DE112020003753T5

DE112020003753T5 - Lichtsteuergerät

Info

Publication number: DE112020003753T5
Application number: DE112020003753.3T
Authority: DE
Inventors: Masashi Mitsui; Takeo Koito; Tae Kurokawa
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2022-04-21
Also published as: US20220206347A1; JP2021051187A; US11774812B2; WO2021059734A1; CN114450628A

Abstract

Der Zweck der vorliegenden Ausführungsform liegt darin, ein Lichtsteuergerät bereitzustellen, das kostengünstig hergestellt werden kann.
Ein Lichtsteuergerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist versehen mit: einer ersten Flüssigkristallzelle, die mit einem ersten Substrat, das mit mehreren ersten Steuerelektroden versehen ist, einem zweiten Substrat und einer ersten Flüssigkristallschicht, die zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat verdreht ausgerichtet ist, versehen ist, einer zweiten Flüssigkristallzelle, die mit einem dritten Substrat, das mit mehreren zweiten Steuerelektroden versehen ist, einem vierten Substrat und einer zweiten Flüssigkristallschicht, die zwischen dem dritten Substrat und dem vierten Substrat verdreht ausgerichtet ist, versehen ist, wobei die zweite Flüssigkristallzelle auf der ersten Flüssigkristallzelle gestapelt ist, die erste Steuerelektrode die zweite Steuerelektrode überlagert, die erste Flüssigkristallzelle die Funktion aufweist, eine erste Polarisationskomponente von einfallendem natürlichem Licht zu modulieren und in eine zweite Polarisationskomponente umzuwandeln, und eine dritte Polarisationskomponente von einfallendem natürlichem Licht nahezu ohne Modulation in eine vierte Polarisationskomponente umzuwandeln, und die zweite Flüssigkristallzelle die Funktion aufweist, nahezu ohne Modulation der zweiten Polarisationskomponente, die die erste Flüssigkristallzelle durchdringt, die vierte Polarisationskomponente, die die erste Flüssigkristallzelle durchdringt, zu modulieren.

Description

Technisches Gebiet
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Lichtsteuergerät.
Hintergrundtechnik
In den letzten Jahren sind Lichtsteuergeräte unter Verwendung von Flüssigkristallzellen vorgeschlagen. Solche Lichtsteuergeräte dienen hauptsächlich dazu, Lichtstrahlen einer einzigen Polarisationskomponente zu bündeln oder divergieren. In einem Beispiel wird ein Lichtsteuergerät offenbart, bei dem zwei Flüssigkristallzellen gestapelt sind und eine Polarisationskomponente in einer Flüssigkristallzelle und die andere Polarisationskomponente in der anderen Flüssigkristallzelle moduliert wird.
Ermittelte Schrift
Patentdokument
Patentdokument 1: US 2019/0033669 A1
Übersicht der Erfindung
Zu lösende Aufgabe der Erfindung
Der Zweck der vorliegenden Ausführungsform liegt darin, ein Lichtsteuergerät bereitzustellen, das kostengünstig hergestellt werden kann.
Mittel zum Lösen der Aufgabe
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Lichtsteuergerät bereitgestellt, versehen mit: einer ersten Flüssigkristallzelle, die mit einem ersten Substrat, das mit mehreren ersten Steuerelektroden versehen ist, einem zweiten Substrat und einer ersten Flüssigkristallschicht, die zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat verdreht ausgerichtet ist, versehen ist, einer zweiten Flüssigkristallzelle, die mit einem dritten Substrat, das mit mehreren zweiten Steuerelektroden versehen ist, einem vierten Substrat und einer zweiten Flüssigkristallschicht, die zwischen dem dritten Substrat und dem vierten Substrat verdreht ausgerichtet ist, versehen ist, wobei die zweite Flüssigkristallzelle auf der ersten Flüssigkristallzelle gestapelt ist, die erste Steuerelektrode die zweite Steuerelektrode überlagert, die erste Flüssigkristallzelle die Funktion aufweist, eine erste Polarisationskomponente von einfallendem natürlichem Licht zu modulieren und in eine zweite Polarisationskomponente umzuwandeln, und eine dritte Polarisationskomponente von einfallendem natürlichem Licht nahezu ohne Modulation in eine vierte Polarisationskomponente umzuwandeln, und die zweite Flüssigkristallzelle die Funktion aufweist, nahezu ohne Modulation der zweiten Polarisationskomponente, die die erste Flüssigkristallzelle durchdringt, die vierte Polarisationskomponente, die die erste Flüssigkristallzelle durchdringt, zu modulieren.
Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, ein Lichtsteuergerät bereitzustellen, das kostengünstig hergestellt werden kann.
Figurenliste

1 zeigt eine Ansicht für ein Ausbildungsbeispiel eines Lichtsteuergeräts 100 der vorliegenden Ausführungsform.
2 zeigt eine Schnittansicht eines Ausbildungsbeispiels einer ersten Flüssigkristallzelle 1.
3 zeigt eine auseinandergezogene Schrägansicht des Hauptteils des Lichtsteuergeräts 100.
4 zeigt eine Ansicht zur Veranschaulichung einer Flüssigkristalllinse LL1, die in der ersten Flüssigkristallzelle 1 gebildet ist.
5 zeigt eine Ansicht zur Veranschaulichung der Wirkung der Flüssigkristalllinsen LL1 und LL2 durch das Lichtsteuergerät 100.
6 zeigt eine Ansicht zur Veranschaulichung der Wirkung der Flüssigkristalllinsen LL1 und LL2 durch das Lichtsteuergerät 100.
7 zeigt eine Schnittansicht eines anderen Ausbildungsbeispiels des Lichtsteuergeräts 100.
8 zeigt eine Ansicht für ein anderes Ausbildungsbeispiel des Lichtsteuergeräts 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
9 zeigt eine Ansicht zur Veranschaulichung der Flüssigkristalllinse LL1, die in der in 8 gezeigten ersten Flüssigkristallzelle 1 gebildet ist.
10 zeigt eine Ansicht für ein anderes Ausbildungsbeispiel des Lichtsteuergeräts 100 der vorliegenden Ausführungsform.
11 zeigt eine Ansicht für ein Beispiel einer anderen Form einer ersten Steuerelektrode E1.
12 zeigt eine Ansicht für ein Beispiel einer anderen Form der ersten Steuerelektrode E1.
13 zeigt eine Schnittansicht eines anderen Ausbildungsbeispiels des Lichtsteuergeräts 100.

Ausführungsformen der Erfindung
Im Folgenden wird die vorliegende Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Bei der Offenbarung handelt es sich lediglich um ein Beispiel, und der Gegenstand, der hinsichtlich der geeigneten Änderung unter Beibehaltung des wesentlichen Inhalts der Erfindung dem Fachmann ohne weiteres naheliegt, wird selbstverständlich vom Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten. Um die Erläuterung zusätzlich zu verdeutlichen, können die Zeichnungen ferner die Breite, Dicke, Form usw. der einzelnen Teile im Vergleich zur tatsächlichen Form schematisch zeigen, jedoch ist dies lediglich ein Beispiel und schränkt die Interpretation der vorliegenden Erfindung nicht ein. In der vorliegenden Beschreibung und den jeweiligen Zeichnungen sind die Bestandteile, die die gleichen oder ähnlichen Funktionen wie mit Bezug auf die bereits erwähnten Zeichnungen entfalten, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und überlappende ausführliche Erläuterungen können den Umständen entsprechend weggelassen werden.
1 zeigt eine Ansicht für ein Ausbildungsbeispiel eines Lichtsteuergeräts 100 der vorliegenden Ausführungsform. In einem Beispiel sind die erste Richtung X, die zweite Richtung Y und die dritte Richtung Z orthogonal zueinander, sie können sich jedoch auch in einem anderen Winkel als 90 Grad schneiden. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Betrachtung der X-Y-Ebene, die durch die erste Richtung X und die zweite Richtung Y definiert ist, als Draufsicht bezeichnet.
Das Lichtsteuergerät 100 ist mit einer ersten Flüssigkristallzelle 1, einer zweiten Flüssigkristallzelle 2, und einer Steuerung CT versehen. Die erste Flüssigkristallzelle 1 und die zweite Flüssigkristallzelle 2 weisen im Wesentlichen die gleichen Bestandteile auf.
Die erste Flüssigkristallzelle 1 ist mit einem ersten Substrat SUB1, einem zweiten Substrat SUB2, und einer ersten Flüssigkristallschicht LC1 versehen. Das erste Substrat SUB1 ist mit einem isolierenden Substrat 11, mehreren ersten Steuerelektroden E1, die auf dem isolierenden Substrat 11 vorgesehen sind, und einem Ausrichtungsfilm AL1 versehen, der die ersten Steuerelektroden E1 bedeckt. Das zweite Substrat SUB2 ist mit einem isolierenden Substrat 12, einem ersten gemeinsamen Elektrode C1, die auf dem isolierenden Substrat 12 vorgesehen ist, und einem Ausrichtungsfilm AL2 versehen, der die erste gemeinsame Elektrode C1 bedeckt. Die erste gemeinsame Elektrode C1 liegt den mehreren ersten Steuerelektroden E1 gegenüber.
Die zweite Flüssigkristallzelle 2 ist mit einem dritten Substrat SUB3, einem vierten Substrat SUB4, und einer zweiten Flüssigkristallschicht LC2 versehen. Das dritte Substrat SUB3 ist mit einem isolierenden Substrat 13, mehreren zweiten Steuerelektroden E2, die auf dem isolierenden Substrat 13 angeordnet sind, und einem Ausrichtungsfilm AL3 versehen, der die zweiten Steuerelektroden E2 bedeckt. Die zweiten Steuerelektroden E2 sind derart gebildet, dass diese die ersten Steuerelektroden E1 in der dritten Richtung Z überlagern. Das vierte Substrat SUB4 ist mit einem isolierenden Substrat 14, einer zweiten gemeinsamen Elektrode C2, die auf dem isolierenden Substrat 14 vorgesehen ist, und einem Ausrichtungsfilm AL4 versehen, der die zweite gemeinsame Elektrode C2 bedeckt. Die zweite gemeinsame Elektrode C2 liegt den mehreren zweiten Steuerelektroden E2 gegenüber.
Die isolierenden Substrate 11 bis 14 sind transparente Substrate, z. B. Glas- oder Harzsubstrate.
Die erste Steuerelektrode E1, die zweite Steuerelektrode E2, die erste gemeinsame Elektrode C1 und die zweite gemeinsame Elektrode C2 sind transparente Elektroden, die aus transparenten leitfähigen Materialien wie Indiumzinnoxid (ITO) und Indiumzinkoxid (IZO) bestehen.
Die Ausrichtungsfilme AL1 bis AL4 sind horizontale Ausrichtungsfilme, die eine Ausrichtungsregulierkraft im Wesentlichen parallel zur X-Y-Ebene aufweisen. Bspw. sind die Ausrichtungsverarbeitungsrichtung AD1 des Ausrichtungsfilms AL1 und die Ausrichtungsverarbeitungsrichtung AD3 des Ausrichtungsfilms AL3 sind jeweils parallel zur ersten Richtung X. Die Ausrichtungsverarbeitungsrichtung AD2 des Ausrichtungsfilms AL2 und die Ausrichtungsverarbeitungsrichtung AD4 des Ausrichtungsfilms AL4 sind jeweils parallel zur zweiten Richtung Y. D. h., in der ersten Flüssigkristallzelle 1 steht die Ausrichtungsverarbeitungsrichtung AD1 orthogonal zu der Ausrichtungsverarbeitungsrichtung AD2, und in der zweiten Flüssigkristallzelle 2 steht die Ausrichtungsverarbeitungsrichtung AD3 orthogonal zu der Ausrichtungsverarbeitungsrichtung AD4. Bei der Ausrichtungsverarbeitung kann es sich um eine Reibebehandlung oder eine Lichtausrichtung handeln.
Die erste Flüssigkristallschicht LC1 weist Flüssigkristallmoleküle LM1 auf, die von den Ausrichtungsfilmen AL1 und AL2 zwischen dem ersten Substrat SUB1 und dem zweiten Substrat SUB2 gehalten und um 90° verdreht ausgerichtet sind. Ebenfalls weist die zweite Flüssigkristallschicht LC2 Flüssigkristallmoleküle LM2 auf, die von den Ausrichtungsfilmen AL3 und AL4 zwischen dem dritten Substrat SUB3 und dem vierten Substrat SUB4 gehalten und um 90° verdreht ausgerichtet sind. Diese ersten und zweiten Flüssigkristallschichten LC1 und LC2 weisen z. B. eine positive Anisotropie der Dielektrizitätskonstante auf.
Die zweite Flüssigkristallzelle 2 ist in der dritten Richtung Z auf der ersten Flüssigkristallzelle 1 gestapelt. Das isolierende Substrat 12 und das isolierende Substrat 13 sind durch eine transparente Klebeschicht 3 aneinander geklebt. Der Brechungsindex der Klebeschicht 3 entspricht dem Brechungsindex der isolierenden Substrate 12 und 13. Demgegenüber stehen die Außenfläche 11A des isolierenden Substrats 11 und die Außenfläche 14A des isolierenden Substrats 14 mit einer Luftschicht in Kontakt.
Die Steuerung CT ist mit Spannungssteuerungen DCT1 und DCT 2 versehen. Die Spannungssteuerung DCT 1 steuert die Spannung, die an die erste Steuerelektrode E1 und die erste gemeinsame Elektrode C1 in der ersten Flüssigkristallzelle 1 angelegt werden soll. Die Spannungssteuerung DCT 2 steuert die Spannung, die an die zweite Steuerelektrode E2 und die zweite gemeinsame Elektrode C2 in der zweiten Flüssigkristallzelle 2 angelegt werden soll.
Ein solches Lichtsteuergerät 100 wird bspw. mit einer Lichtquelle kombiniert, die natürliches Licht ausstrahlt, und derart installiert, dass die Außenfläche 11A als Einfallsfläche für das natürliche Licht dient. Die erste Flüssigkristallzelle 1 weist die Funktion auf, eine erste Polarisationskomponente von einfallendem natürlichem Licht zu modulieren und in eine zweite Polarisationskomponente umzuwandeln, und eine dritte Polarisationskomponente von einfallendem natürlichem Licht nahezu ohne Modulation in eine vierte Polarisationskomponente umzuwandeln. Die zweite Flüssigkristallzelle 2 weist die Funktion auf, nahezu ohne Modulation der zweiten Polarisationskomponente, die die erste Flüssigkristallzelle 1 durchdringt, eine vierte Polarisationskomponente, die die erste Flüssigkristallzelle 1 durchdringt, zu modulieren. Die Funktionen der ersten Flüssigkristallzelle 1 und der zweiten Flüssigkristallzelle 2 werden später im Detail beschrieben.
Modulation bedeutet hier die Fokussierung oder Divergenz der Polarisationskomponente, die die Flüssigkristallschicht durchdringt, durch eine Brechungsindexverteilungslinse (im Folgenden als Flüssigkristalllinse bezeichnet), die an der Flüssigkristallschicht gebildet ist. D. h., die erste Flüssigkristallzelle 1 fokussiert oder divergiert die erste Polarisationskomponente, und die zweite Flüssigkristallzelle 2 fokussiert oder divergiert die vierte Polarisationskomponente. In der ersten Flüssigkristallzelle 1 ist die dritte Polarisationskomponente kaum fokussiert oder divergiert, und in der zweiten Flüssigkristallzelle 2 ist die zweite Polarisationskomponente ebenfalls kaum fokussiert oder divergiert. Der Grad der Fokussierung oder Divergenz (Modulationsrate) wird durch die an die Flüssigkristallschicht angelegte Spannung gesteuert. D. h., Die Modulationsrate der ersten Polarisationskomponente in der ersten Flüssigkristallzelle 1 wird durch die Spannungssteuerung DCT1 gesteuert und die Modulationsrate der vierten Polarisationskomponente in der zweiten Flüssigkristallzelle 2 wird durch die Spannungssteuerung DCT2 gesteuert.
Wie oben beschrieben, weisen die erste Flüssigkristallzelle 1 und die zweite Flüssigkristallzelle 2 im Wesentlichen die gleichen Bestandteile und die gleiche Rotationskraft auf. In der vorliegenden Ausführungsform weisen die erste Flüssigkristallzelle 1 und die zweite Flüssigkristallzelle 2 jeweils eine Rotationskraft auf, die Polarisationsebene der einfallenden Polarisationskomponente (linear polarisiertes Licht) um 90° zu drehen. D. h., die Polarisationsebene der ersten Polarisationskomponente steht orthogonal zur Polarisationsebene der zweiten Polarisationskomponente, und die Polarisationsebene der dritten Polarisationskomponente steht orthogonal zur Polarisationsebene der vierten Polarisationskomponente. Wenn die erste und die dritte Polarisationskomponente orthogonal zueinander stehen, weisen die erste und die vierte Polarisationskomponente dieselbe Polarisationsebene auf, und die zweite und die dritte Polarisationskomponente weisen dieselbe Polarisationsebene auf.
2 zeigt eine Schnittansicht eines Ausbildungsbeispiels der ersten Flüssigkristallzelle 1. Obwohl hier die erste Flüssigkristallzelle 1 erläutert wird, weist auch die zweite Flüssigkristallzelle 2 die gleiche Querschnittstruktur auf wie die erste Flüssigkristallzelle 1, deren Erläuterung weggelassen wird.
Hinsichtlich des ersten Substrats SUB1 sind mehrere erste Steuerelektroden E1 in einem ersten Modulationsbereich A11 in der ersten Richtung X voneinander beabstandet aufgereiht. Eine Stromversorgungsleitung PL ist in einem Randbereich A12 außerhalb des ersten Modulationsbereichs A11 vorgesehen. Die mehreren ersten Steuerelektroden E1 und die Stromversorgungsleitung PL sind elektrisch mit der in 1 dargestellten Spannungssteuerung DCT1 verbunden.
Im zweiten Substrat SUB2 ist die erste gemeinsame Elektrode C1 z. B. eine einzige flache Elektrode, die auf der im Wesentlichen gesamten Fläche des ersten Modulationsbereich A11 positioniert ist und sich teilweise zum Randbereich A12 erstreckt. Die erste gemeinsame Elektrode C1 liegt den mehreren ersten Steuerelektroden E1 im ersten Modulationsbereich A11 über die erste Flüssigkristallschicht LC1 gegenüber. Die erste gemeinsame Elektrode C1 liegt der Stromversorgungsleitung PL im Randbereich A12 gegenüber.
Das erste Substrat SUB1 und das zweite Substrat SUB 2 sind durch eine Dichtung SE im Randbereich A12 aneinander geklebt. Die Dichtung SE ist mit einem leitfähigen Material CD versehen. Das leitfähige Material CD ist zwischen der Stromversorgungsleitung PL und der ersten gemeinsamen Elektrode C1 vorgesehen und verbindet die Stromversorgungsleitung PL elektrisch mit der ersten gemeinsamen Elektrode C1.
3 zeigt eine auseinandergezogene Schrägansicht des Hauptteils des Lichtsteuergeräts 100. Die erste gemeinsame Elektrode C1, die den ersten Modulationsbereich A11 überlagert, und die zweite gemeinsame Elektrode C2, die den zweiten Modulationsbereich A21 überlagert, sind durch gestrichelte Linien dargestellt. Die mehreren ersten Steuerelektroden E1 sind in der ersten Richtung X im ersten Modulationsbereich A11 mit bestimmten Abständen D1 aufgereiht. Jede der ersten Steuerelektroden E1 ist z. B. eine bandförmige Elektrode, die sich in der zweiten Richtung Y erstreckt. Jede der ersten Steuerelektroden E1 weist die gleiche Breite W1 entlang der ersten Richtung X auf. Die mehreren zweiten Steuerelektroden E2 sind in der ersten Richtung X im zweiten Modulationsbereich A21 mit bestimmten Abständen D2 aufgereiht. Jede der zweiten Steuerelektroden E2 ist z. B. eine bandförmige Elektrode, die sich in der zweiten Richtung Y erstreckt. Jede der zweiten Steuerelektroden E2 weist die gleiche Breite W2 entlang der ersten Richtung X auf. Die Breite W1 entspricht der Breite W2 und der Abstand D1 entspricht dem Abstand D2. D. h., in der Draufsicht überlagern die mehreren ersten Steuerelektroden E1 jeweils die mehreren zweiten Steuerelektroden E2. Die Breiten W1 und W2 und die Abstände D1 und D2 betragen z. B. 10 µm bis 30 µm.
In dem in 3 dargestellten Beispiel sind der erste Modulationsbereich A11 und der zweite Modulationsbereich A21 in einem Rechteck gebildet, der sich in der ersten Richtung X erstreckt, jedoch können diese auch in einem Rechteck gebildet, der sich in der zweiten Richtung Y erstreckt, oder in einer Kreisform, einer ovalen Form oder anderen Formen gebildet werden. Der erste Modulationsbereich A11 und der zweite Modulationsbereich A21 nimmt die gleiche Form an und überlagern sich in der Draufsicht.
4 zeigt eine Ansicht zur Veranschaulichung einer Flüssigkristalllinse LL1, die in der ersten Flüssigkristallzelle 1 gebildet ist. In 4 ist lediglich die zur Erläuterung notwendigen Ausbildungen dargestellt. Obwohl die Erläuterung weggelassen wird, kann auch in der zweiten Flüssigkristallzelle 2 eine Flüssigkristalllinse LL2 ähnlich der anhand der 4 erläuterten Flüssigkristalllinse LL1 gebildet werden.
(A) in 4 zeigt einen Aus-Zustand (OFF), in dem keine Potentialdifferenz zwischen den ersten Steuerelektroden E11 bis E15 und der ersten gemeinsamen Elektrode C1 erzeugt wird. Die Flüssigkristallmoleküle LM1, die in der ersten Flüssigkristallschicht LC1 enthalten sind, werden durch die Ausrichtungsregulierkraft der Ausrichtungsfilme AL1 und AL2 verdreht ausgerichtet.
(B) in 4 zeigt einen EIN-Zustand (ON), in dem eine Potentialdifferenz zwischen den ersten Steuerelektroden E11 bis E15 und der ersten gemeinsamen Elektrode C1 gebildet ist. Die Spannungssteuerung DCT1 versorgt die ersten Steuerelektroden E11 bis E15 und die erste gemeinsame Elektrode C1 jeweils mit einer vorgegebenen Spannung. Wie oben beschrieben, weist die erste Flüssigkristallschicht LC1 eine positive Anisotropie der Dielektrizitätskonstante auf. Daher sind die Flüssigkristallmoleküle LM1 derart ausgerichtet, dass ihre Längsachse im Zustand, in dem ein elektrisches Feld gebildet ist, entlang dem elektrischen Feld verläuft. In einem Beispiel werden die ersten Steuerelektroden E11, E12, E13, E14 und E15 jeweils mit Spannungen von 7V, 3V, 0V, 3V und 7V versorgt und die erste gemeinsame Elektrode C1 wird mit einer Spannung von 0V versorgt.
In einem Bereich, in dem jede der ersten Steuerelektroden E11 und E15 und die erste gemeinsame Elektrode C1 gegenüberliegen, wird das elektrische Feld entlang der dritten Richtung Z gebildet, so dass die Flüssigkristallmoleküle LM1 derart ausgerichtet sind, dass ihre Längsachse entlang der dritten Richtung Z verläuft. In einem Bereich, in dem die erste Steuerelektrode E13 und die erste gemeinsame Elektrode C1 gegenüberliegen, wird fast kein elektrisches Feld gebildet, und die Flüssigkristallmoleküle LM1 bleiben im Zustand der anfänglichen Ausrichtung (Zustand verdrehter Ausrichtung). In einem Bereich, in dem die erste Steuerelektrode E12 und die erste gemeinsame Elektrode C1 gegenüberliegen, wird ein mittlerer Ausrichtungszustand zwischen einem Bereich, in dem die erste Steuerelektrode E11 und die erste gemeinsame Elektrode C1 gegenüberliegen, und einem Bereich, in dem die erste Steuerelektrode E13 die erste gemeinsame Elektrode C1 gegenüberliegen, gebildet. In einem Bereich, in dem die erste Steuerelektrode E14 und die erste gemeinsame Elektrode C1 gegenüberliegen, wird ein mittlerer Ausrichtungszustand zwischen einem Bereich, in dem die erste Steuerelektrode E15 und die erste gemeinsame Elektrode C1 gegenüberliegen, und einem Bereich, in dem die erste Steuerelektrode E13 und die erste gemeinsame Elektrode C1 gegenüberliegen, gebildet.
Das Flüssigkristallmolekül LM1 weist eine Brechungsindexanisotropie Δn auf. Daher weist die erste Flüssigkristallschicht LC1 eine Brechungsindexverteilung entsprechend dem Ausrichtungszustand der Flüssigkristallmoleküle LM1 auf. Alternativ weist die erste Flüssigkristallschicht LC1 eine Verzögerungsverteilung oder eine Phasenverteilung auf, die durch Δn·d ausgedrückt wird, wobei die Dicke der ersten Flüssigkristallschicht LC1 entlang der dritten Richtung Z d ist. In einem Beispiel beträgt die Dicke d 10 µm bis 50 µm. Die Flüssigkristalllinse LL1, die in der Zeichnung durch die gestrichelte Linie dargestellt ist, wird durch eine solche Brechungsindexverteilung, Verzögerungsverteilung oder Phasenverteilung gebildet. Die in der Zeichnung dargestellte Flüssigkristalllinse LL1 funktioniert als konvexe Linse.
Als nächstes wird die Wirkung der Flüssigkristalllinsen LL1 und LL2 durch das Lichtsteuergerät 100 unter Bezugnahme auf die 5 und 6 erläutert. In der folgenden Erläuterung, wenn die Bewegungsrichtung des Lichts entlang der dritten Richtung Z verläuft, wird linear polarisiertes Licht mit einer Polarisationsebene entlang der ersten Richtung X als erstes polarisiertes Licht (P-polarisiertes Licht) POL1 bezeichnet, und linear polarisiertes Licht mit einer Polarisationsebene entlang der zweiten Richtung Y wird als zweites polarisiertes Licht (S-polarisiertes Licht) POL2 bezeichnet. Die Lichtquelle LS strahlt natürliches Licht mit dem ersten polarisierten Licht POL1 und dem zweiten polarisierten Licht POL2 aus. Die erste Flüssigkristallzelle 1 ist zwischen der Lichtquelle LS und der zweiten Flüssigkristallzelle 2 positioniert.
Wie in 5 dargestellt, wird das erste polarisierte Licht (erste Polarisationskomponente) POL1 des natürlichen Lichts durch die Flüssigkristalllinse LL1 in der ersten Flüssigkristallzelle 1 fokussiert und mit dem Drehen seiner Polarisationsebene um 90 Grad in das zweite polarisierte Licht (zweite Polarisationskomponente) POL2 umgewandelt. Das zweite polarisierte Licht POL2, das die erste Flüssigkristallzelle 1 durchdringt, durchdringt die zweite Flüssigkristallzelle 2, ohne durch die Flüssigkristalllinse LL2 fokussiert zu werden, und wird mit dem Drehen seiner Polarisationsebene um 90 Grad in das erste polarisierte Licht POL1 umgewandelt. D. h., das erste polarisierte Licht POL1 des von der Lichtquelle LS ausgestrahlten natürlichen Lichts wird durch das Lichtsteuergerät 100 fokussiert.
Wie in 6 dargestellt, durchdringt das zweite polarisierte Licht (dritte Polarisationskomponente) POL2 des natürlichen Lichts die erste Flüssigkristallzelle 1, ohne durch die Flüssigkristalllinse LL1 fokussiert zu werden, und wird mit dem Drehen seiner Polarisationsebene um 90 Grad in das erste polarisierte Licht (vierte Polarisationskomponente) POL1 umgewandelt. Das erste polarisierte Licht POL1, das die erste Flüssigkristallzelle 1 durchdringt, wird durch die Flüssigkristalllinse LL2 in der zweiten Flüssigkristallzelle 2 fokussiert und mit dem Drehen seiner Polarisationsebene um 90 Grad in das zweite polarisierte Licht POL2 umgewandelt. D. h., das zweite polarisierte Licht POL2 des von der Lichtquelle LS ausgestrahlten natürlichen Lichts wird durch das Lichtsteuergerät 100 fokussiert.
Gemäß einem solchen Lichtsteuergerät 100 können die erste Flüssigkristallzelle 1 zur Modulation des ersten polarisierten Lichts POL1 des natürlichen Lichts und die zweite Flüssigkristallzelle 2 zur Modulation des zweiten polarisierten Lichts POL2 des natürlichen Lichts mit denselben Spezifikationen ausgebildet werden. Daher kann, unabhängig von der Form des Modulationsbereichs, durch Stapeln der ersten Flüssigkristallzelle 1 und der zweiten Flüssigkristallzelle 2 ein Lichtsteuergerät 100 bereitgestellt werden, das natürliches Licht moduliert (fokussiert oder divergiert). Im Verglich mit dem Fall, dass die erste Flüssigkristallzelle 1 und die zweite Flüssigkristallzelle 2 mit unterschiedlichen Spezifikationen ausgebildet sind, kann die Herstellungslinie gemäß der vorliegenden Ausführungsform vereinheitlicht werden und das Lichtsteuergerät 100 kostengünstig hergestellt werden.
7 zeigt eine Schnittansicht eines anderen Ausbildungsbeispiels des Lichtsteuergeräts 100. Das in 7 dargestellte Ausbildungsbeispiel unterscheidet sich im Vergleich zu dem in 1 dargestellten Ausbildungsbeispiel darin, dass das erste Substrat SUB1 und das dritte Substrat SUB3 durch eine transparente Klebeschicht 3 aneinander geklebt sind. Außerdem stehen das zweite Substrat SUB2 und das vierte Substrat SUB 4 in Kontakt mit einer Luftschicht. Konkret klebt die Klebeschicht 3 das isolierende Substrat 11 und das isolierende Substrat 13. Der Brechungsindex der Klebeschicht 3 ist derselbe wie der der isolierenden Substrate 11 und 13. Demgegenüber stehen die Außenfläche 12A des isolierenden Substrats 12 und die Außenfläche 14A des isolierenden Substrats 14 jeweils mit der Luftschicht in Kontakt.
Die erste gemeinsame Elektrode C1 ist auf der Innenfläche 12B des isolierenden Substrats 12 vorgesehen und die zweite gemeinsame Elektrode C2 ist auf der Innenfläche 14B des isolierenden Substrats 14 vorgesehen. D. h., im Lichtsteuergerät 100 sind die erste Flüssigkristallschicht LC1 und die zweite Flüssigkristallschicht LC2 zwischen der ersten gemeinsamen Elektrode C1 und der zweiten gemeinsamen Elektrode C2 positioniert, die flache Elektroden sind. Bspw. sind die erste gemeinsame Elektrode C1 und die zweite gemeinsame Elektrode C2, die aus ITO bestehen, leitfähige Schichten und dienen als UV-absorbierende Schichten.
Mit einem solchen Ausbildungsbeispiel kann die gleiche Wirkung wie mit dem obigen Ausbildungsbeispiel erzielt werden. Zudem werden die von der Außenfläche 12A einfallenden ultravioletten Strahlen von der ersten gemeinsamen Elektrode C1 absorbiert, und die von der Außenfläche 14A einfallenden ultravioletten Strahlen werden von der zweiten gemeinsamen Elektrode C2 absorbiert. Folglich wird die Verschlechterung der ersten Flüssigkristallschicht LC1 und der zweiten Flüssigkristallschicht LC2 durch ultraviolette Strahlen unterdrückt.
Außerdem wird die Ladung auf dem zweiten Substrat SUB2 über die erste gemeinsame Elektrode C1 abgeleitet, und die Ladung auf dem vierten Substrat SUB4 wird über die zweite gemeinsame Elektrode C2 abgeleitet. Folglich wird bei der ersten Flüssigkristallschicht LC1 und der zweiten Flüssigkristallschicht LC2 das Ausrichtungsversagen der Flüssigkristallmoleküle, das durch eine unerwünschte Aufladung verursacht wird, unterdrückt.
8 zeigt eine Ansicht für ein anderes Ausbildungsbeispiel des Lichtsteuergeräts 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das in 8 gezeigten Ausbildungsbeispiel unterscheidet sich im Verglich mit dem in 1 gezeigten Ausbildungsbeispiel darin, dass in der ersten Flüssigkristallzelle 1 das erste Substrat SUB1 mit den ersten Steuerelektroden E1 und den ersten gemeinsamen Elektroden C1 versehen ist, und die ersten gemeinsamen Elektroden C1 zwischen den benachbarten ersten Steuerelektroden E1 positioniert sind. Außerdem sind die ersten Steuerelektroden E1 und die ersten gemeinsamen Elektroden C1 auf der gleichen Schicht positioniert. Beispielsweise sind die ersten Steuerelektroden E1 und die ersten gemeinsamen Elektroden C1 auf dem isolierenden Substrat 11 vorgesehen und mit dem Ausrichtungsfilm AL1 bedeckt. Diese ersten Steuerelektroden E1 und die ersten gemeinsamen Elektroden C1 bestehen bspw. aus dem gleichen transparenten leitfähigen Material. In dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel ist eine einzige erste Steuerelektrode E1 zwischen den benachbarten ersten gemeinsamen Elektroden C1 angeordnet, jedoch ist es auch möglich, dass mehrere erste Steuerelektroden E1 können zwischen den benachbarten ersten gemeinsamen Elektroden C1 angeordnet sind, oder mehrere erste gemeinsame Elektroden C1 zwischen den benachbarten ersten Steuerelektroden E1 angeordnet sind.
Auch in der zweiten Flüssigkristallzelle 2 ist, wie in der ersten Flüssigkristallzelle 1, das dritte Substrat SUB 3 mit zweiten Steuerelektroden E2 und zweiten gemeinsamen Elektroden C2 versehen. Die zweiten gemeinsamen Elektroden C2 sind zwischen den benachbarten zweiten Steuerelektroden E2 positioniert. Außerdem sind die zweiten Steuerelektroden E2 und die zweiten gemeinsamen Elektroden C2 auf derselben Schicht positioniert.
Die Breite der ersten gemeinsamen Elektrode C1 entspricht der Breite W2 der zweiten gemeinsamen Elektrode C2, und der Abstand zwischen der ersten Steuerelektrode E1 und der ersten gemeinsamen Elektrode C1 entspricht dem Abstand zwischen der zweiten Steuerelektrode E2 und der zweiten gemeinsamen Elektrode C2. Die zweite Steuerelektrode E2 ist direkt über der ersten Steuerelektrode E1 positioniert, und die zweite gemeinsame Elektrode C2 ist direkt über der ersten gemeinsamen Elektrode C1 positioniert. D. h., in der Draufsicht überlagern die mehreren ersten Steuerelektroden E1 jeweils die mehreren zweiten Steuerelektroden E2 und die mehreren ersten gemeinsamen Elektroden C1 jeweils die mehreren zweiten gemeinsamen Elektroden C2.
Die erste Flüssigkristallzelle 1 und die zweite Flüssigkristallzelle 2 sind durch eine transparente Klebeschicht 3 aneinander geklebt. Im dargestellten Beispiel sind das zweite Substrat SUB2 und das dritte Substrat SUB3 durch die Klebeschicht 3 aneinander geklebt. Der Brechungsindex der Klebeschicht 3 entspricht dem Brechungsindex der isolierenden Substrate 12 und 13. Demgegenüber stehen die jeweiligen Außenflächen des isolierenden Substrats 11 und des isolierenden Substrats 14 in Kontakt mit der Luftschicht. Am zweiten Substrat SUB2 und vierten Substrat SUB 4 sind keine Elektroden vorgesehen. Insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Einfalls ultravioletter Strahlen von dem vierten Substrat SUB4 kann die Außenfläche des vierten Substrats SUB4 (oder die Außenfläche des isolierenden Substrats 14) auch mit einer UV-absorbierenden Schicht versehen sein. Konkrete Beispiele für die UV-absorbierende Schicht werden im Folgenden unter Bezugnahme auf 13 erläutert.
9 zeigt eine Ansicht zur Veranschaulichung der Flüssigkristalllinse LL1, die in der in 8 gezeigten ersten Flüssigkristallzelle 1 gebildet ist. In 9 sind lediglich die zur Erläuterung notwendigen Ausbildungen dargestellt. Obwohl die Erläuterung weggelassen wird, kann auch in der zweiten Flüssigkristallzelle 2 die Flüssigkristalllinse LL2 ähnlich der anhand der 9 erläuterten Flüssigkristalllinse LL1 gebildet werden.

(A) in 9 zeigt einen Aus-Zustand (OFF), in dem keine Potentialdifferenz zwischen den ersten Steuerelektroden E1 und den ersten gemeinsamen Elektroden C1 erzeugt wird. Die Flüssigkristallmoleküle LM1, die in der ersten Flüssigkristallschicht LC1 enthalten sind, werden durch die Ausrichtungsregulierkraft der Ausrichtungsfilme AL1 und AL2 verdreht ausgerichtet.
(B) in 9 zeigt einen EIN-Zustand (ON), in dem eine Potentialdifferenz zwischen den ersten Steuerelektroden E1 und den ersten gemeinsamen Elektroden C1 gebildet ist. Die Spannungssteuerung DCT1 versorgt die ersten Steuerelektroden E1 und die ersten gemeinsamen Elektroden C1 jeweils mit einer vorgegebenen Spannung. Die Flüssigkristallmoleküle LM1 sind derart ausgerichtet, dass ihre Längsachse im Zustand, in dem ein elektrisches Feld gebildet ist, entlang dem elektrischen Feld verläuft. Hierdurch wird die Flüssigkristalllinse LL1 gebildet, die in der Zeichnung durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist.

Auch in dem in den 8 und 9 gezeigten Ausbildungsbeispiel kann der gleiche Effekt wie im obigen Ausbildungsbeispiel erzielt werden. Zudem sind in einem solchen Ausbildungsbeispiel die Stromversorgungsleitung PL und das leitfähige Material CD, die anhand der 2 erläutert werden, nicht erforderlich, und die Ausbildung kann vereinfacht werden. In dem in den 8 und 9 gezeigten Ausbildungsbeispiel können, so wie in dem in 7 gezeigten Ausbildungsbeispiel, das erste Substrat SUB1 und das dritte Substrat SUB3 durch eine transparente Klebeschicht 3 geklebt werden.
10 zeigt eine Ansicht für ein anderes Ausbildungsbeispiel des Lichtsteuergeräts 100 der vorliegenden Ausführungsform. Im Vergleich zu dem in 8 dargestellten Ausbildungsbeispiel unterscheidet sich das in 10 dargestellte Ausbildungsbeispiel darin, dass das erste Substrat SUB 1 mit einem Isolierfilm (erster Isolierfilm) IL1 versehen ist, der zwischen den ersten Steuerelektroden E1 und den ersten gemeinsamen Elektroden C1 positioniert ist. D. h., der Unterschied liegt darin, dass die ersten Steuerelektroden E1 auf einer anderen Schicht positioniert sind als die ersten gemeinsamen Elektroden C1. Die ersten gemeinsamen Elektroden C1 sind bspw. auf dem isolierenden Substrat 11 positioniert und vom Isolierfilm IL1 bedeckt. Die ersten Steuerelektroden E1 sind auf dem Isolierfilm IL1 positioniert und vom Ausrichtungsfilm AL1 bedeckt. Die ersten gemeinsamen Elektroden C1 sind zwischen den benachbarten ersten Steuerelektroden E1 positioniert.
Auch in der zweiten Flüssigkristallzelle 2, so wie in der ersten Flüssigkristallzelle 1, ist das dritte Substrat SUB 3 mit dem Isolierfilm (zweiter Isolierfilm) IL2 versehen, der zwischen den zweiten Steuerelektroden E2 und den zweiten gemeinsamen Elektroden C2 positioniert ist. Bspw. sind die zweiten gemeinsamen Elektroden C2 auf dem isolierenden Substrat 13 vorgesehen und vom Isolierfilm IL2 bedeckt. Die zweiten Steuerelektroden E2 sind auf dem Isolierfilm IL2 vorgesehen und vom Ausrichtungsfilm AL3 bedeckt. Die zweiten gemeinsamen Elektroden C2 sind zwischen den benachbarten zweiten Steuerelektroden E2 positioniert.
Die Breite der ersten gemeinsamen Elektrode C1 entspricht der Breite W2 der zweiten gemeinsamen Elektrode C2, und der Abstand zwischen der ersten Steuerelektrode E1 und der ersten gemeinsamen Elektrode C1 entspricht dem Abstand zwischen der zweiten Steuerelektrode E2 und der zweiten gemeinsamen Elektrode C2. Die zweite Steuerelektrode E2 ist direkt über der ersten Steuerelektrode E1 positioniert, und die zweite gemeinsame Elektrode C2 ist direkt über der ersten gemeinsamen Elektrode C1 positioniert. D. h., in der Draufsicht überlagern die mehreren ersten Steuerelektroden E1 jeweils die mehreren zweiten Steuerelektroden E2 und die mehreren ersten gemeinsamen Elektroden C1 jeweils die mehreren zweiten gemeinsamen Elektroden C2.
Das zweite Substrat SUB2 und das dritte Substrat SUB 3 sind durch eine transparente Klebeschicht 3 aneinander geklebt. Der Brechungsindex der Klebeschicht 3 entspricht dem Brechungsindex der isolierenden Substrate 12 und 13. Demgegenüber stehen die jeweiligen Außenflächen des isolierenden Substrats 11 und des isolierenden Substrats 14 in Kontakt mit der Luftschicht. Am zweiten Substrat SUB2 und vierten Substrat SUB 4 sind keine Elektroden vorgesehen. Insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Einfalls ultravioletter Strahlen von dem vierten Substrat SUB4 kann die Außenfläche des vierten Substrats SUB4 (oder die Außenfläche des isolierenden Substrats 14) auch mit einer UV-absorbierenden Schicht versehen sein. Konkrete Beispiele für die UV-absorbierende Schicht werden im Folgenden unter Bezugnahme auf 13 erläutert.
In dem in 10 dargestellten Ausbildungsbeispiel kann der gleiche Effekt wie in dem in 8 dargestellten Ausbildungsbeispiel erzielt werden. Zudem sind die ersten Steuerelektroden E1 und die ersten gemeinsamen Elektroden C1, die mit unterschiedlichen Spannungen versorgt werden, über den Isolierfilm IL1 vorgesehen, so dass der Abstand zwischen den auf derselben Schicht angeordneten Elektroden vergrößert wird und die Ausbeute verbessert werden kann. In dem in 10 gezeigten Ausbildungsbeispiel können, so wie in dem in 7 gezeigten Ausbildungsbeispiel, das erste Substrat SUB1 und das dritte Substrat SUB3 durch die transparente Klebeschicht 3 geklebt werden.
Die ersten Steuerelektroden E1 und die zweiten Steuerelektroden E2, die unter Bezugnahme auf 8 und 10 erläutert werden, und die ersten gemeinsamen Elektroden C1 und die zweiten gemeinsamen Elektroden C2 können die in 3 erläuterten bandförmigen Elektroden sein, oder andere Formen annehmen. Beispiele für die anderen Formen werden im Folgenden erläutert.
In dem in 11 dargestellten Beispiel ist die erste Steuerelektrode E1 in einer im Wesentlichen kreisförmigen Punktform gebildet. Die erste gemeinsame Elektrode C1 ist in einer Ringform gebildet, die die mehreren ersten Steuerelektroden E1 jeweils umgibt. Die mehreren ersten Steuerelektroden E1 und die erste gemeinsame Elektrode C1 sind jeweils elektrisch mit der Spannungssteuerung DCT1 verbunden. Bspw. wird ein elektrisches Feld zwischen jeder der ersten Steuerelektroden E1 und der ersten gemeinsamen Elektrode C1 gebildet, wodurch eine Linsenanordnung gebildet werden kann.
Im in 12 dargestellten Beispiel sind die mehreren ersten Steuerelektroden E1 in konzentrischen Kreisen gebildet. Die mehreren ersten Steuerelektroden E1 sind jeweils elektrisch mit der Spannungssteuerung DCT1 verbunden. Bspw. wird die Spannung, die jeder der ersten Steuerelektroden E1 zugeführt wird, gesteuert, wodurch eine kreisförmige Linse gebildet werden kann.
13 zeigt eine Schnittansicht eines anderen Ausbildungsbeispiels des Lichtsteuergeräts 100. Das in 13 gezeigte Ausbildungsbeispiel unterscheidet sich im Vergleich mit den in 8 und 10 gezeigten Ausbildungsbeispielen darin, dass das erste Substrat SUB1 und das dritte Substrat SUB3 durch eine transparente Klebeschicht 3 aneinander geklebt sind. Außerdem sind das zweite Substrat SUB2 und das vierte Substrat SUB 4 auf der der Klebeschicht 3 abgewandten Seite positioniert. Außerdem ist auf der Außenfläche der ersten Flüssigkristallzelle 1 (oder der Außenfläche des zweiten Substrats SUB 2) eine erste UV-absorbierende Schicht 21 vorgesehen und auf der Außenfläche der zweiten Flüssigkristallzelle 2 (oder der Außenfläche des vierten Substrats SUB4) eine zweite UV-absorbierende Schicht 22 vorgesehen. Konkret ist die erste UV-absorbierende Schicht 21 auf der Außenfläche 12A des isolierenden Substrats 12 positioniert und die zweite UV-absorbierende Schicht 22 ist auf der Außenfläche 14A des isolierenden Substrats 14 positioniert. D. h., im Lichtsteuergerät 100 sind die erste Flüssigkristallschicht LC1 und die zweite Flüssigkristallschicht LC2 zwischen der ersten UV-absorbierenden Schicht 21 und der zweiten UV-absorbierenden Schicht 22 positioniert. Die erste UV-absorbierende Schicht 21 und die zweite UV-absorbierende Schicht 22 sind transparente, leitfähige Schichten, die z. B. aus ITO bestehen.
Mit diesem Ausbildungsbeispiel kann der gleiche Effekt erzielt werden wie mit dem in 7 erläuterten Ausbildungsbeispiel. D. h., die ultravioletten Strahlen, die von der Seite des zweiten Substrats SUB2 einfallen, wo keine Elektrode vorhanden ist, werden von der ersten UV-absorbierenden Schicht 21 absorbiert. Die ultravioletten Strahlen, die von der Seite des vierten Substrats SUB4 einfallen, wo keine Elektrode vorhanden ist, werden von der zweiten UV-absorbierenden Schicht 22 absorbiert. Folglich wird die Verschlechterung der ersten Flüssigkristallschicht LC1 und der zweiten Flüssigkristallschicht LC2 durch ultraviolette Strahlen unterdrückt.
In dem in 13 gezeigten Ausbildungsbeispiel sind die ersten Steuerelektroden E1 und die ersten gemeinsamen Elektroden C1 des ersten Substrats SUB1 auf der gleichen Schicht, jedoch können die ersten Steuerelektroden E1 auf einer anderen Schicht als die ersten gemeinsamen Elektroden C1 positioniert sein. Ebenfalls können die zweiten Steuerelektroden E2 und die zweiten gemeinsamen Elektroden C2 des dritten Substrats SUB3 auf der gleichen Schicht positioniert sein, oder die zweiten Steuerelektroden E2 können auf einer anderen Schicht als die zweiten gemeinsamen Elektroden C2 positioniert sein.
Wie oben erläutert, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Lichtsteuergerät bereitgestellt werden, das kostengünstig hergestellt werden kann.
Diese Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann durch Modifizierung der Bestandteile in dem Maße konkretisiert werden, dass bei der Ausführung nicht vom Kern der Erfindung abgewichen wird. Auch können verschiedene Erfindungen durch geeignete Kombinationen der in den oben genannten Ausführungsformen offenbarten mehreren Bestandteile gebildet werden. Bspw. können z. B. einige der Bestandteile aus allen in den Ausführungsformen gezeigten Bestandteilen gestrichen werden. Darüber hinaus können Bestandteile aus verschiedenen Ausführungsformen den Umständen entsprechend kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

100: Lichtsteuergerät
1: erste Flüssigkristallzelle
2: zweite Flüssigkristallzelle
3: Klebeschicht
SUB1: erstes Substrat
E1: erste Steuerelektrode
SUB2: zweites Substrat
LC1: erste Flüssigkristallschicht
SUB3: drittes Substrat
E2: zweite Steuerelektrode
SUB4: viertes Substrat
LC2: zweite Flüssigkristallschicht
C1: erste gemeinsame Elektrode
C2: zweite gemeinsame Elektrode
A11: erster Modulationsbereich
A21: zweiter Modulationsbereich
IL1, IL2: Isolierfilm
LL1, LL2: Flüssigkristalllinse
21: erste UV-absorbierende Schicht
22: zweite UV-absorbierende Schicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2019/0033669 A1 [0003]

Claims

Lichtsteuergerät, versehen mit: einer ersten Flüssigkristallzelle, die mit einem ersten Substrat, das mit mehreren ersten Steuerelektroden versehen ist, einem zweiten Substrat und einer ersten Flüssigkristallschicht, die zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat verdreht ausgerichtet ist, versehen ist, einer zweiten Flüssigkristallzelle, die mit einem dritten Substrat, das mit mehreren zweiten Steuerelektroden versehen ist, einem vierten Substrat und einer zweiten Flüssigkristallschicht, die zwischen dem dritten Substrat und dem vierten Substrat verdreht ausgerichtet ist, versehen ist, wobei die zweite Flüssigkristallzelle auf der ersten Flüssigkristallzelle gestapelt ist, die erste Steuerelektrode die zweite Steuerelektrode überlagert, die erste Flüssigkristallzelle die Funktion aufweist, eine erste Polarisationskomponente von einfallendem natürlichem Licht zu modulieren und in eine zweite Polarisationskomponente umzuwandeln, und eine dritte Polarisationskomponente von einfallendem natürlichem Licht nahezu ohne Modulation in eine vierte Polarisationskomponente umzuwandeln, und die zweite Flüssigkristallzelle die Funktion aufweist, nahezu ohne Modulation der zweiten Polarisationskomponente, die die erste Flüssigkristallzelle durchdringt, die vierte Polarisationskomponente, die die erste Flüssigkristallzelle durchdringt, zu modulieren.
Lichtsteuergerät nach Anspruch 1, wobei die erste Flüssigkristallzelle und die zweite Flüssigkristallzelle die gleiche Rotationskraft aufweisen, die zweite Polarisationskomponente und die dritte Polarisationskomponente dieselbe Polarisationsebene aufweisen, und die erste Polarisationskomponente und die vierte Polarisationskomponente dieselbe Polarisationsebene aufweisen.
Lichtsteuergerät nach Anspruch 1, wobei die mehreren ersten Steuerelektroden und die mehreren zweiten Steuerelektroden jeweils in erster Richtung mit Abständen aufgereiht sind und sich in zweiter Richtung erstrecken, die die erste Richtung schneidet.
Lichtsteuergerät nach Anspruch 3, wobei Breite der ersten Steuerelektrode der Breite der zweiten Steuerelektrode entspricht, und der Abstand zwischen den ersten Steuerelektroden dem Abstand zwischen den zweiten Steuerelektroden entspricht.
Lichtsteuergerät nach Anspruch 4, wobei die erste Flüssigkristallzelle einen ersten Modulationsbereich aufweist, in dem die mehreren ersten Steuerelektroden vorgesehen sind, die zweite Flüssigkristallzelle einen zweiten Modulationsbereich aufweist, in dem die mehreren zweiten Steuerelektroden vorgesehen sind, wobei der erste Modulationsbereich und der zweite Modulationsbereich die gleiche Form annehmen und in einem Rechteck gebildet sind.
Lichtsteuergerät nach Anspruch 5, wobei das zweite Substrat mit einer ersten gemeinsamen Elektrode versehen ist, die den mehreren ersten Steuerelektroden gegenüberliegt, und das vierte Substrat mit einer zweiten gemeinsamen Elektrode versehen ist, die den mehreren zweiten Steuerelektroden gegenüberliegt.
Lichtsteuergerät nach Anspruch 6, ferner versehen mit einer transparenten Klebeschicht zum Kleben des ersten Substrats und des dritten Substrats.
Lichtsteuergerät nach Anspruch 7 wobei das zweite Substrat und das vierte Substrat in Kontakt mit einer Luftschicht stehen.
Lichtsteuergerät nach Anspruch 6, ferner versehen mit einer transparenten Klebeschicht zum Kleben des zweiten Substrats und des dritten Substrats.
Lichtsteuergerät nach Anspruch 9, wobei das erste Substrat und das vierte Substrat in Kontakt mit einer Luftschicht stehen.
Lichtsteuergerät nach Anspruch 1, wobei das erste Substrat ferner mit einer ersten gemeinsamen Elektrode versehen ist, die zwischen den benachbarten ersten Steuerelektroden positioniert ist, wobei die erste Steuerelektrode und die erste gemeinsame Elektrode auf derselben Schicht positioniert sind, das zweite Substrat ferner mit einer zweiten gemeinsamen Elektrode versehen ist, die zwischen den benachbarten zweiten Steuerelektroden positioniert ist, wobei die zweite Steuerelektrode und die zweite gemeinsame Elektrode auf derselben Schicht positioniert sind, und die erste gemeinsame Elektrode die zweite gemeinsame Elektrode überlagert.
Lichtsteuergerät nach Anspruch 11, ferner versehen mit: einer transparenten Klebeschicht zum Kleben der ersten Flüssigkristallzelle und der zweiten Flüssigkristallzelle, und einer UV-absorbierenden Schicht, die auf mindestens einer der Außenfläche der ersten Flüssigkristallzelle und der Außenfläche der zweiten Flüssigkristallzelle vorgesehen ist, wobei die UV-absorbierende Schicht eine transparente leitfähige Schicht ist.
Lichtsteuergerät nach Anspruch 11, ferner versehen mit: einer transparenten Klebeschicht zum Kleben des ersten Substrats und des dritten Substrats, einer ersten UV-absorbierenden Schicht, die auf der Außenfläche des zweiten Substrats vorgesehen ist, einer zweiten UV-absorbierenden Schicht, die auf der Außenfläche des vierten Substrats vorgesehen ist, wobei die erste UV-absorbierende Schicht und die zweite UV-absorbierende Schicht transparente leitfähige Schichten sind.
Lichtsteuergerät nach Anspruch 1, wobei das erste Substrat ferner mit einer ersten gemeinsamen Elektrode, die zwischen den benachbarten ersten Steuerelektroden positioniert ist, und einem ersten Isolierfilm, der zwischen der ersten Steuerelektrode und der ersten gemeinsamen Elektrode positioniert ist, versehen ist, und das zweite Substrat ferner mit einer zweiten gemeinsamen Elektrode, die zwischen den benachbarten zweiten Steuerelektroden positioniert ist, und einem zweiten Isolierfilm, der zwischen der zweiten Steuerelektrode und der zweiten gemeinsamen Elektrode positioniert ist, versehen ist, wobei die erste gemeinsame Elektrode die zweite gemeinsame Elektrode überlagert.
Lichtsteuergerät nach Anspruch 14, ferner versehen mit: einer transparenten Klebeschicht zum Kleben der ersten Flüssigkristallzelle und der zweiten Flüssigkristallzelle, und einer UV-absorbierenden Schicht, die auf mindestens einer der Außenfläche der ersten Flüssigkristallzelle und der Außenfläche der zweiten Flüssigkristallzelle vorgesehen ist, wobei die UV-absorbierende Schicht eine transparente leitfähige Schicht ist.
Lichtsteuergerät nach Anspruch 14, ferner versehen mit: einer transparenten Klebeschicht zum Kleben des ersten Substrats und des dritten Substrats, einer ersten UV-absorbierenden Schicht, die auf der Außenfläche des zweiten Substrats vorgesehen ist, einer zweiten UV-absorbierenden Schicht, die auf der Außenfläche des vierten Substrats vorgesehen ist, wobei die erste UV-absorbierende Schicht und die zweite UV-absorbierende Schicht transparente leitfähige Schichten sind.
Lichtsteuergerät nach Anspruch 1, wobei das erste Substrat ferner mit einer ersten gemeinsamen Elektrode, die die mehreren ersten Steuerelektroden jeweils umgibt, versehen ist.
Lichtsteuergerät nach Anspruch 1, wobei die mehreren ersten Steuerelektroden in konzentrischen Kreisen gebildet sind.