WO2023095459A1 - 光学素子 - Google Patents

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transparent electrode
electrode
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幸次朗 池田
健夫 小糸
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株式会社ジャパンディスプレイ
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Definitions

  • An embodiment of the present invention relates to an optical element that controls light distribution of light emitted from a light source.
  • an optical element a so-called liquid crystal lens, which utilizes a change in the refractive index of a liquid crystal by adjusting a voltage applied to the liquid crystal has been known (for example, see Patent Document 1, Patent Document 2, or Patent Document 3).
  • the illumination devices described in Patent Documents 1 and 2 use a liquid crystal lens to circularly distribute light from a light source.
  • the pattern of electrodes applied to the liquid crystal is changed to change the light distribution shape.
  • the optical element including the liquid crystal cell has problems such as brightness unevenness, coloring, or moire, and the light distribution characteristics deteriorate. Therefore, an optical element capable of obtaining uniform light distribution has been desired.
  • one of the objects of one embodiment of the present invention is to provide an optical element capable of obtaining uniform light distribution.
  • An optical element includes at least four sequentially stacked liquid crystal cells, each of the at least four liquid crystal cells including a first transparent electrode extending in a first direction and a second liquid crystal cell.
  • a first substrate on which transparent electrodes are alternately arranged in a second direction intersecting the first direction, and a third transparent electrode and a fourth transparent electrode extending in the second direction are arranged in a first substrate. and a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate.
  • An optical element includes a first liquid crystal cell, a second liquid crystal cell, a third liquid crystal cell, and a fourth liquid crystal cell that are sequentially stacked, and the first liquid crystal cell, the Each of the two liquid crystal cells, the third liquid crystal cell, and the fourth liquid crystal cell has a first transparent electrode and a second transparent electrode extending in a direction having a first angle with respect to the first direction. are alternately arranged in a second direction orthogonal to the first direction, and a third transparent electrode and a third substrate extending in a direction having a second angle with respect to the second direction.
  • Four transparent electrodes include second substrates alternately arranged in a first direction and a liquid crystal layer between the first and second substrates.
  • An optical element includes a first liquid crystal cell, a second liquid crystal cell, a third liquid crystal cell, and a fourth liquid crystal cell that are sequentially stacked, and the first liquid crystal cell, the Each of the second liquid crystal cell, the third liquid crystal cell, and the fourth liquid crystal cell extends in a direction having a first angle with respect to the first direction and extends in a second direction with respect to the first direction.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of an optical element according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an optical element according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an optical element according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating the alignment direction of liquid crystal molecules in a liquid crystal layer of a liquid crystal cell of an optical element according to an embodiment of the present invention and the properties of light passing through the liquid crystal cell.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating the alignment direction of liquid crystal molecules in a liquid crystal layer of a liquid crystal cell of an optical element according to an embodiment of the present invention and the properties of light passing through the liquid crystal cell.
  • FIG. 4 is a graph showing the transmittance of an optical element according to one embodiment of the invention and a conventional optical element.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the structure of a transparent electrode of a liquid crystal cell of an optical element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the structure of a transparent electrode of a liquid crystal cell of an optical element according to one embodiment of the present invention;
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the structure of a transparent electrode of a liquid crystal cell of an optical element according to one embodiment of the present invention;
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the configuration of a first electrode pattern and a second electrode pattern of a liquid crystal cell of an optical element according to one embodiment of the present invention;
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the structure of a transparent electrode of a liquid crystal cell of an optical element according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the structure of a transparent electrode of a liquid crystal cell of an optical element according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the structure of a transparent electrode of a liquid crystal cell of an optical element according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the configuration of a first electrode pattern and a second electrode pattern of a liquid crystal cell of an optical element according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the structure of a transparent electrode of a liquid crystal cell of an optical element according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the structure of a transparent electrode of a liquid crystal cell of an optical element according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the structure of a transparent electrode of a liquid crystal cell of an
  • each structure When a single film is processed to form multiple structures, each structure may have different functions and roles, and each structure may have a different base on which it is formed. However, these multiple structures originate from films formed as the same layer in the same process and have the same material. Therefore, these multiple films are defined as existing in the same layer.
  • FIG. 1 An optical element 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • FIG. 1 An optical element 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • FIG. 1 An optical element 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of an optical element 10 according to one embodiment of the invention.
  • the optical element 10 includes a plurality of liquid crystal cells 100 (first liquid crystal cell 100-1, second liquid crystal cell 100-2, third liquid crystal cell 100- 3, and a fourth liquid crystal cell 100-4).
  • a light source is arranged above the first liquid crystal cell 100-1.
  • the optical element 10 includes a first liquid crystal cell 100-1, a second liquid crystal cell 100-2, a third liquid crystal cell 100-3, and a fourth liquid crystal cell 100-4 with respect to the light source side. has a structure in which are sequentially stacked. Therefore, the light emitted from the light source is sequentially transmitted through the first liquid crystal cell 100-1, the second liquid crystal cell 100-2, the third liquid crystal cell 100-3, and the fourth liquid crystal cell 100-4. .
  • optical elastic resin layer 160 Two adjacent liquid crystal cells 100 of the plurality of liquid crystal cells 100 are adhered via an optical elastic resin layer 160 .
  • an adhesive containing a translucent acrylic resin or epoxy resin can be used.
  • the optical element 10 can control the light distribution of unpolarized light. Therefore, in the optical element 10, for example, it is not necessary to provide a pair of polarizing plates provided on the front and back surfaces of the liquid crystal display element. Although four liquid crystal cells 100 are shown in FIG. 1, the number of liquid crystal cells 100 included in the optical element 10 is not limited to this. The number of liquid crystal cells included in the optical element 10 may be five or more.
  • FIG. 2A and 2B are schematic cross-sectional views of the optical element 10 according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a schematic cross-sectional view in the zx plane cut along the A1-A2 line shown in FIG. 1
  • FIG. 2B is a schematic cross-sectional view along the B1-B2 line shown in FIG. It is a schematic cross-sectional view in the cut yz-plane.
  • the x-axis direction and the y-axis direction may be described as the first direction and the second direction, respectively. That is, the second direction is a direction orthogonal to the first direction.
  • each of the plurality of liquid crystal cells 100 includes a first substrate 110-1, a second substrate 110-2, a first transparent electrode 120-1 and a second transparent electrode 120. -2, a third transparent electrode 120-3, a fourth transparent electrode 120-4, a first alignment film 130-1, a second alignment film 130-2, a sealing material 140, and a liquid crystal layer 150.
  • a first transparent electrode 120-1, a second transparent electrode 120-2, and a second transparent electrode 120-1 and a second transparent electrode 120-2 are formed on the first substrate 110-1. 1 of the alignment film 130-1 is provided.
  • a third transparent electrode 120-3, a fourth transparent electrode 120-4, and a third transparent electrode 120-3 and a fourth transparent electrode 120-4 are formed on the second substrate 110-2.
  • a covering second alignment film 130-2 is provided.
  • the first substrate 110-1 and the second substrate 110-2 are composed of the first transparent electrode 120-1 and the second transparent electrode 120-2 on the first substrate 110-1 and the second substrate.
  • a third transparent electrode 120-3 and a fourth transparent electrode 120-4 on 110-2 are arranged to face each other.
  • the first substrate 110-1 and the second substrate 110-2 are adhered via the sealing material 140 provided in the periphery of the first substrate 110-1 and the second substrate 110-2.
  • the first substrate 110-1 (more specifically, the first alignment film 130-1), the second substrate 110-2 (more specifically, the second alignment film 130-2),
  • a liquid crystal is sealed in a space surrounded by the sealing material 140, and a liquid crystal layer 150 is provided between the first substrate 110-1 and the second substrate 110-2.
  • each of the first substrate 110-1 and the second substrate for example, a transparent rigid substrate such as a glass substrate, a quartz substrate, or a sapphire substrate is used.
  • a flexible substrate having translucency such as a polyimide resin substrate, an acrylic resin substrate, a siloxane resin substrate, or a fluorine resin substrate. can also be used.
  • Each of the first transparent electrode 120-1, the second transparent electrode 120-2, the third transparent electrode 120-3, and the fourth transparent electrode 120-4 is for forming an electric field in the liquid crystal layer 150. Acts as an electrode.
  • As each of the first transparent electrode 120-1, the second transparent electrode 120-2, the third transparent electrode 120-3, and the fourth transparent electrode 120-4 for example, indium tin oxide (ITO) Alternatively, a transparent conductive material such as indium-zinc oxide (IZO) is used.
  • the liquid crystal layer 150 can refract transmitted light or change the polarization state of transmitted light according to the alignment state of the liquid crystal molecules.
  • a nematic liquid crystal or the like is used as the liquid crystal of the liquid crystal layer 150 .
  • the liquid crystal described in this embodiment is of positive type, it is also possible to apply a negative type by changing the alignment direction of the liquid crystal molecules in a state where no voltage is applied to the transparent electrode 120 .
  • the liquid crystal preferably contains a chiral agent that imparts twist to the liquid crystal molecules.
  • Each of the first alignment film 130-1 and the second alignment film 130-2 orients the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 150 in a predetermined direction.
  • a polyimide resin or the like is used for each of the first alignment film 130-1 and the second alignment film 130-2.
  • each of the first alignment film 130-1 and the second alignment film 130-2 may be imparted with alignment properties by an alignment treatment such as a rubbing method or a photo-alignment method.
  • the rubbing method is a method of rubbing the surface of the alignment film in one direction.
  • the photo-alignment method is a method of irradiating an alignment film with linearly polarized ultraviolet rays.
  • An adhesive containing epoxy resin or acrylic resin is used as the sealing material 140 .
  • the adhesive may be of an ultraviolet curing type or a thermosetting type.
  • the first transparent electrode 120-1 and the Each of the two transparent electrodes 120-2 includes a plurality of comb tooth portions extending in the x-axis direction and a connection portion extending in the y-axis direction and connecting these comb tooth portions.
  • Each of the third and fourth transparent electrodes 120-4 includes a plurality of comb tooth portions extending in the y-axis direction and a connection portion extending in the x-axis direction and connecting these comb tooth portions.
  • the description of the transparent electrode 120 may be the description of the comb tooth portion (the description of the portion of the transparent electrode 120 excluding the connection portion).
  • the first transparent electrode 120-1 may be described as extending in the x-axis direction. .
  • the extending direction of each of the first transparent electrode 120-1 and the second transparent electrode is the x-axis direction
  • the extending direction of each of the third transparent electrode 120-3 and the fourth transparent electrode 120-4 is the x-axis direction.
  • the existing direction is the y-axis direction.
  • the first transparent electrodes 120-1 and the second transparent electrodes 120-2 have a comb shape and are alternately arranged in the y-axis direction.
  • the third transparent electrode 120-3 and the fourth transparent electrode 120-4 have a comb shape and are alternately arranged in the x-axis direction.
  • the first transparent electrode 120-1, the second transparent electrode 120-2, the third transparent electrode 120-3, and the fourth transparent electrode 120- of each of the four liquid crystal cells 100 4 have the same or substantially the same extending direction. That is, the optical element 10 is not configured such that two of the four liquid crystal cells 100 must be rotated 90 degrees with respect to the other two liquid crystal cells 100, but the rotation of each liquid crystal cell 100 is independent of the rotation. Instead, it has a configuration in which four liquid crystal cells 100 are stacked as they are.
  • the extending direction of the first transparent electrode 120-1 and the second transparent electrode 120-2 is perpendicular to the extending direction of the third transparent electrode 120-3 and the fourth transparent electrode 120-4. , in this specification, even when they intersect with a deviation of about ⁇ 10 degrees from the orthogonal, they may be described as being orthogonal.
  • the first alignment film 130-1 is The second alignment film 130-2 has an alignment property that aligns the long axes of the liquid crystal molecules in the y-axis direction, and the second alignment film 130-2 has an alignment property that aligns the long axes of the liquid crystal molecules in the x-axis direction.
  • the first alignment film 130-1 is rubbed in the y-axis direction
  • the second alignment film 130-2 is rubbed. Rubbing processing is performed in the x-axis direction.
  • the first liquid crystal cell 100-1, the second liquid crystal cell 100-2, the third liquid crystal cell 100-3, and the fourth liquid crystal cell 100-4 have the same basic structure. .
  • the properties of light transmitted through the liquid crystal cell 100 will now be described with reference to FIGS. 3A and 3B.
  • FIG. 3A and 3B are schematic cross-sectional views illustrating the orientation direction of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 150 of the liquid crystal cell 100 of the optical element 10 according to one embodiment of the present invention and the properties of light transmitted through the liquid crystal cell 100. is. Specifically, FIG. 3A shows the liquid crystal cell 100 with no voltage applied to the transparent electrode 120 and FIG. 3B shows the liquid crystal cell 100 with a voltage applied to the transparent electrode 120 .
  • FIG. 3A shows the liquid crystal cell 100 with no voltage applied to the transparent electrode 120.
  • the liquid crystal molecules on the first alignment film 130-1 are oriented along the y-axis direction.
  • the alignment direction (initial alignment direction) of the liquid crystal molecules near the first substrate 110-1 is the y-axis direction.
  • the liquid crystal molecules on the second alignment film 130-2 are oriented along the x-axis direction.
  • the alignment direction (initial alignment direction) of the liquid crystal molecules near the second substrate 110-2 is the x-axis direction. Therefore, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 150 are oriented so as to be twisted 90 degrees in the z-axis direction from the first substrate 110-1 to the second substrate 110-2.
  • the plane of polarization (direction of polarization axis or polarization component) of light transmitted through the liquid crystal layer 150 is rotated 90 degrees according to the alignment direction of the liquid crystal molecules. That is, the light passing through the liquid crystal layer 150 is optically rotated.
  • FIG. 3B shows the liquid crystal cell 100 with a voltage applied to the transparent electrode 120.
  • a high voltage (H) is applied to the first transparent electrode 120-1 and the third transparent electrode 120-3
  • a low voltage (H) is applied to the second transparent electrode 120-2 and the fourth transparent electrode 120-4.
  • L) is applied. That is, voltage is applied so that a potential difference is generated between two adjacent transparent electrodes 120 .
  • the electric field generated between two adjacent transparent electrodes 120 may be referred to as a lateral electric field.
  • Liquid crystal molecules in the vicinity of the first substrate 110-1 side are y It is oriented in a convex circular arc in the axial direction. Liquid crystal molecules in the vicinity of the second substrate 110-2 side are moved toward the second substrate 110-2 by the lateral electric field between the third transparent electrode 120-3 and the fourth transparent electrode 120-4. oriented in a convex arc shape in the x-axis direction.
  • the cell gap d which is the distance between the first substrate 110-1 and the second substrate 110-2, is sufficiently larger than the distance between adjacent electrodes on the substrate (for example, 10 ⁇ m ⁇ d ⁇ 30 ⁇ m), the liquid crystal molecules positioned near the center between the first substrate 110-1 and the second substrate 110-2 do not change their alignment state from the initial alignment very much due to any lateral electric field.
  • the first substrate 110-1 and the second substrate 110-2 have a sufficient distance between the substrates as described above, the first substrate 110-1 can The lateral electric field between the transparent electrode 120-1 and the second transparent electrode 120-2 does not affect the orientation of the liquid crystal molecules on the second substrate 110-2 side, or is negligibly small. .
  • the lateral electric field between the third transparent electrode 120-3 and the fourth transparent electrode 120-4 on the second substrate 110-2 is applied to the orientation of the liquid crystal molecules on the first substrate 110-1 side. have no effect or are so small as to be negligible.
  • Light emitted from a light source has a polarized component in the x-axis direction (P-polarized component) and a polarized component in the y-axis direction (S-polarized component).
  • P-polarized component polarized component in the x-axis direction
  • S-polarized component polarized component in the y-axis direction
  • the light emitted from the light source includes a first polarized light 1000-1 having a P-polarized component and a second polarized light 1000-2 having an S-polarized component (see (1) in FIG. 3B).
  • the P-polarized component of the first polarized light 1000-1 incident on the liquid crystal cell 100 is different from the alignment direction of the liquid crystal molecules on the first substrate 110-1 side, so the first polarized light 1000-1 is diffused. not (see (2) in FIG. 3B).
  • the first polarized light 1000-1 is directed from the first substrate 110-1 to the second substrate 110-2, the first polarized light 1000-1 undergoes optical rotation in the process of passing through the liquid crystal layer 150, and the polarized light component becomes It changes from the P-polarized component to the S-polarized component.
  • the first polarized light 1000-1 having the S-polarized component is different from the alignment direction of the liquid crystal molecules on the second substrate 110-2 side, the first polarized light 1000-1 is not diffused (see (3) in FIG. 3B). ). Also, the first polarized light 1000-1 emitted from the liquid crystal cell 100 has an S-polarized component (see (4) in FIG. 3B).
  • the S-polarized component of the second polarized light 1000-2 incident on the liquid crystal cell 100 has the same alignment direction as the liquid crystal molecules on the first substrate 110-1 side, it follows the refractive index distribution of the liquid crystal molecules. It is diffused in the y-axis direction (see (2) in FIG. 3B).
  • the second polarized light 1000-2 is directed from the first substrate 110-1 to the second substrate 110-2, the second polarized light 1000-2 undergoes optical rotation in the process of passing through the liquid crystal layer 150, and the polarized component becomes It changes from the S-polarized component to the P-polarized component.
  • the P-polarized component of the second polarized light 1000-2 is the same as the alignment direction of the liquid crystal molecules on the second substrate 110-2 side, it is diffused in the x-axis direction according to the refractive index distribution of the liquid crystal molecules ( See (3) in FIG. 3B). Also, the second polarized light 1000-2 emitted from the liquid crystal cell 100 has a P-polarized component (see (4) in FIG. 3B).
  • the liquid crystal cell 100 in the liquid crystal cell 100, light can be diffused in a predetermined direction by utilizing the direction of the horizontal electric field formed by the transparent electrodes 120 and the optical rotation and refractive index distribution of the liquid crystal molecules.
  • the optical element 10 By using a plurality of liquid crystal cells 100 in the optical element 10, it is possible to control diffusion of light in each liquid crystal cell 100 and form various light distribution shapes. Note that the light distribution shape can also be controlled by the magnitude of the voltage applied to the transparent electrode 120 .
  • the conventional optical element described here has a structure in which the third liquid crystal cell 100-3 and the fourth liquid crystal cell 100-4 of the optical element 10 are rotated by 90 degrees.
  • FIG. 4 is a graph showing the transmittance of the optical element 10 according to one embodiment of the present invention and a conventional optical element. Specifically, the graph of FIG. 4 shows transmittance versus polar angle.
  • the transmittance of the optical element 10 and the conventional optical element was measured using an LCD evaluation device (LCD-5200 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).
  • the direction of the 0 degree polar angle is perpendicular to the second substrate 110-2 of the fourth liquid crystal cell 100-4.
  • the transmittance at a polar angle of 0 degree when no voltage was applied to the transparent electrode 120 was defined as 100(%), and the transmittance was measured when a voltage was applied to the transparent electrode 120 .
  • the absolute value of the polar angle at which the transmittance is half the transmittance at a polar angle of 0 degrees is defined as the half width at half maximum.
  • the half width at half maximum of the optical element 10 was 38 degrees.
  • the half width at half maximum of the conventional optical element was 29 degrees. It has been found that the optical element 10 has a larger half width at half maximum than the conventional optical element as a result of uniform light diffusion in the liquid crystal cell 100 .
  • the optical element 10 can diffuse light uniformly. Therefore, in the optical element 10, uniform light distribution can be obtained.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the configuration of the transparent electrode 120A of the liquid crystal cell 100A of the optical element 10A according to one embodiment of the present invention.
  • the optical element 10A includes four liquid crystal cells 100A. That is, in the optical element 10A, a first liquid crystal cell 100A-1, a second liquid crystal cell 100A-2, a third liquid crystal cell 100A-3, and a fourth liquid crystal cell 100A-4 are sequentially stacked. Each of the first liquid crystal cell 100A-1, the second liquid crystal cell 100A-2, the third liquid crystal cell 100A-3, and the fourth liquid crystal cell 100A-4 extends in the x-axis direction.
  • the arrows along each substrate indicate the alignment direction (initial alignment direction) of the alignment film on the substrate (FIGS. 6, 7, 9, 10, 11, 13 and The same applies to FIG. 14).
  • a first electrode pattern and a second electrode pattern for driving liquid crystal are formed on the first substrate 110A-1 and the second substrate 110A-2, respectively.
  • the first electrode pattern is a pattern in which the first transparent electrodes 120A-1 and the second transparent electrodes 120A-2 are alternately arranged in the y-axis direction.
  • the second electrode pattern is a pattern in which the third transparent electrodes 120A-3 and the fourth transparent electrodes 120A-4 are alternately arranged in the x-axis direction.
  • the inter-electrode pitch between the first transparent electrode 120A-1 and the second transparent electrode 120A-2 (the center line of the first transparent electrode 120A-1 and the second distance from the center line of the transparent electrode 120A-2 in the y-axis direction) (inter-electrode pitches p1 and p2 in FIG. 5).
  • the second electrode pattern of the liquid crystal cell 100A has an inter-electrode pitch between the third transparent electrode 120A-3 and the fourth transparent electrode 120A-4 (the center line of the third transparent electrode 120A-3 and the third transparent electrode 120A-4).
  • Each electrode pattern may have a configuration including two or more inter-electrode pitches. That is, each of the first electrode pattern and the second electrode pattern can adopt a configuration in which the pitches between two adjacent electrodes are all different. In this way, in each electrode pattern, a configuration having at least two inter-electrode pitches is referred to as unequal pitch.
  • a configuration in which the first electrode pattern and the second electrode pattern are the same can also be adopted.
  • the four liquid crystal cells 100A may each have the same first electrode pattern and second electrode pattern, and the first electrode pattern and the second electrode pattern of one liquid crystal cell 100A may be , may have the same configuration as the second electrode pattern and the first electrode pattern of another liquid crystal cell 100A.
  • One of the first electrode pattern and the second electrode pattern may be the same, and the other of the first electrode pattern and the second electrode pattern may be different.
  • the four liquid crystal cells 100A may have different first electrode patterns and second electrode patterns.
  • the four liquid crystal cells 100A are configured to have different first electrode patterns and second electrode patterns, the diffusion state in each liquid crystal cell 100A changes, so that the light intensity of a specific wavelength increases. can be further suppressed. Therefore, the four liquid crystal cells 100A preferably have different first electrode patterns and second electrode patterns, that is, the electrode patterns of the four liquid crystal cells 100A are all configured with different uneven pitches. .
  • the optical element 10A As described above, in the optical element 10A according to one embodiment of the present invention, it is possible to suppress an increase in the light intensity of a specific wavelength. Therefore, in the optical element 10A, uniform light distribution with suppressed coloring can be obtained.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the configuration of the transparent electrode 120B of the liquid crystal cell 100B of the optical element 10B according to one embodiment of the present invention.
  • the optical element 10B includes four liquid crystal cells 100B. That is, in the optical element 10B, a first liquid crystal cell 100B-1, a second liquid crystal cell 100B-2, a third liquid crystal cell 100B-3, and a fourth liquid crystal cell 100B-4 are sequentially stacked. Each of the first liquid crystal cell 100B-1, the second liquid crystal cell 100B-2, the third liquid crystal cell 100B-3, and the fourth liquid crystal cell 100B-4 extends in the x-axis direction.
  • a first substrate 110B-1 provided with a transparent electrode 120B-1 and a second transparent electrode 120B-2, and a third transparent electrode 120B-3 and a fourth transparent electrode 120B- extending in the y-axis direction. 4 is provided on the second substrate 110B-2.
  • a first electrode pattern and a second electrode pattern for driving liquid crystal are formed on the first substrate 110B-1 and the second substrate 110B-2, respectively.
  • the first electrode pattern is a pattern in which the first transparent electrodes 120B-1 and the second transparent electrodes 120B-2 are alternately arranged in the y-axis direction.
  • the second electrode pattern is a pattern in which the third transparent electrodes 120B-3 and the fourth transparent electrodes 120B-4 are alternately arranged in the y-axis direction.
  • the width w1 of the comb tooth portion of the first transparent electrode 120B-1 is different from the width w2 of the comb tooth portion of the second transparent electrode 120B-2.
  • the width w3 of the comb tooth portion of the third transparent electrode 120B-3 is different from the width w4 of the comb tooth portion of the fourth transparent electrode 120B-4.
  • the width w1 of the comb teeth of the first transparent electrode 120B-1 is the same as the width w3 of the comb teeth of the third transparent electrode 120B-3 and the width w4 of the comb teeth of the fourth transparent electrode. may be different.
  • the width w3 of the comb tooth portion of the third transparent electrode 120B-3 is equal to the width w1 of the comb tooth portion of the first transparent electrode 120B-1 and the width w2 of the comb tooth portion of the second transparent electrode 120B-2. may be the same as or different from. Note that the widths w1 of the plurality of comb tooth portions of the first transparent electrode 120B-1 may be different from each other, or may be partially the same.
  • the width w2 of the plurality of comb teeth of the second transparent electrode 120B-2, the width w3 of the plurality of comb teeth of the third transparent electrode 120B-3, and the plurality of comb teeth of the fourth transparent electrode 120B-4 The same applies to the width w4 of the portion.
  • the distance between two adjacent first transparent electrodes 120B-1 and second transparent electrodes 120B-2 may be all the same, some may be the same, or all may be different. may be The width w1 of the comb tooth portion of the first transparent electrode 120B-1 is different from the width w2 of the comb tooth portion of the second transparent electrode 120B-2, and/or By varying the spacing between the comb teeth of the transparent electrode 120-2, unequal pitches are realized in the first electrode pattern. The same applies to the second electrode pattern.
  • the four liquid crystal cells 100B are configured to have first electrode patterns and second electrode patterns that are different from each other.
  • the width w1 of the first transparent electrode of the first liquid crystal cell 100B-1 is equal to that of each of the second liquid crystal cell 100B-2, the third liquid crystal cell 100B-3, and the fourth liquid crystal cell 100B-4. is different from the width w1 of .
  • the diffusion state in each liquid crystal cell 100B changes, it is possible to suppress the increase in the light intensity of a specific wavelength.
  • the optical element 10B As described above, in the optical element 10B according to one embodiment of the present invention, it is possible to suppress an increase in the light intensity of a specific wavelength. Therefore, in the optical element 10B, uniform light distribution with suppressed coloring can be obtained.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the configuration of the transparent electrode 220 of the liquid crystal cell 200 of the optical element 20 according to one embodiment of the present invention.
  • Optical element 20 includes four liquid crystal cells 200 . That is, in the optical element 20, a first liquid crystal cell 200-1, a second liquid crystal cell 200-2, a third liquid crystal cell 200-3, and a fourth liquid crystal cell 200-4 are sequentially stacked.
  • Each of the first liquid crystal cell 200-1, the second liquid crystal cell 200-2, the third liquid crystal cell 200-3, and the fourth liquid crystal cell 200-4 includes a first transparent electrode 220-1 and a a first substrate 210-1 provided with two transparent electrodes 220-2, and a second substrate 210-2 provided with a third transparent electrode 220-3 and a fourth transparent electrode 220-4. .
  • a first electrode pattern and a second electrode pattern for driving liquid crystal are formed on the first substrate 210-1 and the second substrate 210-2, respectively.
  • the first electrode pattern and the second electrode pattern of the liquid crystal cell 200 will be described in detail with reference to FIG.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating the configuration of the first electrode pattern and the second electrode pattern of the liquid crystal cell 200 of the optical element 20 according to one embodiment of the present invention.
  • first transparent electrodes 220-1 and second transparent electrodes 220-2 extending in a direction having a first angle ⁇ 1 with respect to the x-axis direction are alternately arranged in the y-axis direction. pattern.
  • third transparent electrodes 220-3 and fourth transparent electrodes 220-4 extending in a direction having a second angle ⁇ 2 with respect to the y-axis direction are alternately arranged in the x-axis direction. pattern.
  • the first angle ⁇ 1 may be the same as the second angle ⁇ 2, in which case the transparent electrode 220 on the first substrate 110-1 side and the transparent electrode 220 on the second substrate 110-2 side are They are perpendicular to each other in plan view.
  • the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2 may be different from each other.
  • Each of the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2 is ⁇ 5 degrees or more and +5 degrees or less, preferably ⁇ 3 degrees or more and +3 degrees or less.
  • the optical element 20 is not configured such that two of the four liquid crystal cells 200 must be rotated 90 degrees with respect to the other two liquid crystal cells 200, but is independent of the rotation of each liquid crystal cell 200. It has a structure in which four liquid crystal cells 200 are laminated.
  • An arrow A shown in FIG. 8 indicates the initial orientation direction of the first alignment film 130-1 with respect to the first electrode pattern of the first substrate 210-1.
  • the initial orientation direction is parallel to the y-axis.
  • the orientation of the initial orientation can be arbitrarily set within a range from a direction parallel to the y-axis to a direction perpendicular to the first electrode pattern (arrow B indicated by a two-dot chain line in the figure). That is, the orientation of the initial orientation in the first electrode pattern can be arbitrarily set within a range from the orientation parallel to the y-axis to ⁇ 1 with respect to the y-axis.
  • the arrow C shown in FIG. 8 indicates the initial orientation direction of the second alignment film 130-2 with respect to the second electrode pattern of the second substrate 210-2.
  • the initial orientation direction is parallel to the x-axis.
  • the orientation of the initial orientation can be arbitrarily set within a range from a direction parallel to the x-axis to a direction perpendicular to the second electrode pattern (arrow D indicated by a two-dot chain line in the figure). That is, the orientation of the initial orientation in the second electrode pattern can be arbitrarily set within the range from the orientation parallel to the x-axis to ⁇ 2 with respect to the y-axis.
  • the direction of the initial orientation shown in FIG. 7 is represented by the arrow A in the first electrode pattern and the arrow C in the second electrode pattern. Needless to say, it can be set within a range orthogonal to the corresponding electrode pattern as described above.
  • the four liquid crystal cells 200 are configured to have first electrode patterns and second electrode patterns that are different from each other.
  • the first liquid crystal cell 200-1, the second liquid crystal cell 200-2, the third liquid crystal cell 200-3, and the fourth liquid crystal cell 200-4 are arranged at different first angles ⁇ 1 or has a second angle ⁇ 2.
  • the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2 are the same in each liquid crystal cell 200 (for example, when the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2 of the first liquid crystal cell 200-1 are the same )
  • the first angle ⁇ 1 of the first liquid crystal cell 200-1, the second liquid crystal cell 200-2, the third liquid crystal cell 200-3, and the fourth liquid crystal cell 200-4 is ⁇ 1. degrees, +1 degrees, +3 degrees, and -3 degrees.
  • the diffusion state in each liquid crystal cell 200 changes, it is possible to suppress the increase in the light intensity of a specific wavelength.
  • the first substrate 210-1 of the first liquid crystal cell 200-1 and the fourth liquid crystal cell 200-4 The alignment direction of the first substrate 210-1 of the second liquid crystal cell 200-2 and the alignment direction of the third liquid crystal cell 200-3 are the same (first alignment direction).
  • the orientation direction of one substrate 210-1 is the same (second orientation direction) and faces in the opposite direction to the first orientation direction.
  • the second substrate 210-2 of the first liquid crystal cell 200-1 and the second substrate 210-2 of the fourth liquid crystal cell 200-4 have the same alignment direction (third alignment direction), It crosses the first alignment direction.
  • the second substrate 210-2 of the second liquid crystal cell 200-2 and the second substrate 210-2 of the third liquid crystal cell 200-3 have the same alignment direction (fourth alignment direction), and It faces in the direction opposite to the third orientation direction.
  • the optical element 20 As described above, in the optical element 20 according to one embodiment of the present invention, it is possible to suppress an increase in the light intensity of a specific wavelength. Therefore, in the optical element 20, uniform light distribution with suppressed coloring can be obtained.
  • An optical element 20A which is a modified example of the optical element 20 according to one embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG. Below, when the configuration of the optical element 20A is the same as the configuration of the optical element 20, the description of the configuration of the optical element 20A may be omitted.
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating the configuration of the transparent electrode 220A of the liquid crystal cell 200A of the optical element 20A according to one embodiment of the present invention.
  • the optical element 20A includes four liquid crystal cells 200A. That is, in the optical element 20A, a first liquid crystal cell 200A-1, a second liquid crystal cell 200A-2, a third liquid crystal cell 200A-3, and a fourth liquid crystal cell 200A-4 are sequentially stacked.
  • Each of the first liquid crystal cell 200A-1, the second liquid crystal cell 200A-2, the third liquid crystal cell 200A-3, and the fourth liquid crystal cell 200A-4 includes a first transparent electrode 220A-1 and a a first substrate 210A-1 provided with two transparent electrodes 220A-2, and a second substrate 210A-2 provided with a third transparent electrode 220A-3 and a fourth transparent electrode 220A-4. .
  • a first electrode pattern and a second electrode pattern for driving the liquid crystal are formed on the first substrate 210A-1 and the second substrate 210A-2, respectively.
  • first transparent electrodes 220A-1 and second transparent electrodes 220A-2 extending in a direction having a first angle ⁇ 1 with respect to the x-axis direction are alternately arranged in the y-axis direction.
  • the pattern includes at least two inter-electrode pitches between the first transparent electrode 220A-1 and the second transparent electrode 220A-2 (see inter-electrode pitches p1 and p2 in FIG. 9).
  • third transparent electrodes 220A-3 and fourth transparent electrodes 220A-4 extending in a direction having a second angle ⁇ 2 with respect to the y-axis direction are alternately arranged in the x-axis direction. and includes at least two inter-electrode pitches between the third transparent electrode 220A-3 and the fourth transparent electrode 220A-4 (see inter-electrode pitches p3 and p4 in FIG. 9).
  • the four liquid crystal cells 200A are configured to have first electrode patterns and second electrode patterns that are different from each other. Specifically, the first liquid crystal cell 200A-1, the second liquid crystal cell 200A-2, the third liquid crystal cell 200A-3, and the fourth liquid crystal cell 200A-4 are arranged at different first angles ⁇ 1 or has a second angle ⁇ 2.
  • the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2 are the same in each liquid crystal cell 200A (for example, when the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2 of the first liquid crystal cell 200A-1 are In the same case), the first angle ⁇ 1 of the first liquid crystal cell 200A-1, the second liquid crystal cell 200A-2, the third liquid crystal cell 200A-3, and the fourth liquid crystal cell 200A-4 is, respectively, -1 degree, +1 degree, +3 degree, and -3 degree.
  • the diffusion state in each liquid crystal cell 200A changes, it is possible to further suppress the increase in the light intensity of a specific wavelength.
  • the width w1 of the plurality of comb tooth portions of the first transparent electrode 220A-1 may be different from each other, or may be partially the same.
  • the width w2 of the plurality of comb teeth of the second transparent electrode 220A-2, the width w3 of the plurality of comb teeth of the third transparent electrode 220A-3, and the plurality of comb teeth of the fourth transparent electrode 220A-4 The same applies to the width w4 of the portion.
  • the distance between two adjacent first transparent electrodes 220A-1 and second transparent electrodes 220A-2 may be all the same, some may be the same, or all may be different.
  • the width w1 of the comb tooth portion of the first transparent electrode 220A-1 is different from the width w2 of the comb tooth portion of the second transparent electrode 220A-2, and/or By varying the spacing between the comb teeth of the transparent electrode 220A-2, unequal pitches are realized in the first electrode pattern. The same applies to the second electrode pattern.
  • the optical element 20A As described above, in the optical element 20A according to one embodiment of the present invention, it is possible to suppress an increase in the light intensity of a specific wavelength. Therefore, in the optical element 20A, uniform light distribution with suppressed coloring can be obtained.
  • An optical element 20B which is another modification of the optical element 20 according to one embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG. Below, when the configuration of the optical element 20B is the same as that of the optical element 20 or the configuration of the optical element 20A, the description of the configuration of the optical element 20B may be omitted.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating the configuration of the transparent electrode 220B of the liquid crystal cell 200B of the optical element 20B according to one embodiment of the present invention.
  • the optical element 20B includes four liquid crystal cells 200B. That is, in the optical element 20B, a first liquid crystal cell 200B-1, a second liquid crystal cell 200B-2, a third liquid crystal cell 200B-3, and a fourth liquid crystal cell 200B-4 are sequentially stacked.
  • Each of the first liquid crystal cell 200B-1, the second liquid crystal cell 200B-2, the third liquid crystal cell 200B-3, and the fourth liquid crystal cell 200B-4 includes the first transparent electrode 220B-1 and the third liquid crystal cell 200B-4.
  • a first substrate 210B-1 provided with two transparent electrodes 220B-2
  • a second substrate 210B-2 provided with a third transparent electrode 220B-3 and a fourth transparent electrode 220B-4. .
  • a first electrode pattern and a second electrode pattern for driving the liquid crystal are formed on the first substrate 210B-1 and the second substrate 210B-2, respectively.
  • first transparent electrodes 220B-1 and second transparent electrodes 220B-2 extending in a direction having a first angle ⁇ 1 with respect to the x-axis direction are alternately arranged in the y-axis direction. pattern.
  • third transparent electrodes 220B-3 and fourth transparent electrodes 220B-4 extending in a direction having a second angle ⁇ 2 with respect to the y-axis direction are alternately arranged in the x-axis direction. pattern.
  • the first electrode pattern of each of the first liquid crystal cell 200B-1 and the third liquid crystal cell 200B-3 has an inter-electrode pitch between the first transparent electrode 220B-1 and the second transparent electrode 220B-2. are included (see inter-electrode pitches p1 and p2 in FIG. 10). Also, the second electrode pattern of each of the first liquid crystal cell 200B-1 and the third liquid crystal cell 200B-3 is the electrode between the third transparent electrode 220B-3 and the fourth transparent electrode 220B-4. At least two inter-electrode pitches are included (see inter-electrode pitches p3 and p4 in FIG. 10).
  • the first electrode pattern of each of the second liquid crystal cell 200B-2 and the fourth liquid crystal cell 200B-4 is the electrode between the first transparent electrode 220B-1 and the second transparent electrode 220B-2.
  • One inter-electrode pitch is included (see inter-electrode pitch p5 in FIG. 10).
  • the second electrode pattern of each of the second liquid crystal cell 200B-2 and the fourth liquid crystal cell 200B-4 is the electrode between the third transparent electrode 220B-3 and the fourth transparent electrode 220B-4.
  • One inter-electrode pitch is included (see inter-electrode pitch p6 in FIG. 10). That is, the electrode patterns of each of the second liquid crystal cell 200B-2 and the fourth liquid crystal cell 200B-4 have the same pitch.
  • the inter-electrode pitch p5 of the first electrode pattern and the inter-electrode pitch p6 of the second electrode pattern are the same. may be different. Further, it is also possible to employ a configuration in which the inter-electrode pitch p5 of the first electrode pattern and the inter-electrode pitch p6 of the second electrode pattern are the same.
  • the first liquid crystal cell 200B-1, the second liquid crystal cell 200B-2, the third liquid crystal cell 200B-3, and the fourth liquid crystal cell 200B-4 are arranged at different first angles ⁇ 1 or second angles. ⁇ 2.
  • first angles ⁇ 1 or second angles. ⁇ 2 are arranged at different first angles ⁇ 1 or second angles. ⁇ 2.
  • the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2 are the same in each liquid crystal cell 200B (for example, when the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2 of the first liquid crystal cell 200-1 are the same )
  • the first angle ⁇ 1 of the first liquid crystal cell 200B-1, the second liquid crystal cell 200B-2, the third liquid crystal cell 200B-3, and the fourth liquid crystal cell 200B-4 is ⁇ 1. degrees, +1 degrees, +3 degrees, and -3 degrees.
  • the electrode pitches of the second liquid crystal cell 200B-2 and the fourth liquid crystal cell 200B-4 are the same, the first angles ⁇ 1 are different.
  • a configuration having a pattern and a second electrode pattern since the diffusion state in each liquid crystal cell 200B changes, it is possible to suppress the increase in the light intensity of a specific wavelength.
  • the width w1 of the plurality of comb tooth portions of the first transparent electrode 220B-1 in each of the first liquid crystal cell 200B-1 and the third liquid crystal cell 200B-3 may be different. may be the same.
  • the width w2 of the plurality of comb tooth portions of the second transparent electrode 220B-2 and the plurality of combs of the third transparent electrode 220B-3 The same applies to the width w3 of the teeth and the width w4 of the plurality of comb teeth of the fourth transparent electrode 220B-4.
  • the distance between the two adjacent first transparent electrodes 220B-1 and second transparent electrodes 220B-2 is They may be the same, some may be the same, or they may all be different.
  • the width w1 of the comb tooth portion of the first transparent electrode 220B-1 is different from the width w2 of the comb tooth portion of the second transparent electrode 220B-2, and/or By varying the spacing between the comb teeth of the transparent electrode 220B-2, unequal pitches are realized in the first electrode pattern. The same applies to the second electrode pattern.
  • the electrode patterns of the first liquid crystal cell 200B-1 and the third liquid crystal cell 200B-3 are arranged at irregular pitches, and the electrode patterns of the second liquid crystal cell 200B-2 and the fourth liquid crystal cell 200B-2
  • Each electrode pattern of 200B-4 has an equal pitch.
  • the electrode patterns of the first liquid crystal cell 200B-1 and the third liquid crystal cell 200B-3 are at equal pitches, and the electrode patterns of the second liquid crystal cell 200B-2 and the fourth liquid crystal cell 200B have the same pitch. It is also possible to employ a configuration in which the electrode patterns of -4 are arranged at unequal pitches.
  • the electrode patterns of the first liquid crystal cell 200B-1 and the fourth liquid crystal cell 200B-4 are arranged at uneven pitches, and the electrode patterns of the second liquid crystal cell 200B-2 and the third liquid crystal cell 200B-4 A configuration in which each electrode pattern of 200B-3 is evenly pitched can also be adopted. Furthermore, it is possible to employ a configuration in which one or three of the four liquid crystal cells 200B have uneven pitches and the other three or one have uniform pitches, or vice versa.
  • the optical element 20B As described above, in the optical element 20B according to one embodiment of the present invention, it is possible to suppress the enhancement of the specific light intensity. Therefore, in the optical element 20B, uniform light distribution with suppressed coloring can be obtained.
  • FIG. 11 when the configuration of the optical element 30 is the same as the configuration of the optical element 10 or the optical element 20, the description of the configuration of the optical element 30 may be omitted.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating the configuration of the transparent electrode 320 of the liquid crystal cell 300 of the optical element 30 according to one embodiment of the present invention.
  • Optical element 30 includes four liquid crystal cells 300 . That is, in the optical element 30, a first liquid crystal cell 300-1, a second liquid crystal cell 300-2, a third liquid crystal cell 300-3, and a fourth liquid crystal cell 300-4 are sequentially stacked.
  • Each of the first liquid crystal cell 300-1, the second liquid crystal cell 300-2, the third liquid crystal cell 300-3, and the fourth liquid crystal cell 300-4 includes a first transparent electrode 320-1 and a a first substrate 310-1 provided with two transparent electrodes 320-2, and a second substrate 310-2 provided with a third transparent electrode 320-3 and a fourth transparent electrode 320-4. .
  • a first electrode pattern and a second electrode pattern for driving liquid crystal are formed on the first substrate 310-1 and the second substrate 310-2, respectively.
  • the first electrode pattern and the second electrode pattern of the liquid crystal cell 300 are described in detail.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating the configuration of the first electrode pattern and the second electrode pattern of the liquid crystal cell 300 of the optical element 30 according to one embodiment of the present invention.
  • the first electrode pattern is a pattern in which first transparent electrodes 320-1 and second transparent electrodes 320-2 having a doglegged shape are alternately arranged in the y-axis direction.
  • the first transparent electrode 320-1 extends in a direction having a first angle ⁇ 1 with respect to the x-axis direction and is bent in a direction having a second angle ⁇ 2 with respect to the x-axis direction. do.
  • the second transparent electrode 320-2 extends in a direction having a second angle ⁇ 2 with respect to the x-axis direction and bends in a direction having a first angle ⁇ 1 with respect to the x-axis direction.
  • the second electrode pattern is a pattern in which the third transparent electrode 320-3 and the fourth transparent electrode 320-4 having a doglegged shape are alternately arranged in the x-axis direction.
  • the third transparent electrode 320-3 extends in a direction having a third angle ⁇ 3 with respect to the y-axis direction and is bent in a direction having a fourth angle ⁇ 4 with respect to the y-axis direction. do.
  • the fourth transparent electrode 320-4 extends in a direction having a fourth angle ⁇ 4 with respect to the y-axis direction and bends in a direction having a third angle ⁇ 3 with respect to the y-axis direction.
  • the first angle ⁇ 1 may be the same as or different from the third angle ⁇ 3.
  • the second angle ⁇ 2 may be the same as or different from the fourth angle ⁇ 4. Since the transparent electrode 320 has a dogleg shape, the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2 have opposite signs, and the third angle ⁇ 3 and the fourth angle ⁇ 4 have positive and negative signs. has the opposite sign.
  • Each of the first angle ⁇ 1, the second angle ⁇ 2, the third angle ⁇ 3, and the fourth angle ⁇ 4 is ⁇ 5 degrees or more and +5 degrees or less, preferably ⁇ 3 degrees or more and +3 degrees or less.
  • the first angle ⁇ 1, the second angle ⁇ 2, the third angle ⁇ 3, and the fourth angle ⁇ 4 are different.
  • the extending directions of the second transparent electrode 320-2, the third transparent electrode 320-3, and the fourth transparent electrode 320-4 are basically the same. That is, the optical element 30 is not configured such that two of the four liquid crystal cells 300 must be rotated 90 degrees with respect to the other two liquid crystal cells 300, but is independent of the rotation of each liquid crystal cell 300. It has a structure in which four liquid crystal cells 300 are laminated.
  • Arrow E shown in FIG. 12 indicates the initial orientation direction of the orientation film with respect to the first electrode pattern of the first substrate 310-1. As indicated by arrow E, the initial orientation direction is parallel to the y-axis.
  • the arrow F shown in FIG. 12 indicates the initial orientation direction of the alignment film with respect to the second electrode pattern of the second substrate 310-2. As indicated by arrow F, the initial orientation direction is parallel to the x-axis.
  • the four liquid crystal cells 300 are configured to have first electrode patterns and second electrode patterns that are different from each other. Specifically, the first liquid crystal cell 300-1, the second liquid crystal cell 300-2, the third liquid crystal cell 300-3, and the fourth liquid crystal cell 300-4 are arranged at a first angle ⁇ 1 and At least one of the second angles ⁇ 2 is different.
  • the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2 in each liquid crystal cell 300 are the same as the third angle ⁇ 3 and the fourth angle ⁇ 4, respectively (for example, in the first liquid crystal cell 300-1
  • the first liquid crystal cell 300-1, the second liquid crystal cell 300-2, the third (first angle ⁇ 1, second angle ⁇ 2) of the first liquid crystal cell 300-3 and the fourth liquid crystal cell 300-4 are (-1 degree, +3 degrees), (+1 degree, -3 degrees), respectively. ), (+3 degrees, -1 degrees), and (-3 degrees, +1 degrees).
  • the diffusion state in each liquid crystal cell 300 changes, it is possible to suppress the increase in the light intensity of a specific wavelength.
  • the transparent electrodes 320 have a doglegged shape, it is possible to prevent the transparent electrodes 320 from overlapping with periodicity.
  • the transparent electrodes 320 are prevented from overlapping with periodicity, and the intensity of light of a specific wavelength is suppressed from being increased. can do. Therefore, in the optical element 30, uniform light distribution with suppressed moire and coloring can be obtained.
  • An optical element 30A which is a modified example of the optical element 30 according to one embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG. Below, when the configuration of the optical element 30A is the same as the configuration of the optical element 30, the description of the configuration of the optical element 30A may be omitted.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating the configuration of the transparent electrode 320A of the liquid crystal cell 300A of the optical element 30A according to one embodiment of the present invention.
  • the optical element 30A includes four liquid crystal cells 300A. That is, in the optical element 30A, a first liquid crystal cell 300A-1, a second liquid crystal cell 300A-2, a third liquid crystal cell 300A-3, and a fourth liquid crystal cell 300A-4 are sequentially stacked.
  • Each of the first liquid crystal cell 300A-1, the second liquid crystal cell 300A-2, the third liquid crystal cell 300A-3, and the fourth liquid crystal cell 300A-4 includes a first transparent electrode 320A-1 and a a first substrate 310A-1 provided with two transparent electrodes 320A-2, and a second substrate 310A-2 provided with a third transparent electrode 320A-3 and a fourth transparent electrode 320A-4. .
  • a first electrode pattern and a second electrode pattern for driving the liquid crystal are formed on the first substrate 310A-1 and the second substrate 310A-2, respectively.
  • the first electrode pattern is a pattern in which first transparent electrodes 320A-1 and second transparent electrodes 320A-2 having a doglegged shape are alternately arranged in the y-axis direction.
  • -1 and the second transparent electrode 320A-2 include at least two inter-electrode pitches (see inter-electrode pitches p1 and p2 in FIG. 13).
  • the second electrode pattern is a pattern in which the third transparent electrode 320A-3 and the fourth transparent electrode 320A-4 having a doglegged shape are alternately arranged in the x-axis direction. It includes at least two inter-electrode pitches between the electrode 320A-3 and the fourth transparent electrode 320A-4 (see inter-electrode pitches p3 and p4 in FIG. 13).
  • the four liquid crystal cells 300A are configured to have first electrode patterns and second electrode patterns that are different from each other. Specifically, the first liquid crystal cell 300A-1, the second liquid crystal cell 300A-2, the third liquid crystal cell 300A-3, and the fourth liquid crystal cell 300A-4 are arranged at first angles ⁇ 1 and At least one of the second angles ⁇ 2 is different.
  • the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2 in each liquid crystal cell 300A are the same as the third angle ⁇ 3 and the fourth angle ⁇ 4, respectively (for example, in the first liquid crystal cell 300A-1
  • the first liquid crystal cell 300A-1, the second liquid crystal cell 300A-2, the third (first angle ⁇ 1, second angle ⁇ 2) of the first liquid crystal cell 300A-3 and the fourth liquid crystal cell 300A-4 are ( ⁇ 1 degree, +3 degrees), (+1 degree, ⁇ 3 degrees), respectively. ), (+3 degrees, -1 degrees), and (-3 degrees, +1 degrees).
  • each liquid crystal cell 300A since the diffusion state in each liquid crystal cell 300A changes, it is possible to prevent the light intensity of a specific wavelength from being increased. Moreover, since the transparent electrodes 320A have a doglegged shape, it is possible to prevent the transparent electrodes 320A from overlapping with periodicity.
  • the width w1 of the plurality of comb tooth portions of the first transparent electrode 320A-1 may be different from each other, or may be partially the same.
  • the width w2 of the plurality of comb teeth of the second transparent electrode 320A-2, the width w3 of the plurality of comb teeth of the third transparent electrode 320A-3, and the plurality of comb teeth of the fourth transparent electrode 320A-4 The same applies to the width w4 of the portion.
  • the distance between two adjacent first transparent electrodes 320A-1 and second transparent electrodes 320A-2 may be all the same, some may be the same, or all may be different.
  • the width w1 of the comb tooth portion of the first transparent electrode 320A-1 is different from the width w2 of the comb tooth portion of the second transparent electrode 320A-2, and/or By varying the spacing between the comb teeth of the transparent electrode 320A-2, the unequal pitch is realized in the first electrode pattern. The same applies to the second electrode pattern.
  • the transparent electrodes 320A are prevented from overlapping with periodicity, and the intensity of light of a specific wavelength is suppressed from being increased. can do. Therefore, in the optical element 30A, uniform light distribution with suppressed moire and coloring can be obtained.
  • FIG. 14 is a schematic diagram illustrating the configuration of the transparent electrode 320B of the liquid crystal cell 300B of the optical element 30B according to one embodiment of the present invention.
  • the optical element 30B includes four liquid crystal cells 300B. That is, in the optical element 30B, a first liquid crystal cell 300B-1, a second liquid crystal cell 300B-2, a third liquid crystal cell 300B-3, and a fourth liquid crystal cell 300B-4 are sequentially stacked.
  • Each of the first liquid crystal cell 300B-1, the second liquid crystal cell 300B-2, the third liquid crystal cell 300B-3, and the fourth liquid crystal cell 300B-4 includes a first transparent electrode 320B-1 and a a first substrate 310B-1 provided with two transparent electrodes 320B-2, and a second substrate 310B-2 provided with a third transparent electrode 320B-3 and a fourth transparent electrode 320B-4. .
  • a first electrode pattern and a second electrode pattern for driving the liquid crystal are formed on the first substrate 310B-1 and the second substrate 310B-2, respectively.
  • the first electrode pattern is a pattern in which first transparent electrodes 320B-1 and second transparent electrodes 320B-2 having a doglegged shape are alternately arranged in the y-axis direction.
  • the second electrode pattern is a pattern in which the third transparent electrode 320B-3 and the fourth transparent electrode 320B-4 having a doglegged shape are alternately arranged in the x-axis direction.
  • the first electrode pattern of each of the first liquid crystal cell 300B-1 and the third liquid crystal cell 300B-3 has an inter-electrode pitch between the first transparent electrode 320B-1 and the second transparent electrode 320B-2. (inter-electrode pitches p1 and p2 in FIG. 14). Also, the second electrode pattern of each of the first liquid crystal cell 300B-1 and the third liquid crystal cell 300B-3 is the electrode between the third transparent electrode 320B-3 and the fourth transparent electrode 320B-4. At least two inter-electrode pitches are included (inter-electrode pitches p3 and p4 in FIG. 14).
  • the first electrode pattern of each of the second liquid crystal cell 300B-2 and the fourth liquid crystal cell 300B-4 is the electrode between the first transparent electrode 320B-1 and the second transparent electrode 320B-2.
  • One inter-electrode pitch is included (inter-electrode pitch p5 in FIG. 14).
  • the second electrode pattern of each of the second liquid crystal cell 300B-2 and the fourth liquid crystal cell 200B-4 is the electrode between the third transparent electrode 320B-3 and the fourth transparent electrode 320B-4.
  • One inter-electrode pitch is included (inter-electrode pitch p6 in FIG. 14). That is, the electrode patterns of each of the second liquid crystal cell 300B-2 and the fourth liquid crystal cell 300B-4 have the same pitch.
  • the inter-electrode pitch p5 of the first electrode pattern and the inter-electrode pitch p6 of the second electrode pattern are the same. may be different. Further, it is also possible to employ a configuration in which the inter-electrode pitch p5 of the first electrode pattern and the inter-electrode pitch p6 of the second electrode pattern are the same.
  • the first liquid crystal cell 300B-1, the second liquid crystal cell 300B-2, the third liquid crystal cell 300B-3, and the fourth liquid crystal cell 300B-4 are arranged at a first angle ⁇ 1 and a second angle ⁇ 2 to each other. at least one of is different.
  • the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2 of each liquid crystal cell 300B are the same as the third angle ⁇ 3 and the fourth angle ⁇ 4, respectively (for example, the first angle ⁇ 1 of the first liquid crystal cell 300B-1
  • the first liquid crystal cell 300B-1, the second liquid crystal cell 300B-2, the third (first angle ⁇ 1, second angle ⁇ 2) of the first liquid crystal cell 300B-3 and the fourth liquid crystal cell 300B-4 are (-1 degree, +3 degrees), (+1 degree, -3 degrees), respectively. ), (+3 degrees, -1 degrees), and (-3 degrees, +1 degrees).
  • the four liquid crystal cells 300B is a configuration having a first electrode pattern and a second electrode pattern that are different from each other.
  • the diffusion state in each liquid crystal cell 300B changes, it is possible to prevent the light intensity of a specific wavelength from being increased.
  • the transparent electrode 320B has a doglegged shape, it is possible to prevent the transparent electrode 320B from overlapping with periodicity.
  • the width w1 of the plurality of comb tooth portions of the first transparent electrode 320B-1 in each of the first liquid crystal cell 300B-1 and the third liquid crystal cell 300B-3 may be different. may be the same.
  • the width w2 of the plurality of comb tooth portions of the second transparent electrode 320B-2 and the plurality of combs of the third transparent electrode 320B-3 The same applies to the width w3 of the teeth and the width w4 of the plurality of comb teeth of the fourth transparent electrode 320B-4.
  • the distance between the two adjacent first transparent electrodes 320B-1 and second transparent electrodes 320B-2 is They may be the same, some may be the same, or they may all be different.
  • the width w1 of the comb tooth portion of the first transparent electrode 320B-1 is different from the width w2 of the comb tooth portion of the second transparent electrode 320B-2, and/or By varying the spacing between the comb teeth of the transparent electrode 320B-2, unequal pitches are realized in the first electrode pattern. The same applies to the second electrode pattern.
  • the electrode patterns of the first liquid crystal cell 300B-1 and the third liquid crystal cell 300B-3 are arranged at uneven pitches, and the electrode patterns of the second liquid crystal cell 300B-2 and the fourth liquid crystal cell 300B-2
  • Each electrode pattern of 300B-4 has an equal pitch configuration.
  • the electrode patterns of the first liquid crystal cell 300B-1 and the third liquid crystal cell 300B-3 have the same pitch
  • the electrode patterns of the second liquid crystal cell 300B-2 and the fourth liquid crystal cell 300B have the same pitch. It is also possible to employ a configuration in which the electrode patterns of -4 are arranged at unequal pitches.
  • the electrode patterns of the first liquid crystal cell 300B-1 and the fourth liquid crystal cell 300B-4 are arranged at uneven pitches, and the electrode patterns of the second liquid crystal cell 300B-2 and the third liquid crystal cell 300B-4 A configuration in which each electrode pattern of 300B-3 has an equal pitch can also be adopted. Furthermore, it is also possible to employ a configuration in which one or three of the four liquid crystal cells 300B have uneven pitches and the other three or one have uniform pitches, or vice versa.
  • the transparent electrodes 320B from overlapping with periodicity and to suppress the enhancement of the specific light intensity. can be done. Therefore, in the optical element 30B, uniform light distribution with suppressed moire and coloring can be obtained.
  • 10, 10A, 10B, 20, 20A, 20B, 30, 30A, 30B optical elements, 100, 100A, 100B, 200, 200A, 200B, 300, 300A, 300B: liquid crystal cell, 110, 110A, 110B, 210, 210A, 210B, 310, 310A, 310B: substrate, 120, 120A, 120B, 220, 220A, 220B, 320, 320A, 320B: transparent electrode, 130: alignment film, 140: sealing material, 150: liquid crystal layer, 160: optical elastic resin layer, 1000-1: first polarization, 1000-2: second polarization

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Abstract

本発明の光学素子（１０）は、順次積層された少なくとも４つの液晶セル（１００－１、１００－２、１００－３、１００－４）を含み、少なくとも４つの液晶セル（１００－１、１００－２、１００－３、１００－４）の各々は、第１の方向に延在する第１の透明電極（１２０－１）および第２の透明電極（１２０－２）が、第１の方向と交差する第２の方向に交互に配置された第１の基板（１１０－１）と、第２の方向に延在する第３の透明電極（１２０－３）および第４の透明電極（１２０－４）が、第１の方向に交互に配置された第２の基板（１１０－２）と、第１の基板（１１０－１）と前記第２の基板（１１０－２）との間の液晶層（１５０）と、を含む。

Description

光学素子
　本発明の一実施形態は、光源から出射された光の配光を制御する光学素子に関する。
　従来より、液晶に印加する電圧を調整し、液晶の屈折率が変化することを利用した光学素子、いわゆる液晶レンズが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、または特許文献３参照）。例えば、特許文献１および特許文献２に記載された照明装置は、液晶レンズを利用し、光源からの光を円形状に配光する。また、特許文献３に記載されたビーム成形デバイスでは、液晶に印加する電極のパターンを変えて配光形状を変化させている。
特開２００５－３１７８７９号公報 特開２０１０－２３０８８７号公報 特開２０１４－１６０２７７号公報
　液晶セルを含む光学素子は、液晶セルの構成によっては輝度ムラ、色付き、またはモアレなどの現象が発生し、配光特性が低下する問題があった。そのため、均一な配光が得られる光学素子が望まれていた。
　本発明の一実施形態は、上記問題に鑑み、均一な配光が得られる光学素子を提供することを目的の一つとする。
　本発明の一実施形態に係る光学素子は、順次積層された少なくとも４つの液晶セルを含み、少なくとも４つの液晶セルの各々は、第１の方向に延在する第１の透明電極および第２の透明電極が、第１の方向と交差する第２の方向に交互に配置された第１の基板と、第２の方向に延在する第３の透明電極および第４の透明電極が、第１の方向に交互に配置された第２の基板と、第１の基板と前記第２の基板との間の液晶層と、を含む。
　本発明の一実施形態に係る光学素子は、順次積層された第１の液晶セル、第２の液晶セル、第３の液晶セル、および第４の液晶セルを含み、第１の液晶セル、第２の液晶セル、第３の液晶セル、および第４の液晶セルの各々は、第１の方向に対して第１の角度を有する方向に延在する第１の透明電極および第２の透明電極が、第１の方向と直交する第２の方向に交互に配置された第１の基板と、第２の方向に対して第２の角度を有する方向に延在する第３の透明電極および第４の透明電極が、第１の方向に交互に配置された第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間の液晶層と、を含む。
　本発明の一実施形態に係る光学素子は、順次積層された第１の液晶セル、第２の液晶セル、第３の液晶セル、および第４の液晶セルを含み、第１の液晶セル、第２の液晶セル、第３の液晶セル、および第４の液晶セルの各々は、第１の方向に対して第１の角度を有する方向に延在し、第１の方向に対して第２の角度を有する方向に屈曲する第１の透明電極、および第１の方向に対して第２の角度を有する方向に延在し、第１の方向に対して第１の角度を有する方向に屈曲する第２の透明電極が、第１の方向と直交する第２の方向に交互に配置された第１の基板と、第２の方向に対して第３の角度を有する方向に延在し、第２の方向に対して第４の角度を有する方向に屈曲する第３の透明電極、および第２の方向に対して第４の角度を有する方向に延在し、第２の方向に対して第３の角度を有する方向に屈曲する第４の透明電極が、第１の方向に交互に配置された第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間の液晶層と、を含む。
本発明の一実施形態に係る光学素子の模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態に係る光学素子の模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る光学素子の模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る光学素子の液晶セルの液晶層の液晶分子の配向方向および液晶セルを透過する光の性質を説明する模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る光学素子の液晶セルの液晶層の液晶分子の配向方向および液晶セルを透過する光の性質を説明する模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る光学素子および従来の光学素子の透過率を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る光学素子の液晶セルの透明電極の構成を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る光学素子の液晶セルの透明電極の構成を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る光学素子の液晶セルの透明電極の構成を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る光学素子の液晶セルの第１の電極パターンおよび第２の電極パターンの構成を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る光学素子の液晶セルの透明電極の構成を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る光学素子の液晶セルの透明電極の構成を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る光学素子の液晶セルの透明電極の構成を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る光学素子の液晶セルの第１の電極パターンおよび第２の電極パターンの構成を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る光学素子の液晶セルの透明電極の構成を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る光学素子の液晶セルの透明電極の構成を説明する模式図である。
　以下、本発明の各実施形態において、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その技術的思想の要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
　図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、図示の形状そのものが本発明の解釈を限定するものではない。また、図面において、明細書中で既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、別図であっても同一の符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。
　ある一つの膜を加工して複数の構造体を形成した場合、各々の構造体は異なる機能、役割を有する場合があり、また各々の構造体はそれが形成される下地が異なる場合がある。しかしながらこれら複数の構造体は、同一の工程で同一層として形成された膜に由来するものであり、同一の材料を有する。従って、これら複数の膜は同一層に存在しているものと定義する。
　ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接して、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。
　図１～図４を参照して、本発明の一実施形態に係る光学素子１０について説明する。
［１．光学素子１０の構成］
　図１は、本発明の一実施形態に係る光学素子１０の模式的な斜視図である。図１に示すように、光学素子１０は、ｚ軸方向に積層された複数の液晶セル１００（第１の液晶セル１００－１、第２の液晶セル１００－２、第３の液晶セル１００－３、および第４の液晶セル１００－４）を含む。図示しないが、光源は、第１の液晶セル１００－１の上方に配置される。換言すると、光学素子１０は、光源側を基準として、第１の液晶セル１００－１、第２の液晶セル１００－２、第３の液晶セル１００－３、および第４の液晶セル１００－４が順次積層された構造を有する。したがって、光源から出射された光は、第１の液晶セル１００－１、第２の液晶セル１００－２、第３の液晶セル１００－３、および第４の液晶セル１００－４を順に透過する。
　複数の液晶セル１００の隣接する２つの液晶セル１００は、光学弾性樹脂層１６０を介して、接着されている。光学弾性樹脂層１６０として、例えば、透光性を有するアクリル樹脂またはエポキシ樹脂などを含む接着剤を用いることができる。
　光学素子１０は、少なくとも２つの液晶セル１００を含むことにより、無偏光の光の配光を制御することができる。そのため、光学素子１０では、例えば、液晶表示素子の表裏面に設けられる一対の偏光板を設ける必要はない。なお、図１には、４つの液晶セル１００が示されているが、光学素子１０に含まれる液晶セル１００の数は、これに限られない。光学素子１０に含まれる液晶セルの数は、５つ以上であってもよい。
　図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の一実施形態に係る光学素子１０の模式的な断面図である。具体的には、図２Ａは、図１に示すＡ１－Ａ２線に沿って切断されたｚｘ面内の模式的な断面図であり、図２Ｂは、図１に示すＢ１－Ｂ２線に沿って切断されたｙｚ面内の模式的な断面図である。なお、以下では、ｘ軸方向およびｙ軸方向を、それぞれ、第１の方向および第２の方向として記載する場合がある。すなわち、第２の方向は、第１の方向と直交する方向である。
　図２Ａおよび図２Ｂに示すように、複数の液晶セル１００の各々は、第１の基板１１０－１、第２の基板１１０－２、第１の透明電極１２０－１、第２の透明電極１２０－２、第３の透明電極１２０－３、第４の透明電極１２０－４、第１の配向膜１３０－１、第２の配向膜１３０－２、シール材１４０、および液晶層１５０を含む。第１の基板１１０－１上には、第１の透明電極１２０－１、第２の透明電極１２０－２、ならびに第１の透明電極１２０－１および第２の透明電極１２０－２を覆う第１の配向膜１３０－１が設けられている。また、第２の基板１１０－２上には、第３の透明電極１２０－３、第４の透明電極１２０－４、ならびに第３の透明電極１２０－３および第４の透明電極１２０－４を覆う第２の配向膜１３０－２が設けられている。第１の基板１１０－１と第２の基板１１０－２とは、第１の基板１１０－１上の第１の透明電極１２０－１および第２の透明電極１２０－２と、第２の基板１１０－２上の第３の透明電極１２０－３および第４の透明電極１２０－４とが対向するように配置されている。また、第１の基板１１０－１と第２の基板１１０－２とは、第１の基板１１０－１および第２の基板１１０－２の周辺部に設けられたシール材１４０を介して、接着されている。また、第１の基板１１０－１（より具体的には、第１の配向膜１３０－１）、第２の基板１１０－２（より具体的には、第２の配向膜１３０－２）、およびシール材１４０で囲まれた空間には液晶が封入され、第１の基板１１０－１と第２の基板１１０－２との間に液晶層１５０が設けられている。
　第１の基板１１０－１および第２の基板の各々として、例えば、ガラス基板、石英基板、またはサファイア基板などの透光性を有する剛性基板が用いられる。また、第１の基板１１０－１および第２の基板１１０－２の各々として、例えば、ポリイミド樹脂基板、アクリル樹脂基板、シロキサン樹脂基板、またはフッ素樹脂基板などの透光性を有する可撓性基板を用いることもできる。
　第１の透明電極１２０－１、第２の透明電極１２０－２、第３の透明電極１２０－３、および第４の透明電極１２０－４の各々は、液晶層１５０に電界を形成するための電極として機能する。第１の透明電極１２０－１、第２の透明電極１２０－２，第３の透明電極１２０－３、および第４の透明電極１２０－４の各々として、例えば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）またはインジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料が用いられる。
　液晶層１５０は、液晶分子の配向状態に応じて、透過する光を屈折し、または透過する光の偏光状態を変化させることができる。液晶層１５０の液晶として、ネマティック液晶などが用いられる。本実施形態で説明する液晶はポジ型であるが、透明電極１２０に電圧を印加しない状態における液晶分子の配向方向などを変更することによりネガ型を適用する構成も可能である。また、液晶には、液晶分子にねじれを付与するカイラル剤が含まれていることが好ましい。
　第１の配向膜１３０－１および第２の配向膜１３０－２の各々は、液晶層１５０内の液晶分子を所定の方向に配向させる。第１の配向膜１３０－１および第２の配向膜１３０－２の各々として、ポリイミド樹脂などが用いられる。なお、第１の配向膜１３０－１および第２の配向膜１３０－２の各々は、ラビング法または光配向法などの配向処理によって配向特性が付与されてもよい。ラビング法は、配向膜の表面を一方向に擦る方法である。また、光配向法は、配向膜に直線偏光の紫外線を照射する方法である。
　シール材１４０として、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂を含む接着材などが用いられる。なお、接着材は、紫外線硬化型であってもよく、熱硬化型であってもよい。
　ここで、透明電極１２０の延在方向および配向膜１３０の配向特性について説明する。
　第１の液晶セル１００－１、第２の液晶セル１００－２、第３の液晶セル１００－３、および第４の液晶セル１００－４の各々において、第１の透明電極１２０－１および第２の透明電極１２０－２の各々はｘ軸方向に延在する複数の櫛歯部とｙ軸方向に延在してこれら櫛歯部を接続する接続部を含み、第３の透明電極１２０－３および第４の透明電極１２０－４の各々はｙ軸方向に延在する複数の櫛歯部と、ｘ軸方向に延在してこれら櫛歯部を接続する接続部を含む。なお、以下では、便宜上、透明電極１２０としての説明が櫛歯部についての説明（透明電極１２０のうち、接続部を除いた部分の説明）となっている場合がある。例えば、第１の透明電極１２０－１の櫛歯部の延在方向がｘ軸方向であるとき、第１の透明電極１２０－１の延在方向がｘ軸方向であるとして説明する場合がある。
　したがって、第１の透明電極１２０－１および第２の透明電極の各々の延在方向はｘ軸方向であり、第３の透明電極１２０－３および第４の透明電極１２０－４の各々の延在方向はｙ軸方向である。第１の透明電極１２０－１および第２の透明電極１２０－２は櫛歯形状を有し、且つ、ｙ軸方向に交互に配置されている。また、第３の透明電極１２０－３および第４の透明電極１２０－４は櫛歯形状を有し、且つ、ｘ軸方向に交互に配置されている。
　以上、説明したように、４つの液晶セル１００の各々の第１の透明電極１２０－１、第２の透明電極１２０－２、第３の透明電極１２０－３、および第４の透明電極１２０－４は、延在方向が一致乃至略一致している。すなわち、光学素子１０は、４つの液晶セル１００のうちの２つが、他の２つの液晶セル１００に対して９０度回転しなければならないような構成ではなく、各液晶セル１００の回転とは関係なく、４つの液晶セル１００がそのまま積層された構成を有する。
　なお、第１の透明電極１２０－１および第２の透明電極１２０－２の延在方向は、第３の透明電極１２０－３および第４の透明電極１２０－４の延在方向と直交するが、本明細書では、直交から±１０度程度ずれて交差する場合も直交するとして説明する場合がある。
　第１の液晶セル１００－１、第２の液晶セル１００－２、第３の液晶セル１００－３、および第４の液晶セル１００－４の各々において、第１の配向膜１３０－１は、液晶分子の長軸をｙ軸方向に配向させる配向特性を有し、第２の配向膜１３０－２は、液晶分子の長軸をｘ軸方向に配向させる配向特性を有する。このような配向特性を配向膜１３０に付与するため、例えば、第１の配向膜１３０－１に対してはｙ軸方向にラビング処理が行われ、第２の配向膜１３０－２に対してはｘ軸方向にラビング処理が行われる。
　上述したように、第１の液晶セル１００－１、第２の液晶セル１００－２、第３の液晶セル１００－３、および第４の液晶セル１００－４は、基本的構造は同じである。ここで、図３Ａおよび図３Ｂを参照して、液晶セル１００を透過する光の性質について説明する。
　図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の一実施形態に係る光学素子１０の液晶セル１００の液晶層１５０の液晶分子の配向方向および液晶セル１００を透過する光の性質を説明する模式的な断面図である。具体的には、図３Ａは、透明電極１２０に電圧が印加されていない状態の液晶セル１００を示し、図３Ｂは、透明電極１２０に電圧が印加されている状態の液晶セル１００を示す。
　図３Ａは、透明電極１２０に電圧が印加されていない状態の液晶セル１００を示す。図３Ａに示すように、第１の配向膜１３０－１上の液晶分子は、長軸がｙ軸方向に沿って配向される。換言すると、第１の基板１１０－１側近傍の液晶分子の配向方向（初期配向方向）は、ｙ軸方向である。一方、第２の配向膜１３０－２上の液晶分子は、長軸がｘ軸方向に沿って配向される。換言すると、第２の基板１１０－２側近傍の液晶分子の配向方向（初期配向方向）は、ｘ軸方向である。したがって、液晶層１５０内の液晶分子は、第１の基板１１０－１から第２の基板１１０－２に向かうにつれてｚ軸方向に９０度ねじれるように配向する。この場合、液晶層１５０を透過する光は、液晶分子の配向方向にしたがって、偏光面（偏光軸または偏光成分の向き）が９０度回転される。すなわち、液晶層１５０を透過する光は、旋光する。
　図３Ｂは、透明電極１２０に電圧が印加されている状態の液晶セル１００を示す。例えば、第１の透明電極１２０－１および第３の透明電極１２０－３にＨｉｇｈ電圧（Ｈ）が印加され、第２の透明電極１２０－２および第４の透明電極１２０－４にＬｏｗ電圧（Ｌ）が印加される。すなわち、隣接する２つの透明電極１２０間で電位差が生じるように電圧が印加される。なお、以下では、隣接する２つの透明電極１２０間に生じる電界を横電界という場合がある。
　第１の基板１１０－１側近傍の液晶分子は、第１の透明電極１２０－１と第２の透明電極１２０－２との間の横電界によって、第１の基板１１０－１に対してｙ軸方向に凸円弧状に配向する。また、第２の基板１１０－２側近傍の液晶分子は、第３の透明電極１２０－３と第４の透明電極１２０－４との間の横電界によって、第２の基板１１０－２に対してｘ軸方向に凸円弧状に配向する。一方、第１の基板１１０－１と第２の基板１１０－２の間の間隔であるセルギャップｄは基板上にて隣合う電極間の距離に比して十分に大きい（例えば１０μｍ≦ｄ≦３０μｍ）ため、第１の基板１１０－１と第２の基板１１０－２との間の中央近傍に位置する液晶分子は、いずれの横電界によっても初期配向から配向状態があまり変化しない。なお、第１の基板１１０－１と第２の基板１１０－２とは、上述したように、十分に離れた基板間距離を有しているため、第１の基板１１０－１の第１の透明電極１２０－１と第２の透明電極１２０－２との間の横電界は、第２の基板１１０－２側の液晶分子の配向に対して影響を及ぼさない、または、無視できるほどに小さい。同様に、第２の基板１１０－２の第３の透明電極１２０－３と第４の透明電極１２０－４との間の横電界は、第１の基板１１０－１側の液晶分子の配向に対して影響を及ぼさない、または、無視できるほどに小さい。
　光源から出射された光は、ｘ軸方向の偏光成分（Ｐ偏光成分）およびｙ軸方向の偏光成分（Ｓ偏光成分）を有するが、以下では、便宜上、光をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分けて説明する。すなわち、光源から出射された光は、Ｐ偏光成分を有する第１の偏光１０００－１およびＳ偏光成分を有する第２の偏光１０００－２を含む（図３Ｂの（１）参照）。
　図３Ｂにおいて、液晶セル１００に入射した第１の偏光１０００－１のＰ偏光成分は、第１の基板１１０－１側の液晶分子の配向方向と異なるため、第１の偏光１０００－１は拡散されない（図３Ｂの（２）参照）。第１の偏光１０００－１が、第１の基板１１０－１から第２の基板１１０－２に向かうと、第１の偏光１０００－１は液晶層１５０を通過する過程で旋光し、偏光成分がＰ偏光成分からＳ偏光成分に変化する。Ｓ偏光成分を有する第１の偏光１０００－１は、第２の基板１１０－２側の液晶分子の配向方向と異なるため、第１の偏光１０００－１は拡散されない（図３Ｂの（３）参照）。また、液晶セル１００から出射される第１の偏光１０００－１は、Ｓ偏光成分を有する（図３Ｂの（４）参照）。
　一方、液晶セル１００に入射した第２の偏光１０００－２のＳ偏光成分は、第１の基板１１０－１側の液晶分子の配向方向と同じであるため、当該液晶分子の屈折率分布にしたがってｙ軸方向に拡散される（図３Ｂの（２）参照）。第２の偏光１０００－２が、第１の基板１１０－１から第２の基板１１０－２に向かうと、第２の偏光１０００－２は液晶層１５０を通過する過程で旋光し、偏光成分がＳ偏光成分からＰ偏光成分に変化する。第２の偏光１０００－２のＰ偏光成分は、第２の基板１１０－２側の液晶分子の配向方向と同じであるため、当該液晶分子の屈折率分布にしたがってｘ軸方向に拡散される（図３Ｂの（３）参照）。また、液晶セル１００から出射される第２の偏光１０００－２は、Ｐ偏光成分を有する（図３Ｂの（４）参照）。
　以上からわかるように、液晶セル１００では、透明電極１２０が形成する横電界の方向、ならびに液晶分子が有する旋光性および屈折率分布を利用して、所定の方向に光を拡散することができる。光学素子１０では、複数の液晶セル１００を用いることにより、各液晶セル１００の光の拡散を制御し、様々な配光形状を形成することができる。なお、配光形状は、透明電極１２０に印加する電圧の大きさによっても制御することができる。
　ここで、図４を参照して、本実施形態の光学素子１０と従来の光学素子との配光特性の比較を示す。なお、ここで説明する従来の光学素子は、光学素子１０の第３の液晶セル１００－３および第４の液晶セル１００－４が９０度回転された構造を有する。
　図４は、本発明の一実施形態に係る光学素子１０および従来の光学素子の透過率を示すグラフである。具体的には、図４のグラフには、極角に対する透過率が示されている。光学素子１０および従来の光学素子の透過率は、ＬＣＤ評価装置（大塚電子株式製ＬＣＤ－５２００）を用いて測定した。極角０度の方向は、第４の液晶セル１００－４の第２の基板１１０－２に対して垂直方向である。透明電極１２０に電圧を印加していないときの極角０度の透過率を１００（％）とし、透明電極１２０に電圧を印加したときの透過率を測定した。なお、極角０度の透過率に対して半分の透過率になる極角の絶対値を半値半幅として定義する。
　光学素子１０の半値半幅は３８度であった。一方、従来の光学素子の半値半幅は２９度であった。光学素子１０は、液晶セル１００での光の拡散が均一化された結果、従来の光学素子よりも大きな半値半幅を有することがわかった。
　以上、説明したように、本発明の一実施形態に係る光学素子１０では、光の拡散を均一化することができる。したがって、光学素子１０では、均一な配光を得ることができる。
＜第１実施形態の変形例１＞
　図５を参照して、本発明の一実施形態に係る光学素子１０の一変形例である光学素子１０Ａについて説明する。以下では、光学素子１０Ａの構成が光学素子１０の構成と同様であるとき、光学素子１０Ａの構成の説明を省略する場合がある。
　図５は、本発明の一実施形態に係る光学素子１０Ａの液晶セル１００Ａの透明電極１２０Ａの構成を説明する模式図である。光学素子１０Ａは、４つの液晶セル１００Ａを含む。すなわち、光学素子１０Ａでは、第１の液晶セル１００Ａ－１、第２の液晶セル１００Ａ－２、第３の液晶セル１００Ａ－３、および第４の液晶セル１００Ａ－４が順次積層されている。第１の液晶セル１００Ａ－１、第２の液晶セル１００Ａ－２、第３の液晶セル１００Ａ－３、および第４の液晶セル１００Ａ－４の各々は、ｘ軸方向に延在する第１の透明電極１２０Ａ－１および第２の透明電極１２０Ａ－２が設けられた第１の基板１１０Ａ－１、ならびにｙ軸方向に延在する第３の透明電極１２０Ａ－３および第４の透明電極１２０Ａ－４が設けられた第２の基板１１０Ａ－２を含む。なお、各基板に沿って示される矢印は、当該基板における配向膜の配向の向き（初期配向方向）を示している（図６、図７、図９、図１０、図１１、図１３、および図１４においても同様である。）。
　第１の基板１１０Ａ－１および第２の基板１１０Ａ－２上には、それぞれ、液晶を駆動するための第１の電極パターンおよび第２の電極パターンが形成されている。第１の電極パターンは、第１の透明電極１２０Ａ－１および第２の透明電極１２０Ａ－２がｙ軸方向に交互に配置されたパターンである。第２の電極パターンは、第３の透明電極１２０Ａ－３および第４の透明電極１２０Ａ－４がｘ軸方向に交互に配置されたパターンである。
　液晶セル１００Ａの第１の電極パターンは、第１の透明電極１２０Ａ－１および第２の透明電極１２０Ａ－２の間の電極間ピッチ（第１の透明電極１２０Ａ－１の中心線と第２の透明電極１２０Ａ－２の中心線との間のｙ軸方向における距離）を少なくとも２つ含む（図５の電極間ピッチｐ１、ｐ２）。また、液晶セル１００Ａの第２の電極パターンは、第３の透明電極１２０Ａ－３および第４の透明電極１２０Ａ－４の間の電極間ピッチ（第３の透明電極１２０Ａ－３の中心線と第４の透明電極１２０Ａ－４の中心線との間のｘ方向における距離）を少なくとも２つ含む（図５の電極間ピッチｐ３、ｐ４）。なお、各電極パターンは、２以上の電極間ピッチを含む構成であってもよい。すなわち、第１の電極パターン及び第２の電極パターンの各々は、隣接する２つの電極の電極間ピッチがすべて異なる構成も採用可能である。このように、各電極パターンにおいて、少なくとも２以上の電極間ピッチを有する構成を不等ピッチと称することとする。
　また、第１の電極パターンと第２の電極パターンとが同じである構成も採用可能である。
　４つの液晶セル１００Ａは、それぞれが同じ第１の電極パターンおよび第２の電極パターンを有する構成であってもよく、１つの液晶セル１００Ａの第１の電極パターンおよび第２の電極パターンが、それぞれ、別の１つの液晶セル１００Ａの第２の電極パターンおよび第１の電極パターンと同じ構成であってもよい。第１の電極パターンおよび第２の電極パターンの一方が同じであり、第１の電極パターンおよび第２の電極パターンの他方が異なる構成であってもよい。もちろん、４つの液晶セル１００Ａは、互いに異なる第１の電極パターンおよび第２の電極パターンを有する構成であってもよい。但し、４つの液晶セル１００Ａが、互いに異なる第１の電極パターンおよび第２の電極パターンを有する構成である場合、各液晶セル１００Ａでの拡散状態が変化するため、特定の波長の光強度が強められることをさらに抑制することができる。そのため、４つの液晶セル１００Ａは、互いに異なる第１の電極パターンおよび第２の電極パターンを有する構成、すなわち、４つの液晶セル１００Ａの電極パターンが全て異なる不等ピッチで構成されていることが好ましい。
　以上、説明したように、本発明の一実施形態に係る光学素子１０Ａでは、特定の波長の光強度が強められることを抑制することができる。したがって、光学素子１０Ａでは、色付きが抑制された均一な配光を得ることができる。
＜第１実施形態の変形例２＞
　図６を参照して、本発明の一実施形態に係る光学素子１０の別の変形例である光学素子１０Ｂについて説明する。以下では、光学素子１０Ｂの構成が光学素子１０の構成と同様であるとき、光学素子１０Ｂの構成の説明を省略する場合がある。
　図６は、本発明の一実施形態に係る光学素子１０Ｂの液晶セル１００Ｂの透明電極１２０Ｂの構成を説明する模式図である。光学素子１０Ｂは、４つの液晶セル１００Ｂを含む。すなわち、光学素子１０Ｂでは、第１の液晶セル１００Ｂ－１、第２の液晶セル１００Ｂ－２、第３の液晶セル１００Ｂ－３、および第４の液晶セル１００Ｂ－４が順次積層されている。第１の液晶セル１００Ｂ－１、第２の液晶セル１００Ｂ－２、第３の液晶セル１００Ｂ－３、および第４の液晶セル１００Ｂ－４の各々は、ｘ軸方向に延在する第１の透明電極１２０Ｂ－１および第２の透明電極１２０Ｂ－２が設けられた第１の基板１１０Ｂ－１、ならびにｙ軸方向に延在する第３の透明電極１２０Ｂ－３および第４の透明電極１２０Ｂ－４が設けられた第２の基板１１０Ｂ－２を含む。
　第１の基板１１０Ｂ－１および第２の基板１１０Ｂ－２上には、それぞれ、液晶を駆動するための第１の電極パターンおよび第２の電極パターンが形成されている。第１の電極パターンは、第１の透明電極１２０Ｂ－１および第２の透明電極１２０Ｂ－２がｙ軸方向に交互に配置されたパターンである。第２の電極パターンは、第３の透明電極１２０Ｂ－３および第４の透明電極１２０Ｂ－４がｙ軸方向に交互に配置されたパターンである。
　液晶セル１００Ｂの第１の電極パターンにおいて、少なくとも第１の透明電極１２０Ｂ－１の櫛歯部の幅ｗ１は、第２の透明電極１２０Ｂ－２の櫛歯部の幅ｗ２と異なる。また、液晶セル１００Ｂの第２の電極パターンにおいて、第３の透明電極１２０Ｂ－３の櫛歯部の幅ｗ３は、第４の透明電極１２０Ｂ－４の櫛歯部の幅ｗ４と異なる。第１の透明電極１２０Ｂ－１の櫛歯部の幅ｗ１は、第３の透明電極１２０Ｂ－３の櫛歯部の幅ｗ３および第４の透明電極の櫛歯部の幅ｗ４と同じであってもよく、異なっていてもよい。また、第３の透明電極１２０Ｂ－３の櫛歯部の幅ｗ３は、第１の透明電極１２０Ｂ－１の櫛歯部の幅ｗ１および第２の透明電極１２０Ｂ－２の櫛歯部の幅ｗ２と同じであってもよく、異なっていてもよい。なお、第１の透明電極１２０Ｂ－１の複数の櫛歯部の幅ｗ１は、それぞれ異なっていてもよく、一部が同じであってもよい。第２の透明電極１２０Ｂ－２の複数の櫛歯部の幅ｗ２、第３の透明電極１２０Ｂ－３の複数の櫛歯部の幅ｗ３、および第４の透明電極１２０Ｂ－４の複数の櫛歯部の幅ｗ４も同様である。また、隣接する２つの第１の透明電極１２０Ｂ－１と第２の透明電極１２０Ｂ－２との間の間隔は、すべて同じであってよく、一部が同じであってもよく、またはすべて異なっていてもよい。第１の透明電極１２０Ｂ－１の櫛歯部の幅ｗ１と第２の透明電極１２０Ｂ－２の櫛歯部の幅ｗ２とが異なり、および／または第１の透明電極１２０－１および第２の透明電極１２０－２の櫛歯部の間隔が異なることにより、第１の電極パターンにおいて不等ピッチが実現される。第２の電極パターンについても同様である。
　４つの液晶セル１００Ｂは、互いに異なる第１の電極パターンおよび第２の電極パターンを有する構成である。例えば、第１の液晶セル１００Ｂ－１の第１の透明電極の幅ｗ１は、第２の液晶セル１００Ｂ－２、第３の液晶セル１００Ｂ－３、および第４の液晶セル１００Ｂ－４の各々の幅ｗ１と異なる。この場合、各液晶セル１００Ｂでの拡散状態が変化するため、特定の波長の光強度が強められることを抑制することができる。
　以上、説明したように、本発明の一実施形態に係る光学素子１０Ｂでは、特定の波長の光強度が強められることを抑制することができる。したがって、光学素子１０Ｂでは、色付きが抑制された均一な配光を得ることができる。
＜第２実施形態＞
　図７および図８を参照して、本発明の一実施形態に係る光学素子２０について説明する。以下では、光学素子２０の構成が光学素子１０の構成と同様であるとき、光学素子２０の構成の説明を省略する場合がある。
　図７は本発明の一実施形態に係る光学素子２０の液晶セル２００の透明電極２２０の構成を説明する模式図である。光学素子２０は、４つの液晶セル２００を含む。すなわち、光学素子２０では、第１の液晶セル２００－１、第２の液晶セル２００－２、第３の液晶セル２００－３、および第４の液晶セル２００－４が順次積層されている。第１の液晶セル２００－１、第２の液晶セル２００－２、第３の液晶セル２００－３、および第４の液晶セル２００－４の各々は、第１の透明電極２２０－１および第２の透明電極２２０－２が設けられた第１の基板２１０－１、ならびに第３の透明電極２２０－３および第４の透明電極２２０－４が設けられた第２の基板２１０－２を含む。
　第１の基板２１０－１および第２の基板２１０－２上には、それぞれ、液晶を駆動するための第１の電極パターンおよび第２の電極パターンが形成されている。ここで、図８を参照して、液晶セル２００の第１の電極パターンおよび第２の電極パターンについて詳細に説明する。
　図８は、本発明の一実施形態に係る光学素子２０の液晶セル２００の第１の電極パターンおよび第２の電極パターンの構成を説明する模式図である。第１の電極パターンは、ｘ軸方向に対して第１の角度θ１を有する方向に延在する第１の透明電極２２０－１および第２の透明電極２２０－２がｙ軸方向に交互に配置されたパターンである。第２の電極パターンは、ｙ軸方向に対して第２の角度θ２を有する方向に延在する第３の透明電極２２０－３および第４の透明電極２２０－４がｘ軸方向に交互に配置されたパターンである。第１の角度θ１は、第２の角度θ２と同じであってもよく、この場合、第１の基板１１０－１側の透明電極２２０と第２の基板１１０－２側の透明電極２２０は、平面視において互いに直交する。もちろん、第１の角度θ１と第２の角度θ２とは、互いに異なっていてもよい。第１の角度θ１および第２の角度θ２の各々は、－５度以上＋５度以下であり、好ましくは－３度以上＋３度以下である。なお、第１の角度θ１および第２の角度θ２という違いを有するが、４つの液晶セル２００の各々の第１の透明電極２２０－１、第２の透明電極２２０－２、第３の透明電極２２０－３、および第４の透明電極２２０－４の延在方向は、基本的には同じである。すなわち、光学素子２０は、４つの液晶セル２００のうちの２つが、他の２つの液晶セル２００に対して９０度回転しなければならないような構成ではなく、各液晶セル２００の回転とは関係なく、４つの液晶セル２００が積層された構成を有する。
　また、図８中に示す矢印Ａは、第１の基板２１０－１の第１の電極パターンに対する第１の配向膜１３０－１の初期配向の向きを示している。矢印Ａに示す通り、当該初期配向方向はｙ軸に平行である。なお、当該初期配向の向きは、ｙ軸に平行な方向から第１の電極パターンと直交する方向（図中二点鎖線で示す矢印Ｂ）までの範囲で任意に設定可能である。すなわち、第１の電極パターンにおける初期配向の向きは、ｙ軸に平行な向きから当該ｙ軸に対してθ１までの範囲で任意に設定可能である。
　同様に、図８中に示す矢印Ｃは、第２の基板２１０－２の第２の電極パターンに対する第２の配向膜１３０－２の初期配向の向きを示している。矢印Ｃに示す通り、当該初期配向方向はｘ軸に平行である。なお、当該初期配向の向きは、ｘ軸に平行な方向から第２の電極パターンと直交する方向（図中二点鎖線で示す矢印Ｄ）までの範囲で任意に設定可能である。すなわち、第２の電極パターンにおける初期配向の向きは、ｘ軸に平行な向きから当該ｙ軸に対してθ２までの範囲で任意に設定可能である。
　なお、図７に示される初期配向の向きは、第１の電極パターンにおける上記矢印Ａおよび第２の電極パターンにおける上記矢印Ｃを代表して示しているが、図７に示す初期配向の向きが上述の如く対応する電極パターンと直交する範囲で設定可能であることは言うまでもない。
　４つの液晶セル２００は、互いに異なる第１の電極パターンおよび第２の電極パターンを有する構成である。具体的には、第１の液晶セル２００－１、第２の液晶セル２００－２、第３の液晶セル２００－３、および第４の液晶セル２００－４は、互いに異なる第１の角度θ１または第２の角度θ２を有する。例えば、各液晶セル２００において第１の角度θ１と第２の角度θ２とが同じである場合（例えば、第１の液晶セル２００－１の第１の角度θ１と第２の角度θ２が同じ場合）、第１の液晶セル２００－１、第２の液晶セル２００－２、第３の液晶セル２００－３、および第４の液晶セル２００－４の第１の角度θ１は、それぞれ、－１度、＋１度、＋３度、および－３度である。この場合、各液晶セル２００での拡散状態が変化するため、特定の波長の光強度が強められることを抑制することができる。
　なお、図７に示すように、４つの液晶セルの各基板の初期配向の向きに着目すると、第１の液晶セル２００－１の第１の基板２１０－１と第４の液晶セル２００－４の第１の基板２１０－１の配向方向は同じであり（第１の配向方向）、第２の液晶セル２００－２の第１の基板２１０－１と第３の液晶セル２００－３の第１の基板２１０－１の配向方向は同じであり（第２の配向方向）、かつ、第１の配向方向とは反対の方向を向いている。また、第１の液晶セル２００－１の第２の基板２１０－２と第４の液晶セル２００－４の第２の基板２１０－２の配向方向は同じであり（第３の配向方向）、第１の配向方向に対して交差している。第２の液晶セル２００－２の第２の基板２１０－２と第３の液晶セル２００－３の第２の基板２１０－２の配向方向は同じであり（第４の配向方向）、かつ、第３の配向方向とは反対の方向を向いている。このように各基板において初期配向方向を設定することにより、光学素子２０全体で見た場合に初期配向の向きがバランスよく設けられ、光学素子を通過する光の左右または上下のバランスも保たれる。
　以上、説明したように、本発明の一実施形態に係る光学素子２０では、特定の波長の光強度が強められることを抑制することができる。したがって、光学素子２０では、色付きが抑制された均一な配光を得ることができる。
＜第２実施形態の変形例１＞
　図９を参照して、本発明の一実施形態に係る光学素子２０の一変形例である光学素子２０Ａについて説明する。以下では、光学素子２０Ａの構成が光学素子２０の構成と同様であるとき、光学素子２０Ａの構成の説明を省略する場合がある。
　図９は、本発明の一実施形態に係る光学素子２０Ａの液晶セル２００Ａの透明電極２２０Ａの構成を説明する模式図である。光学素子２０Ａは、４つの液晶セル２００Ａを含む。すなわち、光学素子２０Ａでは、第１の液晶セル２００Ａ－１、第２の液晶セル２００Ａ－２、第３の液晶セル２００Ａ－３、および第４の液晶セル２００Ａ－４が順次積層されている。第１の液晶セル２００Ａ－１、第２の液晶セル２００Ａ－２、第３の液晶セル２００Ａ－３、および第４の液晶セル２００Ａ－４の各々は、第１の透明電極２２０Ａ－１および第２の透明電極２２０Ａ－２が設けられた第１の基板２１０Ａ－１、ならびに第３の透明電極２２０Ａ－３および第４の透明電極２２０Ａ－４が設けられた第２の基板２１０Ａ－２を含む。
　第１の基板２１０Ａ－１および第２の基板２１０Ａ－２上には、それぞれ、液晶を駆動するための第１の電極パターンおよび第２の電極パターンが形成されている。第１の電極パターンは、ｘ軸方向に対して第１の角度θ１を有する方向に延在する第１の透明電極２２０Ａ－１および第２の透明電極２２０Ａ－２がｙ軸方向に交互に配置されたパターンであり、第１の透明電極２２０Ａ－１および第２の透明電極２２０Ａ－２の間の電極間ピッチを少なくとも２つ含む（図９の電極間ピッチｐ１、ｐ２参照）。また、第２の電極パターンは、ｙ軸方向に対して第２の角度θ２を有する方向に延在する第３の透明電極２２０Ａ－３および第４の透明電極２２０Ａ－４がｘ軸方向に交互に配置されたパターンであり、第３の透明電極２２０Ａ－３および第４の透明電極２２０Ａ－４の間の電極間ピッチを少なくとも２つ含む（図９の電極間ピッチｐ３、ｐ４参照）。
　４つの液晶セル２００Ａは、互いに異なる第１の電極パターンおよび第２の電極パターンを有する構成である。具体的には、第１の液晶セル２００Ａ－１、第２の液晶セル２００Ａ－２、第３の液晶セル２００Ａ－３、および第４の液晶セル２００Ａ－４は、互いに異なる第１の角度θ１または第２の角度θ２を有する。例えば、各液晶セル２００Ａにおいてに第１の角度θ１と第２の角度θ２とが同じである場合（例えば、第１の液晶セル２００Ａ－１の第１の角度θ１と第２の角度θ２とが同じ場合）、第１の液晶セル２００Ａ－１、第２の液晶セル２００Ａ－２、第３の液晶セル２００Ａ－３、および第４の液晶セル２００Ａ－４の第１の角度θ１は、それぞれ、－１度、＋１度、＋３度、および－３度である。この場合、各液晶セル２００Ａでの拡散状態が変化するため、特定の波長の光強度が強められることをさらに抑制することができる。
　なお、第１の透明電極２２０Ａ－１の複数の櫛歯部の幅ｗ１は、それぞれ異なっていてもよく、一部が同じであってもよい。第２の透明電極２２０Ａ－２の複数の櫛歯部の幅ｗ２、第３の透明電極２２０Ａ－３の複数の櫛歯部の幅ｗ３、および第４の透明電極２２０Ａ－４の複数の櫛歯部の幅ｗ４も同様である。また、隣接する２つの第１の透明電極２２０Ａ－１と第２の透明電極２２０Ａ－２との間の間隔は、すべて同じであってよく、一部が同じであってもよく、またはすべて異なっていてもよい。第１の透明電極２２０Ａ－１の櫛歯部の幅ｗ１と第２の透明電極２２０Ａ－２の櫛歯部の幅ｗ２とが異なり、および／または第１の透明電極２２０Ａ－１および第２の透明電極２２０Ａ－２の櫛歯部の間隔が異なることにより、第１の電極パターンにおいて不等ピッチが実現される。第２の電極パターンについても同様である。
　以上、説明したように、本発明の一実施形態に係る光学素子２０Ａでは、特定の波長の光強度が強められることを抑制することができる。したがって、光学素子２０Ａでは、色付きが抑制された均一な配光を得ることができる。
＜第２実施形態の変形例２＞
　図１０を参照して、本発明の一実施形態に係る光学素子２０の別の変形例である光学素子２０Ｂについて説明する。以下では、光学素子２０Ｂの構成が光学素子２０または光学素子２０Ａの構成と同様であるとき、光学素子２０Ｂの構成の説明を省略する場合がある。
　図１０は、本発明の一実施形態に係る光学素子２０Ｂの液晶セル２００Ｂの透明電極２２０Ｂの構成を説明する模式図である。光学素子２０Ｂは、４つの液晶セル２００Ｂを含む。すなわち、光学素子２０Ｂでは、第１の液晶セル２００Ｂ－１、第２の液晶セル２００Ｂ－２、第３の液晶セル２００Ｂ－３、および第４の液晶セル２００Ｂ－４が順次積層されている。第１の液晶セル２００Ｂ－１、第２の液晶セル２００Ｂ－２、第３の液晶セル２００Ｂ－３、および第４の液晶セル２００Ｂ－４の各々は、第１の透明電極２２０Ｂ－１および第２の透明電極２２０Ｂ－２が設けられた第１の基板２１０Ｂ－１、ならびに第３の透明電極２２０Ｂ－３および第４の透明電極２２０Ｂ－４が設けられた第２の基板２１０Ｂ－２を含む。
　第１の基板２１０Ｂ－１および第２の基板２１０Ｂ－２上には、それぞれ、液晶を駆動するための第１の電極パターンおよび第２の電極パターンが形成されている。第１の電極パターンは、ｘ軸方向に対して第１の角度θ１を有する方向に延在する第１の透明電極２２０Ｂ－１および第２の透明電極２２０Ｂ－２がｙ軸方向に交互に配置されたパターンである。第２の電極パターンは、ｙ軸方向に対して第２の角度θ２を有する方向に延在する第３の透明電極２２０Ｂ－３および第４の透明電極２２０Ｂ－４がｘ軸方向に交互に配置されたパターンである。
　第１の液晶セル２００Ｂ－１および第３の液晶セル２００Ｂ－３の各々の第１の電極パターンは、第１の透明電極２２０Ｂ－１および第２の透明電極２２０Ｂ－２の間の電極間ピッチを少なくとも２つ含む（図１０の電極間ピッチｐ１、ｐ２参照）。また、第１の液晶セル２００Ｂ－１および第３の液晶セル２００Ｂ－３の各々の第２の電極パターンは、第３の透明電極２２０Ｂ－３および第４の透明電極２２０Ｂ－４の間の電極間ピッチを少なくとも２つ含む（図１０の電極間ピッチｐ３、ｐ４参照）。
　一方、第２の液晶セル２００Ｂ－２および第４の液晶セル２００Ｂ－４の各々の第１の電極パターンは、第１の透明電極２２０Ｂ－１および第２の透明電極２２０Ｂ－２の間の電極間ピッチを１つ含む（図１０の電極間ピッチｐ５参照）。また、第２の液晶セル２００Ｂ－２および第４の液晶セル２００Ｂ－４の各々の第２の電極パターンは、第３の透明電極２２０Ｂ－３および第４の透明電極２２０Ｂ－４の間の電極間ピッチを１つ含む（図１０の電極間ピッチｐ６参照）。すなわち、第２の液晶セル２００Ｂ－２および第４の液晶セル２００Ｂ－４の各々の電極パターンは、いずれも等ピッチである。なお、第２の液晶セル２００Ｂ－２および第４の液晶セル２００Ｂ－４の各々において、第１の電極パターンの電極間ピッチｐ５と第２の電極パターンの電極間ピッチｐ６とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。また、これら第１の電極パターンの電極間ピッチｐ５と第２の電極パターンの電極間ピッチｐ６が同じである構成も採用可能である。
　第１の液晶セル２００Ｂ－１、第２の液晶セル２００Ｂ－２、第３の液晶セル２００Ｂ－３、および第４の液晶セル２００Ｂ－４は、互いに異なる第１の角度θ１または第２の角度θ２を有する。例えば、各液晶セル２００Ｂにおいて第１の角度θ１と第２の角度θ２とが同じである場合（例えば、第１の液晶セル２００－１の第１の角度θ１と第２の角度θ２が同じ場合）、第１の液晶セル２００Ｂ－１、第２の液晶セル２００Ｂ－２、第３の液晶セル２００Ｂ－３、および第４の液晶セル２００Ｂ－４の第１の角度θ１は、それぞれ、－１度、＋１度、＋３度、および－３度である。そのため、第２の液晶セル２００Ｂ－２および第４の液晶セル２００Ｂ－４の電極間ピッチが同じ場合でも、第１の角度θ１が異なるため、４つの液晶セル２００Ｂは、互いに異なる第１の電極パターンおよび第２の電極パターンを有する構成である。この場合、各液晶セル２００Ｂでの拡散状態が変化するため、特定の波長の光強度が強められることを抑制することができる。
　なお、第１の液晶セル２００Ｂ－１および第３の液晶セル２００Ｂ－３の各々における第１の透明電極２２０Ｂ－１の複数の櫛歯部の幅ｗ１は、それぞれ異なっていてもよく、一部が同じであってもよい。第１の液晶セル２００Ｂ－１および第３の液晶セル２００Ｂ－３の各々における第２の透明電極２２０Ｂ－２の複数の櫛歯部の幅ｗ２、第３の透明電極２２０Ｂ－３の複数の櫛歯部の幅ｗ３、および第４の透明電極２２０Ｂ－４の複数の櫛歯部の幅ｗ４も同様である。また、第１の液晶セル２００Ｂ－１および第３の液晶セル２００Ｂ－３において、隣接する２つの第１の透明電極２２０Ｂ－１と第２の透明電極２２０Ｂ－２との間の間隔は、すべて同じであってよく、一部が同じであってもよく、またはすべて異なっていてもよい。第１の透明電極２２０Ｂ－１の櫛歯部の幅ｗ１と第２の透明電極２２０Ｂ－２の櫛歯部の幅ｗ２とが異なり、および／または第１の透明電極２２０Ｂ－１および第２の透明電極２２０Ｂ－２の櫛歯部の間隔が異なることにより、第１の電極パターンにおいて不等ピッチが実現される。第２の電極パターンについても同様である。
　上述した光学素子２０Ｂは、第１の液晶セル２００Ｂ－１および第３の液晶セル２００Ｂ－３の各電極パターンが不等ピッチであって、第２の液晶セル２００Ｂ－２および第４の液晶セル２００Ｂ－４の各電極パターンが等ピッチである構成を有する。しかしながら、光学素子２０Ｂは、第１の液晶セル２００Ｂ－１および第３の液晶セル２００Ｂ－３の各電極パターンが等ピッチであって、第２の液晶セル２００Ｂ－２および第４の液晶セル２００Ｂ－４の各電極パターンが不等ピッチである構成も採用可能である。また、光学素子２０Ｂは、第１の液晶セル２００Ｂ－１および第４の液晶セル２００Ｂ－４の各電極パターンが不等ピッチであって、第２の液晶セル２００Ｂ－２および第３の液晶セル２００Ｂ－３の各電極パターンが等ピッチである構成も採用可能である。さらに、４つの液晶セル２００Ｂのうちの１つまたは３つが不等ピッチであって、他の３つまたは１つが等ピッチである構成、またはその逆の構成も採用可能である。
　以上、説明したように、本発明の一実施形態に係る光学素子２０Ｂでは、特定の光強度が強められることを抑制することができる。したがって、光学素子２０Ｂでは、色付きが抑制された均一な配光を得ることができる。
＜第３実施形態＞
　図１１および図１２を参照して、本発明の一実施形態に係る光学素子３０について説明する。以下では、光学素子３０の構成が光学素子１０または光学素子２０の構成と同様であるとき、光学素子３０の構成の説明を省略する場合がある。
　図１１は本発明の一実施形態に係る光学素子３０の液晶セル３００の透明電極３２０の構成を説明する模式図である。光学素子３０は、４つの液晶セル３００を含む。すなわち、光学素子３０では、第１の液晶セル３００－１、第２の液晶セル３００－２、第３の液晶セル３００－３、および第４の液晶セル３００－４が順次積層されている。第１の液晶セル３００－１、第２の液晶セル３００－２、第３の液晶セル３００－３、および第４の液晶セル３００－４の各々は、第１の透明電極３２０－１および第２の透明電極３２０－２が設けられた第１の基板３１０－１、ならびに第３の透明電極３２０－３および第４の透明電極３２０－４が設けられた第２の基板３１０－２を含む。
　第１の基板３１０－１および第２の基板３１０－２上には、それぞれ、液晶を駆動するための第１の電極パターンおよび第２の電極パターンが形成されている。ここで、図１２を参照して、液晶セル３００の第１の電極パターンおよび第２の電極パターンについて詳細に説明する。
　図１２は、本発明の一実施形態に係る光学素子３０の液晶セル３００の第１の電極パターンおよび第２の電極パターンの構成を説明する模式図である。第１の電極パターンは、くの字形状を有する第１の透明電極３２０－１および第２の透明電極３２０－２がｙ軸方向に交互に配置されたパターンである。具体的には、第１の透明電極３２０－１は、ｘ軸方向に対して第１の角度θ１を有する方向に延在し、ｘ軸方向に対して第２の角度θ２を有する方向に屈曲する。第２の透明電極３２０－２は、ｘ軸方向に対して第２の角度θ２を有する方向に延在し、ｘ軸方向に対して第１の角度θ１を有する方向に屈曲する。また、第２の電極パターンは、くの字形状を有する第３の透明電極３２０－３および第４の透明電極３２０－４がｘ軸方向に交互に配置されたパターンである。具体的には、第３の透明電極３２０－３は、ｙ軸方向に対して第３の角度θ３を有する方向に延在し、ｙ軸方向に対して第４の角度θ４を有する方向に屈曲する。第４の透明電極３２０－４は、ｙ軸方向に対して第４の角度θ４を有する方向に延在し、ｙ軸方向に対して第３の角度θ３を有する方向に屈曲する。
　第１の角度θ１は、第３の角度θ３と同じであってもよく、異なっていてもよい。また、第２の角度θ２は、第４の角度θ４と同じであってもよく、異なっていてもよい。なお、透明電極３２０は、くの字形状を有するため、第１の角度θ１と第２の角度θ２とは正負の符号が逆であり、第３の角度θ３と第４の角度θ４とは正負の符号が逆である。第１の角度θ１、第２の角度θ２、第３の角度θ３、および第４の角度θ４の各々は、－５度以上＋５度以下であり、好ましくは－３度以上＋３度以下である。なお、第１の角度θ１、第２の角度θ２、第３の角度θ３、および第４の角度θ４という違いを有するが、４つの液晶セル３００の各々の第１の透明電極３２０－１、第２の透明電極３２０－２、第３の透明電極３２０－３、および第４の透明電極３２０－４の延在方向は、基本的には同じである。すなわち、光学素子３０は、４つの液晶セル３００のうちの２つが、他の２つの液晶セル３００に対して９０度回転しなければならないような構成ではなく、各液晶セル３００の回転とは関係なく、４つの液晶セル３００が積層された構成を有する。
　また、図１２中に示す矢印Ｅは、第１の基板３１０－１の第１の電極パターンに対する配向膜の初期配向の向きを示している。矢印Ｅに示す通り、当該初期配向方向はｙ軸に平行である。
　同様に、図１２中に示す矢印Ｆは、第２の基板３１０－２の第２の電極パターンに対する配向膜の初期配向の向きを示している。矢印Ｆに示す通り、当該初期配向方向はｘ軸に平行である。
　４つの液晶セル３００は、互いに異なる第１の電極パターンおよび第２の電極パターンを有する構成である。具体的には、第１の液晶セル３００－１、第２の液晶セル３００－２、第３の液晶セル３００－３、および第４の液晶セル３００－４は、互いに第１の角度θ１および第２の角度θ２の少なくとも一方が異なる。例えば、各液晶セル３００において第１の角度θ１および第２の角度θ２が、それぞれ、第３の角度θ３および第４の角度θ４と同じである場合（例えば、第１の液晶セル３００－１の第１の角度θ１および第２の角度θ２と、第３の角度θ３および第４の角度θ４がそれぞれ同じ場合）、第１の液晶セル３００－１、第２の液晶セル３００－２、第３の液晶セル３００－３、および第４の液晶セル３００－４の（第１の角度θ１，第２の角度θ２）は、それぞれ、（－１度，＋３度）、（＋１度，－３度）、（＋３度，－１度）、および（－３度，＋１度）である。この場合、各液晶セル３００での拡散状態が変化するため、特定の波長の光強度が強められることを抑制することができる。また、透明電極３２０がくの字形状を有していることにより、透明電極３２０が周期性を有して重畳することを防止することができる。
　以上、説明したように、本発明の一実施形態に係る光学素子３０では、透明電極３２０が周期性を有して重畳することを防止するとともに、特定の波長の光強度が強められることを抑制することができる。したがって、光学素子３０では、モアレおよび色付きが抑制された均一な配光を得ることができる。
＜第３実施形態の変形例１＞
　図１３を参照して、本発明の一実施形態に係る光学素子３０の一変形例である光学素子３０Ａについて説明する。以下では、光学素子３０Ａの構成が光学素子３０の構成と同様であるとき、光学素子３０Ａの構成の説明を省略する場合がある。
　図１３は、本発明の一実施形態に係る光学素子３０Ａの液晶セル３００Ａの透明電極３２０Ａの構成を説明する模式図である。光学素子３０Ａは、４つの液晶セル３００Ａを含む。すなわち、光学素子３０Ａでは、第１の液晶セル３００Ａ－１、第２の液晶セル３００Ａ－２、第３の液晶セル３００Ａ－３、および第４の液晶セル３００Ａ－４が順次積層されている。第１の液晶セル３００Ａ－１、第２の液晶セル３００Ａ－２、第３の液晶セル３００Ａ－３、および第４の液晶セル３００Ａ－４の各々は、第１の透明電極３２０Ａ－１および第２の透明電極３２０Ａ－２が設けられた第１の基板３１０Ａ－１、ならびに第３の透明電極３２０Ａ－３および第４の透明電極３２０Ａ－４が設けられた第２の基板３１０Ａ－２を含む。
　第１の基板３１０Ａ－１および第２の基板３１０Ａ－２上には、それぞれ、液晶を駆動するための第１の電極パターンおよび第２の電極パターンが形成されている。第１の電極パターンは、くの字形状を有する第１の透明電極３２０Ａ－１および第２の透明電極３２０Ａ－２がｙ軸方向に交互に配置されたパターンであり、第１の透明電極３２０Ａ－１および第２の透明電極３２０Ａ－２の間の電極間ピッチを少なくとも２つ含む（図１３の電極間ピッチｐ１、ｐ２参照）。また、第２の電極パターンは、くの字形状を有する第３の透明電極３２０Ａ－３および第４の透明電極３２０Ａ－４がｘ軸方向に交互に配置されたパターンであり、第３の透明電極３２０Ａ－３および第４の透明電極３２０Ａ－４の間の電極間ピッチを少なくとも２つ含む（図１３の電極間ピッチｐ３、ｐ４参照）。
　４つの液晶セル３００Ａは、互いに異なる第１の電極パターンおよび第２の電極パターンを有する構成である。具体的には、第１の液晶セル３００Ａ－１、第２の液晶セル３００Ａ－２、第３の液晶セル３００Ａ－３、および第４の液晶セル３００Ａ－４は、互いに第１の角度θ１および第２の角度θ２の少なくとも一方が異なる。例えば、各液晶セル３００Ａにおいて第１の角度θ１および第２の角度θ２が、それぞれ、第３の角度θ３および第４の角度θ４と同じである場合（例えば、第１の液晶セル３００Ａ－１の第１の角度θ１および第２の角度θ２と、第３の角度θ３および第４の角度θ４がそれぞれ同じ場合）、第１の液晶セル３００Ａ－１、第２の液晶セル３００Ａ－２、第３の液晶セル３００Ａ－３、および第４の液晶セル３００Ａ－４の（第１の角度θ１，第２の角度θ２）は、それぞれ、（－１度，＋３度）、（＋１度，－３度）、（＋３度，－１度）、および（－３度，＋１度）である。この場合、各液晶セル３００Ａでの拡散状態が変化するため、特定の波長の光強度が強められることを抑制することができる。また、透明電極３２０Ａがくの字形状を有していることにより、透明電極３２０Ａが周期性を有して重畳することを防止することができる。
　なお、第１の透明電極３２０Ａ－１の複数の櫛歯部の幅ｗ１は、それぞれ異なっていてもよく、一部が同じであってもよい。第２の透明電極３２０Ａ－２の複数の櫛歯部の幅ｗ２、第３の透明電極３２０Ａ－３の複数の櫛歯部の幅ｗ３、および第４の透明電極３２０Ａ－４の複数の櫛歯部の幅ｗ４も同様である。また、隣接する２つの第１の透明電極３２０Ａ－１と第２の透明電極３２０Ａ－２との間の間隔は、すべて同じであってよく、一部が同じであってもよく、またはすべて異なっていてもよい。第１の透明電極３２０Ａ－１の櫛歯部の幅ｗ１と第２の透明電極３２０Ａ－２の櫛歯部の幅ｗ２とが異なり、および／または第１の透明電極３２０Ａ－１および第２の透明電極３２０Ａ－２の櫛歯部の間隔が異なることにより、第１の電極パターンにおいて不等ピッチが実現される。第２の電極パターンについても同様である。
　以上、説明したように、本発明の一実施形態に係る光学素子３０Ａでは、透明電極３２０Ａが周期性を有して重畳することを防止するとともに、特定の波長の光強度が強められることを抑制することができる。したがって、光学素子３０Ａでは、モアレおよび色付きが抑制された均一な配光を得ることができる。
＜第３実施形態の変形例２＞
　図１４を参照して、本発明の一実施形態に係る光学素子３０の別の変形例である光学素子３０Ｂについて説明する。以下では、光学素子３０Ｂの構成が光学素子３０または光学素子３０Ａの構成と同様であるとき、光学素子３０Ｂの構成の説明を省略する場合がある。
　図１４は、本発明の一実施形態に係る光学素子３０Ｂの液晶セル３００Ｂの透明電極３２０Ｂの構成を説明する模式図である。光学素子３０Ｂは、４つの液晶セル３００Ｂを含む。すなわち、光学素子３０Ｂでは、第１の液晶セル３００Ｂ－１、第２の液晶セル３００Ｂ－２、第３の液晶セル３００Ｂ－３、および第４の液晶セル３００Ｂ－４が順次積層されている。第１の液晶セル３００Ｂ－１、第２の液晶セル３００Ｂ－２、第３の液晶セル３００Ｂ－３、および第４の液晶セル３００Ｂ－４の各々は、第１の透明電極３２０Ｂ－１および第２の透明電極３２０Ｂ－２が設けられた第１の基板３１０Ｂ－１、ならびに第３の透明電極３２０Ｂ－３および第４の透明電極３２０Ｂ－４が設けられた第２の基板３１０Ｂ－２を含む。
　第１の基板３１０Ｂ－１および第２の基板３１０Ｂ－２上には、それぞれ、液晶を駆動するための第１の電極パターンおよび第２の電極パターンが形成されている。第１の電極パターンは、くの字形状を有する第１の透明電極３２０Ｂ－１および第２の透明電極３２０Ｂ－２がｙ軸方向に交互に配置されたパターンである。また、第２の電極パターンは、くの字形状を有する第３の透明電極３２０Ｂ－３および第４の透明電極３２０Ｂ－４がｘ軸方向に交互に配置されたパターンである。
　第１の液晶セル３００Ｂ－１および第３の液晶セル３００Ｂ－３の各々の第１の電極パターンは、第１の透明電極３２０Ｂ－１および第２の透明電極３２０Ｂ－２の間の電極間ピッチを少なくとも２つ含む（図１４の電極間ピッチｐ１、ｐ２）。また、第１の液晶セル３００Ｂ－１および第３の液晶セル３００Ｂ－３の各々の第２の電極パターンは、第３の透明電極３２０Ｂ－３および第４の透明電極３２０Ｂ－４の間の電極間ピッチを少なくとも２つ含む（図１４の電極間ピッチｐ３、ｐ４）。
　一方、第２の液晶セル３００Ｂ－２および第４の液晶セル３００Ｂ－４の各々の第１の電極パターンは、第１の透明電極３２０Ｂ－１および第２の透明電極３２０Ｂ－２の間の電極間ピッチを１つ含む（図１４の電極間ピッチｐ５）。また、第２の液晶セル３００Ｂ－２および第４の液晶セル２００Ｂ－４の各々の第２の電極パターンは、第３の透明電極３２０Ｂ－３および第４の透明電極３２０Ｂ－４の間の電極間ピッチを１つ含む（図１４の電極間ピッチｐ６）。すなわち、第２の液晶セル３００Ｂ－２および第４の液晶セル３００Ｂ－４の各々の電極パターンは、いずれも等ピッチである。なお、第２の液晶セル３００Ｂ－２および第４の液晶セル３００Ｂ－４の各々において、第１の電極パターンの電極間ピッチｐ５と第２の電極パターンの電極間ピッチｐ６とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。また、これら第１の電極パターンの電極間ピッチｐ５と第２の電極パターンの電極間ピッチｐ６が同じである構成も採用可能である。
　第１の液晶セル３００Ｂ－１、第２の液晶セル３００Ｂ－２、第３の液晶セル３００Ｂ－３、および第４の液晶セル３００Ｂ－４は、互いに第１の角度θ１および第２の角度θ２の少なくとも一方が異なる。例えば、各液晶セル３００Ｂの第１の角度θ１および第２の角度θ２が、それぞれ、第３の角度θ３および第４の角度θ４と同じである場合（例えば、第１の液晶セル３００Ｂ－１の第１の角度θ１および第２の角度θ２と、第３の角度θ３および第４の角度θ４がそれぞれ同じ場合）、第１の液晶セル３００Ｂ－１、第２の液晶セル３００Ｂ－２、第３の液晶セル３００Ｂ－３、および第４の液晶セル３００Ｂ－４の（第１の角度θ１，第２の角度θ２）は、それぞれ、（－１度，＋３度）、（＋１度，－３度）、（＋３度，－１度）、および（－３度，＋１度）である。そのため、第２の液晶セル３００Ｂ－２および第４の液晶セル３００Ｂ－４の電極間ピッチが同じ場合でも、第１の角度θ１および第２の角度θ２の少なくとも一方が異なるため、４つの液晶セル３００Ｂは、互いに異なる第１の電極パターンおよび第２の電極パターンを有する構成である。この場合、各液晶セル３００Ｂでの拡散状態が変化するため、特定の波長の光強度が強められることを抑制することができる。また、透明電極３２０Ｂがくの字形状を有していることにより、透明電極３２０Ｂが周期性を有して重畳することを防止することができる。
　なお、第１の液晶セル３００Ｂ－１および第３の液晶セル３００Ｂ－３の各々における第１の透明電極３２０Ｂ－１の複数の櫛歯部の幅ｗ１は、それぞれ異なっていてもよく、一部が同じであってもよい。第１の液晶セル３００Ｂ－１および第３の液晶セル３００Ｂ－３の各々における第２の透明電極３２０Ｂ－２の複数の櫛歯部の幅ｗ２、第３の透明電極３２０Ｂ－３の複数の櫛歯部の幅ｗ３、および第４の透明電極３２０Ｂ－４の複数の櫛歯部の幅ｗ４も同様である。また、第１の液晶セル３００Ｂ－１および第３の液晶セル３００Ｂ－３において、隣接する２つの第１の透明電極３２０Ｂ－１と第２の透明電極３２０Ｂ－２との間の間隔は、すべて同じであってよく、一部が同じであってもよく、またはすべて異なっていてもよい。第１の透明電極３２０Ｂ－１の櫛歯部の幅ｗ１と第２の透明電極３２０Ｂ－２の櫛歯部の幅ｗ２とが異なり、および／または第１の透明電極３２０Ｂ－１および第２の透明電極３２０Ｂ－２の櫛歯部の間隔が異なることにより、第１の電極パターンにおいて不等ピッチが実現される。第２の電極パターンについても同様である。
　上述した光学素子３０Ｂは、第１の液晶セル３００Ｂ－１および第３の液晶セル３００Ｂ－３の各電極パターンが不等ピッチであって、第２の液晶セル３００Ｂ－２および第４の液晶セル３００Ｂ－４の各電極パターンが等ピッチである構成を有する。しかしながら、光学素子３０Ｂは、第１の液晶セル３００Ｂ－１および第３の液晶セル３００Ｂ－３の各電極パターンが等ピッチであって、第２の液晶セル３００Ｂ－２および第４の液晶セル３００Ｂ－４の各電極パターンが不等ピッチである構成も採用可能である。また、光学素子３０Ｂは、第１の液晶セル３００Ｂ－１および第４の液晶セル３００Ｂ－４の各電極パターンが不等ピッチであって、第２の液晶セル３００Ｂ－２および第３の液晶セル３００Ｂ－３の各電極パターンが等ピッチである構成も採用可能である。さらに、４つの液晶セル３００Ｂのうちの１つまたは３つが不等ピッチであって、他の３つまたは１つが等ピッチである構成、またはその逆の構成も採用可能である。
　以上、説明したように、本発明の一実施形態に係る光学素子３０Ｂでは、透明電極３２０Ｂが周期性を有して重畳することを防止するとともに、特定の光強度が強められることを抑制することができる。したがって、光学素子３０Ｂでは、モアレおよび色付きが抑制された均一な配光を得ることができる。
　本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に相当し得るものであり、それら変更例および修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、上述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
　また、本実施形態において態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書の記載から明らかなもの、または当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
１０、１０Ａ、１０Ｂ、２０、２０Ａ、２０Ｂ、３０、３０Ａ、３０Ｂ：光学素子、
１００、１００Ａ、１００Ｂ、２００、２００Ａ、２００Ｂ、３００、３００Ａ、３００Ｂ：液晶セル、
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、２１０、２１０Ａ、２１０Ｂ、３１０、３１０Ａ、３１０Ｂ：基板、
１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、２２０、２２０Ａ、２２０Ｂ、３２０、３２０Ａ、３２０Ｂ：透明電極、
１３０：配向膜、
１４０：シール材、
１５０：液晶層、
１６０：光学弾性樹脂層、
１０００－１：第１の偏光、
１０００－２：第２の偏光
 

Claims (13)

  1. 　順次積層された少なくとも４つの液晶セルを含み、
    　前記少なくとも４つの液晶セルの各々は、
    　　第１の方向に延在する第１の透明電極および第２の透明電極が、前記第１の方向と交差する第２の方向に交互に配置された第１の基板と、
    　　前記第２の方向に延在する第３の透明電極および第４の透明電極が、前記第１の方向に交互に配置された第２の基板と、
    　　前記第１の基板と前記第２の基板との間の液晶層と、を含む、光学素子。
  2. 　少なくとも２つの異なる電極間ピッチを有するように、前記第１の透明電極および前記第２の透明電極が配置され、
    　少なくとも２つの異なる電極間ピッチを有するように、前記第３の透明電極および前記第４の透明電極が配置されている、請求項１に記載の光学素子。
  3. 　前記第１の透明電極、前記第２の透明電極、前記第３の透明電極、および前記第４の透明電極の少なくとも２つは、異なる幅を有する、請求項１または請求項２に記載の光学素子。
  4. 　順次積層された第１の液晶セル、第２の液晶セル、第３の液晶セル、および第４の液晶セルを含み、
    　前記第１の液晶セル、前記第２の液晶セル、前記第３の液晶セル、および前記第４の液晶セルの各々は、
    　　第１の方向に対して第１の角度を有する方向に延在する第１の透明電極および第２の透明電極が、前記第１の方向と直交する第２の方向に交互に配置された第１の基板と、
    　　前記第２の方向に対して第２の角度を有する方向に延在する第３の透明電極および第４の透明電極が、前記第１の方向に交互に配置された第２の基板と、
    　　前記第１の基板と前記第２の基板との間の液晶層と、を含む、光学素子。
  5. 　前記第１の角度は、前記第２の角度と同じである、請求項４に記載の光学素子。
  6. 　前記第１の角度は、前記第２の角度と異なる、請求項４に記載の光学素子。
  7. 　前記第１の液晶セル、前記第２の液晶セル、前記第３の液晶セル、および前記第４の液晶セルの前記第１の角度は、互いに異なる、請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の光学素子。
  8. 　順次積層された第１の液晶セル、第２の液晶セル、第３の液晶セル、および第４の液晶セルを含み、
    　前記第１の液晶セル、前記第２の液晶セル、前記第３の液晶セル、および前記第４の液晶セルの各々は、
    　　第１の方向に対して第１の角度を有する方向に延在し、前記第１の方向に対して第２の角度を有する方向に屈曲する第１の透明電極、および前記第１の方向に対して前記第２の角度を有する方向に延在し、前記第１の方向に対して前記第１の角度を有する方向に屈曲する第２の透明電極が、前記第１の方向と直交する第２の方向に交互に配置された第１の基板と、
    　　前記第２の方向に対して第３の角度を有する方向に延在し、前記第２の方向に対して第４の角度を有する方向に屈曲する第３の透明電極、および前記第２の方向に対して前記第４の角度を有する方向に延在し、前記第２の方向に対して前記第３の角度を有する方向に屈曲する第４の透明電極が、前記第１の方向に交互に配置された第２の基板と、
    　　前記第１の基板と前記第２の基板との間の液晶層と、を含む、光学素子。
  9. 　前記第１の角度は、前記第３の角度と同じであり、
    　前記第２の角度は、前記第４の角度と同じである、請求項８に記載の光学素子。
  10. 　前記第１の角度は、前記第３の角度と異なり、
    　前記第２の角度は、前記第４の角度と異なる、請求項８に記載の光学素子。
  11. 　前記第１の液晶セル、前記第２の液晶セル、前記第３の液晶セル、および前記第４の液晶セルの前記第１の角度は、互いに異なり、
    　前記第１の液晶セル、前記第２の液晶セル、前記第３の液晶セル、および前記第４の液晶セルの前記第２の角度は、互いに異なる、請求項８乃至請求項１０のいずれか一項に記載の光学素子。
  12. 　前記第１の液晶セル、前記第２の液晶セル、前記第３の液晶セル、および前記第４の液晶セルの少なくとも２つにおいて、
    　　少なくとも２つの異なる電極間ピッチを有するように、前記第１の透明電極および前記第２の透明電極が配置され、
    　　少なくとも２つの異なる電極間ピッチを有するように、前記第３の透明電極および前記第４の透明電極が配置されている、請求項４乃至請求項１１のいずれか一項に記載の光学素子。
  13. 　前記少なくとも２つは、前記第２の液晶セルおよび前記第４の液晶セルを含む、請求項１２に記載の光学素子。
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