KR20240068706A - 광학 소자 - Google Patents

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KR20240068706A
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고지로 이께다
다께오 고이또
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가부시키가이샤 재팬 디스프레이
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Abstract

광학 소자의 복수의 액정 셀의 각각은, 제1 투명 전극, 제2 투명 전극 및 제1 배향막이 마련된 제1 기판과, 제3 투명 전극, 제4 투명 전극 및 제2 배향막이 마련된 제2 기판과, 제1 기판과 제2 기판 사이의 액정층을 포함하고, 복수의 액정 셀의 제1 액정 셀은, 제1 방향으로 연장되는 제1 투명 전극 및 제2 투명 전극과, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제3 투명 전극 및 제4 투명 전극과, 제1 투명 전극 및 제2 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 액정층의 액정 분자를 제2 방향으로 배향시키는 제1 배향막과, 제3 투명 전극 및 제4 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 액정층의 액정 분자를 제2 방향으로 배향시키는 제2 배향막을 포함한다.

Description

광학 소자
본 발명의 일 실시 형태는, 광원으로부터 출사된 광의 배광을 제어하는 광학 소자에 관한 것이다.
종래부터 액정에 인가하는 전압을 조정하여, 액정의 굴절률이 변화되는 것을 이용한 광학 소자, 소위 액정 렌즈가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 특허문헌 2 또는 특허문헌 3 참조). 예를 들어, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 조명 장치는, 액정 렌즈를 이용하여, 광원으로부터의 광을 원 형상으로 배광한다. 또한, 특허문헌 3에 기재된 빔성형 디바이스에서는, 액정에 인가하는 전극의 패턴을 바꾸어 광의 배광의 형상을 변화시키고 있다.
일본 특허 공개 제2005-317879호 공보 일본 특허 공개 제2010-230887호 공보 일본 특허 공개 제2014-160277호 공보
예를 들어, 렌즈 기능을 갖는 액정 셀이 적층된 광학 소자는, 그 렌즈 기능에 의해, 광원으로부터 입사된 광의 형상을 변화시켜 출사할 수 있다. 그러나, 광의 형상을 변화시키는 것에 수반하여, 출사광이 색 불균일을 발생시킬 우려가 있다. 특히, 광원으로부터의 광의 형상을 크게 변화시키는 광학 소자에 있어서는, 당해 광학 소자의 투과광을 벽 등에 조사한 경우, 당해 조사광의 윤곽 근방의 착색이 두드러져 버리는 것이 생각된다.
본 발명의 일 실시 형태는, 상기 문제를 감안하여, 배광의 색 불균일이 억제된 광학 소자를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자는, 복수의 액정 셀이 적층된 광학 소자이며, 복수의 액정 셀의 각각은, 제1 투명 전극, 제2 투명 전극, 그리고 제1 투명 전극 및 제2 투명 전극을 덮는 제1 배향막이 마련된 제1 기판과, 제3 투명 전극, 제4 투명 전극, 그리고 제3 투명 전극 및 제4 투명 전극을 덮는 제2 배향막이 마련된 제2 기판과, 제1 기판과 제2 기판 사이의 액정층을 포함하고, 복수의 액정 셀의 제1 액정 셀은, 제1 방향으로 연장되는 제1 투명 전극 및 제2 투명 전극과, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제3 투명 전극 및 제4 투명 전극과, 제1 투명 전극 및 제2 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 액정층에 포함되는 액정 분자를 제2 방향으로 배향시키는 제1 배향막과, 제3 투명 전극 및 제4 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 액정층에 포함되는 액정 분자를 제2 방향으로 배향시키는 제2 배향막을 포함한다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자는, 복수의 액정 셀이 적층된 광학 소자이며, 복수의 액정 셀의 각각은, 제1 투명 전극, 제2 투명 전극, 그리고 제1 투명 전극 및 제2 투명 전극을 덮는 제1 배향막이 마련된 제1 기판과, 제3 투명 전극, 제4 투명 전극, 그리고 제3 투명 전극 및 제4 투명 전극을 덮는 제2 배향막이 마련된 제2 기판과, 제1 기판과 제2 기판 사이의 액정층을 포함하고, 복수의 액정 셀의 제1 액정 셀은, 제1 방향으로 연장되는 제1 투명 전극 및 제2 투명 전극과, 제1 방향으로 연장되는 제3 투명 전극 및 제4 투명 전극과, 제1 투명 전극 및 제2 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 액정층에 포함되는 액정 분자를 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배향시키는 제1 배향막과, 제3 투명 전극 및 제4 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 액정층에 포함되는 액정 분자를 제2 방향으로 배향시키는 제2 배향막을 포함한다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자는, 복수의 액정 셀이 적층된 광학 소자이며, 복수의 액정 셀의 각각은, 제1 투명 전극, 제2 투명 전극, 그리고 제1 투명 전극 및 제2 투명 전극을 덮는 제1 배향막이 마련된 제1 기판과, 제3 투명 전극, 제4 투명 전극, 그리고 제3 투명 전극 및 제4 투명 전극을 덮는 제2 배향막이 마련된 제2 기판과, 제1 기판과 제2 기판 사이의 액정층을 포함하고, 복수의 액정 셀의 제1 액정 셀은, 제1 방향으로 연장되는 제1 투명 전극 및 제2 투명 전극과, 제1 방향으로 연장되는 제3 투명 전극 및 제4 투명 전극과, 제1 투명 전극 및 제2 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 액정층에 포함되는 액정 분자를 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배향시키는 제1 배향막과, 제3 투명 전극 및 제4 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 액정층에 포함되는 액정 분자를 제1 방향으로 배향시키는 제2 배향막을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자의 모식적인 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자의 모식적인 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자의 모식적인 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자의 액정 셀의 액정층의 액정 분자의 배향 방향 및 액정 셀을 투과하는 광의 성질을 설명하는 모식적인 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자의 액정 셀의 액정층의 액정 분자의 배향 방향 및 액정 셀을 투과하는 광의 성질을 설명하는 모식적인 단면도이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자의 액정 셀의 액정층의 액정 분자의 배향 방향 및 액정 셀을 투과하는 광의 성질을 설명하는 모식적인 단면도이다.
도 3d는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자의 액정 셀의 액정층의 액정 분자의 배향 방향 및 액정 셀을 투과하는 광의 성질을 설명하는 모식적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자의 투명 전극의 연장 방향과, 투명 전극에 전압을 인가하고 있지 않은 상태에 있어서의 투명 전극 상의 액정 분자의 배향 방향의 관계를 설명하는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자의 투명 전극의 연장 방향과, 투명 전극에 전압을 인가하고 있지 않은 상태에 있어서의 투명 전극 상의 액정 분자의 배향 방향의 관계를 설명하는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자의 투명 전극의 연장 방향과, 투명 전극에 전압을 인가하고 있지 않은 상태에 있어서의 투명 전극 상의 액정 분자의 배향 방향의 관계를 설명하는 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자의 투명 전극의 연장 방향과, 투명 전극에 전압을 인가하고 있지 않은 상태에 있어서의 투명 전극 상의 액정 분자의 배향 방향의 관계를 설명하는 모식도이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자의 투과광을 나타내는 사진이다.
도 8b는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자를 제어하여 얻어지는 십자 형상의 배광을 나타내는 사진이다.
이하, 본 발명의 각 실시 형태에 있어서, 도면 등을 참조하면서 설명한다. 단, 본 발명은 그 기술적 사상의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 양태로 실시할 수 있고, 이하에 예시하는 실시 형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
도면은, 설명을 더 명확하게 하기 위해, 실제의 양태에 비해, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대하여 모식적으로 표시되는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 도시의 형상 그 자체가 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다. 또한, 도면에 있어서, 명세서 중에서 기출의 도면에 대하여 설명한 것과 마찬가지의 기능을 구비한 요소에는, 별도의 도면이라도 동일한 부호를 붙여, 중복되는 설명을 생략하는 경우가 있다.
어느 하나의 막을 가공하여 복수의 구조체를 형성한 경우, 각각의 구조체는 다른 기능, 역할을 갖는 경우가 있고, 또한 각각의 구조체는 그것이 형성되는 하지가 다른 경우가 있다. 그러나 이들 복수의 구조체는, 동일한 공정에서 동일층으로서 형성된 막에서 유래되는 것이고, 동일한 재료를 갖는다. 따라서, 이들 복수의 막은 동일층에 존재하고 있는 것이라고 정의한다.
어느 구조체 상에 다른 구조체를 배치하는 양태를 표시하는 데 있어서, 간단히 「상」이라고 표기하는 경우, 특별히 언급이 없는 한은, 어느 구조체에 접하고, 바로 위에 다른 구조체를 배치하는 경우와, 어느 구조체의 상방에, 별도의 구조체를 통해 다른 구조체를 더 배치하는 경우의 양쪽을 포함하는 것으로 한다.
도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자(10)에 대하여 설명한다.
[1. 광학 소자(10)의 구성]
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자(10)의 모식적인 사시도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 광학 소자(10)는 z축 방향으로 적층된 복수의 액정 셀(100)(제1 액정 셀(100-1), 제2 액정 셀(100-2), 제3 액정 셀(100-3) 및 제4 액정 셀(100-4))을 포함한다. 도시하지 않지만, 광원은, 제1 액정 셀(100-1)의 상방에 배치되어 있다. 따라서, 광원으로부터 출사된 광은, 제1 액정 셀(100-1), 제2 액정 셀(100-2), 제3 액정 셀(100-3) 및 제4 액정 셀(100-4)을 차례로 투과한다.
광학 소자(10)는 광원으로부터의 광을 투과한다. 이때, 각 액정 셀(100)의 전극(전극의 상세는 후술한다.)에 전압을 인가하지 않는 경우에는, 광원으로부터의 광은, 그 형상을 변화시키지 않고 투과한다. 예를 들어, 광원으로부터의 광이 원 형상을 갖는 경우, 광학 소자(10)의 투과광은, 원 형상을 가진 상태이다(도 8a 참조). 한편, 각 액정 셀(100)의 전극에 전압을 인가하면, 광원으로부터의 광의 형상은, 광학 소자(10)를 투과하는 과정에서 변화된다. 광원으로부터의 광이 원 형상을 갖는 경우, 광학 소자(10)는 예를 들어 투과광이 십자 형상을 갖도록 배광을 제어할 수 있다(도 8b 참조). 또한, 각 액정 셀(100)의 전극에 인가하는 전압을 조정함으로써, 광학 소자(10)의 투과광의 형상을, 도 8a와 도 8b 사이에서 임의의 형상으로 배광할 수 있다.
복수의 액정 셀(100)이 인접하는 2개의 액정 셀(100)은 광학 탄성 수지층(160)을 통해, 접착되어 있다. 광학 탄성 수지층(160)으로서, 예를 들어 투광성을 갖는 아크릴 수지 또는 에폭시 수지 등을 포함하는 접착제를 사용할 수 있다.
또한, 도 1에는, 4개의 액정 셀(100)이 나타나 있지만, 광학 소자(10)에 포함되는 액정 셀(100)의 수는, 이것에 한정되지 않는다. 단, 액정 셀(100)의 수가 증가하면, 광학 소자(10)의 투과율이 감소한다. 그 때문에, 광학 소자(10)에 포함되는 액정 셀(100)의 수는, 4개인 것이 바람직하다.
도 2a 및 도 2b는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자(10)의 모식적인 단면도이다. 구체적으로는, 도 2a는, 도 1에 나타내는 A1-A2선을 따라 절단된 zx 면내의 모식적인 단면도이고, 도 2b는, 도 1에 나타내는 B1-B2선을 따라 절단된 yz 면내의 모식적인 단면도이다. 또한, 이하에는, x축 방향 및 y축 방향을, 각각, 제1 방향 및 제2 방향으로서 기재하는 경우가 있다. 즉, 제2 방향은, 제1 방향과 교차하는 방향이다.
도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같이, 복수의 액정 셀(100)의 각각은, 제1 기판(110-1), 제2 기판(110-2), 제1 투명 전극(120-1), 제2 투명 전극(120-2), 제3 투명 전극(120-3), 제4 투명 전극(120-4), 제1 배향막(130-1), 제2 배향막(130-2), 시일재(140) 및 액정층(150)을 포함한다. 제1 기판(110-1) 상에는, 제1 투명 전극(120-1), 제2 투명 전극(120-2), 그리고 제1 투명 전극(120-1) 및 제2 투명 전극(120-2)을 덮는 제1 배향막(130-1)이 마련되어 있다. 또한, 제2 기판(110-2) 상에는, 제3 투명 전극(120-3), 제4 투명 전극(120-4), 그리고 제3 투명 전극(120-3) 및 제4 투명 전극(120-4)을 덮는 제2 배향막(130-2)이 마련되어 있다. 제1 기판(110-1)과 제2 기판(110-2)은, 제1 기판(110-1) 상의 제1 투명 전극(120-1) 및 제2 투명 전극(120-2)과, 제2 기판(110-2) 상의 제3 투명 전극(120-3) 및 제4 투명 전극(120-4)이 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 제1 기판(110-1)과 제2 기판(110-2)은, 제1 기판(110-1) 및 제2 기판(110-2)의 주변부에 마련된 시일재(140)를 통해, 접착되어 있다. 또한, 제1 기판(110-1)(더 구체적으로는, 제1 배향막(130-1)), 제2 기판(110-2)(더 구체적으로는, 제2 배향막(130-2)) 및 시일재(140)로 둘러싸인 공간에는 액정이 봉입되고, 제1 기판(110-1)과 제2 기판(110-2) 사이에 액정층(150)이 마련되어 있다.
제1 기판(110-1) 및 제2 기판의 각각으로서, 예를 들어 유리 기판, 석영 기판, 또는 사파이어 기판 등의 투광성을 갖는 강성 기판이 사용된다. 또한, 제1 기판(110-1) 및 제2 기판(110-2)의 각각으로서, 예를 들어 폴리이미드 수지 기판, 아크릴 수지 기판, 실록산 수지 기판, 또는 불소 수지 기판 등의 투광성을 갖는 가요성 기판을 사용할 수도 있다.
제1 투명 전극(120-1), 제2 투명 전극(120-2), 제3 투명 전극(120-3) 및 제4 투명 전극(120-4)의 각각은, 액정층(150)에 전계를 형성하기 위한 전극으로서 기능한다. 제1 투명 전극(120-1), 제2 투명 전극(120-2), 제3 투명 전극(120-3) 및 제4 투명 전극(120-4)의 각각으로서, 예를 들어 인듐·주석 산화물(ITO) 또는 인듐·아연 산화물(IZO) 등의 투명 도전 재료가 사용된다.
액정층(150)은 액정 분자의 배향 상태에 따라, 투과하는 광을 굴절 또는 투과하는 광의 편광 상태를 변화시킬 수 있다. 액정층(150)의 액정으로서, 네마틱 액정 등이 사용된다. 본 실시 형태에서 설명하는 액정은 포지티브형이지만, 투명 전극(120)에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서의 액정 분자의 배향 방향 등을 변경함으로써 네거티브형을 적용하는 구성도 가능하다. 또한, 액정에는, 액정 분자에 비틀림을 부여하는 키랄제가 포함되어 있는 것이 바람직하다.
제1 배향막(130-1) 및 제2 배향막(130-2)의 각각은, 액정층(150) 내의 액정 분자를 소정의 방향으로 배향시킨다. 제1 배향막(130-1) 및 제2 배향막(130-2)의 각각으로서, 폴리이미드 수지 등이 사용된다. 또한, 제1 배향막(130-1) 및 제2 배향막(130-2)의 각각은, 러빙법 또는 광 배향법 등의 배향 처리에 의해 배향 특성이 부여되어도 된다. 러빙법은, 배향막의 표면을 일방향으로 문지르는 방법이다. 또한, 광 배향법은, 배향막에 직선 편광의 자외선을 조사하는 방법이다.
시일재(140)로서, 에폭시 수지 또는 아크릴 수지를 포함하는 접착재 등이 사용된다. 또한, 접착재는 자외선 경화형이어도 되고, 열경화형이어도 된다.
상술한 바와 같이, 제1 액정 셀(100-1), 제2 액정 셀(100-2), 제3 액정 셀(100-3) 및 제4 액정 셀(100-4)은, 기본적인 구성은 동일하다. 그러나, 제1 액정 셀(100-1), 제2 액정 셀(100-2), 제3 액정 셀(100-3) 및 제4 액정 셀(100-4)은, 투명 전극(120)의 배치 및 배향막(130)의 배향 특성이 다르다.
제1 액정 셀(100-1) 및 제2 액정 셀(100-2)에서는, 제1 투명 전극(120-1) 및 제2 투명 전극(120-2)은 x축 방향으로 연장되고, 제3 투명 전극(120-3) 및 제4 투명 전극(120-4)은 y축 방향으로 연장되어 있다. 즉, 제1 액정 셀(100-1) 및 제2 액정 셀(100-2)에서는, 제1 투명 전극(120-1) 및 제2 투명 전극(120-2)의 각각의 연장 방향은 x축 방향이고, 제3 투명 전극(120-3) 및 제4 투명 전극(120-4)의 각각의 연장 방향은 y축 방향이다. 제1 투명 전극(120-1) 및 제2 투명 전극(120-2)은 빗살 형상을 갖고, 제1 투명 전극(120-1)과 제2 투명 전극(120-2)은, y축 방향에 있어서 교대로 배치되어 있다. 또한, 제3 투명 전극(120-3) 및 제4 투명 전극(120-4)은 빗살 형상을 갖고, 제3 투명 전극(120-3)과 제4 투명 전극(120-4)은, x축 방향에 있어서 교대로 배치되어 있다.
제3 액정 셀(100-3) 및 제4 액정 셀(100-4)에서는, 제1 투명 전극(120-1) 및 제2 투명 전극(120-2)은 y축 방향으로 연장되고, 제3 투명 전극(120-3) 및 제4 투명 전극(120-4)은 x축 방향으로 연장되어 있다. 즉, 제3 액정 셀(100-3) 및 제4 액정 셀(100-4)에서는, 제1 투명 전극(120-1) 및 제2 투명 전극(120-2)의 각각의 연장 방향은 y축 방향이고, 제3 투명 전극(120-3) 및 제4 투명 전극(120-4)의 각각의 연장 방향은 x축 방향이다. 제1 투명 전극(120-1) 및 제2 투명 전극(120-2)은 빗살 형상을 갖고, 제1 투명 전극(120-1)과 제2 투명 전극(120-2)은, x축 방향에 있어서 교대로 배치되어 있다. 또한, 제3 투명 전극(120-3) 및 제4 투명 전극(120-4)은 빗살 형상을 갖고, 제3 투명 전극(120-3)과 제4 투명 전극(120-4)은, y축 방향에 있어서 교대로 배치되어 있다.
또한, 제1 투명 전극(120-1) 및 제2 투명 전극(120-2)의 연장 방향은, 제3 투명 전극(120-3) 및 제4 투명 전극(120-4)의 연장 방향과 직교하고 있지만, 직교로부터 약간(약 ±10도 이내) 어긋나게 교차하고 있어도 된다.
또한, 광학 소자(10)는 적어도 2개의 액정 셀(100)을 포함함으로써, 무편광의 광의 배광을 제어할 수 있다. 그 때문에, 광학 소자(10)에서는, 예를 들어 액정 표시 소자의 표리면에 마련되는 한 쌍의 편광판을 마련할 필요는 없다.
여기서, 도 3a 내지 도 3d를 참조하여, 액정 셀(100)을 투과하는 광의 성질에 대하여 설명한다.
도 3a 내지 도 3d는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자(10)의 액정 셀(100)의 액정층(150)의 액정 분자의 배향 방향 및 액정 셀(100)을 투과하는 광의 성질을 설명하는 모식적인 단면도이다. 도 3a 내지 도 3d에 나타내는 액정 셀(100)에서는, 제1 투명 전극(120-1) 및 제2 투명 전극(120-2)은 y축 방향으로 연장되고, 제3 투명 전극(120-3) 및 제4 투명 전극(120-4)은 x축 방향으로 연장되어 있다.
도 3a는, 투명 전극(120)에 전압이 인가되어 있지 않은 상태의 액정 셀(100)을 나타낸다. 제1 배향막(130-1)은, x축 방향으로 배향 처리되어 있다. 그 때문에, 제1 배향막(130-1) 상의 액정 분자는, 장축이 x축 방향을 따라 배향된다. 환언하면, 제1 기판(110-1)측 근방의 액정 분자의 초기 배향 방향은 x축 방향이다. 제2 배향막(130-2)은, y축 방향으로 배향 처리되어 있다. 그 때문에, 제2 배향막(130-2) 상의 액정 분자는, 장축이 y축 방향을 따라 배향된다. 환언하면, 제2 기판(110-2)측 근방의 액정 분자의 초기 배향 방향은 y축 방향이다. 이와 같이, 액정 셀(100)의 기판(110) 사이에서 액정 분자의 초기 배향 방향이 교차한 상태(또는 배향막(130)의 배향 방향이 교차한 상태)에 있으면, 액정층(150) 내의 액정 분자는, 액정층(150)의 두께 방향(z축 방향)에서 본 경우에, 제1 기판(110-1)측으로부터 제2 기판(110-2)측을 향해 조금씩 연속적으로 회전하여, 장축의 방향을 x축 방향으로부터 y축 방향으로 변화시킨다. 또한, 이하에는, 액정층(150)이 이러한 상태에 있을 때, 액정층(150)이 비틀어진 상태에 있다고 한다. 이 경우, 액정층(150)을 투과하는 광은, 액정 분자의 배향에 따라, 편광축이 x축 방향으로부터 y축 방향으로 회전된다. 즉, 액정층(150)을 투과하는 광은 편광 성분이 회전한다. 환언하면, 액정층(150)을 투과하는 광은 선광한다.
도 3b는, 도 3a의 액정 셀(100)에 있어서, 투명 전극(120)에 전압이 인가되어 있는 상태의 액정 셀(100)을 나타낸다. 예를 들어, 제1 투명 전극(120-1) 및 제3 투명 전극(120-3)에 High 전압(H)이 인가되고, 제2 투명 전극(120-2) 및 제4 투명 전극(120-4)에 Low 전압(L)이 인가된다. 즉, 인접하는 2개의 투명 전극(120) 사이에서 전위차가 발생하도록 전압이 인가된다. 또한, 이하에는, 인접하는 2개의 투명 전극(120) 사이에 발생하는 전계를 횡전계라고 하는 경우가 있다.
제1 기판(110-1)측 근방의 액정 분자는, 제1 투명 전극(120-1)과 제2 투명 전극(120-2) 사이의 횡전계에 의해, 제1 기판(110-1)에 대하여 x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 또한, 제2 기판(110-2)측 근방의 액정 분자는, 제3 투명 전극(120-3)과 제4 투명 전극(120-4) 사이의 횡전계에 의해, 제2 기판(110-2)에 대하여 y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 이때, 제1 기판(110-1)과 제2 기판(110-2) 사이의 중앙 근방에 위치하는 액정 분자(상술한 볼록 원호 형상으로 배향한 경우의 정상부 부근에 위치하는 액정 분자)는 어느 횡전계에 의해서도 배향이 거의 변화되지 않는다. 또한, 제1 기판(110-1)과 제2 기판(110-2)은, 충분히 이격된 기판간 거리를 갖고 있기 때문에, 제1 기판(110-1)의 제1 투명 전극(120-1)과 제2 투명 전극(120-2) 사이의 횡전계는, 제2 기판(110-2)측의 액정 분자의 배향에 대하여 영향을 미치지 않거나, 또는 무시할 수 있을 만큼 작다. 마찬가지로, 제2 기판(110-2)의 제3 투명 전극(120-3)과 제4 투명 전극(120-4) 사이의 횡전계는, 제1 기판(110-1)측의 액정 분자의 배향에 대하여 영향을 미치지 않거나, 또는 무시할 수 있을 만큼 작다. 따라서, 횡전계 발생 전에 비틀어진 상태에 있던 액정 분자는, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 횡전계 발생 후에도 비틀어진 상태를 유지하고, 또한 굴절률 분포가 부여된다. 이 경우, 액정층(150)을 투과하는 광은, 액정 분자의 방향에 평행한 편광 성분을 확산시키면서 선광한다.
또한, 도 3b에 나타내는 액정 셀(100)을 광이 투과하는 경우에 대하여 상세하게 설명한다. 광원으로부터 출사된 광은, x축 방향의 편광 성분(P편광 성분) 및 y축 방향의 편광 성분(S편광 성분)을 갖지만, 이하에는, 편의상, 광을 P편광 성분과 S편광 성분으로 나누어 설명한다. 즉, 광원으로부터 출사된 광은, P편광 성분을 갖는 제1 편광(1000-1) 및 S편광 성분을 갖는 제2 편광(1000-2)을 포함한다(도 3b의 (1) 참조).
도 3b에 있어서, 액정 셀(100)에 입사한 제1 편광(1000-1)의 P편광 성분은, 제1 기판(110-1)측의 액정 분자의 배향 방향과 동일하기 때문에, 당해 액정 분자의 굴절률 분포에 따라 x축 방향으로 확산된다(도 3b의 (2) 참조). 제1 편광(1000-1)이, 제1 기판(110-1)으로부터 제2 기판(110-2)을 향하면, 제1 편광(1000-1)은 선광하고, 편광 성분이 P편광 성분으로부터 S편광 성분으로 변화된다. 제1 편광(1000-1)의 S편광 성분은, 제2 기판(110-2)측의 액정 분자의 배향 방향과 동일하기 때문에, 당해 액정 분자의 굴절률 분포에 따라 y축 방향으로 확산된다(도 3b의 (3) 참조). 또한, 액정 셀(100)로부터 출사되는 제1 편광(1000-1)은, S편광 성분을 갖는다(도 3b의 (4) 참조).
한편, 액정 셀(100)에 입사한 제2 편광(1000-2)의 S편광 성분은, 제1 기판(110-1)측의 액정 분자의 배향 방향과 다르기 때문에, 제2 편광(1000-2)은 확산되지 않는다(도 3b의 (2) 참조). 제2 편광(1000-2)이, 제1 기판(110-1)으로부터 제2 기판(110-2)을 향하면, 제2 편광(1000-2)은 선광하고, 편광 성분이 S편광 성분으로부터 P편광 성분으로 변화된다. P편광 성분을 갖는 제2 편광(1000-2)은, 제2 기판(110-2)측의 액정 분자의 배향 방향과 다르기 때문에, 제2 편광(1000-2)은 확산되지 않는다(도 3b의 (3) 참조). 또한, 액정 셀(100)로부터 출사되는 제2 편광(1000-2)은, P편광 성분을 갖는다(도 3b의 (4) 참조).
계속해서, 상술과 다른 액정 분자의 배향 구성에 대하여 설명한다.
도 3c는, 투명 전극(120)에 전압이 인가되지 않는 상태의 액정 셀(100)을 나타낸다. 제1 배향막(130-1)은, 상술과 마찬가지로, x축 방향으로 러빙 처리되어 있다. 한편, 제2 배향막(130-2)은, 상술과 달리, x축 방향으로 러빙 처리되어 있다. 그 때문에, 제2 배향막(130-2) 상의 액정 분자는, 장축이 x축 방향을 따라 배향된다. 환언하면, 제2 기판(110-2)측 근방의 액정 분자의 배향 방향은 x축 방향이다. 이와 같이, 액정 셀(100)의 기판(110) 사이에서 액정 분자의 초기 배향 방향이 교차하고 있지 않은 상태(또는 제1 배향막(130-1)의 배향 방향과 제2 배향막(130-2)의 배향 방향이 교차하고 있지 않은 상태)에 있으면, 액정층(150) 내의 액정 분자는, 도 3a에 나타낸 바와 같은 제1 기판(110-1)측으로부터 제2 기판(110-2)측을 향한 매끄러운 방향의 변화는 발생하지 않는다. 또한, 이하에는, 액정층(150)이 이러한 상태에 있을 때, 액정층(150)이 비틀어진 상태에 있지 않다고 한다. 이 경우, 액정층(150)을 투과하는 광은, 편광 성분이 회전하지 않는다. 환언하면, 액정층(150)을 투과하는 광은 선광하지 않는다.
도 3d는, 도 3c의 액정 셀(100)에 있어서, 투명 전극(120)에 전압이 인가되어 있는 상태의 액정 셀(100)을 나타낸다. 제1 기판(110-1)측 근방의 액정 분자는, 제1 투명 전극(120-1)과 제2 투명 전극(120-2) 사이의 횡전계에 의해, 제1 기판(110-1)에 대하여 x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 한편, 제2 기판(110-2)측 근방의 액정 분자는, 제3 투명 전극(120-3)과 제4 투명 전극(120-4) 사이의 횡전계에 의해, 장축의 방향을 y축 방향으로 회전하고, 또한 제2 기판(110-2)에 대하여 y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 이때, 제1 기판(110-1)과 제2 기판(110-2) 사이의 중앙 근방에 위치하는 액정 분자는, 각 투명 전극(120) 사이가 충분히 이격되어 있기 때문에, 제1 기판(110-1)측 및 제2 기판(110-2)측의 어느 횡전계에 의해서도 배향이 거의 변화되지 않는다. 그 때문에, 도 3d에 나타내는 액정 셀(100)에서는, 제1 기판(110-1)측 근방의 액정 분자 및 제2 기판(110-2)측 근방의 액정 분자가, 각각, x축 방향 및 y축 방향으로 배향되어 있었다고 해도, 액정 분자는, 도 3a에 나타낸 바와 같은 제1 기판(110-1)측으로부터 제2 기판(110-2)측을 향함에 따라 연속적으로, 또한 서서히 장축의 방향을 회전시키는 경우는 없다. 이 경우, 광학적으로는, 각 기판(110)측의 각각에 있어서 별개로 배향 상태를 변화시킬뿐이다. 따라서, 횡전계 발생 전에 비틀어진 상태에 있지 않은 액정 분자는, 도 3d에 나타낸 바와 같이, 횡전계 발생 후에도 비틀어진 상태에 있지 않도록, 또한 굴절률 분포를 부여시킨다. 이와 같이, 액정층(150)의 두께 방향으로 본 경우에 액정 분자의 방향의 변화가 불연속인 상태에 있어서는, 액정층(150)을 투과하는 광은, 액정 분자의 방향에 평행인 편광 성분을 확산시키면서도, 선광하지 않는다.
또한, 도 3d에 나타내는 액정 셀(100)을 광이 투과하는 경우에 대하여 상세하게 설명한다. 도 3d에 있어서, 액정 셀(100)에 입사한 제1 편광(1000-1)의 P편광 성분은, 제1 기판(110-1)측의 액정 분자의 배향 방향과 동일하기 때문에, 당해 액정 분자의 굴절률 분포에 따라 x축 방향으로 확산된다(도 3d의 (2) 참조). 제1 편광(1000-1)이, 제1 기판(110-1)으로부터 제2 기판(110-2)을 향해도 선광하지 않기 때문에, 제1 편광(1000-1)은 P편광 성분을 가진 상태이다. 제1 편광(1000-1)의 P편광 성분은, 제2 기판(110-2)측의 액정 분자의 배향 방향과 다르기 때문에, 제1 편광(1000-1)은 확산되지 않는다(도 3d의 (3) 참조). 또한, 액정 셀(100)로부터 출사되는 제1 편광(1000-1)은, P편광 성분을 갖는다(도 3d의 (4) 참조).
한편, 액정 셀(100)에 입사한 제2 편광(1000-2)의 S편광 성분은, 제1 기판(110-1)측의 액정 분자의 배향 방향과 다르기 때문에, 제2 편광(1000-2)은 확산되지 않는다(도 3d의 (2) 참조). 제2 편광(1000-2)이, 제1 기판(110-1)으로부터 제2 기판(110-2)을 향해도 선광하지 않기 때문에, 제2 편광(1000-2)은 S편광 성분을 가진 상태이다. 제2 편광(1000-2)의 S편광 성분은, 제2 기판(110-2)측의 액정 분자의 배향 방향과 동일하기 때문에, 당해 액정 분자의 굴절률 분포에 따라 y축 방향으로 확산된다(도 3d의 (3) 참조). 또한, 액정 셀(100)로부터 출사되는 제2 편광(1000-2)은 S편광 성분을 갖는다(도 3d의 (4) 참조).
이상으로부터 알 수 있는 바와 같이, 액정 셀(100)에서는, 투명 전극(120)의 연장 방향 및 배향막(130)의 러빙 방향, 그리고 투명 전극(120)에 인가하는 전압에 의해 액정층(150)의 액정 분자의 배향을 제어할 수 있다. 그 때문에, 광학 소자(10)에서는, 복수의 액정 셀(100)의 각각의 액정 분자가 갖는 선광성 및 굴절률 분포를 이용하여, 소정의 방향으로 광을 확산할 수 있다.
계속해서, 광학 소자(10)에 있어서의 투명 전극(120)의 연장 방향 및 액정층(150)의 액정 분자의 배향 방향에 대하여 설명한다.
도 4는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자(10)의 투명 전극(120)의 연장 방향과, 투명 전극(120)에 전압을 인가하고 있지 않은 상태에 있어서의 투명 전극(120) 상의 액정 분자의 배향 방향(초기 배향 방향)의 관계를 설명하는 모식도이다. 도 4 중의 화살표는, 각 기판(110)측 근방의 액정 분자의 배향 방향을 나타낸다. 도 4에 나타나는 광학 소자(10)의 각 파라미터를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
광학 소자(10)에 의해 십자 형상의 배광을 얻기 위해, 제1 액정 셀(100-1), 제2 액정 셀(100-2), 제3 액정 셀(100-3) 및 제4 액정 셀(100-4)의 각각에 있어서, 제1 투명 전극(120-1) 및 제3 투명 전극(120-3)에 High 전압을 인가하고, 제2 투명 전극(120-2) 및 제4 투명 전극(120-4)에 Low 전압을 인가한다.
상술한 바와 같이 투명 전극(120)에 전압이 인가되면, 제1 액정 셀(100-1)에서는, 제1 기판(110-1)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향되고, 제2 기판(110-2)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로부터 x축 방향으로 회전하여, x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제1 액정 셀(100-1) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있지 않기 때문에, 선광성을 갖지 않는다. 제2 액정 셀(100-2)에서는, 제1 기판(110-1)측 근방의 액정 분자가, x축 방향으로부터 y축 방향으로 회전하여, y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향되고, 제2 기판(110-2)측 근방의 액정 분자가, x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제2 액정 셀(100-2) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있지 않기 때문에, 선광성을 갖지 않는다. 제3 액정 셀(100-3)에서는, 제1 기판(110-1)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로부터 x축 방향으로 회전하여, x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향되고, 제2 기판(110-2)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제3 액정 셀(100-3) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있지 않기 때문에, 선광성을 갖지 않는다. 제4 액정 셀(100-4)에서는, 제1 기판(110-1)측 근방의 액정 분자가, x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향되고, 제2 기판(110-2)측 근방의 액정 분자가 x축 방향으로부터 y축 방향으로 회전하여, y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제4 액정 셀(100-4) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있지 않기 때문에, 선광성을 갖지 않는다. 따라서, 광학 소자(10)를 투과하는 광이 입사 시에 갖고 있는 P편광 성분 및 S편광 성분은, 표 2에 나타낸 바와 같이 제어된다.
Figure pct00002
표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 광학 소자(10)에서는, 입사하는 광이 갖는 P편광 성분이 x축 방향으로 4회 확산되고, S편광 성분이 y축 방향으로 4회 확산된다. 또한, 광학 소자(10)에서는, P편광 성분 및 S편광 성분이 모두, 제1 기판(110-1)측뿐만 아니라, 제2 기판(110-2)측에서도 확산된다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자(10)에서는, 종래보다도 확산 횟수를 증가시켜 십자 형상의 배광을 얻을 수 있다. 그 때문에, 십자 형상의 배광의 색 불균일을 억제할 수 있다. 또한, 광학 소자(10)에서는, 액정 셀(100)의 수를 증가시키지 않고, 확산 횟수를 증가시킬 수 있기 때문에, 투과율의 저하 및 제조 비용의 상승을 억제할 수 있다.
<제2 실시 형태>
도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자(20)에 대하여 설명한다. 이하에는, 광학 소자(20)의 구성이 광학 소자(10)의 구성과 마찬가지일 때, 광학 소자(20)의 구성의 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 5는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자(20)의 투명 전극(220)의 연장 방향과, 투명 전극(220)에 전압을 인가하고 있지 않은 상태에 있어서의 투명 전극(220) 상의 액정 분자의 배향 방향의 관계를 설명하는 모식도이다. 광학 소자(20)의 제1 액정 셀(200-1), 제2 액정 셀(200-2), 제3 액정 셀(200-3) 및 제4 액정 셀(200-4)의 각각은, 제1 기판(210-1) 상에 제1 투명 전극(220-1) 및 제2 투명 전극(220-2)이 마련되고, 제2 기판(210-2) 상에 제3 투명 전극(220-3) 및 제4 투명 전극(220-4)이 마련되어 있다. 도 5 중의 화살표는, 각 기판(210)측 근방의 액정 분자의 배향 방향(초기 배향 방향)을 나타낸다. 도 5에 나타나는 광학 소자(20)의 각 파라미터를 표 3에 나타낸다.
Figure pct00003
표 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 제3 액정 셀(200-3) 및 제4 액정 셀(200-4)은, 각각, 제1 액정 셀(200-1) 및 제2 액정 셀(200-2)과 동일한 구조를 갖는다. 환언하면, 광학 소자(20)는 제1 액정 셀(200-1)과 제2 액정 셀(200-2)이 교대로 적층된 구조를 갖는다.
광학 소자(20)에 의해 십자 형상의 배광을 얻기 위해, 제1 액정 셀(200-1), 제2 액정 셀(200-2), 제3 액정 셀(200-3) 및 제4 액정 셀(200-4)의 각각에 있어서, 제1 투명 전극(220-1) 및 제3 투명 전극(220-3)에 High 전압을 인가하고, 제2 투명 전극(220-2) 및 제4 투명 전극(220-4)에 Low 전압을 인가한다.
상술한 바와 같이 투명 전극(220)에 전압이 인가되면, 제1 액정 셀(200-1)에서는, 제1 기판(210-1)측 근방의 액정 분자 및 제2 기판(210-2)측 근방의 액정 분자의 각각이, y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제1 액정 셀(200-1) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있지 않기 때문에, 선광성을 갖지 않는다. 제2 액정 셀(200-2)에서는, 제1 기판(210-1)측 근방의 액정 분자 및 제2 기판(210-2)측 근방의 액정 분자의 각각이, x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제2 액정 셀(200-2) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있지 않기 때문에, 선광성을 갖지 않는다. 제3 액정 셀(200-3) 및 제4 액정 셀(200-4)은, 각각, 제1 액정 셀(200-1) 및 제2 액정 셀(200-2)과 마찬가지이다. 따라서, 광학 소자(20)를 투과하는 광이 입사 시에 갖고 있는 P편광 성분 및 S편광 성분은, 표 4에 나타낸 바와 같이 제어된다.
Figure pct00004
표 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 광학 소자(20)에서는, 입사하는 광의 P편광 성분이 4회 확산되고, S편광 성분이 4회 확산된다. 또한, 광학 소자(10)에서는, P편광 성분 및 S편광 성분이 모두, 제1 기판(210-1)측뿐만 아니라, 제2 기판(210-2)측에서도 확산된다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자(20)에서는, 종래보다도 확산 횟수를 증가시켜 십자 형상의 배광을 얻을 수 있다. 그 때문에, 십자 형상의 배광의 색 불균일을 억제할 수 있다. 또한, 광학 소자(20)에서는, 액정 셀(200)의 수를 증가시키지 않고, 확산 횟수를 증가시킬 수 있기 때문에, 투과율의 저하 및 제조 비용의 상승을 억제할 수 있다.
<제3 실시 형태>
도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자(30)에 대하여 설명한다. 이하에는, 광학 소자(30)의 구성이 광학 소자(10) 또는 광학 소자(20)와 마찬가지일 때, 광학 소자(30)의 구성의 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 6은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자(30)의 투명 전극(320)의 연장 방향과, 투명 전극(320)에 전압을 인가하고 있지 않은 상태에 있어서의 투명 전극(320) 상의 액정 분자의 배향 방향의 관계를 설명하는 모식도이다. 광학 소자(30)의 제1 액정 셀(300-1), 제2 액정 셀(300-2), 제3 액정 셀(300-3) 및 제4 액정 셀(300-4)의 각각은, 제1 기판(310-1) 상에 제1 투명 전극(320-1) 및 제2 투명 전극(320-2)이 마련되고, 제2 기판(310-2) 상에 제3 투명 전극(320-3) 및 제4 투명 전극(320-4)이 마련되어 있다. 도 6 중의 화살표는, 각 기판(310)측 근방의 액정 분자의 배향 방향(초기 배향 방향)을 나타낸다. 도 6에 나타나는 광학 소자(30)의 각 파라미터를 표 5에 나타낸다.
Figure pct00005
표 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 제3 액정 셀(300-3) 및 제4 액정 셀(300-4)은, 각각, 제1 액정 셀(300-1) 및 제2 액정 셀(300-2)과 동일한 구조를 갖는다. 환언하면, 광학 소자(30)는 제1 액정 셀(300-1)과 제2 액정 셀(300-2)이 교대로 적층된 구조를 갖는다.
광학 소자(30)에 의해 십자 형상의 배광을 얻기 위해, 제1 액정 셀(300-1), 제2 액정 셀(300-2), 제3 액정 셀(300-3) 및 제4 액정 셀(300-4)의 각각에 있어서, 제1 투명 전극(320-1) 및 제3 투명 전극(320-3)에 High 전압을 인가하고, 제2 투명 전극(320-2) 및 제4 투명 전극(320-4)에 Low 전압을 인가한다.
상술한 바와 같이 투명 전극(320)에 전압이 인가되면, 제1 액정 셀(300-1)에서는, 제1 기판(310-1)측 근방의 액정 분자가, x축 방향으로부터 y축 방향으로 회전하여, y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향되고, 제2 기판(310-2)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제1 액정 셀(300-1) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있지 않기 때문에, 선광성을 갖지 않는다. 제2 액정 셀(300-2)에서는, 제1 기판(310-1)측 근방의 액정 분자가, x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향되고, 제2 기판(310-2)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로부터 x축 방향으로 회전하여, x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제2 액정 셀(300-2) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있지 않기 때문에, 선광성을 갖지 않는다. 제3 액정 셀(300-3) 및 제4 액정 셀(300-4)은, 각각, 제1 액정 셀(300-1) 및 제2 액정 셀(300-2)과 마찬가지이다. 따라서, 광학 소자(30)를 투과하는 광이 입사 시에 갖고 있는 P편광 성분 및 S편광 성분은, 표 6에 나타낸 바와 같이 제어된다.
Figure pct00006
표 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 광학 소자(30)에서는, 입사하는 광의 P편광 성분이 4회 확산되고, S편광 성분이 4회 확산된다. 또한, 광학 소자(30)에서는, P편광 성분 및 S편광 성분이 모두, 제1 기판(310-1)측뿐만 아니라, 제2 기판(310-2)측에서도 확산된다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자(30)에서는, 종래보다도 확산 횟수를 증가시켜 십자 형상의 배광을 얻을 수 있다. 그 때문에, 십자 형상의 배광의 색 불균일을 억제할 수 있다. 또한, 광학 소자(30)에서는, 액정 셀(300)의 수를 증가시키지 않고, 확산 횟수를 증가시킬 수 있기 때문에, 투과율의 저하 및 제조 비용의 상승을 억제할 수 있다.
<제3 실시 형태의 변형예 1>
광학 소자(30)에 의해 얻어지는 배광의 형상은, 십자 형상으로 한정되지 않는다. 투명 전극(320)에 인가하는 전압을 제어함으로써, 다양한 배광의 형상이 가능하다. 예를 들어, 제1 액정 셀(300-1) 및 제2 액정 셀(300-2)의 각각에 있어서, 제1 투명 전극(320-1) 및 제3 투명 전극(320-3)에 High 전압을 인가하고, 제2 투명 전극(320-2) 및 제4 투명 전극(320-4)에 Low 전압을 인가한다. 또한, 제3 액정 셀(300-3)에 있어서, 제1 투명 전극(320-1) 및 제2 투명 전극(320-2)에 전압을 인가하지 않고, 제3 투명 전극(320-3) 및 제4 투명 전극(320-4)에, 각각, High 전압 및 Low 전압을 인가한다. 또한, 제4 액정 셀(300-4)에 있어서, 제1 투명 전극(320-1) 및 제2 투명 전극(320-2)에, 각각, High 전압 및 Low 전압을 인가하고, 제3 투명 전극(320-3) 및 제4 투명 전극(320-4)에 전압을 인가하지 않는다.
상술한 바와 같이 투명 전극(320)에 전압이 인가되면, 제1 액정 셀(300-1)에서는, 제1 기판(310-1)측 근방의 액정 분자가, x축 방향으로부터 y축 방향으로 회전하여, y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향되고, 제2 기판(310-2)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제1 액정 셀(300-1) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있지 않기 때문에, 선광성을 갖지 않는다. 제2 액정 셀(300-2)에서는, 제1 기판(310-1)측 근방의 액정 분자가, x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향되고, 제2 기판(310-2)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로부터 x축 방향으로 회전하여, x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제2 액정 셀(300-2) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있지 않기 때문에, 선광성을 갖지 않는다. 제3 액정 셀(300-3)에서는, 제1 기판(310-1)측 근방의 액정 분자가, x축 방향으로 배향되고, 제2 기판(310-2)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제3 액정 셀(300-3) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있기 때문에, 선광성을 갖는다. 제4 액정 셀(300-4)에서는, 제1 기판(310-1)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향되고, 제2 기판(310-2)측 근방의 액정 분자가, x축 방향으로 배향된다. 제4 액정 셀(300-4) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있기 때문에, 선광성을 갖는다. 따라서, 광학 소자(30)를 투과하는 광이 입사 시에 갖고 있는 P편광 성분 및 S편광 성분은, 표 7에 나타낸 바와 같이 제어된다.
Figure pct00007
표 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 광학 소자(30)에서는, 투명 전극(320)에 인가하는 전압을 제어함으로써, 입사하는 광의 P편광 성분이 3회 확산되고, S편광 성분이 3회 확산된다. 구체적으로는, P편광 성분은, x축 방향 및 y축 방향으로, 각각, 2회 및 1회 확산된다. S편광 성분은, x축 방향 및 y축 방향으로, 각각, 1회 및 2회 확산된다. P편광 성분 및 S편광 성분이 모두, x축 방향뿐만 아니라, y축 방향으로도 확산되고, x축 방향 및 y축 방향의 확산 횟수가 동일하기 때문에, 원 형상의 배광이 얻어진다.
<제3 실시 형태의 변형예 2>
광학 소자(30)에 의해 얻어지는 배광의 형상은, 원 형상에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 액정 셀(300-1) 및 제3 액정 셀(300-3)에 있어서, 제1 투명 전극(320-1) 및 제2 투명 전극(320-2)에 전압을 인가하지 않고, 제3 투명 전극(320-3) 및 제4 투명 전극(320-4)에, 각각, High 전압 및 Low 전압을 인가한다. 제2 액정 셀(300-2) 및 제4 액정 셀(300-4)에 있어서, 제1 투명 전극(320-1) 및 제3 투명 전극(320-3)에 High 전압을 인가하고, 제2 투명 전극(320-2) 및 제4 투명 전극(320-4)에 Low 전압을 인가한다.
상술한 바와 같이 투명 전극(320)에 전압이 인가되면, 제1 액정 셀(300-1)에서는, 제1 기판(310-1)측 근방의 액정 분자가, x축 방향으로 배향되고, 제2 기판(310-2)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제1 액정 셀(300-1) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있기 때문에, 선광성을 갖는다. 제2 액정 셀(300-2)에서는, 제1 기판(310-1)측 근방의 액정 분자가, x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향되고, 제2 기판(310-2)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로부터 x축 방향으로 회전하여, x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제2 액정 셀(300-2) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있지 않기 때문에, 선광성을 갖지 않는다. 제3 액정 셀(300-3) 및 제4 액정 셀(300-4)은, 각각, 제1 액정 셀(300-1) 및 제2 액정 셀(300-2)과 마찬가지이다. 따라서, 광학 소자(30)를 투과하는 광이 입사 시에 갖고 있는 P편광 성분 및 S편광 성분은, 표 8에 나타낸 바와 같이 제어된다.
Figure pct00008
표 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 광학 소자(30)에서는, 투명 전극(320)에 인가하는 전압을 제어함으로써, 입사하는 광의 P편광 성분이 3회 확산되고, S편광 성분이 3회 확산된다. 구체적으로는, P편광 성분은, x축 방향 및 y축 방향으로, 각각, 2회 및 1회 확산된다. S편광 성분은, x축 방향 및 y축 방향으로, 각각, 2회 및 1회 확산된다. P편광 성분 및 S편광 성분이 모두, x축 방향뿐만 아니라, y축 방향으로도 확산되어, y축 방향보다도 x축 방향으로의 확산 횟수가 많기 때문에, 타원 형상의 배광이 얻어진다.
이상, 변형예 1 및 변형예 2에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자(30)는, 십자 형상의 배광뿐만 아니라, 원 형상 또는 타원 형상의 배광을 얻는 것도 가능하다.
<제4 실시 형태>
도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자(40)에 대하여 설명한다. 이하에는, 광학 소자(40)의 구성이 광학 소자(10), 광학 소자(20), 또는 광학 소자(30)와 마찬가지일 때, 광학 소자(40)의 구성의 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 7은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자(40)의 투명 전극(420)의 연장 방향과, 투명 전극(420)에 전압을 인가하고 있지 않은 상태에 있어서의 투명 전극(420) 상의 액정 분자의 배향 방향의 관계를 설명하는 모식도이다. 광학 소자(40)의 제1 액정 셀(400-1), 제2 액정 셀(400-2), 제3 액정 셀(400-3) 및 제4 액정 셀(400-4)의 각각은, 제1 기판(410-1) 상에 제1 투명 전극(420-1) 및 제2 투명 전극(420-2)이 마련되고, 제2 기판(410-2) 상에 제3 투명 전극(420-3) 및 제4 투명 전극(420-4)이 마련되어 있다. 도 7 중 화살표는, 각 기판(410)측 근방의 액정 분자의 배향 방향(초기 배향 방향)을 나타낸다. 도 7에 나타나는 광학 소자(40)의 각 파라미터를 표 9에 나타낸다.
Figure pct00009
광학 소자(40)에 의해 십자 형상의 배광을 얻기 위해, 제1 액정 셀(400-1), 제2 액정 셀(400-2), 제3 액정 셀(400-3) 및 제4 액정 셀(400-4)의 각각에 있어서, 제1 투명 전극(420-1) 및 제3 투명 전극(420-3)에 High 전압을 인가하고, 제2 투명 전극(420-2) 및 제4 투명 전극(420-4)에 Low 전압을 인가한다.
상술한 바와 같이 투명 전극(420)에 전압이 인가되면, 제1 액정 셀(400-1)에서는, 제1 기판(410-1)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향되고, 제2 기판(410-2)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제1 액정 셀(400-1) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있지 않기 때문에, 선광성을 갖지 않는다. 제2 액정 셀(400-2)에서는, 제1 기판(410-1)측 근방의 액정 분자가, x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향되고, 제2 기판(410-2)측 근방의 액정 분자가, x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제2 액정 셀(400-2) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있지 않기 때문에, 선광성을 갖지 않는다. 제3 액정 셀(400-3)에서는, 제1 기판(410-1)측 근방의 액정 분자가, x축 방향으로부터 y축 방향으로 회전하여, y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향되고, 제2 기판(410-2)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제3 액정 셀(400-3) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있지 않기 때문에, 선광성을 갖지 않는다. 제4 액정 셀(400-4)에서는, 제1 기판(410-1)측 근방의 액정 분자가, x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향되고, 제2 기판(410-2)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로부터 x축 방향으로 회전하여, x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제4 액정 셀(400-4) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있지 않기 때문에, 선광성을 갖지 않는다. 따라서, 광학 소자(40)를 투과하는 광이 입사 시에 갖고 있는 P편광 성분 및 S편광 성분은, 표 10에 나타낸 바와 같이 제어된다.
Figure pct00010
표 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 광학 소자(40)에서는, 입사하는 광의 P편광 성분이 4회 확산되고, S편광 성분이 4회 확산된다. 또한, 광학 소자(40)에서는, P편광 성분 및 S편광 성분이 모두, 제1 기판(410-1)측뿐만 아니라, 제2 기판(410-2)측에서도 확산된다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자(40)에서는, 종래보다도 확산 횟수를 증가시켜 십자 형상의 배광을 얻을 수 있다. 그 때문에, 십자 형상의 배광의 색 불균일을 억제할 수 있다. 또한, 광학 소자(40)에서는, 액정 셀(400)의 수를 증가시키지 않고, 확산 횟수를 증가시킬 수 있기 때문에, 투과율의 저하 및 제조 비용의 상승을 억제할 수 있다.
<제4 실시 형태의 변형예>
광학 소자(40)에 의해 얻어지는 배광의 형상은, 십자 형상으로 한정되지 않는다. 투명 전극(420)에 인가하는 전압을 제어함으로써, 다양한 배광의 형상이 가능하다. 예를 들어, 제1 액정 셀(400-1) 및 제2 액정 셀(400-2)의 각각에 있어서, 제1 투명 전극(420-1) 및 제3 투명 전극(420-3)에 High 전압을 인가하고, 제2 투명 전극(420-2) 및 제4 투명 전극(420-4)에 Low 전압을 인가한다. 또한, 제3 액정 셀(400-3)에 있어서, 제1 투명 전극(420-1) 및 제2 투명 전극(420-2)에 전압을 인가하지 않고, 제3 투명 전극(320-3) 및 제4 투명 전극(320-4)에, 각각, High 전압 및 Low 전압을 인가한다. 또한, 제4 액정 셀(400-4)에 있어서, 제1 투명 전극(420-1) 및 제2 투명 전극(420-2)에, 각각, High 전압 및 Low 전압을 인가하고, 제3 투명 전극(420-3) 및 제4 투명 전극(420-4)에 전압을 인가하지 않는다.
상술한 바와 같이 투명 전극(420)에 전압이 인가되면, 제1 액정 셀(400-1)에서는, 제1 기판(410-1)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향되고, 제2 기판(410-2)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제1 액정 셀(400-1) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있지 않기 때문에, 선광성을 갖지 않는다. 제2 액정 셀(400-2)에서는, 제1 기판(410-1)측 근방의 액정 분자가, x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향되고, 제2 기판(410-2)측 근방의 액정 분자가, x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제2 액정 셀(400-2) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있지 않기 때문에, 선광성을 갖지 않는다. 제3 액정 셀(400-3)에서는, 제1 기판(410-1)측 근방의 액정 분자가, x축 방향으로 배향되고, 제2 기판(410-2)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향된다. 제3 액정 셀(400-3) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있기 때문에, 선광성을 갖는다. 제4 액정 셀(400-4)에서는, 제1 기판(410-1)측 근방의 액정 분자가, x축 방향으로 볼록 원호 형상으로 배향되고, 제2 기판(410-2)측 근방의 액정 분자가, y축 방향으로 배향된다. 제4 액정 셀(400-4) 내의 액정 분자는, 비틀어진 상태에 있기 때문에, 선광성을 갖는다. 따라서, 광학 소자(40)를 투과하는 광이 입사 시에 갖고 있는 P편광 성분 및 S편광 성분은, 표 11에 나타낸 바와 같이 제어된다.
Figure pct00011
표 11로부터 알 수 있는 바와 같이, 광학 소자(40)에서는, 투명 전극(420)에 인가하는 전압을 제어함으로써, 입사하는 광의 P편광 성분이 3회 확산되고, S편광 성분이 3회 확산된다. 구체적으로는, P편광 성분은, x축 방향 및 y축 방향으로, 각각, 2회 및 1회 확산된다. S편광 성분은, x축 방향 및 y축 방향으로, 각각, 1회 및 2회 확산된다. P편광 성분 및 S편광 성분이 모두, x축 방향뿐만 아니라, y축 방향으로도 확산되어, x축 방향 및 y축 방향의 확산 횟수가 동일하기 때문에, 원 형상의 배광이 얻어진다.
이상, 변형예에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 소자(40)는 십자 형상의 배광뿐만 아니라, 원 형상의 배광을 얻는 것도 가능하다.
본 발명의 사상 범주에 있어서, 당업자라면 각종 변경예 및 수정예에 상당할 수 있는 것이고, 그들 변경예 및 수정예에 대해서도 본 발명의 범위에 속하는 것이라고 이해된다. 예를 들어, 상술한 각 실시 형태에 대하여, 당업자가 적절히 구성 요소의 추가, 삭제 혹은 설계 변경을 행한 것, 또는 공정의 추가, 생략 혹은 조건 변경을 행한 것도, 본 발명의 요지를 구비하고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서 양태에 의해 초래되는 다른 작용 효과에 대하여 본 명세서의 기재로부터 명확한 것, 또는 당업자에게 있어서 적절히 상도할 수 있는 것에 대해서는, 당연히 본 발명에 의해 초래되는 것이라고 이해된다.
10, 20, 30, 40: 광학 소자
100, 200, 300, 400: 액정 셀
110, 210, 310, 410: 기판
120, 220, 320, 420: 투명 전극
130: 배향막
140: 시일재
150: 액정층
160: 광학 탄성 수지층
1000-1: 제1 편광
1000-2: 제2 편광

Claims (11)

  1. 복수의 액정 셀이 적층된 광학 소자이며,
    상기 복수의 액정 셀의 각각은,
    제1 투명 전극, 제2 투명 전극, 그리고 상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극을 덮는 제1 배향막이 마련된 제1 기판과,
    제3 투명 전극, 제4 투명 전극, 그리고 상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극을 덮는 제2 배향막이 마련된 제2 기판과,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 액정층을 포함하고,
    상기 복수의 액정 셀의 제1 액정 셀은,
    제1 방향으로 연장되는 상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극과,
    상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극과,
    상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제2 방향으로 배향시키는 상기 제1 배향막과,
    상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제2 방향으로 배향시키는 상기 제2 배향막을 포함하는, 광학 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 액정 셀의 제2 액정 셀은,
    상기 제1 방향으로 연장되는 상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극과,
    상기 제2 방향으로 연장되는 상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극과,
    상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제1 방향으로 배향시키는 상기 제1 배향막과,
    상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제1 방향으로 배향시키는 상기 제2 배향막을 포함하는, 광학 소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 복수의 액정 셀의 제3 액정 셀은,
    상기 제2 방향으로 연장되는 상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극과,
    상기 제1 방향으로 연장되는 상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극과,
    상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제2 방향으로 배향시키는 상기 제1 배향막과,
    상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제2 방향으로 배향시키는 상기 제2 배향막을 포함하는, 광학 소자.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 액정 셀의 제4 액정 셀은,
    상기 제2 방향으로 연장되는 상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극과,
    상기 제1 방향으로 연장되는 상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극과,
    상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제1 방향으로 배향시키는 상기 제1 배향막과,
    상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제1 방향으로 배향시키는 상기 제2 배향막을 포함하는, 광학 소자.
  5. 복수의 액정 셀이 적층된 광학 소자이며,
    상기 복수의 액정 셀의 각각은,
    제1 투명 전극, 제2 투명 전극, 그리고 상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극을 덮는 제1 배향막이 마련된 제1 기판과,
    제3 투명 전극, 제4 투명 전극, 그리고 상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극을 덮는 제2 배향막이 마련된 제2 기판과,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 액정층을 포함하고,
    상기 복수의 액정 셀의 제1 액정 셀은,
    제1 방향으로 연장되는 상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극과,
    상기 제1 방향으로 연장되는 상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극과,
    상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배향시키는 상기 제1 배향막과,
    상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제2 방향으로 배향시키는 상기 제2 배향막을 포함하는, 광학 소자.
  6. 제5항에 있어서, 상기 복수의 액정 셀의 제2 액정 셀은,
    상기 제2 방향으로 연장되는 상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극과,
    상기 제2 방향으로 연장되는 상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극과,
    상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제1 방향으로 배향시키는 상기 제1 배향막과,
    상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제1 방향으로 배향시키는 상기 제2 배향막을 포함하는, 광학 소자.
  7. 제6항에 있어서, 상기 복수의 액정 셀의 제3 액정 셀은,
    상기 제1 방향으로 연장되는 상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극과,
    상기 제1 방향으로 연장되는 상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극과,
    상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제1 방향으로 배향시키는 상기 제1 배향막과,
    상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제2 방향으로 배향시키는 상기 제2 배향막을 포함하는, 광학 소자.
  8. 제7항에 있어서, 상기 복수의 액정 셀의 제4 액정 셀은,
    상기 제2 방향으로 연장되는 상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극과,
    상기 제2 방향으로 연장되는 상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극과,
    상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제1 방향으로 배향시키는 상기 제1 배향막과,
    상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제2 방향으로 배향시키는 상기 제2 배향막을 포함하는, 광학 소자.
  9. 복수의 액정 셀이 적층된 광학 소자이며,
    상기 복수의 액정 셀의 각각은,
    제1 투명 전극, 제2 투명 전극, 그리고 상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극을 덮는 제1 배향막이 마련된 제1 기판과,
    제3 투명 전극, 제4 투명 전극, 그리고 상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극을 덮는 제2 배향막이 마련된 제2 기판과,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 액정층을 포함하고,
    상기 복수의 액정 셀의 제1 액정 셀은,
    제1 방향으로 연장되는 상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극과,
    상기 제1 방향으로 연장되는 상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극과,
    상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배향시키는 상기 제1 배향막과,
    상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제1 방향으로 배향시키는 상기 제2 배향막을 포함하는, 광학 소자.
  10. 제9항에 있어서, 상기 복수의 액정 셀의 제2 액정 셀은,
    상기 제2 방향으로 연장되는 상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극과,
    상기 제2 방향으로 연장되는 상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극과,
    상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제1 방향으로 배향시키는 상기 제1 배향막과,
    상기 제3 투명 전극 및 상기 제4 투명 전극에 전압을 인가하지 않는 상태에 있어서, 상기 액정층에 포함되는 액정 분자를 상기 제1 방향으로 배향시키는 상기 제2 배향막을 포함하는, 광학 소자.
  11. 제6항 또는 제10항에 있어서, 상기 제1 액정 셀과 상기 제2 액정 셀이 교대로 적층되어 있는, 광학 소자.
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