JP2023056831A - Liquid crystal element, illumination device, vehicle lighting system, and method of manufacturing liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal element, illumination device, vehicle lighting system, and method of manufacturing liquid crystal element Download PDF

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Abstract

To provide a liquid crystal element provided with a pretilt angle distribution without depending on the positions of pixel electrodes and the like.SOLUTION: A liquid crystal element disclosed herein comprises first and second substrates arranged to have one surface of each substrate face one surface of the other, a sealing material arranged substantially in an annular shape between the first substrate and the second substrate, and a liquid crystal layer disposed between the first substrate and the second substrate to be surrounded by the sealing material having an opening in plan view, where a pretilt angle of the liquid crystal layer varies depending on a distance from the opening in plan view.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本開示は、液晶素子、照明装置、車両用灯具システム、液晶素子の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a liquid crystal element, a lighting device, a vehicle lighting system, and a method for manufacturing a liquid crystal element.

特開2002-357830号公報(特許文献1)には、所定のセルギャップで対向配置された一対の基板と、一対の基板間に形成された垂直配向膜と、垂直配向膜間に封止されており負の誘電率異方性を備えた液晶層と、少なくとも一対の基板の一方に配置されており電圧印加時において液晶層中の全体的な液晶分子の配向方向を規制する配向規制用構造物と、液晶層中に設けられ液晶分子を傾斜させる液晶骨格を備えた硬化物とを有する液晶表示装置が記載されている。この液晶表示装置では、製造時にフォトマスクを用いてモノマーの露光を行う等の複雑な工程を経て、画素電極内でプレティルト角の小さい領域と大きい領域を設けている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-357830 (Patent Document 1) discloses a pair of substrates facing each other with a predetermined cell gap, a vertical alignment film formed between the pair of substrates, and a sealing device between the vertical alignment films. a liquid crystal layer having negative dielectric anisotropy, and an alignment control structure disposed on at least one of a pair of substrates for controlling the alignment direction of the entire liquid crystal molecules in the liquid crystal layer when a voltage is applied. and a cured product with a liquid crystal skeleton provided in the liquid crystal layer to tilt the liquid crystal molecules. In this liquid crystal display device, a region with a small pretilt angle and a region with a large pretilt angle are provided in the pixel electrode through a complicated process such as exposing a monomer using a photomask during manufacturing.

特開2002-357830号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-357830

本開示に係る具体的態様は、画素電極等の位置に依存せずにプレティルト角の分布が設けられた液晶素子ないしこれを備える装置等を提供することを目的の1つとする。 It is an object of a specific aspect of the present disclosure to provide a liquid crystal element provided with a pretilt angle distribution independent of the position of a pixel electrode or the like, or an apparatus including the same.

[1]本開示に係る一態様の液晶素子は、(a)各々の一面側が対向するように配置された第1基板及び第2基板と、(b)前記第1基板と前記第2基板の間において略環状に配置されたシール材と、(c)前記第1基板と前記第2基板の間において前記シール材に囲まれて配置された液晶層と、を含み、(d)前記シール材は、平面視において1つの開口を有しており、(e)前記液晶層におけるプレティルト角は、平面視における前記開口からの距離に応じて大きさが異なる、液晶素子である。
[2]本開示に係る一態様の照明装置は、(a)前記[1]の液晶素子と、(b)前記液晶素子を挟んで対向配置された一対の偏光素子と、(c)前記液晶素子へ光を入射させる光源と、を含む、照明装置である。
[3]本開示に係る一態様の車両用灯具システムは、(a)前記[2]の照明装置を用いて構成される車両用灯具と、(b)車両周辺の状況に応じて前記車両用灯具の前記液晶素子に駆動電圧を与えるコントローラと、(c)前記液晶素子を透過した光を集光して前記車両の周辺へ投影するレンズと、を含む、車両用灯具システムである。
[4]本開示に係る一態様の液晶素子の製造方法は、(a)各々、一面側に導電膜を有する第1基板及び第2基板を用意すること、(b)前記第1基板と前記第2基板の各々の一面側に垂直配向膜を形成すること、(c)前記第1基板と前記第2基板の各々の前記垂直配向膜に対してラビング処理を行うこと、(d)前記第1基板又は前記第2基板の一面側に、平面視において1つの開口を有する略環状にシール材を形成すること、(e)各々の一面側が対向するように前記第1基板及び前記第2基板を貼り合わせること、(f)光照射により高分子化するモノマーを含有する液晶材料を、前記第1基板と前記第2基板の間であって前記シール材に囲まれた空間へ前記開口から注入すること、(g)前記第1基板と前記第2基板の各々の導電膜を用いて前記液晶材料に電圧を印加しながら、前記第1基板及び/又は第2基板を介して前記液晶材料に光照射を行って前記モノマーを高分子化させること、を含む、液晶素子の製造方法である。
[1] A liquid crystal element according to one aspect of the present disclosure includes (a) a first substrate and a second substrate arranged so that one surface sides thereof face each other, and (b) the first substrate and the second substrate. (c) a liquid crystal layer surrounded by the sealing material between the first substrate and the second substrate; (d) the sealing material has one aperture in plan view, and (e) a liquid crystal element in which the pretilt angle in the liquid crystal layer varies depending on the distance from the aperture in plan view.
[2] A lighting device according to one aspect of the present disclosure includes (a) the liquid crystal element of [1], (b) a pair of polarizing elements arranged to face each other with the liquid crystal element interposed therebetween, and (c) the liquid crystal and a light source for causing light to enter the element.
[3] A vehicle lighting system according to one aspect of the present disclosure includes: (a) a vehicle lighting device configured using the lighting device of [2]; The vehicle lighting system includes a controller that applies a driving voltage to the liquid crystal element of the lighting device, and (c) a lens that collects the light that has passed through the liquid crystal element and projects the light onto the periphery of the vehicle.
[4] A method of manufacturing a liquid crystal element according to one aspect of the present disclosure includes: (a) preparing a first substrate and a second substrate each having a conductive film on one surface side; forming a vertical alignment film on one surface of each of the second substrates; (c) performing a rubbing process on the vertical alignment films of each of the first substrate and the second substrate; (e) forming a substantially annular sealing material having one opening in a plan view on one surface side of the first substrate or the second substrate; (f) injecting a liquid crystal material containing a monomer that polymerizes by light irradiation into a space between the first substrate and the second substrate and surrounded by the sealing material through the opening; (g) applying a voltage to the liquid crystal material using the conductive films of each of the first substrate and the second substrate, and applying a voltage to the liquid crystal material through the first substrate and/or the second substrate; A method for manufacturing a liquid crystal device, comprising polymerizing the monomer by irradiating with light.

上記構成によれば、画素電極等の位置に依存せずにプレティルト角の分布が設けられた液晶素子ないしこれを備える装置等を提供することができる。また、上記構成によれば、画素電極等の位置に依存せずにプレティルト角の分布が設けられた液晶素子を製造することができる。 According to the above configuration, it is possible to provide a liquid crystal element having a pretilt angle distribution independent of the position of the pixel electrode or a device including the same. Further, according to the above configuration, it is possible to manufacture a liquid crystal element having a distribution of pretilt angles regardless of the positions of the pixel electrodes or the like.

図1(A)及び図1(B)は、実験に用いた液晶素子の構成を示す模式的な平面図である。図1(C)は、液晶素子の構成を示す模式的な断面図である。FIGS. 1A and 1B are schematic plan views showing configurations of liquid crystal elements used in experiments. FIG. 1C is a schematic cross-sectional view showing the structure of a liquid crystal element. 図2(A)は、各液晶素子におけるプレティルト角分布の測定結果を示す図である。図2(B)は、86°以下のプレティルト角が得られる距離を100(相対値)として規格化して示した注入口からの距離とプレティルト角との関係を示す図である。FIG. 2A is a diagram showing the measurement results of the pretilt angle distribution in each liquid crystal element. FIG. 2B is a diagram showing the relationship between the distance from the injection port and the pretilt angle, normalized with the distance at which a pretilt angle of 86° or less is obtained being 100 (relative value). 図3は、モノマー濃度とプレティルト角の関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between monomer concentration and pretilt angle. 図4(A)は、プレティルト角に対する液晶素子の応答性能を測定した結果を示す図である。図4(B)は、印加電圧と透過率の関係を2つのプレティルト角について示した図である。FIG. 4A is a diagram showing the results of measuring the response performance of the liquid crystal element with respect to the pretilt angle. FIG. 4B is a diagram showing the relationship between applied voltage and transmittance for two pretilt angles. 図5(A)及び図5(B)は、プレティルト角が87°の場合における電圧印加からの経過時間に対する透過率の変化示した図である。FIGS. 5A and 5B are diagrams showing changes in transmittance with respect to elapsed time from voltage application when the pretilt angle is 87°. 図6は、液晶素子における注入口からの相対距離(規格化距離)とプレティルト角の関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the relative distance (normalized distance) from the injection port and the pretilt angle in the liquid crystal element. 図7は、一実施形態の車両用灯具の構成を示す模式的な斜視図である。FIG. 7 is a schematic perspective view showing the configuration of the vehicle lamp according to one embodiment. 図8は、図7に示した車両用灯具を含んだ車両用灯具システムの構成例を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of a vehicle lighting system including the vehicle lighting shown in FIG. 図9は、液晶素子の画素の構成を説明するための模式的な平面図である。FIG. 9 is a schematic plan view for explaining the pixel configuration of the liquid crystal element. 図10は、図9に示した液晶素子における注入口からの相対距離を説明するための図である。10 is a diagram for explaining the relative distance from the injection port in the liquid crystal element shown in FIG. 9. FIG. 図11は、液晶素子の構成例を示す模式的な断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of a liquid crystal element. 図12は、液晶素子の構成を示す模式的な平面図である。FIG. 12 is a schematic plan view showing the configuration of the liquid crystal element. 図13は、車両用灯具システムによって生成される照射光の具体例を示すイメージ図である。FIG. 13 is an image diagram showing a specific example of illumination light generated by the vehicle lamp system. 図14は、ポリマー化の際に液晶層へ印加する電圧とプレティルト角との関係を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the voltage applied to the liquid crystal layer and the pretilt angle during polymerization.

まず、発明者が本開示に係る液晶素子等を創作するに至るまでに行った考察の内容について説明し、その後、当該考察に基づいて構成される液晶素子、この液晶素子を用いて構成される照明装置の一例である車両用灯具、この車両用灯具を備える車両用灯具システムの実施形態を説明する。 First, the contents of the considerations that the inventors made until they created the liquid crystal element or the like according to the present disclosure will be described. Embodiments of a vehicle lamp, which is an example of a lighting device, and a vehicle lamp system including the vehicle lamp will be described.

一般に、ディスプレイとして用いられる場合の液晶素子には均一な透過率-電圧特性(VT特性)並びにレスポンス特性が求められる。そのため、広視角を実現するために画素内の配向状態を分割する場合を除いて、液晶素子の液晶層の配向状態は均一であることが望ましい。そして、液晶層の配向状態のうちプレティルト角は重要であり、プレティルト角が液晶素子内の位置によって異なると、閾値電圧に差を生じ、あるいはシャープネスが変わるなど、VT特性に影響を与え、表示品位が不均一になるため好ましくない。非表示用途の光学素子として用いられる液晶素子の場合においても、多くの場合には均一なVT特性やレスポンス特性が求められる。 In general, a liquid crystal element used as a display is required to have uniform transmittance-voltage characteristics (VT characteristics) and response characteristics. Therefore, it is desirable that the alignment state of the liquid crystal layer of the liquid crystal element is uniform, except when the alignment state within the pixel is divided to achieve a wide viewing angle. Among the alignment states of the liquid crystal layer, the pretilt angle is important. If the pretilt angle differs depending on the position in the liquid crystal element, it affects the VT characteristics, such as causing a difference in the threshold voltage or changing the sharpness, thereby affecting the display quality. It is not preferable because it becomes non-uniform. Liquid crystal elements used as optical elements for non-display applications are also required to have uniform VT characteristics and response characteristics in many cases.

しかし、特殊な用途においては液晶素子内の位置により配向状態が異なることが好ましい場合がある。例えば、車両前方への照射光を自在に制御できる車両用灯具を構成するために液晶素子を用いる場合を考える。この場合、車両用灯具に求められる照射光の状況はその照射光が投影される場所により異なるため、シャッター素子としての液晶素子に必要な特性が液晶素子内の位置により異なることがある。例えば、液晶素子内において、ハイビームを形成するために用いられる領域(ハイビーム形成領域)では頻繁に透過率の切り替えを行う必要があるので高速のレスポンスが特に求められる。他方、例えばロービームを形成するために用いられる領域(ロービーム形成領域)では透過率の切り替え頻度が低いため、高速のレスポンスよりも高い透過率が求められる。また、ハイビームやロービームに用いられる領域の周辺の領域では透過率の切り替えがほとんど行われず、高い遮光性(グレア抑制)が求められる。 However, in some special applications, it may be preferable that the alignment state differs depending on the position in the liquid crystal element. For example, consider a case where a liquid crystal element is used to configure a vehicle lamp that can freely control the light emitted to the front of the vehicle. In this case, the conditions of the illuminating light required for the vehicular lamp differ depending on the location where the illuminating light is projected, so the characteristics required for the liquid crystal element as the shutter element may differ depending on the position within the liquid crystal element. For example, in a liquid crystal element, a high-speed response is particularly required in a region used for forming a high beam (high beam forming region) because it is necessary to frequently switch the transmittance. On the other hand, for example, in a region used to form a low beam (low beam forming region), the transmittance is switched less frequently, so a higher transmittance is required than a high-speed response. In addition, in areas around areas used for high beams and low beams, the transmittance is hardly switched, and high light shielding properties (glare suppression) are required.

従って、切り替えの多いハイビーム形成領域や中央付近の集光部領域でプレティルト角θpを相対的に小さく設定して応答性を向上させ、応答性よりも高い遮光性(オフ時)や高い透過率(オン時)が求められる周辺領域やロービーム形成領域では90°に近い大きい値にプレティルト角θpを設定することが好ましいと考えられる。なお、本明細書において「プレティルト角」とは、液晶層の層厚方向と直交する方向を基準(0°)とし、層厚方向を90°として規定される液晶分子の平均的な傾き角をいう。 Therefore, the pretilt angle θp is set relatively small in the high-beam formation area where switching is frequent and in the light-condensing area near the center to improve responsiveness. It is considered preferable to set the pretilt angle .theta.p to a large value close to 90.degree. In this specification, the term “pretilt angle” refers to an average tilt angle of liquid crystal molecules defined by setting the direction perpendicular to the layer thickness direction of the liquid crystal layer as a reference (0°) and the layer thickness direction as 90°. say.

一般に、プレティルト角を変えるためには配向条件を変えることが求められる。代表的な方法としては光配向法がある。しかし、光配向法では、得られる配向膜の配向規制力が弱く、かつ配向処理に時間がかかる。これに対し、ラビング法は、配向規制力の強い配向膜が得られ、かつ短時間で配向処理を行える優れた配向処理方法であるが、液晶素子内の位置によって配向状態を変えることは困難である。 In general, changing the pretilt angle requires changing the alignment conditions. A typical method is a photo-alignment method. However, in the photo-alignment method, the alignment control force of the resulting alignment film is weak, and the alignment treatment takes a long time. On the other hand, the rubbing method is an excellent alignment treatment method in which an alignment film having a strong alignment control force can be obtained and the alignment treatment can be performed in a short time. However, it is difficult to change the alignment state depending on the position in the liquid crystal element. be.

そこで、本願発明者は、垂直配向膜を用い、ラビング法とポリマー安定化(高分子安定化)技術及び真空注入法を組み合わせることで、複雑な工程や高価な装置を用いることなく、液晶素子内に所望のプレティルト角分布を実現し得ることを着想した。なお、垂直配向膜には耐光性と良好なプレティルト角を併せ持つことが望まれるところ、耐光性を重視した場合には、90°より傾斜したプレティルト角をラビング処理のみにより与えることは困難な場合がある。これについては、ポリマー安定化技術を組み合わせることにより傾斜したプレティルト角を付与することが可能になる。 Therefore, the inventor of the present application uses a vertical alignment film and combines a rubbing method, a polymer stabilization (polymer stabilization) technology, and a vacuum injection method, so that a liquid crystal element can be obtained without using a complicated process or an expensive device. It was conceived that the desired pretilt angle distribution could be realized by It should be noted that the vertical alignment film is desired to have both light resistance and a good pretilt angle, but when light resistance is emphasized, it may be difficult to give a pretilt angle of more than 90° by rubbing alone. be. In this regard, a combination of polymer stabilization techniques makes it possible to impart a slanted pretilt angle.

詳細には、本開示で用いるポリマー安定化技術とは、モノマー(リアクティブメソゲン(RM)剤とも言う)を少量(例えば0.5wt%以下)添加した液晶材料を液晶セル(液晶材料注入前の液晶素子)に注入して液晶層を形成し、この液晶層に対して電圧を印加しながら紫外線(UV)を照射することによりモノマーをポリマー化し、液晶層の配向状態を安定化させる技術である。 Specifically, the polymer stabilization technology used in the present disclosure is a liquid crystal material to which a small amount (for example, 0.5 wt % or less) of a monomer (also referred to as a reactive mesogenic (RM) agent) is added to a liquid crystal cell (before injecting the liquid crystal material). liquid crystal element) to form a liquid crystal layer, and by applying a voltage to this liquid crystal layer and irradiating it with ultraviolet rays (UV), the monomer polymerizes and stabilizes the alignment state of the liquid crystal layer. .

ここで、本願発明者の検討によれば、モノマーは液晶層のバルク中よりも液晶層と基板との界面付近に局在(吸着)する性質がある。モノマー材や配向膜材料にもよるが、一般にモノマーは配向膜界面に吸着しやすいよう分子設計されている。モノマーの添加された液晶材料をシール材に設けられた注入口から真空注入法によって注入した場合、モノマーは注入口に近い位置から順に界面に吸着されながら注入が進む。そのため、注入口付近の配向膜界面に吸着されるモノマーの分子量は多く、注入口から離れるにつれて配向膜界面に吸着されるモノマーの分子量は少なくなる。 Here, according to the studies of the inventors of the present application, the monomer has a property of being localized (adsorbed) near the interface between the liquid crystal layer and the substrate rather than in the bulk of the liquid crystal layer. Although it depends on the monomer material and alignment film material, the monomer is generally molecularly designed so that it can be easily adsorbed to the alignment film interface. When a liquid crystal material to which a monomer is added is injected by a vacuum injection method through an injection port provided in a sealing material, the injection progresses while the monomer is adsorbed to the interface in order from a position closer to the injection port. Therefore, the molecular weight of the monomer adsorbed on the alignment film interface near the injection port is large, and the molecular weight of the monomer adsorbed on the alignment film interface decreases as the distance from the injection port increases.

また、本願発明者の実験によれば、液晶層の界面におけるモノマー分子量が多いほど、電圧を印加しながら紫外線照射によってモノマーをポリマー化(高分子化)した場合におけるプレティルト角はより小さくなることがわかった。例えば、ラビング処理のみにより与えられるプレティルト角が89.5°程度(略90°)であったとしても、液晶層に電圧を印加しながらモノマーをポリマー化することで、例えば84°~88°程度のプレティルト角を得ることが可能である。また、得られるプレティルト角は注入口からの距離(界面に吸着するモノマー量)に依存しており、注入口付近のほうがより傾斜したプレティルト角(小さいプレティルト角)を得られることがわかった。次に、注入口からの距離とプレティルト角の関係についての実験結果を説明する。 Further, according to experiments by the inventors of the present application, the larger the molecular weight of the monomer at the interface of the liquid crystal layer, the smaller the pretilt angle when the monomer is polymerized (polymerized) by UV irradiation while voltage is applied. have understood. For example, even if the pretilt angle given only by the rubbing treatment is about 89.5° (approximately 90°), by polymerizing the monomers while applying a voltage to the liquid crystal layer, the pretilt angle is about 84° to 88°, for example. It is possible to obtain a pretilt angle of It was also found that the obtained pretilt angle depends on the distance from the injection port (the amount of monomer adsorbed on the interface), and a more inclined pretilt angle (smaller pretilt angle) can be obtained near the injection port. Next, experimental results regarding the relationship between the distance from the inlet and the pretilt angle will be described.

図1(A)及び図1(B)は、実験に用いた液晶素子の構成を示す模式的な平面図である。また、図1(C)は、液晶素子の構成を示す模式的な断面図である。図1(A)に示す液晶素子500Aと図1(B)に示す液晶素子500Bは、長辺方向の長さが異なるほかは同様の構成である。具体的には、各液晶素子500A、500Bは、一対の基板505、506と、基板505、506の間に配置される液晶層507と、液晶層507を封止するために基板間505、506の間に設けられたシール材501と、一方の基板505に設けられた複数の画素電極502と、他方の基板506に設けられて各画素電極502と対向配置される共通電極504と、基板505の一面側に設けられた垂直配向膜508と、基板506の一面側に設けられた垂直配向膜509を備える。 FIGS. 1A and 1B are schematic plan views showing configurations of liquid crystal elements used in experiments. FIG. 1C is a schematic cross-sectional view showing the structure of a liquid crystal element. The liquid crystal element 500A shown in FIG. 1A and the liquid crystal element 500B shown in FIG. 1B have the same structure except that the length in the long side direction is different. Specifically, each liquid crystal element 500A, 500B includes a pair of substrates 505, 506, a liquid crystal layer 507 disposed between the substrates 505, 506, and a liquid crystal layer 507 between the substrates 505, 506 for sealing the liquid crystal layer 507. A sealing material 501 provided between, a plurality of pixel electrodes 502 provided on one substrate 505, a common electrode 504 provided on the other substrate 506 and arranged opposite to each pixel electrode 502, and a substrate 505 A vertical alignment film 508 provided on one surface side and a vertical alignment film 509 provided on one surface side of the substrate 506 are provided.

シール材501は、液晶層507を囲むように設けられており、図中左側の一辺に、液晶層507を形成する際に液晶材料を注入するための開口である注入口503を有する。 The sealing material 501 is provided so as to surround the liquid crystal layer 507, and has an injection port 503, which is an opening for injecting a liquid crystal material when forming the liquid crystal layer 507, on one side on the left side in the drawing.

各画素電極502は、平面視で正方形状に構成されており、各々大きさは一辺が15mmである。各画素電極502は、25mmピッチで配置されている。ここで、図1(A)の液晶素子500Aは、長辺側の長さが概ね125mmである。図1(B)の液晶素子500Bは、長辺側の長さが概ね75mmである。以降の説明では、液晶素子500Aを「ロングセル」、液晶素子500Bを「ミドルセル」と称する場合もある。 Each pixel electrode 502 has a square shape in plan view, and each side has a size of 15 mm. Each pixel electrode 502 is arranged at a pitch of 25 mm. Here, the liquid crystal element 500A in FIG. 1A has a long side length of approximately 125 mm. The liquid crystal element 500B in FIG. 1B has a long side length of approximately 75 mm. In the following description, the liquid crystal element 500A may be called a "long cell" and the liquid crystal element 500B may be called a "middle cell".

ここで、図1(C)を参照しながら液晶素子500A、500Bの製造方法を説明する。
まず、一面側に画素電極(導電膜)502を有する基板(第1基板)505と、一面側に共通電極(導電膜)504を有する基板(第2基板)506を用意し、各基板505、506の一面側に垂直配向膜(第1/第2垂直配向膜)508、509を形成する。
次いで、各基板505、506の各垂直配向膜508、509に対してそれぞれラビング処理を行う。
次いで、基板505(又は基板506)の一面側に、平面視において1つの注入口(開口)503を有する略環状にシール材501を形成する。
次いで、各々の一面側が対向するように基板505、506を貼り合わせ、これら基板505、506の間であってシール材501に囲まれた空間へ注入口503から液晶材料を注入する。このとき、液晶材料としては、光照射により高分子化するモノマーを含有する液晶材料を用いる。注入後、注入口503は封止材を用いて封止される。
次いで、図示のように、基板505の各画素電極502、基板506の共通電極504を用いて液晶材料に電圧(例えば10Vの電圧)を印加しながら基板506(又は基板505)を介して液晶材料に光照射(ここでは紫外線照射)を行うことにより、液晶材料に含有されているモノマーを高分子化させる。
以上により、液晶素子500A、500Bが得られる。
Here, a method for manufacturing the liquid crystal elements 500A and 500B will be described with reference to FIG. 1(C).
First, a substrate (first substrate) 505 having a pixel electrode (conductive film) 502 on one side and a substrate (second substrate) 506 having a common electrode (conductive film) 504 on one side are prepared. Vertical alignment films (first/second vertical alignment films) 508 and 509 are formed on one side of 506 .
Then, the vertical alignment films 508 and 509 of the substrates 505 and 506 are subjected to rubbing treatment.
Next, on one surface side of the substrate 505 (or substrate 506), a substantially annular sealing material 501 having one inlet (opening) 503 in plan view is formed.
Next, the substrates 505 and 506 are attached so that one surface sides thereof face each other, and a liquid crystal material is injected from the injection port 503 into the space surrounded by the sealing material 501 between the substrates 505 and 506 . At this time, as the liquid crystal material, a liquid crystal material containing a monomer that polymerizes by light irradiation is used. After injection, the injection port 503 is sealed with a sealing material.
Next, as shown in the figure, while applying a voltage (for example, a voltage of 10 V) to the liquid crystal material using each pixel electrode 502 of the substrate 505 and the common electrode 504 of the substrate 506, the liquid crystal material is exposed through the substrate 506 (or the substrate 505). , the monomer contained in the liquid crystal material is polymerized by irradiating light (in this case, ultraviolet irradiation).
As described above, the liquid crystal elements 500A and 500B are obtained.

図2(A)は、上記の各液晶素子500A、500Bにおけるプレティルト角分布の測定結果を示す図である。なお、各位置でのプレティルト角については3点を測定してその平均値を求めた。図示のように、注入口503からの距離が短いほど(注入口503に近いほど)、プレティルト角が小さいことがわかる。すなわち、より傾斜したプレティルト角付与が可能であることがわかる。測定結果を詳しく見ると、注入口503からの距離が長くなるに従ってプレティルト角が大きくなっていることがわかる。 FIG. 2A is a diagram showing the measurement results of the pretilt angle distribution in each of the liquid crystal elements 500A and 500B. The pretilt angle at each position was measured at three points and the average value was obtained. As shown in the figure, the shorter the distance from the injection port 503 (the closer to the injection port 503), the smaller the pretilt angle. That is, it can be seen that a more inclined pretilt angle can be provided. Looking at the measurement results in detail, it can be seen that the pretilt angle increases as the distance from the injection port 503 increases.

この測定結果においては、注入口503から最も離れた位置(120mmの位置)ではプレティルト角が89°以上である。このプレティルト角の値は、電圧印加時(オン時)のレスポンスが比較的遅い(例えば1秒間以上)という点では好ましくない。他方、電圧無印加時(オフ時)の透過率が低いので、上記したように応答性よりも高い遮光性(オフ時)や高い透過率(オン時)が求められる周辺領域としては好ましいプレティルト角である。従って、長辺側長さが125mmである液晶素子500Aの場合には、概ね注入口503からの距離が120mm以上の領域については周辺領域(背景領域)に配置する構成が望ましいことがわかる。なお、周辺領域に電極を設けない場合にはポリマー安定化を行うことができず、その場合のプレティルト角は89.6°程度であるが、実用上問題は生じない。 In this measurement result, the pretilt angle is 89° or more at the position farthest from the injection port 503 (position of 120 mm). This value of the pretilt angle is not preferable in that the response when voltage is applied (when turned on) is relatively slow (for example, 1 second or longer). On the other hand, since the transmittance is low when no voltage is applied (when turned off), the pretilt angle is preferable for the peripheral region where higher light shielding properties (when turned off) and higher transmittance (when turned on) are required than responsiveness as described above. is. Therefore, in the case of the liquid crystal element 500A having a long side length of 125 mm, it is desirable to arrange the area at a distance of 120 mm or more from the injection port 503 in the peripheral area (background area). In addition, when no electrode is provided in the peripheral region, the polymer cannot be stabilized, and the pretilt angle in that case is about 89.6°, but there is no practical problem.

液晶素子500A(ロングセル)と液晶素子500B(ミドルセル)のそれぞれのプレティルト角を更に詳しく見ると、注入口503からの距離に対するプレティルト角の値が微妙に異なっていることがわかる。具体的には、液晶素子500A(ロングセル)との比較で液晶素子500B(ミドルセル)の方が注入口503からの距離に対するプレティルト角が大きい傾向があり、注入口503から離れるほどその差が大きくなる傾向にあることがわかる。 Looking at the pretilt angles of the liquid crystal element 500A (long cell) and the liquid crystal element 500B (middle cell) in more detail, it can be seen that the values of the pretilt angle with respect to the distance from the injection port 503 are subtly different. Specifically, compared to the liquid crystal element 500A (long cell), the liquid crystal element 500B (middle cell) tends to have a larger pretilt angle with respect to the distance from the injection port 503, and the difference increases as the distance from the injection port 503 increases. It can be seen that there is a trend

上記のように、本実験で用いている液晶材料にはモノマー(RM剤)が含まれており、このモノマーは界面に吸着する性質があると考えられる。真空注入法を用いて液晶材料を注入した場合、注入口503から注入される液晶材料中のモノマーは順に界面に吸着されながら基板505,506の間を流動する。そのため、注入口503付近の配向膜界面に吸着されるモノマーはより多く、注入口503から離れるにつれて配向膜界面に吸着されるモノマーが少なくなる。 As described above, the liquid crystal material used in this experiment contains a monomer (RM agent), and it is considered that this monomer has the property of adsorbing to the interface. When the liquid crystal material is injected using the vacuum injection method, the monomers in the liquid crystal material injected from the injection port 503 flow between the substrates 505 and 506 while being adsorbed to the interface in order. Therefore, more monomers are adsorbed on the alignment film interface near the injection port 503 , and less monomers are adsorbed on the alignment film interface as the distance from the injection port 503 increases.

ポリマー安定化処理を行うと、その際の印加電圧に応じたプレティルト角付与が可能になるが、プレティルト角は界面のモノマー吸着量にも依存する傾向がある。具体的には、モノマー吸着量が多いほどプレティルト角は小さくなり、少ないほどプレティルト角は大きくなる。図2(A)から、モノマー吸着量は単純に注入口503からの距離に依存するのではなく、注入する液晶素子500A、500Bの全体長さにも依存性があり、長辺側長さの大きい液晶素子500Aでは、注入口503から遠い位置まで液晶材料が流動する途中でモノマーが吸着する可能性が増え、結果として奥の方まで小さいプレティルト角を与えることが可能になる。 When the polymer stabilization treatment is performed, it becomes possible to provide a pretilt angle according to the voltage applied at that time, but the pretilt angle tends to depend on the amount of monomer adsorbed on the interface. Specifically, the larger the amount of adsorbed monomer, the smaller the pretilt angle, and the smaller the amount, the larger the pretilt angle. As can be seen from FIG. 2A, the monomer adsorption amount does not simply depend on the distance from the inlet 503, but also depends on the overall length of the liquid crystal elements 500A and 500B to be injected. In the large liquid crystal element 500A, the possibility of monomer adsorption increases while the liquid crystal material flows to a position far from the injection port 503, and as a result, it is possible to provide a small pretilt angle to the far side.

図2(B)は、86°以下のプレティルト角が得られる距離を100(相対値)として規格化して示した注入口からの距離とプレティルト角との関係を示す図である。多少のバラツキはあるものの、規格化して表すと液晶素子の長辺側長さには依存性が見られず、長辺側長さが異なってもほぼ同等のプレティルト角を示すことがわかる。また、注入口から最も遠い位置に対する注入口からの距離の比率が80%程度までは、プレティルト角が直線的に大きくなることがわかる。このことは、液晶素子の大きさ(長さ)と注入口の位置を考慮して電極パターンを配置することで、所望とするプレティルト角分布を有する液晶素子を製造可能であることを示している。 FIG. 2B is a diagram showing the relationship between the distance from the injection port and the pretilt angle, normalized with the distance at which a pretilt angle of 86° or less is obtained being 100 (relative value). Although there are some variations, it can be seen that there is no dependence on the length of the long side of the liquid crystal element when it is normalized, and almost the same pretilt angle is exhibited even if the length of the long side is different. Also, it can be seen that the pretilt angle increases linearly when the ratio of the distance from the injection port to the farthest position from the injection port is up to about 80%. This indicates that it is possible to manufacture a liquid crystal element having a desired pretilt angle distribution by arranging the electrode pattern in consideration of the size (length) of the liquid crystal element and the position of the injection port. .

上記したように、液晶素子500Aでは注入口503から120mm以上の位置ではモノマーの界面吸着量が少なくなってプレティルト角が大きくなるので、周辺領域に適していることを示したが、図2(B)に示す結果からは、注入口からの距離とプレティルト角の関係は比率として成立すると考えられる。ここで、図2(A)によれば、液晶素子500Aにおいて注入口503からの距離の長辺側長さに対する比率が96%となる領域、すなわち注入口からの距離120mmではプレティルト角が89°以上であることが確認されている。この比率を液晶素子500B(ミドルセル)に当てはめると、注入口503からの距離が72mm以上となる領域ではプレティルト角が89°以上になると見積もられる。表示エリア内で動作させない領域を設けることは表示用途の液晶素子では積極的に採用されるものではないが、本実施形態のような用途の液晶素子ではむしろ好ましい場合もある。 As described above, in the liquid crystal element 500A, the amount of monomer interfacially adsorbed at a position 120 mm or more from the injection port 503 is small and the pretilt angle is large. ), it is considered that the relationship between the distance from the injection port and the pretilt angle is established as a ratio. Here, according to FIG. 2A, in the liquid crystal element 500A, the pretilt angle is 89° in the region where the ratio of the distance from the injection port 503 to the length of the long side is 96%, that is, at a distance of 120 mm from the injection port. It has been confirmed that Applying this ratio to the liquid crystal element 500B (middle cell), it is estimated that the pretilt angle is 89° or more in a region where the distance from the injection port 503 is 72 mm or more. Providing a non-operating region in the display area is not positively adopted in a liquid crystal element for display purposes, but in some cases it is rather preferable in a liquid crystal element for purposes such as the present embodiment.

図3は、モノマー濃度とプレティルト角の関係を示す図である。ここでは、モノマー濃度について、所定の濃度を基準濃度1とし、基準の1/2濃度、基準の1/4濃度、基準の1/8濃度、1/16濃度と可変に設定し、上記した図1(C)に示した方法により製造した液晶素子を用いてプレティルト角を測定した結果が示されている。図3に示すように、モノマー濃度が低くなるに伴ってほぼ線型的にプレティルト角が大きくなっていることがわかる。従って、プレティルト角はモノマー濃度により制御可能であり、かつモノマー濃度は注入口からの距離(及びその相対値)により制御可能であるといえる。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between monomer concentration and pretilt angle. Here, with respect to the monomer concentration, a predetermined concentration is defined as a reference concentration 1, and the concentration is variably set to 1/2 of the reference, 1/4 of the reference, 1/8 of the reference, and 1/16 of the reference. The result of measuring the pretilt angle using the liquid crystal element manufactured by the method shown in 1(C) is shown. As shown in FIG. 3, the pretilt angle increases almost linearly as the monomer concentration decreases. Therefore, it can be said that the pretilt angle can be controlled by the monomer concentration, and the monomer concentration can be controlled by the distance from the inlet (and its relative value).

図4(A)は、プレティルト角に対する液晶素子の応答性能を測定した結果を示す図である。ここでは、上記の液晶素子500Aと同様に作製された液晶素子を用いて、プレティルト角の各値に対応する位置に画素電極を設け、その位置において画素電極と共通電極の間にオン電圧(10V)を印加した際の透過率の時間変化を測定した。また、液晶素子の液晶層には屈折率異方性Δnが0.1~0.13の液晶材料を用いた。 FIG. 4A is a diagram showing the results of measuring the response performance of the liquid crystal element with respect to the pretilt angle. Here, a liquid crystal element manufactured in the same manner as the above liquid crystal element 500A is used, pixel electrodes are provided at positions corresponding to respective pretilt angles, and an ON voltage (10 V) is applied between the pixel electrodes and the common electrode at the positions. ) was applied, the change in transmittance over time was measured. A liquid crystal material having a refractive index anisotropy Δn of 0.1 to 0.13 was used for the liquid crystal layer of the liquid crystal element.

プレティルト角を86°~88°とした液晶素子では過渡応答において透過率のバウンドが見られている。これはプレティルト角と電界方向(90°)との差が小さい場合に、電圧によって配向変化する際に液晶分子の倒れる方向が一律に揃いにくいことで生じる過渡的な配向乱れによるものと考えられる。 In the liquid crystal element with a pretilt angle of 86° to 88°, a transmittance bound is observed in the transient response. This is considered to be due to the transient alignment disturbance caused by the fact that when the difference between the pretilt angle and the electric field direction (90°) is small, it is difficult to uniformly tilt the liquid crystal molecules when the alignment is changed by the voltage.

プレティルト角と電界方向との差が大きい条件(86°より小さいプレティルト角)では、電界方向に対して液晶分子の倒れる方向が一律になりやすく、過渡的な状態においても配向乱れは生じず、20msecと比較的短い時間で透過率が所望値(飽和透過率の90%以上)まで変化していることがわかる。 Under the condition where the difference between the pretilt angle and the electric field direction is large (pretilt angle smaller than 86°), the tilt direction of the liquid crystal molecules tends to be uniform with respect to the electric field direction, and alignment disorder does not occur even in a transient state, and the alignment is not disturbed for 20 msec. , the transmittance changes to the desired value (90% or more of the saturated transmittance) in a relatively short time.

他方で、プレティルト角が小さくなりすぎると電圧オフ時の光抜けが生じやすいことがわかっている。図4(B)は、印加電圧と透過率の関係を2つのプレティルト角について示した図である。図示のように、プレティルト角が87°の場合に比べ、プレティルト角が84°の場合には電圧オフ時(閾値以下の電圧時)における透過率が少し高いことがわかる。これは液晶素子の基板面の法線方向から測定した結果であるが基板面の斜め方向から測定するとこの差がさらに顕著になる。従って、電圧オフ時の透過率をより低下させるには87°付近のプレティルト角が好ましいことがわかる。 On the other hand, it has been found that if the pretilt angle is too small, light leakage is likely to occur when the voltage is turned off. FIG. 4B is a diagram showing the relationship between applied voltage and transmittance for two pretilt angles. As shown in the figure, when the pretilt angle is 84°, the transmittance when the voltage is off (when the voltage is equal to or lower than the threshold) is slightly higher than when the pretilt angle is 87°. This is the result of measurement in the direction normal to the substrate surface of the liquid crystal element, but the difference becomes more pronounced when the measurement is made in the oblique direction of the substrate surface. Therefore, it can be seen that a pretilt angle of around 87° is preferable in order to further reduce the transmittance when the voltage is off.

これらの応答性能を考慮すると、車両用灯具のシャッター素子として用いられる液晶素子においては、頻繁に透過率の切り替えを行う必要のあるハイビーム形成領域では84°くらいのプレティルト角が好ましく、高速のレスポンスよりも高い遮光性が必要となるロービーム形成領域では上記の84°よりも大きい値である87°くらいのプレティルト角が好ましいといえる。 Considering these response performances, in the liquid crystal element used as the shutter element of the vehicle lamp, a pretilt angle of about 84° is preferable in the high beam formation region where the transmittance needs to be frequently switched, and it is preferable for high-speed response. It can be said that a pretilt angle of about 87°, which is a larger value than the above 84°, is preferable in a low-beam forming region where a high light shielding property is required.

なお、プレティルト角を大きい値にした際の過渡応答における透過率のバウンドは、印加電圧の大きさを調整することにより改善できる可能性がある。例えば、プレティルト角が87°の場合において、相対的に高い電圧(ここでは10V)を印加した場合には図5(A)に示すような透過率のバウンドが見られるのに対し、低い電圧(例えば5V)を印加した場合には図5(B)に示すように透過率のバウンドが見られない。 It should be noted that there is a possibility that the transmittance bound in the transient response when the pretilt angle is set to a large value can be improved by adjusting the magnitude of the applied voltage. For example, when the pretilt angle is 87°, when a relatively high voltage (here, 10 V) is applied, the transmittance bounces as shown in FIG. For example, when a voltage of 5 V) is applied, no transmittance bound is observed as shown in FIG. 5(B).

図6は、液晶素子における注入口からの相対距離(規格化距離)とプレティルト角の関係を示す図である。ここでは上記した液晶素子500A(ロングセル)での結果に基づいてプレティルト角の分布を求めた。なお、相対距離(規格化距離)とは、注入口からシール材までの直線距離を100%としたときの相対的な距離である。注入口からの相対距離とプレティルト角の関係は、例えば下記の4つの領域に分類することができる。 FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the relative distance (normalized distance) from the injection port and the pretilt angle in the liquid crystal element. Here, the distribution of pretilt angles was obtained based on the results of the liquid crystal element 500A (long cell) described above. The relative distance (normalized distance) is a relative distance when the linear distance from the injection port to the sealing material is taken as 100%. The relationship between the relative distance from the inlet and the pretilt angle can be classified into, for example, the following four regions.

領域Aは、注入口からの相対距離が50%以内(プレティルト角84.5°未満)の領域である。この領域Aは上記したような透過率の切り替えが多い部分に適した領域である。領域Bは、注入口からの相対距離が50%以上80%未満(プレティルト角84.5°以上85.5°未満)の領域である。この領域Bは、透過率の切り替えが多い部分に適した領域である。領域Cは、注入口からの相対距離が80%以上96%未満(プレティルト角85.5°以上89°未満)の領域である。この領域Cは、透過率の切り替えが少なく、高い遮光性が求められる部分に適した領域である。領域Dは、注入口からの相対距離が96%以上(プレティルト角89°以上)の領域である。この領域Dは、周辺領域、背景部分など透過率の切り替え頻度が極めて低い、あるいは切り替え不要な部分に適した領域である。なお、領域Bは、応答性と遮光性を兼ね備えているという点では最も好ましい領域といえる。 Region A is a region where the relative distance from the inlet is within 50% (pretilt angle is less than 84.5°). This region A is a region suitable for a portion where the transmittance is frequently switched as described above. Region B is a region where the relative distance from the inlet is 50% or more and less than 80% (pretilt angle is 84.5° or more and less than 85.5°). This region B is a region suitable for a portion where the transmittance is frequently switched. Region C is a region where the relative distance from the inlet is 80% or more and less than 96% (pretilt angle is 85.5° or more and less than 89°). This region C is a region suitable for a portion where there is little change in transmittance and high light shielding properties are required. Region D is a region where the relative distance from the injection port is 96% or more (pretilt angle of 89° or more). This region D is a region suitable for a portion such as a peripheral region, a background portion, etc., in which the frequency of transmittance switching is extremely low, or a portion that does not need to be switched. Region B can be said to be the most preferable region in terms of having both responsiveness and light shielding properties.

次に、上記した考察内容に基づいて構成される液晶素子、これを備える車両用灯具ないし車両用灯具システムについての実施形態を説明する。 Next, an embodiment of a liquid crystal element, a vehicle lamp or a vehicle lamp system including the liquid crystal element configured based on the above considerations will be described.

図7は、一実施形態の車両用灯具の構成を示す模式的な斜視図である。図示の車両用灯具100は、LED(light emitting diode)などの発光素子を備えた光源10と、光源10から放出される光が入射するように配置された液晶素子11と、液晶素子11の駆動電圧を発生させるドライバ12と、液晶素子11を挟んで対向配置される一対の偏光素子(偏光板)13a、13bと、液晶素子11及び一対の偏光板13a、13bによって形成される光の像を車両前方へ投影する投影レンズ14と、を含んで構成されている。なお、図示の例ではドライバ12が液晶素子11の基板端部に直接的に実装されている場合を例示しているが、液晶素子11とドライバ12とが別々に配置されていてもよい。 FIG. 7 is a schematic perspective view showing the configuration of the vehicle lamp according to one embodiment. The illustrated vehicle lamp 100 includes a light source 10 having a light emitting element such as an LED (light emitting diode), a liquid crystal element 11 arranged so that the light emitted from the light source 10 is incident thereon, and driving the liquid crystal element 11. A driver 12 that generates a voltage, a pair of polarizing elements (polarizing plates) 13a and 13b arranged opposite to each other with the liquid crystal element 11 interposed therebetween, and a light image formed by the liquid crystal element 11 and the pair of polarizing plates 13a and 13b. and a projection lens 14 for projecting forward of the vehicle. Although the illustrated example shows the case where the driver 12 is directly mounted on the substrate edge of the liquid crystal element 11, the liquid crystal element 11 and the driver 12 may be arranged separately.

光源10は、コントローラによる制御を受けて光を放出する。この光源10は、例えばいくつかの白色LED(Light Emitting Diode)などの発光素子と駆動回路を含んで構成されている。なお、光源10の構成はこれに限定されない。例えば、光源10としては、レーザ素子、さらには電球や放電灯など車両用ランプユニットに一般的に使用されている光源が使用可能である。 Light source 10 emits light under control of a controller. The light source 10 includes, for example, several light emitting elements such as white LEDs (Light Emitting Diodes) and a driving circuit. Note that the configuration of the light source 10 is not limited to this. For example, as the light source 10, it is possible to use a laser element, a light bulb, a discharge lamp, or other light sources generally used in vehicle lamp units.

液晶素子11は、投影レンズ14の焦点付近に配置されている。また、図示を省略しているが光源10から放出される光を液晶素子11へ入射させる適宜の光学系が用いられてもよい。この場合の光学系は、光源10から放出される光を液晶素子11の所定部分へ集光させるための反射板もしくは集光レンズなどの集光手段として構成してもよい。LEDを用いた光源10の場合、なるべく狭角で液晶素子11へ集光するように配置しても±30°以上の角度で光が入射するのが一般的である。また、光学系は、液晶素子11の面内へ照度分布のある光を入射させるものとすることもできる。また、車両用灯具100は、液晶素子11と偏光板13bとの間に光学補償板を備えることもできる。光学補償板を配置することにより液晶素子11を透過した光の位相差を補償し偏光度を高めることができる。光学補償板により、液晶素子11による遮光時の光漏れを抑制することができる。 The liquid crystal element 11 is arranged near the focal point of the projection lens 14 . Also, although not shown, an appropriate optical system may be used for causing the light emitted from the light source 10 to enter the liquid crystal element 11 . The optical system in this case may be configured as a condensing means such as a reflector or condensing lens for condensing the light emitted from the light source 10 onto a predetermined portion of the liquid crystal element 11 . In the case of the light source 10 using an LED, light is generally incident at an angle of ±30° or more even if the light is arranged to converge on the liquid crystal element 11 at as narrow an angle as possible. Also, the optical system may be configured to allow light having an illuminance distribution to enter the plane of the liquid crystal element 11 . Further, the vehicle lamp 100 can also include an optical compensation plate between the liquid crystal element 11 and the polarizing plate 13b. By arranging the optical compensator, it is possible to compensate for the phase difference of the light transmitted through the liquid crystal element 11 and increase the degree of polarization. The optical compensator can suppress light leakage when light is blocked by the liquid crystal element 11 .

図7に示す車両用灯具100において、液晶素子11は、各々独立に電圧制御による光変調が可能な複数の画素(セグメント領域)を備えている。そして、本実施形態の車両用灯具100は、例えば自車両の前方に存在する対向車両や先行車両(以下、これらを「前方車両」という。)の位置に応じて液晶素子11の各画素を電圧制御することにより対向車両等の位置に応じた減光範囲22に設定し、それ以外の領域を光照射範囲20、21に設定した配光パターンの照射光を生成することができる。 In the vehicle lamp 100 shown in FIG. 7, the liquid crystal element 11 has a plurality of pixels (segment regions) each capable of independently modulating light by voltage control. The vehicular lamp 100 of this embodiment applies a voltage to each pixel of the liquid crystal element 11 according to the position of, for example, an oncoming vehicle or a preceding vehicle (hereinafter referred to as "front vehicle") existing in front of the own vehicle. By controlling, it is possible to set a dimming range 22 according to the position of an oncoming vehicle or the like, and to generate illumination light having a light distribution pattern in which the other areas are set to light illumination ranges 20 and 21 .

図8は、図7に示した車両用灯具を含んだ車両用灯具システムの構成例を示すブロック図である。ここでは、2つの車両用灯具を前照灯として車両前部へ配置する場合を想定する。図示の車両用灯具システム1は、車両用灯具100L、100R、配光制御ユニット101、前方監視ユニット102、車載カメラ103、レーダ104、車速センサ105、舵角センサ106、GPSセンサ107、スイッチ108を含んで構成されている。配光制御ユニット101には、車両用灯具100L、100R、前方監視ユニット102、車速センサ105、舵角センサ106、GPSセンサ107、スイッチ108が接続されている。前方監視ユニット102には、配光制御ユニット101、車載カメラ103、レーダ104、車速センサ105が接続されている。なお、少なくとも配光制御ユニット101、前方監視ユニット102及び上記したドライバ12を含んで「コントローラ」が構成されている。 FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of a vehicle lighting system including the vehicle lighting shown in FIG. Here, it is assumed that two vehicle lamps are used as headlights and arranged in the front part of the vehicle. The illustrated vehicle lamp system 1 includes vehicle lamps 100L and 100R, a light distribution control unit 101, a forward monitoring unit 102, an in-vehicle camera 103, a radar 104, a vehicle speed sensor 105, a steering angle sensor 106, a GPS sensor 107, and a switch 108. is composed of Vehicle lamps 100L and 100R, a forward monitoring unit 102, a vehicle speed sensor 105, a steering angle sensor 106, a GPS sensor 107, and a switch 108 are connected to the light distribution control unit 101. FIG. A light distribution control unit 101 , an in-vehicle camera 103 , a radar 104 and a vehicle speed sensor 105 are connected to the forward monitoring unit 102 . A "controller" includes at least the light distribution control unit 101, the forward monitoring unit 102, and the driver 12 described above.

配光制御ユニット101は、各車両用灯具100L、100Rと接続されており、前方監視ユニット102から送出される路上光輝物体の属性(対向車両、先行車両、反射器、道路照明等)とその位置(前方、側方等)と車速センサ105により検出される車速に基づいて、上記したような配光パターンを実現するための制御信号を生成して各車両用灯具100L、100Rのドライバ12へ供給する。また、配光制御ユニット101は、スイッチ108の操作状況に応じて各車両用灯具100L、100Rの光源10の点消灯を制御する。また、配光制御ユニット101は、配光パターンを設定する際に、舵角センサ106によって検出される自車両の舵角や、GPSセンサ107によって検出される自車両の現在位置を用いることもできる。この配光制御ユニット101は、例えば、CPU、ROM、RAM等を含んで構成されており、動作プログラムを実行することにより所定の情報処理を実行可能なコンピュータを用いて構成することが可能である。 The light distribution control unit 101 is connected to each of the vehicle lamps 100L and 100R, and determines the attributes (oncoming vehicle, preceding vehicle, reflector, road lighting, etc.) of roadside bright objects sent from the forward monitoring unit 102 and their positions. Based on the vehicle speed (front, side, etc.) and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 105, a control signal for realizing the above-described light distribution pattern is generated and supplied to the driver 12 of each vehicle lamp 100L, 100R. do. In addition, the light distribution control unit 101 controls turning on/off of the light sources 10 of the vehicle lamps 100L and 100R in accordance with the operation state of the switch 108 . The light distribution control unit 101 can also use the steering angle of the vehicle detected by the steering angle sensor 106 and the current position of the vehicle detected by the GPS sensor 107 when setting the light distribution pattern. . The light distribution control unit 101 includes, for example, a CPU, ROM, RAM, etc., and can be configured using a computer capable of executing predetermined information processing by executing an operation program. .

前方監視ユニット102は、車載カメラ103から取得した撮像データに対して画像処理を行うことにより、前方車両やその他の路上光輝物体、区画線(レーンマーク)などを検出し、それらの属性や位置などのデータを配光制御ユニット101へ供給する。また、前方監視ユニット102は、レーダ104から取得した物体検知データに基づいて前方車両等の位置を検出することもできる。この前方監視ユニット102は、例えば当該制御に特化して設計された専用プロセッサを用いて構成することができる。なお、前方監視ユニット102と車載カメラ103が一体に構成されていてもよい。 The forward monitoring unit 102 performs image processing on the imaged data acquired from the vehicle-mounted camera 103 to detect forward vehicles, other bright objects on the road, lane markings, etc., and determine their attributes and positions. data to the light distribution control unit 101 . The forward monitoring unit 102 can also detect the position of a forward vehicle or the like based on object detection data acquired from the radar 104 . This forward monitoring unit 102 can be configured using, for example, a dedicated processor specifically designed for this control. Note that the forward monitoring unit 102 and the vehicle-mounted camera 103 may be configured integrally.

図9は、液晶素子の画素の構成を説明するための模式的な平面図である。液晶素子11は、複数の画素(セグメント領域)を備えており、これらは平面視においてシール材15に囲まれた内側領域である有効表示領域内に配置されている。図示の液晶素子において種々のサイズの矩形状領域や三角形状領域で表された各々が画素に対応する。図中、例示的にいくつかの画素に符号を付して示す。また、図中に示す符号Rは、シール材15の対称軸を示している。シール材15は、平面視においてこの対称軸Rを挟んで線対称な略長方形状に構成されている。なお、シール材15の形状はこれに限定されず、例えば正方形状であってもよい。また、本実施形態では、各画素を構成する画素電極(後述)は各画素の形状と略同一であり、シール材15の対称軸Rに対して略対称な形状に設けられている。 FIG. 9 is a schematic plan view for explaining the pixel configuration of the liquid crystal element. The liquid crystal element 11 includes a plurality of pixels (segment regions), which are arranged within an effective display region, which is an inner region surrounded by the sealing material 15 in plan view. In the illustrated liquid crystal element, each of rectangular regions and triangular regions of various sizes corresponds to a pixel. In the drawing, some pixels are shown with reference numerals as an example. Reference symbol R shown in the drawing indicates the axis of symmetry of the sealing material 15 . The seal member 15 is formed in a substantially rectangular shape that is symmetrical with respect to the axis of symmetry R in a plan view. The shape of the sealing material 15 is not limited to this, and may be square, for example. Further, in the present embodiment, a pixel electrode (described later) forming each pixel has substantially the same shape as each pixel, and is provided in a shape substantially symmetrical with respect to the symmetry axis R of the sealing material 15 .

例えば、画素30aは、X方向長さ、Y方向長さともに小さい小面積の正方形状の画素である。画素30bは、X方向長さが画素30aよりは大きく、Y方向長さも画素30aよりは少し大きい台形状の画素である。画素30cは、X方向長さが小さく、Y方向長さは比較的大きい縦長の長方形状の画素である。画素30dは、画素30bよりはX方向長さの小さい縦長の長方形状の画素である。画素30eは、X方向長さ、Y方向長さ(一辺の長さ)ともに比較的大きい三角形状の画素である。画素30fは、X方向長さが非常に大きい横長の大面積の画素である。画素30gは、縦長の長方形状の画素である。画素30hは、X方向長さが非常に大きい横長の画素である。なお、図示のように、液晶素子11には例示したもの以外にも種々のサイズ、形状の画素が備えられている。各画素は、それぞれ個別に光の透過/非透過を制御可能であり、これらを適宜制御することによって、車両の前方状況に応じた種々の配光パターンの照射光を形成することが可能となる。 For example, the pixel 30a is a small-area, square-shaped pixel that is small in both the X-direction length and the Y-direction length. The pixel 30b is a trapezoidal pixel whose X-direction length is longer than that of the pixel 30a and whose Y-direction length is slightly longer than that of the pixel 30a. The pixel 30c is a vertically long rectangular pixel with a small length in the X direction and a relatively large length in the Y direction. The pixel 30d is a vertically long rectangular pixel having a smaller length in the X direction than the pixel 30b. The pixel 30e is a triangular pixel having a relatively large length in the X direction and a length in the Y direction (length of one side). The pixel 30f is a horizontally long large-area pixel having a very large length in the X direction. The pixel 30g is a vertically long rectangular pixel. The pixel 30h is a horizontally long pixel with a very large length in the X direction. As shown in the drawing, the liquid crystal element 11 is provided with pixels of various sizes and shapes other than those illustrated. Each pixel can individually control the transmission/non-transmission of light, and by appropriately controlling these, it is possible to form irradiation light with various light distribution patterns according to the situation ahead of the vehicle. .

図9に示す液晶素子11において、有効表示領域内を4つの領域200A、200B、200C、200Dに分ける。これらの領域200A、200B、200C、200Dの境界を図中で点線により示している。領域200Aは、平面視で有効表示領域内のX方向において略中央、Y方向について相対的に上側の四角形状領域である。領域200Bは、平面視で領域200Aの左右辺及び下辺と接する凹字状の領域である。領域200Cは、平面視で領域200Bの左右辺及び下辺と接する凹字状の領域である。領域200Dは、平面視で領域200Cの左右辺及び下辺と接する凹字状の領域である。なお、本実施形態では、領域200Aと領域200Bのいずれか1つ若しくは両方が「第1有効表示領域」に対応し、領域200Cが「第2有効表示領域」に対応する。 In the liquid crystal element 11 shown in FIG. 9, the effective display area is divided into four areas 200A, 200B, 200C and 200D. Boundaries of these areas 200A, 200B, 200C and 200D are indicated by dotted lines in the figure. The area 200A is a quadrangular area substantially in the center in the X direction and relatively upper in the Y direction in the effective display area in plan view. The region 200B is a concave-shaped region in contact with the left and right sides and the lower side of the region 200A in plan view. The region 200C is a recessed region in contact with the left and right sides and the lower side of the region 200B in plan view. The region 200D is a recessed region in contact with the left and right sides and the lower side of the region 200C in plan view. In this embodiment, one or both of the areas 200A and 200B correspond to the "first effective display area", and the area 200C corresponds to the "second effective display area".

領域200Aに配置された画素30c、30dなどの各画素は、ハイビームの照射範囲のうち、主に対向車両や先行車両より高い位置における配光パターンの形成に用いられる画素である。この領域200Aでは、画素30c、30dなどの各画素における光の透過/非透過の切り替え頻度は比較的高いが、対向車両等へのグレアを与えることのない部分の配光パターンを担うものであるから、遮光性の高さに対する要求はやや低いといえる。従って、上記した図6に示した領域A、すなわち注入口16からの相対距離が50%以内(プレティルト角84.5°未満)の領域をこの領域200Aに対応付けることが好ましい。 Each pixel such as pixels 30c and 30d arranged in the region 200A is a pixel mainly used for forming a light distribution pattern at a position higher than the oncoming vehicle or preceding vehicle in the high beam irradiation range. In this region 200A, although the frequency of switching between light transmission/non-transmission in each pixel such as the pixels 30c and 30d is relatively high, the region 200A is responsible for the light distribution pattern of a portion that does not give glare to oncoming vehicles. Therefore, it can be said that the demand for high light-shielding properties is somewhat low. Therefore, it is preferable to associate the region A shown in FIG. 6 described above, that is, the region within 50% of the relative distance from the injection port 16 (less than the pretilt angle of 84.5°) with this region 200A.

領域200Bに配置された画素30a、30bなどの各画素は、ハイビームの照射範囲のうち、主に対向車両や先行車両の存在する位置における配光パターンの形成に用いられる画素である。この領域200Bは、画素30a、30bなどの各画素における光の透過/非透過の切り替え頻度は比較的高く、かつ対向車両等へのグレアを抑制するための遮光性も必要となる部分の配光パターンを担うものである。従って、上記した図6に示した領域B、すなわち注入口16からの相対距離が50%以上80%未満(プレティルト角84.5°以上85.5°未満)の領域をこの領域200Bに対応付けることが好ましい。 Each pixel such as the pixels 30a and 30b arranged in the region 200B is a pixel used for forming a light distribution pattern mainly at the position where the oncoming vehicle or preceding vehicle exists in the high beam irradiation range. In this area 200B, the light transmission/non-transmission switching frequency in each pixel such as the pixels 30a and 30b is relatively high, and light distribution in a portion where light shielding properties for suppressing glare to oncoming vehicles and the like are required. It bears the pattern. Therefore, the region B shown in FIG. 6 described above, that is, the region where the relative distance from the injection port 16 is 50% or more and less than 80% (the pretilt angle is 84.5° or more and less than 85.5°) is associated with this region 200B. is preferred.

領域200Cに配置された画素30e、30fなどの各画素は、主にロービームの照射範囲や路肩などへの照射範囲における配光パターンの形成に用いられる画素である。この領域200Cは、画素30e、30fなどの各画素における光の透過/非透過の切り替え頻度は低く、高い遮光性(オフ時)や透過率(オン時)が求められる部分の配光パターンを担うものである。従って、上記した図6に示した領域C、すなわち注入口16からの相対距離が80%以上96%未満(プレティルト角85.5°以上89°未満)の領域をこの領域200Cに対応付けることが好ましい。 Each pixel such as the pixels 30e and 30f arranged in the region 200C is a pixel mainly used for forming a light distribution pattern in the irradiation range of the low beam and the irradiation range to the road shoulder. This region 200C has a low frequency of switching between light transmission and non-transmission in each pixel such as the pixels 30e and 30f, and is responsible for the light distribution pattern of the portion where high light shielding properties (when turned off) and transmittance (when turned on) are required. It is. Therefore, it is preferable to associate the region C shown in FIG. 6 described above, that is, the region where the relative distance from the injection port 16 is 80% or more and less than 96% (the pretilt angle is 85.5° or more and less than 89°) with this region 200C. .

領域200Dに配置された画素30g、30hなどの各画素は、上記した領域200A~200Cの周りの照射範囲における配光パターンの形成に用いられる画素である。この領域200Dは、シール材15に近い領域であり、画素30g等が設けられない場合もある。この領域200Dでは、遮光性は高い方が良いが、光の透過/非透過の切り替えにおける応答性の高さは要求されない。従って、上記した図6に示した領域D、すなわち注入口16からの相対距離が96%以上(プレティルト角89°以上)の領域をこの領域200Dに対応付けることが好ましい。 Each pixel such as the pixels 30g and 30h arranged in the region 200D is a pixel used for forming a light distribution pattern in the irradiation range around the regions 200A to 200C. This region 200D is a region close to the sealing material 15, and there are cases where the pixels 30g and the like are not provided. In this region 200D, the light shielding property should be high, but high responsiveness in switching between light transmission/non-transmission is not required. Therefore, it is preferable to associate the region D shown in FIG. 6 described above, that is, the region where the relative distance from the injection port 16 is 96% or more (the pretilt angle is 89° or more), with this region 200D.

図10は、図9に示した液晶素子における注入口からの相対距離を説明するための図である。図10では、シール材15の内部領域において、注入口16の位置pからシール材15の各部(各位置)までの間を直線で結び、当該直線上での相対距離がパーセント表示によって示されている。例えば、位置pから図中で真下へ延びてシール材15に至る直線上において、相対距離が50%の位置、80%の位置、96%の位置がそれぞれ示されている。位置pから他の方向へ延びてシール材15に至る直線上についても同様である。 10 is a diagram for explaining the relative distance from the injection port in the liquid crystal element shown in FIG. 9. FIG. In FIG. 10, in the internal region of the sealing material 15, a straight line connects from the position p of the injection port 16 to each part (each position) of the sealing material 15, and the relative distance on the straight line is indicated by percentage. there is For example, on a straight line extending directly downward in the figure from the position p to the sealing material 15, the positions at which the relative distance is 50%, 80%, and 96% are shown, respectively. The same applies to straight lines extending from the position p in other directions to reach the sealing material 15 .

そして、各直線上における相対距離が50%の位置を結ぶと、相対距離が50%未満の範囲を示す矩形状の領域が得られる。この領域に上記した領域200Aが対応付けられる。同様に、各直線上における相対距離が80%の位置を結ぶと、相対距離が50%以上80%以下の範囲を示す凹字状の領域が得られる。この領域に上記した領域200Bが対応付けられる。同様に、各直線上における相対距離が96%の位置を結ぶと、相対距離が80%以上96%未満の範囲を示す凹字状の領域が得られる。この領域に上記した領域200Cが対応付けられる。同様に、各直線上における相対距離が100%の位置、すなわちシール材15の位置を結ぶと、相対距離が96%以上の範囲を示す凹字状の領域が得られる。この領域に上記した領域200Dが対応付けられる。別言すれば、各領域200A~200Dとして好ましいプレティルト角の分布が得られるように、注入口16の位置が設定されている。 Then, by connecting the positions where the relative distance is 50% on each straight line, a rectangular area showing the range where the relative distance is less than 50% is obtained. The area 200A described above is associated with this area. Similarly, connecting the positions where the relative distance is 80% on each straight line yields a U-shaped area showing the range of the relative distance of 50% or more and 80% or less. The area 200B described above is associated with this area. Similarly, connecting the positions where the relative distance is 96% on each straight line yields a U-shaped area showing the range of the relative distance of 80% or more and less than 96%. The area 200C described above is associated with this area. Similarly, connecting the positions where the relative distance is 100% on each straight line, that is, the position of the sealing member 15, a U-shaped region showing the range where the relative distance is 96% or more is obtained. The area 200D described above is associated with this area. In other words, the position of the injection port 16 is set so as to obtain a preferable pretilt angle distribution for each of the regions 200A to 200D.

図11は、液晶素子の構成例を示す模式的な断面図である。また、図12は、液晶素子の構成を示す模式的な平面図である。なお、図11に示す断面図は、図12に示すA-A線における一部断面に対応している。液晶素子11は、対向配置された第1基板311および第2基板312、共通電極(対向電極)313、複数の画素電極314、複数の画素間電極315、複数の配線部316、第1絶縁層(絶縁膜)317、第2絶縁層(絶縁膜)318、配向膜319、320、液晶層321を含んで構成されている。なお、この液晶素子11は、基本的に上記した実験に係る液晶素子500A、500Bと同様の製造方法によって製造することができる。 FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of a liquid crystal element. Also, FIG. 12 is a schematic plan view showing the configuration of the liquid crystal element. Note that the cross-sectional view shown in FIG. 11 corresponds to a partial cross-section taken along line AA shown in FIG. The liquid crystal element 11 includes a first substrate 311 and a second substrate 312 arranged to face each other, a common electrode (counter electrode) 313, a plurality of pixel electrodes 314, a plurality of inter-pixel electrodes 315, a plurality of wiring portions 316, and a first insulating layer. (insulating film) 317 , a second insulating layer (insulating film) 318 , alignment films 319 and 320 , and a liquid crystal layer 321 . The liquid crystal element 11 can be basically manufactured by the same manufacturing method as the liquid crystal elements 500A and 500B according to the above experiments.

第1基板311および第2基板312は、それぞれ、例えば平面視において矩形状の基板であり、互いに対向して配置されている。各基板としては、例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板を用いることができる。第1基板311と第2基板312の間には、例えば樹脂膜などからなる球状スペーサー(図示省略)が分散配置されており、それら球状スペーサーによって基板間隙が所望の大きさ(例えば数μm程度)に保たれている。なお、球状スペーサーに代えて、樹脂等からなる柱状体を第1基板311側若しくは第2基板312側に設け、それらをスペーサーとして用いてもよい。 The first substrate 311 and the second substrate 312 are, for example, rectangular substrates in plan view, and are arranged to face each other. As each substrate, for example, a transparent substrate such as a glass substrate or a plastic substrate can be used. Between the first substrate 311 and the second substrate 312, spherical spacers (not shown) made of, for example, a resin film are dispersedly arranged, and these spherical spacers provide a substrate gap of a desired size (for example, several μm). is kept in Instead of spherical spacers, columnar bodies made of resin or the like may be provided on the first substrate 311 side or the second substrate 312 side and used as spacers.

共通電極313は、第1基板311の一面側に設けられている。この共通電極313は、第2基板312の各画素電極314と対向するようにして一体に設けられている。共通電極313は、例えばインジウム錫酸化物(ITO)などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。 The common electrode 313 is provided on one side of the first substrate 311 . The common electrode 313 is integrally provided so as to face each pixel electrode 314 of the second substrate 312 . The common electrode 313 is formed by appropriately patterning a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO).

複数の画素電極314は、第2基板312の一面側において第1絶縁層317の上側(第1基板311と対向する側)に設けられている。これらの画素電極314は、例えばインジウム錫酸化物(ITO)などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。図12に示すように、各画素電極314(314a、314b、314c)は、例えば平面視において矩形状の外縁形状を有しており、X方向およびY方向に沿ってマトリクス状に配列されている。各画素電極314の間には隙間が設けられている。上記の共通電極313と各画素電極314との重なる領域のそれぞれが上記した画素30a~30hなどの各画素が構成されている。なお、図中の符号Qは、隣り合う画素電極314同士の境界の1つを示している。プレティルト角の分布はこの境界Qとは無関係、すなわち各画素電極314の位置とは無関係に、注入口15との相対距離に応じて定まっている。 A plurality of pixel electrodes 314 are provided on one surface side of the second substrate 312 above the first insulating layer 317 (the side facing the first substrate 311). These pixel electrodes 314 are formed by appropriately patterning a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO). As shown in FIG. 12, each pixel electrode 314 (314a, 314b, 314c) has, for example, a rectangular outer edge shape in plan view, and is arranged in a matrix along the X and Y directions. . A gap is provided between each pixel electrode 314 . The overlapping regions of the common electrode 313 and the pixel electrodes 314 constitute respective pixels such as the pixels 30a to 30h. Note that the symbol Q in the drawing indicates one of the boundaries between adjacent pixel electrodes 314 . The distribution of pretilt angles is determined according to the relative distance from the injection port 15 regardless of the boundary Q, that is, regardless of the position of each pixel electrode 314 .

複数の画素間電極315は、第2基板312の一面側において第1絶縁層317の下層側に設けられている。これらの画素間電極315は、例えばインジウム錫酸化物(ITO)などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。図12に示すように、各画素間電極315は、例えば平面視において長方形状の外縁形状を有しており、図中のX方向において隣り合う2つの画素電極314同士の相互間の隙間と重なるように配置されている。さらに本実施形態では、各画素間電極315は、図中右側に隣り合う画素電極314と部分的に重なっている。 A plurality of inter-pixel electrodes 315 are provided on the lower layer side of the first insulating layer 317 on the one surface side of the second substrate 312 . These inter-pixel electrodes 315 are formed by appropriately patterning a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO). As shown in FIG. 12, each inter-pixel electrode 315 has, for example, a rectangular outer edge shape in plan view, and overlaps the gap between two adjacent pixel electrodes 314 in the X direction in the drawing. are arranged as Furthermore, in the present embodiment, each inter-pixel electrode 315 partially overlaps the adjacent pixel electrode 314 on the right side in the figure.

複数の配線部316は、第2基板312の一面側において第1絶縁層317の下層側に設けられている。これらの配線部316は、例えばインジウム錫酸化物(ITO)などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。各配線部316は、ドライバ12(図7参照)から各画素電極314に対して電圧を与えるためのものである。 A plurality of wiring portions 316 are provided on the lower layer side of the first insulating layer 317 on the one surface side of the second substrate 312 . These wiring portions 316 are formed by appropriately patterning a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO). Each wiring portion 316 is for applying a voltage to each pixel electrode 314 from the driver 12 (see FIG. 7).

第1絶縁層317は、第2基板312の一面側において各画素間電極315および各配線部316の上側にこれらを覆うようにして設けられている。すなわち、第1絶縁層317は、第2基板312の一面側において後述するスルーホール329を除く全面を覆うように設けられている。この第1絶縁層317は、例えばSiO膜、SiON膜であり、スパッタ法などの気相プロセスあるいは溶液プロセスにより形成することができる。なお、この第1絶縁層317としては有機絶縁膜を用いてもよい。第1絶縁層317の層厚は、例えば1μm程度である。 The first insulating layer 317 is provided on the one surface side of the second substrate 312 so as to cover the inter-pixel electrodes 315 and the wiring portions 316 . That is, the first insulating layer 317 is provided so as to cover the entire surface of the second substrate 312 except for through holes 329 which will be described later. The first insulating layer 317 is, for example, a SiO 2 film or a SiON film, and can be formed by a vapor phase process such as sputtering or a solution process. An organic insulating film may be used as the first insulating layer 317 . The layer thickness of the first insulating layer 317 is, for example, about 1 μm.

第2絶縁層318は、第2基板312の一面側において各画素電極314の上側にこれらを覆うようにして設けられている。本実施形態では、第2絶縁層318は、各画素電極314とほぼ同形状で各画素電極314を選択的に覆い、各画素電極314の相互間の隙間は覆わないように形成されている。なお、第2絶縁層318は、各画素電極314の一部である接続部330を覆うようにしてスルーホール329を埋めて形成されている。この第2絶縁層318は、例えばSiO膜、SiON膜であり、スパッタ法などの気相プロセスあるいは溶液プロセスにより形成することができる。なお、この第2絶縁層318としては有機絶縁膜を用いてもよい。第2絶縁層318の層厚は、例えば1μm程度である。 A second insulating layer 318 is provided on one surface side of the second substrate 312 so as to cover the pixel electrodes 314 . In this embodiment, the second insulating layer 318 is formed so as to have substantially the same shape as the pixel electrodes 314 and selectively cover the pixel electrodes 314 but not cover the gaps between the pixel electrodes 314 . The second insulating layer 318 is formed by filling the through hole 329 so as to cover the connecting portion 330 which is a part of each pixel electrode 314 . This second insulating layer 318 is, for example, a SiO 2 film or a SiON film, and can be formed by a vapor phase process such as sputtering or a solution process. An organic insulating film may be used as the second insulating layer 318 . The layer thickness of the second insulating layer 318 is, for example, about 1 μm.

配向膜319は、第1基板311の一面側において共通電極313を覆うように設けられている。同様に、配向膜320は、第2基板312の一面側において第2絶縁層318を覆い、かつ各画素電極314の間に露出する第1絶縁層317の一部を覆うように設けられている。各配向膜319、320としては、例えば液晶層321の配向状態を垂直配向に規制する垂直配向膜が用いられる。各配向膜319、320にはラビング処理等の一軸配向処理が施されており、その方向へ液晶層321の液晶分子の配向を規定する一軸配向規制力を有している。各配向膜319、320への配向処理の方向は、例えば互い違い(アンチパラレル)となるように設定される。各配向膜319、320の膜厚は、例えば50~70nmであり、第2絶縁層318の層厚よりも1桁以上小さい。このため、図示のように配向膜320は、第2絶縁層318により生じる起伏に沿って形成される。 The alignment film 319 is provided on one surface side of the first substrate 311 so as to cover the common electrode 313 . Similarly, the alignment film 320 is provided so as to cover the second insulating layer 318 on one surface side of the second substrate 312 and to cover the portion of the first insulating layer 317 exposed between the pixel electrodes 314 . . As each of the alignment films 319 and 320, for example, a vertical alignment film that regulates the alignment state of the liquid crystal layer 321 to vertical alignment is used. Each of the alignment films 319 and 320 is subjected to uniaxial alignment treatment such as rubbing treatment, and has a uniaxial alignment regulating force that regulates the alignment of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 321 in that direction. The directions of the alignment treatment on the alignment films 319 and 320 are set to be alternate (anti-parallel), for example. The film thickness of each of the alignment films 319 and 320 is, for example, 50 to 70 nm, which is smaller than the layer thickness of the second insulating layer 318 by one order of magnitude or more. Therefore, the alignment film 320 is formed along the undulations caused by the second insulating layer 318 as shown.

液晶層321は、第1基板311と第2基板312の間に設けられている。本実施形態においては、誘電率異方性Δεが負であり、カイラル材を含み、流動性を有するネマティック液晶材料を用いて液晶層321が構成される。また、液晶層321は、上記のようにポリマー化されている。本実施形態の液晶層321は、電圧無印加時における液晶分子の配向方向が一方向に傾斜した状態となり、各基板面に対して、例えば85°以上90°未満の範囲内のプレティルト角を有する略垂直配向となるように設定されている。上記のようにプレティルト角は、注入口16の位置からの相対距離に応じて大きさが異なるように分布している。 A liquid crystal layer 321 is provided between the first substrate 311 and the second substrate 312 . In this embodiment, the liquid crystal layer 321 is formed using a nematic liquid crystal material that has a negative dielectric anisotropy Δε, contains a chiral material, and has fluidity. Also, the liquid crystal layer 321 is polymerized as described above. In the liquid crystal layer 321 of this embodiment, the alignment direction of the liquid crystal molecules is tilted in one direction when no voltage is applied, and has a pretilt angle of, for example, 85° or more and less than 90° with respect to each substrate surface. It is set so as to be substantially vertically oriented. As described above, the pretilt angles are distributed so as to differ in magnitude according to the relative distance from the injection port 16 position.

図12を参照しながら、各画素電極314、各画素間電極315、各配線部316の構造について詳細に説明する。ここで、各画素電極314について、図中の上から順に1列目のものを画素電極314a、2列目のものを画素電極314b、3列目のものを画素電極314cという。また、画素間電極315についても、1列目の画素電極314aに対応付けられたものを画素間電極315a、2列目の画素電極314bに対応付けられたものを画素間電極315b、3列目の画素電極314cに対応付けられたものを画素間電極315cという。さらに、配線部316についても、1列目の画素電極314aおよび画素間電極315aに対応付けられたものを配線部316a、2列目の画素電極314bおよび画素間電極315bに対応付けられたものを配線部316b、3列目の画素電極314cおよび画素間電極315cに対応付けられたものを配線部316cという。 The structure of each pixel electrode 314, each inter-pixel electrode 315, and each wiring portion 316 will be described in detail with reference to FIG. Here, regarding the pixel electrodes 314, the pixel electrode 314a is in the first column, the pixel electrode 314b is in the second column, and the pixel electrode 314c is in the third column. As for the inter-pixel electrodes 315, the inter-pixel electrodes 315a correspond to the pixel electrodes 314a on the first column, the inter-pixel electrodes 315b correspond to the pixel electrodes 314b on the second column, and the inter-pixel electrodes 315b correspond to the pixel electrodes 314b on the third column. is called an inter-pixel electrode 315c. Further, with respect to the wiring portion 316, those associated with the pixel electrodes 314a and the inter-pixel electrodes 315a in the first column are replaced with the wiring portions 316a, and those associated with the pixel electrodes 314b and the inter-pixel electrodes 315b in the second column are replaced. A wiring portion 316c corresponds to the wiring portion 316b, the pixel electrode 314c in the third column, and the inter-pixel electrode 315c.

各画素電極314aは、第1絶縁層317に設けられたスルーホール329を介して下層側の画素間電極315aおよび配線部316aと接続されている。これにより、画素電極314aと画素間電極315aと配線部316aが同電位化される。各画素電極314aは、スルーホール329の壁面に沿って形成された接続部330aを有している。この接続部330aは、下側の画素間電極315aおよび配線部316aのスルーホール329底部に露出した部分と接している。 Each pixel electrode 314a is connected to the lower inter-pixel electrode 315a and the wiring portion 316a through a through hole 329 provided in the first insulating layer 317 . As a result, the pixel electrode 314a, the inter-pixel electrode 315a, and the wiring portion 316a are brought to the same potential. Each pixel electrode 314a has a connection portion 330a formed along the wall surface of the through hole 329. As shown in FIG. The connecting portion 330a is in contact with the lower inter-pixel electrode 315a and the portion of the wiring portion 316a exposed at the bottom of the through hole 329. As shown in FIG.

同様に、各画素電極314bは、スルーホール329の壁面に沿って形成された接続部330bを有しており、下層側の画素間電極315bおよび配線部316bと接続されている。これにより、画素電極314bと画素間電極315bと配線部316bが同電位化される。同様に、各画素電極314cは、スルーホール329の壁面に沿って形成された接続部330cを有しており、下層側の画素間電極315cおよび配線部316cと接続されている。これにより、画素電極314cと画素間電極315cと配線部316cが同電位化される。 Similarly, each pixel electrode 314b has a connecting portion 330b formed along the wall surface of the through-hole 329, and is connected to the lower inter-pixel electrode 315b and wiring portion 316b. As a result, the pixel electrode 314b, the inter-pixel electrode 315b, and the wiring portion 316b are brought to the same potential. Similarly, each pixel electrode 314c has a connection portion 330c formed along the wall surface of the through-hole 329, and is connected to the lower inter-pixel electrode 315c and wiring portion 316c. As a result, the pixel electrode 314c, the inter-pixel electrode 315c, and the wiring portion 316c are brought to the same potential.

各画素間電極315aは、平面視においてX方向に隣り合う2つの画素電極314a同士の相互間の隙間と重なるようにして配置されている。また、各画素間電極315aは、平面視における自身の右側エッジから内側にある一部領域415aが自身の右側に配置される画素電極314aの左側外縁エッジの近傍の一部領域と部分的に重なるように配置されている。これらの一部領域415aは、画素電極314aの図中左側外縁エッジ付近において斜め電界が発生しないようにし、暗領域の発生を抑える効果を奏する。このことから、各一部領域415aのY方向長さはなるべく広いことが好ましく、本実施形態では一部領域415aのY方向長さが対応する画素電極414aのY方向長さとほぼ同じに設定されている。 Each inter-pixel electrode 315a is arranged so as to overlap a gap between two pixel electrodes 314a adjacent to each other in the X direction in plan view. In each inter-pixel electrode 315a, a partial area 415a inside from its right edge in plan view partially overlaps a partial area near the left outer edge of the pixel electrode 314a arranged on its right. are arranged as These partial regions 415a have the effect of preventing oblique electric fields from being generated in the vicinity of the left outer edge of the pixel electrode 314a in the drawing, thereby suppressing the generation of dark regions. For this reason, it is preferable that the Y-direction length of each partial region 415a is as wide as possible. ing.

同様に、各画素間電極315bは、平面視においてX方向に隣り合う2つの画素電極314b同士の相互間の隙間と重なるように配置されており、一部領域415bが自身の右側の画素電極314bと部分的に重なるように配置されている。同様に、各画素間電極315cは、平面視においてX方向に隣り合う2つの画素電極314c同士の相互間の隙間と重なるように配置されており、一部領域415cが自身の右側の画素電極314cと部分的に重なるように配置されている。 Similarly, each inter-pixel electrode 315b is arranged so as to overlap a gap between two pixel electrodes 314b adjacent to each other in the X direction in a plan view, and a partial region 415b is formed so as to overlap the pixel electrode 314b on the right side of itself. are arranged so as to partially overlap with the Similarly, each inter-pixel electrode 315c is arranged so as to overlap the gap between two pixel electrodes 314c adjacent to each other in the X direction in a plan view, and the partial region 415c is the pixel electrode 314c on the right side of itself. are arranged so as to partially overlap with the

各配線部316aは、各画素間電極315aのうち1つと接続されており、図中において上側へ延びている。本実施形態では、各配線部316aは、対応する画素間電極315aと同じ幅で一体に設けられている。 Each wiring portion 316a is connected to one of the inter-pixel electrodes 315a and extends upward in the figure. In this embodiment, each wiring portion 316a is integrally provided with the same width as the corresponding inter-pixel electrode 315a.

各配線部316bは、各画素間電極315bのうち1つと接続されており、図中において上側へ延びている。各配線部316bは、平面視において、自身と接続される画素間電極315bに対してX方向に隣り合う画素電極314bと部分的に重なる一部領域416bと、この画素電極314bとそれにY方向で隣り合う画素電極314aとの間に配置された一部領域426bと、この画素電極314aと重なって配置された一部領域436bを有している。各一部領域416b、426b、436bは一体に設けられている。 Each wiring portion 316b is connected to one of the inter-pixel electrodes 315b and extends upward in the figure. Each wiring portion 316b has, in plan view, a partial region 416b that partially overlaps the pixel electrode 314b that is adjacent in the X direction with respect to the inter-pixel electrode 315b that is connected to the wiring portion 316b. It has a partial region 426b arranged between adjacent pixel electrodes 314a and a partial region 436b arranged overlapping with the pixel electrodes 314a. Each partial region 416b, 426b, 436b is integrally provided.

各配線部316bの各一部領域416bは、上記した一部領域415bと同様に、画素電極314bの図中上側外縁エッジ付近における暗領域の発生を抑える効果を奏する。このため、各一部領域416bのX方向の幅はなるべく広いほうが好ましく、例えば対応付けられる画素電極314a、314bの幅に対して50%以上の幅を有することが好ましい。図示の例では、各一部領域416bの幅は、対応付けられる画素電極314a、314bの幅に対して約70%の幅となっている。 Each partial region 416b of each wiring portion 316b has the effect of suppressing the occurrence of a dark region near the upper outer edge of the pixel electrode 314b in the drawing, similarly to the partial region 415b described above. For this reason, it is preferable that the width of each partial region 416b in the X direction is as large as possible. In the illustrated example, the width of each partial region 416b is about 70% of the width of the associated pixel electrodes 314a and 314b.

各配線部316bの各一部領域426bは、Y方向において隣り合う2つの画素電極314a、314b同士の相互間に配置される画素間電極としての機能も奏する。このため、各一部領域426bのX方向長さはなるべく広いほうが好ましく、例えば対応付けられる画素電極314a、314bのX方向長さに対して50%以上の長さを有することが好ましい。図示の例では、各一部領域426bの幅は、対応付けられる画素電極314a、314bのX方向長さに対して約70%の長さとなっている。このような一部領域426bを設けることで実質的に画素領域として機能する領域を広げることができる。 Each partial region 426b of each wiring portion 316b also functions as an inter-pixel electrode arranged between two pixel electrodes 314a and 314b adjacent to each other in the Y direction. For this reason, the X-direction length of each partial region 426b is preferably as large as possible. In the illustrated example, the width of each partial region 426b is approximately 70% of the X-direction length of the associated pixel electrodes 314a and 314b. By providing such a partial region 426b, a region that substantially functions as a pixel region can be expanded.

各配線部316cは、各画素間電極315cのうち1つと接続されており、図中において上側へ延びている。各配線部316cは、平面視において、自身と接続される画素間電極315cに対してX方向に隣り合う画素電極314cと部分的に重なる一部領域416cと、この画素電極314cとY方向において隣り合う画素電極314bとの間に配置された一部領域426cと、この画素電極314bと第1絶縁層317を挟んで重なって配置された一部領域436cと、この画素電極314bとY方向において隣り合う画素電極314aと第1絶縁層317を挟んで重なって配置された一部領域446cと、画素電極314aと画素電極314bの間に配置されており一部領域436cと一部領域446cとを接続する接続領域456cを有している。各一部領域416c、426c、436c、446c、接続領域456cは一体に設けられている。 Each wiring portion 316c is connected to one of the inter-pixel electrodes 315c and extends upward in the figure. Each wiring portion 316c has, in plan view, a partial region 416c that partially overlaps the pixel electrode 314c that is adjacent in the X direction with respect to the inter-pixel electrode 315c connected thereto, and a partial region 416c that is adjacent to the pixel electrode 314c in the Y direction. A partial region 426c arranged between the matching pixel electrodes 314b, a partial region 436c arranged to overlap with the pixel electrodes 314b with the first insulating layer 317 interposed therebetween, and adjacent to the pixel electrodes 314b in the Y direction. A partial region 446c is arranged to overlap with the matching pixel electrode 314a with the first insulating layer 317 interposed therebetween, and a partial region 436c and a partial region 446c are arranged between the pixel electrode 314a and the pixel electrode 314b to connect the partial region 436c and the partial region 446c. It has a connection region 456c that connects. The partial regions 416c, 426c, 436c, 446c and the connection region 456c are provided integrally.

各配線部316cの各一部領域416cは、上記した一部領域415cと同様に、画素電極314cの図中上側外縁エッジ付近における暗領域の発生を抑える効果を奏する。このため、各一部領域316cのX方向長さはなるべく広いほうが好ましく、例えば対応付けられる画素電極314b、314cのX方向長さに対して50%以上の長さを有することが好ましい。図示の例では、各一部領域416cの長さは、対応付けられる画素電極314b、314cのX方向長さに対して約87%の幅となっている。 Each partial region 416c of each wiring portion 316c has the effect of suppressing the occurrence of a dark region near the upper outer edge of the pixel electrode 314c in the drawing, similarly to the partial region 415c described above. Therefore, the X-direction length of each partial region 316c is preferably as wide as possible, and preferably has a length of 50% or more of the X-direction length of the corresponding pixel electrodes 314b and 314c. In the illustrated example, the length of each partial region 416c is about 87% of the length in the X direction of the associated pixel electrodes 314b and 314c.

各配線部316cの各一部領域426cは、Y方向において隣り合う2つの画素電極314b、314c同士の相互間に配置される画素間電極としての機能も奏する。このため、各一部領域426cのX方向長さはなるべく広いほうが好ましく、例えば対応付けられる画素電極314b、314cのX方向長さに対して50%以上の長さを有することが好ましい。図示の例では、各一部領域426cの長さは、対応付けられる画素電極314b、314cのX方向長さに対して約87%の幅となっている。このような一部領域426cを設けることで実質的に画素領域として機能する領域を広げることができる。 Each partial region 426c of each wiring portion 316c also functions as an inter-pixel electrode arranged between two pixel electrodes 314b and 314c adjacent to each other in the Y direction. Therefore, the X-direction length of each partial region 426c is preferably as large as possible. In the illustrated example, the length of each partial region 426c is about 87% of the X-direction length of the associated pixel electrodes 314b and 314c. By providing such a partial region 426c, a region that substantially functions as a pixel region can be expanded.

このように、各画素電極の相互間に画素間電極ないしそれと同等に機能する配線部の一部が設けられているので、液晶素子11の製造時に液晶材料に含有されたモノマーを紫外線照射によってポリマー化する際、液晶層の全体に渡って電圧を印加することができる。それにより、プレティルト角の分布における局所的な乱れが生じにくくなる。 In this way, since the inter-pixel electrode or part of the wiring portion functioning equivalently to the inter-pixel electrode is provided between the pixel electrodes, the monomer contained in the liquid crystal material during the manufacture of the liquid crystal element 11 is polymerized by irradiating ultraviolet rays. A voltage can be applied across the entire liquid crystal layer when the liquid crystal layer is formed. As a result, local disturbances in the pretilt angle distribution are less likely to occur.

ここで、画素電極314cへ電圧を印加してその領域を光透過状態にした際に接続領域456cにおいても同じ電圧が印加されるため接続領域456cにおいても光透過状態となる。このとき、例えば画素電極314aや画素電極314bに対応する各領域が非透過状態(ないし低透過状態)であったとすると、接続領域456cの光透過状態が輝点として視認し得る状態となり得る。そこで、各配線部316cの各接続領域456cと重なるように第2絶縁層318の一部を設けることで、各接続領域456cに対応する部分での輝点の発生を抑制できる。第1絶縁層317および第2絶縁層318が重なることで、この領域における液晶層321への印加電圧を小さくすることができるからである。 Here, when a voltage is applied to the pixel electrode 314c to put the region into a light-transmitting state, the same voltage is applied to the connection region 456c, so that the connection region 456c also becomes a light-transmitting state. At this time, for example, if each region corresponding to the pixel electrode 314a or the pixel electrode 314b is in a non-transmissive state (or a low-transmissive state), the light-transmissive state of the connection region 456c can be visually recognized as a bright spot. Therefore, by providing a portion of the second insulating layer 318 so as to overlap each connection region 456c of each wiring portion 316c, it is possible to suppress the generation of bright spots in the portion corresponding to each connection region 456c. This is because the overlapping of the first insulating layer 317 and the second insulating layer 318 can reduce the voltage applied to the liquid crystal layer 321 in this region.

なお、接続領域456cは多くの場合に非透過状態となるので黒点として視認し得るが、人間の目の特性として黒点のほうが目立ちにくいため、輝点となるよりは好ましいといえる。さらに、図示の例ように、接続領域456cは、一部領域436cと一部領域446cとを電気的に接続するためのものであるため、比較的に狭いサイズに形成することができる。従って、実質的には黒点がほとんど視認できない状態にすることができる。 Since the connection region 456c is in a non-transmissive state in many cases, it can be visually recognized as a black dot. However, it can be said that the black dot is less conspicuous due to the characteristics of the human eye, and thus is preferable to a bright spot. Furthermore, as shown in the figure, the connection region 456c is for electrically connecting the partial region 436c and the partial region 446c, so it can be formed in a relatively narrow size. Therefore, it is possible to make the black spots practically invisible.

図13は、車両用灯具システムによって生成される照射光の具体例を示すイメージ図である。図示のように、例えば上記した液晶素子11の領域200Bの各画素を用いて、対向車両に対応した減光範囲(遮光範囲)600、先行車両に対応した減光範囲(遮光範囲)601、歩行者の頭部に対応した減光範囲602などを含んだ配光パターンの照射光を生成することができる。液晶素子11の領域200Bを用いていることから、応答性が高く、かつ遮光性も高い減光範囲600等を得ることができる。また、液晶素子11の領域200Aの各画素を用いて、案内板に対応した減光範囲603を生成することができる。 FIG. 13 is an image diagram showing a specific example of illumination light generated by the vehicle lamp system. As shown in the figure, for example, each pixel in the region 200B of the liquid crystal element 11 described above is used to determine a dimming range (shading range) 600 corresponding to an oncoming vehicle, a dimming range (shading range) 601 corresponding to a preceding vehicle, and a walking distance. It is possible to generate irradiation light having a light distribution pattern including a dimming range 602 corresponding to the person's head. Since the region 200B of the liquid crystal element 11 is used, the dimming range 600 and the like with high responsiveness and high light shielding properties can be obtained. Further, each pixel in the region 200A of the liquid crystal element 11 can be used to generate the dimming range 603 corresponding to the guide plate.

以上のような実施形態によれば、画素電極等の位置に依存せずにプレティルト角の分布が設けられた液晶素子ないしこれを備える装置等が得られるとともに、画素電極等の位置に依存せずにプレティルト角の分布が設けられた液晶素子を製造することができる。 According to the above-described embodiments, it is possible to obtain a liquid crystal element having a pretilt angle distribution independent of the position of the pixel electrode or the like, or a device having the same. A liquid crystal element having a distribution of pretilt angles can be manufactured.

なお、本開示は上記した実施形態の内容に限定されるものではなく、本開示の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、車両用灯具の構成は上記図7に示したものに限定されない。同様に車両用灯具システムの構成は上記図8に示したものに限定されない。また、液晶素子の画素の平面視構造は図9に示したものに限定されず、液晶素子の断面構造は図11に示したものに限定されない。更に、照明装置の一例として車両用灯具を挙げたが照明装置はこれに限定されない。 It should be noted that the present disclosure is not limited to the contents of the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present disclosure. For example, the configuration of the vehicle lamp is not limited to that shown in FIG. Similarly, the configuration of the vehicle lamp system is not limited to that shown in FIG. Further, the plan view structure of the pixel of the liquid crystal element is not limited to that shown in FIG. 9, and the cross-sectional structure of the liquid crystal element is not limited to that shown in FIG. Furthermore, although the vehicle lamp is mentioned as an example of the lighting device, the lighting device is not limited to this.

また、上記した実施形態では液晶材料に含有されたモノマーを紫外線照射によってポリマー化する際に液晶層の全体に同一の電圧を印加する場合を例示していたが、電圧の大きさを液晶層の位置により異なる設定としてもよい。具体的には、図14に一例を示すように、ポリマー化の際に液晶層へ印加する電圧を増減することでプレティルト角を変化させることができる。詳細には、印加する電圧を高くするほどプレティルト角が小さい値になる。従って、この印加電圧の増減により、注入口からの相対距離に応じて定まるプレティルト角の大きさを調整することができる。各画素電極への印加電圧を個別に設定することで、プレティルト角をより精度よく所望の値にすることができる。 Further, in the above-described embodiment, the case where the same voltage is applied to the entire liquid crystal layer when the monomer contained in the liquid crystal material is polymerized by irradiating ultraviolet rays was exemplified. Different settings may be made depending on the position. Specifically, as an example is shown in FIG. 14, the pretilt angle can be changed by increasing or decreasing the voltage applied to the liquid crystal layer during polymerization. Specifically, the higher the applied voltage, the smaller the pretilt angle. Therefore, by increasing or decreasing the applied voltage, it is possible to adjust the magnitude of the pretilt angle determined according to the relative distance from the inlet. By individually setting the voltage applied to each pixel electrode, the pretilt angle can be set to a desired value with higher accuracy.

なお、上記のような印加電圧によるプレティルト角の調整を行う場合において、更にフォトマスクを用いて紫外線照射を部分的に行うようにすることで、さらに積極的なプレティルト角の調整を行うことができる。例えば、紫外線照射を行う部分におけるポリマー濃度を考慮したうえで、必要なプレティルト角を得られる電圧を印加することで、所望のプレティルト角を得ることができる。このような工程を各部分で繰り返し行うことで、最終的には液晶層全体で所望のプレティルト角分布を得ることができる。このとき、各部分の境界においてはハーフトーンマスクを用いて紫外線照射を行い、あるいは印加する電圧を細かく調整することで、プレティルト角の分布が各部分の境界で不連続になるのを抑制することができる。 When adjusting the pretilt angle by applying voltage as described above, the pretilt angle can be adjusted more positively by partially irradiating ultraviolet rays using a photomask. . For example, a desired pretilt angle can be obtained by applying a voltage that can obtain a required pretilt angle while considering the polymer concentration in the portion to be irradiated with ultraviolet rays. By repeating such a process for each portion, a desired pretilt angle distribution can be finally obtained for the entire liquid crystal layer. At this time, a halftone mask is used to irradiate ultraviolet rays at the boundary of each portion, or the applied voltage is finely adjusted to suppress the distribution of the pretilt angle from becoming discontinuous at the boundary of each portion. can be done.

1:車両用灯具システム、10:光源、11:液晶素子、12:ドライバ、13a、13b:偏光素子(偏光板)、14:投影レンズ、15:シール材、16:注入口(開口)、100:車両用灯具、101:配光制御ユニット、102:前方監視ユニット103:車載カメラ 1: vehicle lighting system, 10: light source, 11: liquid crystal element, 12: driver, 13a, 13b: polarizing element (polarizing plate), 14: projection lens, 15: sealing material, 16: inlet (opening), 100 : vehicle lamp, 101: light distribution control unit, 102: forward monitoring unit 103: vehicle-mounted camera

Claims (13)

各々の一面側が対向するように配置された第1基板及び第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板の間において略環状に配置されたシール材と、
前記第1基板と前記第2基板の間において前記シール材に囲まれて配置された液晶層と、
を含み、
前記シール材は、平面視において1つの開口を有しており、
前記液晶層におけるプレティルト角は、平面視における前記開口からの距離に応じて大きさが異なる、
液晶素子。
a first substrate and a second substrate arranged so that their one surface sides face each other;
a sealing material arranged substantially annularly between the first substrate and the second substrate;
a liquid crystal layer arranged between the first substrate and the second substrate and surrounded by the sealing material;
including
The sealing material has one opening in plan view,
The pretilt angle in the liquid crystal layer varies in magnitude depending on the distance from the opening in plan view,
liquid crystal element.
前記プレティルト角は、前記開口からの距離が長くなるほど大きい、
請求項1に記載の液晶素子。
The pretilt angle increases as the distance from the opening increases.
The liquid crystal device according to claim 1.
前記開口からの距離は、前記開口と前記シール材の各部を結ぶ直線距離に基づいて規格化された相対距離である、
請求項1又は2に記載の液晶素子。
The distance from the opening is a relative distance normalized based on the straight line distance connecting each part of the opening and the sealing material,
3. The liquid crystal device according to claim 1.
前記第1基板の一面側に配置された第1垂直配向膜と、
前記第2基板の一面側に配置された第2垂直配向膜と、
を含み、
前記第1垂直配向膜及び前記第2垂直配向膜の各々は、ラビング処理により発現させた一軸配向力を有する、
請求項1~3の何れか1項に記載の液晶素子。
a first vertical alignment film disposed on one side of the first substrate;
a second vertical alignment film disposed on one side of the second substrate;
including
Each of the first vertical alignment film and the second vertical alignment film has a uniaxial alignment force developed by a rubbing treatment,
The liquid crystal device according to any one of claims 1 to 3.
前記液晶層は、高分子安定化されており、電圧無印加時において略垂直配向である、
請求項4に記載の液晶素子。
The liquid crystal layer is polymer-stabilized and has substantially vertical alignment when no voltage is applied.
5. The liquid crystal device according to claim 4.
前記シール材は、平面視において、略長方形状又は略正方形状に設けられており、
前記開口は、前記シール材の4辺のうち何れか1辺の略中央に対応付けて配置されている、
請求項1~5の何れか1項に記載の液晶素子。
The sealing material is provided in a substantially rectangular shape or a substantially square shape in plan view,
The opening is arranged in correspondence with substantially the center of one of the four sides of the sealing material,
The liquid crystal device according to any one of claims 1 to 5.
前記第1基板の一面側において当該一面と前記第1垂直配向膜との間に配置される第1導電膜と、
前記第2基板の一面側において当該一面と前記第2垂直配向膜との間に配置される第2導電膜と、
を含み、
前記第1導電膜及び/又は前記第2導電膜は、平面視における前記シール材の対称軸に対して略対称に設けられている、
請求項6に記載の液晶素子。
a first conductive film disposed between the one surface of the first substrate and the first vertical alignment film;
a second conductive film disposed between the one surface of the second substrate and the second vertical alignment film;
including
The first conductive film and/or the second conductive film are provided substantially symmetrically with respect to the axis of symmetry of the sealing material in a plan view.
7. The liquid crystal device according to claim 6.
前記第1導電膜は、複数の画素電極を含み、
前記プレティルト角は、前記複数の画素電極同士の境界とは無関係に、前記開口からの距離に応じて大きさが異なる、
請求項7に記載の液晶素子。
the first conductive film includes a plurality of pixel electrodes;
The pretilt angle varies in magnitude according to the distance from the aperture, regardless of boundaries between the plurality of pixel electrodes.
The liquid crystal device according to claim 7.
請求項1~8の何れか1項に記載の液晶素子と、
前記液晶素子を挟んで対向配置された一対の偏光素子と、
前記液晶素子へ光を入射させる光源と、
を含む、照明装置。
A liquid crystal device according to any one of claims 1 to 8;
a pair of polarizing elements arranged opposite to each other with the liquid crystal element interposed therebetween;
a light source for causing light to enter the liquid crystal element;
A lighting device, comprising:
請求項9に記載の照明装置を用いて構成される車両用灯具と、
車両周辺の状況に応じて前記車両用灯具の前記液晶素子に駆動電圧を与えるコントローラと、
前記液晶素子を透過した光を集光して前記車両の周辺へ投影するレンズと、
を含む、車両用灯具システム。
a vehicle lamp configured using the lighting device according to claim 9;
a controller that applies a drive voltage to the liquid crystal element of the vehicle lamp in accordance with a situation around the vehicle;
a lens for condensing the light transmitted through the liquid crystal element and projecting the light onto the periphery of the vehicle;
A vehicle lighting system, comprising:
液晶素子の製造方法であって、
(a)各々、一面側に導電膜を有する第1基板及び第2基板を用意すること、
(b)前記第1基板と前記第2基板の各々の一面側に垂直配向膜を形成すること、
(c)前記第1基板と前記第2基板の各々の前記垂直配向膜に対してラビング処理を行うこと、
(d)前記第1基板又は前記第2基板の一面側に、平面視において1つの開口を有する略環状にシール材を形成すること、
(e)各々の一面側が対向するように前記第1基板及び前記第2基板を貼り合わせること、
(f)光照射により高分子化するモノマーを含有する液晶材料を、前記第1基板と前記第2基板の間であって前記シール材に囲まれた空間へ前記開口から注入すること、
(g)前記第1基板と前記第2基板の各々の導電膜を用いて前記液晶材料に電圧を印加しながら、前記第1基板及び/又は第2基板を介して前記液晶材料に光照射を行って前記モノマーを高分子化させること、
を含む、液晶素子の製造方法。
A method for manufacturing a liquid crystal element,
(a) preparing a first substrate and a second substrate each having a conductive film on one surface side;
(b) forming a vertical alignment film on one side of each of the first substrate and the second substrate;
(c) rubbing the vertical alignment films of the first substrate and the second substrate;
(d) forming a substantially annular sealing material having one opening in plan view on one surface side of the first substrate or the second substrate;
(e) bonding the first substrate and the second substrate so that one surface sides of each are opposed to each other;
(f) injecting a liquid crystal material containing a monomer that polymerizes by light irradiation into a space between the first substrate and the second substrate and surrounded by the sealing material through the opening;
(g) applying light to the liquid crystal material through the first substrate and/or the second substrate while applying a voltage to the liquid crystal material using the conductive films of the first substrate and the second substrate; to polymerize the monomer,
A method for manufacturing a liquid crystal element, comprising:
光源と、
各々の一面側が対向するように配置された第1基板及び第2基板と、当該前記第1基板と前記第2基板の間において配置された液晶層とを含む液晶素子と、
前記光源からの光を前記液晶素子へ入射させる光学系と、
を備え、
前記液晶素子は、それぞれ少なくとも1の画素を備えた第1の有効表示領域および第2の有効表示領域を含み、
前記第1の有効表示領域におけるプレティルト角は前記第2の有効表示領域におけるプレティルト角より小さく、
前記第1の有効表示領域を透過する光はハイビーム用配光パターンを構成し、
第2の有効表示領域を透過する光はロービーム配光パターンを構成する、
車両用灯具。
a light source;
a liquid crystal element including a first substrate and a second substrate arranged so that one surface sides thereof face each other; and a liquid crystal layer arranged between the first substrate and the second substrate;
an optical system for causing the light from the light source to enter the liquid crystal element;
with
the liquid crystal element includes a first effective display area and a second effective display area each having at least one pixel;
the pretilt angle in the first effective display area is smaller than the pretilt angle in the second effective display area;
light passing through the first effective display area constitutes a high-beam light distribution pattern,
light passing through the second effective display area constitutes a low-beam light distribution pattern;
Vehicle lighting.
前記第1の有効表示領域は、複数の画素を備える、
請求項12に記載の車両用灯具。
wherein the first effective display area comprises a plurality of pixels;
The vehicle lamp according to claim 12.
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