JP2023060585A - 液晶素子、照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各画素電極の相互間領域において光の透過／非透過を切り替え可能な部分を設けるための技術を提供すること。【解決手段】平面視のサイズが異なる少なくとも２つのセグメント領域を含む複数のセグメント領域を備える液晶素子であって、各画素電極と共通電極が平面視で重なる領域の各々において各セグメント領域が構成されており、各配線部は、第１絶縁層に設けられたスルーホールを介して各画素電極の何れかと接続されており、各補助電極は、各画素電極のうちの２つであって平面視で隣り合う部分を有する２つの画素電極の相互間の隙間と重なるように配置され、かつ、第１絶縁層に設けられたスルーホールを介して当該隣り合う部分を有する２つの画素電極の何れかと接続されている、液晶素子である。【選択図】図３

Description

本開示は、液晶素子及び照明装置に関する。

特開２０１９－１２０７３０号公報（特許文献１）には、第１基板の一面側に対向電極が設けられ、第２基板の一面側に複数の画素間電極及び複数の配線部と複数の画素電極とが絶縁層を介して設けられ、それら基板間に液晶層が設けられた液晶素子が記載されている。この液晶素子は、平面視において、各画素電極の相互間に画素間電極あるいはこの画素間電極と接続された配線部の一部分が配置されており、これらを用いることで各画素電極の相互間領域でも光の透過／非透過を切り替えられるように構成されている。それにより、各画素電極の相互間領域が輝点や暗点などとなって目立つことが防止される。しかしながら、各画素電極の平面視の形状やサイズあるいはレイアウトによっては、各画素電極の相互間領域における光の透過／非透過を切り替え可能に構成できない場合がある。

特開２０１９－１２０７３０号公報

本開示に係る具体的態様は、液晶素子の各画素電極の相互間領域において光の透過／非透過を切り替え可能な部分を設けるための技術を提供することを目的の１つとする。

［１］本開示に係る一態様の液晶素子は、平面視のサイズが異なる少なくとも２つのセグメント領域を含む複数のセグメント領域を備える液晶素子であって、（ａ）互いの一面側を対向させて配置された第１基板及び第２基板と、（ｂ）前記第１基板の一面側に配置されており、外部との接続を図るための端子部を有する複数の配線部と、（ｃ）前記第１基板の一面側に配置されており、各前記配線部とは分離して構成された複数の補助電極と、（ｄ）前記第１基板の一面側において各前記配線部及び各前記補助電極を覆って配置された第１絶縁層と、（ｅ）前記第１絶縁層の前記第２基板と対向する側の面に配置されており、各々が前記セグメント領域の何れかと略同一の平面視形状である複数の画素電極と、（ｆ）前記第２基板の一面側に配置されており、各前記画素電極と対向する少なくとも１つの共通電極と、（ｇ）前記第１基板と前記第２基板の間に配置された液晶層と、を含み、（ｈ）各前記画素電極と前記共通電極が平面視で重なる領域の各々において各前記セグメント領域が構成されており、（ｉ）各前記配線部は、前記第１絶縁層に設けられたスルーホールを介して各前記画素電極の何れかと接続されており、（ｊ）各前記補助電極は、各前記画素電極のうちの２つであって平面視で隣り合う部分を有する２つの前記画素電極の相互間の隙間と重なるように配置され、かつ、前記第１絶縁層に設けられたスルーホールを介して当該隣り合う部分を有する２つの前記画素電極の何れかと接続されている、液晶素子である。
［２］本開示に係る一態様の照明装置は、前記［１］の液晶素子と、前記液晶素子へ入射させる光を放出する光源と、前記液晶素子を挟んで対向配置される一対の偏光素子と、前記液晶素子を透過した光を投影するレンズと、を含む、照明装置である。

上記構成によれば、液晶素子の各画素電極の相互間領域において光の透過／非透過を切り替え可能な部分を設けるための技術が得られる。

図１は、第１実施形態の液晶素子の画素形状を示す平面図である。 図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、液晶素子の構成を示す模式的な断面図である。 図３（Ａ）は、液晶素子の画素電極、配線部及びダミー電極の構成を示す模式的な平面図であり、図３（Ｂ）は、配線部及びダミー電極の構成を示す模式的な平面図である。 図４は、比較例の電極構成を示す図である。 図５は、第２実施形態の液晶素子の画素形状を示す平面図である。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、液晶素子の第１基板の構成を示す模式的な断面図である。 図７（Ａ）は、液晶素子の画素電極、配線部及びダミー電極の構成を示す模式的な平面図であり、図７（Ｂ）は、配線部及びダミー電極の構成を示す模式的な平面図である。 図８（Ａ）は、比較例の液晶素子の電極構造を示す模式的な平面図であり、図８（Ｂ）は、比較例の液晶素子の電極構造を示す模式的な断面図である。 図９は、第３実施形態の液晶素子の画素形状を示す平面図である。 図１０は、図９に示した領域Ｒに対応する電極構造を示す平面図である。 図１１は、各画素電極を個別に覆うようにして絶縁層（第２絶縁層）を設けた変形実施例の液晶素子の構成例を示す図である。 図１２は、照明装置の一例である車両用灯具の構成例を示す図である。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の液晶素子の画素形状を示す平面図である。図示の液晶素子１００は、有効表示領域１内に配置された略正方形状の複数（図示の例では６個）の画素２ａ及び略長方形状の複数（図示の例では３個）の画素２ｂを備える。これらの画素２ａ、２ｂは、それぞれ独立に光の透過／非透過を切り替え可能なセグメント領域（光変調領域）である。各画素２ａは、図中のＸ方向（左右方向）に沿って配列されている。各画素２ｂは、それぞれ図中のＸ方向に長手方向を有しており、図中のＹ方向（上下方向）に沿って互いに隣り合って配列されている。また、１つの画素２ｂは、各画素２ａからなる列とＹ方向において隣接している。各画素２ａと各画素２ｂは、互いに平面視のサイズ（大きさ／面積）が異なっている。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、液晶素子の構成を示す模式的な断面図である。また、図３（Ａ）は、液晶素子の画素電極、配線部及びダミー電極の構成を示す模式的な平面図であり、図３（Ｂ）は、配線部及びダミー電極の構成を示す模式的な平面図である。なお、図２（Ａ）に示す断面図は図３（Ａ）におけるａ－ａ線断面に対応し、図２（Ｂ）に示す断面図は図３（Ａ）におけるｂ－ｂ線断面に対応している。なお、図示を省略するが液晶素子１００を挟んで対向するようにして一対の偏光素子（偏光板や偏光ビームスプリッタ等）が配置される。さらに、これら偏光素子と液晶素子との間に適宜光学補償板が配置されていてもよい。

各図に示すように、液晶素子１００は、第１基板１１、第２基板１２、配線部（配線電極）１３、共通電極（対向電極）１４、絶縁層（第１絶縁層）１５、画素電極１６、第１配向膜１７、第２配向膜１８、液晶層１９、ダミー電極（補助電極）２０を含んで構成されている。この液晶素子１００においては、各画素電極１６と共通電極１４とが液晶層１９を挟んで対向する各領域（一部領域）において上記した各画素２ａ、２ｂが構成されている。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、第１基板１１及び第２基板１２は、それぞれ、例えば平面視において矩形状の基板であり、それぞれの液晶層１９に近い側（以下、「一面側」という。）を対向させて配置されている。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光性基板を用いることができる。第１基板１１と第２基板１２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１１側若しくは第２基板１２側に設け、それらをスペーサーとして用いてもよい。

各配線部１３は、第１基板１１の一面側に設けられている。また、各ダミー電極２０は、第１基板１１の一面側に設けられている。本実施形態における「ダミー電極」とは、各配線部１３とは物理的に分離・独立して形成されているアイランド状（浮島状）の電極をいう（後述の図３（Ｂ）参照）。各配線部１３及び各ダミー電極２０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。

共通電極１４は、第２基板１２の一面側に設けられている。この共通電極１４は、各画素電極１６と対向するようにして一体に設けられている。共通電極１４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。なお、共通電極１４は、複数に分割されていてもよい（例えば、デューティ駆動を行う場合等）。

絶縁層１５は、第１基板１１の一面側において各配線部１３及び各ダミー電極２０を覆うようにして設けられている。この絶縁層１５は、各配線部１３及び各ダミー電極２０と各画素電極１６との間を絶縁するためのもの（層間絶縁膜）である。絶縁層１５は、良好な絶縁性と光透過性を有するものであればよく、例えばアクリル系絶縁材料やシロキサン系感光性樹脂材料などからなる絶縁膜、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの無機酸化膜など種々の絶縁膜を用いて構成することができる。

各画素電極１６は、第１基板１１の一面側において絶縁層１５の液晶層１９に近い面（第２基板１２の一面と対向する側の面）に設けられている。各画素電極１６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。各画素電極１６は、絶縁層１５に設けられた各スルーホール２１を介して配線部１３やダミー電極２０と電気的／物理的に接続されている。

第１配向膜１７は、第１基板１１の一面側において各画素電極１６を覆うようにしてそれらの上側に配置されている。第２配向膜１８は、第２基板１２の一面側において共通電極１４を覆うようにしてその上側に配置されている。これらの第１配向膜１７、第２配向膜１８は、液晶層１９の初期状態（電圧無印加時）の配向状態を規定するためのものである。各配向膜１７、１８は、例えばラビング処理等の一軸配向処理が施されており、その方向に沿って液晶層１９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。一軸配向規制力の発現する方向を配向容易軸と呼ぶ。各配向膜１７、１８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１７、１８としては、液晶層１９の動作モードに応じて、水平配向膜又は垂直配向膜が適宜用いられる。例えば本実施形態では、各配向膜１７、１８として、各々と液晶層１９との界面近傍における液晶分子のプレチルト角を９０°に近い垂直方向（例えば８０°～８９．９°）に規制する垂直配向膜が用いられる。

液晶層１９は、第１基板１１と第２基板１２の間に設けられている。液晶層１９は、例えば、流動性を有するネマティック液晶材料を用いて構成される。本実施形態では、液晶層１９は、負の誘電率異方性を有する液晶材料を用いて構成される。液晶層１９の層厚は、例えば４μｍ程度とすることができる。なお、液晶層１９の動作モードによっては液晶材料として正の誘電率異方性を有するものが用いられてもよい。

次に、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を参照しながら各配線部１３、各画素電極１６、各ダミー電極２０の構造について詳細に説明する。なお、以下では各配線部１３を区別するために配線部１３ａ、１３ｂ・・・１３ｈと表し、各画素電極１６を区別するために画素電極１６ａ、１６ｂ、・・・１６ｊと表す。他方で、用途ないし機能が共通する部位であって特に区別の必要がない部位（例えば、ダミー電極２０、スルーホール２１）については同一符号を用いて表す。

図３（Ａ）に示す各画素電極１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆは、上記した各画素２ａに対応するものであり、それぞれ電気的／物理的に分離しており、図示のＸ方向に沿って並んで配置されている。各画素電極１６ｇ、１６ｈ、１６ｊは、上記した各画素２ｂに対応するものであり、それぞれ電気的／物理的に分離しており、図示のＸ方向に長手方向を有するように配置されている。本実施形態では、各画素電極１６ａ～１６ｆの平面視形状は各画素２ａと略同一であり、各画素電極１６ｇ～１６ｉの平面視形状は各画素２ｂと略同一である。これら画素電極１６ａ等と共通電極１４（図２（Ａ）参照）との重なる領域の各々において各画素２ａ、２ｂ（セグメント領域）が構成されている。各画素電極１６ａ等と共通電極１４の間に電圧が与えられることで、液晶層１９の各画素２ａ、各画素２ｂに対応する領域において液晶分子の配向変化を生じさせて光の透過率を可変に設定することができる。

配線部１３ａは、図示のＹ方向に延在しており、画素電極１６ａ、画素電極１６ｇ、１６ｈ、１６ｊのそれぞれと平面視において重なるように配置されている。この配線部１３ａは、画素電極１６ｊよりも図中で下側の一端領域が外部取り出し電極端子（端子部）として用いられる。この配線部１３ａは、１つのスルーホール２１を介して画素電極１６ａと電気的／物理的に接続されている。それにより、外部取り出し電極端子と接続された外部装置（図示せず）から入力される電圧が配線部１３ａを通して画素電極１６ａへ印加される。図３（Ａ）に示す平面視において、相対的に大きさの小さい各画素電極１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆと外部取り出し電極端子との間には、相対的に大きさの大きい各画素電極１６ｇ、１６ｈ、１６ｊが配置されている。つまり、配線部１３ａは、外部取り出し電極端子側から、相対的に大きさの大きい画素電極１６ｊ、画素電極１６ｇ、画素電極１６ｈ、画素電極１６ａの下を順に通って、画素電極１６ａの下まで配置されている。

また、配線部１３ａは、平面視において画素電極１６ａの左側に張り出す部位１３１を有している。さらに、配線部１３ａは、Ｘ方向の長さ（幅）が相対的に大きくなっている部位１３２を有している。この部位１３２は、画素電極１６ａと画素電極１６ｈとの隙間に重なるように配置されており、画素電極１６ａの略同一のＸ方向長さ（幅）を有している。これらの部位１３１、１３２は、画素電極１６ａと略同電位になるので、画素電極１６ａへの電圧印加時に画素電極１６ａの図中下側領域と左側領域でも液晶層１９に電圧を印加することができるようになる。それにより、画素電極１６ａに対応する領域と連動してこれら下側領域と左側領域でも光の透過／非透過を切り替えることができる。

また、配線部１３ａは、Ｘ方向の長さ（幅）が相対的に小さくなっている部位（第１部位）１３３、１３４を有している。部位１３３は、画素電極１６ｇと画素電極１６ｈの相互間の隙間と重なるように配置されており、部位１３４は、画素電極１６ｈと画素電極１６ｊの相互間の隙間と重なるように配置されている。これらの部位１３３、１３４とそれらに繋がる相対的に幅の広い部位（第２部位）により、平面視において凹状となる領域が確定される。そして、この凹状の領域のそれぞれに対応付けて各ダミー電極２０が配置されている。別言すれば、各ダミー電極２０は、各部位１３３、１３４の何れかと平面視で隣り合うように配置されている。また、各ダミー電極２０は、各配線部１３ａ～１３ｈのうち平面視で隣り合う部分を有する２つの配線部の相互間に配置されている（配線部１３ｈの図中右側に配置されるダミー電極２０を除く）。例えば、配線部１３ａと配線部１３ｂを見ると、少なくとも各々の部位１３３、１３４の部分で隣り合っており、それらの相互間に１つのダミー電極２０が配置されている。

また、これらの部位１３３、１３４は、画素電極１６ａと略同電位であるので、画素電極１６ａへの電圧印加時にこれらの部位１３３、１３４に対応する領域でも液晶層１９に電圧を印加されるが、幅を相対的に狭くしているので光の透過による輝点などとして目立つことはない。なお、これらの部位１３３、１３４における光漏れ等をより確実に防ぐには、これら部位１３３等に対応して遮光膜を設け、あるいは樹脂等からなる柱状体を設けてもよい。

他の配線部１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆについても、平面視形状において多少の違いはあるが、上記した配線部１３ａにおける各部位１３１、１３２、１３３、１３４と同等の用途／機能を有する各部位１３１、１３２、１３３、１３４を備えている。そして、各配線部１３ｂ～１３ｆにおいても、幅の小さい部位１３３、１３４に対応付けてそれぞれダミー電極２０が配置されている。また、配線部１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅは、部位１３１の右側部位が略三角形状に構成されている。

また、各配線部１３ｂ～１３ｆは、それぞれ、画素電極１６ｂ～１６ｆと平面視において重なるように配置されているとともに、画素電極１６ｇ、１６ｈ、１６ｊのそれぞれと平面視において重なるように配置されている。各配線部１３ｂ～１３ｆは、画素電極１６ｊよりも図中で下側の一端領域が外部取り出し電極端子として用いられる。各配線部１３ｂ～１３ｆは、それぞれ、１つのスルーホール２１を介して画素電極１６ｂ～１６ｆと電気的／物理的に接続されている。それにより、外部取り出し電極端子から入力される電圧が各配線部１３ｂ等を通して画素電極１６ｂ等のそれぞれに個別に印加される。

配線部１３ｇは、Ｙ方向に延在しており、画素電極１６ｇ、１６ｊと重なるように配置されている。また、配線部１３ｇは、１つのスルーホール２１を介して画素電極１６ｇと電気的／物理的に接続されている。それにより、外部取り出し電極端子から入力される電圧が配線部１３ｇを通して画素電極１６ｇに印加される。また、配線部１３ｇは、画素電極１６ｇと画素電極１６ｊとの隙間に重なるように配置される部位１３５を有している。この部位１３５は、配線部１３ｇの全体と略同一のＸ方向長さ（幅）を有している。この部位１３５は、画素電極１６ｇと略同電位になるので、画素電極１６ｇへの電圧印加時に画素電極１６ｇの図中下側領域でも液晶層１９に電圧を印加することができるようになる。それにより、画素電極１６ｇに対応する領域と連動してこの下側領域でも光の透過／非透過を切り替えることができる。

配線部１３ｈは、Ｙ方向に延在しており、各画素電極１６ｇ、１６ｈ、１６ｊと重なるように配置されている。また、配線部１３ｈは、１つのスルーホール２１を介して画素電極１６ｈと電気的／物理的に接続されている。それにより、外部取り出し電極端子から入力される電圧が配線部１３ｈを通して画素電極１６ｈに印加される。また、配線部１３ｈは、画素電極１６ｈと画素電極１６ｇとの隙間に重なるように配置される部位１３６を有している。この部位１３６は、配線部１３ｈの全体において相対的にＸ方向長さ（幅）が大きい。この部位１３６は、画素電極１６ｈと略同電位になるので、また、配線部１３ｈは、上記した配線部１３ａにおける各部位１３４と同等の用途／画素電極１６ｈへの電圧印加時に画素電極１６ｈの図中下側領域でも液晶層１９に電圧を印加することができるようになる。それにより、画素電極１６ｈに対応する領域と連動してこの下側領域でも光の透過／非透過を切り替えることができる。また、配線部１３ｈは、相対的に幅の狭い部位１３４を備えている。そして、この幅の小さい部位１３４に対応付けて１つのダミー電極２０が配置されている。

配線部１３ｊは、Ｙ方向に延在しており、画素電極１６ｊと重なるように配置されている。また、配線部１３ｊは、１つのスルーホール２１を介して画素電極１６ｊと電気的／物理的に接続されている。それにより、外部取り出し電極端子から入力される電圧が配線部１３ｊを通して画素電極１６ｊに印加される。

次に、各ダミー電極２０について更に詳細に説明する。
各配線部１３ａ～１３ｅのそれぞれの部位１３３に対応づけて設けられた各ダミー電極２０は、画素電極１６ｈと画素電極１６ｇとの隙間に重なるようにしてＸ方向に沿って配列されている。そして、各ダミー電極２０は、それぞれ１つのスルーホール２１（図中、黒点で示す）を介して画素電極１６ｈと接続されている。別言すれば、各ダミー電極２０は、１つの画素電極１６ｈを共有し、その画素電極１６ｈを渡り配線として用いて相互に電気的に接続されている。それにより、これらのダミー電極２０は画素電極１６ｈと同電位になるので、画素電極１６ｈへの電圧印加時に画素電極１６ｈの図中下側領域でも液晶層１９に電圧を印加することができるようになる。上記した配線部１３ｈの部位１３６による作用も合わせると、画素電極１６ｈと画素電極１６ｇとの隙間の大部分において、画素電極１６ｈへの電圧印加による光の透過／非透過の切り替えに連動して光の透過／非透過を切り替えることができるようになる。

同様に、各配線部１３ａ～１３ｆ、１３ｈのそれぞれの部位１３４に対応づけて各ダミー電極２０が設けられており、各ダミー電極２０は、画素電極１６ｇと画素電極１６ｊとの隙間に重なるようにしてＸ方向に沿って配列されている。そして、各ダミー電極２０は、それぞれ１つのスルーホール２１（図中、黒点で示す）を介して画素電極１６ｇと接続されている。別言すれば、各ダミー電極２０は、１つの画素電極１６ｇを共有し、これを渡り配線として用いて相互に電気的に接続されている。それにより、これらのダミー電極２０は画素電極１６ｇと同電位になるので、画素電極１６ｇへの電圧印加時に画素電極１６ｇの図中下側領域でも液晶層１９に電圧を印加することができるようになる。上記した配線部１３ｇの部位１３５による作用も合わせると、画素電極１６ｇと画素電極１６ｊとの隙間の大部分において、画素電極１６ｈへの電圧印加による光の透過／非透過の切り替えに連動して光の透過／非透過を切り替えることができるようになる。

このように本実施形態では、アイランド状のダミー電極２０を画素電極間に重なる位置に設け、かつそれらを近隣の画素電極と同電位に接続することで、従来では画素形状やレイアウト等によっては困難であった画素電極間でも画素電極に連動して光の透過／非透過の切り替えが可能になる。

ここで、比較例の電極構成を図４に示す。図示の比較例では、各画素電極２１６ａ～２１６ｈ、２１６ｊの構成は上記した液晶素子１００と同様であり、各画素電極２１６ａ～２１６ｆがそれぞれ各配線部２１３ａ～２１３ｆと各スルーホール２２１を介して接続されている点並びに各画素電極２１６ｇ、２１６ｈ、２１６ｊがそれぞれ各配線２１３ｇ、２１３ｈ、２１３ｊと各スルーホール２２１を介して接続されている点は同様であるが、ダミー電極２０に相当する構成は備わっていない。このため、各配線部２１３ａ～２１３ｆのＸ方向長さ（幅）が狭くなっている領域２５０では、画素電極２１６ｈと画素電極２１６ｇとの隙間の大部分において、光の透過／非透過を切り替えることができない。また、各配線部２１３ａ～２１３ｆのＸ方向長さ（幅）が広くなっている領域２５１では、画素電極２１６ｇあるいは画素電極２１６ｊに対する電圧の印加状況とは関係なく、各画素電極２１６ａ等への電圧の印加状況に連動して光の透過／非透過が切り替わってしまう。領域２５２でも同様であり、画素電極２１６ｈへの電圧の印加状況に連動して光の透過／非透過が切り替わってしまう。

＜第２実施形態＞
図５は、第２実施形態の液晶素子の画素形状を示す平面図である。図示の液晶素子１００Ａは、有効表示領域１内に配置された円形の画素２ｃと、この画素２ｃに対して同心円状に配置される環状の画素２ｄ、２ｅを備える。これらの画素２ｃ、２ｄ、２ｅは、それぞれ独立に光の透過／非透過を切り替え可能なセグメント領域（光変調領域）である。なお、以下の説明では上記した第１実施形態と共通する内容については適宜説明を省略する。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、液晶素子１００Ａの第１基板の構成を示す模式的な断面図である。また、図７（Ａ）は、液晶素子１００Ａの画素電極、配線部及びダミー電極の構成を示す模式的な平面図であり、図７（Ｂ）は、配線部及びダミー電極の構成を示す模式的な平面図である。なお、図６（Ａ）に示す断面図は図５（Ａ）におけるｃ－ｃ線断面を示しており、図６（Ｂ）に示す断面図は図７（Ａ）におけるｄ－ｄ線断面を示しているが、図面を理解しやすくするために各図の縮尺は適宜調整されている。

図６（Ａ）に示すように、第１基板３１１には各配線部３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃが設けられ、これらを覆うように絶縁層３１５が設けられ、絶縁層３１５に各画素電極３１６ａ、３１６ｂ、３１６ｃが設けられている。また、図６（Ｂ）に示すように、第１基板３１１にはダミー電極３２０が設けられ、このダミー電極３２０は１つのスルーホール３２１を介して画素電極３１６ｃと接続されている。また、図７（Ａ）に示すように、各画素電極３１６ａ、３１６ｂ、３１６ｃは、それぞれ１つのスルーホール３２１を介して各配線部３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃと接続されている。

図７（Ａ）に示すように、配線部３１３ａは、平面視において、環状部分が画素電極３１６ａと画素電極３１６ｂとの隙間に重なるように配置されている。配線部３１３ｂは、平面視において、環状部分が画素電極３１６ｂと画素電極３１６ｃとの隙間に重なるように配置されている。配線部３１３ｃは、平面視において、環状部分が画素電極３１６ｃの外縁領域と重なるように配置されている。各配線部３１３ａ～３１３ｃは、図中で下側の一端領域が外部取り出し電極端子として用いられる。そして、配線部３１３ｂと配線部３１３ｃの各々の直線状部分同士の間にダミー電極３２０が配置されている。それにより、配線部３１３ｂと配線部３１３ｃの各々の直線状部分同士の隙間においても画素電極３１３ｃへの電圧の印加状況に連動して光の透過／非透過を切り替えることができる。すなわち、画素２ｅの大部分において欠損のない表示を行うことができる。

ここで、比較例の液晶素子の電極構造を図８（Ａ）で平面図により示し、図８（Ｂ）で断面図により示す。なお、第２実施形態の液晶素子と共通する要素については同一符号を付しており、それらについては詳細説明を省略する。比較例の液晶素子では、ダミー電極３２０に相当する構成が設けられていない。このため、配線部３１３ｂと配線部３１３ｃの各々の直線状部分同士の隙間においては光の透過／非透過を切り替えることができない。従って、外観上、画素２ｅの下側の一部に常時点灯もしくは常時消灯となる領域３５０が生じてしまう。

＜第３実施形態＞
図９は、第３実施形態の液晶素子の画素形状を示す平面図である。図示の液晶素子１００Ｂは、有効表示領域１内に配置された種々の形状の画素を含み、英文字、数字などを任意に表示可能に構成されている。例えば、図示の領域Ｒに着目すると、略三角形状の画素２ｆ、２ｇ、略台形状の画素２ｈ、２ｊといった画素が含まれる。これらの画素２ｆ等は、それぞれ独立に光の透過／非透過を切り替え可能なセグメント領域（光変調領域）である。なお、液晶素子１００Ｂの基本的な構成は上記した第１実施形態と共通するため説明を省略する。

図１０は、図９に示した領域Ｒに対応する電極構造を示す平面図である。図示の液晶素子１００Ｂにおいて、画素電極４１６ｆは画素２ｆに対応し、画素電極４１６ｇは画素２ｇに対応し、画素電極４１６ｈは画素２ｈに対応し、画素電極４１６ｊは画素２ｊに対応するものである。また、配線部４１３ｆは、１つのスルーホール４２１を介して画素電極４１６ｆと接続されている。配線部４１３ｊは、１つのスルーホール４２１を介して画素電極４１６ｊと接続されている。各配線部４１３ｆ、４１３ｊの範囲を理解しやすくするため、これらには模様が付されている。なお、図示しない他の画素電極についても同様にして各々に１つの配線部（図中点線で示す）が対応付けられ、スルーホールを介してそれぞれ接続されている。

また、画素電極４１６ｆと画素電極４１６ｈとの隙間に重なる位置にダミー電極４２０が設けられており、このダミー電極４２０は、１つのスルーホール４２１を介して画素電極４１６ｆと接続され、同電位化されている。それにより、画素電極４１６ｆへの電圧印加時に画素電極４１６ｆの図中右側領域でも液晶層１９に電圧を印加することができるようになる。同様に、画素電極４１６ｊと画素電極４１６ｇとの隙間に重なる位置にダミー電極４２０が設けられており、このダミー電極４２０は、１つのスルーホール４２１を介して画素電極４１６ｊと接続され、同電位化されている。それにより、画素電極４１６ｊへの電圧印加時に画素電極４１６ｊの図中右側領域でも液晶層１９に電圧を印加することができるようになる。

以上のような各実施形態によれば、液晶素子の各画素電極の相互間領域において、従来困難であった領域であっても光の透過／非透過を切り替え可能な部分を設けることが可能となる。

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、上記した各実施形態における画素電極、配線部、ダミー電極などの平面視形状やレイアウト、あるいは形成に用いられる材料は一例であり、開示した内容に限定されない。

また、上記した各実施形態の液晶素子において、各画素電極を個別に覆うようにして絶縁層（第２絶縁層）を設けてもよい。具体的な構成例を図１１に示す。ここでは第１実施形態の液晶素子１００をベースにして第２絶縁層を追加した場合の構成例の断面図が示されている。なお、共通する各構成については同符号を用いており、それらについては説明を省略する。図示の例の液晶素子１００Ｃは、各画素電極１６を覆うようにして各第２絶縁層２２が配置されている。これらの第２絶縁層２２は、上記の絶縁層（第１絶縁層）１５と同様に、良好な絶縁性と光透過性を有するものであればよく、例えばアクリル系絶縁材料やシロキサン系感光性樹脂材料などからなる絶縁膜、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの無機酸化膜など種々の絶縁膜を用いることができる。このような第２絶縁層２２を設けることで、ダミー電極２０から液晶層１９へ電圧が印加される領域と、各画素電極１６から液晶層１９へ電圧が印加される領域での電圧差をより少なくすることができる。それにより、各領域での光透過率の差を少なくすることができる。

上記した各実施形態や変形実施例の液晶素子は、例えば画像表示用途に好適に用いられるほか、種々の照明装置においても好適に用いることができる。ここでいう照明装置とは、液晶素子に光を透過させて種々の像を形成してその像を投射するものをいう。本開示に係る照明装置には、例えば車両の周囲（前方、側方あるいは路面上など）へ種々の像を投射する車両用灯具や、演劇などの公演に用いられる舞台照明装置、あるいは街路灯などが含まれる。

図１２は、照明装置の一例である車両用灯具の構成例を示す図である。図示の車両用灯具は、光源５００、液晶素子５０１、一対の偏光素子（偏光板）５０２、５０３、投影レンズ５０４、カメラ５０５、コントローラ５０６、ドライバ５０７を含んで構成されている。この車両用灯具は、光源５００から放出される光を液晶素子５０１へ入射させ、液晶素子５０１を用いて種々の像を形成してその像を投影レンズ５０４により車両前方へ投影するものである。詳細には、この車両用灯具は、車両前方空間に存在する先行車、対向車などの位置をカメラ５０５によって検出し、それら先行車等の位置に応じた減光範囲を含んだ配光パターンをコントローラ５０６によって設定し、その配光パターンを実現するようにドライバ５０７によって液晶素子５０１へ駆動電圧を与える。それにより、先行車等の位置に応じた所定範囲が減光されたハイビームが車両前方に照射されるので、先行車等にグレアを与えないようにすることができる。このような車両用灯具における液晶素子５０１として、例えば上記した第１実施形態に係る液晶素子１００あるいはその変形実施例の液晶素子１００Ｃを好適に用いることができる。

１：有効表示領域、２ａ、２ｂ：画素、１１：第１基板、１２：第２基板、１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ：配線部、１４：共通電極、１５：絶縁層、１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇ、１６ｈ、１６ｊ：画素電極、１７：第１配向膜、１８：第２配向膜、１９：液晶層、２０：ダミー電極、２１：スルーホール、１００：液晶素子

Claims (7)

1. 平面視のサイズが異なる少なくとも２つのセグメント領域を含む複数のセグメント領域を備える液晶素子であって、
   互いの一面側を対向させて配置された第１基板及び第２基板と、
   前記第１基板の一面側に配置されており、外部との接続を図るための端子部を有する複数の配線部と、
   前記第１基板の一面側に配置されており、各前記配線部とは分離して構成された複数の補助電極と、
   前記第１基板の一面側において各前記配線部及び各前記補助電極を覆って配置された第１絶縁層と、
   前記第１絶縁層の前記第２基板と対向する側の面に配置されており、各々が前記セグメント領域の何れかと略同一の平面視形状である複数の画素電極と、
   前記第２基板の一面側に配置されており、各前記画素電極と対向する少なくとも１つの共通電極と、
   前記第１基板と前記第２基板の間に配置された液晶層と、
   を含み、
   各前記画素電極と前記共通電極が平面視で重なる領域の各々において各前記セグメント領域が構成されており、
   各前記配線部は、前記第１絶縁層に設けられたスルーホールを介して各前記画素電極の何れかと接続されており、
   各前記補助電極は、各前記画素電極のうちの２つであって平面視で隣り合う部分を有する２つの前記画素電極の相互間の隙間と重なるように配置され、かつ、前記第１絶縁層に設けられたスルーホールを介して当該隣り合う部分を有する２つの前記画素電極の何れかと接続されている、
   液晶素子。
2. 各前記補助電極のうちの２つ以上の補助電極が各前記画素電極のうちの１つを共有して接続されている、
   請求項１に記載の液晶素子。
3. 各前記補助電極のうちの少なくとも一部は、各前記配線部のうちの平面視で隣り合う部分を有する２つの前記配線部の相互間に配置されている、
   請求項１又は２に記載の液晶素子。
4. 各前記配線部は、各前記画素電極の相互間の隙間と重なるように配置される部位であって他の部位よりも相対的に幅の狭い第１部位を有しており、
   各前記補助電極は、各前記配線部のうち何れかの前記第１部位と平面視で隣り合うように配置されている、
   請求項１～３の何れか１項に記載の液晶素子。
5. 各前記配線部は、前記第１部位と繋がっており当該第１部位よりも相対的に幅の広い第２部位を有しており、
   各前記補助電極は、各前記配線部の前記第１部位と前記第２部位により確定される平面視で凹状の領域に対応付けて配置される、
   請求項４に記載の液晶素子。
6. 各前記画素電極を個別に覆うように配置された複数の第２絶縁層を更に含む、
   請求項１～５の何れか１項に記載の液晶素子。
7. 請求項１～６の何れか１項に記載の液晶素子と、
   前記液晶素子へ入射させる光を放出する光源と、
   前記液晶素子を挟んで対向配置される一対の偏光素子と、
   前記液晶素子を透過した光を投影するレンズと、
   を含む、照明装置。

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