WO2022190926A1 - 液晶デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
第1液晶セルと、
前記第1液晶セルと重畳する第2液晶セルと、
前記第2液晶セルと重畳する第3液晶セルと、
前記第3液晶セルと重畳する第4液晶セルと、
を備え、
前記第1液晶セルから前記第4液晶セルのそれぞれは、
第1透明基板と、
第1配向膜と、
前記第1透明基板と前記第1配向膜との間に位置し、間隔を置いて配置され、互いに異なる電圧が印加される第1帯電極及び第2帯電極と、
第2透明基板と、
第2配向膜と、
前記第2透明基板と前記第2配向膜との間に位置し、間隔を置いて配置され、互いに異なる電圧が印加される第3帯電極及び第4帯電極と、
前記第1配向膜と前記第2配向膜との間に位置する液晶層と、を備え、
前記第1液晶セルの前記第1帯電極、第2帯電極、第3帯電極、第4帯電極、及び、前記第3液晶セルの前記第1帯電極、第2帯電極、第3帯電極、第4帯電極は、第1形状を有し、
前記第2液晶セルの前記第1帯電極、第2帯電極、第3帯電極、第4帯電極、及び、前記第4液晶セルの前記第1帯電極、第2帯電極、第3帯電極、第4帯電極は、前記第1形状と異なる第2形状を有する。
第1液晶セルと、
前記第1液晶セルと重畳する第2液晶セルと、
前記第2液晶セルと重畳する第3液晶セルと、
前記第3液晶セルと重畳する第4液晶セルと、
を備え、
前記第1液晶セルから前記第4液晶セルのそれぞれは、
第1透明基板と、
第1配向膜と、
前記第1透明基板と前記第1配向膜との間に位置し、間隔を置いて配置され、互いに異なる電圧が印加される第1帯電極及び第2帯電極と、
第2透明基板と、
第2配向膜と、
前記第2透明基板と前記第2配向膜との間に位置し、間隔を置いて配置され、互いに異なる電圧が印加される第3帯電極及び第4帯電極と、
前記第1配向膜と前記第2配向膜との間に位置する液晶層と、を備え、
前記第1液晶セルから前記第4液晶セルのそれぞれは、ジグザグ形状の前記第1帯電極、第2帯電極、第3帯電極、前記第4帯電極を有する。
第1液晶セルと、
前記第1液晶セルと重畳する第2液晶セルと、
前記第2液晶セルと重畳する第3液晶セルと、
前記第3液晶セルと重畳する第4液晶セルと、
を備え、
前記第1液晶セルから前記第4液晶セルまでのそれぞれは、
第1透明基板と、
第1配向膜と、
前記第1透明基板と前記第1配向膜との間に位置し、間隔を置いて配置され、互いに異なる電圧が印加される第1帯電極及び第2帯電極と、
第2透明基板と、
第2配向膜と、
前記第2透明基板と前記第2配向膜との間に位置し、間隔を置いて配置され、互いに異なる電圧が印加される第3帯電極及び第4帯電極と、
前記第1配向膜と前記第2配向膜との間に位置する液晶層と、を備え、
前記第1液晶セルの前記第1帯電極、前記第2液晶セルの前記第2帯電極、前記第3液晶セルの前記第1帯電極、前記第4液晶セルの前記第2帯電極は、第1形状を有し、
前記第1液晶セルの前記第2帯電極、前記第2液晶セルの前記第1帯電極、前記第3液晶セルの前記第2帯電極、前記第4液晶セルの前記第1帯電極は、前記第1形状と異なる第2形状を有する。
以下、図面を参照しながら一実施形態に係る液晶デバイスについて詳細に説明する。
液晶デバイス1は、第1液晶セル10と、第2液晶セル20と、第3液晶セル30と、第4液晶セル40と、を備えている。本実施形態に係る液晶デバイス1は、2つ以上の液晶セルを備えるものであり、図1に示した例の如く、4つの液晶セルを備える構成に限定されるものではない。
第1液晶セル10は、第1透明基板S11と、第2透明基板S21と、液晶層LC1と、シールSE1と、を備えている。第1透明基板S11及び第2透明基板S21は、シールSE1によって接着されている。液晶層LC1は、第1透明基板S11と第2透明基板S21との間に保持され、シールSE1によって封止されている。入射光を屈折することが可能な有効領域AA1は、シールSE1で囲まれた内側に形成されている。
このような各方向の対応関係は、他の液晶セル(第2液晶セル20、第3液晶セル30、第4液晶セル40)にも同様に当てはめることができる。
第1透明基板S13は、延出部EX3及び延出部EY3を有している。第3方向Zにおいて、延出部EY3は、延出部EY2に重畳している。延出部EX3は、延出部EX2とは重畳せず、延出部EX2の反対側に位置している。
第1透明基板S14は、延出部EX4及び延出部EY4を有している。第3方向Zにおいて、延出部EX4は延出部EX3に重畳し、延出部EY4は延出部EY3に重畳している。
第2液晶セル20と第3液晶セル30との間には、透明接着層TA23が配置されている。透明接着層TA23は、第1透明基板S12と第2透明基板S23とを接着している。
第3液晶セル30と第4液晶セル40との間には、透明接着層TA34が配置されている。透明接着層TA34は、第1透明基板S13と第2透明基板S24とを接着している。
第1液晶セル10は、有効領域AA1において、第1帯電極E11A及び第2帯電極E11Bと、第1配向膜AL11と、第3帯電極E21A及び第4帯電極E21Bと、第2配向膜AL21と、を備えている。
図4は、液晶デバイス1を構成する各帯電極の延出方向の一例を示す図である。
第1液晶セル10において、配向処理方向AD11は、第1方向Xに対して0°の方向である。第1帯電極E11A及び第2帯電極E11Bの延出方向は、第1方向Xに対して90°の方向である。
第3帯電極E21A及び第4帯電極E21Bは、それぞれ、直線形状を有する電極であり、直線的に延出したエッジを有している。本実施例において、第3帯電極E21A及び第4帯電極E21Bの延出方向とは、共通の基準方向である第2方向Yと帯電極のエッジとのなす角度であるものとする。
配向処理方向AD22は90°の方向である。第3帯電極E22A及び第4帯電極E22Bの延出方向は、第1方向Xに対して0°の方向である。
第1帯電極E12A及び第2帯電極E12Bの延出方向は、第3帯電極E22A及び第4帯電極E22Bの延出方向と直交している。
配向処理方向AD23は0°の方向である。直線形状を有する第3帯電極E23A及び第4帯電極E23Bの延出方向は90°の方向である。
第1帯電極E13A及び第2帯電極E13Bの延出方向は、第3帯電極E23A及び第4帯電極E23Bの延出方向と直交している。
配向処理方向AD24は0°の方向である。波形形状を有する第3帯電極E24A及び第4帯電極E24Bの延出方向は90°の方向である。
第1帯電極E14A及び第2帯電極E14Bの延出方向は、第3帯電極E24A及び第4帯電極E24Bの延出方向と直交している。
第1液晶セル10及び第2液晶セル20に着目する。第1帯電極E11A及び第2帯電極E11Bの電極形状と、第1帯電極E12A及び第2帯電極E12Bの電極形状は、それぞれ、直線形状及び波形形状と異なっている。
また、直線形状の第3帯電極E21A及び第4帯電極E21Bの延出方向と、直線形状の第3帯電極E23A及び第4帯電極E23Bの延出方向とは、互いに直交している。
オフ状態の液晶層LC1においては、液晶分子LM1は、初期配向している。このようなオフ状態では、液晶層LC1は、ほぼ均一な屈折率分布を有している。このため、第1液晶セル10への入射光である偏光成分POL1は、ほとんど屈折(あるいは拡散)されることなく液晶層LC1を透過する。なお、図3に示す如く、第1液晶セル10において上下透明基板S11、S21間で液晶層LC1の液晶分子の初期配向方向が90°で交差している。したがって、液晶層LC1の液晶分子は、第1透明基板S11側では第1方向Xに配向されているものの、第2透明基板S21側に向かうにつれて徐々にその向きを第1方向Xから第2方向Yに変化させ、第2透明基板S21側では第2方向Yに配向される。かかる液晶層LC1の配向の変化に応じて偏光成分の向きが変化する。より具体的には、第1方向Xに偏光軸を有する偏光成分は、液晶層LC1を通過する過程でその偏光軸を第2方向Yに変化させる。他方、第2方向Yに偏光軸を有する偏光成分は、液晶層LC1を通過する過程でその偏光軸を第2方向Yから第1方向Xに変化させる。したがって、これら互いに直交する偏光成分で見た場合、当該第1液晶セル10を通過する過程でその偏光軸が入れ替わる。以下ではかかる偏光軸の向きを変化させる作用を旋光と称する場合がある。
オン状態では、第1帯電極E11Aと第2帯電極E11Bとの間に電位差が生じることで、液晶層LC1に電界が形成される。例えば、液晶層LC1が正の誘電率異方性を有している場合、液晶分子LM1は、その長軸が電界に沿うように配向する。ただし、第1帯電極E11Aと第2帯電極E11Bとの間の電界が及ぶ範囲は、主として液晶層LC1の厚さの約1/2の範囲である。このため、図7に示すように、液晶層LC1のうち、第1透明基板S11に近接する範囲において、液晶分子LM1が基板に対してほぼ垂直に配向した領域、液晶分子LM1が基板に対して斜め方向に配向した領域、液晶分子LM1が基板に対してほぼ水平に配向した領域などが形成される。
る偏光成分は、第1液晶セル10を通過することによって偏光軸を第2方向Yから第1方向Xに変化させ、さらに第2液晶セル20を通過することによって偏光軸を第1方向Xから第2方向Yに変化させる。また、この過程で当該偏光成分と平行な液晶分子が屈折率分布を有している場合は、当該屈折率分布に従って当該偏光成分は拡散する。第3液晶セル30及び第4液晶セル40においても同じ現象が生じるが、これらは第1液晶セル及び第2液晶セルを90度回転させたものであるので、拡散作用を及ぼす偏光成分が入れ替わる。
図8は、液晶デバイス1を構成する各帯電極の他の例を示す平面図である。図8に示した構成例では、図4に示した構成例と比較して、ジグザグ形状の電極を設けるという点で異なっている。
第1帯電極E12A全体は、第2帯電極E12B全体と同様に、点線の矢印で示すように、第2方向Yに沿って延出している。各第1帯電極E12Aの構成は第2帯電極E12Bと同様である。
第4帯電極E22Bは、第3帯電極E22Aと同様に、矩形電極E22Bbから、全体として第1方向Xに平行な方向に沿って延出している。各第4帯電極E22Bの構成は第3帯電極E22Bと同様である。
本実施例においても、上記と同様の効果を奏する。
図10は、本実施例の液晶デバイス1を構成する各帯電極の他の例を示す平面図である。図10に示した構成例では、図4に示した構成例と比較して、ジグザグ形状及び波形形状の電極を重畳させるという点で異なっている。
本実施例においても、上記と同様の効果を奏する。
図11は、本実施例の液晶デバイス1を構成する各帯電極の他の例を示す平面図である。図11に示した構成例では、図8に示した構成例と比較して、全ての帯電極がジグザグ形状を有するという点で異なっている。
第1帯電極E11A及び第2帯電極E11Bの延出方向は、第3帯電極E21A及び第4帯電極E21Bの延出方向と直交している。
配向処理方向AD22は90°の方向である。ジグザグ形状を有する第3帯電極E22A及び第4帯電極E22Bの延出方向は第1方向Xに沿って延出している。
第1帯電極E12A及び第2帯電極E12Bの延出方向は、第3帯電極E22A及び第4帯電極E22Bの延出方向と直交している。
配向処理方向AD23は0°の方向である。ジグザグ形状を有する第3帯電極E23A及び第4帯電極E23Bは、第2方向Yに沿って延出する。
第1帯電極E13A及び第2帯電極E13Bの延出方向は、第3帯電極E23A及び第4帯電極E23Bの延出方向と直交している。
第1帯電極E14A及び第2帯電極E14Bの延出方向は、第3帯電極E24A及び第4帯電極E24Bの延出方向と直交している。
本実施例においても、上記と同様の効果を奏する。
図12は、本実施例の液晶デバイス1を構成する各帯電極の他の例を示す平面図である。図12に示した構成例では、図11に示した構成例と比較して、液晶セルを回転させたものを別の液晶セルに用いるという点で異なっている。
本実施例においても、上記と同様の効果を奏する。
図13は、本実施例の液晶デバイス1を構成する各帯電極の他の例を示す平面図である。図13に示した構成例では、図11に示した構成例と比較して、透明基板を回転させるという点で異なっている。
第2液晶セル20の第1透明基板S12は、第1液晶セル10の第1透明基板S11を180°回転させたものである。第2液晶セル20の第2透明基板S22は、第1液晶セル10の第2透明基板S21を180°回転させたものである。
第4液晶セル40は、第2液晶セル20を時計回りに90°回転させたものである。
本実施例においても、透明基板を変えて別の透明基板として用いることにより、それぞれ別個に用意する場合と比較して、コストを削減することができる。
本実施例においても、上記と同様の効果を奏する。
図14は、本実施例の液晶デバイス1を構成する各帯電極の他の例を示す平面図である。図14に示した構成例では、図11に示した構成例と比較して、透明基板を回転させたものを他の基板に用いるという点で異なっている。
第2液晶セル20は、第1液晶セル10の表裏を入れ替え、さらに反時計回りに90°回転させたものである。すなわち、第2液晶セル20の第2透明基板S22は、第1液晶セル10の第1透明基板S11と同じものである。第2液晶セル20の第1透明基板S12は、第1液晶セル10の第2透明基板S21と同じものである。
液晶セルの配置を変えて別の液晶セルとして用いることにより、別個に用意する場合と比較して、コストを削減することができる。
本実施例においても、上記と同様の効果を奏する。
図15は、本実施例の液晶デバイス1を構成する各帯電極の他の例を示す平面図である。図15に示した構成例では、図11に示した構成例と比較して、第1液晶セル10を基準としつつ、第3液晶セル30と第4液晶セル40において第2透明基板を180°回転させるという点で異なっている。
第2液晶セル20は、第1液晶セル10を180°回転させたものである。
第4液晶セル40は、当該第3液晶セル30を180°回転させたものである。
本実施例においても、上記と同様の効果を奏する。
図16は、本実施例の液晶デバイス1を構成する各帯電極の他の例を示す平面図である。図16に示した構成例では、図11に示した構成例と比較して、1つの液晶セルが波型形状の電極とジグザグ形状の電極を備えるという点で異なっている。
図16に示す液晶デバイス1において、第1液晶セル10では、配向処理方向AD11は、第1方向Xに対して0°の方向である。波形形状の第1帯電極E11A及び第2帯電極E11Bは、第2方向Yに平行な方向に延出する。
第1帯電極E11A及び第2帯電極E11Bの延出方向は、第3帯電極E21A及び第4帯電極E21Bの延出方向と直交している。
配向処理方向AD22は90°の方向である。波形形状を有する第3帯電極E22A及び第4帯電極E22Bの延出方向は第1方向Xに沿って延出している。
第1帯電極E12A及び第2帯電極E12Bの延出方向は、第3帯電極E22A及び第4帯電極E22Bの延出方向と直交している。
配向処理方向AD23は0°の方向である。ジグザグ形状を有する第3帯電極E23A及び第4帯電極E23Bは、第2方向Yに沿って延出する。
第1帯電極E13A及び第2帯電極E13Bの延出方向は、第3帯電極E23A及び第4帯電極E23Bの延出方向と直交している。
配向処理方向AD24は0°の方向である。波形形状を有する第3帯電極E24A及び第4帯電極E24Bは、第2方向Yと平行な方向に沿って延出している。
第1帯電極E14A及び第2帯電極E14Bの延出方向は、第3帯電極E24A及び第4帯電極E24Bの延出方向と直交している。
液晶セルの配置を変えて別の液晶セルとして用いることにより、別個に用意する場合と比較して、コストを削減することができる。
本実施例においても、上記と同様の効果を奏する。
図17は、本実施例の液晶デバイス1を構成する各帯電極の他の例を示す平面図である。図17に示した構成例では、図16に示した構成例と比較して、第2液晶セル及び第4液晶セルのフレキシブル配線基板を、第2透明基板に設ける、という点で異なっている。
図17に示す液晶デバイス1において、第1液晶セル10は、図16に示す第1液晶セル10と同じものである。
第1帯電極E11A及び第2帯電極E11Bの延出方向は、第3帯電極E21A及び第4帯電極E21Bの延出方向と直交している。
配向処理方向AD22は90°の方向である。ジグザグ形状を有する第3帯電極E22A及び第4帯電極E22Bの延出方向は第1方向Xに沿って延出している。
第1帯電極E12A及び第2帯電極E12Bの延出方向は、第3帯電極E22A及び第4帯電極E22Bの延出方向と直交している。
第4液晶セル40の第1透明基板S14は、第2液晶セル20の第1透明基板S12を時計回りに90°回転させ、左右反転させたものである。第4液晶セル40の第2透明基板S24は、第2液晶セル20の第2透明基板S22を時計回りに90°回転させ、配向処理方向を逆にしたものである。
また本実施例においても、各液晶セルの第1透明基板同士で見た場合又は第2透明基板同士で見た場合に、互いに完全に重畳する電極が存在しないため、モアレを抑制することができる。
本実施例においても、上記と同様の効果を奏する。
Claims (15)
- 第1液晶セルと、
前記第1液晶セルと重畳する第2液晶セルと、
前記第2液晶セルと重畳する第3液晶セルと、
前記第3液晶セルと重畳する第4液晶セルと、
を備え、
前記第1液晶セルから前記第4液晶セルのそれぞれは、
第1透明基板と、
第1配向膜と、
前記第1透明基板と前記第1配向膜との間に位置し、間隔を置いて配置され、互いに異なる電圧が印加される第1帯電極及び第2帯電極と、
第2透明基板と、
第2配向膜と、
前記第2透明基板と前記第2配向膜との間に位置し、間隔を置いて配置され、互いに異なる電圧が印加される第3帯電極及び第4帯電極と、
前記第1配向膜と前記第2配向膜との間に位置する液晶層と、を備え、
前記第1液晶セルの前記第1帯電極、第2帯電極、第3帯電極、第4帯電極、及び、前記第3液晶セルの前記第1帯電極、第2帯電極、第3帯電極、第4帯電極は、第1形状を有し、
前記第2液晶セルの前記第1帯電極、第2帯電極、第3帯電極、第4帯電極、及び、前記第4液晶セルの前記第1帯電極、第2帯電極、第3帯電極、第4帯電極は、前記第1形状と異なる第2形状を有する、液晶デバイス。 - 前記第3液晶セルは、前記第1液晶セルを90°回転させたものであり、
前記第4液晶セルは、前記第3液晶セルを90°回転させたものである、請求項1に記載の液晶デバイス。 - 前記第1形状は、直線形状であり、
前記第2形状は、波形形状である、請求項1に記載の液晶デバイス。 - 前記第1形状は、直線形状であり、
前記第2形状は、ジグザグ形状である、請求項1に記載の液晶デバイス。 - 前記第1形状は、ジグザグ形状であり、
前記第2形状は、波形形状である、請求項1に記載の液晶デバイス。 - 前記第1液晶セルから前記第4液晶セルまでのそれぞれにおいて、前記第1透明基板の一辺を基準とし、
前記一辺に直交する方向を第1方向とし、前記一辺に平行な方向を第2方向とし、
前記第1配向膜の配向処理方向は、前記第1方向に平行であり、
前記第2配向膜の配向処理方向は、前記第2方向に平行であり、
前記第1帯電極及び前記第2帯電極の延出方向は、前記第1方向と交差し、
前記第3帯電極及び前記第4帯電極の延出方向は、前記第2方向と交差する、請求項1に記載の液晶デバイス。 - 第1液晶セルと、
前記第1液晶セルと重畳する第2液晶セルと、
前記第2液晶セルと重畳する第3液晶セルと、
前記第3液晶セルと重畳する第4液晶セルと、
を備え、
前記第1液晶セルから前記第4液晶セルのそれぞれは、
第1透明基板と、
第1配向膜と、
前記第1透明基板と前記第1配向膜との間に位置し、間隔を置いて配置され、互いに異なる電圧が印加される第1帯電極及び第2帯電極と、
第2透明基板と、
第2配向膜と、
前記第2透明基板と前記第2配向膜との間に位置し、間隔を置いて配置され、互いに異なる電圧が印加される第3帯電極及び第4帯電極と、
前記第1配向膜と前記第2配向膜との間に位置する液晶層と、を備え、
前記第1液晶セルから前記第4液晶セルのそれぞれは、ジグザグ形状の前記第1帯電極、第2帯電極、第3帯電極、前記第4帯電極を有する、液晶デバイス。 - 前記第1液晶セルの前記第1透明基板に設けられた前記第1帯電極及び前記第2帯電極、並びに、前記第2液晶セルの前記第1透明基板に設けられた前記第1帯電極及び前記第2帯電極は、第1方向を軸として、線対称の関係にあり、前記第1液晶セルの前記第2透明基板に設けられた前記第3帯電極及び前記第4帯電極、並びに、前記第2液晶セルの前記第2透明基板に設けられた前記第3帯電極及び前記第4帯電極は、前記第1方向と交差する第2方向を軸として、線対称の関係にあり、
前記第3液晶セルの前記第1透明基板に設けられた前記第1帯電極及び前記第2帯電極、並びに、前記第4液晶セルの前記第1透明基板に設けられた前記第1帯電極及び前記第2帯電極は、前記第2方向を軸として、線対称の関係にあり、前記第3液晶セルの前記第2透明基板に設けられた前記第3帯電極及び前記第4帯電極、並びに、前記第4液晶セルの前記第2透明基板に設けられた前記第3帯電極及び前記第4帯電極は、前記第1方向を軸として、線対称の関係にある、請求項7に記載の液晶デバイス。 - 前記第2液晶セルは、前記第1液晶セルを180°回転させたものであり、
前記第4液晶セルは、前記第3液晶セルを180°回転させたものである、請求項7に記載の液晶デバイス。 - 前記第2液晶セルの第1透明基板は、前記第1液晶セルの前記第1透明基板を180°回転させたものであり、前記第2液晶セルの前記第2透明基板は、前記第1液晶セルの前記第2透明基板を180°回転させたものであり、
前記第3液晶セルは、前記第1液晶セルを時計回りに90°回転させたものであり、
前記第4液晶セルは、前記第2液晶セルを時計回りに90°回転させたものである、請求項7に記載の液晶デバイス。 - 前記第2液晶セルは、前記第1液晶セルの表裏を入れ替え、さらに反時計回りに90°回転させたものであり、
前記第3液晶セルは、前記第1液晶セルを時計回りに90°回転させたものであり、
前記第4液晶セルは、前記第1液晶セルの表裏を入れ替え、さらに時計回りに90°回転させたものである、請求項7に記載の液晶デバイス。 - 第1液晶セルと、
前記第1液晶セルと重畳する第2液晶セルと、
前記第2液晶セルと重畳する第3液晶セルと、
前記第3液晶セルと重畳する第4液晶セルと、
を備え、
前記第1液晶セルから前記第4液晶セルまでのそれぞれは、
第1透明基板と、
第1配向膜と、
前記第1透明基板と前記第1配向膜との間に位置し、間隔を置いて配置され、互いに異なる電圧が印加される第1帯電極及び第2帯電極と、
第2透明基板と、
第2配向膜と、
前記第2透明基板と前記第2配向膜との間に位置し、間隔を置いて配置され、互いに異なる電圧が印加される第3帯電極及び第4帯電極と、
前記第1配向膜と前記第2配向膜との間に位置する液晶層と、を備え、
前記第1液晶セルの前記第1帯電極、前記第2液晶セルの前記第2帯電極、前記第3液晶セルの前記第1帯電極、前記第4液晶セルの前記第2帯電極は、第1形状を有し、
前記第1液晶セルの前記第2帯電極、前記第2液晶セルの前記第1帯電極、前記第3液晶セルの前記第2帯電極、前記第4液晶セルの前記第1帯電極は、前記第1形状と異なる第2形状を有する、液晶デバイス。 - 前記第1形状は、ジグザグ形状であり、
前記第2形状は、波形形状である、請求項12に記載の液晶デバイス。 - 前記第1形状は、直線形状であり、
前記第2形状は、ジグザグ形状である、請求項12に記載の液晶デバイス。 - 前記第1形状は、直線形状であり、
前記第2形状は、波形形状である、請求項12に記載の液晶デバイス。
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