特許ウォッチ

公開番号2025123558
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-22
出願番号2025107314,2024139694
出願日2025-06-25,2022-03-08
発明の名称液晶光制御装置
出願人株式会社ジャパンディスプレイ
代理人弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ
主分類G02F 1/1347 20060101AFI20250815BHJP(光学)
要約【課題】配光パターンの乱れが抑制された液晶光制御装置を提供する。
【解決手段】液晶光制御装置は、第1乃至第4液晶セルを含み、第1乃至第4液晶セルのそれぞれは、帯状のパターンを含む第1電極と第1配向膜とを含む第1基板と、帯状のパターンを含む第2電極と第2配向膜とを含む第2基板と、第1基板と第2基板との間の液晶層とを含み、第1配向膜の配向方向と第2配向膜の配向方向とが交差し、第1電極の帯状のパターンと第2電極の帯状のパターンの長手方向が交差し、第1乃至第4液晶セルは、光が入射する側からこの順番で重なるように配置され、第1及び第3液晶セルは、
第2電極の帯状パターンの長手方向が第2配向膜の配向方向に対し90±10度の範囲で交差し、第2及び前記第4液晶セルは、第1電極の帯状パターンの長手方向が第1配向膜の配向方向に対し90±10度の範囲で交差している。
【選択図】図13
特許請求の範囲【請求項１】
第１液晶セルと、
第２液晶セルと、
第３液晶セルと、
第４液晶セルと、を含み、
前記第１液晶セル、前記第２液晶セル、前記第３液晶セル、及び前記第４液晶セルのそれぞれは、
帯状のパターンを含む第１電極と第１配向膜とを含む第１基板と、
帯状のパターンを含む第２電極と第２配向膜とを含む第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間の液晶層と、を含み、
前記第１配向膜の配向方向と前記第２配向膜の配向方向とが交差するように設けられ、
前記第１電極の前記帯状のパターンの長手方向と、前記第２電極の前記帯状のパターンの長手方向とは、交差するように配置され、
前記第１乃至第４液晶セルは、光が入射する側から、前記第１液晶セル、前記第２液晶セル、前記第３液晶セル、及び前記第４液晶セルがこの順番で重なるように配置され、かつ、前記第１液晶セルの第２基板と前記第２液晶セルの第１基板とが隣接し、前記第２液晶セルの第２基板と前記第３液晶セルの第１基板とが隣接し、前記第３液晶セルの第２基板と前記第４液晶セルの第１基板とが隣接するように配置され、
前記第１液晶セル及び前記第３液晶セルは、前記第２電極の前記帯状パターンの長手方向が前記第２配向膜の配向方向に対し９０±１０度の範囲で交差し、
前記第２液晶セル及び前記第４液晶セルは、前記第１電極の前記帯状パターンの長手方向が前記第１配向膜の配向方向に対し９０±１０度の範囲で交差している、ことを特徴とする液晶光制御装置。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
前記第１液晶セルの前記第２配向膜の配向方向と、前記第３液晶セルの前記第２配向膜の配向方向と、が交差し、
前記第２液晶セルの前記第１配向膜の配向方向と、前記第４液晶セルの前記第１配向膜の配向方向と、が交差する、請求項１に記載の液晶光制御装置。
【請求項３】
前記第１電極は、前記帯状のパターンを有する少なくとも１つの第１帯状電極と、前記帯状のパターンを有する少なくとも１つの第２帯状電極と、を含み、前記少なくとも１つの第１帯状電極と前記少なくとも１つの第２帯状電極とは離隔して交互に配置され、
前記第２電極は、前記帯状のパターンを有する少なくとも１つの第３帯状電極と、前記帯状のパターンを有する少なくとも１つの第４帯状電極と、を含み、前記少なくとも１つの第３帯状電極と前記少なくとも１つの第４帯状電極とは離隔して交互に配置されている、請求項１又は２に記載の液晶光制御装置。
【請求項４】
前記液晶層が、ねじれネマチック液晶である、請求項１に記載の液晶光制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施形態は、液晶の電気光学効果を利用して光源から放射される光の配光を
制御する装置に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
液晶素子を用いて、光源から放射される光の配光を制御する技術が知られている。例え
ば、同心円状に円環電極が設けられた液晶セルによって、光源から放射される光の広がり
を制御する照明装置が開示されている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１０－２３０８８７号公報
特開２００５－３１７８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ネマチック液晶を用いた液晶素子は、入射光の偏光成分の向きを回転させる（以下、か
かる現象を旋光ともいう）。また、液晶層に屈折率分布を生じさせることにより入射光を
拡散させることも可能である。かかる液晶素子においては、入射光が液晶層によって拡散
してから旋光されると、旋光させた光のロスが大きくなり配光パターンの形状が乱れてし
まう場合がある。
【０００５】
本発明の一実施形態は、光のロスを抑制し、配光パターンの乱れが抑制された液晶光制
御装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る液晶光制御装置は、第１液晶セルと、第１液晶セルと重なる
第２液晶セルと、第２液晶セルと重なる第３液晶セルと、第３液晶セルと重なる第４液晶
セルとを含む。第１液晶セル、第２液晶セル、第３液晶セル、及び第４液晶セルのそれぞ
れは、第１配向膜を含む第１基板と、帯状のパターンを含む電極と第２配向膜とを含む第
２基板と、第１基板と第２基板との間の液晶層とを含み、第１配向膜の配向方向と第２配
向膜の配向方向とが交差するように設けられる。帯状のパターンを含む電極は、帯状のパ
ターンの長手方向が第２配向膜の配向方向と交差する方向に配置され、第２配向膜の配向
方向と同じ方向に横電界を発生させる。
【０００７】
本発明の一実施形態に係る液晶光制御装置は、第１液晶セルと、第１液晶セルと重なる
第２液晶セルと、第２液晶セルと重なる第３液晶セルと、第３液晶セルと重なる第４液晶
セルとを含む。第１液晶セル、第２液晶セル、第３液晶セル、及び第４液晶セルのそれぞ
れは、帯状のパターンを含む第１電極と第１配向膜とを含む第１基板と、帯状のパターン
を含む第２電極と第２配向膜とを含む第２基板と、第１基板と第２基板との間の液晶層と
を含み、第１配向膜の配向方向と第２配向膜の配向方向とが交差するように設けられ、第
１電極の帯状のパターンの長手方向と、第２電極の帯状のパターンの長手方向とは交差す
るように配置され、第２電極の帯状のパターンの長手方向が第２配向膜の配向方向と交差
する方向に配置される。第１液晶セル及び第３液晶セルは、第２電極が第２配向膜の配向
方向と同じ方向に横電界を発生させ、第２液晶セル及び第４液晶セルは、第１電極が第１
配向膜の配向方向と同じ方向に横電界を発生させる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る液晶光制御装置の構成を模式的に示す斜視図である。
本発明の一実施形態に係る液晶光制御装置を構成する液晶光制御素子の展開図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する第１液晶セル、第２液晶セル、第３液晶セル、及び第４液晶セルの電極の配置を示す斜視図である。
本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの第１基板に設けられる電極を示す平面図である。
本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの第２基板に設けられる電極を示す平面図である。
本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの断面構造の一例を示す図である。
本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの動作を説明する図であり、電圧が印加されない状態の液晶分子の配向状態を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの動作を説明する図であり、電圧が印加されたときの液晶分子の配向状態を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの動作を説明する図であり、液晶を駆動する電極に印加される制御信号の波形を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの動作を説明する図であり、第１電極と第２電極の配置を示す斜視図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの動作を説明する図であり、第１電極に電圧が印加されたときの液晶分子の配向状態を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの動作を説明する図であり、第２電極に電圧が印加されたときの液晶分子の配向状態を示す。
２つの液晶セルにより、第１偏光成分及び第２偏光成分が拡散される現象を模式的に示す図である。
本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する第１液晶セル、第２液晶セル、第３液晶セル、及び第４液晶セルの電極の配置を示す斜視図である。
本発明の一実施形態に係る液晶光制御装置の動作を説明する図である。
本発明の一実施形態に係る液晶光制御装置の動作を制御する信号を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶光制御装置の動作を説明する図である。
本発明の一実施形態に係る液晶光制御装置の動作を説明する図である。
本発明の一実施形態に係る液晶光制御装置の構成を説明する図である。
本発明の一実施形態に係る液晶光制御装置の構成を説明する図である。
本発明の一実施形態に係る液晶光制御装置の動作を説明する図である。
第１実施形態に示す液晶光制御素子によって得られる配向形状の一例を示す。
参考例１に示す液晶光制御素子によって得られる配向形状の一例を示す。
第２実施形態に示す液晶光制御素子によって得られる配向形状の一例を示す。
参考例２に示す液晶光制御素子によって得られる配向形状の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの
異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の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、本
発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して
前述したものと同様の要素には、同一の符号（又は数字の後にａ、ｂなどを付した符号）
を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第
２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段
の説明がない限りそれ以上の意味を有しない。
【００１０】
本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」ある
とする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場
合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部
材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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