间隙夹在中间的两侧区域中，
在各个所述像素部之间设置有像素分离区域，
各个所述像素分离区域与所述划分线中的任一个划分线对应，且以在各个所述像素部的正视图中各个所述像素分离区域的延伸方向与所述左右方向斜交的方式配置，
各个所述像素部在各个所述像素部的正视图中，各自的一端部以与所述间隙和所述两侧区域之间的边界对齐的方式配置，并且使所述各自的一端部的位置沿着所述左右方向分散配置。
3.根据权利要求2所述的液晶元件，其中，
各个所述像素部的所述一端部是点状或线状的部位。
4.根据权利要求2所述的液晶元件，其中，
各个所述像素部的所述一端部是矩形的部位。
5.根据权利要求4所述的液晶元件，其中，
各个所述矩形的部位在各个所述像素部的正视图中具有与所述左右方向大致平行的轮廓线、以及与和所述左右方向交叉的上下方向大致平行的轮廓线。
6.一种照明装置，其具有:
光源；
液晶元件，其使用来自所述光源的光形成像；以及
光学系统，其投影由所述液晶元件形成的所述像，
使用权利要求1～5中任一项所述的液晶元件作为所述液晶元件。
CN202011245022.6A 2019-11-15 2020-11-10 液晶元件、照明装置 Active CN112817172B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-206994 2019-11-15
JP2019206994A JP7311401B2 (ja) 2019-11-15 2019-11-15 液晶素子、照明装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112817172A CN112817172A (zh) 2021-05-18
CN112817172B true CN112817172B (zh) 2023-12-01

Family

ID=75853367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011245022.6A Active CN112817172B (zh) 2019-11-15 2020-11-10 液晶元件、照明装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7311401B2 (zh)
CN (1) CN112817172B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023056831A (ja) * 2021-10-08 2023-04-20 スタンレー電気株式会社 液晶素子、照明装置、車両用灯具システム、液晶素子の製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5953148A (en) * 1996-09-30 1999-09-14 Sharp Kabushiki Kaisha Spatial light modulator and directional display
CN203605125U (zh) * 2013-12-05 2014-05-21 林志隆 具可控制遮掩功能的车头灯装置
CN104517541A (zh) * 2015-01-08 2015-04-15 京东方科技集团股份有限公司 多视场显示部件、图案化遮蔽层和多视场显示装置
CN105093767A (zh) * 2014-05-22 2015-11-25 斯坦雷电气株式会社 液晶显示设备
CN108368980A (zh) * 2016-03-16 2018-08-03 宝马股份公司 用于机动车的探照灯
JP2019102380A (ja) * 2017-12-07 2019-06-24 スタンレー電気株式会社 車両用灯具システム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61176911A (ja) * 1985-01-31 1986-08-08 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡用光源装置の絞り装置
JP4130008B2 (ja) * 1998-06-11 2008-08-06 三洋電機株式会社 液晶表示装置
DE102011102032A1 (de) * 2011-05-19 2012-11-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleitermodul und Display mit einer Mehrzahl derartiger Module
CN102629042A (zh) * 2012-03-02 2012-08-08 北京京东方光电科技有限公司 一种tft-lcd阵列基板及显示装置
JP6094855B2 (ja) * 2012-09-27 2017-03-15 Ｎｌｔテクノロジー株式会社 液晶表示素子、画像表示装置、画像表示装置の駆動方法、携帯機器
FR3029144B1 (fr) * 2014-11-27 2016-12-09 Valeo Vision Systeme d'aide a la conduite d'un vehicule pour la reduction de contraste lumineux
CN105158995B (zh) * 2015-10-27 2018-03-02 深圳市华星光电技术有限公司 像素电极及阵列基板
JP6941503B2 (ja) * 2017-08-24 2021-09-29 スタンレー電気株式会社 車両用前照灯システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5953148A (en) * 1996-09-30 1999-09-14 Sharp Kabushiki Kaisha Spatial light modulator and directional display
CN203605125U (zh) * 2013-12-05 2014-05-21 林志隆 具可控制遮掩功能的车头灯装置
CN105093767A (zh) * 2014-05-22 2015-11-25 斯坦雷电气株式会社 液晶显示设备
CN104517541A (zh) * 2015-01-08 2015-04-15 京东方科技集团股份有限公司 多视场显示部件、图案化遮蔽层和多视场显示装置
CN108368980A (zh) * 2016-03-16 2018-08-03 宝马股份公司 用于机动车的探照灯
JP2019102380A (ja) * 2017-12-07 2019-06-24 スタンレー電気株式会社 車両用灯具システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021081502A (ja) 2021-05-27
CN112817172A (zh) 2021-05-18
JP7311401B2 (ja) 2023-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7281254B2 (ja) 車両用灯具
US10650765B2 (en) Liquid crystal element and lighting apparatus
CN112817172B (zh) 液晶元件、照明装置
JP7053331B2 (ja) 照明装置、光投影システム
US10781992B2 (en) Vehicle headlamp system
JP2021173955A (ja) 液晶素子、ランプユニット、車両用灯具システム
JP7202934B2 (ja) 液晶素子、照明装置
EP3992704B1 (en) Liquid crystal element and illumination device
WO2021054283A1 (ja) 車両用灯具システム
JP7197412B2 (ja) 液晶素子、照明装置
WO2023100669A1 (ja) 液晶素子、照明装置
JP7149808B2 (ja) 液晶素子、照明装置
JP7470592B2 (ja) 液晶素子、車両用前照灯
WO2023058430A1 (ja) 液晶素子、照明装置、車両用灯具システム、液晶素子の製造方法
JP2021046149A (ja) 車両用灯具システム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant