JP7366705B2 - 光制御装置及び照明装置 - Google Patents
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Description
有効領域に設けられた複数の第1制御電極と、周辺領域に設けられた複数の給電線と、を備えた第1基板と、第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に保持された第1液晶層と、を備え、前記第1制御電極は、透明電極であり、前記第1制御電極は、前記有効領域において、第1方向に対して第1角度で交差する第1セグメントと、前記第1方向に対して第2角度で交差する第2セグメントと、前記第1方向に対して第3角度で交差する第3セグメントと、を備え、前記第1制御電極は、前記周辺領域に延出し、前記給電線と電気的に接続され、前記第1乃至第3角度は、互いに異なる角度である。
本実施形態の照明装置は、
第1制御電極を備えた第1液晶セルと、第2制御電極を備えた第2液晶セルと、を備え、前記第2液晶セルは、前記第1液晶セルに重畳し、前記第1制御電極及び前記第2制御電極は、透明電極であり、前記第1制御電極は、第1方向に対して第1角度で交差する第1セグメントと、前記第1方向に対して第2角度で交差する第2セグメントと、前記第1方向に対して第3角度で交差する第3セグメントと、を備え、前記第2制御電極は、前記第1方向に対して第4角度で交差する第4セグメントと、前記第1方向に対して第5角度で交差する第5セグメントと、前記第1方向に対して第6角度で交差する第6セグメントと、を備え、前記第1乃至第6角度は、互いに異なる角度である。
本実施形態の照明装置は、
第1有効領域に設けられた複数の第1制御電極と、前記第1有効領域に隣接する第2有効領域に設けられた複数の第2制御電極と、を備えた第1基板と、第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に保持された第1液晶層と、を備え、前記第1制御電極及び前記第2制御電極は、透明電極であり、前記第1制御電極は、前記第2制御電極から離間し、前記第1制御電極は、第1方向に対して第1角度で交差する第1セグメントと、前記第1方向に対して第2角度で交差する第2セグメントと、前記第1方向に対して第3角度で交差する第3セグメントと、を備え、前記第2制御電極は、前記第1方向に対して第4角度で交差する第4セグメントと、前記第1方向に対して第5角度で交差する第5セグメントと、前記第1方向に対して第6角度で交差する第6セグメントと、を備え、前記第1乃至第6角度は、互いに異なる角度である。
第2液晶セル20は、第3基板SUB3と、第4基板SUB4と、第2液晶層LC2と、を備えている。第3基板SUB3は、絶縁基板21と、絶縁基板21上に設けられた複数の第2制御電極E2と、第2制御電極E2を覆う配向膜AL3と、を備えている。第4基板SUB4は、絶縁基板22と、絶縁基板22上に設けられた第2共通電極C2と、第2共通電極C2を覆う配向膜AL4と、を備えている。第2共通電極C2は、複数の第2制御電極E2に対向している。
第1制御電極E1、第2制御電極E2、第1共通電極C1、及び、第2共通電極C2は、インジウム錫酸化物(ITO)やインジウム亜鉛酸化物(IZO)などの透明導電材料によって形成された透明電極である。第1制御電極E1及び第2制御電極E2の具体的な形状等については、後述する。
第1液晶セル10は、透過する偏光成分を変調する有効領域A11と、有効領域A11の外側の周辺領域A12と、を有している。第1基板SUB1において、複数の第1給電線PL1、及び、コモン配線CL1は、周辺領域A12に設けられ、絶縁膜ILによって覆われている。複数の第1制御電極E1は、有効領域A11に設けられ、絶縁膜ILの上に位置し、配向膜AL1によって覆われている。第1制御電極E1、給電線PL1、及び、コモン配線CL1は、図1に示した電圧制御部DCT1に電気的に接続されている。
第1基板SUB1及び第2基板SUB2は、周辺領域A12において、シールSEによって接着されている。シールSEは、導通材CDを備えている。導通材CDは、コモン配線CL1と第1共通電極C1との間に介在し、コモン配線CL1と第1共通電極C1とを電気的に接続している。
図3の(B)に示すオン状態では、上記の通り、第1液晶層LC1は、液晶レンズLL1を有する。このため、第1偏光成分POL1は、第1液晶層LC1を透過する際に変調される。
複数の給電線PL1は、周辺領域A12において、第1方向Xに並んでいる。これらの給電線PL1の各々は、端子部A13に延出している。端子部A13は、詳述しないが、給電線PL1の各々と接続された複数の端子を備え、フレキシブル配線基板などと電気的に接続される。
複数の第1制御電極E1は、ほぼ同一の形状を有し、有効領域A11において、第2方向Yに並んでいる。複数の第1制御電極E1の各々は、周辺領域A12に延出し、給電線PL1のいずれかと電気的に接続されている。
例えば、図5の(A)に示すように、第1セグメントSG1が第1方向Xに対して60°の第1角度θ1の方向に延出している場合、セグメント群GP1を透過する第1偏光成分POL1は、X-Y平面において、150°-330°方位に発散される。
図5の(B)に示すように、第2セグメントSG2が第1方向Xに対して0°の第2角度θ2の方向に延出している場合、セグメント群GP2を透過する第1偏光成分POL1は、X-Y平面において、90°-270°方位に発散される。
図5の(C)に示すように、第3セグメントSG3が第1方向Xに対して120°の第3角度θ3の方向に延出している場合、セグメント群GP3を透過する第1偏光成分POL1は、X-Y平面において、30°-210°方位に発散される。
したがって、図5の(D)に示すように、第1偏光成分POL1は、X-Y平面において6方位に発散される。
第1液晶セル10の構成については、図4を参照して説明した通りである。
第2液晶セル20は、実質的に第1液晶セル10と同様に構成されている。第2液晶セル20は、透過する偏光成分を変調する有効領域A21と、有効領域A21の外側の周辺領域A22と、を有している。第3方向Zにおいて、有効領域A21は有効領域A11に重畳し、周辺領域A22は周辺領域A12に重畳している。
なお、第2制御電極E2は、平面視において第1制御電極E1に対して第1方向X及び第2方向Yの少なくとも一方向にずれて配置されてもよいし、平面視において第1制御電極E1に対してθ方向にずれて配置されてもよい。
光制御装置200に入射する自然光は、第1偏光成分POL1及び第2偏光成分POL2を含んでいる。第1偏光成分POL1及び第2偏光成分POL2のうちの一方の偏光成分は、図5を参照して説明したように、主として第1液晶セル10で複数の方位に変調され、同様に、他方の偏光成分は、主として第2液晶セル20で複数の方位に変調される。
一例では、第4角度θ4は120°であり、第5角度θ5は90°であり、第6角度θ6は60°である。
このような例は、第1制御電極E1及び第2制御電極E2が合わせて6種類のなす角度で交差する6個のセグメントを備えている場合に相当し、各セグメントの第1方向Xに対するなす角度は(180°/6=30°)のピッチに設定されている。
また、鈍角は、鋭角の整数倍である。上記の一例では、第4角度θ4(=120°)は、第5角度θ5(60°)の2倍に相当する。
ここでは、光制御装置200を構成する第1液晶セル10について説明するが、第2液晶セル20は、図示した第1液晶セル10と同一仕様で構成されている。但し、第1液晶セル10における配向処理方向AD1及びAD2は、上記の構成例と同様に、第2液晶セル20における配向処理方向AD3及びAD4とは異なる。
図9の(A)に示す構成例では、第1液晶セル10及び第2液晶セル20は、同一仕様で構成される一方で、第2制御電極E2が第1制御電極E1に対してずれた状態で重畳している。
図9の(B)に示す構成例では、第1液晶セル10の第1共通電極C1が省略され、第2液晶セル20の第2共通電極C2が省略されている。このような構成例では、第1液晶セル10において隣接する第1制御電極E1の間に電界を形成するいわゆる横電界方式で液晶レンズを形成し、同様に、第2液晶セル20においても隣接する第2制御電極E2の間の電界によって液晶レンズを形成する。
図9の(C)に示す構成例では、第1液晶セル10の第1共通電極C1が第1制御電極E1と同様の形状を有するようにパターニングされ、また、第2液晶セル20の第2共通電極C2が第2制御電極E2と同様の形状を有するようにパターニングされている。
これらの構成例においても、上記の構成例と同様の効果が得られる。
図10の(B)に示す構成例では、第5セグメントSG5、第4セグメントSG4、第6セグメントSG6、第5セグメントSG5、第6セグメントSG6、及び、第4セグメントSG4がこの順に並び、第2制御電極E2の繰り返し単位を構成している。
図10の(C)に示す構成例では、第6セグメントSG6、第4セグメントSG4、第5セグメントSG5、第5セグメントSG5、第4セグメントSG4、及び、第6セグメントSG6がこの順に並び、第2制御電極E2の繰り返し単位を構成している。
そして、例えば、第1の繰り返し単位においてはΔθが5°に設定され、第2の繰り返し単位においてはΔθが10°に設定され、第3の繰り返し単位においてはΔθが15°に設定されるなどして、X-Y平面におけるより多くの方位において均一な配向を実現することができる。
図11の(A)に示す構成例では、第1制御電極E1は、15°の方位に延出したセグメント、45°の方位に延出したセグメント、及び、75°の方位に延出したセグメントを備えている。第1制御電極E1における各セグメントの方位のピッチは、30°である。第2制御電極E2は、0°の方位に延出したセグメント、30°の方位に延出したセグメント、60°の方位に延出したセグメント、及び、90°の方位に延出したセグメントを備えている。第2制御電極E2における各セグメントの方位のピッチも、30°である。
図11の(B)に示す構成例では、第1制御電極E1は、30°の方位に延出したセグメント、60°の方位に延出したセグメント、及び、90°の方位に延出したセグメントを備えている。第2制御電極E2は、0°の方位に延出したセグメント、30°の方位に延出したセグメント、60°の方位に延出したセグメント、及び、90°の方位に延出したセグメントを備えている。
これらの構成例においても、上記の構成例と同様の効果が得られる。
有効領域A11は、有効領域A21と実質的に同一である。つまり、有効領域A11及びA21は、同一の輪郭を有しており、また、第1制御電極E1の形状が第2制御電極E2の形状に一致している。例えば有効領域A11及びA21は、正12角形の輪郭を有している。第1制御電極E1は、第1セグメントSG1、第2セグメントSG2、及び、第3セグメントSG3を備えている。第2制御電極E2は、第1セグメントSG1に一致する第4セグメントSG4、第2セグメントSG2に一致する第5セグメントSG5、及び、第3セグメントSG3に一致する第6セグメントSG6を備えている。
第1液晶セル10及び第2液晶セル20は、有効領域A21の一辺OS2が有効領域A11の基準線BL1に重畳するように配置される。なお、有効領域A11における配向処理方向AD1及びAD2は第1方向Xに対して直交し、有効領域A21における配向処理方向AD3及びAD4は第1方向Xに平行である。
有効領域A11、A21、A31、A41は、実質的に同一であり、同一の輪郭を有している。また、有効領域A11の第1制御電極E1の形状、有効領域A21の第2制御電極E2の形状、有効領域A31の第3制御電極E3の形状、及び、有効領域A41の第4制御電極E4の形状は、一致している。
有効領域A11における配向処理方向AD1及びAD2、及び、有効領域A21における配向処理方向AD3及びAD4は、第1方向Xに平行である。有効領域A31における配向処理方向AD5及びAD6、及び、有効領域A41における配向処理方向AD7及びAD8は、第1方向Xに対して直交している。
このような構成例においても、上記の構成例と同様の効果が得られる。
有効領域A11、A21、A31は、実質的に同一であり、同一の輪郭を有している。また、有効領域A11の第1制御電極E1の形状、有効領域A21の第2制御電極E2の形状、及び、有効領域A31の第3制御電極E3の形状は、一致している。
有効領域A11における配向処理方向AD1及びAD2は、第1方向Xに平行である。有効領域A21における配向処理方向AD3及びAD4は、第1方向Xに対して直交している。有効領域A31における配向処理方向AD5及びAD6は、第1方向Xに対して135°で交差している。
このような構成例においても、上記の構成例と同様の効果が得られる。
10…第1液晶セル 20…第2液晶セル
SUB1…第1基板 PL1…給電線 E1…第1制御電極
SG1…第1セグメント SG2…第2セグメント SG3…第3セグメント
SUB2…第2基板 LC1…第1液晶層
SUB3…第3基板 PL2…給電線 E2…第2制御電極
SG4…第4セグメント SG5…第5セグメント SG6…第6セグメント
SUB4…第4基板 LC2…第2液晶層
Claims (10)
- 第1制御電極を備えた第1液晶セルと、
第2制御電極を備えた第2液晶セルと、を備え、
前記第2液晶セルは、前記第1液晶セルに重畳し、
前記第1制御電極及び前記第2制御電極は、透明電極であり、
前記第1制御電極は、第1方向に対して第1角度で交差する第1セグメントと、前記第1方向に対して第2角度で交差する第2セグメントと、前記第1方向に対して第3角度で交差する第3セグメントと、を備え、
前記第2制御電極は、前記第1方向に対して第4角度で交差する第4セグメントと、前記第1方向に対して第5角度で交差する第5セグメントと、前記第1方向に対して第6角度で交差する第6セグメントと、を備え、
前記第1乃至第6角度は、互いに異なる角度である、光制御装置。 - 前記第1角度と前記第4角度との差分、前記第2角度と前記第5角度との差分、及び、前記第3角度と前記第6角度との差分は、ほぼ同等である、請求項1に記載の光制御装置。
- 前記第1乃至第3角度は、少なくとも1つの第1鋭角と、少なくとも1つの第1鈍角とを含み、
前記第4乃至第6角度は、少なくとも1つの第2鋭角と、少なくとも1つの第2鈍角とを含んでいる、請求項2に記載の光制御装置。 - 前記第1鈍角は、前記第1鋭角の整数倍であり、
前記第2鈍角は、前記第2鋭角の整数倍である、請求項3に記載の光制御装置。 - 前記第1液晶セルにおいて、前記第1セグメントの長さの総和、前記第2セグメントの長さの総和、及び、前記第3セグメントの長さの総和は、ほぼ同等であり、
前記第2液晶セルにおいて、前記第4セグメントの長さの総和、前記第5セグメントの長さの総和、及び、前記第6セグメントの長さの総和は、ほぼ同等である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光制御装置。 - さらに、前記第1液晶セルと前記第2液晶セルとを接着する透明な接着層を備えている、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光制御装置。
- 前記第1液晶セルは第1液晶層を備え、前記第2液晶セルは第2液晶層を備え、
前記第1液晶層における初期配向方向は、前記第2液晶層における初期配向方向と交差している、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光制御装置。 - 第1有効領域に設けられた複数の第1制御電極と、前記第1有効領域に隣接する第2有効領域に設けられた複数の第2制御電極と、を備えた第1基板と、
第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に保持された第1液晶層と、を備え、
前記第1制御電極及び前記第2制御電極は、透明電極であり、
前記第1制御電極は、前記第2制御電極から離間し、
前記第1制御電極は、第1方向に対して第1角度で交差する第1セグメントと、前記第1方向に対して第2角度で交差する第2セグメントと、前記第1方向に対して第3角度で交差する第3セグメントと、を備え、
前記第2制御電極は、前記第1方向に対して第4角度で交差する第4セグメントと、前記第1方向に対して第5角度で交差する第5セグメントと、前記第1方向に対して第6角度で交差する第6セグメントと、を備え、
前記第1乃至第6角度は、互いに異なる角度である、光制御装置。 - 前記第1基板は、さらに、
周辺領域において前記第1方向に並んだ複数の第1給電線と、
前記周辺領域において第2方向に並んだ複数の第2給電線と、を備え、
前記第1制御電極は、前記周辺領域に延出し、前記第1給電線と電気的に接続され、
前記第2制御電極は、前記周辺領域に延出し、前記第2給電線と電気的に接続されている、請求項8に記載の光制御装置。 - 光源と、
前記光源から出射された光を制御するように構成された請求項1乃至9のいずれかに記載の光制御装置と、
を備えた照明装置。
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