CN114008522B - 液晶元件、照明装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种照明装置，提高使用液晶元件等控制配光图案的照明装置中的配光图案的美观性。一种液晶元件，其具备第1基板；与所述第1基板相对配置的第2基板；第1像素电极，其与配置于所述第1基板的第2基板侧的面上的第1像素区域对应；第2像素电极，其与配置于所述第1基板的第2基板侧的面上的第2像素区域对应；共同电极，其配置于所述第2基板的所述第1基板侧；以及液晶层，其配置在所述第1像素电极及所述第2像素电极与所述共同电极之间，所述第1像素电极和所述第2像素电极在所述第1基板上设置于不同的层，以各自的端部彼此在俯视时部分地重叠的方式配置。
Description
技术领域
本发明涉及例如用于以期望的图案向车辆前方等进行光照射的装置(系统)以及适合用于该装置(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)中公开了一种车辆前照灯，其包括：发光部，其由至少一个LED构成；以及遮光部，其遮断从上述发光部朝向前方照射的光的一部分，形成适合于车辆前照灯用的配光图案的截止线，上述遮光部由具备调光功能的电光元件和对该电光元件进行调光控制的控制部构成，通过该控制部对电光元件的电开关控制，选择性地对调光部分进行调光，由此使配光图案的形状变化。作为电光元件，例如使用液晶元件。
在上述那样的车辆用灯具中，液晶元件等电光元件为了实现选择性的调光而构成为具有多个像素电极。这些像素电极以能够分别独立地施加电压的方式相互分离，在彼此之间设置有用于实现电绝缘的间隙。此时，像素电极彼此的间隙也取决于其形成精度，例如为10μm左右。另外，在设置3列以上的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布线部通过像素电极间，因此像素电极彼此的间隙变得更大。像素电极彼此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因素。在车辆用灯具中，利用透镜等将由电光元件形成的图像(与配光图案对应的图像)放大并向车辆前方投影，因此上述那样的暗线也被放大而容易被视觉辨认，因此存在配光图案的美观性变差这样的不良情况。与此相对，也可以考虑进一步缩小像素电极彼此的间隙这样的解决方案，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，因此不优选。另外，也可以考虑使通过像素电极间的布线部的宽度更细这样的解决对策，但在该情况下，布线部的电阻值上升，难以对像素电极施加所需的充分的电压，另外，由细线化引起的断线的发生概率也上升，因此不优选。此外，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照明装置中通常也是同样的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：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。
用于解决课题的手段
[1]本发明的一个方式的液晶元件具备：(a)第1基板；(b)与所述第1基板相对配置的第2基板；(c)第1像素电极，其与配置于所述第1基板的第2基板侧的面上的第1像素区域对应；(d)第2像素电极，其与配置于所述第1基板的第2基板侧的面上的第2像素区域对应；(e)共同电极，其配置于所述第2基板的所述第1基板侧；以及(f)液晶层，其配置在所述第1像素电极及所述第2像素电极与所述共同电极之间，(g)所述第1像素电极和所述第2像素电极在所述第1基板上设置于不同的层，以各自的端部彼此在俯视时部分地重叠的方式配置。
[2]本发明的一个方式的照明装置，(a)是能够可变地设定配光图案的照明装置，包括：(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，其投影由所述液晶元件形成的所述图像，(e)使用所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是表示一个实施方式的车辆用前照灯系统的结构的图。
图2是用于说明液晶元件的结构的俯视图。
图3是示出液晶元件的结构的俯视图。
图4的(A)是用于说明第1像素电极、第1布线部和第2布线部的结构的俯视图。图4的(B)是用于说明第1像素电极、第1布线部以及第2布线部的结构的剖视图。
图5的(A)是用于说明绝缘膜的结构的俯视图。图5的(B)是用于说明绝缘膜的结构的剖视图。
图6的(A)是用于说明第2像素电极的结构的俯视图。图6的(B)是用于说明第2像素电极的结构的剖视图。
图7是用于说明将第1基板和第2基板重合的状态的剖视图。
图8的(A)、图8的(B)是用于说明第1像素区域和第2像素区域的电光特性(VT特性)的图。
图9的(A)是示出室温下的对第1像素电极和第2像素电极的施加电压的设定例的图。图9的(B)是以图表表示图9的(A)所示的施加电压与灰度级的关系的图。
图10的(A)是用于说明气氛温度60℃下的第1像素区域和第2像素区域的电光学特性(VT特性)的图。图10的(B)是用于说明气氛温度80℃下的第1像素区域和第2像素区域的电光学特性(VT特性)的图。
图11的(A)是表示60℃气氛下的对第1像素电极和第2像素电极的施加电压的设定例的图。图11的(B)是以图表表示图11的(A)所示的施加电压与灰度级的关系的图。
图12的(A)是表示80℃气氛下的对第1像素电极和第2像素电极的施加电压的设定例的图。图12的(B)是以图表表示图12的(A)所示的施加电压与灰度级的关系的图。
图13的(A)、图13的(B)是示出室温下的针对倾斜入射光的电光学特性的测量例的图。
图14的(A)是示出上述图9的(A)所示的灰度级下的电压的视觉辨认方向与逆视觉辨认方向的透射率之和的图。图14的(B)是以图表表示图14的(A)所示的施加电压与灰度级的关系的图。
具体实施方式
图1是表示一实施方式的车辆用前照灯系统的结构的图。图1所示的车辆用灯具系统构成为包括光源1、照相机2、控制装置3、液晶驱动装置4、液晶元件5、一对偏光板6a、6b、投影透镜7。该车辆用前照灯系统用于基于由照相机2拍摄的图像来检测存在于本车辆的周围的前方车辆、行人等的位置，将包含前方车辆等的位置的一定范围设定为非照射范围(减光区域)，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构成为包含例如在放出蓝色光的发光二极管(LED)中组合黄色荧光体而构成的白色LED。光源1例如具备排列成矩阵状或线状的多个白色LED。此外，作为光源1，除了LED之外，还能够使用激光、以及电灯泡、放电灯等车辆用灯单元中通常使用的光源。光源1的点亮熄灭状态由控制部3控制。从光源1射出的光经由偏光板6a入射到液晶元件(液晶面板)5。此外，也可以在从光源1到液晶元件5的路径上存在其他光学系统(例如，透镜、反射镜、以及它们的组合)。
照相机2拍摄本车辆的前方并输出其图像(信息)，配置于本车辆内的规定位置(例如，前挡风玻璃内侧上部)。需要说明的是，在本车辆具备用于其他用途(例如，自动制动系统等)的相机的情况下，也可以共用该相机。
控制装置3通过基于由拍摄本车辆的前方的照相机2得到的图像进行图像处理来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、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向液晶驱动电路4供给。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，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控制的多个像素区域(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，可变地设定各像素区域的透射率。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非照射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，配置在正交尼科尔配置的一对偏光板6a、6b之间，在未对液晶层施加电压(或者施加阈值以下的电压)的情况下，成为光透射率极低的状态(遮光状态)，在对液晶层施加电压的情况下，成为光透射率相对高的状态(透射状态)。
一对偏光板6a、6b例如使彼此的偏光轴大致正交，在中间夹着液晶元件5而相对配置。在本实施方式中，设想了在对液晶层不施加电压时光被遮光(透射率极低)的动作模式即常黑模式。作为各偏光板6a、6b，例如能够使用由一般的有机材料(碘系、染料系)构成的吸收型偏光板。另外，在想要重视耐热性的情况下，也优选使用线栅型偏光板。线栅型偏光板是指排列由铝等金属形成的极细线而成的偏光板。另外，也可以将吸收型偏光板与线栅型偏光板重叠使用。
投影透镜7将由透过液晶元件5的光形成的像(具有与光照射范围和非照射范围对应的明暗的像)扩展成前照灯用配光并向本车辆的前方投影，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2是用于说明液晶元件5的结构的俯视图。图3是表示液晶元件5的结构的剖视图。此外，图3所示的剖视图与图2以及后述的图4所示的a-a线处的剖面对应。如各图所示，液晶元件5构成为包括多个第1像素区域(第1像素部)51和多个第2像素区域(第2像素部)52。另外，在图2中，为了容易识别各第1像素区域51和各第2像素区域52，对各第2像素区域52附加图案而示出。此外，液晶元件的左右方向与向本车辆前方投影的配光的左右方向对应。
如图2所示，各第1像素区域51、各第2像素区域52在俯视时例如为矩形状。另外，各第1像素区域51、各第2像素区域52与液晶驱动装置4连接，例如被静态驱动而能够分别独立地控制光的透射率。如图3所示，各第1像素区域51通过设置于第1基板11侧的各第1像素电极(第1独立电极)13和设置于第2基板12侧的共同电极18对液晶层19施加电压，通过该电压使液晶层19的液晶分子的取向方向变化，由此使透过各第1像素区域51的光的透射率变化。各第2像素区域52通过设置于第1基板11侧的各第2像素电极(第2独立电极)14和设置于第2基板12侧的共同电极18对液晶层19施加电压，通过该电压使液晶层19的液晶分子的取向方向变化，由此使透过各各第2像素区域52的光的透射率变化。
如图2所示，各第1像素区域51、各第2像素区域52以在俯视时在图中的X方向上彼此之间不产生间隙的方式使彼此的一端部相接地配置。另外，各第1像素区域51和各第2像素区域52沿着图中X方向一个1个交替地配置。另外，各第1像素区域51、各第2像素区域52分别在图中Y方向上以设置间隙(例如数μm)的方式配置。
如图3所示，液晶元件5构成为包括：相对配置的第1基板11以及第2基板12、设置于第1基板11的多个第1像素电极13、多个第2像素电极14、绝缘膜15、多个第1布线部21以及多个第2布线部22、设置于第2基板12的共同电极18、以及配置于第1基板11与第2基板12之间的液晶层19。需要说明的是，为了便于说明，省略了图示，但在第1基板11、第2基板12上分别适当设置有用于限制液晶层19的取向状态的取向膜。
第1基板11和第2基板12分别是在俯视时呈矩形状的基板，彼此相对地配置。作为各基板，例如可以使用玻璃基板、塑料基板等透明基板。在第1基板11与第2基板12之间分散配置有例如由树脂等构成的多个球状间隔物，利用这些间隔物将基板间隙保持为期望的大小(例如几μm左右)。另外，也可以使用由树脂构成的柱状间隔物来代替球状间隔物。
各第1像素电极13设置于第1基板11的一面侧。另外，各第1布线部21设置于第1基板11的一面侧。另外，各第2布线部22在第1基板11的一面侧设置于各第1像素电极13之间。各第1像素电极13、各第1布线部21以及各第2布线部22例如通过将铟锡氧化物(ITO)等透明导电膜适当图案化而构成。在各第1像素电极13与共同电极18重叠的各个区域中划定有上述的第1像素区域51。
各第2像素电极14在第1基板11的一面侧设置于绝缘层15的上侧。即，各第1像素电极13与各第2像素电极14相比配置在第1基板11侧。各第2像素电极14例如通过将铟锡氧化物(ITO)等透明导电膜适当图案化而构成。在各第2像素电极14与共同电极18重叠的区域中分别划定有上述的第2像素区域52。
各第1像素电极13和各第2像素电极14在图中X方向上1个1个交替地配置，并且以在X方向上相邻的像素电极彼此的端部在图中Z方向上稍微重叠的方式设置。在相邻的第1像素电极13和第2像素电极14的端部彼此部分地重叠的区域即重叠区域R的宽度例如为数μm～15μm左右。通过设置这样的重叠区域R，制造时的位置偏移的容许度提高，能够可靠地消除第1像素区域51与第2像素区域52的间隙(图2的X方向上的间隙)。
各第1布线部21与任意的第1像素电极13连接，用于对该第1像素电极13施加电压(参照后述的图4)。各第2布线部22经由第1绝缘膜15与任意的第2像素电极14连接，用于对该第2像素电极14施加电压，配置于在俯视时与任意的第2像素电极14的至少一部分重叠的位置。
绝缘膜15具有透光性，在第1基板11的一面侧，在各第1像素电极13的上侧以覆盖它们的方式设置。该绝缘膜15例如是SiO2膜、SiON膜等氧化膜或氮化膜，能够通过溅射法等气相工艺或溶液工艺形成。另外，作为该绝缘膜15，也可以使用有机绝缘膜。绝缘膜15的膜厚例如优选为0.4μm～1.5μm左右。另外，优选绝缘膜15的介电常数更高，例如优选为4以上，进一步优选为8以上。
共同电极18设置于第2基板12的一面侧。该共同电极18以在俯视时与各第1像素电极13以及各第2像素电极14的全体重叠的方式设置。公共电极18例如通过对铟锡氧化物(ITO)等透明导电膜进行适当图案化而构成。
液晶层19介于第1基板11与第2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、且具有流动性的向列型液晶材料来构成液晶层19。本实施方式的液晶层19被设定为未施加电压时的液晶分子的取向方向成为大致垂直取向。
另外，如上所述，在第1基板11的一面侧和第2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19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，具有将液晶层19的液晶分子的取向规定为向该方向的单轴取向限制力。对各取向膜的取向处理的方向设定为例如相互不同(反平行)。
图4的(A)是用于说明第1像素电极、第1布线部以及第2布线部的结构的俯视图。另外，图4的(B)是用于说明第1像素电极、第1布线部以及第2布线部的结构的剖视图。如图4的(A)所示，在第1基板11的一面侧，在与各第1像素区域51对应的区域设置有各第1像素电极13。在图中，为了能够区分各第1像素电极13，分别使用13a、13b、13c的标号来表示。另外，为了能够区别各第1布线部21而分别使用21a、21b、21c的标号来表示，为了能够区别各第2布线部22而分别使用22a、22b、22c的标号来表示。
配置在图中的下段的第1像素电极13a与1个第1像素区域51对应。在该第1像素电极13a上连接有第1布线部21a。第1布线部21a从第1像素电极13a的下端延伸至第1基板11的下端。配置在图中的中段的第1像素电极13b与1个第1像素区域51对应。在该第1像素电极13b上连接有第1布线部21b。第1布线部21b通过第1像素电极13b及第1像素电极13a各自的右侧而延伸至第1基板11的图中下端。配置在图中的上段的第1像素电极13c与1个第1像素区域51对应。在该第1像素电极13c上连接有第1布线部21c。第1布线部21c通过第1像素电极13b、第1像素电极13a及第1布线部21b各自的右侧而延伸至第1基板11的图中下端。
各第2布线部22a、22b、22c配置在各第1像素电极13a、13b、13c及各第1布线部21a、21b、21c的图中右侧。详细而言，第2布线部22a设置在其他第2布线22b、22c之间。该第2布线部22a与后述的第2像素电极14a对应，Y方向的长度比其他的第2布线部22b、22c短。第2布线部22b设置在第1布线部21c与第2布线部22a之间。该第2布线部22b与后述的第2像素电极14b相对应，Y方向的长度比布线部22c短。第2布线部22c设置于第2布线部22a的右侧。该第2布线部22c与后述的第2像素电极14c相对应，Y方向的长度比其他布线部22a、22b长。
在第2布线部22b上连接有沿图中X方向延伸的像素间电极23b。该像素间电极23b以与在Y方向上相邻的第2像素区域52的相互间的间隙(参照图2)重叠的方式设置。同样地，在第2布线部22c上连接有沿图中X方向延伸的像素间电极23c。该像素间电极23c以与在Y方向上相邻的第2像素区域52的相互间的间隙(参照图2)重叠的方式设置。在向与各第2布线部22b、22c连接的各第2像素电极14b、14c施加电压时，这些像素间电极23b、23c成为与这些第2像素电极14b、14c相同的电位。因此，在向各第2像素电极14b、14c施加电压时，在Y方向上相邻的第2像素区域52的相互间的间隙中也能够使液晶层19的液晶分子的取向方向变化，能够防止或缓和与该间隙对应的暗线的产生。
图5的(A)是用于说明绝缘膜的结构的俯视图。图5的(B)是用于说明绝缘膜的结构的剖视图。如各图所示，在第1基板11的一面侧，以覆盖各第1像素电极13、各第1布线部21、各第2布线部22的方式设置有绝缘膜15。而且，在该绝缘膜15设置有用于使各第2布线部22a、22b、22c的一部分露出的开口部(通孔)24a、24b、24c。经由这些开口部24a、24b、24c，各第2布线部22a、22b、22c与各第2像素电极14a、14b、14c(参照图6的(A))物理连接及电连接。
图6的(A)是用于说明第2像素电极的结构的俯视图。图6的(B)是用于说明第2像素电极的结构的剖视图。如各图所示，在第1基板11的绝缘膜15的一面侧，在与各第2像素区域52对应的区域设置有各第2像素电极14。在图中，为了能够区分各第2像素电极14，分别使用14a、14b、14c的标号来表示。第2像素电极14a经由绝缘膜15的开口部24a与下层侧的第2布线部22a物理连接及电连接。第2像素电极14b经由绝缘膜15的开口部24b与下层侧的第2布线部22b物理连接及电连接。第2像素电极14c经由绝缘膜15的开口部24c与下层侧的第2布线部22c物理连接及电连接。另外，各第2像素电极14a、14b、14c如上述那样以在与各第1像素电极13a、13b、13c之间具有重叠区域R的方式配置。
另外，第2像素电极14a、14b、14c以在俯视时与第1布线部21b、21c、第2布线部22a、22b、22c重叠的方式设置。这样，由于能够将布线部配置在像素电极的下层侧，因此不需要在各像素区域的外侧确保用于配置布线部的空间。由此，能够消除各像素电极间的间隙。
图7是用于说明使第1基板和第2基板重合的状态的剖视图。在此，对本实施方式的液晶元件的制造方法进行简单说明。首先，如上述图4的(A)、图4的(B)所示，在第1基板11的一面侧形成各第1像素电极13等。接着，如上述图5的(A)、图5的(B)所示，在第1基板11的一面侧以覆盖各第1像素电极13等的方式形成绝缘膜15，进而形成开口部24a等。进而，如上述图6的(A)、图6的(B)所示，在绝缘膜15的上侧形成各第2像素电极14。另一方面，在第2基板12的一面侧形成共同电极18。对这样得到的第1基板11和第2基板12各自的一面侧适当实施取向处理，使两基板重合。通过在这些第1基板11与第2基板12之间注入液晶材料而形成液晶层19。由此，得到本实施方式的液晶元件(参照图3)。液晶元件5的第1布线部、第2布线部以及共同电极构成为与液晶驱动装置4电连接，能够基于从控制装置3供给的控制信号而从液晶驱动装置4向液晶元件5供给驱动电压。
图8的(A)、图8的(B)是用于说明第1像素区域和第2像素区域的电光学特性(VT特性)的图。如图8的(A)所示，设通过第1像素区域51的测量点为B，设通过第2像素区域52的测量点为A，图8的(B)示出在室温(25℃)下测量各测量点A、B的电光学特性的例子。若比较第1像素区域51和第2像素区域52，则在第1像素区域51中，来自第1像素电极13的电压在绝缘膜15中被分压后施加到液晶层19，与此相对，在第2像素区域52中，来自第2像素电极14的电压直接施加到液晶层19。由于该被分压的电压的有无，在第1像素区域51和第2像素区域52中电光学特性产生差异。因此，为了在灰度级显示区域(例如，施加电压3～8V左右之间)中在第1像素区域51和第2像素区域52中得到相同的透射率，只要将施加于第1像素区域51(测量点B)的电压对应于与绝缘膜15中的分压相当的电压而设定为与施加于第2像素区域52(测量点A)的电压相比相对大的值即可。
具体而言，若设绝缘层15的静电电容为Cin，设液晶层19的静电电容为CLC，设施加于第1像素电极13的电压为Vdown，设施加于第2像素电极14的电压为Vup，则它们的关系如以下那样表示。
Vdown＝(Cin/(Cin+CLC))·Vup
在此，若设电极面积为S，设绝缘层15的介电常数为εin，设绝缘层15的膜厚为din，设液晶层19的介电常数为εLC，设液晶层19的膜厚为dLC，则Cin及CLC分别如下表示。
Cin＝(S/din)·εin
CLC＝(S/dLC)·εLC
因此，如果以理论上满足上述关系式的方式设定对第1像素电极13和第2像素电极14的施加电压，则能够消除第1像素区域51和第2像素区域52各自的电光学特性的差异，抑制照射光的明亮度的不均。
图9的(A)是表示室温下的对第1像素电极和第2像素电极的施加电压的设定例的图。另外，图9的(B)是以图表表示图9的(A)所示的施加电压与灰度级的关系的图。需要说明的是，在此，在上述实施方式的液晶元件中，使用了将液晶层19的层厚设为4μm、将折射率各向异性Δn设为约0.13的实施例的液晶元件(以下也同样)。在图9的(A)中，示出了在将灰度级分为9个级别的情况下能够得到期望的透射率的施加电压。可知在测量点A和测量点B所需的电压不同。例如，在得到灰度级“5”的透射率的情况下，对与测量点A对应的第2像素电极14施加3.8V，对与测量点B对应的第1像素电极13施加5.4V即可。在其他灰度级的情况下也是同样的。这样，通过对向第1像素电极13和第2像素电极14的施加电压赋予差来进行设定，能够降低第1像素区域51和第2像素区域52各自的电光学特性的差，抑制照射光的明亮度的不均。在图示的例子中，在从灰度级“0”至灰度级“8”的范围内，测量点A、B各处的透射率之差收敛于±1.5％以内，可以说是实质上相同的透射率。进而，除了灰度级“3”以外，透射率之差为±1.0％以内，可以说是实质上相同的透射率。在如本实施方式那样向车辆的前方形成高亮度的照射光的情况下，如果透射率之差在±2.0％以内，则可以说是实质上相同的透射率。
图10的(A)是用于说明气氛温度60℃下的第1像素区域和第2像素区域的电光学特性(VT特性)的图。另外，图10的(B)是用于对气氛温度80℃下的第1像素区域和第2像素区域的电光学特性(VT特性)进行说明的图。与上述的室温的情况同样地，可知即使在高温气氛下，在第1像素区域51(测量点B)和第2像素区域52(测量点A)电光学特性也产生差异。
图11的(A)是表示60℃气氛下的对第1像素电极和第2像素电极的施加电压的设定例的图。另外，图11的(B)是以图表表示图11的(A)所示的施加电压与灰度级的关系的图。图12的(A)是表示80℃气氛下的对第1像素电极和第2像素电极的施加电压的设定例的图。另外，图12的(B)是以图表表示图12的(A)所示的施加电压与灰度级的关系的图。与上述的室温的情况同样地，通过对向第1像素电极13和第2像素电极14的施加电压赋予差来进行设定，能够降低第1像素区域51和第2像素区域52各处的电光学特性的差，抑制照射光的明亮度的不均。
图13的(A)、图13的(B)是表示室温下的针对倾斜入射光的电光学特性的测量例的图。图13的(A)是在视觉辨认方向上以基板法线为基准使光从20°方向入射的情况下的电光学特性，图13的(B)是在逆视觉辨认方向上以基板法线为基准使光从20°方向入射的情况下的电光学特性。另外，图14的(A)是表示上述图9的(A)所示的灰度级的情况下的电压的在视觉辨认方向与逆视觉辨认方向的透射率之和的图。图14的(B)是以图表表示图14的(A)所示的施加电压与灰度级的关系的图。根据这些结果可知，通过在室温下施加与从正面方向进行视觉辨认的情况相同的灰度级电压，即使视角方向改变，也都能够以同等的亮度对测量点A、B照射光。也可知虽然灰度级的直线性稍微丧失，但不会进行灰度级反转。在此，可知即使在视角最严格的方向上，也能够使用与对法线方向的情况进行了最优化后的电压相同的灰度级电压。
根据以上那样的实施方式，至少能够消除俯视时液晶元件的左右方向上的像素区域间的间隙，因此能够防止在向车辆前方的照射光中由像素区域间的间隙引起的暗线的产生，能够提高配光图案的美观性。
此外，本发明并不限定于上述的实施方式的内容，能够在本发明的主旨的范围内进行各种变形来实施。例如，在上述的实施方式中，例示了在上下左右配置液晶元件的各像素区域彼此的边界的情况，但也可以在倾斜方向上配置各像素区域彼此的边界。另外，边界不限于直线状，也可以是曲线状。另外，在上述的实施方式中，作为液晶元件的液晶层的取向模式，例示了垂直取向，但取向模式不受限定，例如也可以是扭转取向模式。进而，也可以在液晶元件的单侧或两侧设置所谓的C板等光学补偿板。另外，在上述的实施方式中，例示了具有沿着上下左右的2个方向(XY方向)排列的各像素区域的液晶元件，但也可以以具有沿着至少1个方向(例如X方向)排列的各像素区域的方式来构成液晶元件。
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：偏光板、7：投影透镜、11：第1基板、12：第2基板、13、13a、13b、13c：第1像素电极、14、14a、14b、14c：第2像素电极、15：绝缘膜、18：共同电极、19：液晶层、21、21a、21b、21c：第1布线部、22、22a、22b、22c：第2布线部、23b、23c：像素间电极、24、24a、24b、24c：开口部(通孔)、51：第1像素区域、52：第2像素区域。
Claims (8)
1.一种液晶元件，其具有多个第1像素区域和多个第2像素区域，其中，所述液晶元件具备：
第1基板；
与所述第1基板相对配置的第2基板；
多个第1像素电极，它们配置于所述第1基板的所述第2基板侧的面上，分别与所述多个第1像素区域中的任意的第1像素区域对应；
多个第2像素电极，它们配置于所述第1基板的所述第2基板侧的面上，分别与所述多个第2像素区域中的任意的第2像素区域对应；
多个第1布线部，它们配置于所述第1基板的所述第2基板侧的面上，分别与所述多个第1像素电极中的任意的第1像素电极连接；
多个第2布线部，它们配置于所述第1基板的所述第2基板侧的面上，分别与所述多个第2像素电极中的任意的第2像素电极连接；
共同电极，其配置于所述第2基板的所述第1基板侧；以及
液晶层，其配置在所述多个第1像素电极及所述多个第2像素电极与所述共同电极之间，
所述多个第1像素区域和所述多个第2像素区域在第1方向上交替配置，
所述多个第1像素区域在与所述第1方向交叉的第2方向上相邻配置，所述多个第2像素区域在所述第2方向上相邻配置，
所述多个第1像素电极和所述多个第2像素电极在所述第1基板上设置于不同的层，以在所述第1方向上相邻的像素电极各自的端部在俯视时部分地重叠的方式配置，
所述多个第2像素电极配置为，在所述第2方向上相邻的所述第2像素电极相互之间设置有间隙，
所述多个第2布线部分别具有沿所述第1方向延伸的像素间电极，
所述像素间电极分别以在俯视时与任意的所述间隙重叠的方式设置。
2.根据权利要求1所述的液晶元件，其中，
所述液晶元件还包括覆盖所述多个第1像素电极及所述多个第2布线部的绝缘膜，
所述多个第2像素电极设置于所述绝缘膜的上侧，
所述多个第2布线部分别经由所述绝缘膜的开口部与所述多个第2像素电极连接。
3.根据权利要求2所述的液晶元件，其中，
所述液晶元件还具备液晶驱动装置，所述液晶驱动装置与所述多个第1像素电极、所述多个第2像素电极以及所述共同电极电连接，用于向所述多个第1像素电极与所述共同电极之间、以及所述多个第2像素电极与所述共同电极之间施加电压，
在将所述多个第1像素区域中的任意的第1像素区域和所述多个第2像素区域中的任意的第2像素区域设为同一灰度级时，将通过所述液晶驱动装置施加于所述任意的第1像素电极和所述共同电极之间的第1电压设定为比施加于所述任意的第2像素电极和所述共同电极的第2电压高。
4.根据权利要求3所述的液晶元件，其中，
所述第1电压与所述第2电压之差相当于在经由所述绝缘膜从所述多个第1像素电极中的任意的第1像素电极向所述液晶层施加电压时被所述绝缘膜分压的电压。
5.根据权利要求4所述的液晶元件，其中，
所述多个第1布线部和所述多个第2布线部在所述第1基板上配置于隔着所述绝缘膜比所述多个第2像素电极靠所述第1基板侧的位置，
所述多个第2布线部分别经由设置于所述绝缘膜的开口部与所述多个第2像素电极中的任意的第2像素电极连接。
6.根据权利要求1所述的液晶元件，其中，
所述第1基板和所述第2基板分别设置有取向膜，该取向膜具有单轴取向限制力。
7.根据权利要求1所述的液晶元件，其中，
所述第1方向和所述第2方向大致正交。
8.一种照明装置，其能够可变地设定配光图案，所述照明装置具备：
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，
所述照明装置使用权利要求1～7中任一项所述的液晶元件作为所述液晶元件。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009063696A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Sony Corp | 液晶表示装置 |
| CN101427178A (zh) * | 2006-04-24 | 2009-05-06 | 夏普株式会社 | 液晶显示装置 |
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| JP2011027886A (ja) * | 2009-07-23 | 2011-02-10 | Seiko Epson Corp | 液晶装置の製造方法、液晶装置、電子機器 |
| CN102540576A (zh) * | 2010-11-26 | 2012-07-04 | 斯坦雷电气株式会社 | 液晶元件 |
| EP3401591A1 (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-14 | Stanley Electric Co., Ltd. | Lamp unit, vehicular lamp system |
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101427178A (zh) * | 2006-04-24 | 2009-05-06 | 夏普株式会社 | 液晶显示装置 |
| JP2009063696A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Sony Corp | 液晶表示装置 |
| CN101821791A (zh) * | 2008-01-10 | 2010-09-01 | 夏普株式会社 | 有源矩阵基板及液晶显示装置 |
| JP2011027886A (ja) * | 2009-07-23 | 2011-02-10 | Seiko Epson Corp | 液晶装置の製造方法、液晶装置、電子機器 |
| CN102540576A (zh) * | 2010-11-26 | 2012-07-04 | 斯坦雷电气株式会社 | 液晶元件 |
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