CN117015736A - 液晶光控制装置 - Google Patents

Abstract

液晶光控制装置包括：第一液晶单元、与第一液晶单元重叠的第二液晶单元、与第二液晶单元重叠的第三液晶单元以及与第三液晶单元重叠的第四液晶单元。第一液晶单元、第二液晶单元、第三液晶单元以及第四液晶单元各自包括：具有第一取向膜的第一基板、具有包含带状的图案的电极和第二取向膜的第二基板、以及第一基板与第二基板之间的液晶层，第一取向膜的取向方向与第二取向膜的取向方向设置为交叉。包含带状的图案的电极的带状的图案的长边方向配置于与第二取向膜的取向方向交叉的方向，包含带状的图案的电极在与第二取向膜的取向方向相同的方向上产生横向电场。

Description

液晶光控制装置

技术领域

本发明的一实施方式涉及利用液晶的电光效应来控制从光源发射的光的配光的装置。

背景技术

已知有使用液晶元件来控制从光源发射的光的配光的技术。例如，公开了一种通过呈同心圆状地设置有圆环电极的液晶单元来控制从光源发射的光的扩大的照明装置(参照专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-230887号公报

专利文献2：日本特开2005-317879号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

使用向列型液晶的液晶元件使入射光的偏振成分的朝向旋转(以下，也将这样的现象称为旋光)。另外，通过使液晶层产生折射率分布，也能够使入射光扩散。在这样的液晶元件中，当入射光被液晶层扩散后发生旋光时，存在旋光后的光的损失变大而导致配光图案的形状紊乱的情况。

本发明的一实施方式的目的之一在于，提供抑制光的损失并抑制配光图案紊乱的液晶光控制装置。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的一实施方式涉及的液晶光控制装置包括：第一液晶单元、与第一液晶单元重叠的第二液晶单元、与第二液晶单元重叠的第三液晶单元以及与第三液晶单元重叠的第四液晶单元。第一液晶单元、第二液晶单元、第三液晶单元以及第四液晶单元各自包括：第一基板，具有第一取向膜；第二基板，具有包含带状的图案的电极和第二取向膜；以及第一基板与第二基板之间的液晶层，第一取向膜的取向方向与第二取向膜的取向方向设置为交叉。包含带状的图案的电极的带状的图案的长边方向配置于与第二取向膜的取向方向交叉的方向，包含带状的图案的电极在与第二取向膜的取向方向相同的方向上产生横向电场。

本发明的一实施方式涉及的液晶光控制装置包括：第一液晶单元、与第一液晶单元重叠的第二液晶单元、与第二液晶单元重叠的第三液晶单元以及与第三液晶单元重叠的第四液晶单元。第一液晶单元、第二液晶单元、第三液晶单元以及第四液晶单元各自包括：第一基板，具有包含带状的图案的第一电极和第一取向膜；第二基板，具有包含带状的图案的第二电极和第二取向膜；以及第一基板与第二基板之间的液晶层，第一取向膜的取向方向与第二取向膜的取向方向设置为交叉，第一电极的带状的图案的长边方向与第二电极的带状的图案的长边方向配置为交叉，第二电极的带状的图案的长边方向配置于与第二取向膜的取向方向交叉的方向。在第一液晶单元和第三液晶单元中，第二电极在与第二取向膜的取向方向相同的方向上产生横向电场，在第二液晶单元和第四液晶单元中，第一电极在与第一取向膜的取向方向相同的方向上产生横向电场。

附图说明

图1是示意性示出本发明的一实施方式涉及的液晶光控制装置的构成的立体图。

图2示出构成本发明的一实施方式涉及的液晶光控制装置的液晶光控制元件的展开图。

图3是示出构成本发明的一实施方式涉及的液晶光控制元件的第一液晶单元、第二液晶单元、第三液晶单元以及第四液晶单元的电极配置的立体图。

图4A是示出设置于构成本发明的一实施方式涉及的液晶光控制元件的液晶单元的第一基板的电极的俯视图。

图4B是示出设置于构成本发明的一实施方式涉及的液晶光控制元件的液晶单元的第二基板的电极的俯视图。

图5是示出构成本发明的一实施方式涉及的液晶光控制元件的液晶单元的剖面结构的一例的图。

图6A是说明构成本发明的一实施方式涉及的液晶光控制元件的液晶单元的动作的图，其示出未施加电压的状态的液晶分子的取向状态。

图6B是说明构成本发明的一实施方式涉及的液晶光控制元件的液晶单元的动作的图，其示出施加了电压时的液晶分子的取向状态。

图6C是说明构成本发明的一实施方式涉及的液晶光控制元件的液晶单元的动作的图，其示出对驱动液晶的电极施加的控制信号的波形。

图7A是说明构成本发明的一实施方式涉及的液晶光控制元件的液晶单元的动作的图，其示出表示第一电极和第二电极的配置的立体图。

图7B是说明构成本发明的一实施方式涉及的液晶光控制元件的液晶单元的动作的图，其示出对第一电极施加了电压时的液晶分子的取向状态。

图7C是说明构成本发明的一实施方式涉及的液晶光控制元件的液晶单元的动作的图，其示出对第二电极施加了电压时的液晶分子的取向状态。

图8是示意性示出通过两个液晶单元使第一偏振成分和第二偏振成分扩散的现象的图。

图9是示出构成本发明的一实施方式涉及的液晶光控制元件的第一液晶单元、第二液晶单元、第三液晶单元以及第四液晶单元的电极配置的立体图。

图10是说明本发明的一实施方式涉及的液晶光控制装置的动作的图。

图11示出控制本发明的一实施方式涉及的液晶光控制装置的动作的信号。

图12是说明本发明的一实施方式涉及的液晶光控制装置的动作的图。

图13是说明本发明的一实施方式涉及的液晶光控制装置的动作的图。

图14是说明本发明的一实施方式涉及的液晶光控制装置的构成的图。

图15是说明本发明的一实施方式涉及的液晶光控制装置的构成的图。

图16是说明本发明的一实施方式涉及的液晶光控制装置的动作的图。

图17A示出通过第一实施方式所示的液晶光控制元件得到的取向形状的一例。

图17B示出通过参考例1所示的液晶光控制元件得到的取向形状的一例。

图18A示出通过第二实施方式所示的液晶光控制元件得到的取向形状的一例。

图18B示出通过参考例2所示的液晶光控制元件得到的取向形状的一例。

具体实施方式

以下，参照附图等对本发明的实施方式进行说明。不过，本发明可以通过多种不同的方式来实施，并非限定于下面举例示出的实施方式的记载内容来进行解释。为了更加明确地进行说明，在附图中，存在与实际的方式相比，仅示意性地示出各部的宽度、厚度、形状等的情况，但是，其仅为一个例子，并非对本发明的解释进行限定。此外，在本说明书和各图中，对于与在已经出现过的图中之前已描述的元素同样的元素，标注了相同的附图标记(或在数字之后标注了a、b等的附图标记)，且有时会适当地省略详细的说明。而且，对各元素标注了“第一”、“第二”的文字，是为了便于区分各元素所使用的标识，只要未做特别的说明，则不具有超出其范围的含义。

在本说明书中，在某部件或区域位于其它部件或区域的“上(或下)”的情况下，只要未做特别的限定，其不仅包括位于其它部件或区域的直接上方(或直接下方)的情况，也包括位于其它部件或区域的上方(或下方)的情况，即、也包括在其它部件或区域的上方(或下方)其间也包含其它构成元素的情况。

在本说明书中，“旋光”是指直线偏振成分通过液晶层时使其偏振轴旋转的现象。

在本说明书中，取向膜的“取向方向”是指在进行对取向膜赋予取向限制力的处理(例如摩擦处理)而使液晶分子在取向膜上取向时液晶分子所取向的方向。在对取向膜进行的处理为摩擦处理时，取向膜的取向方向通常为摩擦方向。

在本说明书中，带状的图案的“长边方向”是指在俯视观察带状的图案时、具有短边(宽度)和长边(长度)的图案的长边延伸的方向。需要说明的是，带状的图案包括俯视观察时呈矩形状的图案，还包括在长边的中途至少屈曲或弯曲一次的图案。

图1示出本发明的一实施方式涉及的液晶光控制装置100的立体图。液晶光控制装置100包括液晶光控制元件102和电路基板104。液晶光控制元件102包括多个液晶单元。在本实施方式中，液晶光控制元件102包括至少四个液晶单元。

图1示出液晶光控制元件102由第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30以及第四液晶单元40构成的一例。第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30以及第四液晶单元40是平板状的面板，以各个液晶单元的平板面重叠的方式而配置。在第一液晶单元10与第二液晶单元20之间、第二液晶单元20与第三液晶单元30之间、第三液晶单元30与第四液晶单元40之间设置有未图示的透明粘接层。液晶光控制元件102具有前后相邻配置的液晶单元彼此通过透明粘接层粘接的结构。

电路基板104包括驱动液晶光控制元件102的电路。第一液晶单元10通过第一柔性布线基板F1与电路基板104连接，第二液晶单元20通过第二柔性布线基板F2与电路基板104连接，第三液晶单元30通过第三柔性布线基板F3与电路基板104连接，第四液晶单元40通过第四柔性布线基板F4与电路基板104连接。电路基板104经由柔性布线基板向各液晶单元输出控制液晶的取向状态的控制信号。

图1所示的液晶光控制装置100在液晶光控制元件102的背面侧配置有光源部106。液晶光控制装置100构成为从光源部106发射的光穿过液晶光控制元件102向附图的近前侧射出。液晶光控制元件102从光源部106侧起依次配置有第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30、第四液晶单元40。

光源部106包括白色光源，也可以根据需要在白色光源与液晶光控制元件102之间配置透镜等光学元件。白色光源是发射接近于自然光的光的光源，也可以是发射被称为日光色、灯泡色这样的调光后的光的光源。液晶光控制装置100具有通过液晶光控制元件102控制从光源部106发射的光的扩散方向的功能。液晶光控制元件102具有将从光源部106发射的光成形为四角状、十字状等的配光图案的功能。

图2示出图1所示的液晶光控制元件102的展开图。液晶光控制元件102包括第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30以及第四液晶单元40。

第一液晶单元10包括第一基板S11和第二基板S12。第一基板S11和第二基板S12隔着间隙而相对配置。在第一基板S11与第二基板S12的间隙部设置有未图示的液晶层。第一柔性布线基板F1与第一基板S11连接。

第二液晶单元20包括第一基板S21、第二基板S22以及第二柔性布线基板F2，具有与第一液晶单元10同样的构成。第三液晶单元30包括第一基板S31、第二基板S32以及第三柔性布线基板F3，具有与第一液晶单元10同样的构成。第四液晶单元40包括第一基板S41、第二基板S42以及第四柔性布线基板F4，具有与第一液晶单元10同样的构成。

在第一液晶单元10与第二液晶单元20之间配置有第一透明粘接层TA1。第一透明粘接层TA1使可见光透过，将第一液晶单元10的第二基板S12与第二液晶单元20的第一基板S21粘接。在第二液晶单元20与第三液晶单元30之间配置有第二透明粘接层TA2。第二透明粘接层TA2使可见光透过，将第二液晶单元20的第二基板S22与第三液晶单元30的第一基板S31粘接。在第三液晶单元30与第四液晶单元40之间配置有第三透明粘接层TA3。第三透明粘接层TA3使可见光透过，将第三液晶单元30的第二基板S32与第四液晶单元40的第一基板S41粘接。

第一透明粘接层TA1、第二透明粘接层TA2以及第三透明粘接层TA3优选透射率高、且折射率接近于第一基板S11、S21、S31、S41及第二基板S12、S22、S23、S24。作为第一透明粘接层TA1、第二透明粘接层TA2以及第三透明粘接层TA3，可以使用光学弹性树脂，例如，可以使用包含具有透光性的丙烯酸树脂的粘接材料。另外，液晶光控制元件102由于从光源部106辐射的热而温度上升，因此，优选第一透明粘接层TA1、第二透明粘接层TA2、第三透明粘接层TA3的热膨胀系数具有与第一基板和第二基板的热膨胀系数接近的值。

但是，第一透明粘接层TA1、第二透明粘接层TA2以及第三透明粘接层TA3的热膨胀系数例如多数情况下比玻璃基板高，因此需要考虑温度上升时的应力缓和。为了缓和温度上升时的热应力，优选第一透明粘接层TA1、第二透明粘接层TA2以及第三透明粘接层TA3的厚度比各液晶单元(第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30、第四液晶单元40)的单元间隙(液晶层的厚度)厚。

如后所述，第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30以及第四液晶单元40具有实质上相同的结构。本实施方式涉及的液晶光控制元件102具有第三液晶单元30和第四液晶单元40相对于第一液晶单元10和第二液晶单元20以旋转90度后的状态重叠的结构。换言之，本实施方式涉及的液晶光控制元件102具有包括多个液晶单元、且至少一个液晶单元和与该至少一个液晶单元相邻(相互重叠)的其他液晶单元以旋转90度后的状态配置的结构。需要说明的是，在本实施例中，第三液晶单元30和第四液晶单元40相对于第一液晶单元10和第二液晶单元20旋转了90度，但该旋转角度能够设定为90±10度的范围。

在图2中，在以第一液晶单元10和第二液晶单元20的配置为基准的情况下，第三液晶单元30和第四液晶单元40以旋转90度后的状态配置。另一方面，在以第三液晶单元30和第四液晶单元40为基准的情况下，第一液晶单元10和第二液晶单元20可以说以在90度的范围进行了旋转的状态配置。通过将多张具有相同电极图案的液晶单元相互重叠，并使其中一部分液晶单元旋转，能够对电极配置赋予变化，能够对穿过层叠的液晶单元的光的扩散赋予变化。以下说明其详细情况。

图3是说明液晶光控制元件102的构成的立体图，其示出设置于第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30以及第四液晶单元40各自中的电极的配置。需要说明的是，为了便于说明，图3中示出X轴、Y轴以及Z轴。在以下的说明中，X轴方向表示沿着X轴的方向，Y轴方向表示沿着Y轴的方向，Z轴方向表示沿着Z轴的方向。

第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30以及第四液晶单元40在Z轴方向上重叠配置。实际的液晶光控制元件102以各液晶单元密接的方式而配置，但图3中，为了便于说明，示出了各液晶单元展开的状态。

第一液晶单元10包括第一基板S11和第二基板S12、第一电极E11和第二电极E12、以及第一基板S11与第二基板S12之间的第一液晶层LC1。第一电极E11配置于第一基板S11与第一液晶层LC1之间，第二电极E12配置于第二基板S12与第一液晶层LC1之间。需要说明的是，如上所述，第一基板S11与第二基板S12相互对置，也可以将该对置面定义为内表面，将与内表面相反侧的面定义为外表面。该情况下，第一电极E11设置于第一基板的内表面，第二电极E12设置于第二基板的内表面。以下说明的第二液晶单元20、第三液晶单元30及第四液晶单元40也是同样的。

第一电极E11包括形成为带状的多个第一带状电极E11A和形成为带状的多个第二带状电极E11B，第二电极E12包括形成为带状的多个第三带状电极E12A和形成为带状的多个第四带状电极E12B。多个第一带状电极E11A和多个第二带状电极E11B以梳齿咬合的方式隔开地交替配置，多个第三带状电极E12A和多个第四带状电极E12B以梳齿咬合的方式交替配置。

多个第一带状电极E11A和多个第二带状电极E11B的长边方向配置于与Y轴方向平行的方向，多个第三带状电极E12A和多个第四带状电极E12B的长边方向配置于与X轴方向平行的方向。换言之，多个第一带状电极E11A和多个第二带状电极E11B与多个第三带状电极E12A和多个第四带状电极E12B配置为长边方向交叉。该交叉角优选为90±10度，更优选为90度(正交)。

第二液晶单元20包括第一基板S21和第二基板S22、第一电极E21和第二电极E22、以及第一基板S21与第二基板S22之间的第二液晶层LC2。第一电极E21配置于第一基板S21与第二液晶层LC2之间，第二电极E22配置于第二基板S22与第二液晶层LC2之间。

第一电极E21包括形成为带状的多个第一带状电极E21A和形成为带状的多个第二带状电极E21B，第二电极E22包括形成为带状的多个第三带状电极E22A和形成为带状的多个第四带状电极E22B。多个第一带状电极E21A和多个第二带状电极E21B以梳齿咬合的方式交替配置，多个第三带状电极E22A和多个第四带状电极E22B以梳齿咬合的方式交替配置。

多个第一带状电极E21A和多个第二带状电极E21B的长边方向配置于与Y轴方向平行的方向，多个第三带状电极E22A和多个第四带状电极E22B的长边方向配置于与X轴方向平行的方向。换言之，多个第一带状电极E21A和多个第二带状电极E21B与多个第三带状电极E22A和多个第四带状电极E22B配置为长边方向交叉。该交叉角优选为90±10度，更优选为90度(正交)。

第三液晶单元30包括第一基板S31和第二基板S32、第一电极E31和第二电极E32、以及第一基板S31与第二基板S32之间的第三液晶层LC3。第一电极E31配置于第一基板S31与第三液晶层LC3之间，第二电极E32配置于第二基板S32与第三液晶层LC3之间。

第一电极E31包括形成为带状的多个第一带状电极E31A和形成为带状的多个第二带状电极E31B，第二电极E32包括形成为带状的多个第三带状电极E32A和形成为带状的多个第四带状电极E32B。多个第一带状电极E31A和多个第二带状电极E31B以梳齿咬合的方式交替配置，多个第三带状电极E32A和多个第四带状电极E32B以梳齿咬合的方式交替配置。

多个第一带状电极E31A和多个第二带状电极E31B的长边方向配置于与X轴方向平行的方向，多个第三带状电极E32A和多个第四带状电极E32B的长边方向配置于与Y轴方向平行的方向。换言之，多个第一带状电极E31A和多个第二带状电极E31B与多个第三带状电极E32A和多个第四带状电极E32B配置为长边方向交叉。该交叉角优选为90±10度，更优选为90度(正交)。

第四液晶单元40包括第一基板S41和第二基板S42、第一电极E41和第二电极E42、以及第一基板S41与第二基板S42之间的第四液晶层LC4。第一电极E41配置于第一基板S41与第四液晶层LC4之间，第二电极E42配置于第二基板S42与第四液晶层LC4之间。

第一电极E41包括形成为带状的多个第一带状电极E41A和形成为带状的多个第二带状电极E41B，第二电极E42包括形成为带状的多个第三带状电极E42A和形成为带状的多个第四带状电极E42B。多个第一带状电极E41A和多个第二带状电极E41B以梳齿咬合的方式交替配置，多个第三带状电极E42A和多个第四带状电极E42B以梳齿咬合的方式交替配置。

多个第一带状电极E41A和多个第二带状电极E41B的长边方向配置于与X轴方向平行的方向，多个第三带状电极E42A和多个第四带状电极E42B的长边方向配置于与Y轴方向平行的方向。换言之，多个第一带状电极E41A和多个第二带状电极E41B与多个第三带状电极E42A和多个第四带状电极E42B配置为长边方向交叉。该交叉角优选为90±10度，更优选为90度(正交)。

如图3所示，在液晶光控制元件102中，第一液晶单元10的第一带状电极E11A和第二带状电极E11B的长边方向与第二液晶单元20的第一带状电极E21A和第二带状电极E21B的长边方向配置于相同的方向，第三液晶单元30的第一带状电极E31A和第二带状电极E31B的长边方向与第四液晶单元40的第一带状电极E41A和第二带状电极E41B的长边方向配置于相同的方向。

此外，第一液晶单元10的第一带状电极E11A和第二带状电极E11B以及第二液晶单元20的第一带状电极E21A和第二带状电极E21B的长边方向与第三液晶单元30的第一带状电极E31A和第二带状电极E31B以及第四液晶单元40的第一带状电极E41A和第二带状电极E41B的长边方向配置为交叉。该交叉角优选为90±10度，更优选为90度(正交)。

同样地，在液晶光控制元件102中，第一液晶单元10的第三带状电极E12A和第四带状电极E12B的长边方向与第二液晶单元20的第三带状电极E22A和第四带状电极E22B的长边方向配置于相同的方向，第三液晶单元30的第三带状电极E32A和第四带状电极E32B的长边方向与第四液晶单元40的第三带状电极E42A和第四带状电极E42B的长边方向配置于相同的方向。

此外，第一液晶单元10的第三带状电极E12A和第四带状电极E12B以及第二液晶单元20的第三带状电极E22A和第四带状电极E22B的长边方向与第三液晶单元30的第三带状电极E32A和第四带状电极E32B以及第四液晶单元40的第三带状电极E42A和第四带状电极E42B的长边方向配置为交叉。该交叉角优选为90±10度，更优选为90度(正交)。

这样，在本实施方式涉及的液晶光控制元件102中，第一液晶单元10和第二液晶单元20的第一电极E11、E21具有多个带状的图案排列而成的电极形状，其长边方向配置于与Y轴方向平行的方向。另外，第三液晶单元30和第四液晶单元40的第一电极E31、E41具有多个带状的图案排列而成的电极形状，其长边方向配置于与X轴方向平行的方向。此外，第一液晶单元10和第二液晶单元20的第一电极E11、E21的带状图案的长边方向与第三液晶单元30和第四液晶单元40的第一电极E31、E41的带状图案的长边方向配置为该长边方向交叉。此时的交叉角如上所述优选为90±10度的范围，更优选为正交(90度)。

设置于第一液晶单元10的第一电极E11和第二电极E12、设置于第二液晶单元20的第一电极E21和第二电极E22、设置于第三液晶单元30的第一电极E31和第二电极E32、以及设置于第四液晶单元40的第一电极E41和第二电极E42在俯视观察时具有大致相同的大小。虽然图3中未图示，但光源部106配置于第一液晶单元10的下方侧。从光源部106发射并入射至液晶光控制元件102的光穿过第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30以及第四液晶单元40中的全部而射出。

第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30以及第四液晶单元40具有实质上同样的构成，以下作为代表，对第一液晶单元10更具体地进行说明。

图4A示出第一基板S11的俯视图，图4B示出第二基板S12的俯视图。更具体而言，图4A示出第一基板S11的内表面的俯视图，图4B示出第二基板S12的内表面的俯视图。

如图4A所示，第一电极E11设置于第一基板S11。第一电极E11包括多个第一带状电极E11A和多个第二带状电极E11B。多个第一带状电极E11A和多个第二带状电极E11B具有带状的图案。如图4A所示，多个第一带状电极E11A和多个第二带状电极E11B以规定的间隔隔开且交替地配置。

多个第一带状电极E11A分别与第一供电线PL11连接，多个第二带状电极E11B分别与第二供电线PL12连接。第一供电线PL11与第一连接端子T11连接，第二供电线PL12与第二连接端子T12连接。第一连接端子T11和第二连接端子T12沿第一基板S11的端部的一边而设置。

第三连接端子T13与第一连接端子T11相邻设置，第四连接端子T14与第二连接端子T12相邻设置。第三连接端子T13与第五供电线PL15连接。第五供电线PL15与第一供电端子PT11连接。第一供电端子PT11设置于第一基板S11的面内的规定位置。第四连接端子T14与第六供电线PL16连接。第六供电线PL16与第二供电端子PT12连接。第二供电端子PT12设置于第一基板S11的面内的规定位置。

对与第一供电线PL11连接的多个第一带状电极E11A和与第二供电线PL12连接的多个第二带状电极E11B施加不同的电压或相同的电压。当对多个第一带状电极E11A和多个第二带状电极E11B分别施加不同电平的电压时，由于两电极间的电位差而产生电场(横向电场)。

如图4B所示，第二电极E12设置于第二基板S12。第二电极E12包括多个第三带状电极E12A和多个第四带状电极E12B。多个第三带状电极E12A和多个第四带状电极E12B具有带状的图案。如图4B所示，多个第三带状电极E12A和多个第四带状电极E12B以规定的间隔隔开且交替地配置。

多个第三带状电极E12A分别与第三供电线PL13连接，多个第四带状电极E12B分别与第四供电线PL14连接。第三供电线PL13与第三供电端子PT13连接，第四供电线PL14与第四供电端子PT14连接。第三供电端子PT13设置于与第一基板S11侧的第一供电端子PT11对应的位置，第四供电端子PT14设置于与第一基板S11侧的第二供电端子PT12对应的位置。

对与第三供电线PL13连接的多个第三带状电极E12A和与第四供电线PL14连接的多个第四带状电极E12B施加不同的电压或相同的电压。当对多个第三带状电极E12A和多个第四带状电极E12B分别施加不同电平的电压时，由于两电极间的电位差而产生电场(横向电场)。

设置于第一基板S11的第一连接端子T11、第二连接端子T12、第三连接端子T13以及第四连接端子T14与未图示的柔性布线基板连接。在第二基板S12侧未设置与柔性布线基板连接的端子，但通过导电性材料使第三供电端子PT13与第一供电端子PT11电连接，使第四供电端子PT14与第二供电端子PT12电连接。

图5示出与图4A和图4B所示的A1-A2线对应的第一液晶单元10的剖面结构。

第一液晶单元10具有能够使入射光偏振并扩散的有效区域AA。第一电极E11和第二电极E12配置于有效区域AA之中。第一基板S11和第二基板S12以第一电极E11与第二电极E12对置的方式而配置，并通过设置于有效区域AA外侧的密封材料SE粘接。第一液晶层LC1被夹在第一基板S11与第二基板S12之间，形成于被密封材料SE包围的区域。

第一基板S11侧的第一电极E11包括第一带状电极E11A和第二带状电极E11B，第二基板S12侧的第二电极E12包括第三带状电极E12A和第四带状电极E12B。图5示出第一带状电极E11A和第二带状电极E11B的长边方向与第三带状电极E12A和第四带状电极E12B的长边方向配置为交叉的形态。

第一取向膜AL11设置于第一基板S11，第二取向膜AL12设置于第二基板S12。第一取向膜AL11以将第一电极E11覆盖的方式而设置，第二取向膜AL12以将第二电极E12覆盖的方式而设置。

第一供电端子PT11和第三供电端子PT13配置于密封材料SE的外侧。第一供电端子PT11与第三供电端子PT13通过第一导电性部件CP11电连接。第一导电性部件CP11由导电性的膏材料形成，例如使用银膏、碳膏。需要说明的是，虽然图5中未示出，但第二供电端子PT12与第四供电端子PT14也同样通过导电性部件电连接。

第一基板S11和第二基板S12是具有透光性的基板，例如是玻璃基板、树脂基板。第一电极E11和第二电极E12是由铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)等透明导电材料形成的透明电极。供电线(第一供电线PL11、第二供电线PL12、第三供电线PL13、第四供电线PL14、第五供电线PL15、第六供电线PL16)、连接端子(第一连接端子T11、第二连接端子T12、第三连接端子T13、第四连接端子T14)以及供电端子(第一供电端子PT11、第二供电端子PT12、第三供电端子PT13、第四供电端子PT14)由铝、钛、钼、钨等金属材料形成。需要说明的是，供电线(第一供电线PL11、第二供电线PL12、第三供电线PL13、第四供电线PL14、第五供电线PL15、第六供电线PL16)也可以由与第一电极E11和第二电极E12相同的透明导电膜形成。第一取向膜AL1和第二取向膜AL2由具有与基板的主平面大致平行的取向限制力的水平取向膜形成。第一液晶层LC1例如使用扭曲向列型液晶(TN(Twisted Nematic：扭曲向列)液晶)。需要说明的是，虽然图5中未图示，但也可以在第一基板S11与第二基板S12之间设置用于将两基板的间隔保持为一定的间隔件。

接着，参照图6A至图8，对第一液晶单元10中的电光效应进行说明。需要说明的是，在图6A至图8中，仅图示了说明所需的构成。

图6A和图6B示出第一液晶单元10的局部的剖面示意结构。图6A示出了第一基板S11侧的第一取向膜AL11与第二基板S12侧的第二取向膜AL12的取向方向不同。具体而言，第一取向膜AL11的取向方向ALD1朝向纸面的法线方向，第二取向膜AL12的取向方向ALD2朝向纸面的左右方向。第一电极E11包括第一带状电极E11A和第二带状电极E11B，其长边方向配置为与取向方向ALD1正交。第二电极E12包括第三带状电极E12A和第四带状电极E12B，其长边方向配置为与取向方向ALD2正交。需要说明的是，作为第一取向膜AL1和第二取向膜AL2的取向处理，可以为摩擦处理，也可以为光取向处理。另外，第一取向膜AL1的取向方向ALD1与第一带状电极E11A和第二带状电极E11B交叉的角度、以及第二取向膜AL2的取向方向ALD2与第三带状电极E12A和第四带状电极E12B交叉的角度并不限定于正交，可以在90度±10度的范围内设定。

作为第一液晶层LC1，使用TN液晶。由于第一取向膜AL11的取向方向ALD1与第二取向膜AL12的取向方向ALD2正交，因此，第一液晶层LC1的液晶分子在未受到外部电场的作用的状态下从第一取向膜AL11至第二取向膜AL12以液晶分子的长轴方向扭转90度的方式取向。图6A示出未对第一带状电极E11A和第二带状电极E11B施加电压的状态，且示出液晶分子的长轴方向扭转90度取向的状态。具体而言，在第一取向膜AL11侧，液晶分子的长轴方向沿纸面的法线方向进行取向，在第二取向膜AL12侧，液晶分子的长轴方向沿纸面的左右方向进行取向。

需要说明的是，图6A示出第一液晶层LC1由正型的扭曲向列型液晶(TN液晶)形成、且液晶分子的长轴沿与取向膜的取向方向相同的方向进行取向的例子，但是，通过使取向膜的取向方向旋转90度，即、使各取向膜AL11、AL12的取向方向沿着第一基板S11的第一电极E11和第二基板S12的第二电极E12的延伸方向，从而能够使用负型的液晶。优选液晶中含有对液晶分子赋予扭曲的手性剂。

图6B示出第一带状电极E11A和第二带状电极E11B被固定为相同电位(例如接地电位)、对第三带状电极E12A施加了低电平的电压VL、对第四带状电极E12B施加了高电平的电压VH的状态。在该状态下，在第一基板S11侧未产生电场，在第三带状电极E12A与第四带状电极E12B之间产生横向的电场。如图6B所示，第二基板S12侧的液晶分子受到横向电场的影响而使取向方向发生变化。即，第二基板S12侧的液晶分子的取向变化为长轴方向朝向与电场的方向平行的方向。

对第三带状电极E12A和第四带状电极E12B施加的低电平的电压VL和高电平的电压VH的值被适当设定。例如，作为低电平的电压VL1，施加0V，作为高电平的电压VH1，施加5～30V的电压。对第三带状电极E12A和第四带状电极E12B施加低电平的电压VL和高电平的电压VH交替替换的电压。例如，如图6C所示，也可以以在两个电极间电压的电平同步地呈周期性变化的方式施加电压，使得在某一定期间中，对第三带状电极E12A施加低电平的电压VL、对第四带状电极E12B施加高电平的电压VH，在下一个一定期间中，对第三带状电极E12A施加高电平的电压VH，对第四带状电极E12B施加低电平的电压VL。

通过对第三带状电极E12A和第四带状电极E12B交替地施加低电平的电压VL和高电平的电压VH，能够产生交变电场，抑制第一液晶层LC1劣化。需要说明的是，对第三带状电极E12A和第四带状电极E12B施加的电压的频率只要是液晶分子能够追随电场的变化的频率即可，例如选择15～100Hz的范围的频率。需要说明的是，对第一带状电极E11A和第二带状电极E11B施加的电位也可以是上述低电平电压的电位与高电平电压的电位的中间电位。

图7A是第一液晶单元10的局部立体图，其示出了第一带状电极E11A和第二带状电极E11B、第一取向膜AL1、第三带状电极E12A和第四带状电极E12B、第二取向膜AL2、以及第一液晶层LC1。图7B和图7C示出第一液晶单元10的剖视示意图。图7B示出从图7A中所示的A侧观察图7A所示的第一液晶单元10时的剖视示意图，图7C示出从图7A所示的B侧观察时的剖视示意图。需要说明的是，图7B和图7C示出了第一取向膜AL11的取向方向ALD1与第二取向膜AL12的取向方向ALD2交叉。

如图7B和图7C所示，第一带状电极E11A和第二带状电极E11B按中心间距离W配置，第三带状电极E12A和第四带状电极E12B同样按中心间距离W配置。该中心间距离W相对于图7A所示的第一带状电极E11A的宽度a、从第一带状电极E11A的端部至第二带状电极E11B的端部为止的间隔b具有W＝a+b的关系。另外，第一带状电极E11A和第二带状电极E11B与第三带状电极E12A和第四带状电极E12B隔开，并以相互正交的状态相对配置。第一基板S11与第二基板S12按间隔D相对配置，间隔D实质上相当于第一液晶层LC1的厚度。实际上，在第一基板S11设置有第一带状电极E11A和第一取向膜AL11，在第二基板S12设置有第三带状电极E12A和第二取向膜AL12等，但这些电极和取向膜的厚度与间隔D的大小相比足够小，因此第一液晶层LC1的厚度能够视为与间隔D相同。

在第一液晶单元10中，优选间隔D具有与带状电极的中心间距离W相同或其以上的大小。即，优选间隔D具有中心间距离W的1倍以上的长度。例如，优选间隔D相对于带状电极的中心间距离W具有2倍以上的大小。在第一带状电极E11A的宽度为5μm、第一带状电极E11A和第二带状电极E11B的宽度a为5μm、从第一带状电极E11A的端部至第二带状电极E11B的端部为止的间隔b为5μm的情况下，带状电极的中心间距离W为10μm。相对于此，优选间隔D具有10μm以上的大小。

通过使带状电极的中心间距离W与上述间隔D具有这样的关系，能够抑制第一带状电极E11A和第二带状电极E11B侧的电场与第三带状电极E12A和第四带状电极E12B侧的电场相互干扰。即，如图7B和图7C所示，当通过在第三带状电极E12A与第四带状电极E12B之间生成的电场来控制位于其附近的液晶分子的取向时，能够不对位于第一带状电极E11A和第二带状电极E11B附近的液晶分子的取向造成影响。

顺便提及，已知液晶的折射率根据取向状态而变化。如图6A所示，在电场未作用于第一液晶层LC1的关断(OFF)状态下，液晶分子的长轴方向在基板的表面水平取向、且以从第一基板S11侧至第二基板S12侧扭转90度的状态进行取向。液晶层LC1在该取向状态下具有大致均匀的折射率分布。因此，入射至第一液晶单元10的光的第一偏振成分(PL1)和与第一偏振成分(PL1)正交的第二偏振成分(PL2)虽然受到液晶分子的初始取向的影响而发生旋光，但几乎不发生折射(或者散射)地透过第一液晶层LC1。在此，第一偏振成分(PL1)相当于自然光中的例如P偏振光，第二偏振成分(PL2)相当于例如S偏振光。

另一方面，如图6B所示，在对第三带状电极E12A和第四带状电极E12B施加电压而形成了电场的导通(ON)状态下，在第一液晶层LC1具有正的介电常数各向异性的情况下，液晶分子以长轴沿着电场的方式进行取向。其结果是，如图6B所示，形成液晶分子在第三带状电极E12A和第四带状电极E12B的上方大致垂直地立起的区域、在第三带状电极E12A与第四带状电极E12B之间沿着电场的分布倾斜地取向的区域、在远离第三带状电极E12A和第四带状电极E12B的区域中维持初始取向状态的区域。

如图6B所示，在第三带状电极E12A和第四带状电极E12B的电极间，液晶分子的长轴沿着电场的产生方向呈凸圆弧状地取向。即，如图6A和图6B所示，液晶分子的初始取向的方向与第三带状电极E12A与第四带状电极E12B之间产生的横向电场的方向相同，如图6B示意性所示，位于两个电极间的大致中央的液晶分子的取向方向几乎没有变化，但位于从中央部到各个电极侧的液晶分子按照电场的强度分布相对于第二基板S12的表面向法线方向倾斜(tilt)地取向。因此，在第三带状电极E12A与第四带状电极E12B之间，液晶分子呈圆弧状地取向。

如参照图7B和图7C所说明的，由于液晶层LC1的厚度足够厚，因此，即使在第二基板S12侧液晶分子的取向发生变化的情况下，第一基板S11侧的液晶分子也维持初始取向的状态。

液晶分子具有折射率各向异性Δn。因此，导通状态的第一液晶层LC1具有与液晶分子的取向状态相应的折射率分布或延迟分布。此处的延迟在将第一液晶层LC1的厚度设为d时用Δn·d表示。在导通状态下，第一偏振成分PL1在透过第一液晶层LC1时受到第一液晶层LC1的折射率分布的影响而扩散。由于在液晶层LC1形成圆弧状的介电常数分布，因此入射的光(与液晶分子的初始取向的方向平行的偏振成分)呈放射状地扩散。

图8示意性地示出第一偏振成分PL1和第二偏振成分PL2被液晶层扩散的现象。在此，为了说明而使用的X轴、Y轴、Z轴的各方向处于图8所示的关系。即，在图8中，X轴位于纸面的左右方向，Y轴位于纸面的法线方向，Z轴位于纸面的上下方向。

图8示出第一液晶单元10和第二液晶单元20层叠的状态，其示出了各个液晶单元的第一基板S11、S21、第二基板S12、S22、第一带状电极E11A、E21A、第二带状电极E11B、E21B、第一取向膜AL11、AL21、第二取向膜AL12、AL22、第一液晶层LC1、第二液晶层LC2。在此，省略了设置于第一液晶单元10与第二液晶单元20之间的第一透明粘接层TA1。

需要说明的是，第一液晶单元10的第一带状电极E11A和第二带状电极E11B、第二液晶单元20的第一带状电极E21A和第二带状电极E21B的长边方向配置于X轴方向，第一液晶单元10的第三带状电极E12A和第四带状电极E12B、第二液晶单元20的第三带状电极E22A和第四带状电极E22B的长边方向沿Y轴方向取向。另外，第一取向膜AL11、AL21的取向方向ALD1是与Y轴方向相同的方向，第二取向膜AL12、AL22的取向方向ALD2是与X轴方向相同的方向。因此，取向方向被取向膜限制的第一液晶层LC1和第二液晶层LC2的液晶分子在第一基板S11、S21侧以长轴朝向Y轴方向的方式取向，在第二基板S12、S22侧以长轴朝向X轴方向的方式取向。

图8示意性地示出包含第一偏振成分PL1和第二偏振成分PL2的光从第一液晶单元10侧射入至从第二液晶单元20射出为止的过程。在此，第一偏振成分PL1的偏振轴处于与X轴方向相同的方向，第二偏振成分PL2的偏振轴处于与Y轴方向相同的方向。换言之，第一偏振成分PL1的偏振轴处于与第一取向膜AL11、AL21的取向方向ALD1正交的方向，并处于与第二取向膜AL12、AL22的取向方向ALD2平行的方向，第二偏振成分PL2的偏振轴处于与第一取向膜AL11、AL21的取向方向ALD1平行的方向，并处于与第二取向膜AL12、AL22的取向方向ALD2正交的方向。

图8示出第一液晶单元10的第一带状电极E11A和第二带状电极E11B具有相同的电位(或者对两个带状电极施加相同的电压)、且对第三带状电极E12A和第四带状电极E12B中的一方施加了低电平的电压VL而对另一方施加了高电平的电压VH的状态。第二液晶单元20也是同样的，示出了第一带状电极E21A和第二带状电极E21B具有相同的电位(或者对两个带状电极施加相同的电压)、且对第三带状电极E22A和第四带状电极E22B中的一方施加了低电平的电压VL而对另一方施加了高电平的电压VH的状态。

由于通过第一液晶单元10的第三带状电极E12A和第四带状电极E12B生成的电场的作用，形成第一液晶层LC1的第二基板S12侧的液晶分子垂直立起的区域、沿着电场的分布倾斜地取向的区域、维持初始取向状态的区域等。同样地，由于通过第二液晶单元20的第三带状电极E22A和第四带状电极E22B生成的电场的作用，形成第二液晶层LC2的第二基板S22侧的液晶分子垂直立起的区域、沿着电场的分布倾斜地取向的区域、维持初始取向状态的区域等。另一方面，第一液晶单元10的第一基板S11侧的液晶分子和第二液晶单元20的第一基板S21侧的液晶分子维持初始取向的状态。

接着，对于第一偏振成分PL1和第二偏振成分PL2穿过这样的状态的第一液晶单元10和第二液晶单元20时从第一液晶层LC1和第二液晶层LC2受到的作用进行说明。

入射至第一液晶单元10的第一偏振成分PL1在第一液晶层LC1的作用下发生旋光，偏振轴从X轴方向向Y轴方向变化(也可以说第一偏振成分PL1变化为第二偏振成分PL2)。第一液晶层LC1在第二基板S12侧受到通过第三带状电极E12A和第四带状电极E12B形成的横向电场的影响，如参照图7C所说明的那样，液晶分子的长轴呈凸圆弧状地取向。但是，相对于从第一偏振成分PL1旋光为第二偏振成分PL2的偏振成分的偏振轴为Y轴方向，第二基板S12侧的液晶分子的取向方向为X轴方向，因此，该偏振成分不发生扩散地透过第一液晶层LC1。

通过透过第一液晶单元10使偏振轴发生90度旋光而成为第二偏振成分PL2的偏振成分在透过第二液晶单元20时受到第二液晶层LC2的作用，偏振轴的方向再次旋转90度而成为第一偏振成分PL1。在第二液晶单元20中，第二液晶层LC2的第二基板S22侧的液晶分子的长轴呈凸圆弧状地取向。由于第二液晶层LC2具有与液晶分子的取向状态相应的折射率分布，因此，与液晶分子的取向方向相同方向的偏振成分根据液晶分子的折射率分布的变化而向X轴方向扩散。即，从第二偏振成分PL2旋光为第一偏振成分PL1的偏振成分的偏振轴是X轴方向，第二基板S22侧的液晶分子的取向方向也是X轴方向，因此，该偏振成分在透过第二液晶层LC2时向X轴方向扩散。

另一方面，入射至第一液晶单元10的第二偏振成分PL2在第一液晶层LC1的作用下发生旋光，偏振轴从Y轴方向向X轴方向变化(也可以说第二偏振成分PL2变化为第一偏振成分PL1。)。第一液晶层LC1在第二基板S12侧受到通过第三带状电极E12A和第四带状电极E12B形成的横向电场的影响，液晶分子的长轴呈凸圆弧状地取向。由于第一液晶层LC1具有与液晶分子的取向状态相应的折射率分布，因此，与液晶分子的取向方向相同方向的偏振成分根据液晶分子的折射率分布的变化而向X轴方向扩散。即，从第二偏振成分PL2旋光为第一偏振成分PL1的偏振成分的偏振轴与第二基板S12侧的液晶分子的长轴的取向方向处于相同的X轴方向，因此，该偏振成分在透过第一液晶层LC1时在第二基板S12侧向X轴方向扩散。

通过透过第一液晶单元10使偏振轴发生90度旋光而从第二偏振成分PL2变化为第一偏振成分PL1的偏振成分在透过第二液晶单元20时受到第二液晶层LC2的作用，偏振轴的方向再次旋转90度而成为第二偏振成分PL2。在第二液晶单元20中，第二液晶层LC2的第二基板S22侧的液晶分子的长轴呈凸圆弧状地取向。通过第二液晶层LC2从第一偏振成分PL1旋光为第二偏振成分PL2的偏振成分的偏振轴是Y轴方向，第二基板S22侧的液晶分子的取向方向是X轴方向，因此，该偏振成分不扩散地透过第二液晶层LC2。

这样，第一偏振成分PL1在透过第一液晶单元10和第二液晶单元20时发生两次旋光，在第二基板S22侧向X轴方向扩散一次。第二偏振成分PL2在透过第一液晶单元10和第二液晶单元20时发生两次旋光，在第二基板S12侧向X轴方向扩散一次。换言之，第一偏振成分PL1和第二偏振成分PL2在第一基板S11、S21侧未扩散，在通过液晶层旋光后，在第二基板S12或者第二基板S22侧向X轴方向扩散。

这样，由于使各个偏振成分在通过液晶层旋光后扩散，从而能够减少旋光时的光损失。换言之，通过使各个偏振成分在旋光前不发生扩散，能够消除在扩散的状态下发生旋光，能够减少旋光时的光损失，抑制配光图案的形状紊乱。

由以上明确可知，使具有相同结构的两个液晶单元层叠，并使穿过该两个液晶单元的光的偏振方向变化两次，其结果是，能够使之成为入射前和出射后的偏振方向不变的状态。另一方面，通过在各个液晶单元的第二基板侧(与光入射侧相反的一侧)形成凸圆弧状的折射率分布，能够使透过的光扩散。具体而言，能够通过第一液晶单元10使第二偏振成分PL2的光在旋光后向X轴方向扩散，通过第二液晶单元20使第一偏振成分PL1的光在旋光后向X轴方向扩散。即，通过使第一液晶单元10和第二液晶单元20层叠，并在各液晶单元的第二基板侧(与光入射侧相反的一侧)的液晶层形成折射率分布，能够不改变光的偏振状态地使光扩散。

如上所述，通过使具有相同结构的两个液晶单元层叠，能够使入射光的偏振方向变化两次，使偏振方向在穿过两个液晶单元的前后不变。另一方面，通过在液晶层的与光入射侧相反一侧的基板上作用横向电场而形成折射率分布，能够使穿过的光向特定的方向折射。更具体而言，第一液晶单元10能够使第二偏振成分PL2的光在旋光后向X轴方向扩散，第二液晶单元20能够使第一偏振成分PL1的光在旋光后向X轴方向扩散。

这样，穿过第一液晶层LC1和第二液晶层LC2的入射光的第一偏振成分PL1被第二液晶层LC2扩散，第二偏振成分PL2被第一液晶层LC1扩散。另外，穿过第一液晶层LC1和第二液晶层LC2的入射光在第一液晶层LC1和第二液晶层LC2分别旋光90度。换言之，包含第一偏振成分PL1和第二偏振成分PL2的入射光在第一液晶单元10中第二偏振成分PL2被扩散，在第二液晶单元20中第一偏振成分PL1被扩散。即，通过将第一液晶单元10与第二液晶单元20重叠，能够单独地控制特定的偏振成分的扩散，能够控制从光源发射的光的配光。

需要说明的是，图3针对第一液晶单元10示出了第一电极E11和第二电极E12具有相同构成的带状电极的例子，但第一电极E11的构成并不限定于该例子。例如，如图9所示，第一电极E11也可以由与第一液晶层LC1的大致整面对应的平板状的电极(满面电极(solidelectrode))形成。对于第二液晶单元20、第三液晶单元30以及第四液晶单元40也是同样的。在本实施方式涉及的液晶光控制元件102中，由于未通过配置于光入射侧的第一电极形成凸圆弧状的折射率分布，因此即使第一电极由平板状的电极(满面电极)形成，也能够得到同样的作用效果。

顺便提及，已知光在不同介质的边界面会发生折射，但折射角根据光的波长而变化。在光入射至形成有折射率分布的液晶层的情况下，由于折射角按照每个波长而不同，因此，根据光源的种类、与照射的对象物的距离的不同，有时会在通过使光透过液晶光控制元件102而形成的配光图案的周边部分视觉确认到色乱。

针对此，如图3和图9所示，本实施方式涉及的液晶光控制元件102使四个液晶单元在光源的光路上相互重叠，并使四个液晶单元中的至少两个液晶单元相对于其他液晶单元旋转90度而配置，由此抑制色乱。即，本实施方式涉及的液晶光控制元件102不仅能够减少旋光时的光损失并抑制配光图案的紊乱，而且还能够抑制配光图案的色乱。

以下，将本发明的一实施方式涉及的液晶光控制元件102的构成和动作分为多个实施方式进行详细说明。

第一实施方式：

图10示出第一实施方式涉及的液晶光控制元件102的各液晶单元中的带状电极的配置和通过各液晶单元控制入射光的偏振状态及扩散的形态。在本实施方式中，第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30以及第四液晶单元40中的各电极的配置与图3所示的结构是同样的。

在液晶光控制元件102中，第一液晶单元10和第二液晶单元20的液晶的取向方向相同，第一电极E11、E21中的带状电极(E11A、E11B、E21A、E21B)的长边方向朝向相同的方向，与这些电极交叉的第二电极E12、E22中的带状电极(E12A、E12B、E22A、E22B)的长边方向朝向相同的方向。另外，第三液晶单元30和第四液晶单元40的液晶的取向方向相同，第一电极E31、E41中的带状电极(E31A、E31B、E41A、E41B)的长边方向朝向相同的方向，与这些电极交叉的第二电极E32、E42中的带状电极(E32A、E32B、E42A、E42B)的长边方向朝向相同的方向。此外，第一液晶单元10和第二液晶单元20中的第二电极E12、E22的带状电极(E12A、E12B、E22A、E22B)的长边方向与第三液晶单元30和第四液晶单元40中的第二电极E32、E42的带状电极(E32A、E32B、E42A、E42B)的长边方向以90的角度交叉。

另外，各液晶单元的第一电极(E11、E21、E31、E41)和第二电极(E12、E22、E32、E42)彼此的延伸方向正交。关于后述的图13、图14以及图15所示的实施方式也是同样的。需要说明的是，也可以采用使第三液晶单元30和第四液晶单元40相对于第一液晶单元10和第二液晶单元20以在90度±10度的范围内旋转后的状态层叠的构成。另外，也可以采用将各液晶单元的第一电极(E11、E21、E31、E41)和第二电极(E12、E22、E32、E42)的延伸方向在90度±10度的范围内设定的构成。

图10示出第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30以及第四液晶单元40中的电极的配置、取向膜的取向方向(箭头)、液晶分子的初始取向。液晶层由正型的液晶形成，在未向各液晶单元输入控制信号的初始状态下，液晶的长轴方向在与带状电极交叉的方向(正交的方向)上取向。即，第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30以及第四液晶单元40的第一基板S11、S21、S31、S41侧的取向膜(第一取向膜)的取向方向与具有带状图案的第一电极E11、E21、E31、E41的长边方向配置为交叉，第二基板S12、S22、S32、S42侧的取向膜(第二取向膜)的取向方向与具有带状图案的第二电极E12、E22、E32、E42的长边方向配置为交叉。

按照图10所示的配置，第一液晶单元10和第二液晶单元20的第一基板S11、S21侧的取向膜(未图示)的取向方向朝向与X轴方向平行的方向，第二基板S12、S22侧的取向膜(未图示)的取向方向朝向与Y轴方向平行的方向。因此，第一液晶单元10和第二液晶单元20的第一电极E11、E21的带状图案的长边方向朝向与Y轴方向平行的方向，第二电极E12、E22的带状图案的长边方向朝向与X轴方向平行的方向。另外，第三液晶单元30和第四液晶单元40的第一基板S31、S41侧的取向膜(未图示)的取向方向朝向与Y轴方向平行的方向，第二基板S32、S42侧的取向膜(未图示)的取向方向朝向与X轴方向平行的方向。因此，第三液晶单元30和第四液晶单元40的第一电极E31、E41的带状图案的长边方向朝向与X轴方向平行的方向，第二电极E32、E42的带状图案的长边方向朝向与Y轴方向平行的方向。需要说明的是，在本实施方式中，取向膜的取向方向按照X轴方向和Y轴方向的定义设定为相对于具有带状图案的电极的延伸方向为90度的方向，但也可以设定为90±10度的方向。

在以下的说明中，将与第一偏振成分PL1的偏振方向相同的方向设为Y轴方向，将与第二偏振成分PL2的偏振方向相同的方向设为X轴方向。另外，图10的表中所示的(扩散光1X)表示偏振成分在到达该位置为止向X轴方向扩散1度，(扩散光1X1Y)表示偏振成分在到达该位置为止向X轴方向扩散1度且也向Y轴方向扩散1度。对于图12至图15也是同样的。

图10用影线表示形成横向电场的电极。另外，在图10中插入有表，通过透过、旋光、扩散这样的术语表示包含第一偏振成分PL1和第二偏振成分PL2的光穿过各液晶单元的第一电极、液晶层、第二电极时的各个偏振成分的状态。在此，“透过”表示偏振成分未发生扩散、旋光等地原样穿过。另外，“旋光”表示偏振成分的偏振方向转变90度。另外，“扩散”表示该偏振成分受到液晶分子的折射率分布的影响而发生扩散。因此，在图表中，例如在第一电极处标有“透过”表示在液晶层的第一电极附近发生了上述“透过”的现象。另外，在液晶层处标有“旋光”表示偏振成分在液晶层中从第一基板侧去往第二基板侧的过程中使偏振方向转变了90度。

液晶光控制元件102从光入射侧起依次配置有第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30、第四液晶单元40。入射至液晶光控制元件102的光包含第一偏振成分PL1和与第一偏振成分PL1正交的第二偏振成分PL2。

如图10所示，第一液晶单元10的第二电极E12和第二液晶单元20的第二电极E22的长边方向配置于相同的方向，能够使第一偏振成分PL1向Y轴方向扩散。另外，第三液晶单元30的第二电极E32和第四液晶单元40的第二电极E42的长边方向配置于相同的方向，能够使第二偏振成分PL2向X轴方向扩散。

为了使液晶光控制元件102控制入射光的偏振状态和扩散状态，向各液晶单元输入控制信号。图11表示对各液晶单元的电极施加的控制信号的波形的一例。向各液晶单元输入图11所示的控制信号A、控制信号B、控制信号E中的任一信号。在控制信号A、B中，VL1意指低电平的电压，VH1意指高电平的电压。例如，VL1为0V或-15V的电压，VH1(相对于0V)为30V或(相对于-15V)为15V。控制信号A与控制信号B同步，当控制信号A处于VL1的电平时，控制信号B处于VH1的电平，当控制信号A变化为VH1的电平时，控制信号B变化为VL1的电平。控制信号A、B的周期为15～100Hz左右。另一方面，控制信号E是一定电压的信号，例如，控制信号E为VL1与VH1的中间电压，在VL1＝0V、VH1＝30V的情况下，VE＝15V，在VL1＝-15V、VH1＝+15V的情况下，VE＝0V。

液晶光控制装置100通过选择对液晶光控制元件102的各液晶单元施加的控制信号，能够将从光源部(106)发射的光的配光图案控制为各种图案。本实施方式示出通过液晶光控制元件102将从光源部(106)发射的光控制为四边形状的配光图案的一例。

表1示出对图10所示的液晶光控制元件102的各液晶单元施加的控制信号。需要说明的是，表1所示的控制信号A、B、E与图11所示的控制信号对应。

[表1]

如图10和表1所示，向液晶光控制元件102的各液晶单元输入控制信号。向第一液晶单元10的第一带状电极E11A和第二带状电极E11B输入控制信号E，向第三带状电极E12A输入控制信号A，向第四带状电极E12B输入控制信号B。如表1所示，对于第二液晶单元20、第三液晶单元30以及第四液晶单元40，也与第一液晶单元10同样地输入控制信号A、B、E。即，在图10所示的液晶光控制元件102中，对各液晶单元的第一电极施加控制信号E，对第二电极施加控制信号A、B，仅在第二基板侧产生横向电场。

在液晶光控制元件102动作时，向各液晶单元的各带状电极输入表1所示的控制信号。当对第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30以及第四液晶单元40输入表1所示的控制信号时，如图7C所示，各液晶单元的第二基板侧的液晶分子受到横向电场的影响而取向状态发生变化。

在图10中，若着眼于第一偏振成分PL1，则入射至第一液晶单元10的第一偏振成分PL1的偏振轴的方向处于与第一液晶层LC1的第一基板S11侧的液晶分子的长轴方向交叉的方向(正交的方向)。由于第一电极E11未产生横向电场，因此第一偏振成分PL1未扩散地原样朝向第二基板S12侧。另外，第一偏振成分PL1在第一液晶层LC1中从第一基板S11侧去往第二基板S12侧的过程中按照液晶分子的扭曲取向而旋光90度。由此，第一偏振成分PL1转变为第二偏振成分PL2。在第二基板S12侧，第二电极E12产生横向电场，但第二偏振成分PL2的偏振轴的方向位于与第二基板S12侧的液晶分子的长轴方向交叉的方向。因此，虽然第二基板S12侧的液晶分子由于通过第二电极E12产生的电场而折射率分布发生变化，但第二偏振成分PL2不受该影响而原样透过。即，第一偏振成分PL1在穿过第一液晶单元10的过程中转变为第二偏振成分PL2，另一方面，未发生扩散等地从第二基板S12侧射出。

然后，从第一液晶单元10射出的第二偏振成分PL2入射至第二液晶单元20。该第二偏振成分PL2的偏振轴的方向处于与第二液晶层LC2的第一基板S21侧的液晶分子的长轴方向平行的方向。但是，由于第一电极E21未产生横向电场，因此第二偏振成分PL2未扩散地原样去往第二基板S22侧。另外，第二偏振成分PL2在第二液晶层LC2中从第一基板S21侧去往第二基板S22侧的过程中按照液晶分子的扭曲取向而旋光90度。由此，第二偏振成分PL2转变为第一偏振成分PL1。在此，第一偏振成分PL1的偏振轴处于与第二基板S22侧的液晶分子的长轴方向平行的方向。第二基板S22侧的液晶分子由于通过第二电极E22产生的横向电场而折射率分布发生变化，因此，该第一偏振成分PL1向Y轴方向扩散，然后从第二液晶单元20射出。即，入射至第二液晶单元20的第二偏振成分PL2在穿过该第二液晶单元20的过程中转变为第一偏振成分PL1并向Y轴方向扩散。

这样，入射光中的第一偏振成分PL1到入射至第一液晶单元10并从第二液晶单元20射出为止，暂时转变为第二偏振成分PL2之后再次转变为第一偏振成分PL1，并且在第二液晶单元20中向Y轴方向扩散一次。

在第三液晶单元30中，第一电极E31的长边方向与第一液晶单元10的第一电极E11和第二液晶单元20的第一电极E 21以90度的角度交叉，第二电极E32的长边方向与第一液晶单元10的第二电极E12和第二液晶单元20的第二电极E22以90度的角度交叉。另外，第四液晶单元40也同样地，第一电极E41的长边方向与第一液晶单元10的第一电极E11和第二液晶单元20的第一电极E21以90度的角度交叉，第二电极E42的长边方向与第一液晶单元10的第二电极E12和第二液晶单元20的第二电极E22以90度的角度交叉。因此，在这些第三液晶单元和第四液晶单元中，针对各偏振成分，在第一液晶单元10和第二液晶单元20中产生的现象反转。需要说明的是，该交叉角度可以在90±10度的范围内设定。

当穿过第二液晶单元20并向Y轴方向扩散一次的第一偏振成分PL1(扩散光1Y)入射至第三液晶单元30时，该第一偏振成分PL1(扩散光1Y)的偏振轴的方向成为与第三液晶层LC3的第一基板S31侧的液晶分子的长轴方向平行的方向。但是，由于第一电极E31未产生横向电场，因此入射至第三液晶单元30的第一偏振成分PL1(扩散光1Y)不扩散，在第三液晶层LC3中从第一基板S31侧去往第二基板S32侧的过程中按照液晶分子的扭曲取向而旋光90度。由此，第一偏振成分PL1(扩散光1Y)转变为第二偏振成分PL2(扩散光1Y)。在此，第二偏振成分PL2(扩散光1Y)的偏振轴处于与第二基板S32侧的液晶分子的长轴方向平行的方向。第二基板S32侧的液晶分子由于通过第二电极E32产生的横向电场而折射率分布发生变化，因此，该第二偏振成分PL2(扩散光1Y)向X轴方向扩散，然后从第三液晶单元30射出。即，入射至第三液晶单元30的第一偏振成分PL1(扩散光1Y)在穿过该第三液晶单元30的过程中转变为第二偏振成分PL2并向X轴方向扩散(扩散光1X1Y)。

从第三液晶单元30射出并入射至第四液晶单元40的第二偏振成分PL2(扩散光1X1Y)的偏振轴的方向处于与第四液晶层LC4的第一基板S41侧的液晶分子的长轴方向交叉的方向。但是，由于第一电极E41未产生横向电场，因此，入射至第四液晶单元40的第二偏振成分PL2(扩散光1X1Y)不扩散，在第四液晶层LC4中从第一基板S41侧去往第二基板S42侧的过程中按照液晶分子的扭曲取向而旋光90度。由此，第二偏振成分PL2(扩散光1X1Y)转变为第一偏振成分PL1(扩散光1X1Y)。另外，第一偏振成分PL1(扩散光1X1Y)的偏振轴的方向处于与第二基板S42侧的液晶分子的长轴方向交叉的方向。因此，虽然第二基板S42侧的液晶分子由于通过第二电极E42产生的横向电场而折射率分布发生变化，但第一偏振成分PL1(扩散光1X1Y)不受其影响地原样透过。即，第二偏振成分PL2(扩散光1X1Y)在穿过第四液晶单元40的过程中转变为第一偏振成分PL1(扩散光1X1Y)，另一方面，未发生扩散等地从第四液晶单元40射出。

这样，入射至第三液晶单元30的第一偏振成分PL1(扩散光1Y)到从第四液晶单元40射出为止在第三液晶层LC3和第四液晶层LC4中分别旋光90度，并且在第三液晶单元30中向X轴方向扩散，作为第一偏振成分PL1(扩散光1X1Y)从第四液晶单元40射出。

因此，从光源射出的第一偏振成分PL1在入射至第一液晶单元10并从第四液晶单元40射出为止的期间，偏振轴以90度的角度旋光四次，向X轴方向扩散一次以及向Y轴方向扩散一次。

另一方面，入射至第一液晶单元10的第二偏振成分PL2的偏振成分的偏振轴的方向是与第一液晶层LC1的第一基板S11侧的液晶分子的长轴方向平行的方向。但是，由于第一电极E11未产生横向电场，因此第二偏振成分PL2未扩散地原样去往第二基板S12侧。另外，第二偏振成分PL2在第一液晶层LC1中从第一基板S11侧去往第二基板S12侧的过程中按照液晶分子的扭曲取向而旋光90度。由此，第二偏振成分PL2转变为第一偏振成分PL1。第一偏振成分PL1的偏振轴的方向处于与第二基板S12侧的液晶分子的长轴方向平行的方向。第二基板S12侧的液晶分子由于通过第二电极E12产生的电场而折射率分布发生变化，因此，由第一液晶层LC1转变后的第一偏振成分PL1由于通过第二基板S12侧的液晶分子形成的折射率分布而向Y轴方向扩散。即，入射至第一液晶单元10的第二偏振成分PL2在穿过第一液晶单元10的过程中转变为第一偏振成分PL1并向Y方向扩散(扩散光1Y)。

然后，从第一液晶单元10射出的第一偏振成分PL1(扩散光1Y)入射至第二液晶单元20。入射至第二液晶单元20的第一偏振成分PL1(扩散光1Y)的偏振轴的方向处于与第二液晶层LC2的第一基板S21侧的液晶分子的长轴方向交叉的方向(正交的方向)。但是，由于第一电极E21未产生横向电场，因此，第一偏振成分PL1(扩散光1Y)不扩散地原样去往第二基板S22侧。另外，第一偏振成分PL1(扩散光1Y)在第二液晶层LC2中从第一基板S21侧去往第二基板S22侧的过程中按照液晶分子的扭曲取向而旋光90度。由此，第一偏振成分PL1(扩散光1Y)转变为第二偏振成分PL2(扩散光1Y)。第二偏振成分PL2的偏振轴的方向处于与第二基板S22侧的液晶分子的长轴方向交叉的方向。因此，虽然第二基板S22侧的液晶分子由于通过第二电极E22产生的电场而折射率分布发生变化，但第二偏振成分PL2(扩散光1Y)不受其影响地原样透过。即，入射至第二液晶单元20的第一偏振成分PL1(扩散光1Y)在穿过第二液晶单元20的过程中转变为第二偏振成分PL2(扩散光1Y)，但不发生扩散地透过。

这样，入射光中的第二偏振成分PL2到入射至第一液晶单元10并从第二液晶单元20射出为止，暂时转变为第一偏振成分PL1后再次转变为第二偏振成分PL2，并且在第一液晶单元10中向Y轴方向扩散一次。

在第一液晶单元10和第二液晶单元20中分别旋光90度且在第一液晶单元10中向Y轴方向扩散一次的第二偏振成分PL2(扩散光1Y)入射至第三液晶单元30。入射至第三液晶单元30的第二偏振成分PL2(扩散光1Y)的偏振方向处于与第三液晶层LC3的第一基板S31侧的液晶分子的长轴方向交叉的方向(正交的方向)。由于第一电极E31未产生横向电场，因此，入射至第三液晶单元30的第二偏振成分PL2(扩散光1Y)不扩散，在第三液晶层LC3中从第一基板S31侧去往第二基板S32侧的过程中按照液晶分子的扭曲取向而旋光90度。由此，第二偏振成分PL2(扩散光1Y)转变为第一偏振成分PL1(扩散光1Y)。另外，第一偏振成分PL1(扩散光1Y)的偏振方向处于与第二基板S32侧的液晶分子的长轴方向交叉的方向。因此，虽然第二基板S32侧的液晶分子由于通过第二电极E32产生的电场而折射率分布发生变化，但第一偏振成分PL1(扩散光1Y)不受其影响地原样透过。即，入射至第三液晶单元30的第二偏振成分PL2(扩散光1Y)在穿过第三液晶单元30的过程中转变为第一偏振成分PL1(扩散光1Y)，但不发生扩散地透过。

当穿过第三液晶单元30、向Y方向扩散一次、并在第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30中分别旋光90度的第一偏振成分PL1(扩散光1Y)入射至第四液晶单元40时，该第一偏振成分PL1(扩散光1Y)的偏振方向成为与第四液晶层LC4的第一基板S41侧的液晶分子的长轴方向平行的方向。但是，由于第一电极E41未产生横向电场，因此，入射至第四液晶单元40的第一偏振成分PL1(扩散光1Y)不扩散，在第四液晶层LC4中从第一基板S41侧去往第二基板S42侧的过程中按照液晶分子的扭曲取向而旋光90度。由此，第一偏振成分PL1(扩散光1Y)再次转变为第二偏振成分PL2(扩散光1Y)。该第二偏振成分PL2(扩散光1Y)的偏振方向与第二基板S42侧的液晶分子的长轴方向平行。在此，由于第二基板S42侧的液晶分子因通过第二电极E42产生的横向电场而折射率分布发生变化，因此，该第二偏振成分PL2(扩散光1Y)受到该液晶分子的折射率分布的影响而向X轴方向扩散，并作为第二偏振成分(扩散光1X1Y)从第四液晶单元40射出。

这样，入射至第三液晶单元30的第二偏振成分PL2(扩散光1Y)到从第四液晶单元40射出为止暂时转变为第一偏振成分PL1(扩散光1Y)后再次转变为第二偏振成分PL2(扩散光1Y)，并且在第四液晶单元40中向X轴方向扩散一次，作为第二偏振成分PL2(扩散光1X1Y)射出。

因此，从光源射出的第二偏振成分PL2在入射至第一液晶单元10并从第四液晶单元40射出为止的期间，偏振轴以90度的角度旋光四次，向X轴方向扩散一次以及向Y轴方向扩散一次。

根据图10所示的液晶光控制元件102的动作，从光源部106射出的光的第一偏振成分PL1向X轴方向扩散一次以及向Y轴方向扩散一次，第二偏振成分PL2向X轴方向扩散一次以及向Y轴方向扩散一次，由此成形为四边形状的配光图案。由于第一偏振成分PL1和第二偏振成分PL2均在由液晶层旋光后向X轴方向和Y轴方向扩散，因此能够减少旋光时的光损失。换言之，通过使第一偏振成分PL1和第二偏振成分PL2在最开始旋光前不发生扩散，能够消除该过程中在扩散的状态下发生旋光，能够减少旋光时的光损失。由此，在通过液晶光控制元件102控制光源的配光图案时，能够抑制配光图案的形状紊乱。

另外，根据图10所示的构成的液晶光控制元件102，通过设置于不同的液晶单元且隔着液晶层配置于与光入射侧相反的一侧的电极使一个偏振成分向X轴方向和Y轴方向扩散，从而能够防止色乱。

图10所示的液晶光控制元件102的动作模式由于未通过各液晶单元的第一电极产生横向电场，因此，通过图9和图12所示的构成的液晶光控制元件也同样能够形成四边形状的配光图案。图9和图12示出各液晶单元的第一电极由平板状的电极(满面电极)形成时的例子。在图9和图12中，各液晶单元的液晶分子的取向方向、第二电极(E12、E22、E32、E42)的配置以及对第二电极施加的控制信号与图10所示的例子相同(参照图12)。

如插入图12中的表所示，透过第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30以及第四液晶单元40的第一偏振成分PL1和第二偏振成分PL2的转变与图10所示的实施方式相同，故省略详细的说明。如图12所示，即使将第一电极替换为平板状的电极(满面电极)，也能够使从光源部(106)射出的光的第一偏振成分PL1向X轴方向扩散一次以及向Y轴方向扩散一次，使第二偏振成分PL2向X轴方向扩散一次以及向Y轴方向扩散一次，能够形成四边形状的配光图案。

第二实施方式：

本实施方式示出能够将从光源部发射的光配光为十字形状的液晶光控制元件102的构成和动作的一例。图13示出本实施方式涉及的液晶光控制元件102的各液晶单元中的带状电极的配置和通过各液晶单元控制入射光的偏振状态及扩散的形态。图13所示的第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30以及第四液晶单元40中的带状电极的配置与第一实施方式是同样的。

表2示出在图13所示的液晶光控制元件102中对各液晶单元施加的控制信号。需要说明的是，表2所示的控制信号A、B、E与图11所示的控制信号对应。

[表2]

如图13和表2所示，向液晶光控制元件102的各液晶单元输入控制信号。向第一液晶单元10的第一带状电极E11A和第二带状电极E11B输入控制信号E，向第三带状电极E12A输入控制信号A，向第四带状电极E12B输入控制信号B。如表2所示，第三液晶单元30也与第一液晶单元10同样地被输入控制信号。不过，第三液晶单元30的带状电极的长边方向的朝向、取向膜的取向方向以及液晶分子的长轴方向的取向与第一液晶单元10不同。向第二液晶单元20的第一带状电极E21A输入控制信号A，向第二带状电极E21B输入控制信号B，向第三带状电极E22A和第四带状电极E22B输入控制信号E。如表2所示，第四液晶单元40也与第二液晶单元20同样地被输入控制信号。不过，第四液晶单元40的带状电极的长边方向的朝向、取向膜的取向方向以及液晶分子的长轴方向的取向与第一液晶单元10不同。这样，图13所示的液晶光控制元件102具有在第一液晶单元10和第三液晶单元30中于第二基板S12、S32侧产生横向电场、在第二液晶单元20和第四液晶单元40中于第一基板S21、S41侧产生横向电场的构成。

在液晶光控制元件102动作时，向各液晶单元的各带状电极输入表2所示的控制信号。若表2所示的控制信号被输入各液晶单元，则在第一液晶单元10和第三液晶单元30中于第二基板S12、S32侧产生横向电场，在第二液晶单元20和第四液晶单元40中于第一基板S21、S41侧产生横向电场，液晶分子受到横向电场的影响而使取向状态发生变化。

若在图13中着眼于第一偏振成分PL1，则第一偏振成分PL1与第一实施方式同样地在穿过第一液晶单元10的过程中转变为第二偏振成分PL2，不发生扩散地从第二基板S12侧射出。

然后，从第一液晶单元10射出的第二偏振成分PL2入射至第二液晶单元20。该第二偏振成分PL2的偏振轴的方向处于与第二液晶层LC2的第一基板S21侧的液晶分子的长轴方向平行的方向。由于第一基板S21侧的液晶分子因通过第一电极E21产生的横向电场而折射率分布发生变化，因此该第二偏振成分PL2向X轴方向扩散。另外，第二偏振成分PL2在第二液晶层LC2中从第一基板S21侧去往第二基板S22侧的过程中按照液晶分子的扭曲取向而旋光90度。由此，向X轴方向扩散后的第二偏振成分PL2(扩散光1X)转变为第一偏振成分PL1。由于第二电极E22未产生横向电场，因此第一偏振成分PL1(扩散光1X)未扩散地原样透过第二基板S22而从第二液晶单元20射出。即，入射至第二液晶单元20的第二偏振成分PL2在穿过该第二液晶单元20的过程中向X轴方向扩散，转变为第一偏振成分PL1(扩散光1X)并射出。

这样，入射光中的第一偏振成分PL1到入射至第一液晶单元10并从第二液晶单元20射出为止，暂时转变为第二偏振成分PL2后再次转变为第一偏振成分PL1，并且在第二液晶单元20中向X轴方向扩散一次。

与第一实施方式同样地，在第三液晶单元30中，第一电极E31的长边方向与第一液晶单元10的第一电极E11和第二液晶单元20的第一电极E21以90度的角度交叉，第二电极E32的长边方向与第一液晶单元10的第二电极E12和第二液晶单元20的第二电极E22以90度的角度交叉。另外，第四液晶单元40也同样地，第一电极E41的长边方向与第一液晶单元10的第一电极E11和第二液晶单元20的第一电极E21以90度的角度交叉，第二电极E42的长边方向与第一液晶单元10的第二电极E12和第二液晶单元20的第二电极E22以90度的角度交叉。因此，在第三液晶单元和第四液晶单元中，针对各偏振成分，在第一液晶单元10和第二液晶单元20中产生的现象反转。需要说明的是，该交叉角度可以在90±10度的范围内设定。

当穿过第二液晶单元20并向X轴方向扩散一次的第一偏振成分PL1(扩散光1X)入射至第三液晶单元30时，该第一偏振成分PL1(扩散光1X)的偏振轴的方向成为与第三液晶层LC3的第一基板S31侧的液晶分子的长轴方向平行的方向。但是，由于第一电极E31未产生横向电场，因此入射至第三液晶单元30的第一偏振成分PL1(扩散光1X)不扩散，在第三液晶层LC3中从第一基板S31侧去往第二基板S32侧的过程中按照液晶分子的扭曲取向而旋光90度。由此，第一偏振成分PL1(扩散光1X)转变为第二偏振成分PL2(扩散光1X)。在此，第二偏振成分PL2(扩散光1X)的偏振轴处于与第二基板S32侧的液晶分子的长轴方向平行的方向。由于第二基板S32侧的液晶分子因通过第二电极E32产生的横向电场而折射率分布发生变化，因此，该第二偏振成分PL2(扩散光1X)向X轴方向扩散，然后从第三液晶单元30射出。即，入射至第三液晶单元30的第一偏振成分PL1(扩散光1X)在穿过该第三液晶单元30的过程中转变为第二偏振成分PL2(扩散光1X)并进一步向X轴方向扩散。

在第四液晶单元40中，第一电极E41产生横向电场，第一基板S41侧的液晶分子因通过第一电极E41产生的横向电场而折射率分布发生变化。但是，入射至第四液晶单元40的第二偏振成分PL2(扩散光2X)的偏振轴的方向处于与第四液晶层LC4的第一基板S41侧的液晶分子的长轴方向交叉的方向，因此不扩散，在第四液晶层LC4中从第一基板S41侧去往第二基板S42侧的过程中按照液晶分子的扭曲取向而旋光90度。由此，第二偏振成分PL2(扩散光2X)转变为第一偏振成分PL1(扩散光2X)。由于第二电极E42未产生横向电场，因此第一偏振成分PL1(扩散光2X)未扩散地原样透过第二基板S42并从第四液晶单元40射出。即，入射至第四液晶单元40的第二偏振成分PL2(扩散光2X)在穿过该第四液晶单元40的过程中不发生扩散，转变为第一偏振成分PL1(扩散光2X)并射出。

这样，入射至第三液晶单元30的第一偏振成分PL1(扩散光1X)到从第四液晶单元40射出为止，在第三液晶层LC3和第四液晶层LC4中分别旋光90度，并且在第三液晶单元30中向X轴方向扩散，作为第一偏振成分PL1(扩散光2X)从第四液晶单元40射出。

因此，从光源射出的第一偏振成分PL1在入射至第一液晶单元10并从第四液晶单元40射出为止的期间，偏振轴以90度的角度旋光四次，并向X轴方向扩散两次。

接着，若在图13中着眼于第二偏振成分PL2，则第二偏振成分PL2与第一实施方式同样地在穿过第一液晶单元10的过程中转变为第一偏振成分PL1，在第二基板S12侧向Y轴方向扩散并从第二基板S12侧射出。

在第二液晶单元20中，第一电极E21产生横向电场，第一基板S21侧的液晶分子因通过第一电极E21产生的横向电场而折射率分布发生变化。但是，入射至第二液晶单元20的第一偏振成分PL1(扩散光1Y)的偏振轴的方向处于与第二液晶层LC2的第一基板S21侧的液晶分子的长轴方向交叉的方向(正交的方向)，因此不扩散，在第二液晶层LC2中从第一基板S21侧去往第二基板S22侧的过程中按照液晶分子的扭曲取向而旋光90度。由此，第一偏振成分PL1(扩散光1Y)转变为第二偏振成分PL2(扩散光1Y)。由于第二电极E22未产生横向电场，因此第二偏振成分PL2(扩散光1Y)未扩散地原样透过第二基板S22并从第二液晶单元20射出。即，入射至第二液晶单元20的第一偏振成分PL1(扩散光1Y)在穿过该第二液晶单元20的过程中不发生扩散，转变为第二偏振成分PL2(扩散光1Y)并射出。

这样，入射光中的第二偏振成分PL2到入射至第一液晶单元10并从第二液晶单元20射出为止，暂时转变为第一偏振成分PL1并向Y轴方向扩散一次，在第二液晶单元20中再次转变为第二偏振成分PL2(扩散光1Y)。

在第一液晶单元10和第二液晶单元20中分别旋光90度且在第一液晶单元10中向Y轴方向扩散一次的第二偏振成分PL2(扩散光1Y)入射至第三液晶单元30。入射至第三液晶单元30的第二偏振成分PL2(扩散光1Y)的偏振方向处于与第三液晶层LC3的第一基板S31侧的液晶分子的长轴方向交叉的方向(正交的方向)。由于第一电极E31未产生横向电场，因此，入射至第三液晶单元30的第二偏振成分PL2(扩散光1Y)不扩散，在第三液晶层LC3中从第一基板S31侧去往第二基板S32侧的过程中按照液晶分子的扭曲取向而旋光90度。由此，第二偏振成分PL2(扩散光1Y)转变为第一偏振成分PL1(扩散光1Y)。另外，第一偏振成分PL1(扩散光1Y)的偏振方向处于与第二基板S32侧的液晶分子的长轴方向交叉的方向。因此，虽然第二基板S32侧的液晶分子因通过第二电极E32产生的电场而折射率分布发生变化，但第一偏振成分PL1(扩散光1Y)不受其影响地原样透过。即，入射至第三液晶单元30的第二偏振成分PL2(扩散光1Y)在穿过第三液晶单元30的过程中转变为第一偏振成分PL1(扩散光1Y)，但不发生扩散地透过。

当透过第三液晶单元30、向Y方向扩散一次、且在第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30中分别旋光90度的第一偏振成分PL1(扩散光1Y)入射至第四液晶单元40时，该第一偏振成分PL1(扩散光1Y)的偏振方向成为与第四液晶层LC4的第一基板S41侧的液晶分子的长轴方向平行的方向。由于第一基板S41侧的液晶分子因通过第一电极E41产生的横向电场而折射率分布发生变化，因此该第一偏振成分PL1(扩散光1Y)向Y轴方向扩散。另外，第一偏振成分PL1(扩散光1Y)在第四液晶层LC4中从第一基板S41侧去往第二基板S42侧的过程中按照液晶分子的扭曲取向而旋光90度。由此，向Y轴方向扩散后的第一偏振成分PL1(扩散光2Y)转变为第二偏振成分PL2(扩散光2Y)并从第四液晶单元40射出。

这样，入射至第三液晶单元30的第二偏振成分PL2(扩散光1Y)到从第四液晶单元40射出之前，暂时转变为第一偏振成分PL1(扩散光1Y)后在第四液晶单元40中向Y轴方向扩散一次，并再次转变为第二偏振成分PL2(扩散光2Y)而射出。

因此，从光源射出的第二偏振成分PL2在入射至第一液晶单元10并从第四液晶单元40射出为止的期间，偏振轴以90度的角度旋光四次，并向Y轴方向扩散两次。

根据图13所示的液晶光控制元件102，从光源部106射出的光的第一偏振成分PL1向X轴方向扩散两次，第二偏振成分PL2向Y轴方向扩散两次，由此成形为十字形状的配光图案。两个偏振成分中的第二偏振成分PL2在由液晶层旋光后向Y轴方向扩散，因此能够减少旋光时的光损失。换言之，通过使第二偏振成分PL2在旋光前不发生扩散，能够消除在扩散的状态下发生旋光，能够减少旋光时的光损失。由此，在通过液晶光控制元件102控制光源的配光图案时，能够抑制配光图案的形状紊乱。

另外，根据图13所示的构成的液晶光控制元件102，通过设置于不同的液晶单元且隔着液晶层配置于与光入射侧相反一侧的电极使一个偏振成分向X轴方向或Y轴方向扩散，从而能够防止色乱。

第三实施方式：

本实施方式示出液晶光控制元件102的第三构成例。图14示出本实施方式涉及的液晶光控制元件102的各液晶单元中的带状电极的配置。图14所示的第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30以及第四液晶单元40中的带状电极的配置与第一实施方式是同样的，但在第二液晶单元20的第二液晶层LC2N和第四液晶单元40的第四液晶层LC4N使用负型液晶这一点上不同。

通过多个液晶单元中的至少一个液晶单元使用负型液晶，其他液晶单元使用正型液晶，也能够控制从光源部发射的光的配光图案。需要说明的是，在本实施方式中，第一液晶单元10的第一电极E11、第二液晶单元20的第一电极E21、第三液晶单元30的第一电极E31以及第四液晶单元40的第一电极E41能够替换为第一实施方式中图12所示的平板状的电极(满面电极)。

第四实施方式：

本实施方式示出液晶光控制元件102的第四构成例。图15示出本实施方式涉及的液晶光控制元件102的各液晶单元中的带状电极的配置。图15所示的第一液晶单元10、第二液晶单元20、第三液晶单元30以及第四液晶单元40中的带状电极的配置与第一实施方式是同样的，但第二液晶单元20的取向膜(未图示)的取向方向和第四液晶单元40的取向膜(未图示)的取向方向与第一液晶单元10和第三液晶单元30不同。即，第一液晶单元10和第三液晶单元30的取向膜(未图示)的取向方向是与带状电极的长边方向交叉的方向，相对于此，第二液晶单元20和第四液晶单元40的取向膜(未图示)的取向方向朝向与带状电极的长边方向相同的方向。即，如图15示意性所示，第一液晶单元10和第三液晶单元30的液晶层的液晶分子的长轴在与第一电极E11、E31以及第二电极E12、E32的长边方向交叉的方向上取向，相对于此，第二液晶单元20和第四液晶单元40的液晶层的液晶分子的长轴在与第一电极E21、E41以及第二电极E22、E42的长边方向平行的方向上取向，在这一点上与第一实施方式不同。

按照图15所示的配置，第一液晶单元10和第四液晶单元40的第一基板S11、S41侧的取向膜(未图示)的取向方向朝向与X轴方向平行的方向，第二基板S12、S42侧的取向膜(未图示)的取向方向朝向与Y轴方向平行的方向。第一液晶单元10的第一电极E11的带状图案的长边方向朝向与Y轴方向平行的方向，第二电极E12的带状图案的长边方向朝向与X轴方向平行的方向，第四液晶单元40的第一电极E41的带状图案的长边方向朝向与X轴方向平行的方向，第二电极E42的带状图案的长边方向朝向与Y轴方向平行的方向。

另外，第二液晶单元20和第三液晶单元30的第一基板S21、S31侧的取向膜(未图示)的取向方向朝向与Y轴方向平行的方向，第二基板S22、S32侧的取向膜(未图示)的取向方向朝向与X轴方向平行的方向。而且，第二液晶单元20的第一电极E21的带状图案的长边方向朝向与Y轴方向平行的方向，第二电极E22的带状图案的长边方向朝向与X轴方向平行的方向，第三液晶单元30的第一电极E31的带状图案的长边方向朝向与X轴方向平行的方向，第二电极E32的带状图案的长边方向朝向与Y轴方向平行的方向。需要说明的是，在本实施方式中，取向膜的取向方向按照X轴方向和Y轴方向的定义设定为相对于具有带状图案的电极的延伸方向为90度的方向，但也可以设定为90±10度的方向。

表3示出在图15所示的液晶光控制元件102中对各液晶单元施加的控制信号的一例。需要说明的是，表3所示的控制信号A、B、E与图11所示的控制信号对应。另外，表3中取向方向标注为交叉或平行与上述液晶分子的取向对应。

[表3]

如图15和表3所示，与第一实施方式同样地向液晶光控制元件102的各液晶单元输入控制信号。在液晶光控制元件102动作时，向各液晶单元的各带状电极输入表3所示的控制信号。

需要说明的是，在本实施方式中，第一液晶单元10的第一电极E11、第二液晶单元20的第一电极E21、第三液晶单元30的第一电极E31以及第四液晶单元40的第一电极E41能够替换为第一实施方式中图12所示的平板状的电极(满面电极)。

第五实施方式：

在第一实施方式所示的液晶光控制元件102中，也可以仅使第一液晶单元10的第一电极E11为图9所示那样的平板状的电极(满面电极)。图16示出使第一实施方式所示的液晶光控制元件102的第一电极E11为平板状电极E11的构成。作为这样的电极构成，也能够进行与第一实施方式所示的液晶光控制元件102同样的动作。需要说明的是，并不限于该构成，也可以采用使第一液晶单元至第四液晶单元中的任一个或多个的第一基板侧的电极为上述平板状电极的构成。

第六实施方式：

本实施方式示出第一实施方式所示的液晶光控制元件和第二实施方式所示的液晶光控制元件的取向形状。

图17A示出通过第一实施方式所示的液晶光控制元件得到的取向形状。如图17A所示，根据第一实施方式所示的液晶光控制元件及其驱动条件，能够得到正方形的取向形状。

图17B示出参考例1。参考例1示出液晶单元的电极配置与第一实施方式所示的液晶光控制元件相同但驱动条件不同、以对各液晶单元的第一电极一侧施加电压、并在第二电极一侧不产生横向电场的条件进行驱动后的结果。如图17B所示，在参考例1的情况下也得到了接近于正方形的取向形状，但与图17A所示的结果相比较可知，轮廓发生变形。

图18A示出通过第二实施方式所示的液晶光控制元件得到的取向形状。如图18A所示，根据第一实施方式所示的液晶光控制元件及其驱动条件，能够得到十字形状的取向形状。

图18B示出参考例2。参考例2示出液晶单元的电极配置与第二实施方式所示的液晶光控制元件相比驱动条件相反、并在第一液晶单元10的第一电极E11、第二液晶单元20的第二电极E22、第三液晶单元30的第一电极E31、第四液晶单元40的第二电极E42产生横向电场的情况。如图18B所示，在参考例1的情况下也得到了接近于十字形状的取向形状，但与图18A的结果相比较可知，第二实施方式所示的取向形状的十字形状更尖锐。

由图17A和图17B、图18A和图18B的结果明确可知，在一个液晶单元中仅在单侧的电极(第一基板侧或第二基板侧的电极)产生横向电场的情况下，如第一实施方式和第二实施方式所示，在光源部一侧的液晶单元中，通过与光入射侧相反一侧的电极(第二基板的第二电极)进行扩散可得到更尖锐的取向形状。

即，如上述本实施方式所示，通过至少使入射至第一液晶元件10的光在旋光前不发生扩散，能够防止在扩散的状态下发生旋光，能够减少旋光时的光损失，抑制配光图案的形状紊乱。

附图标记说明

10：第一液晶单元、20：第二液晶单元、30：第三液晶单元、40：第四液晶单元、100：液晶光控制装置、102：液晶光控制元件、104：电路基板、106：光源部、S11、S21、S31、S41：第一基板、S12、S22、S32、S42：第二基板、F1：第一柔性布线基板、F2：第二柔性布线基板、F3：第三柔性布线基板、F4：第四柔性布线基板、TA1：第一透明粘接层、TA2：第二透明粘接层、TA3：第三透明粘接层、LC1：第一液晶层、LC2：第二液晶层、LC3：第三液晶层、LC4：第四液晶层、E11、E21、E31、E41：第一电极、E11A、E21A、E31A、E41A：第一带状电极、E11B、E21B、E31B、E41B：第二带状电极、E12、E22、E32、E42：第二电极、E12A、E22A、E32A、E42A：第三带状电极、E12B、E22B、E32B、E42B：第四带状电极、PL11：第一供电线、PL12：第二供电线、PL13：第三供电线、PL14：第四供电线、PL15：第五供电线、PL16：第六供电线、T11：第一连接端子、T12：第二连接端子、T13：第三连接端子、T14：第四连接端子、PT11：第一供电端子、PT12：第二供电端子、PT13：第三供电端子、PT14：第四供电端子、AL11：第一取向膜、AL12：第二取向膜、SE：密封材料、CP11：第一导电性部件。

Claims (10)

1.一种液晶光控制装置，其特征在于，包括：

第一液晶单元；

第二液晶单元，与所述第一液晶单元重叠；

第三液晶单元，与所述第二液晶单元重叠；以及

第四液晶单元，与所述第三液晶单元重叠，

所述第一液晶单元、所述第二液晶单元、所述第三液晶单元以及所述第四液晶单元各自包括：

第一基板，具有第一取向膜；

第二基板，具有包含带状的图案的电极和第二取向膜；以及

所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层，

所述第一取向膜的取向方向与所述第二取向膜的取向方向设置为交叉，

包含所述带状的图案的电极的所述带状的图案的长边方向配置于与所述第二取向膜的取向方向交叉的方向，包含所述带状的图案的电极在与所述第二取向膜的取向方向相同的方向上产生横向电场。

2.根据权利要求1所述的液晶光控制装置，其中，

所述第一液晶单元和所述第二液晶单元各自的包含所述带状的图案的电极的所述带状的图案的长边方向配置于第一方向，

所述第三液晶单元和所述第四液晶单元各自的包含所述带状的图案的电极的所述带状的图案的长边方向配置于与所述第一方向交叉的第二方向，

所述第一方向与所述第一取向膜的取向方向交叉，所述第二方向与所述第二取向膜的取向方向交叉。

3.根据权利要求1所述的液晶光控制装置，其中，

包含所述带状的图案的电极包括：

具有所述带状的图案的至少一个第一带状电极；以及

具有所述带状的图案的至少一个第二带状电极，

所述至少一个第一带状电极和所述至少一个第二带状电极隔开且交替地配置。

4.根据权利要求3所述的液晶光控制装置，其中，

在所述第一带状电极与所述第二带状电极之间产生横向电场。

5.根据权利要求1所述的液晶光控制装置，其中，

所述液晶层为扭曲向列型液晶。

6.根据权利要求1所述的液晶光控制装置，其中，

在所述第一基板具有平板状电极。

7.一种液晶光控制装置，其特征在于，包括：

第一液晶单元；

第二液晶单元，与所述第一液晶单元重叠；

第三液晶单元，与所述第二液晶单元重叠；以及

第四液晶单元，与所述第三液晶单元重叠，

所述第一液晶单元、所述第二液晶单元、所述第三液晶单元以及所述第四液晶单元各自包括：

第一基板，具有包含带状的图案的第一电极和第一取向膜；

第二基板，具有包含带状的图案的第二电极和第二取向膜；以及

所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层，

所述第一取向膜的取向方向与所述第二取向膜的取向方向设置为交叉，

所述第一电极的所述带状的图案的长边方向与所述第二电极的所述带状的图案的长边方向配置为交叉，

所述第二电极的所述带状的图案的长边方向配置于与所述第二取向膜的取向方向交叉的方向，

在所述第一液晶单元和所述第三液晶单元中，所述第二电极在与所述第二取向膜的取向方向相同的方向上产生横向电场，

在所述第二液晶单元和所述第四液晶单元中，所述第一电极在与所述第一取向膜的取向方向相同的方向上产生横向电场。

8.根据权利要求7所述的液晶光控制装置，其中，

所述第一液晶单元的所述第二取向膜的取向方向与所述第三液晶单元的所述第二取向膜的取向方向交叉，

所述第二液晶单元的所述第一取向膜的取向方向与所述第四液晶单元的所述第一取向膜的取向方向交叉。

9.根据权利要求7或8所述的液晶光控制装置，其中，

所述第一电极包括：

具有所述带状的图案的至少一个第一带状电极；以及

具有所述带状的图案的至少一个第二带状电极，

所述至少一个第一带状电极和所述至少一个第二带状电极隔开且交替地配置，

所述第二电极包括：

具有所述带状的图案的至少一个第三带状电极；以及

具有所述带状的图案的至少一个第四带状电极，

所述至少一个第三带状电极和所述至少一个第四带状电极隔开且交替地配置。

10.根据权利要求7所述的液晶光控制装置，其中，

所述液晶层为扭曲向列型液晶。