CN118140173A - 光学元件 - Google Patents
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Abstract
光学元件的多个液晶单元分别包含：第一基板，设有第一透明电极、第二透明电极以及第一取向膜；第二基板，设有第三透明电极、第四透明电极以及第二取向膜；以及第一基板与第二基板之间的液晶层，多个液晶单元的第一液晶单元包含：第一透明电极以及第二透明电极，在第一方向上延伸；第三透明电极以及第四透明电极，在与第一方向交叉的第二方向上延伸；第一取向膜，在不对第一透明电极以及第二透明电极施加电压的状态下，使液晶层的液晶分子朝向第二方向取向；以及第二取向膜，在不对第三透明电极以及第四透明电极施加电压的状态下，使液晶层的液晶分子在第二方向上取向。
Description
技术领域
本发明的一个实施方式涉及对从光源射出的光的配光进行控制的光学元件。
背景技术
以往，已知有通过调整对液晶施加的电压而利用液晶的折射率发生变化这一情况的光学元件、即所谓的液晶透镜(例如，参照专利文献1、专利文献2或专利文献3)。例如，专利文献1以及专利文献2所记载的照明装置利用液晶透镜，将来自光源的光配光为圆形状。另外，在专利文献3所记载的光束成形设备中，通过改变对液晶施加的电极的图案而使光的配光的形状发生变化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-317879号公报
专利文献2：日本特开2010-230887号公报
专利文献3：日本特开2014-160277号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
例如，层叠有具有透镜功能的液晶单元的光学元件能够通过其透镜功能使从光源入射的光的形状发生变化而射出。然而，伴随着使光的形状发生变化，出射光有可能产生颜色不均。特别是，在使来自光源的光的形状大幅地发生变化的光学元件中，在将该光学元件的透过光照射到墙壁等的情况下，认为该照射光的轮廓附近的着色明显。
本发明的一个实施方式鉴于上述问题，其目的之一在于提供一种抑制了配光的颜色不均的光学元件。
用于解决技术问题的方案
本发明的一个实施方式所涉及的光学元件是层叠有多个液晶单元的光学元件，多个液晶单元分别包含：第一基板，设有第一透明电极、第二透明电极以及覆盖第一透明电极和第二透明电极的第一取向膜；第二基板，设有第三透明电极、第四透明电极以及覆盖第三透明电极和第四透明电极的第二取向膜；以及在第一基板与第二基板之间的液晶层，多个液晶单元的第一液晶单元包含：第一透明电极以及第二透明电极，在第一方向上延伸；第三透明电极以及第四透明电极，在与第一方向交叉的第二方向上延伸；第一取向膜，在不对第一透明电极以及第二透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子朝向第二方向取向；以及第二取向膜，在不对第三透明电极以及第四透明电极施加电压的状态下，使液晶层中包含的液晶分子在第二方向上取向。
本发明的一个实施方式所涉及的光学元件是层叠有多个液晶单元的光学元件，多个液晶单元分别包含：第一基板，设有第一透明电极、第二透明电极以及覆盖第一透明电极和第二透明电极的第一取向膜；第二基板，设有第三透明电极、第四透明电极以及覆盖第三透明电极和第四透明电极的第二取向膜；以及在第一基板与第二基板之间的液晶层，多个液晶单元的第一液晶单元包含：第一透明电极以及第二透明电极，在第一方向上延伸；第三透明电极以及第四透明电极，在第一方向上延伸；第一取向膜，在不对第一透明电极以及第二透明电极施加电压的状态下，使液晶层中包含的液晶分子朝向与第一方向交叉的第二方向取向；以及第二取向膜，在不对第三透明电极以及第四透明电极施加电压的状态下，使液晶层中包含的液晶分子在第二方向上取向。
本发明的一个实施方式所涉及的光学元件是层叠有多个液晶单元的光学元件，多个液晶单元分别包含：第一基板，设有第一透明电极、第二透明电极以及覆盖第一透明电极和第二透明电极的第一取向膜；第二基板，设有第三透明电极、第四透明电极以及覆盖第三透明电极和第四透明电极的第二取向膜；以及在第一基板与第二基板之间的液晶层，多个液晶单元的第一液晶单元包含：第一透明电极以及第二透明电极，在第一方向上延伸；第三透明电极以及第四透明电极，在第一方向上延伸；第一取向膜，在不对第一透明电极以及第二透明电极施加电压的状态下，使液晶层中包含的液晶分子朝向与第一方向交叉的第二方向取向；以及第二取向膜，在不对第三透明电极以及第四透明电极施加电压的状态下，使液晶层中所包含的液晶分子在第一方向上取向。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的光学元件的示意性立体图。
图2A是本发明的一个实施方式所涉及的光学元件的示意性截面图。
图2B是本发明的一个实施方式所涉及的光学元件的示意性截面图。
图3A是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学元件的液晶单元的液晶层的液晶分子的取向方向以及透过液晶单元的光的性质的示意性截面图。
图3B是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学元件的液晶单元的液晶层的液晶分子的取向方向以及透过液晶单元的光的性质的示意性截面图。
图3C是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学元件的液晶单元的液晶层的液晶分子的取向方向以及透过液晶单元的光的性质的示意性截面图。
图3D是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学元件的液晶单元的液晶层的液晶分子的取向方向以及透过液晶单元的光的性质的示意性截面图。
图4是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学元件的透明电极的延伸方向与不对透明电极施加电压的状态下的透明电极上的液晶分子的取向方向的关系的示意图。
图5是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学元件的透明电极的延伸方向与不对透明电极施加电压的状态下的透明电极上的液晶分子的取向方向的关系的示意图。
图6是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学元件的透明电极的延伸方向与不对透明电极施加电压的状态下的透明电极上的液晶分子的取向方向的关系的示意图。
图7是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学元件的透明电极的延伸方向与不对透明电极施加电压的状态下的透明电极上的液晶分子的取向方向的关系的示意图。
图8A是示出本发明的一个实施方式所涉及的光学元件的透过光的照片。
图8B是示出控制本发明的一个实施方式所涉及的光学元件而得到的十字形状的配光的照片。
具体实施方式
以下，在本发明的各实施方式中，参照附图等进行说明。但是，本发明能够在不脱离其技术思想的主旨的范围内以各种方式来实施，并不限定于以下示例的实施方式的记载内容来解释。
为了使说明更明确，与实际的方式相比，附图有时示意性地表示各部分的宽度、厚度、形状等，但是这只是一例，图示的形状本身并不限定本发明的解释。另外，在附图中，对于具备与涉及在说明书中已出现的图而说明的要素同样的功能的要素，即使是其他附图也标注同一附图标记，有时省略重复的说明。
在对某一个膜进行加工而形成多个构造体的情况下，存在各个构造体具有不同的功能、作用的情况，另外，存在形成各个构造体的基底不同的情况。然而，这些多个构造体来源于在同一工序中形成为同一层的膜，具有同一材料。因而，定义为上述多个膜存在于同一层。
当表现在某个构造体之上配置其他构造体的方式时，在仅表述为“上”的情况下，只要没有特别说明，则包含与某个构造体相碰而在正上方配置其他构造体的情况和在某个构造体的上方进一步隔着其他构造体配置其他构造体的情况这两者。
参照图1～图4，对本发明的一个实施方式所涉及的光学元件10进行说明。
[1.光学元件10的结构]
图1是本发明的一个实施方式所涉及的光学元件10的示意性立体图。如图1所示，光学元件10包含在z轴方向上层叠而成的多个液晶单元100(第一液晶单元100-1、第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4)。虽未图示，但是光源配置于第一液晶单元100-1的上方。因而，从光源射出的光依次透过第一液晶单元100-1、第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4。
光学元件10供来自光源的光透过。此时，在不对各液晶单元100的电极(电极的详细情况见后述)施加电压的情况下，来自光源的光不使其形状发生变化地透过。例如，在来自光源的光具有圆形状的情况下，光学元件10的透过光保持具有圆形状的状态(参照图8A)。另一方面，当对各液晶单元100的电极施加电压时，来自光源的光的形状在透过光学元件10的过程中发生变化。在来自光源的光具有圆形状的情况下，光学元件10例如能够以使透过光具有十字形状的方式控制配光(参照图8B)。此外，通过调整对各液晶单元100的电极施加的电压，能够将光学元件10的透过光的形状在图8A与图8B之间配光为任意的形状。
多个液晶单元100的两个相邻的液晶单元100经由光学弹性树脂层160彼此粘接。作为光学弹性树脂层160，例如可以使用包含具有透光性的丙烯酸树脂或者环氧树脂等的粘接剂。
此外，在图1中示出了4个液晶单元100，但是光学元件10所包含的液晶单元100的数量并不局限于此。但是，当液晶单元100的数量增加时，光学元件10的透过率减少。因此，光学元件10所包含的液晶单元100的数量优选为4个。
图2A以及图2B是本发明的一个实施方式所涉及的光学元件10的示意性截面图。具体而言，图2A是沿图1所示的A1-A2线切断的zx面内的示意性截面图，图2B是沿图1所示的B1-B2线切断的yz面内的示意性截面图。此外，以下，有时将x轴方向以及y轴方向分别记载为第一方向以及第二方向。即，第二方向是与第一方向交叉的方向。
如图2A以及图2B所示，多个液晶单元100分别包含第一基板110-1、第二基板110-2、第一透明电极120-1、第二透明电极120-2、第三透明电极120-3、第四透明电极120-4、第一取向膜130-1、第二取向膜130-2、密封材料140以及液晶层150。在第一基板110-1上设有第一透明电极120-1、第二透明电极120-2以及覆盖第一透明电极120-1和第二透明电极120-2的第一取向膜130-1。另外，在第二基板110-2上设有第三透明电极120-3、第四透明电极120-4以及覆盖第三透明电极120-3和第四透明电极120-4的第二取向膜130-2。第一基板110-1和第二基板110-2以第一基板110-1上的第一透明电极120-1以及第二透明电极120-2与第二基板110-2上的第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4对置的方式配置。另外，第一基板110-1和第二基板110-2经由设于第一基板110-1以及第二基板110-2的周边部的密封材料140粘接。另外，在由第一基板110-1(更具体而言，第一取向膜130-1)、第二基板110-2(更具体而言，第二取向膜130-2)以及密封材料140包围的空间中封入液晶，在第一基板110-1与第二基板110-2之间设有液晶层150。
作为第一基板110-1以及第二基板110-2，分别使用例如玻璃基板、石英基板或者蓝宝石基板等具有透光性的刚性基板。另外，作为第一基板110-1以及第二基板110-2，例如也可以分别使用聚酰亚胺树脂基板、丙烯酸树脂基板、硅氧烷树脂基板或者氟树脂基板等具有透光性的挠性基板。
第一透明电极120-1、第二透明电极120-2、第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4分别作为用于在液晶层150形成电场的电极发挥功能。作为第一透明电极120-1、第二透明电极120-2、第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4，分别使用例如铟锡氧化物(ITO)或者铟锌氧化物(IZO)等透明导电材料。
液晶层150能够根据液晶分子的取向状态，使透过的光折射，或者使透过的光的偏振状态发生变化。作为液晶层150的液晶，使用向列液晶等。本实施方式中说明的液晶为正型，但是也可以是通过变更不对透明电极120施加电压的状态下的液晶分子的取向方向等而应用负型的结构。另外，优选在液晶中含有对液晶分子赋予扭转的手性剂。
第一取向膜130-1以及第二取向膜130-2分别使液晶层150内的液晶分子在规定的方向上取向。作为第一取向膜130-1以及第二取向膜130-2，分别使用聚酰亚胺树脂等。此外，第一取向膜130-1以及第二取向膜130-2也可以分别通过摩擦法或者光取向法等取向处理而被赋予取向特性。摩擦法是在一个方向上摩擦取向膜的表面的方法。另外，光取向法是对取向膜照射线性偏振的紫外线的方法。
作为密封材料140，使用包含环氧树脂或者丙烯酸树脂的粘接材料等。此外，粘接材料可以是紫外线固化型，也可以是热固化型。
如上所述，第一液晶单元100-1、第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4的基本结构相同。然而，第一液晶单元100-1、第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4的透明电极120的配置以及取向膜130的取向特性不同。
在第一液晶单元100-1以及第二液晶单元100-2中，第一透明电极120-1以及第二透明电极120-2在x轴方向上延伸，第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4在y轴方向上延伸。即，在第一液晶单元100-1以及第二液晶单元100-2中，第一透明电极120-1以及第二透明电极120-2各自的延伸方向为x轴方向，第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4各自的延伸方向为y轴方向。第一透明电极120-1以及第二透明电极120-2具有梳齿形状，第一透明电极120-1和第二透明电极120-2在y轴方向上交替配置。另外，第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4具有梳齿形状，第三透明电极120-3和第四透明电极120-4在x轴方向上交替配置。
在第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4中，第一透明电极120-1以及第二透明电极120-2在y轴方向上延伸，第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4在x轴方向上延伸。即，在第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4中，第一透明电极120-1以及第二透明电极120-2各自的延伸方向为y轴方向，第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4各自的延伸方向为x轴方向。第一透明电极120-1以及第二透明电极120-2具有梳齿形状，第一透明电极120-1和第二透明电极120-2在x轴方向上交替配置。另外，第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4具有梳齿形状，第三透明电极120-3和第四透明电极120-4在y轴方向上交替配置。
此外，第一透明电极120-1以及第二透明电极120-2的延伸方向与第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4的延伸方向正交，但是也可以从正交稍微(大致±10度以内)偏离而交叉。
另外，光学元件10通过包含至少两个液晶单元100而能够控制无偏振的光的配光。因此，在光学元件10中，例如无需设置在液晶显示元件的表背面设置的一对偏光板。
在此，参照图3A～图3D，对透过液晶单元100的光的性质进行说明。
图3A～图3D是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学元件10的液晶单元100的液晶层150的液晶分子的取向方向以及透过液晶单元100的光的性质的示意性截面图。在图3A～图3D所示的液晶单元100中，第一透明电极120-1以及第二透明电极120-2在y轴方向上延伸，第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4在x轴方向上延伸。
图3A示出不对透明电极120施加电压的状态下的液晶单元100。第一取向膜130-1在x轴方向上被取向处理。因此，第一取向膜130-1上的液晶分子以长轴沿x轴方向的方式被取向。换言之，第一基板110-1侧附近的液晶分子的初始取向方向是x轴方向。第二取向膜130-2在y轴方向上被取向处理。因此，第二取向膜130-2上的液晶分子以长轴沿y轴方向的方式被取向。换言之，第二基板110-2侧附近的液晶分子的初始取向方向是y轴方向。这样，若在液晶单元100的基板110间处于液晶分子的初始取向方向交叉的状态(或者取向膜130的取向方向交叉的状态)，则在沿液晶层150的厚度方向(z轴方向)观察的情况下，液晶层150内的液晶分子从第一基板110-1侧朝向第二基板110-2侧一点点地连续旋转，使长轴的朝向从x轴方向向y轴方向变化。此外，以下，当液晶层150处于这样的状态时，称为液晶层150处于扭转状态。在该情况下，透过液晶层150的光的偏振轴按照液晶分子的取向而从x轴方向向y轴方向旋转。即，透过液晶层150的光的偏振光分量发生旋转。换言之，透过液晶层150的光进行旋光。
图3B示出在图3A的液晶单元100中，对透明电极120施加电压的状态下的液晶单元100。例如，对第一透明电极120-1以及第三透明电极120-3施加高电压(H)，对第二透明电极120-2以及第四透明电极120-4施加低电压(L)。即，以在相邻的两个透明电极120间产生电位差的方式施加电压。此外，以下，存在将在相邻的两个透明电极120间产生的电场称为横向电场这样的情况。
第一基板110-1侧附近的液晶分子通过第一透明电极120-1与第二透明电极120-2间的横向电场而相对于第一基板110-1在x轴方向上取向为凸圆弧状。另外，第二基板110-2侧附近的液晶分子通过第三透明电极120-3与第四透明电极120-4间的横向电场而相对于第二基板110-2在y轴方向上取向为凸圆弧状。此时，位于第一基板110-1与第二基板110-2间的中央附近的液晶分子(上述的取向为凸圆弧状的情况下的位于顶部附近的液晶分子)的取向几乎不因任何横向电场而发生变化。此外，由于第一基板110-1与第二基板110-2具有充分分离的基板间距离，因此第一基板110-1的第一透明电极120-1与第二透明电极120-2间的横向电场不会对第二基板110-2侧的液晶分子的取向造成影响、或者小到能够忽略。同样地，第二基板110-2的第三透明电极120-3与第四透明电极120-4间的横向电场不会对第一基板110-1侧的液晶分子的取向造成影响、或者小到能够忽略。因而，如图3B所示，在横向电场产生前处于扭转状态的液晶分子在横向电场产生后也维持扭转状态，且被赋予折射率分布。在该情况下，透过液晶层150的光一边使与液晶分子的朝向平行的偏振光分量扩散一边进行旋光。
进而，对光透过图3B所示的液晶单元100的情况进行详述。从光源射出的光具有x轴方向的偏振光分量(P偏振光分量)以及y轴方向的偏振光分量(S偏振光分量)，以下为了方便，将光分为P偏振光分量和S偏振光分量来进行说明。即，从光源射出的光包含具有P偏振光分量的第一偏振光1000-1以及具有S偏振光分量的第二偏振光1000-2(参照图3B的(1))。
在图3B中，由于入射到液晶单元100的第一偏振光1000-1的P偏振光分量与第一基板110-1侧的液晶分子的取向方向相同，因此按照该液晶分子的折射率分布而在x轴方向上扩散(参照图3B的(2))。当第一偏振光1000-1从第一基板110-1朝向第二基板110-2时，第一偏振光1000-1进行旋光，偏振光分量从P偏振光分量变化为S偏振光分量。由于第一偏振光1000-1的S偏振光分量与第二基板110-2侧的液晶分子的取向方向相同，因此按照该液晶分子的折射率分布而在y轴方向上扩散(参照图3B的(3))。另外，从液晶单元100射出的第一偏振光1000-1具有S偏振光分量(参照图3B的(4))。
另一方面，由于入射到液晶单元100的第二偏振光1000-2的S偏振光分量与第一基板110-1侧的液晶分子的取向方向不同，因此第二偏振光1000-2不扩散(参照图3B的(2))。当第二偏振光1000-2从第一基板110-1朝向第二基板110-2时，第二偏振光1000-2进行旋光，偏振光分量从S偏振光分量变化为P偏振光分量。由于具有P偏振光分量的第二偏振光1000-2与第二基板110-2侧的液晶分子的取向方向不同，因此第二偏振光1000-2不扩散(参照图3B的(3))。另外，从液晶单元100射出的第二偏振光1000-2具有P偏振光分量(参照图3B的(4))。
接着，对与上述不同的液晶分子的取向的构成进行说明。
图3C示出不对透明电极120施加电压的状态下的液晶单元100。与上述同样地在x轴方向上对第一取向膜130-1进行了摩擦处理。另一方面，与上述不同地在x轴方向上对第二取向膜130-2进行了摩擦处理。因此，第二取向膜130-2上的液晶分子以长轴沿x轴方向的方式被取向。换言之，第二基板110-2侧附近的液晶分子的取向方向是x轴方向。这样，若在液晶单元100的基板110间处于液晶分子的初始取向方向不交叉的状态(或者第一取向膜130-1的取向方向与第二取向膜130-2的取向方向不交叉的状态)，则液晶层150内的液晶分子不产生如图3A所示那样的从第一基板110-1侧朝向第二基板110-2侧的平滑的朝向的变化。此外，以下，当液晶层150处于这样的状态时，称为液晶层150未处于扭转状态。在该情况下，透过液晶层150的光的偏振光分量不旋转。换言之，透过液晶层150的光不进行旋光。
图3D示出在图3C的液晶单元100中，对透明电极120施加电压的状态下的液晶单元100。第一基板110-1侧附近的液晶分子通过第一透明电极120-1与第二透明电极120-2间的横向电场而相对于第一基板110-1在x轴方向上取向为凸圆弧状。另一方面，第二基板110-2侧附近的液晶分子通过第三透明电极120-3与第四透明电极120-4间的横向电场而使长轴的朝向在y轴方向上旋转，且相对于第二基板110-2在y轴方向上取向为凸圆弧状。此时，位于第一基板110-1与第二基板110-2间的中央附近的液晶分子由于各透明电极120间充分分离，因此取向几乎不会因第一基板110-1侧以及第二基板110-2侧的任一横向电场而发生变化。因此，在图3D所示的液晶单元100中，即使第一基板110-1侧附近的液晶分子以及第二基板110-2侧附近的液晶分子分别在x轴方向以及y轴方向上取向，液晶分子也不会如图3A所示那样随着从第一基板110-1侧朝向第二基板110-2侧而连续地且逐渐地使长轴的朝向旋转。在该情况下，在光学上，仅在各基板110侧分别单独地使取向状态发生变化。因而，如图3D所示，在横向电场产生前未处于扭转状态的液晶分子在横向电场产生后也不处于扭转状态，且赋予折射率分布。这样，在沿液晶层150的厚度方向观察的情况下，在液晶分子的朝向的变化不连续的状态下，透过液晶层150的光使与液晶分子的朝向平行的偏振光分量扩散，但是不进行旋光。
进而，对光透过图3D所示的液晶单元100的情况进行详述。在图3D中，由于入射到液晶单元100的第一偏振光1000-1的P偏振光分量与第一基板110-1侧的液晶分子的取向方向相同，因此按照该液晶分子的折射率分布而在x轴方向上扩散(参照图3D的(2))。由于第一偏振光1000-1并未从第一基板110-1朝向第二基板110-2进行旋光，因此第一偏振光1000-1保持具有P偏振光分量的状态。由于第一偏振光1000-1的P偏振光分量与第二基板110-2侧的液晶分子的取向方向不同，因此第一偏振光1000-1不扩散(参照图3D的(3))。另外，从液晶单元100射出的第一偏振光1000-1具有P偏振光分量(参照图3D的(4))。
另一方面，由于入射到液晶单元100的第二偏振光1000-2的S偏振光分量与第一基板110-1侧的液晶分子的取向方向不同，因此第二偏振光1000-2不扩散(参照图3D的(2))。第二偏振光1000-2即使从第一基板110-1朝向第二基板110-2也不进行旋光，因此第二偏振光1000-2保持具有S偏振光分量的状态。由于第二偏振光1000-2的S偏振光分量与第二基板110-2侧的液晶分子的取向方向相同，因此按照该液晶分子的折射率分布而在y轴方向上扩散(参照图3D的(3))。另外，从液晶单元100射出的第二偏振光1000-2具有S偏振光分量(参照图3D的(4))。
如上所述，在液晶单元100中，可以通过透明电极120的延伸方向和取向膜130的摩擦方向、以及对透明电极120施加的电压来控制液晶层150的液晶分子的取向。因此，在光学元件10中，能够利用多个液晶单元100各自的液晶分子所具有的旋光性以及折射率分布，使光向规定的方向扩散。
接下来，对光学元件10中的透明电极120的延伸方向以及液晶层150中的液晶分子的取向方向进行说明。
图4是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学元件10的透明电极120的延伸方向与不对透明电极120施加电压的状态下的透明电极120上的液晶分子的取向方向(初始取向方向)的关系的示意图。图4中的箭头示出各基板110侧附近的液晶分子的取向方向。在表1中示出图4所示的光学元件10的各参数。
表1
为了通过光学元件10得到十字形状的配光，在第一液晶单元100-1、第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4各自中，对第一透明电极120-1以及第三透明电极120-3施加高电压，对第二透明电极120-2以及第四透明电极120-4施加低电压。
如上所述，当对透明电极120施加电压时，在第一液晶单元100-1中，第一基板110-1侧附近的液晶分子在y轴方向上取向为凸圆弧状，第二基板110-2侧附近的液晶分子从y轴方向向x轴方向旋转，在x轴方向上取向为凸圆弧状。由于第一液晶单元100-1内的液晶分子未处于扭转状态，因此不具有旋光性。在第二液晶单元100-2中，第一基板110-1侧附近的液晶分子从x轴方向向y轴方向旋转，在y轴方向上取向为凸圆弧状，第二基板110-2侧附近的液晶分子在x轴方向上取向为凸圆弧状。由于第二液晶单元100-2内的液晶分子未处于扭转状态，因此不具有旋光性。在第三液晶单元100-3中，第一基板110-1侧附近的液晶分子从y轴方向向x轴方向旋转，在x轴方向上取向为凸圆弧状，第二基板110-2侧附近的液晶分子在y轴方向上取向为凸圆弧状。由于第三液晶单元100-3内的液晶分子未处于扭转状态，因此不具有旋光性。在第四液晶单元100-4中，第一基板110-1侧附近的液晶分子在x轴方向上取向为凸圆弧状，第二基板110-2侧附近的液晶分子从x轴方向向y轴方向旋转，在y轴方向上取向为凸圆弧状。由于第四液晶单元100-4内的液晶分子未处于扭转状态，因此不具有旋光性。因而，透过光学元件10的光在入射时具有的P偏振光分量以及S偏振光分量如表2所示那样被控制。
表2
由表2可知，在光学元件10中，入射的光所具有的P偏振光分量在x轴方向上扩散了4次，S偏振光分量在y轴方向上扩散了4次。此外，在光学元件10中，P偏振光分量以及S偏振光分量均不仅在第一基板110-1侧扩散，还在第二基板110-2侧扩散。
如以上说明的那样，在本发明的一个实施方式所涉及的光学元件10中，与以往相比，能够增加扩散次数而得到十字形状的配光。因此，能够抑制十字形状的配光的颜色不均。另外，在光学元件10中，能够在不增加液晶单元100的数量的情况下增加扩散次数，因此能够抑制透过率的降低以及制造成本的上升。
<第二实施方式>
参照图5，对本发明的一个实施方式所涉及的光学元件20进行说明。以下，在光学元件20的结构与光学元件10的结构相同时，有时省略光学元件20的结构的说明。
图5是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学元件20的透明电极220的延伸方向与不对透明电极220施加电压的状态下的透明电极220上的液晶分子的取向方向的关系的示意图。光学元件20的第一液晶单元200-1、第二液晶单元200-2、第三液晶单元200-3以及第四液晶单元200-4分别在第一基板210-1上设有第一透明电极220-1以及第二透明电极220-2，在第二基板210-2上设有第三透明电极220-3以及第四透明电极220-4。图5中的箭头示出各基板210侧附近的液晶分子的取向方向(初始取向方向)。在表3中示出图5所示的光学元件20的各参数。
表3
由表3可知，第三液晶单元200-3以及第四液晶单元200-4分别具有与第一液晶单元200-1以及第二液晶单元200-2相同的构造。换言之，光学元件20具有第一液晶单元200-1和第二液晶单元200-2交替层叠而成的构造。
为了通过光学元件20得到十字形状的配光，在第一液晶单元200-1、第二液晶单元200-2、第三液晶单元200-3以及第四液晶单元200-4各自中，对第一透明电极220-1以及第三透明电极220-3施加高电压，对第二透明电极220-2以及第四透明电极220-4施加低电压。
如上所述，当对透明电极220施加电压时，在第一液晶单元200-1中，第一基板210-1侧附近的液晶分子以及第二基板210-2侧附近的液晶分子分别在y轴方向上取向为凸圆弧状。由于第一液晶单元200-1内的液晶分子未处于扭转状态，因此不具有旋光性。在第二液晶单元200-2中，第一基板210-1侧附近的液晶分子以及第二基板210-2侧附近的液晶分子分别在x轴方向上取向为凸圆弧状。由于第二液晶单元200-2内的液晶分子未处于扭转状态，因此不具有旋光性。第三液晶单元200-3以及第四液晶单元200-4分别与第一液晶单元200-1以及第二液晶单元200-2相同。因而，透过光学元件20的光在入射时具有的P偏振光分量以及S偏振光分量如表4所示那样被控制。
表4
由表4可知，在光学元件20中，入射的光的P偏振光分量扩散了4次，S偏振光分量扩散了4次。另外，在光学元件10中，P偏振光分量以及S偏振光分量均不仅在第一基板210-1侧扩散，还在第二基板210-2侧扩散。
如以上说明的那样，在本发明的一个实施方式所涉及的光学元件20中，与以往相比，能够增加扩散次数而得到十字形状的配光。因此，能够抑制十字形状的配光的颜色不均。另外，在光学元件20中，能够在不增加液晶单元200的数量的情况下增加扩散次数，因此能够抑制透过率的降低以及制造成本的上升。
<第三实施方式>
参照图6，对本发明的一个实施方式所涉及的光学元件30进行说明。以下，在光学元件30的结构与光学元件10或者光学元件20相同时，有时省略光学元件30的结构的说明。
图6是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学元件30的透明电极320的延伸方向与不对透明电极320施加电压的状态下的透明电极320上的液晶分子的取向方向的关系的示意图。光学元件30的第一液晶单元300-1、第二液晶单元300-2、第三液晶单元300-3以及第四液晶单元300-4分别在第一基板310-1上设有第一透明电极320-1以及第二透明电极320-2，在第二基板310-2上设有第三透明电极320-3以及第四透明电极320-4。图6中的箭头示出各基板310侧附近的液晶分子的取向方向(初始取向方向)。在表5中示出图6所示的光学元件30的各参数。
表5
由表5可知，第三液晶单元300-3以及第四液晶单元300-4分别具有与第一液晶单元300-1以及第二液晶单元300-2相同的构造。换言之，光学元件30具有第一液晶单元300-1和第二液晶单元300-2交替层叠而成的构造。
为了通过光学元件30得到十字形状的配光，在第一液晶单元300-1、第二液晶单元300-2、第三液晶单元300-3以及第四液晶单元300-4各自中，对第一透明电极320-1以及第三透明电极320-3施加高电压，对第二透明电极320-2以及第四透明电极320-4施加低电压。
如上所述，当对透明电极320施加电压时，在第一液晶单元300-1中，第一基板310-1侧附近的液晶分子从x轴方向向y轴方向旋转，在y轴方向上取向为凸圆弧状，第二基板310-2侧附近的液晶分子在y轴方向上取向为凸圆弧状。由于第一液晶单元300-1内的液晶分子未处于扭转状态，因此不具有旋光性。在第二液晶单元300-2中，第一基板310-1侧附近的液晶分子在x轴方向上取向为凸圆弧状，第二基板310-2侧附近的液晶分子从y轴方向向x轴方向旋转，在x轴方向上取向为凸圆弧状。由于第二液晶单元300-2内的液晶分子未处于扭转状态，因此不具有旋光性。第三液晶单元300-3以及第四液晶单元300-4分别与第一液晶单元300-1以及第二液晶单元300-2相同。因而，透过光学元件30的光在入射时具有的P偏振光分量以及S偏振光分量如表6所示那样被控制。
表6
由表6可知，在光学元件30中，入射的光的P偏振光分量扩散了4次，S偏振光分量扩散了4次。另外，在光学元件30中，P偏振光分量以及S偏振光分量均不仅在第一基板310-1侧扩散，还在第二基板310-2侧扩散。
如以上说明的那样，在本发明的一个实施方式所涉及的光学元件30中，与以往相比，能够增加扩散次数而得到十字形状的配光。因此，能够抑制十字形状的配光的颜色不均。另外，在光学元件30中，能够在不增加液晶单元300的数量的情况下增加扩散次数，因此能够抑制透过率的降低以及制造成本的上升。
<第三实施方式的变形例1>
通过光学元件30得到的配光的形状并不局限于十字形状。通过控制对透明电极320施加的电压，能够实现各种配光的形状。例如，在第一液晶单元300-1以及第二液晶单元300-2各自中，对第一透明电极320-1以及第三透明电极320-3施加高电压，对第二透明电极320-2以及第四透明电极320-4施加低电压。另外，在第三液晶单元300-3中，不对第一透明电极320-1以及第二透明电极320-2施加电压，而对第三透明电极320-3以及第四透明电极320-4分别施加高电压以及低电压。另外，在第四液晶单元300-4中，对第一透明电极320-1以及第二透明电极320-2分别施加高电压以及低电压，而不对第三透明电极320-3以及第四透明电极320-4施加电压。
如上所述，当对透明电极320施加电压时，在第一液晶单元300-1中，第一基板310-1侧附近的液晶分子从x轴方向向y轴方向旋转，在y轴方向上取向为凸圆弧状，第二基板310-2侧附近的液晶分子在y轴方向上取向为凸圆弧状。由于第一液晶单元300-1内的液晶分子未处于扭转状态，因此不具有旋光性。在第二液晶单元300-2中，第一基板310-1侧附近的液晶分子在x轴方向上取向为凸圆弧状，第二基板310-2侧附近的液晶分子从y轴方向向x轴方向旋转，在x轴方向上取向为凸圆弧状。由于第二液晶单元300-2内的液晶分子未处于扭转状态，因此不具有旋光性。在第三液晶单元300-3中，第一基板310-1侧附近的液晶分子在x轴方向上取向，第二基板310-2侧附近的液晶分子在y轴方向上取向为凸圆弧状。由于第三液晶单元300-3内的液晶分子处于扭转状态，因此具有旋光性。在第四液晶单元300-4中，第一基板310-1侧附近的液晶分子在y轴方向上取向为凸圆弧状，第二基板310-2侧附近的液晶分子在x轴方向上取向。由于第四液晶单元300-4内的液晶分子处于扭转状态，因此具有旋光性。因而，透过光学元件30的光在入射时具有的P偏振光分量以及S偏振光分量如表7所示那样被控制。
表7
由表7可知，在光学元件30中，通过控制对透明电极320施加的电压，入射的光的P偏振光分量扩散了3次，S偏振光分量扩散了3次。具体地说，P偏振光分量在x轴方向以及y轴方向上分别扩散了2次以及1次。S偏振光分量在x轴方向以及y轴方向上分别扩散了1次以及2次。P偏振光分量以及S偏振光分量均不仅在x轴方向上扩散，还在y轴方向上扩散，x轴方向以及y轴方向的扩散次数相同，因此得到圆形状的配光。
<第三实施方式的变形例2>
通过光学元件30得到的配光的形状并不局限于圆形状。例如，在第一液晶单元300-1以及第三液晶单元300-3中，不对第一透明电极320-1以及第二透明电极320-2施加电压，而对第三透明电极320-3以及第四透明电极320-4分别施加高电压以及低电压。在第二液晶单元300-2以及第四液晶单元300-4中，对第一透明电极320-1以及第三透明电极320-3施加高电压，对第二透明电极320-2以及第四透明电极320-4施加低电压。
如上所述，当对透明电极320施加电压时，在第一液晶单元300-1中，第一基板310-1侧附近的液晶分子在x轴方向上取向，第二基板310-2侧附近的液晶分子在y轴方向上取向为凸圆弧状。由于第一液晶单元300-1内的液晶分子处于扭转状态，因此具有旋光性。在第二液晶单元300-2中，第一基板310-1侧附近的液晶分子在x轴方向上取向为凸圆弧状，第二基板310-2侧附近的液晶分子从y轴方向向x轴方向旋转，在x轴方向上取向为凸圆弧状。由于第二液晶单元300-2内的液晶分子未处于扭转状态，因此不具有旋光性。第三液晶单元300-3以及第四液晶单元300-4分别与第一液晶单元300-1以及第二液晶单元300-2相同。因而，透过光学元件30的光在入射时具有的P偏振光分量以及S偏振光分量如表8所示那样被控制。
表8
由表8可知，在光学元件30中，通过控制对透明电极320施加的电压，入射的光的P偏振光分量扩散了3次，S偏振光分量扩散了3次。具体地说，P偏振光分量在x轴方向以及y轴方向上分别扩散了2次以及1次。S偏振光分量在x轴方向以及y轴方向上分别扩散了2次以及1次。P偏振光分量以及S偏振光分量均不仅在x轴方向上扩散，还在y轴方向上扩散，由于与y轴方向相比朝向x轴方向的扩散次数更多，因此得到椭圆形状的配光。
以上，如在变形例1以及变形例2中说明的那样，本发明的一个实施方式所涉及的光学元件30不仅能够得到十字形状的配光，还能够得到圆形状或者椭圆形状的配光。
<第四实施方式>
参照图7，对本发明的一个实施方式所涉及的光学元件40进行说明。以下，在光学元件40的结构与光学元件10、光学元件20或者光学元件30相同时，有时省略光学元件40的结构的说明。
图7是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学元件40的透明电极420的延伸方向与不对透明电极420施加电压的状态下的透明电极420上的液晶分子的取向方向的关系的示意图。光学元件40的第一液晶单元400-1、第二液晶单元400-2、第三液晶单元400-3以及第四液晶单元400-4分别在第一基板410-1上设有第一透明电极420-1以及第二透明电极420-2，在第二基板410-2上设有第三透明电极420-3以及第四透明电极420-4。图7中的箭头示出各基板410侧附近的液晶分子的取向方向(初始取向方向)。在表9中示出图7所示的光学元件40的各参数。
表9
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为了通过光学元件40得到十字形状的配光，在第一液晶单元400-1、第二液晶单元400-2、第三液晶单元400-3以及第四液晶单元400-4各自中，对第一透明电极420-1以及第三透明电极420-3施加高电压，对第二透明电极420-2以及第四透明电极420-4施加低电压。
如上所述，当对透明电极420施加电压时，在第一液晶单元400-1中，第一基板410-1侧附近的液晶分子在y轴方向上取向为凸圆弧状，第二基板410-2侧附近的液晶分子在y轴方向上取向为凸圆弧状。由于第一液晶单元400-1内的液晶分子未处于扭转状态，因此不具有旋光性。在第二液晶单元400-2中，第一基板410-1侧附近的液晶分子在x轴方向上取向为凸圆弧状，第二基板410-2侧附近的液晶分子在x轴方向上取向为凸圆弧状。由于第二液晶单元400-2内的液晶分子未处于扭转状态，因此不具有旋光性。在第三液晶单元400-3中，第一基板410-1侧附近的液晶分子从x轴方向向y轴方向旋转，在y轴方向上取向为凸圆弧状，第二基板410-2侧附近的液晶分子在y轴方向上取向为凸圆弧状。由于第三液晶单元400-3内的液晶分子未处于扭转状态，因此不具有旋光性。在第四液晶单元400-4中，第一基板410-1侧附近的液晶分子在x轴方向上取向为凸圆弧状，第二基板410-2侧附近的液晶分子从y轴方向向x轴方向旋转，在x轴方向上取向为凸圆弧状。由于第四液晶单元400-4内的液晶分子未处于扭转状态，因此不具有旋光性。因而，透过光学元件40的光在入射时具有的P偏振光分量以及S偏振光分量如表10所示那样被控制。
表10
由表10可知，在光学元件40中，入射的光的P偏振光分量扩散了4次，S偏振光分量扩散了4次。此外，在光学元件40中，P偏振光分量以及S偏振光分量均不仅在第一基板410-1侧扩散，还在第二基板410-2侧扩散。
如以上说明的那样，在本发明的一个实施方式所涉及的光学元件40中，与以往相比，能够增加扩散次数而得到十字形状的配光。因此，能够抑制十字形状的配光的颜色不均。另外，在光学元件40中，能够在不增加液晶单元400的数量的情况下增加扩散次数，因此能够抑制透过率的降低以及制造成本的上升。
<第四实施方式的变形例>
通过光学元件40得到的配光的形状并不局限于十字形状。通过控制对透明电极420施加的电压，能够实现各种配光的形状。例如，在第一液晶单元400-1以及第二液晶单元400-2各自中，对第一透明电极420-1以及第三透明电极420-3施加高电压，对第二透明电极420-2以及第四透明电极420-4施加低电压。另外，在第三液晶单元400-3中，不对第一透明电极420-1以及第二透明电极420-2施加电压，而对第三透明电极320-3以及第四透明电极320-4分别施加高电压以及低电压。另外，在第四液晶单元400-4中，对第一透明电极420-1以及第二透明电极420-2分别施加高电压以及低电压，而不对第三透明电极420-3以及第四透明电极420-4施加电压。
如上所述，当对透明电极420施加电压时，在第一液晶单元400-1中，第一基板410-1侧附近的液晶分子在y轴方向上取向为凸圆弧状，第二基板410-2侧附近的液晶分子在y轴方向上取向为凸圆弧状。由于第一液晶单元400-1内的液晶分子未处于扭转状态，因此不具有旋光性。在第二液晶单元400-2中，第一基板410-1侧附近的液晶分子在x轴方向上取向为凸圆弧状，第二基板410-2侧附近的液晶分子在x轴方向上取向为凸圆弧状。由于第二液晶单元400-2内的液晶分子未处于扭转状态，因此不具有旋光性。在第三液晶单元400-3中，第一基板410-1侧附近的液晶分子在x轴方向上取向，第二基板410-2侧附近的液晶分子在y轴方向上取向为凸圆弧状。由于第三液晶单元400-3内的液晶分子处于扭转状态，因此具有旋光性。在第四液晶单元400-4中，第一基板410-1侧附近的液晶分子在x轴方向上取向为凸圆弧状，第二基板410-2侧附近的液晶分子在y轴方向上取向。由于第四液晶单元400-4内的液晶分子处于扭转状态，因此具有旋光性。因而，透过光学元件40的光在入射时具有的P偏振光分量以及S偏振光分量如表11所示那样被控制。
表11
由表11可知，在光学元件40中，通过控制对透明电极420施加的电压，入射的光的P偏振光分量扩散了3次，S偏振光分量扩散了3次。具体地说，P偏振光分量在x轴方向以及y轴方向上分别扩散了2次以及1次。S偏振光分量在x轴方向以及y轴方向上分别扩散了1次以及2次。P偏振光分量以及S偏振光分量均不仅在x轴方向上扩散，还在y轴方向上扩散，由于x轴方向以及y轴方向的扩散次数相同，因此得到圆形状的配光。
以上，如在变形例中说明的那样，本发明的一个实施方式所涉及的光学元件40不仅能够得到十字形状的配光，还能够得到圆形状的配光。
在本发明的思想的范畴内，只要是本领域技术人员，就能够想到各种变更例以及修正例，这些变更例以及修正例也被理解为属于本发明的范围。例如，对于上述各实施方式，本领域技术人员适当地进行了构成要素的追加、删除或者设计变更，或者进行了工序的追加、省略或者条件变更，只要具备本发明的主旨，则也包含在本发明的范围内。
另外，关于在本实施方式中由方式带来的其他作用效果，根据本说明书的记载而明确的作用效果、或者本领域技术人员能够适当想到的作用效果当然理解为由本发明带来的作用效果。
附图标记说明
10、20、30、40：光学元件；100、200、300、400：液晶单元；110、210、310、410：基板；120、220、320、420：透明电极；130：取向膜；140：密封材料；150：液晶层；160：光学弹性树脂层；1000-1：第一偏振光；1000-2：第二偏振光。
Claims (11)
1.一种光学元件，层叠有多个液晶单元，
所述多个液晶单元分别包含：
第一基板，设有第一透明电极、第二透明电极以及覆盖所述第一透明电极和所述第二透明电极的第一取向膜；
第二基板，设有第三透明电极、第四透明电极以及覆盖所述第三透明电极和所述第四透明电极的第二取向膜；以及
在所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层，
所述多个液晶单元的第一液晶单元包含：
所述第一透明电极以及所述第二透明电极，在第一方向上延伸；
所述第三透明电极以及所述第四透明电极，在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸；
所述第一取向膜，在不对所述第一透明电极以及所述第二透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子朝向所述第二方向取向；以及
所述第二取向膜，在不对所述第三透明电极以及所述第四透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子在所述第二方向上取向。
2.根据权利要求1所述的光学元件，其中，
所述多个液晶单元的第二液晶单元包含：
所述第一透明电极以及所述第二透明电极，在所述第一方向上延伸；
所述第三透明电极以及所述第四透明电极，在所述第二方向上延伸；
所述第一取向膜，在不对所述第一透明电极以及所述第二透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子朝向所述第一方向取向；以及
所述第二取向膜，在不对所述第三透明电极以及所述第四透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子朝向所述第一方向取向。
3.根据权利要求2所述的光学元件，其中，
所述多个液晶单元的第三液晶单元包含：
所述第一透明电极以及所述第二透明电极，在所述第二方向上延伸；
所述第三透明电极以及所述第四透明电极，在所述第一方向上延伸；
所述第一取向膜，在不对所述第一透明电极以及所述第二透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子朝向所述第二方向取向；以及
所述第二取向膜，在不对所述第三透明电极以及所述第四透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子朝向所述第二方向取向。
4.根据权利要求3所述的光学元件，其中，
所述多个液晶单元的第四液晶单元包含：
所述第一透明电极以及所述第二透明电极，在所述第二方向上延伸；
所述第三透明电极以及所述第四透明电极，在所述第一方向上延伸；
所述第一取向膜，在不对所述第一透明电极以及所述第二透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子朝向所述第一方向取向；以及
所述第二取向膜，在不对所述第三透明电极以及所述第四透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子朝向所述第一方向取向。
5.一种光学元件，层叠有多个液晶单元，
所述多个液晶单元分别包含：
第一基板，设有第一透明电极、第二透明电极以及覆盖所述第一透明电极和所述第二透明电极的第一取向膜；
第二基板，设有第三透明电极、第四透明电极以及覆盖所述第三透明电极和所述第四透明电极的第二取向膜；以及
在所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层，
所述多个液晶单元的第一液晶单元包含：
所述第一透明电极以及所述第二透明电极，在第一方向上延伸；
所述第三透明电极以及所述第四透明电极，在所述第一方向上延伸；
所述第一取向膜，在不对所述第一透明电极以及所述第二透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子朝向与所述第一方向交叉的第二方向取向；以及
所述第二取向膜，在不对所述第三透明电极以及所述第四透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子在所述第二方向上取向。
6.根据权利要求5所述的光学元件，其中，
所述多个液晶单元的第二液晶单元包含：
所述第一透明电极以及所述第二透明电极，在所述第二方向上延伸；
所述第三透明电极以及所述第四透明电极，在所述第二方向上延伸；
所述第一取向膜，在不对所述第一透明电极以及所述第二透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子朝向所述第一方向取向；以及
所述第二取向膜，在不对所述第三透明电极以及所述第四透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子朝向所述第一方向取向。
7.根据权利要求6所述的光学元件，其中，
所述多个液晶单元的第三液晶单元包含：
所述第一透明电极以及所述第二透明电极，在所述第一方向上延伸；
所述第三透明电极以及所述第四透明电极，在所述第一方向上延伸；
所述第一取向膜，在不对所述第一透明电极以及所述第二透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子朝向所述第一方向取向；以及
所述第二取向膜，在不对所述第三透明电极以及所述第四透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子朝向所述第二方向取向。
8.根据权利要求7所述的光学元件，其中，
所述多个液晶单元的第四液晶单元包含：
所述第一透明电极以及所述第二透明电极，在所述第二方向上延伸；
所述第三透明电极以及所述第四透明电极，在所述第二方向上延伸；
所述第一取向膜，在不对所述第一透明电极以及所述第二透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子朝向所述第一方向取向；以及
所述第二取向膜，在不对所述第三透明电极以及所述第四透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子朝向所述第二方向取向。
9.一种光学元件，层叠有多个液晶单元，
所述多个液晶单元分别包含：
第一基板，设有第一透明电极、第二透明电极以及覆盖所述第一透明电极和所述第二透明电极的第一取向膜；
第二基板，设有第三透明电极、第四透明电极以及覆盖所述第三透明电极和所述第四透明电极的第二取向膜；以及
在所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层，
所述多个液晶单元的第一液晶单元包含：
所述第一透明电极以及所述第二透明电极，在第一方向上延伸；
所述第三透明电极以及所述第四透明电极，在所述第一方向上延伸；
所述第一取向膜，在不对所述第一透明电极以及所述第二透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子朝向与所述第一方向交叉的第二方向取向；以及
所述第二取向膜，在不对所述第三透明电极以及所述第四透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子在所述第一方向上取向。
10.根据权利要求9所述的光学元件，其中，
所述多个液晶单元的第二液晶单元包含：
所述第一透明电极以及所述第二透明电极，在所述第二方向上延伸；
所述第三透明电极以及所述第四透明电极，在所述第二方向上延伸；
所述第一取向膜，在不对所述第一透明电极以及所述第二透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子朝向所述第一方向取向；以及
所述第二取向膜，在不对所述第三透明电极以及所述第四透明电极施加电压的状态下，使所述液晶层中包含的液晶分子朝向所述第一方向取向。
11.根据权利要求6或10所述的光学元件，其中，
所述第一液晶单元和所述第二液晶单元交替层叠。
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