WO2022239680A1 - 光学素子 - Google Patents

光学素子 Download PDF

Info

Publication number
WO2022239680A1
WO2022239680A1 PCT/JP2022/019371 JP2022019371W WO2022239680A1 WO 2022239680 A1 WO2022239680 A1 WO 2022239680A1 JP 2022019371 W JP2022019371 W JP 2022019371W WO 2022239680 A1 WO2022239680 A1 WO 2022239680A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
potential
transparent electrode
liquid crystal
axis direction
optical element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2022/019371
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
幸次朗 池田
健夫 小糸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Display Inc
Original Assignee
Japan Display Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2023520979A priority Critical patent/JP7510002B2/ja
Priority to KR1020237038926A priority patent/KR102837661B1/ko
Priority to MX2023013440A priority patent/MX2023013440A/es
Priority to EP22807382.1A priority patent/EP4339697A4/en
Priority to BR112023023553A priority patent/BR112023023553A2/pt
Application filed by Japan Display Inc filed Critical Japan Display Inc
Priority to CA3218418A priority patent/CA3218418A1/en
Priority to CN202280034632.2A priority patent/CN117413219A/zh
Publication of WO2022239680A1 publication Critical patent/WO2022239680A1/ja
Priority to US18/506,522 priority patent/US12044934B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to JP2024099590A priority patent/JP7649907B2/ja
Priority to US18/751,805 priority patent/US12596280B2/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • G02F1/13471—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which all the liquid crystal cells or layers remain transparent, e.g. FLC, ECB, DAP, HAN, TN, STN, SBE-LC cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • G02F1/13476—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which at least one liquid crystal cell or layer assumes a scattering state

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 beam shaping device described in Patent Document 3 the pattern of the electrodes applied to the liquid crystal is changed to change the shape of light distribution.
  • the shape of the light distribution it is desirable to be able to control not only the isotropic shape but also the anisotropic shape, and in particular, control of the light distribution having an elliptical shape has been desired.
  • one object of an embodiment of the present invention is to provide an optical element having an anisotropic shape and capable of controlling light distribution.
  • An optical element includes a first liquid crystal cell, a second liquid crystal cell above the first liquid crystal cell, a third liquid crystal cell above the second liquid crystal cell, and a third liquid crystal cell above the second liquid crystal cell.
  • a fourth liquid crystal cell above the three liquid crystal cells the first liquid crystal cell having first transparent electrodes and second transparent electrodes interdigitated in a first direction; and a second substrate on which third transparent electrodes and fourth transparent electrodes are alternately arranged in a comb shape in a second direction intersecting the first direction.
  • the second liquid crystal cell includes a third substrate adjacent to the second substrate and having fifth transparent electrodes and sixth transparent electrodes alternately arranged in a comb shape in the first direction.
  • a sixth substrate having twelve transparent electrodes arranged in an alternating comb-teeth pattern, the fourth liquid crystal cell being adjacent to the sixth substrate and in the second direction, the thirteenth transparent electrode; and 14th transparent electrodes are alternately arranged in a comb shape, and in the first direction, the 15th transparent electrodes and 16th transparent electrodes are alternately arranged in a comb shape. and an eighth substrate, wherein the first transparent electrode and the fifteenth transparent electrode are electrically connected to each other, and the second transparent electrode and the sixteenth transparent electrode are electrically connected to each other.
  • the third transparent electrode and the thirteenth transparent electrode are electrically connected to each other, the fourth transparent electrode and the fourteenth transparent electrode are electrically connected to each other, and the fifth transparent electrode and The eleventh transparent electrode is electrically connected to each other, the sixth transparent electrode and the twelfth transparent electrode are electrically connected to each other, the seventh transparent electrode and the ninth transparent electrode are They are electrically connected to each other, and the eighth transparent electrode and the tenth transparent electrode are electrically connected to each other.
  • 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. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating control of light distribution by an optical element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating control of light distribution by an optical element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating connection of transparent electrodes of an optical element according to one embodiment of the present invention. 4 is a timing chart showing potentials supplied to transparent electrodes of an optical element according to one embodiment of the present invention.
  • 4 is a timing chart showing potentials supplied to transparent electrodes of an optical element according to one embodiment of the present invention. It is the measurement result of measuring the azimuth angle of light transmitted through the optical element according to one embodiment of the present invention.
  • 4 is a timing chart showing potentials supplied to transparent electrodes of an optical element according to one embodiment of the present invention. It is the measurement result of measuring the azimuth angle of light transmitted through the optical element according to one embodiment of the present invention.
  • 4 is a timing chart showing potentials supplied to transparent electrodes of an optical element according to one embodiment of the present invention.
  • 4 is a timing chart showing potentials supplied to transparent electrodes of an optical element according to one embodiment of the present invention. It is the measurement result of measuring the azimuth angle of light transmitted through the optical element according to one embodiment of the present invention.
  • 4 is a timing chart showing potentials supplied to transparent electrodes of an optical element according to one embodiment of the present invention. It is the measurement result of measuring the azimuth angle of light transmitted through the optical element according to one embodiment of the present invention.
  • 4 is a timing chart showing potentials supplied to transparent electrodes of an optical element according to one embodiment of the present invention.
  • 4 is a timing chart showing potentials supplied to transparent electrodes of an optical element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 9B is a schematic diagram showing the shape of light distribution when the potential of the timing chart shown in FIG. 9A or 9B is supplied to the transparent electrode in the optical element according to one embodiment of the present invention.
  • 4 is a timing chart showing potentials supplied to transparent electrodes of an optical element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a timing chart showing potentials supplied to transparent electrodes of an optical element according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 10B is a schematic diagram showing the shape of the light distribution when the potential of the timing chart shown in FIG. 10A or 10B is supplied to the transparent electrode in the optical element according to one embodiment of the present invention.
  • 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.
  • FIGS. 1 to 8B An optical element 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8B.
  • 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 first liquid crystal cell 110-1, a second liquid crystal cell 110-2, a third liquid crystal cell 110-3, and a fourth liquid crystal cell 110-4.
  • a first liquid crystal cell 110-1, a second liquid crystal cell 110-2, a third liquid crystal cell 110-3, and a fourth liquid crystal cell 110-4 are stacked in the z-axis direction.
  • the second liquid crystal cell 110-2 is provided on the first liquid crystal cell 110-1.
  • the third liquid crystal cell 110-3 is provided on the second liquid crystal cell 110-2.
  • a fourth liquid crystal cell 110-4 is provided on the third liquid crystal cell 110-3.
  • the light source is arranged below the first liquid crystal cell 110-1. Therefore, the light emitted from the light source is sequentially transmitted through the first liquid crystal cell 110-1, the second liquid crystal cell 110-2, the third liquid crystal cell 110-3, and the fourth liquid crystal cell 110-4. .
  • the first optical elastic resin layer 170-1 adheres and fixes the first liquid crystal cell 110-1 and the second liquid crystal cell 110-2.
  • the second optical elastic resin layer 170-2 adheres and fixes the second liquid crystal cell 110-2 and the third liquid crystal cell 110-3.
  • the third optical elastic resin layer 170-3 adheres and fixes the third liquid crystal cell 110-3 and the fourth liquid crystal cell 110-4.
  • Each of the first optical elastic resin layer 170-1, the second optical elastic resin layer 170-2, and the third optical elastic resin layer 170-3 contains acrylic resin or epoxy resin having translucency. Adhesives can be used.
  • 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.
  • the first liquid crystal cell 110-1 includes a first substrate 120-1 on which a first transparent electrode 130-1 and a second transparent electrode 130-2 are formed, a third transparent electrode 130-3 and a third transparent electrode 130-3. and a second substrate 120-2 on which four transparent electrodes 130-4 are formed.
  • a first alignment film 140-1 is formed on the first substrate 120-1 to cover the first transparent electrode 130-1 and the second transparent electrode 130-2.
  • a second alignment film 140-2 is formed on the second substrate 120-2 to cover the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode 130-4.
  • the first substrate 120-1 and the second substrate 120-2 are composed of the first transparent electrode 130-1 and the second transparent electrode 130-2 on the first substrate 120-1 and the second substrate.
  • a third transparent electrode 130-3 and a fourth transparent electrode 130-4 on 120-2 are arranged to face each other.
  • a first sealing member 150-1 is formed on the periphery of each of the first substrate 120-1 and the second substrate 120-2. That is, the first substrate 120-1 and the second substrate 120-2 are adhered via the first sealing material 150-1. Also, the first substrate 120-1 (more specifically, the first alignment film 140-1), the second substrate 120-2 (more specifically, the second alignment film 140-2), And the space surrounded by the first sealing material 150-1 is filled with liquid crystal to form a first liquid crystal layer 160-1.
  • the second liquid crystal cell 110-2 includes a third substrate 120-3 on which a fifth transparent electrode 130-5 and a sixth transparent electrode 130-6 are formed, a seventh transparent electrode 130-7 and a third substrate 130-7. and a fourth substrate 120-4 on which eight transparent electrodes 130-8 are formed.
  • a third alignment film 140-3 is formed on the third substrate 120-3 to cover the fifth transparent electrode 130-5 and the sixth transparent electrode 130-6.
  • a fourth alignment film 140-4 covering the seventh transparent electrode 130-7 and the eighth transparent electrode 130-8 is formed on the fourth substrate 120-4.
  • the third substrate 120-3 and the fourth substrate 120-4 are composed of the fifth transparent electrode 130-5 and the sixth transparent electrode 130-6 on the third substrate 120-3 and the fourth substrate.
  • a seventh transparent electrode 130-7 and an eighth transparent electrode 130-8 on 120-4 are arranged to face each other.
  • a second sealing material 150-2 is formed on the periphery of each of the third substrate 120-3 and the fourth substrate 120-4. That is, the third substrate 120-3 and the fourth substrate 120-4 are adhered via the second sealing material 150-2. Further, a third substrate 120-3 (more specifically, a third alignment film 140-3), a fourth substrate 120-4 (more specifically, a fourth alignment film 140-4), And the space surrounded by the second sealing material 150-2 is filled with liquid crystal to form a second liquid crystal layer 160-2.
  • the third liquid crystal cell 110-3 includes a fifth substrate 120-5 on which a ninth transparent electrode 130-9 and a tenth transparent electrode 130-10 are formed, an eleventh transparent electrode 130-11 and a third substrate 120-5. and a sixth substrate 120-6 on which twelve transparent electrodes 130-12 are formed.
  • a fifth alignment film 140-5 covering the ninth transparent electrode 130-9 and the tenth transparent electrode 130-10 is formed on the fifth substrate 120-5.
  • a sixth alignment film 140-6 covering the eleventh transparent electrode 130-11 and the twelfth transparent electrode 130-12 is formed on the sixth substrate 120-6.
  • the fifth substrate 120-5 and the sixth substrate 120-6 are composed of the ninth transparent electrode 130-9 and the tenth transparent electrode 130-10 on the fifth substrate 120-5 and the sixth substrate.
  • the eleventh transparent electrode 130-11 and the twelfth transparent electrode 130-12 on 120-6 are arranged to face each other.
  • a third sealing material 150-3 is formed around the periphery of each of the fifth substrate 120-5 and the sixth substrate 120-6. That is, the fifth substrate 120-5 and the sixth substrate 120-6 are adhered via the third sealing material 150-3.
  • a fifth substrate 120-5 (more specifically, a fifth alignment film 140-5), a sixth substrate 120-6 (more specifically, a sixth alignment film 140-6), And a space surrounded by the third sealing material 150-3 is filled with liquid crystal to form a third liquid crystal layer 160-3.
  • the fourth liquid crystal cell 110-4 includes a seventh substrate 120-7 on which a 13th transparent electrode 130-13 and a 14th transparent electrode 130-14 are formed, a 15th transparent electrode 130-15 and a 15th transparent electrode 130-15. and an eighth substrate 120-8 on which 16 transparent electrodes 130-16 are formed.
  • a seventh alignment film 140-7 covering the thirteenth transparent electrode 130-13 and the fourteenth transparent electrode 130-14 is formed on the seventh substrate 120-7.
  • An eighth alignment film 140-8 is formed on the eighth substrate 120-8 to cover the fifteenth transparent electrode 130-15 and the sixteenth transparent electrode 130-16.
  • the seventh substrate 120-7 and the eighth substrate 120-8 are composed of the thirteenth transparent electrode 130-13 and the fourteenth transparent electrode 130-14 on the seventh substrate 120-7 and the eighth substrate.
  • a fifteenth transparent electrode 130-15 and a sixteenth transparent electrode 130-16 on 120-8 are arranged to face each other.
  • a fourth sealing material 150-4 is formed around the periphery of each of the seventh substrate 120-7 and the eighth substrate 120-8. That is, the seventh substrate 120-7 and the eighth substrate 120-8 are adhered via the fourth sealing material 150-4.
  • the seventh substrate 120-7 (more specifically, the seventh alignment film 140-7), the eighth substrate 120-8 (more specifically, the eighth alignment film 140-8), And the space surrounded by the fourth sealing material 150-4 is filled with liquid crystal to form a fourth liquid crystal layer 160-4.
  • the basic configurations of the first liquid crystal cell 110-1, the second liquid crystal cell 110-2, the third liquid crystal cell 110-3, and the fourth liquid crystal cell 110-4 are the same. However, the arrangement of the transparent electrode 130 is different.
  • the first transparent electrode 130-1 and the second transparent electrode 130-2 extend in the y-axis direction
  • the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode 130-4 extends in the x-axis direction
  • the first transparent electrode 130-1 and the second transparent electrode 130-2 are alternately arranged in a comb shape in the x-axis direction
  • the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode 130 are arranged alternately
  • -4 are alternately arranged in a comb shape in the y-axis direction.
  • the extending direction (y-axis direction) of the first transparent electrode 130-1 and the second transparent electrode 130-2 is the same as that of the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode 130-4. Although it is orthogonal to the extending direction (x-axis direction), it may intersect with a slight deviation.
  • the fifth transparent electrode 130-5 and the sixth transparent electrode 130-6 extend in the y-axis direction
  • the seventh transparent electrode 130-7 and the eighth transparent electrode 130-8 extends in the x-axis direction.
  • the fifth transparent electrode 130-5 and the sixth transparent electrode 130-6 are alternately arranged in a comb shape in the x-axis direction
  • the seventh transparent electrode 130-7 and the eighth transparent electrode 130 are arranged alternately.
  • -8 are alternately arranged in a comb shape in the y-axis direction.
  • the extending direction (y-axis direction) of the fifth transparent electrode 130-5 and the sixth transparent electrode 130-6 is the same as that of the seventh transparent electrode 130-7 and the eighth transparent electrode 130-8. Although it is orthogonal to the extending direction (x-axis direction), it may intersect with a slight deviation.
  • the ninth transparent electrode 130-9 and the tenth transparent electrode 130-10 extend in the x-axis direction, and the eleventh transparent electrode 130-11 and the twelfth transparent electrode 130-12 extends in the y-axis direction. Further, the ninth transparent electrode 130-9 and the tenth transparent electrode 130-10 are alternately arranged in the y-axis direction in a comb shape, and the eleventh transparent electrode 130-11 and the twelfth transparent electrode 130 are arranged alternately. ⁇ 12 are alternately arranged in a comb shape in the x-axis direction.
  • the extending direction (x-axis direction) of the ninth transparent electrode 130-9 and the tenth transparent electrode 130-10 is the same as that of the eleventh transparent electrode 130-11 and the twelfth transparent electrode 130-12. Although it is orthogonal to the extending direction (y-axis direction), it may intersect with a slight deviation.
  • the 13th transparent electrode 130-13 and the 14th transparent electrode 130-14 extend in the x-axis direction, and the 15th transparent electrode 130-15 and the 16th transparent electrode 130-15 extend in the x-axis direction.
  • 130-16 extends in the y-axis direction.
  • the 13th transparent electrode 130-13 and the 14th transparent electrode 130-14 are alternately arranged in a comb shape in the y-axis direction, and the 15th transparent electrode 130-15 and the 16th transparent electrode 130-130 are arranged alternately.
  • -16 are alternately arranged in a comb shape in the x-axis direction.
  • the extending direction (x-axis direction) of the 13th transparent electrode 130-13 and the 14th transparent electrode 130-14 is the same as that of the 15th transparent electrode 130-15 and the 16th transparent electrode 130-16. Although it is orthogonal to the extending direction (y-axis direction), it may intersect with a slight deviation.
  • the 11th transparent electrode 130-11 and the 15th transparent electrode 130-15 of the fourth liquid crystal cell 110-4 are superimposed so that their extending directions (y-axis direction) substantially coincide with each other.
  • the first transparent electrode 130-1, the fifth transparent electrode 130-5, the eleventh transparent electrode 130-11, and the fifteenth transparent electrode 130-15 overlap each other with a slight shift.
  • liquid crystal cell 110-1 to fourth liquid crystal cell 110-4 may be arranged.
  • each of the first substrate 120-1 to the eighth substrate 120-8 for example, a transparent rigid substrate such as a glass substrate, a quartz substrate, or a sapphire substrate is used. Further, as each of the first substrate 120-1 to the eighth substrate 120-8, for example, 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 130 - 1 to the sixteenth transparent electrode 130 - 16 functions as an electrode for forming an electric field in the liquid crystal layer 160 .
  • a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) is used for each of the first transparent electrode 130-1 to the sixteenth transparent electrode 130-16.
  • Each of the first liquid crystal layer 160-1 to the fourth liquid crystal layer 160-4 can refract transmitted light or change the polarization state of transmitted light according to the alignment state of the liquid crystal molecules.
  • Nematic liquid crystal or the like is used as the liquid crystal for each of the first liquid crystal layer 160-1 to the fourth liquid crystal layer 160-4.
  • the liquid crystal described in this embodiment is of a positive type, it is also possible to apply a negative type by changing the initial alignment direction of the liquid crystal molecules. Further, the liquid crystal preferably contains a chiral agent that imparts twist to the liquid crystal molecules.
  • Each of the first alignment film 140-1 to the eighth alignment film 140-8 aligns liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 160 in a predetermined direction.
  • a polyimide resin or the like is used for each of the first to eighth alignment films 140-1 to 140-8.
  • Each of the first alignment film 140-1 to the eighth alignment film 140-8 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 each of the first sealing material 150-1 to the fourth sealing material 150-4.
  • the adhesive may be of an ultraviolet curing type or a thermosetting type.
  • the optical element 10 includes at least two liquid crystal cells (eg, a first liquid crystal cell 110-1 and a second liquid crystal cell 110-2) to control the light distribution of unpolarized light. Therefore, on each surface of the first substrate 120-1 of the first liquid crystal cell 110-1 and the eighth substrate 120-8 of the fourth liquid crystal cell 110-4, for example, on the front and back surfaces of the liquid crystal display element. There is no need to provide a pair of polarizers as provided.
  • 3A and 3B are schematic cross-sectional views illustrating control of light distribution by the optical element 10 according to one embodiment of the present invention.
  • 3A and 3B show part of the cross-sectional view of the first liquid crystal cell 110-1 and the second liquid crystal cell 110-2 shown in FIG. 2A.
  • 3A shows the optical element 10 with no potential applied to the transparent electrode 130
  • FIG. 3B shows the optical element 10 with a potential applied to the transparent electrode 130.
  • the first alignment film 140-1 is oriented in the x-axis direction. Therefore, as shown in FIG. 3A, the long axis of the liquid crystal molecules on the first substrate 120-1 side of the first liquid crystal layer 160-1 is oriented along the x-axis direction. That is, the alignment direction of the liquid crystal molecules on the first substrate 120-1 side is orthogonal to the extending direction (y-axis direction) of the first transparent electrode 130-1 and the second transparent electrode 130-2. there is Also, the second alignment film 140-2 is oriented in the y-axis direction. Therefore, as shown in FIG. 3A, the long axis of the liquid crystal molecules on the second substrate 120-2 side of the first liquid crystal layer 160-1 is aligned along the y-axis direction.
  • the alignment direction of the liquid crystal molecules on the second substrate 120-2 side is perpendicular to the extending direction (x-axis direction) of the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode 130-4.
  • the liquid crystal molecules of the first liquid crystal layer 160-1 gradually change the direction of the long axis from the x-axis direction to the y-axis direction from the first substrate 120-1 to the second substrate 120-2. , is oriented with a 90° twist.
  • the liquid crystal molecules of the second liquid crystal layer 160-2 are also the same as the liquid crystal molecules of the first liquid crystal layer 160-1, so the explanation is omitted here.
  • the orientation of the liquid crystal molecules changes as shown in FIG. 3B.
  • a low potential is supplied to the first transparent electrode 130-1, the third transparent electrode 130-3, the fifth transparent electrode 130-5, and the seventh transparent electrode 130-7, and the second transparent electrode 130-7 is supplied with a low potential.
  • the electrode 130-2, the fourth transparent electrode 130-4, the sixth transparent electrode 130-6, and the eighth transparent electrode 130-8 are supplied with a high potential.
  • the low potential and the high potential are illustrated using the symbols "-" and "+", respectively.
  • the electric field which arises between the transparent electrodes which adjoin may be called a horizontal electric field.
  • the liquid crystal molecules on the side of the first substrate 120-1 as a whole are It is oriented in a convex arc along the x-axis direction with respect to the first substrate 120-1.
  • the liquid crystal molecules on the side of the second substrate 120-2 as a whole move toward the second substrate. 120-2 along the y-axis direction in a convex arc.
  • Liquid crystal molecules positioned substantially in the center between the first transparent electrode 130-1 and the second transparent electrode 130-2 have almost no orientation change due to any lateral electric field.
  • the light incident on the first liquid crystal layer 160-1 moves in the x-axis direction according to the refractive index distribution of the liquid crystal molecules aligned in a convex circular shape along the x-axis direction on the first substrate 120-1 side.
  • the light is diffused in the y-axis direction according to the refractive index distribution of the liquid crystal molecules aligned in a convex arc along the y-axis direction on the second substrate 120-2 side.
  • the first transparent electrode 130-1 of the first substrate 120-1 and the second transparent electrode 130-2 does not affect the orientation of the liquid crystal molecules on the second substrate 120-2 side, or is so small that it can be ignored.
  • the lateral electric field between the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode 130-4 on the second substrate 120-2 is applied to the orientation of the liquid crystal molecules on the first substrate 120-1 side. have no effect or are so small as to be negligible.
  • the liquid crystal molecules of the second liquid crystal layer 160-2 when a potential is supplied to the fifth transparent electrode 130-5 to the eighth transparent electrode 130-8 are also the liquid crystal molecules of the first liquid crystal layer 160-1. Since it is the same, the explanation is omitted here.
  • 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). It will be described separately from the polarization component. That is, the light emitted from the light source (see (1) in FIGS. 3A and 3B) includes a first polarized light 310 having a P-polarized component and a second polarized light 320 having an S-polarized component. 3A and 3B, the arrow symbol and the circle symbol with a cross represent the P-polarized component and the S-polarized component, respectively.
  • the first polarized light 310 After being incident on the first substrate 120-1, the first polarized light 310 changes from the P-polarized component to the S-polarized component according to the twist of the orientation of the liquid crystal molecules as it moves toward the second substrate 120-2 (Fig. 3A and (2)-(4) in FIG. 3B). More specifically, the first polarized light 310 has a polarization axis in the x-axis direction on the first substrate 120-1 side, but passes through the thickness direction of the first liquid crystal layer 160-1. The polarization axis is gradually changed in the process, and the second substrate 120-2 side has the polarization axis in the y-axis direction, and then is emitted from the second substrate 120-2 side (FIGS. 3A and 3B). See (5) inside).
  • the liquid crystal molecules on the first substrate 120-1 side move to the x-axis due to the influence of the horizontal electric field. It is oriented in a convex circular shape along the direction, and the refractive index distribution changes. Therefore, the first polarized light 310 diffuses in the x-axis direction according to the refractive index distribution of the liquid crystal molecules. Further, when a horizontal electric field is generated between the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode 130-4, the liquid crystal molecules on the second substrate 120-2 side move in the y-axis direction due to the influence of the horizontal electric field. , and the refractive index distribution changes. Therefore, the first polarized light 310 diffuses in the y-axis direction according to changes in the refractive index distribution of the liquid crystal molecules.
  • the polarization component of the first polarized light 310 transmitted through the first liquid crystal cell 110-1 changes from the P polarized component to the S polarized component.
  • the first polarized light 310 transmitted through the first liquid crystal cell changes its polarization component from the P-polarized component to the S-polarized component, Diffuse in the y-axis direction.
  • the second polarized light 320 After being incident on the first substrate 120-1, the second polarized light 320 changes from the S-polarized component to the P-polarized component according to the twist of the orientation of the liquid crystal molecules as it moves toward the second substrate 120-2 (Fig. 3A and (2)-(4) in FIG. 3B). More specifically, the second polarized light 320 has a polarization axis in the y-axis direction on the first substrate 120-1 side, but passes through the thickness direction of the first liquid crystal layer 160-1. The polarization axis is gradually changed in the process, and the second substrate 120-2 side has the polarization axis in the x-axis direction, and then is emitted from the second substrate 120-2 side (FIGS. 3A and 3B). See (5) inside).
  • the liquid crystal molecules on the first substrate 120-1 side move to the x-axis due to the influence of the horizontal electric field. It is oriented in a convex circular shape along the direction, and the refractive index distribution changes.
  • the polarization axis of the second polarized light 320 is orthogonal to the alignment of the liquid crystal molecules on the first substrate 120-1 side, it is not affected by the refractive index distribution of the liquid crystal molecules and is not diffused. pass.
  • the liquid crystal molecules on the second substrate 120-2 side move in the y-axis direction due to the influence of the horizontal electric field. , and the refractive index distribution changes.
  • the polarization axis of the second polarized light 320 is orthogonal to the orientation of the liquid crystal molecules on the second substrate 120-2 side, it is not affected by the refractive index distribution of the liquid crystal molecules and is not diffused. pass.
  • the second polarized light 320 transmitted through the first liquid crystal cell 110-1 not only when no lateral electric field is generated (see FIG. 3A) but also when a lateral electric field is generated (see FIG. 3B) changes the polarization component from the S polarization component to the P polarization component, but does not diffuse.
  • the liquid crystal molecules of the second liquid crystal layer 160-2 of the second liquid crystal cell 110-2 also have the same refractive index distribution as the liquid crystal molecules of the first liquid crystal layer 160-1 of the first liquid crystal cell 110-1. .
  • the liquid crystal molecules of the second liquid crystal layer 160-2 The polarization affected by the refractive index profile is reversed. That is, not only when no lateral electric field is generated (see FIG. 3A), but also when a lateral electric field is generated (see FIG.
  • the first polarized light 310 transmitted through the second liquid crystal cell 110-2 changes the polarization component from the S polarization component to the P polarization component, but does not diffuse (see (6) to (8) in FIGS. 3A and 3B).
  • the polarization component of the second polarized light 320 transmitted through the second liquid crystal cell 110-2 only changes from the P polarized component to the S polarized component.
  • the second polarized light 320 transmitted through the second liquid crystal cell 110-2 changes from the P polarized component to the S polarized component, and the x Diffuse in the axial direction and the y-axis direction.
  • the optical element 10 by stacking two liquid crystal cells 110 having the same structure, the polarization component of the light incident on the optical element 10 is changed twice.
  • the polarization components after incidence can be left unchanged (see (1) and (9) in FIGS. 3A and 3B).
  • the optical element 10 can apply a potential to the transparent electrode 130 to change the refractive index distribution of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 160 of the liquid crystal cell 110 and refract light passing through the liquid crystal cell 110 .
  • the first liquid crystal cell 110-1 diffuses the light of the first polarized light 310 (P-polarized component) in the x-axis direction, the y-axis direction, or both the x-axis and y-axis directions
  • the second liquid crystal cell 110-2 can diffuse the light of the second polarized light 320 (S-polarized component) in the x-axis direction, the y-axis direction, or both the x-axis and y-axis directions.
  • FIGS. 3A and 3B show only the first liquid crystal cell 110-1 and the second liquid crystal cell 110-2, and the light transmitted through the first liquid crystal cell 110-1 and the second liquid crystal cell 110-2
  • the light distribution has been described, the light distribution of light passing through the third liquid crystal cell 110-3 and the fourth liquid crystal cell 110-4 is the same.
  • the third liquid crystal cell 110-3 and the fourth liquid crystal cell 110-4 are laminated while being rotated 90 degrees with respect to the first liquid crystal cell 110-1 and the second liquid crystal cell 110-2.
  • the acting polarization components are interchanged.
  • the third liquid crystal cell 110-3 diffuses the light of the second polarized light 320 (S-polarized component) in the x-axis direction, the y-axis direction, or both the x-axis and y-axis directions.
  • Cell 110-4 can scatter light of the first polarization 310 (the P polarization component) along the x-axis, the y-axis, or both the x- and y-axes.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating connection of the transparent electrodes 130 of the optical element 10 according to one embodiment of the present invention.
  • the first transparent electrode 130-1 and the fifteenth transparent electrode 130-15 are connected to a first potential supply line 200-1 that supplies a first potential V1. That is, the first transparent electrode 130-1 and the fifteenth transparent electrode 130-15 are electrically connected to each other.
  • the second transparent electrode 130-2 and the sixteenth transparent electrode 130-16 are connected to a second potential supply line 200-2 that supplies the second potential V2. That is, the second transparent electrode 130-2 and the sixteenth transparent electrode 130-16 are electrically connected to each other.
  • the third transparent electrode 130-3 and the thirteenth transparent electrode 130-13 are connected to a third potential supply line 200-3 that supplies the third potential V3. That is, the third transparent electrode 130-3 and the thirteenth transparent electrode 130-13 are electrically connected to each other.
  • the fourth transparent electrode 130-4 and the fourteenth transparent electrode 130-14 are connected to a fourth potential supply line 200-4 that supplies the fourth potential V4. That is, the fourth transparent electrode 130-4 and the fourteenth transparent electrode 130-14 are electrically connected to each other.
  • the fifth transparent electrode 130-5 and the eleventh transparent electrode 130-11 are connected to a fifth potential supply line 200-5 that supplies a fifth potential V5. That is, the fifth transparent electrode 130-5 and the eleventh transparent electrode 130-11 are electrically connected to each other.
  • the sixth transparent electrode 130-6 and the twelfth transparent electrode 130-12 are connected to a sixth potential supply line 200-6 that supplies a sixth potential V6. That is, the sixth transparent electrode 130-6 and the twelfth transparent electrode 130-12 are electrically connected to each other.
  • the seventh transparent electrode 130-7 and the ninth transparent electrode 130-9 are connected to a seventh potential supply line 200-7 that supplies a seventh potential V7. That is, the seventh transparent electrode 130-7 and the ninth transparent electrode 130-9 are electrically connected to each other.
  • the eighth transparent electrode 130-8 and the tenth transparent electrode 130-10 are connected to an eighth potential supply line 200-8 that supplies an eighth potential V8. That is, the eighth transparent electrode 130-8 and the tenth transparent electrode 130-10 are electrically connected to each other.
  • the first potential V1 to the eighth potential V8 may be fixed potentials or variable potentials. Not only the low potential and the high potential but also an intermediate potential between the low potential and the high potential are supplied to the first potential supply line 200-1 to the eighth potential supply line 200-8. That is, the first potential V1 to the eighth potential include three potentials with different absolute values. Thereby, the optical element 10 can diffuse the light emitted from the light source in an elliptical shape in which the minor axis and the major axis are adjusted. An elliptical example will be described below.
  • FIG. 5A is a timing chart showing potentials supplied to the transparent electrode 130 of the optical element 10 according to one embodiment of the present invention.
  • the first potential V1 and the second potential V2 are variable potentials obtained by inverting the intermediate potential. That is, the first potential V1 and the second potential V2 are potentials in which ⁇ 2V and +2V are repeated. However, the phases of the first potential V1 and the second potential V2 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the first potential V1 and the second potential V2 is 4V.
  • the third potential V3 and the fourth potential V4 are variable potentials in which the low potential and the high potential are reversely driven. That is, the third potential V3 and the fourth potential V4 are potentials in which ⁇ 5V and +5V are repeated. However, the phases of the third potential V3 and the fourth potential V4 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the third potential V3 and the fourth potential V4 is 10V.
  • the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are intermediate fixed potentials. That is, the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are 0V.
  • the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are variable potentials in which the low potential and the high potential are reversely driven. That is, the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are potentials in which ⁇ 5V and +5V are repeated. However, the phases of the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the seventh potential V7 and the eighth potential V8 is 10V.
  • the alignment state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 160 changes according to the potential difference.
  • Light polarized in the x-axis direction (for example, a P-polarized component) incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (4 V) between the first transparent electrode 130-1 and the second transparent electrode 130-2 and the 15th It is diffused in the x-axis direction by the potential difference (4 V) between the transparent electrode 130-15 and the sixteenth transparent electrode 130-16.
  • the light polarized in the x-axis direction incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (10 V) between the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode 130-4 and the potential difference (10 V) between the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode 130-4. and the fourteenth transparent electrode 130-14.
  • the light polarized in the y-axis direction (for example, the S-polarized component) incident on the optical element 10 has the potential difference (10 V) between the seventh transparent electrode 130-7 and the eighth transparent electrode 130-8 and the The light is diffused in the y-axis direction by the potential difference (10 V) between the 9th transparent electrode 130-9 and the 10th transparent electrode 130-10.
  • the light transmitted through the optical element 10 has an elliptical light distribution having a minor axis in the x-axis direction and a major axis in the y-axis direction.
  • the light polarized in the x-axis direction is diffused in the x-axis direction in the timing chart shown in FIG. 5A, it is also possible to diffuse the light polarized in the y-axis direction in the x-axis direction. This will be explained below.
  • FIG. 5B is a timing chart showing potentials supplied to the transparent electrode 130 of the optical element 10 according to one embodiment of the present invention.
  • the first potential V1 and the second potential V2 are intermediate fixed potentials. That is, the first potential V1 and the second potential V2 are 0V.
  • the third potential V3 and the fourth potential V4 are variable potentials in which the low potential and the high potential are reversely driven. That is, the third potential V3 and the fourth potential V4 are potentials in which ⁇ 5V and +5V are repeated. However, the phases of the third potential V3 and the fourth potential V4 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the third potential V3 and the fourth potential V4 is 10V.
  • the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are variable potentials obtained by inverting the intermediate potential. That is, the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are potentials in which ⁇ 2V and +2V are repeated. However, the phases of the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the fifth potential V5 and the sixth potential V6 is 4V.
  • the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are variable potentials in which the low potential and the high potential are reversely driven. That is, the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are potentials in which ⁇ 5V and +5V are repeated. However, the phases of the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the seventh potential V7 and the eighth potential V8 is 10V.
  • the alignment state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 160 changes according to the potential difference.
  • the light polarized in the y-axis direction incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (4 V) between the fifth transparent electrode 130-5 and the sixth transparent electrode 130-6 and the potential difference (4 V) between the eleventh transparent electrode 130-11 and the 11th transparent electrode 130-11. It is diffused in the x-axis direction by the potential difference (4 V) with the twelve transparent electrodes 130-12.
  • the light polarized in the y-axis direction incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (10 V) between the seventh transparent electrode 130-7 and the eighth transparent electrode 130-8 and the ninth transparent electrode 130-9.
  • the light polarized in the x-axis direction incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (10 V) between the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode 130-4 and the potential difference (10 V) between the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode 130-4. and the fourteenth transparent electrode 130-14. Therefore, of the light incident on the optical element 10, part of the light polarized in the y-axis direction is diffused in the x-axis direction, and the rest of the light is diffused in the y-axis direction. Therefore, the light transmitted through the optical element 10 has an elliptical light distribution having a minor axis in the x-axis direction and a major axis in the y-axis direction.
  • FIG. 5C is a measurement result of measuring the azimuth angle of light transmitted through the optical element 10 according to one embodiment of the present invention.
  • the potential shown in the timing chart shown in FIG. 5A was supplied to the manufactured optical element 10, an elliptical light distribution shown in FIG. 5C was measured.
  • FIG. 6A is a timing chart showing potentials supplied to the transparent electrode 130 of the optical element 10 according to one embodiment of the present invention.
  • the first potential V1 and the second potential V2 are variable potentials obtained by inverting the intermediate potential. That is, the first potential V1 and the second potential V2 are potentials in which ⁇ 1V and +1V are repeated. However, the phases of the first potential V1 and the second potential V2 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the first potential V1 and the second potential V2 is 2V.
  • the third potential V3 and the fourth potential V4 are variable potentials in which the low potential and the high potential are reversely driven. That is, the third potential V3 and the fourth potential V4 are potentials in which ⁇ 5V and +5V are repeated. However, the phases of the third potential V3 and the fourth potential V4 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the third potential V3 and the fourth potential V4 is 10V.
  • the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are variable potentials obtained by inverting the intermediate potential. That is, the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are potentials in which ⁇ 1V and +1V are repeated. However, the phases of the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the fifth potential V5 and the sixth potential V6 is 2V.
  • the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are variable potentials in which the low potential and the high potential are reversely driven. That is, the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are potentials in which ⁇ 5V and +5V are repeated. However, the phases of the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the seventh potential V7 and the eighth potential V8 is 10V.
  • the alignment state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 160 changes according to the potential difference.
  • Light polarized in the x-axis direction (for example, a P-polarized component) incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (2 V) between the first transparent electrode 130-1 and the second transparent electrode 130-2 and the 15th Due to the potential difference (2 V) between the transparent electrode 130-15 and the sixteenth transparent electrode 130-16, the light is slightly diffused in the x-axis direction.
  • the light polarized in the x-axis direction incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (10 V) between the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode 130-4 and the potential difference (10 V) between the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode 130-4. and the fourteenth transparent electrode 130-14.
  • the light polarized in the y-axis direction (for example, the S-polarized component) incident on the optical element 10 has the potential difference (2 V) between the fifth transparent electrode 130-5 and the sixth transparent electrode 130-6 and the The potential difference (2 V) between the 11th transparent electrode 130-11 and the 12th transparent electrode 130-12 slightly diffuses in the x-axis direction.
  • the light transmitted through the optical element 10 has an elliptical light distribution that is close to a circle having a minor axis in the x-axis direction and a major axis in the y-axis direction.
  • FIG. 6B is a measurement result of measuring the azimuth angle of light transmitted through the optical element 10 according to one embodiment of the present invention.
  • an elliptical light distribution shown in FIG. 6B was measured.
  • the degree of diffusion in the x-axis direction is higher than in the first specific example. More specifically, not only a portion of the light polarized in the x-axis direction but also a portion of the light polarized in the y-axis direction is diffused in the x-axis direction. Therefore, the light distribution state of the present specific example 2 shown in FIG. 6B became an elliptical light distribution closer to a circle than the light distribution state of the specific example 1 shown in FIG. 5C.
  • FIG. 7A is a timing chart showing potentials supplied to the transparent electrode 130 of the optical element 10 according to one embodiment of the present invention.
  • the first potential V1 and the second potential V2 are variable potentials in which the low potential and the high potential are reversely driven. That is, the first potential V1 and the second potential V2 are potentials in which ⁇ 5V and +5V are repeated. However, the phases of the first potential V1 and the second potential V2 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the first potential V1 and the second potential V2 is 10V.
  • the third potential V3 and the fourth potential V4 are variable potentials obtained by inverting the intermediate potential. That is, the third potential V3 and the fourth potential V4 are potentials in which ⁇ 2V and +2V are repeated. However, the phases of the third potential V3 and the fourth potential V4 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the third potential V3 and the fourth potential V4 is 4V.
  • the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are variable potentials in which the low potential and the high potential are reversely driven. That is, the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are potentials in which ⁇ 5V and +5V are repeated. However, the phases of the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the fifth potential V5 and the sixth potential V6 is 10V.
  • the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are intermediate fixed potentials. That is, the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are 0V.
  • the alignment state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 160 changes according to the potential difference.
  • Light polarized in the x-axis direction (for example, a P-polarized component) incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (4 V) between the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode 130-4 and the potential difference (4 V) between the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode .
  • the light is diffused in the y-axis direction by the potential difference (4 V) between the transparent electrode 130-13 and the fourteenth transparent electrode 130-14.
  • the light polarized in the x-axis direction incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (10 V) between the first transparent electrode 130-1 and the second transparent electrode 130-2 and the potential difference (10 V) between the fifteenth transparent electrode 130-15. and the sixteenth transparent electrode 130-16.
  • the light polarized in the y-axis direction (for example, the S-polarized component) incident on the optical element 10 has the potential difference (10 V) between the fifth transparent electrode 130-5 and the sixth transparent electrode 130-6 and the The potential difference (10 V) between the 11th transparent electrode 130-11 and the 12th transparent electrode 130-12 diffuses in the x-axis direction.
  • the light transmitted through the optical element 10 has an elliptical light distribution having a major axis in the x-axis direction and a minor axis in the y-axis direction.
  • the light polarized in the x-axis direction is diffused in the y-axis direction in the timing chart shown in FIG. 7A, it is also possible to diffuse the light polarized in the y-axis direction in the y-axis direction. This will be explained below.
  • FIG. 7B is a timing chart showing potentials supplied to the transparent electrode 130 of the optical element 10 according to one embodiment of the present invention.
  • the first potential V1 and the second potential V2 are variable potentials in which the low potential and the high potential are reversely driven. That is, the first potential V1 and the second potential V2 are potentials in which ⁇ 5V and +5V are repeated. However, the phases of the first potential V1 and the second potential V2 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the first potential V1 and the second potential V2 is 10V.
  • the third potential V3 and the fourth potential V4 are intermediate fixed potentials. That is, the third potential V3 and the fourth potential V4 are 0V.
  • the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are variable potentials in which the low potential and the high potential are reversely driven. That is, the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are potentials in which ⁇ 5V and +5V are repeated. However, the phases of the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the fifth potential V5 and the sixth potential V6 is 10V.
  • the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are variable potentials obtained by inverting the intermediate potential. That is, the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are potentials in which ⁇ 2V and +2V are repeated. However, the phases of the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the seventh potential V7 and the eighth potential V8 is 4V.
  • the alignment state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 160 changes according to the potential difference.
  • the light polarized in the y-axis direction incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (4 V) between the seventh transparent electrode 130-7 and the eighth transparent electrode 130-8 and the potential difference (4 V) between the ninth transparent electrode 130-9 and the ninth transparent electrode 130-9. It is diffused in the y-axis direction by the potential difference (4 V) with the ten transparent electrodes 130-10. Further, the light polarized in the y-axis direction incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (10 V) between the fifth transparent electrode 130-5 and the sixth transparent electrode 130-6 and the eleventh transparent electrode 130-11.
  • the light polarized in the x-axis direction incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (10 V) between the first transparent electrode 130-1 and the second transparent electrode 130-2 and the potential difference (10 V) between the fifteenth transparent electrode 130-15. and the sixteenth transparent electrode 130-16. Therefore, of the light incident on the optical element 10, part of the light polarized in the y-axis direction is diffused in the y-axis direction, and the rest of the light is diffused in the x-axis direction. Therefore, the light transmitted through the optical element 10 has an elliptical light distribution having a major axis in the x-axis direction and a minor axis in the y-axis direction.
  • FIG. 7C is a measurement result of measuring the azimuth angle of light transmitted through the optical element 10 according to one embodiment of the present invention.
  • the potential shown in the timing chart shown in FIG. 7A was supplied to the manufactured optical element 10, an elliptical light distribution shown in FIG. 7C was measured.
  • FIG. 8A is a timing chart showing potentials supplied to the transparent electrode 130 of the optical element 10 according to one embodiment of the present invention.
  • the first potential V1 and the second potential V2 are variable potentials in which the low potential and the high potential are reversely driven. That is, the first potential V1 and the second potential V2 are potentials in which ⁇ 5V and +5V are repeated. However, the phases of the first potential V1 and the second potential V2 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the first potential V1 and the second potential V2 is 10V.
  • the third potential V3 and the fourth potential V4 are variable potentials obtained by inverting the intermediate potential. That is, the third potential V3 and the fourth potential V4 are potentials in which ⁇ 1V and +1V are repeated. However, the phases of the third potential V3 and the fourth potential V4 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the third potential V3 and the fourth potential V4 is 2V.
  • the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are variable potentials in which the low potential and the high potential are reversely driven. That is, the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are potentials in which ⁇ 5V and +5V are repeated. However, the phases of the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the fifth potential V5 and the sixth potential V6 is 10V.
  • the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are variable potentials obtained by inverting the intermediate potential. That is, the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are potentials in which ⁇ 1V and +1V are repeated. However, the phases of the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the seventh potential V7 and the eighth potential V8 is 2V.
  • the alignment state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 160 changes according to the potential difference.
  • Light polarized in the x-axis direction (for example, P-polarized light) incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (2 V) between the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode 130-4 and the 13th It is slightly diffused in the y-axis direction by the potential difference (2 V) between the transparent electrode 130-13 and the fourteenth transparent electrode 130-14.
  • the light polarized in the x-axis direction incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (10 V) between the first transparent electrode 130-1 and the second transparent electrode 130-2 and the potential difference (10 V) between the fifteenth transparent electrode 130-15.
  • the light polarized in the y-axis direction (for example, the S-polarized component) incident on the optical element 10 has a potential difference (2 V) between the seventh transparent electrode 130-7 and the eighth transparent electrode 130-8 and It is slightly diffused in the y-axis direction by the potential difference (2 V) between the 9th transparent electrode 130-9 and the 10th transparent electrode 130-10.
  • the potential difference (10 V) between the fifth transparent electrode 130-5 and the sixth transparent electrode 130-6 and the potential difference (10 V) between the 11th transparent electrode 130-11 and the 12th transparent electrode 130-12 diffused in the x-axis direction.
  • the light incident on the optical element 10 part of the light polarized in the x-axis direction and part of the light polarized in the y-axis direction are diffused in the y-axis direction, and the remaining light is diffused in the x-axis direction.
  • the brightness of the light diffused in the y-axis direction is greater than in Concrete Example 3 with elliptical shape 3 .
  • the relative brightness difference between the x-axis direction and the y-axis direction is small. Therefore, the light transmitted through the optical element 10 has an elliptical light distribution having a major axis in the x-axis direction and a minor axis in the y-axis direction.
  • FIG. 8B is a measurement result of measuring the azimuth angle of light transmitted through the optical element 10 according to one embodiment of the present invention.
  • an elliptical light distribution shown in FIG. 8B was measured.
  • the degree of diffusion in the y-axis direction is higher than in the third specific example. More specifically, not only a portion of the light polarized in the y-axis direction but also a portion of the light polarized in the x-axis direction is diffused in the y-axis direction. Therefore, the light distribution state of the present specific example 4 shown in FIG. 8B became an elliptical light distribution that is closer to a circle than the light distribution state of the specific example 1 shown in FIG. 7C.
  • the lengths of the minor axis and the major axis can be controlled in the light distribution having an elliptical shape, which is one of the anisotropic shapes.
  • FIG. 9A is a timing chart showing potentials supplied to the transparent electrode 130 of the optical element 10 according to one embodiment of the present invention.
  • the first potential V1 and the second potential V2 are variable potentials obtained by inverting the intermediate potential. That is, the first potential V1 and the second potential V2 are potentials in which ⁇ 2V and +2V are repeated. However, the phases of the first potential V1 and the second potential V2 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the first potential V1 and the second potential V2 is 4V.
  • the third potential V3 and the fourth potential V4 are intermediate fixed potentials. That is, the third potential V3 and the fourth potential V4 are 0V.
  • the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are intermediate fixed potentials. That is, the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are 0V.
  • the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are variable potentials in which the low potential and the high potential are reversely driven. That is, the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are potentials in which ⁇ 5V and +5V are repeated. However, the phases of the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the seventh potential V7 and the eighth potential V8 is 10V.
  • the alignment state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 160 changes according to the potential difference.
  • Light polarized in the x-axis direction (for example, a P-polarized component) incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (4 V) between the first transparent electrode 130-1 and the second transparent electrode 130-2 and the 15th It is diffused in the x-axis direction by the potential difference (4 V) between the transparent electrode 130-15 and the sixteenth transparent electrode 130-16.
  • the light polarized in the y-axis direction (for example, the S-polarized component) incident on the optical element 10 has the potential difference (10 V) between the seventh transparent electrode 130-7 and the eighth transparent electrode 130-8 and the The light is diffused in the y-axis direction by the potential difference (10 V) between the 9th transparent electrode 130-9 and the 10th transparent electrode 130-10. Therefore, of the light incident on the optical element 10, part of the light polarized in the x-axis direction is diffused in the x-axis direction, and the light polarized in the y-axis direction is diffused in the y-axis direction.
  • the light polarized in the x-axis direction is diffused in the x-axis direction in the timing chart shown in FIG. 9A, it is also possible to diffuse the light polarized in the y-axis direction in the x-axis direction. This will be explained below.
  • FIG. 9B is a timing chart showing potentials supplied to the transparent electrode 130 of the optical element 10 according to one embodiment of the present invention.
  • the first potential V1 and the second potential V2 are intermediate fixed potentials. That is, the first potential V1 and the second potential V2 are 0V.
  • the third potential V3 and the fourth potential V4 are variable potentials in which the low potential and the high potential are reversely driven. That is, the third potential V3 and the fourth potential V4 are potentials in which ⁇ 5V and +5V are repeated. However, the phases of the third potential V3 and the fourth potential V4 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the third potential V3 and the fourth potential V4 is 10V.
  • the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are variable potentials obtained by inverting the intermediate potential. That is, the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are potentials in which ⁇ 2V and +2V are repeated. However, the phases of the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the fifth potential V5 and the sixth potential V6 is 4V.
  • the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are intermediate fixed potentials. That is, the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are 0V.
  • the alignment state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 160 changes according to the potential difference.
  • the light polarized in the y-axis direction incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (4 V) between the fifth transparent electrode 130-5 and the sixth transparent electrode 130-6 and the potential difference (4 V) between the eleventh transparent electrode 130-11 and the 11th transparent electrode 130-11. It is diffused in the x-axis direction by the potential difference (4 V) with the twelve transparent electrodes 130-12.
  • the light polarized in the x-axis direction incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (10 V) between the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode 130-4 and the potential difference (10 V) between the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode 130-4. and the fourteenth transparent electrode 130-14. Therefore, of the light incident on the optical element 10, the light polarized in the x-axis direction is diffused in the y-axis direction, and part of the light polarized in the y-axis direction is diffused in the x-axis direction.
  • FIG. 9C is a schematic diagram showing the shape of light distribution when the potential of the timing chart shown in FIG. 9A or 9B is supplied to the transparent electrode 130 of the optical element 10 according to one embodiment of the present invention.
  • the light transmitted through the optical element 10 has a cross-shaped light distribution in which the length in the y-axis direction is longer than the length in the x-axis direction, as shown in FIG. 9C.
  • FIG. 10A is a timing chart showing potentials supplied to the transparent electrode 130 of the optical element 10 according to one embodiment of the present invention.
  • the first potential V1 and the second potential V2 are intermediate fixed potentials. That is, the first potential V1 and the second potential V2 are 0V.
  • the third potential V3 and the fourth potential V4 are variable potentials obtained by inverting the intermediate potential. That is, the third potential V3 and the fourth potential V4 are potentials in which ⁇ 2V and +2V are repeated. However, the phases of the third potential V3 and the fourth potential V4 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the third potential V3 and the fourth potential V4 is 4V.
  • the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are variable potentials in which the low potential and the high potential are reversely driven. That is, the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are potentials in which ⁇ 5V and +5V are repeated. However, the phases of the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the fifth potential V5 and the sixth potential V6 is 10V.
  • the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are intermediate fixed potentials. That is, the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are 0V.
  • the alignment state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 160 changes according to the potential difference.
  • Light polarized in the x-axis direction (for example, a P-polarized component) incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (4 V) between the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode 130-4 and the potential difference (4 V) between the third transparent electrode 130-3 and the fourth transparent electrode .
  • the light is diffused in the y-axis direction by the potential difference (4 V) between the transparent electrode 130-13 and the fourteenth transparent electrode 130-14.
  • the light polarized in the y-axis direction (for example, the S-polarized component) incident on the optical element 10 has the potential difference (10 V) between the fifth transparent electrode 130-5 and the sixth transparent electrode 130-6 and the The potential difference (10 V) between the 11th transparent electrode 130-11 and the 12th transparent electrode 130-12 diffuses in the x-axis direction. Therefore, of the light incident on the optical element 10, part of the light polarized in the x-axis direction is diffused in the y-axis direction, and the light polarized in the y-axis direction is diffused in the x-axis direction.
  • the light polarized in the x-axis direction is diffused in the y-axis direction in the timing chart shown in FIG. 10A, it is also possible to diffuse the light polarized in the y-axis direction in the y-axis direction. This will be explained below.
  • FIG. 10B is a timing chart showing potentials supplied to the transparent electrode 130 of the optical element 10 according to one embodiment of the present invention.
  • the first potential V1 and the second potential V2 are variable potentials in which the low potential and the high potential are reversely driven. That is, the first potential V1 and the second potential V2 are potentials in which ⁇ 5V and +5V are repeated. However, the phases of the first potential V1 and the second potential V2 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the first potential V1 and the second potential V2 is 10V.
  • the third potential V3 and the fourth potential V4 are intermediate fixed potentials. That is, the third potential V3 and the fourth potential V4 are 0V.
  • the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are intermediate fixed potentials. That is, the fifth potential V5 and the sixth potential V6 are 0V.
  • the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are variable potentials obtained by inverting the intermediate potential. That is, the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are potentials in which ⁇ 2V and +2V are repeated. However, the phases of the seventh potential V7 and the eighth potential V8 are reversed. Therefore, the absolute value of the potential difference between the seventh potential V7 and the eighth potential V8 is 4V.
  • the alignment state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 160 changes according to the potential difference.
  • the light polarized in the y-axis direction incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (4 V) between the seventh transparent electrode 130-7 and the eighth transparent electrode 130-8 and the potential difference (4 V) between the ninth transparent electrode 130-9 and the ninth transparent electrode 130-9. It is diffused in the y-axis direction by the potential difference (4 V) with the ten transparent electrodes 130-10.
  • the light polarized in the x-axis direction incident on the optical element 10 is generated by the potential difference (10 V) between the first transparent electrode 130-1 and the second transparent electrode 130-2 and the potential difference (10 V) between the fifteenth transparent electrode 130-15.
  • FIG. 10C is a schematic diagram showing the shape of orientation when the potential of the timing chart shown in FIG. 10A or 10B is supplied to the transparent electrode 130 in the optical element 10 according to one embodiment of the present invention.
  • the light transmitted through the optical element 10 has a cross-shaped light distribution in which the length in the y-axis direction is shorter than the length in the x-axis direction, as shown in FIG. 10C.
  • the lengths in the first direction and the second direction are controlled in the light distribution having a cross shape, which is one of the anisotropic shapes. be able to.
  • the length in the first direction and the length in the second direction can be controlled by the magnitude of the intermediate potential supplied to the transparent electrode 130. can be done. For example, if the potential supplied to the transparent electrode 130 is increased, the light will be more diffused and the length will be increased.
  • the shape of the light distribution can also be controlled by the distance between the substrates 120 or the pitch between the transparent electrodes 130, for example.
  • Optical element 110 Liquid crystal cell 120: Substrate 130: Transparent electrode 140: Alignment film 150: Sealing material 160: Liquid crystal layer 170: Optical elastic resin layer 200: Potential supply line 310: First polarized light 320: Second polarized light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

光学素子は、順に積層された第１乃至第４の液晶セルを含み、第１乃至第４の液晶セルの各々は、第１の一対の櫛歯状の透明電極が配置された第１の基板および第２の一対の櫛歯状の透明電極が配置された第２の基板を含み、第１の一対の櫛歯状の透明電極の延在方向と第２の一対の櫛歯状の透明電極の延在方向とは交差し、第１乃至第４の液晶セルの異なる２つの液晶セルの間において、一方の液晶セルの第１の一対の櫛歯状の透明電極の１つと他方の液晶セルの第２の一対の櫛歯状の透明電極の１つが電気的に接続されている。

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光の配光の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
　光の配光の形状においては、等方的な形状だけでなく、異方的な形状が制御できることが望ましく、特に、楕円形状を有する配光の制御が望まれていた。
　本発明の一実施形態は、上記問題に鑑み、異方的な形状を有する配光の制御が可能な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、第１の液晶セルと、第１の液晶セルの上の第２の液晶セルと、第２の液晶セルの上の第３の液晶セルと、第３の液晶セルの上の第４の液晶セルと、を含み、第１の液晶セルは、第１の方向において、第１の透明電極と第２の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第１の基板と、第１の方向と交差する第２の方向において、第３の透明電極と第４の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第２の基板と、を含み、第２の液晶セルは、第２の基板と隣接し、第１の方向において、第５の透明電極と第６の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第３の基板と、第２の方向において、第７の透明電極と第８の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第４の基板と、を含み、第３の液晶セルは、第４の基板と隣接し、第２の方向において、第９の透明電極と第１０の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第５の基板と、第１の方向において、第１１の透明電極と第１２の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第６の基板と、を含み、第４の液晶セルは、第６の基板と隣接し、第２の方向において、第１３の透明電極と第１４の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第７の基板と、第１の方向において、第１５の透明電極と第１６の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第８の基板と、を含み、第１の透明電極と第１５の透明電極とは、互いに電気的に接続され、第２の透明電極と第１６の透明電極とは、互いに電気的に接続され、第３の透明電極と第１３の透明電極とは、互いに電気的に接続され、第４の透明電極と第１４の透明電極とは、互いに電気的に接続され、第５の透明電極と第１１の透明電極とは、互いに電気的に接続され、第６の透明電極と第１２の透明電極とは、互いに電気的に接続され、第７の透明電極と第９の透明電極とは、互いに電気的に接続され、第８の透明電極と第１０の透明電極とは、互いに電気的に接続されている。
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による光の配光の制御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による光の配光の制御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透明電極の接続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透明電極に供給される電位を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る光学素子の透明電極に供給される電位を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る光学素子を透過する光の方位角を測定した測定結果である。 本発明の一実施形態に係る光学素子の透明電極に供給される電位を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る光学素子を透過する光の方位角を測定した測定結果である。 本発明の一実施形態に係る光学素子の透明電極に供給される電位を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る光学素子の透明電極に供給される電位を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る光学素子を透過する光の方位角を測定した測定結果である。 本発明の一実施形態に係る光学素子の透明電極に供給される電位を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る光学素子を透過する光の方位角を測定した測定結果である。 本発明の一実施形態に係る光学素子の透明電極に供給される電位を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る光学素子の透明電極に供給される電位を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る光学素子において、透明電極に図９Ａまたは図９Ｂに示すタイミングチャートの電位が供給されたときの配光の形状を示した模式図である。 本発明の一実施形態に係る光学素子の透明電極に供給される電位を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る光学素子の透明電極に供給される電位を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る光学素子において、透明電極に図１０Ａまたは図１０Ｂに示すタイミングチャートの電位が供給されたときの配光の形状を示した模式図である。
　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８Ｂ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、第１の液晶セル１１０－１、第２の液晶セル１１０－２、第３の液晶セル１１０－３、および第４の液晶セル１１０－４を含む。第１の液晶セル１１０－１、第２の液晶セル１１０－２、第３の液晶セル１１０－３、および第４の液晶セル１１０－４は、ｚ軸方向に積層されている。第２の液晶セル１１０－２は、第１の液晶セル１１０－１上に設けられている。第３の液晶セル１１０－３は、第２の液晶セル１１０－２上に設けられている。第４の液晶セル１１０－４は、第３の液晶セル１１０－３上に設けられている。図示しないが、光源は、第１の液晶セル１１０－１の下方に配置されている。したがって、光源から出射された光は、第１の液晶セル１１０－１、第２の液晶セル１１０－２、第３の液晶セル１１０－３、および第４の液晶セル１１０－４を順に透過する。
　第１の光学弾性樹脂層１７０－１は、第１の液晶セル１１０－１と第２の液晶セル１１０－２とを接着し、固定する。第２の光学弾性樹脂層１７０－２は、第２の液晶セル１１０－２と第３の液晶セル１１０－３とを接着し、固定する。第３の光学弾性樹脂層１７０－３は、第３の液晶セル１１０－３と第４の液晶セル１１０－４とを接着し、固定する。第１の光学弾性樹脂層１７０－１、第２の光学弾性樹脂層１７０－２、および第３の光学弾性樹脂層１７０－３の各々として、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。
　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。
　第１の液晶セル１１０－１は、第１の透明電極１３０－１および第２の透明電極１３０－２が形成された第１の基板１２０－１と、第３の透明電極１３０－３および第４の透明電極１３０－４が形成された第２の基板１２０－２と、を含む。第１の基板１２０－１上には、第１の透明電極１３０－１および第２の透明電極１３０－２を覆う第１の配向膜１４０－１が形成されている。また、第２の基板１２０－２上には、第３の透明電極１３０－３および第４の透明電極１３０－４を覆う第２の配向膜１４０－２が形成されている。第１の基板１２０－１と第２の基板１２０－２とは、第１の基板１２０－１上の第１の透明電極１３０－１および第２の透明電極１３０－２と、第２の基板１２０－２上の第３の透明電極１３０－３および第４の透明電極１３０－４とが対向するように配置されている。また、第１の基板１２０－１および第２の基板１２０－２の各々の周辺部には、第１のシール材１５０－１が形成されている。すなわち、第１の基板１２０－１と第２の基板１２０－２とは、第１のシール材１５０－１を介して接着されている。また、第１の基板１２０－１（より具体的には、第１の配向膜１４０－１）、第２の基板１２０－２（より具体的には、第２の配向膜１４０－２）、および第１のシール材１５０－１で囲まれた空間には液晶が封入され、第１の液晶層１６０－１が形成されている。
　第２の液晶セル１１０－２は、第５の透明電極１３０－５および第６の透明電極１３０－６が形成された第３の基板１２０－３と、第７の透明電極１３０－７および第８の透明電極１３０－８が形成された第４の基板１２０－４と、を含む。第３の基板１２０－３上には、第５の透明電極１３０－５および第６の透明電極１３０－６を覆う第３の配向膜１４０－３が形成されている。また、第４の基板１２０－４上には、第７の透明電極１３０－７および第８の透明電極１３０－８を覆う第４の配向膜１４０－４が形成されている。第３の基板１２０－３と第４の基板１２０－４とは、第３の基板１２０－３上の第５の透明電極１３０－５および第６の透明電極１３０－６と、第４の基板１２０－４上の第７の透明電極１３０－７および第８の透明電極１３０－８とが対向するように配置されている。また、第３の基板１２０－３および第４の基板１２０－４の各々の周辺部には、第２のシール材１５０－２が形成されている。すなわち、第３の基板１２０－３と第４の基板１２０－４とは、第２のシール材１５０－２を介して接着されている。また、第３の基板１２０－３（より具体的には、第３の配向膜１４０－３）、第４の基板１２０－４（より具体的には、第４の配向膜１４０－４）、および第２のシール材１５０－２で囲まれた空間には液晶が封入され、第２の液晶層１６０－２が形成されている。
　第３の液晶セル１１０－３は、第９の透明電極１３０－９および第１０の透明電極１３０－１０が形成された第５の基板１２０－５と、第１１の透明電極１３０－１１および第１２の透明電極１３０－１２が形成された第６の基板１２０－６と、を含む。第５の基板１２０－５上には、第９の透明電極１３０－９および第１０の透明電極１３０－１０を覆う第５の配向膜１４０－５が形成されている。また、第６の基板１２０－６上には、第１１の透明電極１３０－１１および第１２の透明電極１３０－１２を覆う第６の配向膜１４０－６が形成されている。第５の基板１２０－５と第６の基板１２０－６とは、第５の基板１２０－５上の第９の透明電極１３０－９および第１０の透明電極１３０－１０と、第６の基板１２０－６上の第１１の透明電極１３０－１１および第１２の透明電極１３０－１２とが対向するように配置されている。また、第５の基板１２０－５および第６の基板１２０－６の各々の周辺部には、第３のシール材１５０－３が形成されている。すなわち、第５の基板１２０－５と第６の基板１２０－６とは、第３のシール材１５０－３を介して接着されている。また、第５の基板１２０－５（より具体的には、第５の配向膜１４０－５）、第６の基板１２０－６（より具体的には、第６の配向膜１４０－６）、および第３のシール材１５０－３で囲まれた空間には液晶が封入され、第３の液晶層１６０－３が形成されている。
　第４の液晶セル１１０－４は、第１３の透明電極１３０－１３および第１４の透明電極１３０－１４が形成された第７の基板１２０－７と、第１５の透明電極１３０－１５および第１６の透明電極１３０－１６が形成された第８の基板１２０－８と、を含む。第７の基板１２０－７上には、第１３の透明電極１３０－１３および第１４の透明電極１３０－１４を覆う第７の配向膜１４０－７が形成されている。また、第８の基板１２０－８上には、第１５の透明電極１３０－１５および第１６の透明電極１３０－１６を覆う第８の配向膜１４０－８が形成されている。第７の基板１２０－７と第８の基板１２０－８とは、第７の基板１２０－７上の第１３の透明電極１３０－１３および第１４の透明電極１３０－１４と、第８の基板１２０－８上の第１５の透明電極１３０－１５および第１６の透明電極１３０－１６とが対向するように配置されている。また、第７の基板１２０－７および第８の基板１２０－８の各々の周辺部には、第４のシール材１５０－４が形成されている。すなわち、第７の基板１２０－７と第８の基板１２０－８とは、第４のシール材１５０－４を介して接着されている。また、第７の基板１２０－７（より具体的には、第７の配向膜１４０－７）、第８の基板１２０－８（より具体的には、第８の配向膜１４０－８）、および第４のシール材１５０－４で囲まれた空間には液晶が封入され、第４の液晶層１６０－４が形成されている。
　第１の液晶セル１１０－１、第２の液晶セル１１０－２、第３の液晶セル１１０－３、および第４の液晶セル１１０－４は、基本的な構成は同じである。但し、透明電極１３０の配置が異なる。
　第１の液晶セル１１０－１では、第１の透明電極１３０－１および第２の透明電極１３０－２はｙ軸方向に延在し、第３の透明電極１３０－３および第４の透明電極１３０－４はｘ軸方向に延在している。また、第１の透明電極１３０－１と第２の透明電極１３０－２とは、ｘ軸方向において交互に櫛歯状に配置され、第３の透明電極１３０－３と第４の透明電極１３０－４とは、ｙ軸方向において交互に櫛歯状に配置されている。平面視において、第１の透明電極１３０－１および第２の透明電極１３０－２の延在方向（ｙ軸方向）は、第３の透明電極１３０－３および第４の透明電極１３０－４の延在方向（ｘ軸方向）と直交しているが、僅かにずれて交差していてもよい。
　第２の液晶セル１１０－２では、第５の透明電極１３０－５および第６の透明電極１３０－６はｙ軸方向に延在し、第７の透明電極１３０－７および第８の透明電極１３０－８はｘ軸方向に延在している。また、第５の透明電極１３０－５と第６の透明電極１３０－６とは、ｘ軸方向において交互に櫛歯状に配置され、第７の透明電極１３０－７と第８の透明電極１３０－８とは、ｙ軸方向において交互に櫛歯状に配置されている。平面視において、第５の透明電極１３０－５および第６の透明電極１３０－６の延在方向（ｙ軸方向）は、第７の透明電極１３０－７および第８の透明電極１３０－８の延在方向（ｘ軸方向）と直交しているが、僅かにずれて交差していてもよい。
　第３の液晶セル１１０－３では、第９の透明電極１３０－９および第１０の透明電極１３０－１０はｘ軸方向に延在し、第１１の透明電極１３０－１１および第１２の透明電極１３０－１２はｙ軸方向に延在している。また、第９の透明電極１３０－９と第１０の透明電極１３０－１０とは、ｙ軸方向において交互に櫛歯状に配置され、第１１の透明電極１３０－１１と第１２の透明電極１３０－１２とは、ｘ軸方向において交互に櫛歯状に配置されている。平面視において、第９の透明電極１３０－９および第１０の透明電極１３０－１０の延在方向（ｘ軸方向）は、第１１の透明電極１３０－１１および第１２の透明電極１３０－１２の延在方向（ｙ軸方向）と直交しているが、僅かにずれて交差していてもよい。
　第４の液晶セル１１０－４では、第１３の透明電極１３０－１３および第１４の透明電極１３０－１４はｘ軸方向に延在し、第１５の透明電極１３０－１５および第１６の透明電極１３０－１６はｙ軸方向に延在している。また、第１３の透明電極１３０－１３と第１４の透明電極１３０－１４とは、ｙ軸方向において交互に櫛歯状に配置され、第１５の透明電極１３０－１５と第１６の透明電極１３０－１６とは、ｘ軸方向において交互に櫛歯状に配置されている。平面視において、第１３の透明電極１３０－１３および第１４の透明電極１３０－１４の延在方向（ｘ軸方向）は、第１５の透明電極１３０－１５および第１６の透明電極１３０－１６の延在方向（ｙ軸方向）と直交しているが、僅かにずれて交差していてもよい。
　平面視において、第１の液晶セル１１０－１の第１の透明電極１３０－１、第２の液晶セル１１０－２の第５の透明電極１３０－５、第３の液晶セル１１０－３の第１１の透明電極１３０－１１、および第４の液晶セル１１０－４の第１５の透明電極１３０－１５は、互いに延在方向（ｙ軸方向）が略一致するように重畳している。但し、第１の透明電極１３０－１、第５の透明電極１３０－５、第１１の透明電極１３０－１１、および第１５の透明電極１３０－１５が僅かにずれて重畳するように、第１の液晶セル１１０－１～第４の液晶セル１１０－４が配置されていてもよい。
　第１の基板１２０－１～第８の基板１２０－８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１２０－１～第８の基板１２０－８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１３０－１～第１６の透明電極１３０－１６の各々は、液晶層１６０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１３０－１～第１６の透明電極１３０－１６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。
　第１の液晶層１６０－１～第４の液晶層１６０－４の各々は、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。第１の液晶層１６０－１～第４の液晶層１６０－４の各々の液晶として、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、液晶分子の初期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１４０－１～第８の配向膜１４０－８の各々は、液晶層１６０内の液晶分子を所定の方向に配列する。第１の配向膜１４０－１～第８の配向膜１４０－８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１４０－１～第８の配向膜１４０－８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。
　第１のシール材１５０－１～第４のシール材１５０－４の各々として、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。
　光学素子１０は、少なくとも２つの液晶セル（例えば、第１の液晶セル１１０－１および第２の液晶セル１１０－２）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、第１の液晶セル１１０－１の第１の基板１２０－１および第４の液晶セル１１０－４の第８の基板１２０－８の各表面には、例えば、液晶表示素子の表裏面に設けられるような一対の偏光板を設ける必要はない。
［２．光学素子１０による光の配光の制御］
　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による光の配光の制御を説明する模式的な断面図である。図３Ａおよび図３Ｂには、図２Ａに示す第１の液晶セル１１０－１および第２の液晶セル１１０－２の断面図の一部が示されている。図３Ａには、透明電極１３０に電位が供給されていない状態の光学素子１０が示され、図３Ｂには、透明電極１３０に電位が供給されている状態の光学素子１０が示されている。
　第１の配向膜１４０－１はｘ軸方向に配向処理が行われている。そのため、図３Ａに示すように、第１の液晶層１６０－１の第１の基板１２０－１側の液晶分子は、長軸がｘ軸方向に沿って配向する。すなわち、第１の基板１２０－１側の液晶分子の配向方向は、第１の透明電極１３０－１および第２の透明電極１３０－２の延在方向（ｙ軸方向）に対して直交している。また、第２の配向膜１４０－２はｙ軸方向に配向処理が行われている。そのため、図３Ａに示すように、第１の液晶層１６０－１の第２の基板１２０－２側の液晶分子は、長軸がｙ軸方向に沿って配向する。すなわち、第２の基板１２０－２側の液晶分子の配向方向は、第３の透明電極１３０－３および第４の透明電極１３０－４の延在方向（ｘ軸方向）に対して直交している。したがって、第１の液晶層１６０－１の液晶分子は、第１の基板１２０－１から第２の基板１２０－２に向かうにつれて徐々に長軸の向きをｘ軸方向からｙ軸方向に変化し、９０度ねじれた状態で配向している。
　第２の液晶層１６０－２の液晶分子も、第１の液晶層１６０－１の液晶分子と同様であるため、ここでは説明を省略する。
　透明電極１３０に電位が供給されると、図３Ｂに示すように、液晶分子の配向が変化する。ここでは、第１の透明電極１３０－１、第３の透明電極１３０－３、第５の透明電極１３０－５、および第７の透明電極１３０－７にＬｏｗ電位が供給され、第２の透明電極１３０－２、第４の透明電極１３０－４、第６の透明電極１３０－６、および第８の透明電極１３０－８にＨｉｇｈ電位が供給されているものとして説明する。なお、図３Ｂでは、便宜上、Ｌｏｗ電位およびＨｉｇｈ電位を、それぞれ、「－」および「＋」の記号を用いて図示している。なお、以下では、隣接する透明電極間に生じる電界を横電界と言う場合がある。
　図３Ｂに示すように、第１の透明電極１３０－１と第２の透明電極１３０－２との間の横電界の影響によって、第１の基板１２０－１側の液晶分子は、全体として、第１の基板１２０－１に対してｘ軸方向に沿って凸円弧状に配向する。同様に、第３の透明電極１３０－３と第４の透明電極１３０－４との間の横電界の影響によって、第２の基板１２０－２側の液晶分子は、全体として、第２の基板１２０－２に対してｙ軸方向に沿って凸円弧状に配向する。第１の透明電極１３０－１と第２の透明電極１３０－２との間のほぼ中央に位置する液晶分子は、いずれの横電界によっても配向がほとんど変化しない。したがって、第１の液晶層１６０－１に入射した光は、第１の基板１２０－１側のｘ軸方向に沿って凸円弧状に配向された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、第２の基板１２０－２側のｙ軸方向に沿って凸円弧状に配向された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。
　なお、第１の基板１２０－１と第２の基板１２０－２とは、十分に離れた基板間距離を有しているため、第１の基板１２０－１の第１の透明電極１３０－１と第２の透明電極１３０－２との間の横電界は、第２の基板１２０－２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１２０－２の第３の透明電極１３０－３と第４の透明電極１３０－４との間の横電界は、第１の基板１２０－１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。
　第５の透明電極１３０－５～第８の透明電極１３０－８に電位が供給された場合における第２の液晶層１６０－２の液晶分子も、第１の液晶層１６０－１の液晶分子と同様であるため、ここでは説明を省略する。
　続いて、光学素子１０を透過する光の配光について説明する。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、光を互いに直交する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（図３Ａおよび図３Ｂ中の（１）参照）は、Ｐ偏光成分を有する第１の偏光３１０およびＳ偏光成分を有する第２の偏光３２０を含む。なお、図３Ａおよび図３Ｂ中の矢印の記号および丸印にバツを付した記号は、それぞれ、Ｐ偏光成分およびＳ偏光成分を表している。
　第１の偏光３１０は、第１の基板１２０－１に入射した後、第２の基板１２０－２に向かうにつれて、液晶分子の配向のねじれにしたがってＰ偏光成分からＳ偏光成分に変化する（図３Ａおよび図３Ｂ中の（２）～（４）参照）。より具体的には、第１の偏光３１０は、第１の基板１２０－１側ではｘ軸方向に偏光軸を有しているが、第１の液晶層１６０－１の厚さ方向に通過する過程でその偏光軸を徐々に変化させ、第２の基板１２０－２側ではｙ軸方向に偏光軸を有し、その後、第２の基板１２０－２側から出射される（図３Ａおよび図３Ｂ中の（５）参照）。
　ここで、第１の透明電極１３０－１と第２の透明電極１３０－２との間に横電界が発生すると、当該横電界の影響で第１の基板１２０－１側の液晶分子がｘ軸方向に沿って凸円弧状に配向し、屈折率分布が変化する。そのため、第１の偏光３１０は、当該液晶分子の屈折率分布にしたがって、ｘ軸方向に拡散する。また、第３の透明電極１３０－３と第４の透明電極１３０－４との間に横電界が発生すると、当該横電界の影響で第２の基板１２０－２側の液晶分子がｙ軸方向に沿って凸円弧状に配向し、屈折率分布が変化する。そのため、第１の偏光３１０は、当該液晶分子の屈折率分布の変化にしたがって、ｙ軸方向に拡散する。
　したがって、横電界が発生していない場合（図３Ａ参照）、第１の液晶セル１１０－１を透過する第１の偏光３１０は、偏光成分がＰ偏光成分からＳ偏光成分に変化する。一方、横電界が発生している場合（図３Ｂ参照）、第１の液晶セルを透過する第１の偏光３１０は、偏光成分がＰ偏光成分からＳ偏光成分に変化するとともに、ｘ軸方向およびｙ軸方向に拡散する。
　第２の偏光３２０は、第１の基板１２０－１に入射した後、第２の基板１２０－２に向かうにつれて、液晶分子の配向のねじれにしたがってＳ偏光成分からＰ偏光成分に変化する（図３Ａおよび図３Ｂ中の（２）～（４）参照）。より具体的には、第２の偏光３２０は、第１の基板１２０－１側ではｙ軸方向に偏光軸を有しているが、第１の液晶層１６０－１の厚さ方向に通過する過程でその偏光軸を徐々に変化させ、第２の基板１２０－２側ではｘ軸方向に偏光軸を有し、その後、第２の基板１２０－２側から出射される（図３Ａおよび図３Ｂ中の（５）参照）。
　ここで、第１の透明電極１３０－１と第２の透明電極１３０－２との間に横電界が発生すると、当該横電界の影響で第１の基板１２０－１側の液晶分子がｘ軸方向に沿って凸円弧状に配向し、屈折率分布が変化する。しかしながら、第２の偏光３２０の偏光軸は、第１の基板１２０－１側の液晶分子の配向と直交しているため、当該液晶分子の屈折率分布の影響を受けず、拡散せずにそのまま通過する。また、第３の透明電極１３０－３と第４の透明電極１３０－４との間に横電界が発生すると、当該横電界の影響で第２の基板１２０－２側の液晶分子がｙ軸方向に沿って凸円弧状に配向し、屈折率分布が変化する。しかしながら、第２の偏光３２０の偏光軸は、第２の基板１２０－２側の液晶分子の配向と直交しているため、当該液晶分子の屈折率分布の影響を受けず、拡散せずにそのまま通過する。
　したがって、横電界が発生していない場合（図３Ａ参照）だけでなく、横電界が発生している場合（図３Ｂ参照）も、第１の液晶セル１１０－１を透過する第２の偏光３２０は、偏光成分がＳ偏光成分からＰ偏光成分に変化するが、拡散しない。
　第２の液晶セル１１０－２の第２の液晶層１６０－２の液晶分子も、第１の液晶セル１１０－１の第１の液晶層１６０－１の液晶分子と同様の屈折率分布を有する。但し、第１の偏光３１０および第２の偏光３２０は、第１の液晶セル１１０－１を透過することで、偏光軸が変化しているため、第２の液晶層１６０－２の液晶分子の屈折率分布の影響を受ける偏光は逆となる。すなわち、横電界が発生していない場合（図３Ａ参照）だけでなく、横電界が発生している場合（図３Ｂ参照）も、第２の液晶セル１１０－２を透過する第１の偏光３１０は、偏光成分がＳ偏光成分からＰ偏光成分に変化するが、拡散しない（図３Ａおよび図３Ｂ中の（６）～（８）参照）。一方、横電界が発生していない場合（図３Ａ参照）、第２の液晶セル１１０－２を透過する第２の偏光３２０は、偏光成分がＰ偏光成分からＳ偏光成分に変化するのみであるが、横電界が発生している場合（図３Ｂ参照）、第２の液晶セル１１０－２を透過する第２の偏光３２０は、偏光成分がＰ偏光成分からＳ偏光成分に変化するとともに、ｘ軸方向およびｙ軸方向に拡散する。
　以上からわかるように、光学素子１０では、同一の構造を有する２つの液晶セル１１０を積層させることにより、光学素子１０に入射する光の偏光成分を２度にわたって変化させ、その結果、入射前と入射後での偏光成分を変わらなくすることができる（図３Ａおよび図３Ｂ中の（１）および（９）参照）。他方、光学素子１０は、透明電極１３０に電位を供給し、液晶セル１１０の液晶層１６０の液晶分子が有する屈折率分布を変化させ、液晶セル１１０を透過する光を屈折させることができる。より具体的には、第１の液晶セル１１０－１が第１の偏光３１０（Ｐ偏光成分）の光をｘ軸方向、ｙ軸方向、またはｘ軸およびｙ軸の両軸方向に拡散させ、第２の液晶セル１１０－２が第２の偏光３２０（Ｓ偏光成分）の光をｘ軸方向、ｙ軸方向、またはｘ軸およびｙ軸の両軸方向に拡散させることができる。
　図３Ａおよび図３Ｂでは第１の液晶セル１１０－１および第２の液晶セル１１０－２のみを図示し、第１の液晶セル１１０－１および第２の液晶セル１１０－２を透過する光の配光について説明したが、第３の液晶セル１１０－３および第４の液晶セル１１０－４を透過する光の配光も同様である。但し、第３の液晶セル１１０－３および第４の液晶セル１１０－４は、第１の液晶セル１１０－１および第２の液晶セル１１０－２に対して９０度回転させた状態で積層している結果、作用する偏光成分が入れ替わる。すなわち、第３の液晶セル１１０－３が第２の偏光３２０（Ｓ偏光成分）の光をｘ軸方向、ｙ軸方向、またはｘ軸およびｙ軸の両軸方向に拡散させ、第４の液晶セル１１０－４が第１の偏光３１０（Ｐ偏光成分）の光をｘ軸方向、ｙ軸方向、またはｘ軸およびｙ軸の両軸方向に拡散させることができる。
［３．光学素子１０の透明電極への電位の供給］
　図４は、本発明の一実施形態に係る光学素子１０の透明電極１３０の接続を説明する模式図である。
　第１の透明電極１３０－１および第１５の透明電極１３０－１５は、第１の電位Ｖ１を供給する第１の電位供給線２００－１に接続されている。すなわち、第１の透明電極１３０－１と第１５の透明電極１３０－１５とは、互いに電気的に接続されている。
　第２の透明電極１３０－２および第１６の透明電極１３０－１６は、第２の電位Ｖ２を供給する第２の電位供給線２００－２に接続されている。すなわち、第２の透明電極１３０－２と第１６の透明電極１３０－１６とは、互いに電気的に接続されている。
　第３の透明電極１３０－３および第１３の透明電極１３０－１３は、第３の電位Ｖ３を供給する第３の電位供給線２００－３に接続されている。すなわち、第３の透明電極１３０－３と第１３の透明電極１３０－１３とは、互いに電気的に接続されている。
　第４の透明電極１３０－４および第１４の透明電極１３０－１４は、第４の電位Ｖ４を供給する第４の電位供給線２００－４に接続されている。すなわち、第４の透明電極１３０－４と第１４の透明電極１３０－１４とは、互いに電気的に接続されている。
　第５の透明電極１３０－５および第１１の透明電極１３０－１１は、第５の電位Ｖ５を供給する第５の電位供給線２００－５に接続されている。すなわち、第５の透明電極１３０－５と第１１の透明電極１３０－１１とは、互いに電気的に接続されている。
　第６の透明電極１３０－６および第１２の透明電極１３０－１２は、第６の電位Ｖ６を供給する第６の電位供給線２００－６に接続されている。すなわち、第６の透明電極１３０－６と第１２の透明電極１３０－１２とは、互いに電気的に接続されている。
　第７の透明電極１３０－７および第９の透明電極１３０－９は、第７の電位Ｖ７を供給する第７の電位供給線２００－７に接続されている。すなわち、第７の透明電極１３０－７と第９の透明電極１３０－９とは、互いに電気的に接続されている。
　第８の透明電極１３０－８および第１０の透明電極１３０－１０は、第８の電位Ｖ８を供給する第８の電位供給線２００－８に接続されている。すなわち、第８の透明電極１３０－８と第１０の透明電極１３０－１０とは、互いに電気的に接続されている。
　第１の電位Ｖ１～第８の電位Ｖ８は、固定電位であってもよく、変動電位であってもよい。第１の電位供給線２００－１～第８の電位供給線２００－８には、Ｌｏｗ電位およびＨｉｇｈ電位だけでなく、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位との間の中間電位も供給される。すなわち、第１の電位Ｖ１～第８の電位には、絶対値の異なる３つの電位が含まれる。これにより、光学素子１０は、光源からの出射された光を、短軸および長軸が調整された楕円形状として拡散することができる。以下では、楕円形状の例について説明する。
［具体例１．ｙ軸上に焦点を有する楕円形状１］
　図５Ａ～図５Ｃを参照して、ｙ軸上に焦点を有する、すなわち、ｘ軸方向に短軸を有し、ｙ軸方向に長軸を有する楕円形状の配光について説明する。なお、以下では、便宜上、Ｌｏｗ電位およびＨｉｇｈ電位が、それぞれ、－５Ｖおよび５Ｖであるとして説明するが、これに限られない。
　図５Ａは、本発明の一実施形態に係る光学素子１０の透明電極１３０に供給される電位を示すタイミングチャートである。
　第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、中間電位が反転駆動された変動電位である。すなわち、第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、－２Ｖと＋２Ｖとが繰り返される電位である。但し、第１の電位Ｖ１と第２の電位Ｖ２とは位相が反転している。そのため、第１の電位Ｖ１と第２の電位Ｖ２との電位差の絶対値は４Ｖである。
　第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位とが反転駆動された変動電位である。すなわち、第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、－５Ｖと＋５Ｖとが繰り返される電位である。但し、第３の電位Ｖ３と第４の電位Ｖ４とは位相が反転している。そのため、第３の電位Ｖ３と第４の電位Ｖ４との電位差の絶対値は１０Ｖである。
　第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、中間固定電位である。すなわち、第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、０Ｖである。
　第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位とが反転駆動された変動電位である。すなわち、第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、－５Ｖと＋５Ｖとが繰り返される電位である。但し、第７の電位Ｖ７と第８の電位Ｖ８とは位相が反転している。そのため、第７の電位Ｖ７と第８の電位Ｖ８との電位差の絶対値は１０Ｖである。
　透明電極１３０に上述した電位が供給されることにより、電位差に従って液晶層１６０の液晶分子の配向状態が変化する。光学素子１０に入射したｘ軸方向の偏光を有する光（例えば、Ｐ偏光成分）は、第１の透明電極１３０－１と第２の透明電極１３０－２との電位差（４Ｖ）および第１５の透明電極１３０－１５と第１６の透明電極１３０－１６との電位差（４Ｖ）によってｘ軸方向に拡散される。また、光学素子１０に入射したｘ軸方向の偏光を有する光は、第３の透明電極１３０－３と第４の透明電極１３０－４との電位差（１０Ｖ）および第１３の透明電極１３０－１３と第１４の透明電極１３０－１４との電位差（１０Ｖ）によってｙ軸方向に拡散される。また、光学素子１０に入射したｙ軸方向の偏光を有する光（例えば、Ｓ偏光成分）は、第７の透明電極１３０－７と第８の透明電極１３０－８との電位差（１０Ｖ）および第９の透明電極１３０－９と第１０の透明電極１３０－１０との電位差（１０Ｖ）によってｙ軸方向に拡散される。したがって、光学素子１０に入射した光のうち、ｘ軸方向の偏光を有する光の一部がｘ軸方向に拡散され、残りの光はｙ軸方向に拡散される。そのため、光学素子１０を透過した光は、ｘ軸方向に短軸を有し、ｙ軸方向に長軸を有する楕円形状の配光となる。
　図５Ａに示すタイミングチャートでは、ｘ軸方向の偏光を有する光をｘ軸方向に拡散させたが、ｙ軸方向の偏光を有する光をｘ軸方向に拡散することも可能である。以下、これについて説明する。
　図５Ｂは、本発明の一実施形態に係る光学素子１０の透明電極１３０に供給される電位を示すタイミングチャートである。
　第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、中間固定電位である。すなわち、第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、０Ｖである。
　第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位とが反転駆動された変動電位である。すなわち、第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、－５Ｖと＋５Ｖとが繰り返される電位である。但し、第３の電位Ｖ３と第４の電位Ｖ４とは位相が反転している。そのため、第３の電位Ｖ３と第４の電位Ｖ４との電位差の絶対値は１０Ｖである。
　第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、中間電位が反転駆動された変動電位である。すなわち、第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、－２Ｖと＋２Ｖとが繰り返される電位である。但し、第５の電位Ｖ５と第６の電位Ｖ６とは位相が反転している。そのため、第５の電位Ｖ５と第６の電位Ｖ６との電位差の絶対値は４Ｖである。
　第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位とが反転駆動された変動電位である。すなわち、第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、－５Ｖと＋５Ｖとが繰り返される電位である。但し、第７の電位Ｖ７と第８の電位Ｖ８とは位相が反転している。そのため、第７の電位Ｖ７と第８の電位Ｖ８との電位差の絶対値は１０Ｖである。
　透明電極１３０に上述した電位が供給されることにより、電位差に従って液晶層１６０の液晶分子の配向状態が変化する。光学素子１０に入射したｙ軸方向の偏光を有する光は、第５の透明電極１３０－５と第６の透明電極１３０－６との電位差（４Ｖ）および第１１の透明電極１３０－１１と第１２の透明電極１３０－１２との電位差（４Ｖ）によってｘ軸方向に拡散される。また、光学素子１０に入射したｙ軸方向の偏光を有する光は、第７の透明電極１３０－７と第８の透明電極１３０－８との電位差（１０Ｖ）および第９の透明電極１３０－９と第１０の透明電極１３０－１０との電位差（１０Ｖ）によってｙ軸方向に拡散される。また、光学素子１０に入射したｘ軸方向の偏光を有する光は、第３の透明電極１３０－３と第４の透明電極１３０－４との電位差（１０Ｖ）および第１３の透明電極１３０－１３と第１４の透明電極１３０－１４との電位差（１０Ｖ）によってｙ軸方向に拡散される。したがって、光学素子１０に入射した光のうち、ｙ軸方向の偏光を有する光の一部がｘ軸方向に拡散され、残りの光はｙ軸方向に拡散される。そのため、光学素子１０を透過した光は、ｘ軸方向に短軸を有し、ｙ軸方向に長軸を有する楕円形状の配光となる。
　図５Ｃは、本発明の一実施形態に係る光学素子１０を透過する光の方位角を測定した測定結果である。作製された光学素子１０に図５Ａに示すタイミングチャートの電位を供給したところ、図５Ｃに示す楕円形状の配光が測定された。
［具体例２．ｙ軸上に焦点を有する楕円形状２］
　図６Ａおよび図６Ｂを参照して、ｙ軸に焦点を有する、すなわち、ｘ軸方向に短軸を有し、ｙ軸方向に長軸を有する楕円形状の配光について説明する。なお、楕円形状２は、楕円形状１よりも円形に近い楕円形である。
　図６Ａは、本発明の一実施形態に係る光学素子１０の透明電極１３０に供給される電位を示すタイミングチャートである。
　第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、中間電位が反転駆動された変動電位である。すなわち、第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、－１Ｖと＋１Ｖとが繰り返される電位である。但し、第１の電位Ｖ１と第２の電位Ｖ２とは位相が反転している。そのため、第１の電位Ｖ１と第２の電位Ｖ２との電位差の絶対値は２Ｖである。
　第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位とが反転駆動された変動電位である。すなわち、第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、－５Ｖと＋５Ｖとが繰り返される電位である。但し、第３の電位Ｖ３と第４の電位Ｖ４とは位相が反転している。そのため、第３の電位Ｖ３と第４の電位Ｖ４との電位差の絶対値は１０Ｖである。
　第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、中間電位が反転駆動された変動電位である。すなわち、第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、－１Ｖと＋１Ｖとが繰り返される電位である。但し、第５の電位Ｖ５と第６の電位Ｖ６とは位相が反転している。そのため、第５の電位Ｖ５と第６の電位Ｖ６との電位差の絶対値は２Ｖである。
　第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位とが反転駆動された変動電位である。すなわち、第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、－５Ｖと＋５Ｖとが繰り返される電位である。但し、第７の電位Ｖ７と第８の電位Ｖ８とは位相が反転している。そのため、第７の電位Ｖ７と第８の電位Ｖ８との電位差の絶対値は１０Ｖである。
　透明電極１３０に上述した電位が供給されることにより、電位差に従って液晶層１６０の液晶分子の配向状態が変化する。光学素子１０に入射したｘ軸方向の偏光を有する光（例えば、Ｐ偏光成分）は、第１の透明電極１３０－１と第２の透明電極１３０－２との電位差（２Ｖ）および第１５の透明電極１３０－１５と第１６の透明電極１３０－１６との電位差（２Ｖ）によってｘ軸方向に僅かに拡散される。また、光学素子１０に入射したｘ軸方向の偏光を有する光は、第３の透明電極１３０－３と第４の透明電極１３０－４との電位差（１０Ｖ）および第１３の透明電極１３０－１３と第１４の透明電極１３０－１４との電位差（１０Ｖ）によってｙ軸方向に拡散される。また、光学素子１０に入射したｙ軸方向の偏光を有する光（例えば、Ｓ偏光成分）は、第５の透明電極１３０－５と第６の透明電極１３０－６との電位差（２Ｖ）および第１１の透明電極１３０－１１と第１２の透明電極１３０－１２との電位差（２Ｖ）によってｘ軸方向に僅かに拡散される。また、第７の透明電極１３０－７と第８の透明電極１３０－８との電位差（１０Ｖ）および第９の透明電極１３０－９と第１０の透明電極１３０－１０との電位差（１０Ｖ）によってｙ軸方向に拡散される。したがって、光学素子１０に入射した光のうち、ｘ軸方向の偏光を有する光の一部およびｙ軸方向の偏光を有する光の一部がｘ軸方向に拡散され、残りの光はｙ軸方向に拡散される。これによって、具体例２においては、具体例１の楕円形状１よりもｘ軸方向に拡散される光の輝度が増加する。また、ｘ軸方向とｙ軸方向とで光の輝度を比較した場合、ｘ軸方向およびｙ軸方向の相対的な輝度差は小さくなる。そのため、光学素子１０を透過した光は、ｘ軸方向に短軸を有し、ｙ軸方向に長軸を有する円形に近い楕円形状の配光となる。
　図６Ｂは、本発明の一実施形態に係る光学素子１０を透過する光の方位角を測定した測定結果である。作製された光学素子１０に図６Ａに示すタイミングチャートの電位を供給したところ、図６Ｂに示す楕円形状の配光が測定された。上述したように、本具体例２では具体例１よりもｘ軸方向への拡散の度合いが高められている。より具体的には、ｘ軸方向の偏光を有する光の一部だけでなく、ｙ軸方向の偏光を有する光の一部もｘ軸方向に拡散する。そのため、図６Ｂに示される本具体例２の配光状態は、図５Ｃに示される具体例１の配光状態よりも円形に近い楕円形状の配光となった。
［具体例３．ｘ軸上に焦点を有する楕円形状３］
　図７Ａ～図７Ｃを参照して、ｘ軸上に焦点を有する、すなわち、ｘ軸方向に長軸を有し、ｙ軸方向に短軸を有する楕円形状の配光について説明する。
　図７Ａは、本発明の一実施形態に係る光学素子１０の透明電極１３０に供給される電位を示すタイミングチャートである。
　第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位とが反転駆動された変動電位である。すなわち、第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、－５Ｖと＋５Ｖとが繰り返される電位である。但し、第１の電位Ｖ１と第２の電位Ｖ２とは位相が反転している。そのため、第１の電位Ｖ１と第２の電位Ｖ２との電位差の絶対値は１０Ｖである。
　第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、中間電位が反転駆動された変動電位である。すなわち、第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、－２Ｖと＋２Ｖとが繰り返される電位である。但し、第３の電位Ｖ３と第４の電位Ｖ４とは位相が反転している。そのため、第３の電位Ｖ３と第４の電位Ｖ４との電位差の絶対値は４Ｖである。
　第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位とが反転駆動された変動電位である。すなわち、第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、－５Ｖと＋５Ｖとが繰り返される電位である。但し、第５の電位Ｖ５と第６の電位Ｖ６とは位相が反転している。そのため、第５の電位Ｖ５と第６の電位Ｖ６との電位差の絶対値は１０Ｖである。
　第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、中間固定電位である。すなわち、第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、０Ｖである。
　透明電極１３０に上述した電位が供給されることにより、電位差に従って液晶層１６０の液晶分子の配向状態が変化する。光学素子１０に入射したｘ軸方向の偏光を有する光（例えば、Ｐ偏光成分）は、第３の透明電極１３０－３と第４の透明電極１３０－４との電位差（４Ｖ）および第１３の透明電極１３０－１３と第１４の透明電極１３０－１４との電位差（４Ｖ）によってｙ軸方向に拡散される。また、光学素子１０に入射したｘ軸方向の偏光を有する光は、第１の透明電極１３０－１と第２の透明電極１３０－２との電位差（１０Ｖ）および第１５の透明電極１３０－１５と第１６の透明電極１３０－１６との電位差（１０Ｖ）によってｘ軸方向に拡散される。また、光学素子１０に入射したｙ軸方向の偏光を有する光（例えば、Ｓ偏光成分）は、第５の透明電極１３０－５と第６の透明電極１３０－６との電位差（１０Ｖ）および第１１の透明電極１３０－１１と第１２の透明電極１３０－１２との電位差（１０Ｖ）によってｘ軸方向に拡散される。したがって、光学素子１０に入射した光のうち、ｘ軸方向の偏光を有する光の一部がｙ軸方向に拡散され、残りの光はｘ軸方向に拡散される。そのため、光学素子１０を透過した光は、ｘ軸方向に長軸を有し、ｙ軸方向に短軸を有する楕円形状の配光となる。
　図７Ａに示すタイミングチャートでは、ｘ軸方向の偏光を有する光をｙ軸方向に拡散させたが、ｙ軸方向の偏光を有する光をｙ軸方向に拡散することも可能である。以下、これについて説明する。
　図７Ｂは、本発明の一実施形態に係る光学素子１０の透明電極１３０に供給される電位を示すタイミングチャートである。
　第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位とが反転駆動された変動電位である。すなわち、第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、－５Ｖと＋５Ｖとが繰り返される電位である。但し、第１の電位Ｖ１と第２の電位Ｖ２とは位相が反転している。そのため、第１の電位Ｖ１と第２の電位Ｖ２との電位差の絶対値は１０Ｖである。
　第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、中間固定電位である。すなわち、第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、０Ｖである。
　第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位とが反転駆動された変動電位である。すなわち、第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、－５Ｖと＋５Ｖとが繰り返される電位である。但し、第５の電位Ｖ５と第６の電位Ｖ６とは位相が反転している。そのため、第５の電位Ｖ５と第６の電位Ｖ６との電位差の絶対値は１０Ｖである。
　第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、中間電位が反転駆動された変動電位である。すなわち、第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、－２Ｖと＋２Ｖとが繰り返される電位である。但し、第７の電位Ｖ７と第８の電位Ｖ８とは位相が反転している。そのため、第７の電位Ｖ７と第８の電位Ｖ８との電位差の絶対値は４Ｖである。
　透明電極１３０に上述した電位が供給されることにより、電位差に従って液晶層１６０の液晶分子の配向状態が変化する。光学素子１０に入射したｙ軸方向の偏光を有する光は、第７の透明電極１３０－７と第８の透明電極１３０－８との電位差（４Ｖ）および第９の透明電極１３０－９と第１０の透明電極１３０－１０との電位差（４Ｖ）によってｙ軸方向に拡散される。また、光学素子１０に入射したｙ軸方向の偏光を有する光は、第５の透明電極１３０－５と第６の透明電極１３０－６との電位差（１０Ｖ）および第１１の透明電極１３０－１１と第１２の透明電極１３０－１２との電位差（１０Ｖ）によってｘ軸方向に拡散される。また、光学素子１０に入射したｘ軸方向の偏光を有する光は、第１の透明電極１３０－１と第２の透明電極１３０－２との電位差（１０Ｖ）および第１５の透明電極１３０－１５と第１６の透明電極１３０－１６との電位差（１０Ｖ）によってｘ軸方向に拡散される。したがって、光学素子１０に入射した光のうち、ｙ軸方向の偏光を有する光の一部がｙ軸方向に拡散され、残りの光はｘ軸方向に拡散される。そのため、光学素子１０を透過した光は、ｘ軸方向に長軸を有し、ｙ軸方向に短軸を有する楕円形状の配光となる。
　図７Ｃは、本発明の一実施形態に係る光学素子１０を透過する光の方位角を測定した測定結果である。作製された光学素子１０に図７Ａに示すタイミングチャートの電位を供給したところ、図７Ｃに示す楕円形状の配光が測定された。
［具体例４．ｘ軸に焦点を有する楕円形状４］
　図８Ａおよび図８Ｂを参照して、ｘ軸に焦点を有する、すなわち、ｘ軸方向に長軸を有し、ｙ軸方向に短軸を有する楕円形状の配光について説明する。なお、楕円形状４は、楕円形状３よりも円形に近い楕円形である。
　図８Ａは、本発明の一実施形態に係る光学素子１０の透明電極１３０に供給される電位を示すタイミングチャートである。
　第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位とが反転駆動された変動電位である。すなわち、第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、－５Ｖと＋５Ｖとが繰り返される電位である。但し、第１の電位Ｖ１と第２の電位Ｖ２とは位相が反転している。そのため、第１の電位Ｖ１と第２の電位Ｖ２との電位差の絶対値は１０Ｖである。
　第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、中間電位が反転駆動された変動電位である。すなわち、第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、－１Ｖと＋１Ｖとが繰り返される電位である。但し、第３の電位Ｖ３と第４の電位Ｖ４とは位相が反転している。そのため、第３の電位Ｖ３と第４の電位Ｖ４との電位差の絶対値は２Ｖである。
　第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位とが反転駆動された変動電位である。すなわち、第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、－５Ｖと＋５Ｖとが繰り返される電位である。但し、第５の電位Ｖ５と第６の電位Ｖ６とは位相が反転している。そのため、第５の電位Ｖ５と第６の電位Ｖ６との電位差の絶対値は１０Ｖである。
　第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、中間電位が反転駆動された変動電位である。すなわち、第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、－１Ｖと＋１Ｖとが繰り返される電位である。但し、第７の電位Ｖ７と第８の電位Ｖ８とは位相が反転している。そのため、第７の電位Ｖ７と第８の電位Ｖ８との電位差の絶対値は２Ｖである。
　透明電極１３０に上述した電位が供給されることにより、電位差に従って液晶層１６０の液晶分子の配向状態が変化する。光学素子１０に入射したｘ軸方向の偏光を有する光（例えば、Ｐ偏光成分）は、第３の透明電極１３０－３と第４の透明電極１３０－４との電位差（２Ｖ）および第１３の透明電極１３０－１３と第１４の透明電極１３０－１４との電位差（２Ｖ）によってｙ軸方向に僅かに拡散される。また、光学素子１０に入射したｘ軸方向の偏光を有する光は、第１の透明電極１３０－１と第２の透明電極１３０－２との電位差（１０Ｖ）および第１５の透明電極１３０－１５と第１６の透明電極１３０－１６との電位差（１０Ｖ）によってｘ軸方向に拡散される。また、光学素子１０に入射したｙ軸方向の偏光を有する光（例えば、Ｓ偏光成分）は、第７の透明電極１３０－７と第８の透明電極１３０－８との電位差（２Ｖ）および第９の透明電極１３０－９と第１０の透明電極１３０－１０との電位差（２Ｖ）によってｙ軸方向に僅かに拡散される。また、第５の透明電極１３０－５と第６の透明電極１３０－６との電位差（１０Ｖ）および第１１の透明電極１３０－１１と第１２の透明電極１３０－１２との電位差（１０Ｖ）によってｘ軸方向に拡散される。したがって、光学素子１０に入射した光のうち、ｘ軸方向の偏光を有する光の一部およびｙ軸方向の偏光を有する光の一部がｙ軸方向に拡散され、残りの光はｘ軸方向に拡散される。これによって、具体例４においては、具体例３の楕円形状３よりもｙ軸方向に拡散される光の輝度が増加する。また、ｘ軸方向とｙ軸方向とで光の輝度を比較した場合、ｘ軸方向およびｙ軸方向の相対的な輝度差は小さくなる。そのため、光学素子１０を透過した光は、ｘ軸方向に長軸を有し、ｙ軸方向に短軸を有する楕円形状の配光となる。
　図８Ｂは、本発明の一実施形態に係る光学素子１０を透過する光の方位角を測定した測定結果である。作製された光学素子１０に図８Ａに示すタイミングチャートの電位を供給したところ、図８Ｂに示す楕円形状の配光が測定された。上述したように、本具体例４では具体例３よりもｙ軸方向への拡散の度合いが高められている。より具体的には、ｙ軸方向の偏光を有する光の一部だけでなく、ｘ軸方向の偏光を有する光の一部もｙ軸方向に拡散する。そのため、図８Ｂに示される本具体例４の配光状態は、図７Ｃに示される具体例１の配光状態よりも円形に近い楕円形状の配光となった。
　以上、本発明の一実施形態に係る光学素子１０によれば、異方的な形状の１つである楕円形状を有する配光において、短軸および長軸の長さを制御することができる。
＜第２実施形態＞
　光学素子１０では、楕円形状以外の配光も可能である。そこで、以下では、楕円形状以外の配光の一例として、ｘ軸方向の長さとｙ軸方向の長さとが異なる十字形状の配光について説明する。なお、本実施形態の構成が第１実施形態の構成と同様であるとき、その構成の説明を省略する場合がある。
［具体例１．ｘ軸方向の長さよりもｙ軸方向の長さが長い十字形状１］
　図９Ａ～図９Ｃを参照して、ｘ軸方向の長さよりもｙ軸方向の長さが長い十字形状の配光について説明する。
　図９Ａは、本発明の一実施形態に係る光学素子１０の透明電極１３０に供給される電位を示すタイミングチャートである。
　第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、中間電位が反転駆動された変動電位である。すなわち、第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、－２Ｖと＋２Ｖとが繰り返される電位である。但し、第１の電位Ｖ１と第２の電位Ｖ２とは位相が反転している。そのため、第１の電位Ｖ１と第２の電位Ｖ２との電位差の絶対値は４Ｖである。
　第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、中間固定電位である。すなわち、第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、０Ｖである。
　第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、中間固定電位である。すなわち、第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、０Ｖである。
　第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位とが反転駆動された変動電位である。すなわち、第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、－５Ｖと＋５Ｖとが繰り返される電位である。但し、第７の電位Ｖ７と第８の電位Ｖ８とは位相が反転している。そのため、第７の電位Ｖ７と第８の電位Ｖ８との電位差の絶対値は１０Ｖである。
　透明電極１３０に上述した電位が供給されることにより、電位差に従って液晶層１６０の液晶分子の配向状態が変化する。光学素子１０に入射したｘ軸方向の偏光を有する光（例えば、Ｐ偏光成分）は、第１の透明電極１３０－１と第２の透明電極１３０－２との電位差（４Ｖ）および第１５の透明電極１３０－１５と第１６の透明電極１３０－１６との電位差（４Ｖ）によってｘ軸方向に拡散される。また、光学素子１０に入射したｙ軸方向の偏光を有する光（例えば、Ｓ偏光成分）は、第７の透明電極１３０－７と第８の透明電極１３０－８との電位差（１０Ｖ）および第９の透明電極１３０－９と第１０の透明電極１３０－１０との電位差（１０Ｖ）によってｙ軸方向に拡散される。したがって、光学素子１０に入射した光のうち、ｘ軸方向の偏光を有する光の一部がｘ軸方向に拡散され、ｙ軸方向の偏光を有する光はｙ軸方向に拡散される。このように、一方の偏光成分をｘ軸方向にのみ拡散させ、他方の偏光成分をｙ軸方向にのみ拡散させることにより、十字形状の配光が実現される。また、各電極の電位差を調整することで、十字形状の配光の各方向の配光長さが調整される。
　図９Ａに示すタイミングチャートでは、ｘ軸方向の偏光を有する光をｘ軸方向に拡散させたが、ｙ軸方向の偏光を有する光をｘ軸方向に拡散することも可能である。以下、これについて説明する。
　図９Ｂは、本発明の一実施形態に係る光学素子１０の透明電極１３０に供給される電位を示すタイミングチャートである。
　第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、中間固定電位である。すなわち、第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、０Ｖである。
　第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位とが反転駆動された変動電位である。すなわち、第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、－５Ｖと＋５Ｖとが繰り返される電位である。但し、第３の電位Ｖ３と第４の電位Ｖ４とは位相が反転している。そのため、第３の電位Ｖ３と第４の電位Ｖ４との電位差の絶対値は１０Ｖである。
　第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、中間電位が反転駆動された変動電位である。すなわち、第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、－２Ｖと＋２Ｖとが繰り返される電位である。但し、第５の電位Ｖ５と第６の電位Ｖ６とは位相が反転している。そのため、第５の電位Ｖ５と第６の電位Ｖ６との電位差の絶対値は４Ｖである。
　第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、中間固定電位である。すなわち、第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、０Ｖである。
　透明電極１３０に上述した電位が供給されることにより、電位差に従って液晶層１６０の液晶分子の配向状態が変化する。光学素子１０に入射したｙ軸方向の偏光を有する光は、第５の透明電極１３０－５と第６の透明電極１３０－６との電位差（４Ｖ）および第１１の透明電極１３０－１１と第１２の透明電極１３０－１２との電位差（４Ｖ）によってｘ軸方向に拡散される。また、光学素子１０に入射したｘ軸方向の偏光を有する光は、第３の透明電極１３０－３と第４の透明電極１３０－４との電位差（１０Ｖ）および第１３の透明電極１３０－１３と第１４の透明電極１３０－１４との電位差（１０Ｖ）によってｙ軸方向に拡散される。したがって、光学素子１０に入射した光のうち、ｘ軸方向の偏光を有する光はｙ軸方向に拡散され、ｙ軸方向の偏光を有する光の一部がｘ軸方向に拡散される。
　図９Ｃは、本発明の一実施形態に係る光学素子１０の透明電極１３０に図９Ａまたは図９Ｂに示すタイミングチャートの電位が供給されたときの配光の形状を示した模式図である。光学素子１０を透過した光は、図９Ｃに示すようなｘ軸方向の長さよりもｙ軸方向の長さが長い十字形状の配光となる。
［具体例２．ｘ軸方向の長さよりもｙ軸方向の長さが短い十字形状２］
　図１０Ａ～図１０Ｃを参照して、ｘ軸方向の長さよりもｙ軸方向の長さが短い十字形状の配光について説明する。
　図１０Ａは、本発明の一実施形態に係る光学素子１０の透明電極１３０に供給される電位を示すタイミングチャートである。
　第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、中間固定電位である。すなわち、第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、０Ｖである。
　第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、中間電位が反転駆動された変動電位である。すなわち、第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、－２Ｖと＋２Ｖとが繰り返される電位である。但し、第３の電位Ｖ３と第４の電位Ｖ４とは位相が反転している。そのため、第３の電位Ｖ３と第４の電位Ｖ４との電位差の絶対値は４Ｖである。
　第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位とが反転駆動された変動電位である。すなわち、第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、－５Ｖと＋５Ｖとが繰り返される電位である。但し、第５の電位Ｖ５と第６の電位Ｖ６とは位相が反転している。そのため、第５の電位Ｖ５と第６の電位Ｖ６との電位差の絶対値は１０Ｖである。
　第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、中間固定電位である。すなわち、第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、０Ｖである。
　透明電極１３０に上述した電位が供給されることにより、電位差に従って液晶層１６０の液晶分子の配向状態が変化する。光学素子１０に入射したｘ軸方向の偏光を有する光（例えば、Ｐ偏光成分）は、第３の透明電極１３０－３と第４の透明電極１３０－４との電位差（４Ｖ）および第１３の透明電極１３０－１３と第１４の透明電極１３０－１４との電位差（４Ｖ）によってｙ軸方向に拡散される。また、光学素子１０に入射したｙ軸方向の偏光を有する光（例えば、Ｓ偏光成分）は、第５の透明電極１３０－５と第６の透明電極１３０－６との電位差（１０Ｖ）および第１１の透明電極１３０－１１と第１２の透明電極１３０－１２との電位差（１０Ｖ）によってｘ軸方向に拡散される。したがって、光学素子１０に入射した光のうち、ｘ軸方向の偏光を有する光の一部がｙ軸方向に拡散され、ｙ軸方向の偏光を有する光はｘ軸方向に拡散される。
　図１０Ａに示すタイミングチャートでは、ｘ軸方向の偏光を有する光をｙ軸方向に拡散させたが、ｙ軸方向の偏光を有する光をｙ軸方向に拡散することも可能である。以下、これについて説明する。
　図１０Ｂは、本発明の一実施形態に係る光学素子１０の透明電極１３０に供給される電位を示すタイミングチャートである。
　第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、Ｌｏｗ電位とＨｉｇｈ電位とが反転駆動された変動電位である。すなわち、第１の電位Ｖ１および第２の電位Ｖ２は、－５Ｖと＋５Ｖとが繰り返される電位である。但し、第１の電位Ｖ１と第２の電位Ｖ２とは位相が反転している。そのため、第１の電位Ｖ１と第２の電位Ｖ２との電位差の絶対値は１０Ｖである。
　第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、中間固定電位である。すなわち、第３の電位Ｖ３および第４の電位Ｖ４は、０Ｖである。
　第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、中間固定電位である。すなわち、第５の電位Ｖ５および第６の電位Ｖ６は、０Ｖである。
　第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、中間電位が反転駆動された変動電位である。すなわち、第７の電位Ｖ７および第８の電位Ｖ８は、－２Ｖと＋２Ｖとが繰り返される電位である。但し、第７の電位Ｖ７と第８の電位Ｖ８とは位相が反転している。そのため、第７の電位Ｖ７と第８の電位Ｖ８との電位差の絶対値は４Ｖである。
　透明電極１３０に上述した電位が供給されることにより、電位差に従って液晶層１６０の液晶分子の配向状態が変化する。光学素子１０に入射したｙ軸方向の偏光を有する光は、第７の透明電極１３０－７と第８の透明電極１３０－８との電位差（４Ｖ）および第９の透明電極１３０－９と第１０の透明電極１３０－１０との電位差（４Ｖ）によってｙ軸方向に拡散される。また、光学素子１０に入射したｘ軸方向の偏光を有する光は、第１の透明電極１３０－１と第２の透明電極１３０－２との電位差（１０Ｖ）および第１５の透明電極１３０－１５と第１６の透明電極１３０－１６との電位差（１０Ｖ）によってｘ軸方向に拡散される。したがって、光学素子１０に入射した光のうち、ｙ軸方向の偏光を有する光の一部がｙ軸方向に拡散され、ｘ軸方向の偏光を有する光はｘ軸方向に拡散される。
　図１０Ｃは、本発明の一実施形態に係る光学素子１０において、透明電極１３０に図１０Ａまたは図１０Ｂに示すタイミングチャートの電位が供給されたときの配向の形状を示した模式図である。光学素子１０を透過した光は、図１０Ｃに示すようなｘ軸方向の長さよりもｙ軸方向の長さが短い十字形状の配光となる。
　以上、本発明の一実施形態に係る光学素子１０によれば、異方的な形状の１つである十字形状を有する配光において、第１の方向および第２の方向の長さを制御することができる。
　以上、いくつかの異方的な形状を有する配光を例示したが、第１の方向の長さと第２の方向の長さは、透明電極１３０に供給する中間電位の大きさによって制御することができる。例えば、透明電極１３０に供給する電位を高くすると、光がより拡散され、長さが長くなる。また、配光の形状は、例えば、基板１２０間の距離または透明電極１３０間のピッチによっても制御することができる。
　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：光学素子
１１０：液晶セル
１２０：基板
１３０：透明電極
１４０：配向膜
１５０：シール材
１６０：液晶層
１７０：光学弾性樹脂層
２００：電位供給線
３１０：第１の偏光
３２０：第２の偏光

Claims (14)

  1. 　第１の液晶セルと、
    　前記第１の液晶セルの上の第２の液晶セルと、
    　前記第２の液晶セルの上の第３の液晶セルと、
    　前記第３の液晶セルの上の第４の液晶セルと、を含み、
    　前記第１の液晶セルは、
    　　第１の方向において、第１の透明電極と第２の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第１の基板と、
    　　前記第１の方向と交差する第２の方向において、第３の透明電極と第４の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第２の基板と、を含み、
    　前記第２の液晶セルは、
    　　前記第２の基板と隣接し、前記第１の方向において、第５の透明電極と第６の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第３の基板と、
    　　前記第２の方向において、第７の透明電極と第８の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第４の基板と、を含み、
    　前記第３の液晶セルは、
    　　前記第４の基板と隣接し、前記第２の方向において、第９の透明電極と第１０の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第５の基板と、
    　　前記第１の方向において、第１１の透明電極と第１２の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第６の基板と、を含み、
    　前記第４の液晶セルは、
    　　前記第６の基板と隣接し、第２の方向において、第１３の透明電極と第１４の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第７の基板と、
    　　前記第１の方向において、第１５の透明電極と第１６の透明電極とが交互に櫛歯状に配置された第８の基板と、を含み、
    　前記第１の透明電極と前記第１５の透明電極とは、互いに電気的に接続され、
    　前記第２の透明電極と前記第１６の透明電極とは、互いに電気的に接続され、
    　前記第３の透明電極と前記第１３の透明電極とは、互いに電気的に接続され、
    　前記第４の透明電極と前記第１４の透明電極とは、互いに電気的に接続され、
    　前記第５の透明電極と前記第１１の透明電極とは、互いに電気的に接続され、
    　前記第６の透明電極と前記第１２の透明電極とは、互いに電気的に接続され、
    　前記第７の透明電極と前記第９の透明電極とは、互いに電気的に接続され、
    　前記第８の透明電極と前記第１０の透明電極とは、互いに電気的に接続されている、光学素子。
  2. 　前記第１の透明電極および前記第１５の透明電極には、第１の電位が供給され、
    　前記第２の透明電極および前記第１６の透明電極には、第２の電位が供給され、
    　前記第３の透明電極および前記第１３の透明電極には、第３の電位が供給され、
    　前記第４の透明電極および前記第１４の透明電極には、第４の電位が供給され、
    　前記第５の透明電極および前記第１１の透明電極には、第５の電位が供給され、
    　前記第６の透明電極および前記第１２の透明電極には、第６の電位が供給され、
    　前記第７の透明電極および前記第９の透明電極には、第７の電位が供給され、
    　前記第８の透明電極および前記第１０の透明電極には、第８の電位が供給され、
    　前記第１乃至第８の電位には、絶対値の異なる３つの電位が含まれる、請求項１に記載の光学素子。
  3. 　前記第１の電位と前記第２の電位との電位差の絶対値は、前記第３の電位と前記第４の電位との電位差の絶対値および前記第７の電位と前記第８の電位との電位差の絶対値よりも小さい、請求項２に記載の光学素子。
  4. 　前記第５の電位および前記第６の電位は、０Ｖである、請求項３に記載の光学素子。
  5. 　前記第５の電位と前記第６の電位との電位差の絶対値は、前記第３の電位と前記第４の電位との電位差の絶対値および前記第７の電位と前記第８の電位との電位差の絶対値よりも小さい、請求項２に記載の光学素子。
  6. 　前記第１の電位および前記第２の電位は、０Ｖである、請求項５に記載の光学素子。
  7. 　前記第３の電位は、前記第７の電位と等しく、
    　前記第４の電位は、前記第８の電位と等しい、請求項３または請求項５に記載の光学素子。
  8. 　前記第１の電位は、前記第５の電位と等しく、
    　前記第２の電位は、前記第６の電位と等しい、請求項７に記載の光学素子。
  9. 　前記第３の電位と前記第４の電位との電位差の絶対値は、前記第１の電位と前記第２の電位との電位差の絶対値および前記第５の電位と前記第６の電位との電位差の絶対値よりも小さい、請求項２に記載の光学素子。
  10. 　前記第７の電位および前記第８の電位は、０Ｖである、請求項９に記載の光学素子。
  11. 　前記第７の電位と前記第８の電位との電位差の絶対値は、前記第１の電位と前記第２の電位との電位差の絶対値および前記第５の電位と前記第６の電位との電位差の絶対値よりも小さい、請求項２に記載の光学素子。
  12. 　前記第３の電位および前記第４の電位は、０Ｖである、請求項１１に記載の光学素子。
  13. 　前記第１の電位は、前記第５の電位と等しく、
    　前記第２の電位は、前記第６の電位と等しい、請求項９または請求項１１に記載の光学素子。
  14. 　前記第３の電位は、前記第７の電位と等しく、
    　前記第４の電位は、前記第８の電位と等しい、請求項１３に記載の光学素子。
     
PCT/JP2022/019371 2021-05-12 2022-04-28 光学素子 Ceased WO2022239680A1 (ja)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA3218418A CA3218418A1 (en) 2021-05-12 2022-04-28 Optical element
KR1020237038926A KR102837661B1 (ko) 2021-05-12 2022-04-28 광학 소자
MX2023013440A MX2023013440A (es) 2021-05-12 2022-04-28 Elemento optico.
EP22807382.1A EP4339697A4 (en) 2021-05-12 2022-04-28 OPTICAL ELEMENT
BR112023023553A BR112023023553A2 (pt) 2021-05-12 2022-04-28 Elemento óptico
JP2023520979A JP7510002B2 (ja) 2021-05-12 2022-04-28 光学素子
CN202280034632.2A CN117413219A (zh) 2021-05-12 2022-04-28 光学元件
US18/506,522 US12044934B2 (en) 2021-05-12 2023-11-10 Optical element
JP2024099590A JP7649907B2 (ja) 2021-05-12 2024-06-20 光学素子
US18/751,805 US12596280B2 (en) 2021-05-12 2024-06-24 Optical element

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-081218 2021-05-12
JP2021081218 2021-05-12

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/506,522 Continuation US12044934B2 (en) 2021-05-12 2023-11-10 Optical element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022239680A1 true WO2022239680A1 (ja) 2022-11-17

Family

ID=84028288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/019371 Ceased WO2022239680A1 (ja) 2021-05-12 2022-04-28 光学素子

Country Status (9)

Country Link
US (2) US12044934B2 (ja)
EP (1) EP4339697A4 (ja)
JP (2) JP7510002B2 (ja)
KR (1) KR102837661B1 (ja)
CN (1) CN117413219A (ja)
BR (1) BR112023023553A2 (ja)
CA (1) CA3218418A1 (ja)
MX (1) MX2023013440A (ja)
WO (1) WO2022239680A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4307037A4 (en) * 2021-03-12 2025-06-11 Japan Display Inc. Liquid crystal device
KR102837661B1 (ko) * 2021-05-12 2025-07-23 가부시키가이샤 재팬 디스프레이 광학 소자

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005317879A (ja) 2004-04-30 2005-11-10 Citizen Electronics Co Ltd 液晶レンズ付き発光装置
JP2010525388A (ja) * 2007-04-17 2010-07-22 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ビーム成形デバイス
JP2010230887A (ja) 2009-03-26 2010-10-14 Panasonic Electric Works Co Ltd 照明装置
US20190025657A1 (en) * 2015-09-12 2019-01-24 Lensvector Inc. Liquid crystal beam control device
US20190033669A1 (en) * 2015-09-12 2019-01-31 Lensvector Inc. Liquid crystal beam control device
JP2019086539A (ja) * 2017-11-01 2019-06-06 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011043588A (ja) * 2009-08-19 2011-03-03 Asahi Glass Co Ltd 液晶位相変調デバイス
WO2012153687A1 (ja) * 2011-05-09 2012-11-15 シャープ株式会社 パネル複合体、表示装置及びパネル複合体の製造方法
JP6855305B2 (ja) 2017-03-31 2021-04-07 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
US10845672B2 (en) * 2017-04-20 2020-11-24 Lensvector Inc. LC beam broadening device with improved beam symmetry
KR102618753B1 (ko) * 2018-12-04 2023-12-27 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법
KR102837661B1 (ko) * 2021-05-12 2025-07-23 가부시키가이샤 재팬 디스프레이 광학 소자

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005317879A (ja) 2004-04-30 2005-11-10 Citizen Electronics Co Ltd 液晶レンズ付き発光装置
JP2010525388A (ja) * 2007-04-17 2010-07-22 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ビーム成形デバイス
JP2014160277A (ja) 2007-04-17 2014-09-04 Koninklijke Philips Nv ビーム成形デバイス
JP2010230887A (ja) 2009-03-26 2010-10-14 Panasonic Electric Works Co Ltd 照明装置
US20190025657A1 (en) * 2015-09-12 2019-01-24 Lensvector Inc. Liquid crystal beam control device
US20190033669A1 (en) * 2015-09-12 2019-01-31 Lensvector Inc. Liquid crystal beam control device
JP2019086539A (ja) * 2017-11-01 2019-06-06 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4339697A4

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024111202A (ja) 2024-08-16
JP7510002B2 (ja) 2024-07-02
CN117413219A (zh) 2024-01-16
JPWO2022239680A1 (ja) 2022-11-17
US12596280B2 (en) 2026-04-07
EP4339697A4 (en) 2025-05-07
EP4339697A1 (en) 2024-03-20
CA3218418A1 (en) 2022-11-17
KR102837661B1 (ko) 2025-07-23
US12044934B2 (en) 2024-07-23
US20240077768A1 (en) 2024-03-07
US20240345441A1 (en) 2024-10-17
KR20230160408A (ko) 2023-11-23
MX2023013440A (es) 2024-02-28
BR112023023553A2 (pt) 2024-03-12
JP7649907B2 (ja) 2025-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7649907B2 (ja) 光学素子
US11921384B2 (en) Light control device and illumination device
US12422717B2 (en) Optical element
JP7685655B2 (ja) 光学素子
JP7778257B2 (ja) 光学装置
JP7565454B2 (ja) 光学素子の駆動方法
HK40097049A (zh) 光学元件
US10613404B2 (en) Liquid crystal optical element and optical apparatus
CN120225949A (zh) 照明装置
US12253762B2 (en) Optical element including stacked liquid crystal cells
HK40099657A (zh) 光学装置
WO2026083687A1 (ja) 照明装置
WO2024034293A1 (ja) 光学装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22807382

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023520979

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202317076297

Country of ref document: IN

Ref document number: 3218418

Country of ref document: CA

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20237038926

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280034632.2

Country of ref document: CN

Ref document number: MX/A/2023/013440

Country of ref document: MX

Ref document number: 1020237038926

Country of ref document: KR

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112023023553

Country of ref document: BR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022807382

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022807382

Country of ref document: EP

Effective date: 20231212

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112023023553

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20231110