ホーム > 特許ランキング > 株式会社ジャパンディスプレイ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-25
(45)【発行日】2024-08-02
(54)【発明の名称】液晶光制御装置
(51)【国際特許分類】
G02F 1/1347 20060101AFI20240726BHJP
G02F 1/13 20060101ALI20240726BHJP
G02F 1/1343 20060101ALI20240726BHJP
【ＦＩ】
G02F1/1347
G02F1/13 505
G02F1/1343
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2023511008
(86)(22)【出願日】2022-03-22
(86)【国際出願番号】 JP2022013099
(87)【国際公開番号】W WO2022210083
(87)【国際公開日】2022-10-06
【審査請求日】2023-09-19
(31)【優先権主張番号】P 2021061437
(32)【優先日】2021-03-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】502356528
【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ
(74)【代理人】
【識別番号】110000408
【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】小糸 健夫
(72)【発明者】
【氏名】黒川 多惠
(72)【発明者】
【氏名】池田 幸次朗
【審査官】植田 裕美子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－０７６１０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－３１８９５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１９６３１８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１０－５２５３８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－０７０４７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２５７１４３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１６／０８８６５８（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｆ １／１３３３，１／１３４７
Ｇ０２Ｆ １／１３
Ｇ０２Ｆ １／１３４３
Ｇ０２Ｆ １／１３６－１／１３６８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１液晶セルと、第２液晶セルと、を含み、
前記第１液晶セル及び前記第２液晶セルのそれぞれは、
第１帯状電極及び第２帯状電極を含む第１電極が設けられた第１基板と、
第３帯状電極及び第４帯状電極を含む第２電極が設けられた第２基板と、
前記第１基板の側に設けられ、前記第１帯状電極及び前記第２帯状電極を覆う第１配向膜と、
前記第２基板の側に設けられ、前記第３帯状電極及び前記第４帯状電極を覆う第２配向膜と、
を有し、
前記第１基板の前記第１電極が設けられた面と前記第２基板の前記第２電極が設けられた面とが対向して配置され、
前記第１基板と前記第２基板との間に液晶層が設けられ、
前記第１帯状電極と前記第２帯状電極とが交互に配置され、
前記第３帯状電極と前記第４帯状電極とが交互に配置され、
前記第１電極の前記第１帯状電極及び前記第２帯状電極の長手方向と、前記第２電極の前記第３帯状電極及び前記第４帯状電極の長手方向とが４５度±１０度の範囲の角度で交差するように配置され、
前記第１配向膜の配向方向が、前記第１帯状電極及び前記第２帯状電極の長手方向と９０度±１０度の範囲で交差する方向に向けられており、
前記第２配向膜の配向方向が、前記第３帯状電極及び前記第４帯状電極の長手方向と９０度±１０度の範囲で交差する方向に向けられており、
前記第１液晶セル及び前記第２液晶セルは、光源部から放射される光が入射する側から、前記第１液晶セルの第２基板と前記第２液晶セルの第１基板とが隣接するように、前記第１液晶セル、前記第２液晶セルがこの順番で配置され、
前記光源部から放射され前記第１液晶セル及び前記第２液晶セルに入射する光は、第１偏光成分及び前記第１偏光成分に直交する第２偏光成分を含む、ことを特徴とする液晶光制御装置。
【請求項2】
前記第１液晶セルの前記第１帯状電極及び前記第２帯状電極の長手方向と前記第２液晶セルの前記第１帯状電極及び前記第２帯状電極の長手方向とが異なる方向に向けて配置され、前記第１液晶セルの前記第３帯状電極及び前記第４帯状電極の長手方向と前記第２液晶セルの前記第３帯状電極及び前記第４帯状電極の長手方向とが異なる方向に向けて配置されている、請求項１に記載の液晶光制御装置。
【請求項3】
前記第１液晶セルの前記第２電極の前記第３帯状電極及び前記第４帯状電極と、前記第２液晶セルの前記第１電極の前記第１帯状電極及び前記第２帯状電極とが９０度±１０度の範囲の角度で交差する、請求項１に記載の液晶光制御装置。
【請求項4】
前記第１液晶セルの前記第２電極の前記第３帯状電極及び前記第４帯状電極と、前記第２液晶セルの前記第１電極の前記第１帯状電極及び前記第２帯状電極とが４５度±１０度の範囲の角度で交差する、請求項１に記載の液晶光制御装置。
【請求項5】
第１液晶セルと、第２液晶セルと、
第３液晶セルと、
第４液晶セルと、を含み、
前記第１液晶セル、前記第２液晶セル、前記第３液晶セル、及び前記第４液晶セルのそれぞれは、
第１帯状電極及び第２帯状電極を含む第１電極が設けられた第１基板と、
第３帯状電極及び第４帯状電極を含む第２電極が設けられた第２基板と、
前記第１基板の側に設けられ、前記第１帯状電極及び前記第２帯状電極を覆う第１配向膜と、
前記第２基板の側に設けられ、前記第３帯状電極及び前記第４帯状電極を覆う第２配向膜と、
を有し、
前記第１基板の前記第１電極が設けられた面と、前記第２基板の前記第２電極が設けられた面と、が対向して配置され、
前記第１基板と前記第２基板との間に液晶層が設けられ、
前記第１帯状電極と前記第２帯状電極とが交互に配置され、
前記第３帯状電極と前記第４帯状電極とが交互に配置され、
前記第１電極の前記第１帯状電極及び前記第２帯状電極の長手方向と前記第２電極の第３帯状電極及び第４帯状電極の長手方向とが４５度±１０度の範囲の角度で交差するように配置され、
前記第１配向膜の配向方向が、前記第１帯状電極及び前記第２帯状電極の長手方向と９０度±１０度の範囲で交差する方向に向けられており、
前記第２配向膜の配向方向が、前記第３帯状電極及び前記第４帯状電極の長手方向と９０度±１０度の範囲で交差する方向に向けられており、
前記第１乃至第４液晶セルは、光源部から放射される光が入射する側から、前記第１液晶セルの第２基板と前記第２液晶セルの第１基板とが隣接し、前記第２液晶セルの第２基板と前記第３液晶セルの第１基板とが隣接し、前記第３液晶セルの第２基板と前記第４液晶セルの第１基板とが隣接するように、前記第１乃至第４液晶セルがこの順番で配置され、
前記光源部から放射され前記第１乃至第４液晶セルに入射する光は、第１偏光成分及び前記第１偏光成分に直交する第２偏光成分を含む、ことを特徴とする液晶光制御装置。
【請求項6】
第１液晶セルと、第２液晶セルと、
第３液晶セルと、
第４液晶セルと、を含み、
前記第１液晶セル、前記第２液晶セル、前記第３液晶セル、及び前記第４液晶セルのそれぞれは、
第１帯状電極及び第２帯状電極を含む第１電極が設けられた第１基板と、
第３帯状電極及び第４帯状電極を含む第２電極が設けられた第２基板と、
前記第１基板の側に設けられ、前記第１帯状電極及び前記第２帯状電極を覆う第１配向膜と、
前記第２基板の側に設けられ、前記第３帯状電極及び前記第４帯状電極を覆う第２配向膜と、
を有し、
前記第１基板と前記第２基板との間に液晶層が設けられ、
前記第１帯状電極と前記第２帯状電極とが交互に配置され、
前記第３帯状電極と前記第４帯状電極とが交互に配置され、
前記第１電極の前記第１帯状電極及び前記第２帯状電極の長手方向と前記第２電極の第３帯状電極及び第４帯状電極の長手方向が６７．５度±１０度の範囲の角度で交差するように配置され、
前記第１配向膜の配向方向が、前記第１帯状電極及び前記第２帯状電極の長手方向と９０度±１０度の範囲で交差する方向に向けられており、
前記第２配向膜の配向方向が、前記第３帯状電極及び前記第４帯状電極の長手方向と９０度±１０度の範囲で交差する方向に向けられており、
前記第１乃至第４液晶セルは、光源部から放射される光が入射する側から、前記第１液晶セルの第２基板と前記第２液晶セルの第１基板とが隣接し、前記第２液晶セルの第２基板と前記第３液晶セルの第１基板とが隣接し、前記第３液晶セルの第２基板と前記第４液晶セルの第１基板とが隣接するように、前記第１乃至第４液晶セルがこの順番で配置され、
前記光源部から放射され前記第１乃至第４液晶セルに入射する光は、第１偏光成分及び前記第１偏光成分に直交する第２偏光成分を含む、ことを特徴とする液晶光制御装置。
【請求項7】
前記第１液晶セル、前記第２液晶セル、前記第３液晶セル、及び前記第４液晶セルのそれぞれの前記第１電極の前記第１帯状電極及び前記第２帯状電極の長手方向と、前記第１液晶セル、前記第２液晶セル、前記第３液晶セル、及び前記第４液晶セルのそれぞれの前記第２電極の前記第３帯状電極及び前記第４帯状電極の長手方向と、が異なる方向に向けて配置され、それぞれの前記第２電極の前記第３帯状電極及び前記第４帯状電極の長手方向が異なる方向に向けて配置され、ことを特徴とする請求項５又は６に記載の液晶光制御装置。
【請求項8】
前記第１液晶セルの前記第２電極の前記第３帯状電極及び前記第４帯状電極と前記第２液晶セルの前記第１電極の前記第１帯状電極及び前記第２帯状電極、前記第２液晶セルの前記第２電極の前記第３帯状電極及び前記第４帯状電極と前記第３液晶セルの前記第１電極の前記第１帯状電極及び前記第２帯状電極、及び、前記第３液晶セルの前記第２電極の前記第３帯状電極及び前記第４帯状電極と前記第４液晶セルの前記第１電極の前記第１帯状電極及び前記第２帯状電極、が９０度±１０度の範囲の角度で交差する、請求項５又は６に記載の液晶光制御装置。
【請求項9】
前記第１液晶セル及び前記第４液晶セルの前記第１電極の前記第１帯状電極及び前記第２帯状電極及び前記第２電極の前記第３帯状電極及び前記第４帯状電極が同じ方向に配置され、前記第２液晶セル及び前記第３液晶セルの前記第１電極の前記第１帯状電極及び前記第２帯状電極及び前記第２電極の前記第３帯状電極及び前記第４帯状電極が同じ方向に配置されている、請求項５又は６に記載の液晶光制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の一実施形態は、液晶の電気光学効果を利用して光源から放射される光の配光を制御する装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶セルを用いて、光源から放射される光の配光を制御する技術が知られている。例えば、複数の液晶セルを重ね合わせて光源から放射される光の配光を制御する技術が開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１９６３１８号明細書
【文献】米国特許第１０１２６６０７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
液晶セルを用いた光の配光制御は、液晶セルに印加する電圧の大小により配光の角度を制御している。複数の液晶セルを重ねることで、光の配光パターンを増やすことができるが、液晶セル同士の干渉によりモアレが発生することが問題となる。
【0005】
本発明の一実施形態は、モアレや輝度の不均一性（色ムラ）を解消することのできる液晶光制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一実施形態に係る液晶光制御装置は、第１液晶セルと、第１液晶セルと重なる第２液晶セルと、を含み、第１液晶セル及び第２液晶セルのそれぞれは、帯状パターンを含む第１電極が設けられた第１基板と、帯状パターン含む第２電極が設けられた第２基板と、第１基板と第２基板との間の液晶層と、を含み、第１電極の帯状パターンの長手方向と、第２電極の前記帯状パターンの長手方向とが４５度±１０度の範囲の角度で交差するように配置されている。
【0007】
本発明の一実施形態に係る液晶光制御装置は、第１液晶セルと、第１液晶セルと重なる第２液晶セルと、第２液晶セルと重なる第３液晶セルと、第３液晶セルと重なる第４液晶セルと、を含み、第１液晶セル、第２液晶セル、第３液晶セル、及び第４液晶セルのそれぞれは、帯状パターンを含む第１電極が設けられた第１基板と、帯状パターン含む第２電極が設けられた第２基板と、第１基板と第２基板との間の液晶層と、を含み、第１電極及び第２電極の前記帯状パターンの長手方向が４５度±１０度の範囲の角度で交差するように配置されている。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施形態に係る液晶光制御装置の斜視図を示す。
【図2】本発明の一実施形態に係る液晶光制御装置を構成する液晶光制御素子の展開図を示す。
【図3】本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する第１液晶セル、第２液晶セル、第３液晶セル、及び第４液晶セルの電極の配置を示す。
【図4A】本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの第１基板に設けられる電極を示す平面図である。
【図4B】本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの第２基板に設けられる電極を示す平面図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの断面構造の一例を示す。
【図6A】本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの第１基板に設けられる電極を示す平面図である。
【図6B】本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの第２基板に設けられる電極を示す平面図である。
【図7A】本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの動作を説明する図であり、電圧が印加されない状態の液晶分子の配向状態を示す。
【図7B】本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの動作を説明する図であり、電圧が印加されたときの液晶分子の配向状態を示す。
【図7C】本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの動作を説明する図であり、液晶を駆動する電極に印加される制御信号の波形を示す。
【図8A】本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの動作を説明する図であり、第１電極と第２電極の配置を示す斜視図を示す。
【図8B】本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの動作を説明する図であり、第１電極に電圧が印加されたときの液晶分子の配向状態を示す。
【図8C】本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルの動作を説明する図であり、第２電極に電圧が印加されたときの液晶分子の配向状態を示す。
【図9】本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子を構成する液晶セルにより第１偏光成分及び第２偏光成分が拡散される方向を示す。
【図10】本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子の構成と拡散の状態を示す。
【図11】本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子の構成と拡散の状態を示す。
【図12】本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子の構成と拡散の状態を示す。
【図13】本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子の構成と拡散の状態を示す。
【図14】本発明の一実施形態に係る液晶光制御素子の構成と拡散の状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号（又は数字の後にａ、ｂなどを付した符号）を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有しない。
【0010】
本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
【0011】
本明細書において、「旋光」とは直線偏光成分が液晶層を通過する際にその偏光軸を回転させる現象をいう。
【0012】
本明細書において、配向膜の「配向方向」とは、配向膜に配向規制力を付与する処理（例えば、ラビング処理や光配向処理）を行って配向膜上に液晶分子を配向させた場合に、液晶分子が配向する方向をいう。配向膜に行われた処理がラビング処理である場合は、配向膜の配向方向は、通常ラビング方向である。
【0013】
本明細書において、帯状パターンの「長手方向」とは、平面視で帯状パターンを見たときに、短辺（幅）と長辺（長さ）を有するパターンの長辺が延びる方向をいう。なお、帯状パターンは、平面視で矩形状のパターンを含み、さらに長辺の途中で少なくとも１回屈曲又は湾曲したパターンも含むものとする。
【0014】
図１は、本発明の一実施形態に係る液晶光制御装置１００の斜視図を示す。液晶光制御装置１００は、液晶光制御素子１０２及び回路基板１０４を含む。液晶光制御素子１０２は複数の液晶セルを含む。本実施形態において、液晶光制御素子１０２は複数の液晶セルで構成されることが好ましく、例えば、２つの液晶セル、又は４つの液晶セルによって構成される。
【0015】
図１は、液晶光制御素子１０２が、第１液晶セル１０、第２液晶セル２０、第３液晶セル３０、及び第４液晶セル４０で構成される一例を示す。第１液晶セル１０、第２液晶セル２０、第３液晶セル３０、及び第４液晶セル４０は平板状のパネルであり、それぞれの液晶セルの平板面が重畳するように配置されている。第1液晶セル１０と第２液晶セル２０の間、第２液晶セル２０と第３液晶セル３０の間、第３液晶セル３０と第４液晶セル４０の間には図示されない透明接着層が設けられている。液晶光制御素子１０２は、前後に隣接して配置される液晶セル同士が透明接着層で接着された構造を有する。
【0016】
回路基板１０４は、液晶光制御素子１０２を駆動する回路を含む。第１液晶セル１０は第１フレキシブル配線基板Ｆ１で回路基板１０４と接続され、第２液晶セル２０は第２フレキシブル配線基板Ｆ２で回路基板１０４と接続され、第３液晶セル３０は第３フレキシブル配線基板Ｆ３で回路基板１０４と接続され、第４液晶セル４０は第４フレキシブル配線基板Ｆ４で回路基板１０４と接続される。回路基板１０４は、各液晶セルに対し、フレキシブル配線基板を介して液晶の配向状態を制御する制御信号を出力する。
【0017】
図１に示す液晶光制御装置１００は、液晶光制御素子１０２の背面側に光源部１０６が配置されている。液晶光制御装置１００は、光源部１０６から放射される光が液晶光制御素子１０２を通して図面の手前側に出射されるように構成されている。液晶光制御素子１０２は、光源部１０６の側から第１液晶セル１０、第２液晶セル２０、第３液晶セル３０、第４液晶セル４０がこの順番に配置されている。
【0018】
光源部１０６は、白色光源を含み、必要に応じて白色光源と液晶光制御素子１０２との間にレンズ等の光学素子が配置されていてもよい。白色光源は自然光に近い光を放射する光源であり、昼白色、電球色と呼ばれるような調光された光を放射するものであってもよい。光源部１０６は配光範囲が狭い光源で構成されることが望ましく、例えば、ＬＥＤ光源にリフレクタ、レンズ等が組合わされた構成を有することが好ましい。液晶光制御装置１００は、光源部１０６から放射された光の拡散方向を液晶光制御素子１０２によって制御する機能を有する。液晶光制御素子１０２は、光源部１０６から放射される光を、四角状、ライン状等の所定の配光パターンにすることができる。
【0019】
図２は、図１に示す液晶光制御素子１０２の展開図を示す。液晶光制御素子１０２は、第１液晶セル１０、第２液晶セル２０、第３液晶セル３０、及び第４液晶セル４０を含む一例を示す。なお、液晶光制御素子１０２は図示される構成に限定されず、例えば、第１液晶セル１０及び第２液晶セル２０の２つの液晶セルによって構成されてもよい。
【0020】
第１液晶セル１０は、第１基板Ｓ１１と、第２基板Ｓ１２と、を含む。第１基板Ｓ１１と第２基板Ｓ１２とは対向し、かつ間隙を有して配置される。第１基板Ｓ１１と第２基板Ｓ１２との間隙には、図示されない液晶層が設けられる。第１フレキシブル配線基板Ｆ１は、例えば、第１基板Ｓ１１に設けられた接続端子と接続される。
【0021】
第２液晶セル２０は、第１基板Ｓ２１、第２基板Ｓ２２、及び第２フレキシブル配線基板Ｆ２を含み、第１液晶セル１０と同様の構成を有する。第３液晶セル３０は、第１基板Ｓ３１、第２基板Ｓ３２、及び第３フレキシブル配線基板Ｆ３を含み、第１液晶セル１０と同様の構成を有する。第４液晶セル４０は、第１基板Ｓ４１、第２基板Ｓ４２、及び第４フレキシブル配線基板Ｆ４を含み、第１液晶セル１０と同様の構成を有する。
【0022】
第１液晶セル１０と第２液晶セル２０との間には、第１透明接着層ＴＡ１が設けられる。第１透明接着層ＴＡ１は、可視光を透過し、第１液晶セル１０の第２基板Ｓ１２と第２液晶セル２０の第１基板Ｓ２１とを接着するために設けられる。第２液晶セル２０と第３液晶セル３０との間には、第２透明接着層ＴＡ２が設けられる。第２透明接着層ＴＡ２は、可視光を透過し、第２液晶セル２０の第２基板Ｓ２２と第３液晶セル３０の第１基板Ｓ３１とを接着するために設けられる。第３液晶セル３０と第４液晶セル４０との間には、第３透明接着層ＴＡ３が設けられる。第３透明接着層ＴＡ３は、可視光を透過し、第３液晶セル３０の第２基板Ｓ３２と第４液晶セル４０の第１基板Ｓ４１とを接着するために設けられる。
【0023】
第１透明接着層ＴＡ１、第２透明接着層ＴＡ２、及び第３透明接着層ＴＡ３は透過率が高く、屈折率が第１基板Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１及び第２基板Ｓ１２、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４に近いものが好ましい。第１透明接着層ＴＡ１、第２透明接着層ＴＡ２、及び第３透明接着層ＴＡ３としては、光学弾性樹脂を用いることができ、例えば、透光性を有したアクリル樹脂を含む接着材を用いることができる。また、液晶光制御素子１０２は光源部１０６から輻射される熱で温度が上昇するため、第１透明接着層ＴＡ１、第２透明接着層ＴＡ２、第３透明接着層ＴＡ３の熱膨張係数は、第１基板及び第２基板の熱膨張係数と近い値を有していることが好ましい。
【0024】
後述されるように、第１液晶セル１０、第２液晶セル２０、第３液晶セル３０、及び第４液晶セル４０は、電極の構成が異なる他は実質的に同じ構造を有する。本実施形態に係る液晶光制御素子１０２は、第１液晶セル１０の第１基板Ｓ１１側の電極と第３液晶セル３０の第１基板Ｓ３１側の基板の電極とが交差するように配置される。この場合、第１液晶セル１０及び第３液晶セル３０の該当する電極のパターン自体を交差するように形成しても良いし、図２に示すように、第１液晶セル１０及び第３液晶セル３０の一方を所定の角度（本実施形態では９０度）だけ回転させて配置してもよい。
【0025】
液晶光制御素子１０２を構成する各液晶セルは、基板の主面に並置された帯状の電極を有し、その帯状の電極で横電界を発生させる。帯状の電極は、全ての液晶セルで同一の方向に向けられているのではなく、ある方向を０度とした場合、各液晶セルの第１基板及び第２基板で０度から１８０度の範囲で傾いた状態で（回転した状態で）配置されている。本実施形態に係る液晶光制御素子１０２は、各液晶セルの電極パターンの配置を工夫することでモアレ、輝度の不均一性（色ムラ）の発生を抑制することができる。以下にその詳細を説明する。
【0026】
図３は、第１液晶セル１０、第２液晶セル２０、第３液晶セル３０、及び第４液晶セル４０のそれぞれに設けられる電極の配置を模式的に示す展開図である。図３は、下から順に第１液晶セル１０、第２液晶セル２０、第３液晶セル３０、及び第４液晶セル４０の電極配置を示す。図３は、各液晶セルの第１基板及び第２基板に設けられる帯状の電極を第２基板側から見た状態を示すものとする。
【0027】
第１液晶セル１０は、第１基板Ｓ１１に第１電極Ｅ１１が設けられ、第２基板Ｓ１２に第２電極Ｅ１２が設けられる。第１電極Ｅ１１は帯状に形成された複数の第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂを含む。第１帯状電極Ｅ１１Ａと第２帯状電極Ｅ１１Ｂとは交互に配置される。第２電極Ｅ１２は帯状に形成された複数の第３帯状電極Ｅ１２Ａ及び第４帯状電極Ｅ１２Ｂを含む。第３帯状電極Ｅ１２Ａと第４帯状電極Ｅ１２Ｂとは交互に配置される。なお、実際には第１基板Ｓ１１及び第２基板Ｓ１２とは互いに対向して配置され、当該対向面を内面とし、内面と反対側の面を外面と定義することも可能である。この場合、第１電極Ｅ１１は第１基板Ｓ１１の内面に設けられ、第２電極Ｅ１２は第２基板Ｓ１２の内面に設けられている。以下に説明する第２液晶セル２０、第３液晶セル３０、及び第４液晶セル４０についても同様である。
【0028】
第２液晶セル２０は第１電極Ｅ２１及び第２電極Ｅ２２を有し、第３液晶セル３０は第１電極Ｅ３１及び第２電極Ｅ３２を有し、第４液晶セル４０は第１電極Ｅ４１及び第２電極Ｅ４２を有する。第１電極Ｅ２１、Ｅ３１、Ｅ４１及び第２電極Ｅ２２、Ｅ３２、Ｅ４２は、それぞれ帯状に形成された複数の帯状電極を有する。
【0029】
図３は、第１液晶セル１０の第１電極Ｅ１１の長手方向（第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂの長手方向）が９０－２７０度と平行な方向（図中９０度から２７０度に向かう方向のことを言う。以下同様。）に配置され、第２電極Ｅ２１の長手方向（第３帯状電極Ｅ１２Ａ及び第４帯状電極Ｅ１２Ｂの長手方向）が４５－２２５度と平行な方向に配置されていることを示す。同様に、第２液晶セル２０は、第１電極Ｅ２１の長手方向が１３５－３１５度と平行な方向に配置され、第２電極Ｅ２１が９０－２７０度と平行な方向に配置され、第３液晶セル３０は、第１電極Ｅ３１が０－１８０度と平行な方向に配置され、第２電極Ｅ３２が１３５－３１５と平行な方向に配置され、第４液晶セル４０は、第１電極Ｅ４１が４５－２２５度と平行な方向に配置され、第２電極Ｅ４２が０－１８０度と平行な方向に配置されている。
【0030】
図３に示す電極の配置によれば、第１液晶セル１０の第１電極Ｅ１１と第３液晶セル３０の第１電極Ｅ３１とが交差するように配置され、第１液晶セル１０の第２電極Ｅ１２が第３液晶セル３０の第２電極Ｅ３２と交差するように配置されている。第２液晶セル２０の第１電極Ｅ２１は第４液晶セル４０の第１電極Ｅ４１と交差するように配置され、第２電極Ｅ２２は第４液晶セル４０の第２電極Ｅ４２と交差するように配置されている。別言すれば、各液晶セルの第１電極の長手方向（延在方向）は同じではなく異なっており、第２電極の長手方向（延在方向）も同じではなく異なっている。
【0031】
図３は、各基板に設けられる配向膜が省略されているが、配向膜の配向方向が矢印で示されている。第１液晶セル１０の第１基板Ｓ１１の配向膜の配向方向ＡＬＤ１１は、第１電極Ｅ１１の長手方向と交差する方向に向けられており、すなわち０－１８０度の方向に向けられており、第２基板Ｓ１２の配向膜の配向方向ＡＬＤ１２は、第２電極Ｅ１２の長手方向と交差する方向に向けられており、すなわち１３５－３１５度と平行な方向に向けられている。第２液晶セル２０、第３液晶セル３０、及び第４液晶セル４０についても同様であり、各基板に設けられる配向膜の配向方向は、各電極の長手方向と交差する方向に向けられている。なお、それぞれの配向方向と電極とが交差する角度は９０度±１０度の範囲で設定可能である。
【0032】
また、図３には示されないが、各液晶セルの第１基板と第２基板との間には液晶層が設けられる。液晶層の初期配向の状態は配向膜の配向方向によって決められ、第１電極及び第２電極に印加される電圧によって液晶分子の配向状態が制御される。
【0033】
第１液晶セル１０、第２液晶セル２０、第３液晶セル３０、及び第４液晶セル４０は、電極の配置及び配向膜の配向方向が異なることの他は実質的に同様の構成を有している。以下、代表して第１液晶セル１０についてより具体的に説明する。
【0034】
【0035】
図４Ａに示すように、第１基板Ｓ１１に第１電極Ｅ１１が設けられる。第１電極Ｅ１１は、複数の第１帯状電極Ｅ１１Ａと複数の第２帯状電極Ｅ１１Ｂとを含む。複数の第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び複数の第２帯状電極Ｅ１１Ｂは帯状パターンを有している。複数の第１帯状電極Ｅ１１Ａの帯状パターンと複数の第２帯状電極Ｅ１１Ｂの帯状パターンとは、長手方向と交差する方向に、所定の間隔で離隔して交互に配置される。
【0036】
複数の第１帯状電極Ｅ１１Ａは、それぞれが第１給電線ＰＬ１１と接続され、複数の第２帯状電極Ｅ１１Ｂは、それぞれが第２給電線ＰＬ１２と接続される。第１給電線ＰＬ１１は第１接続端子Ｔ１１と接続され、第２給電線ＰＬ１２は第２接続端子Ｔ１２と接続される。第１接続端子Ｔ１１と第２接続端子Ｔ１２は第１基板Ｓ１１の端部の一辺に沿って設けられる。第１基板Ｓ１１には、第１接続端子Ｔ１１に隣接して第３接続端子Ｔ１３が設けられ、第２接続端子Ｔ１２に隣接して第４接続端子Ｔ１４が設けられる。第３接続端子Ｔ１３は、第５給電線ＰＬ１５と接続される。第５給電線ＰＬ１５は、第１基板Ｓ１１の面内の所定の位置に設けられた第１給電端子ＰＴ１１と接続される。第４接続端子Ｔ１４は、第６給電線ＰＬ１６と接続される。第６給電線ＰＬ１６は、第１基板Ｓ１１の面内の所定の位置に設けられた第２給電端子ＰＴ１２と接続される。
【0037】
複数の第１帯状電極Ｅ１１Ａは第１給電線ＰＬ１１と接続されることで同一の電圧が印加される。複数の第２帯状電極Ｅ１１Ｂは第２給電線ＰＬ１２と接続されることで同一の電圧が印加される。図４Ａに示すように、複数の第１帯状電極Ｅ１１Ａと複数の第２帯状電極Ｅ１１Ｂとは交互に配置される。複数の第１帯状電極Ｅ１１Ａと複数の第２帯状電極Ｅ１１Ｂとは電気的に分離されている。複数の第１帯状電極Ｅ１１Ａと複数の第２帯状電極Ｅ１１Ｂとにそれぞれ異なるレベルの電圧が印加されると、電位差により両電極間に電界が発生する。すなわち、複数の第１帯状電極Ｅ１１Ａと複数の第２帯状電極Ｅ１１Ｂとにより横方向の電界を発生させることができる。
【0038】
図４Ｂに示すように、第２基板Ｓ１２には第２電極Ｅ１２が設けられる。第２電極Ｅ１２は、複数の第３帯状電極Ｅ１２Ａと複数の第４帯状電極Ｅ１２Ｂとを含む。複数の第３帯状電極Ｅ１２Ａ及び複数の第４帯状電極Ｅ１２Ｂとは帯状パターンを有する。複数の第３帯状電極Ｅ１２Ａの帯状パターンと複数の第４帯状電極Ｅ１２Ｂの帯状パターンとは、長手方向と交差する方向に、所定の間隔で離隔して交互に配置されている。複数の第３帯状電極Ｅ１２Ａ及び複数の第４帯状電極Ｅ１２Ｂは、複数の第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び複数の第２帯状電極Ｅ１１Ｂの長手方向に対して４５度傾いた状態で配置されている。なお、複数の第３帯状電極Ｅ１２Ａ及び複数の第４帯状電極Ｅ１２Ｂと、複数の第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び複数の第２帯状電極Ｅ１１Ｂとが交差する角度は、４５度±１０度の範囲で設定可能である。
【0039】
複数の第３帯状電極Ｅ１２Ａは、それぞれが第３給電線ＰＬ１３と接続され、複数の第４帯状電極Ｅ１２Ｂは、それぞれが第４給電線ＰＬ１４と接続される。第３給電線ＰＬ１３は第３給電端子ＰＴ１３と接続され、第４給電線ＰＬ１４は第４給電端子ＰＴ１４と接続される。第３給電端子ＰＴ１３は、第１基板Ｓ１１の第１給電端子ＰＴ１１に対応する位置に設けられ、第４給電端子ＰＴ１４は、第１基板Ｓ１１の第２給電端子ＰＴ１２に対応する位置に設けられる。
【0040】
複数の第３帯状電極Ｅ１２Ａは第３給電線ＰＬ１３と接続されることで同一の電圧が印加される。複数の第４帯状電極Ｅ１２Ｂは第４給電線ＰＬ１４と接続されることで同一の電圧が印加される。図４Ｂに示すように、複数の第３帯状電極Ｅ１２Ａと複数の第４帯状電極Ｅ１２Ｂとは交互に配置される。複数の第３帯状電極Ｅ１２Ａと複数の第４帯状電極Ｅ１２Ｂとは電気的に分離されている。複数の第３帯状電極Ｅ１２Ａと複数の第４帯状電極Ｅ１２Ｂとにそれぞれ異なるレベルの電圧が印加されると、電位差により両電極間に電界が発生する。すなわち、複数の第３帯状電極Ｅ１２Ａと複数の第４帯状電極Ｅ１２Ｂとにより横方向の電界を発生させることができる。
【0041】
第１基板Ｓ１１に設けられる第１接続端子Ｔ１１、第２接続端子Ｔ１２、第３接続端子１３、及び第４接続端子Ｔ１４は、フレキシブル配線基板と接続される端子である。第１液晶セル１０は、第１給電端子ＰＴ１１と第３給電端子ＰＴ１３とはが導電性材料により電気的に接続され、第２給電端子ＰＴ１２と第４給電端子ＰＴ１４とが導電性材料に電気的に接続される。
【0042】
【0043】
第１液晶セル１０は、入射光を偏光し、散乱する（拡散する）ことが可能な有効領域ＡＡを有する。第１電極Ｅ１１及び第２電極Ｅ１２は有効領域ＡＡの中に配置される。第１基板Ｓ１１及び第２基板Ｓ１２は、有効領域ＡＡの外側に設けられたシール材ＳＥによって接着される。第１基板Ｓ１１と第２基板Ｓ１２との間には第１液晶層ＬＣ１を封入する間隙が設けられる。第１液晶層ＬＣ１は、シール材ＳＥによって第1基板Ｓ１１と第２基板Ｓ１２との間に封入される。
【0044】
第１基板Ｓ１１は、第１電極Ｅ１１、第１給電端子ＰＴ１１を有し、第１電極Ｅ１１の上に第１配向膜ＡＬ１１が設けられた構造を有する。第１電極Ｅ１１は、第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂを含む。第１給電端子ＰＴ１１は第５給電線ＰＬ１５から連続する構造を有し、シール材ＳＥの外側に配置される。
【0045】
第２基板Ｓ１２は第２電極Ｅ１２、第３給電端子ＰＴ１３を有し、第２電極Ｅ１２の上に第２配向膜ＡＬ１２が設けられた構造を有している。第２電極Ｅ１２は、第３帯状電極Ｅ１２Ａ及び第４帯状電極Ｅ１２Ｂを含む。第３給電端子ＰＴ１３は第３給電線ＰＬ１３から連続する構造を有し、シール材ＳＥの外側に配置される。
【0046】
第１電極Ｅ１１と第２電極Ｅ１２とは、帯状の電極パターンの長手方向が交差するように設けられる。すなわち、第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂの長手方向と、第３帯状電極Ｅ１２Ａ及び第４帯状電極Ｅ１２Ｂの長手方向とが交差するように配置される。第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂと、第３帯状電極Ｅ１２Ａ及び第４帯状電極Ｅ１２Ｂとは、本実施例においては概ね４５度の角度で交差する。なお、第１電極Ｅ１１と第２電極Ｅ１２の交差角度については、例えば、４５度±１０度の範囲で設定可能である。第１電極Ｅ１１及び第２電極Ｅ１２をＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って配置するだけでなく、４５度±１０度の範囲で回転させた方向にも配置することで、電極配置のバリエーションを増やすことができ、液晶光制御素子１０２が複数の液晶セルを重ねる場合でも、同一の電極配置を有する液晶セルが重ならないようにして干渉を防ぎ、モアレの発生を抑制することができる。
【0047】
第１給電端子ＰＴ１１と第３給電端子ＰＴ１３とは対向し、シール材ＳＥの外側の領域で対向するように配置される。第１導電性部材ＣＰ１１は、第１給電端子ＰＴ１１と第３給電端子ＰＴ１３との間に配置され、両者を電気的に接続する。第１導電性部材ＣＰ１１は、導電性のペースト材で形成することができ、例えば、銀ペースト、カーボンペーストが用いられる。なお、図５には示されないが、第２給電端子ＰＴ１２と第４給電端子ＰＴ１４とも同様に導電性部材で電気的に接続される。
【0048】
第１基板Ｓ１１及び第２基板Ｓ１２は透光性を有する基板であり、例えば、ガラス基板、樹脂基板である。第１電極Ｅ１１及び第２電極Ｅ１２は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料によって形成された透明電極である。給電線（第１給電線ＰＬ１１、第２給電線ＰＬ１２、第３給電線ＰＬ１３、第４給電線ＰＬ１４、第５給電線ＰＬ１５、第６給電線ＰＬ１６）、接続端子（第１接続端子Ｔ１１、第２接続端子Ｔ１２、第３接続端子Ｔ１３、第４接続端子Ｔ１４）、及び給電端子（第１給電端子ＰＴ１１、第２給電端子ＰＴ１２、第３給電端子ＰＴ１３、第４給電端子ＰＴ１４）は、アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステンなどの金属材料によって形成される。なお、給電線（第１給電線ＰＬ１１、第２給電線ＰＬ１２、第３給電線ＰＬ１３、第４給電線ＰＬ１４、第５給電線ＰＬ１５、第６給電線ＰＬ１６）は、第１電極Ｅ１１及び第２電極Ｅ１２と同じ透明導電膜で形成されてもよい。配向膜ＡＬ１及びＡＬ２は、基板の主平面に略平行な配向規制力を有する水平配向膜で形成される。第１液晶層ＬＣ１は、例えば、ねじれネマチック液晶（ＴＮ（Twisted Nematic）液晶）が用いられる。なお、図５には図示されないが、第１基板Ｓ１１と第２基板Ｓ１２との間には、両基板の間隔を一定に保つためのスペーサが設けられていてもよい。
【0049】
なお、図４は、第２基板Ｓ１２側の第３帯状電極Ｅ１２Ａ及び第４帯状電極Ｅ１２Ｂを基板上で斜めに配置するパターンを示すが、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、有効領域ＡＡが整合するように形成された第１基板Ｓ１１及び第２基板Ｓ１２を用いて、一方の基板を所定の角度だけ回転させて貼り合わせることで液晶セルを構成してもよい。
【0050】
次に、第１液晶セル１０の電気光学効果について説明する。図７Ａ及び図７Ｂは、第１液晶セル１０の部分的な断面模式構造を示し、説明に必要な要素が図示されている。図７Ａ及び図７Ｂは、第１基板Ｓ１１に設けられた第１帯状電極Ｅ１１Ａ、第２帯状電極Ｅ１１Ｂ、第１配向膜ＡＬ１１、第２基板Ｓ１２に設けられた第２配向膜ＡＬ１２、及び第１液晶層ＬＣ１を示す。図７Ａ及び図７Ｂにおいて、第３帯状電極Ｅ１２Ａ及び第４帯状電極Ｅ１２Ｂは、説明を簡略化するため省略されている。
【0051】
図７Ａは、第１配向膜ＡＬ１１の配向方向と第２配向膜ＡＬ１２の配向方向とが異なることを示す。具体的には、第１配向膜ＡＬ１１は、図４Ａに示すように、第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂの長手方向と９０度の角度で交差する配向方向ＡＬＤ１に配向処理がされ、第２配向膜ＡＬ１２は、図４Ｂに示すように、第３帯状電極Ｅ１２Ａ及び第４帯状電極Ｅ１２Ｂの長手方向に９０度の角度で交差する配向方向ＡＬＤ２に配向処理がされている。このため、図７Ａ及び図７Ｂに示す第１液晶セル１０の第１配向膜ＡＬ１１の配向方向と第２配向膜ＡＬ１２の配向方向は４５度±１０度の範囲の角度で交差している。なお、配向処理としては、ラビング処理でもよいし、光配向処理であってもよい。また、配向膜の配向方向は、帯状電極の延在方向に対し９０度±１０度の範囲で設定可能である。
【0052】
第１液晶層ＬＣ１としてＴＮ液晶が用いられる。第１配向膜ＡＬ１１の配向方向ＡＬＤ１と第２配向膜ＡＬ１２の配向方向ＡＬＤ２とは交差するため、第１液晶層ＬＣ１の液晶分子は、外部電場の作用を受けない状態で第１配向膜ＡＬ１１から第２配向膜ＡＬ１２にかけて、液晶分子の長軸方向が４５度捩れるように配向する。図７Ａは、第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂに電圧が印加されない状態を示し、液晶分子の長軸方向が４５度捩れて配向している状態を示す。
【0053】
なお、図７Ａは、第１液晶層ＬＣ１がポジ型のねじれネマチック液晶（ＴＮ液晶）で形成され、液晶分子の長軸が配向膜の配向方向と同じ方向に配向する例を示すが、配向膜の配向方向を９０度回転させる、すなわち、各配向膜ＡＬ１１、ＡＬ１２の配向方向を各基板Ｓ１１、Ｓ１２の帯状電極Ｅ１１Ａ、Ｅ１２Ａの延在方向に沿わせることにより、ネガ型の液晶を用いることができる。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。
【0054】
図７Ｂは、第１帯状電極Ｅ１１Ａにローレベルの電圧ＶＬが印加され、第２帯状電極Ｅ１１Ｂにハイレベルの電圧ＶＨが印加された状態を示す。この状態では、第１帯状電極Ｅ１１Ａと第２帯状電極Ｅ１１Ｂとの間に横方向の電界が発生する。図７Ｂに示すように、第１基板Ｓ１１側の液晶分子は横電界の影響を受けて配向方向が変化する。例えば、第１基板Ｓ１１側の液晶分子は、長軸方向が電界の方向と平行な方向に向くように配向が変化する。
【0055】
第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂに印加されるローレベルの電圧ＶＬ、ハイレベルの電圧ＶＨの値は適宜設定される。例えば、ローレベルの電圧ＶＬ１として０Ｖが印加され、ハイレベルの電圧ＶＨ１として５～３０Ｖの電圧が印加される。第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂには、ローレベルの電圧ＶＬとハイレベルの電圧ＶＨが交互に入れ替わる電圧が印加される。例えば、図７Ｃに示すように、ある一定期間において、第１帯状電極Ｅ１１Ａにローレベルの電圧ＶＬが印加され第２帯状電極Ｅ１１Ｂにハイレベルの電圧ＶＨが印加され、次の一定期間では、第１帯状電極Ｅ１１Ａにハイレベルの電圧ＶＨが印加され第２帯状電極Ｅ１１Ｂにローベルの電圧ＶＬが印加されるように、２つの電極間で電圧のレベルが同期して、周期的に変化するように電圧を印加してもよい。
【0056】
第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂに交互にローレベルの電圧ＶＬとハイレベルの電圧ＶＨを印加することにより、交番電界を発生させ、第１液晶層ＬＣ１の劣化を抑制する。なお、第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂに印加する電圧の周波数は、液晶分子が電界の変化に追従できる周波数であればよく、例えば、１５～１００Ｈｚであればよい。
【0057】
図８Ａは、第１液晶セル１０の部分的な斜視図であり、第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂ、第３帯状電極Ｅ１２Ａ及び第４帯状電極Ｅ１２Ｂ、並びに第１液晶層ＬＣ１の配置を示す。図８Ｂ及び図８Ｃは第１液晶セル１０の断面模式図を示す。図８Ｂは、図８Ａに示す第１液晶セル１０を図中に示すＡ側からみたときの断面模式図を示し、図８Ｃは、図中に示すＢ側からみたときの断面模式図を示す。なお、図８Ｂ及び図８Ｃは、第１配向膜ＡＬ１１の配向処理方向と第２配向膜ＡＬ１２の配向処理方向とが異なることを示す。
【0058】
図８Ｂ及び図８Ｃに示すように、第１帯状電極Ｅ１１Ａと第２帯状電極Ｅ１１Ｂとは中心間距離Ｗで配置され、第３帯状電極Ｅ１２Ａと第４帯状電極Ｅ１２Ｂとは同様に中心間距離Ｗで配置されている。この中心間距離Ｗは、図７Ａに示す第１帯状電極Ｅ１１Ａの幅ａ、第１帯状電極Ｅ１１Ａの端部から第２帯状電極Ｅ１１Ｂの端部までの間隔ｂに対して、Ｗ＝ａ＋ｂの関係を有している。
【0059】
また、第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂと、第３帯状電極Ｅ１２Ａ及び第４帯状電極Ｅ１２Ｂとは離隔し、互いに４５度±１０度の範囲の角度で交差した状態で対向配置されている。第１基板Ｓ１１と第２基板Ｓ１２は間隔Ｄで対向して配置されており、間隔Ｄは、実質的に第１液晶層ＬＣ１の厚さに相当する。実際には、第１基板Ｓ１１に第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第１配向膜ＡＬ１１が設けられ、第２基板Ｓ１２には第３帯状電極Ｅ１２Ａ及び第２配向膜ＡＬ１２等が設けられるが、これらの電極及び配向膜の厚さは、間隔Ｄの大きさに比べて十分に小さいので、第１液晶層ＬＣ１の厚さは間隔Ｄと同視することができる。
【0060】
第１液晶セル１０において、帯状電極が第１液晶層ＬＣ１を挟んで間隔Ｄは、帯状電極の中心間距離Ｗに対して同じか、それ以上の大きさを有していることが好ましい。すなわち、間隔Ｄは、中心間距離Ｗの１倍以上の長さを有することが好ましい。例えば、間隔Ｄは、帯状電極の中心間距離Ｗに対して２倍以上の大きさを有していることが好ましい。第１帯状電極Ｅ１１Ａの幅が５μｍであり、第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂの幅ａが５μｍであり、第１帯状電極Ｅ１１Ａの端部から第２帯状電極Ｅ１１Ｂの端部までの間隔ｂが５μｍである場合、帯状電極の中心間距離Ｗは１０μｍとなる。これに対し、間隔Ｄは１０μｍ以上の大きさを有していることが好ましい。
【0061】
帯状電極の中心間距離Ｗと上記の間隔Ｄとがこのような関係を有することで、第１帯状電極Ｅ１１Ａと第２帯状電極Ｅ１１Ｂとで生成される電界と第３帯状電極Ｅ１２Ａと第４帯状電極Ｅ１２Ｂとで生成される電界との相互干渉を可及的抑制できる。すなわち、図８Ｂに示すように、第１帯状電極Ｅ１１Ａと第２帯状電極Ｅ１１Ｂ間の電界によって、その近傍にある液晶分子の配向を変化させる際、第３帯状電極Ｅ１２Ａと第４帯状電極Ｅ１２Ｂ間に電界が発生する場合でも、間隔Ｄが十分に大きいのでその影響はほとんどない。また、図８Ｃに示すように、第３帯状電極Ｅ１２Ａと第４帯状電極Ｅ１２Ｂ間に電界を発生させる場合も上記と同様である。
【0062】
ところで、液晶は配向状態により屈折率が変化することが知られている。図７Ａに示すように、第１液晶層ＬＣ１に電界が作用していないオフ（ＯＦＦ）状態では、液晶分子の長軸方向が基板の表面に水平に配向し、かつ第１基板Ｓ１１側から第２基板Ｓ１２側にかけて４５度捩れた状態で配向している。第１液晶層ＬＣ１は、この配向状態でほぼ均一な屈折率分布を有している。このため、第１液晶セル１０へ入射した光の第１偏光成分ＰＬ１及び第１偏光成分ＰＬ１に直交する第２偏光成分ＰＬ２は、液晶分子の初期配向の影響を受けて旋光するものの、ほとんど屈折（あるいは散乱）されることなく第１液晶層ＬＣ１を透過する。ここで、第１偏光成分ＰＬ１とは、自然光のうち、例えばＰ偏光に相当し、第２偏光成分とは、例えばＳ偏光に相当するものとする。
【0063】
一方、図７Ｂに示すように、第１帯状電極Ｅ１１Ａと第２帯状電極Ｅ１１Ｂに電圧が印加され電界が形成されたオン（ＯＮ）状態では、第１液晶層ＬＣ１が正の誘電率異方性を有している場合、液晶分子は長軸が電界に沿うように配向する。その結果、図７Ｂに示すように、第１液晶層ＬＣ１には、液晶分子が、第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂの上方でほぼ垂直に立ち上がる領域、第１帯状電極Ｅ１１Ａと第２帯状電極Ｅ１１Ｂとの間で電界の分布に沿って斜めに配向する領域、第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂから離れた領域で初期配向状態が維持される領域等が形成される。
【0064】
図７Ｂに示すように、第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂの電極間においては、液晶分子の長軸が電界の発生する方向に沿って凸円弧状に配向される。すなわち、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、液晶分子の初期配向の方向と、第１帯状電極Ｅ１１Ａと第２帯状電極Ｅ１１Ｂとの間に生じる横電界の方向が同じであり、図７Ｂに模式的に示すように、両電極間の略中央に位置する液晶分子の配向方向はほとんど変化しないものとなるが、中央部からそれぞれの電極側に位置する液晶分子は電界の強度分布に従って第１基板Ｓ１１の表面に対し法線方向に傾いて（チルトして）配向する。したがって、第１基板Ｓ１１側の液晶を全体として見れば、第１帯状電極Ｅ１１Ａと第２帯状電極Ｅ１１Ｂとの間で液晶分子が円弧状に配向する。
【0065】
図８Ｂに示すように、第１基板Ｓ１１側では第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂによる横電界の影響を受けて第１液晶層ＬＣ１に円弧状の屈折率分布（誘電率分布）が形成され、入射した光のうち液晶分子の初期配向の方向と平行な偏光成分が放射状に拡散する。また、図８Ｃに示すように、第２基板Ｓ１２側では第３帯状電極Ｅ１２Ａ及び第４帯状電極Ｅ１２Ｂよる横電界の影響を受けて第１液晶層ＬＣ１に円弧状の屈折率分布が形成され、入射した光のうち液晶分子の初期配向の方向と平行な偏光成分が放射状に拡散する。
【0066】
【0067】
液晶分子は、屈折率異方性Δｎを有している。このため、オン状態の第１液晶層ＬＣ１は、液晶分子の配向状態に応じた屈折率分布、あるいは、リタデーション分布を有する。ここでのリタデーションとは、第１液晶層ＬＣ１の厚さをｄとしたとき、Δｎ・ｄで表されるものである。液晶分子が円弧状に配向した状態では、液晶分子の長軸方向と平行な偏光成分が第１液晶層ＬＣ１を透過する際に、第１液晶層ＬＣ１の屈折率分布の影響を受けて散乱される（拡散される）こととなる。なお、本実施形態においては、ポジ型の液晶分子を有する液晶層が用いられている。
【0068】
図９は、第１液晶セル１０に入射した第１偏光成分ＰＬ１及び第２偏光成分ＰＬ２が、第１液晶層ＬＣ１によって拡散される現象を模式的に示す。図９では、０度、４５度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度、３１５度の方向が凡例に示す関係にあるものとして示す。そして、Ｘ軸方向は０－１８０度方向と同じであり、Ｙ軸方向は９０－２７０度方向と同じであるものとする。また、４５－２２５度方向とは、Ｘ軸とＹ軸が直交する場合にその交差角を二等分する線分に沿った方向をいうものとする。以下の説明において、Ｘ軸方向を０－１８０度方向と示し、Ｙ軸方向を９０－２７０度方向と示すことがある。また、図９に示すように、Ｘ軸を０度として反時計回りに回転角を示し、その回転角に応じた方向を４５－２２５方向、９０－２７０方向（Ｙ軸方向）のように示すことがある。なお、図９中に示される各軸方向と角度の関係及び図９中右側の各偏光成分の偏光軸の向きを示す図における各角度の関係は、図１０～図１４についても同様である。
【0069】
図９は、左側欄に第１液晶セル１０の電極配置、配向膜の配向方向、液晶分子の長軸の方向を示し、各方向は凡例に示す方向に基づいている。図９は、第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂの長手方向がＹ軸方向（９０－２７０度の方向）に向けて配置され、第３帯状電極Ｅ１２Ａ及び第４帯状電極Ｅ１２Ｂの長手方向がＹ軸方向に対し４５度±１０度の範囲で時計回りに回転した方向（４５－２２５度の方向）に向けて配置された状態を示す。したがって、第１基板Ｓ１１の側の配向膜の配向方向はＸ方向にあり、第２基板Ｓ１２側の配向膜の配向方向はＸ軸方向から４５度時計回りに回転した方向（１３５－３１５度の方向）にあるものとする。また、第１偏光成分ＰＬ１は偏光軸がＹ軸方向にあり、第２偏光成分ＰＬ２がＸ軸方向にあるものとする。また、第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂの間には電位差が生じており、これらの間に電界が生じている。第３帯状電極Ｅ１２Ａ及び第４帯状電極Ｅ１２Ｂの間にも電位差が生じており、これらの間に電界が生じている。
【0070】
図９の右側欄は、第１偏光成分ＰＬ１及び第２偏光成分ＰＬ２の偏光方向を凡例に示す角度に当てはめて示す。図９において、第１偏光成分ＰＬ１に着目すると、第１液晶セル１０に入射する第１偏光成分ＰＬ１の偏光方向は、第１液晶層ＬＣ１の第１基板Ｓ１１側の液晶分子の長軸方向に対し交差する方向（直交する方向）にある。このため、第１基板Ｓ１１側の液晶分子が第１電極Ｅ１１によって生じる電界によって屈折率分布を変化させているものの、第１偏光成分ＰＬ１は拡散されずそのまま第２基板Ｓ１２側に向かう。また、当該第１偏光成分ＰＬ１は、第１液晶層ＬＣ１を第１基板Ｓ１１側から第２基板Ｓ１２側に向かう過程で液晶分子のねじれ配向に従って４５度旋光される。旋光後の第１偏光成分ＰＬ１の偏光軸は４５－２２５度の方向）にあるため第２基板Ｓ１２側の液晶分子の長軸方向と交差する方向にある。このため、第２基板Ｓ１２側の液晶分子が第２電極Ｅ１２によって生じる電界によって屈折率分布を変化させているものの、第２偏光成分ＰＬ２はその影響を受けず、そのまま透過する。このように、第１偏光成分ＰＬ１は、第１液晶セル１０を通過する過程で４５度旋光されるが、拡散等はされないで第１液晶セル１０を透過する。
【0071】
一方、第２偏光成分ＰＬ２は、その偏光方向が第１液晶層ＬＣ１の第１基板Ｓ１１側の液晶分子の長軸方向に対し平行な方向である。このため、第１電極Ｅ１１によって生じる電界によって第１基板Ｓ１１側の液晶分子が屈折率分布を有し、この作用を受けて第２偏光成分ＰＬ２は拡散される。そして、第２偏光成分ＰＬ２は、第１液晶層ＬＣ１を第１基板Ｓ１１側から第２基板Ｓ１２側に向かう過程で液晶分子のねじれ配向に従って４５度旋光される。これにより、第２偏光成分ＰＬ２の偏光軸は４５度時計回りに回転した方向（１３５－３１５度の方向）にあるため第２基板Ｓ１２側の液晶分子の長軸方向と平行な方向にある。第２基板Ｓ１２側の液晶分子が第２電極Ｅ１２によって生じる電界によって屈折率分布を変化させているので、第１液晶層ＬＣ１によって遷移された第１偏光成分ＰＬ１は、第２基板Ｓ１２側の液晶分子により形成される屈折率分布により１３５－３１５度の方向に拡散される。すなわち、第１液晶セル１０に入射した第２偏光成分ＰＬ２は、第１液晶セル１０を通過する過程で４５度旋光され、Ｘ方向（０－１８０度の方向）及び１３５－３１５度の方向に拡散する。
【0072】
このように、第１液晶セル１０の第１電極Ｅ１１に対し第２電極Ｅ１２が４５度±１０度の範囲で回転した状態で配置されている場合、入射する光の偏光軸の方向によって液晶層により拡散される偏光成分と拡散されない偏光成分が存在する。次に、このような液晶セルを光の進行方向に複数個並べ、さらに帯状電極を配置する方向をそれぞれ異ならせた場合について、いくつかの例を参照しながら説明する。
【0073】
第１実施形態：
図１０は、第１実施形態に係る液晶光制御素子１０２の各液晶セルにおける帯状電極の配置と、拡散される偏光成分の関係を示す。液晶光制御素子１０２は、光の入射側から第１液晶セル１０、第２液晶セル２０、第３液晶セル３０、及び第４液晶セル４０が重ねられた構成を有する。なお、図１０は、左側欄に第１液晶セル１０、第２液晶セル２０、第３液晶セル３０、第４液晶セル４０の電極配置、配向膜の配向方向、液晶分子の長軸の方向を示し、右側欄には図９と同様に第１偏光成分ＰＬ１及び第２偏光成分ＰＬ２の偏光方向を凡例に示す角度に当てはめて示す。入射光の第１偏光成分ＰＬ１及びこれに直交する第２偏光成分ＰＬ２は、第１液晶セル１０に入射してから、第４液晶セル４０から出射されるまでの過程で、各液晶セルの液晶層で旋光されるので、図１０の右側欄では各液晶セルにおける第１偏光成分ＰＬ１及び第２偏光成分ＰＬ２の旋光状態を矢印で示す。このような表示は、図１１～図１４についても同様である。
図１０は、第１実施形態に係る液晶光制御素子１０２の各液晶セルにおける帯状電極の配置と、拡散される偏光成分の関係を示す。液晶光制御素子１０２は、光の入射側から第１液晶セル１０、第２液晶セル２０、第３液晶セル３０、及び第４液晶セル４０が重ねられた構成を有する。なお、図１０は、左側欄に第１液晶セル１０、第２液晶セル２０、第３液晶セル３０、第４液晶セル４０の電極配置、配向膜の配向方向、液晶分子の長軸の方向を示し、右側欄には図９と同様に第１偏光成分ＰＬ１及び第２偏光成分ＰＬ２の偏光方向を凡例に示す角度に当てはめて示す。入射光の第１偏光成分ＰＬ１及びこれに直交する第２偏光成分ＰＬ２は、第１液晶セル１０に入射してから、第４液晶セル４０から出射されるまでの過程で、各液晶セルの液晶層で旋光されるので、図１０の右側欄では各液晶セルにおける第１偏光成分ＰＬ１及び第２偏光成分ＰＬ２の旋光状態を矢印で示す。このような表示は、図１１～図１４についても同様である。
【0074】
第１実施形態に係る液晶光制御素子１０２は、各液晶セルの第１電極の配置及び第２電極の配置が全て異なっている。具体的に、第１液晶セル１０の第１帯状電極Ｅ１１Ａ及び第２帯状電極Ｅ１１Ｂの長手方向（以下の説明において「第１電極Ｅ１１の長手方向」ともいう）が９０－２７０度方向に向けられており、第３帯状電極Ｅ１２Ａ及び第４帯状電極Ｅ１２Ｂ（以下の説明において「第２電極Ｅ１２の長手方向」ともいう）は４５－２２５度方向に向けられている。そして、図示されない配向膜の配向方向は帯状電極の長手方向と交差する方向に設けられるため、第１基板Ｓ１１側の配向膜の配向方向が０－１８０度方向にあり、第２基板Ｓ１２側の配向膜の配向方向が１３５－３１５度方向にある。すなわち、第１液晶セル１０において、第１電極Ｅ１１に対して第２電極Ｅ１２は４５度±１０度の範囲の角度（本実施形態においては４５度）で交差するように配置され、配向膜の配向方向も第１基板Ｓ１１側と第２基板Ｓ１２側で４５度の角度で交差するように設けられている。
【0075】
第２液晶セル２０は、第１電極Ｅ１１の長手方向が１３５－３１５度方向に向けられており、第２電極Ｅ２２の長手方向が９０－２７０度方向に向けられており、第１基板Ｓ２１側の配向膜の配向方向が４５－２２５度方向に向けられており、第２基板Ｓ２２側の配向膜の配向方向が０－１８０度方向に向けられている。第３液晶セル３０は、第１電極Ｅ３１の長手方向が０－１８０度方向に向けられており、第２電極Ｅ３２の長手方向が１３５－３１５度方向に向けられており、第１基板Ｓ３１側の配向膜の配向方向が９０－２７０度方向に向けられており、第２基板Ｓ３２側の配向膜の配向方向が４５－２２５度方向に向けられている。第４液晶セル４０は、第１電極Ｅ４１の長手方向が４５－２２５度方向に向けられており、第２電極Ｅ４２の長手方向が９０－２７０度方向に向けられており、第１基板Ｓ４１側の配向膜の配向方向が１３５－３１５度方向に向けられており、第２基板Ｓ４２側の配向膜の配向方向が０－１８０度方向に向けられている。また、第１液晶セル１０の第２電極Ｅ１２の長手方向と第２液晶セル２０の第１電極Ｅ２１の長手方向、第２液晶セル２０の第２電極Ｅ２２の長手方向と第３液晶セル３０の第１電極Ｅ３１の長手方向、及び、第３液晶セル３０の第２電極Ｅ３２の長手方向と第４液晶セル４０の第１電極Ｅ４１の長手方向が９０度±１０度の範囲の角度（本実施形態では９０度）で交差している。
【0076】
次に、各液晶セルに入射した光の拡散について説明する。以下の説明では、各液晶セルの第１電極及び第２電極に所定の電圧が印加され、第１基板側及び第２基板側でそれぞれ液晶層に円弧状の屈折率分布が形成されているものとする。
【0077】
第１液晶セル１０では、第１基板Ｓ１１側の液晶分子の長手方向が０－１８０度方向を向いており、第２基板Ｓ１２側の液晶分子の長手方向が１３５－３１５度方向を向いている。第１基板Ｓ１１側から入射した光のうち、０－１８０度方向の平行な偏光成分（ＰＬ０／１８０）は第１液晶層ＬＣ１の円弧状の屈折率分布の影響を受けて０－１８０度方向に拡散され、これに直交する偏光成分（ＰＬ９０／２７０）は透過する。偏光成分（ＰＬ０／１８０）は第１液晶層ＬＣ１を第１基板Ｓ１１側から第２基板Ｓ１２側へ進むことにより時計回りに４５度旋光され１３５－３１５度方向に偏光軸を有する偏光成分（ＰＬ１３５／３１５）となる。この偏光成分（ＰＬ１３５／３１５）の偏光軸の方向は第２基板Ｓ１２側の液晶分子の長軸の配向方向と同じであるので、第２基板Ｓ１２側で再び１３５－３１５方向に拡散される。一方、偏光成分（ＰＬ９０／２７０）は第１液晶層ＬＣ１によって時計回りに４５度旋光され、偏光軸の方向が４５－２２５度方向にある偏光成分（ＰＬ４５／２２５）になるが、この偏光成分（ＰＬ４５／２２５）は第２基板Ｓ１２側の液晶分子の配向方向と直交する関係にあるので拡散されずそのまま透過する。
【0078】
このように、第１液晶セル１０に入射した光のうち、０－１８０度方向の平行な偏光成分（ＰＬ０／１８０）は旋光の前後で２回拡散され、これに直交する偏光成分（ＰＬ９０／２７０）は拡散されず旋光のみして透過する。
【0079】
このような特定の偏光成分が拡散され、又は透過する現象が、第２液晶セル２０、第３液晶セル３０、及び第４液晶セル４０で発生する。
第２液晶セル２０では、４５－２２５度方向の偏光成分（ＰＬ４５／２２５）が第２液晶セル２０を透過する過程で４５－２２５度方向及び０－１８０度方向に拡散され、１３５－３１５度方向の偏光成分（ＰＬ１３５／３１５）として入射した光が拡散されずに透過する。第３液晶セル３０では、９０－２７０度方向の偏光成分（ＰＬ９０／２７０）として入射した光が第３液晶セル３０を透過する過程で９０－２７０度方向及び４５－２２５度方向に拡散され、０－１８０度方向の偏光成分（ＰＬ０／１８０）として入射した光が拡散されずに透過する。第４液晶セル４０では、１３５－３１５度方向の偏光成分（ＰＬ１３５／３１５）として入射した光が第４液晶セル４０を透過する過程で１３５－３１５度方向及び９０－２７０度方向に拡散され、４５－２２５度方向の偏光成分（ＰＬ４５／２２５）として入射した光が拡散されずに透過する。
第２液晶セル２０では、４５－２２５度方向の偏光成分（ＰＬ４５／２２５）が第２液晶セル２０を透過する過程で４５－２２５度方向及び０－１８０度方向に拡散され、１３５－３１５度方向の偏光成分（ＰＬ１３５／３１５）として入射した光が拡散されずに透過する。第３液晶セル３０では、９０－２７０度方向の偏光成分（ＰＬ９０／２７０）として入射した光が第３液晶セル３０を透過する過程で９０－２７０度方向及び４５－２２５度方向に拡散され、０－１８０度方向の偏光成分（ＰＬ０／１８０）として入射した光が拡散されずに透過する。第４液晶セル４０では、１３５－３１５度方向の偏光成分（ＰＬ１３５／３１５）として入射した光が第４液晶セル４０を透過する過程で１３５－３１５度方向及び９０－２７０度方向に拡散され、４５－２２５度方向の偏光成分（ＰＬ４５／２２５）として入射した光が拡散されずに透過する。
【0080】
第１実施形態に係る液晶光制御素子１０２は、各液晶セルで特定の偏光成分を拡散させ旋光した後再び拡散するが、液晶光制御素子１０２に入射する前の特定の偏光成分に着目すると、その偏光成分はある一つの液晶セルを透過するときに２回拡散されるが、他の液晶セルによっては拡散されない。すなわち、第１実施形態に係る液晶光制御素子１０２は、入射光の特定の偏光成分を複数の液晶セルに亘って拡散しないような電極の組み合わせを有している。このような第１実施形態に係る液晶光制御素子１０２によれば、入射光の偏光成分のうち、同一の偏光成分を異なる液晶セル同じ方向に拡散しないようにすることで、液晶セル間での干渉を防ぐことができ、モアレの発生、輝度の不均一性（色ムラ）を解消することができる。
【0081】
第２実施形態：
図１１は、第２実施形態に係る液晶光制御素子１０２の各液晶セルにおける帯状電極の配置と、拡散される偏光成分の関係を示す。
図１１は、第２実施形態に係る液晶光制御素子１０２の各液晶セルにおける帯状電極の配置と、拡散される偏光成分の関係を示す。
【0082】
第２実施形態に係る液晶光制御素子１０２は、第１液晶セル１０と第４液晶セル４０の電極配置が同じであって、且つ、第２液晶セル２０と第３液晶セル３０の電極配置が同じである。具体的に、第１液晶セル１０の第１電極Ｅ１１の長手方向が９０－１８０度方向に向けられており、第２電極Ｅ１２の長手方向が４５－２２５度方向に向けられている。第４液晶セル４０の第１電極Ｅ４１及び第２電極Ｅ４２についても同様である。そして、図示されない配向膜の配向方向は帯状電極の長手方向と交差する方向に設けられるため、第１基板Ｓ１１、Ｓ４１側の配向膜の配向方向が０－１８０度方向にあり、第２基板Ｓ１２、Ｓ４２側の配向膜の配向方向が１３５－３１５度方向にある。
【0083】
第２液晶セル２０は、第１電極Ｅ２１の長手方向が０－１８０度方向に向けられており、第２電極Ｅ２２の長手方向が１３５－３１５度方向に向けられている。第３液晶セル３０の第１電極Ｅ３１及び第２電極Ｅ３２も同様である。そして、図示されない配向膜の配向方向は帯状電極の長手方向と交差する方向に設けられるため、第１基板Ｓ２１、Ｓ３１側の配向膜の配向方向が９０－２７０度方向にあり、第２基板Ｓ２２、Ｓ２２側の配向膜の配向方向が１３５－３１５度方向にある。
【0084】
次に、各液晶セルに入射した光の拡散について説明する。以下の説明では、各液晶セルの第１電極及び第２電極に所定の電圧が印加され、第１基板側及び第２基板側でそれぞれ液晶層に円弧状の屈折率分布が形成されているものとする。
【0085】
第１液晶セル１０の構成は第１実施形態と同じであり、第１液晶セル１０に入射する光のうち、０－１８０度方向の平行な偏光成分（ＰＬ０／１８０）は、０－１８０度方向に１回、旋光後に１３５－３１５方向に１回、で合計２回拡散され、これに直交する偏光成分（ＰＬ９０／２７０）は拡散されず旋光のみして透過する。第１液晶セル１０に入射した光のうち、上記０－１８０度方向の平行な偏光成分（ＰＬ０／１８０）に着目すると、この偏光成分（ＰＬ０／１８０）は第１液晶セル１０で時計回りに４５度旋光されて偏光成分（ＰＬ１３５／３１５）となる。この偏光成分（ＰＬ１３５／３１５）は第２液晶セル２０でさらに時計回りに４５度旋光されて偏光成分（ＰＬ９０／２７０）となる。この偏光成分（ＰＬ９０／２７０）は、第３液晶セル３０の第１基板Ｓ３１側の液晶分子の長軸方向と偏光軸が同じであるので、９０－２７０度方向に拡散される。そして、第１基板Ｓ３１側から第２基板Ｓ３２側に進む過程で第３液晶層ＬＣ３によりさらに時計回りに４５度旋光され偏光成分（ＰＬ４５／２２５）となる。この偏光成分（ＰＬ４５／２２５）の偏光軸の方向は第２基板Ｓ３２側の液晶分子の長軸の配向方向と同じであるので、第２基板Ｓ１２側で再び４５－２２５方向に拡散される。この偏光成分（ＰＬ４５／２２５）は第４液晶セル４０で時計回りに４５度旋光されて偏光成分（ＰＬ０／１８０）となるものの、第４液晶セル４０では拡散はされない。
【0086】
上記第１液晶セルを通過した偏光成分（ＰＬ９０／２７０）は、第２液晶セル２０では、第１電極Ｅ２１側で９０－２７０度の方向に拡散される。この偏光成分（ＰＬ９０／２７０）は、第１基板Ｓ２１側から第２基板Ｓ２２へ進むことにより時計回りに４５度旋光されて偏光成分（ＰＬ４５／２２５）となる。この偏光成分（ＰＬ４５／２２５）は、第２液晶セル２０の第２基板Ｓ２２側の液晶分子の長軸方向と偏光軸が同じであるので、４５－２２５度方向に拡散される。この偏光成分（ＰＬ４５／２２５）は第３液晶セル３０で時計回りに４５度旋光されて偏光成分（ＰＬ０／１８０）となる。この偏光成分（ＰＬ０／１８０）は、第４液晶セル４０の第１基板Ｓ４１側の液晶分子の長軸方向と偏光軸が同じであるので、０－１８０度方向に拡散される。そして、第１基板Ｓ４１側から第２基板Ｓ４２側に進む過程で第４液晶層ＬＣ４により時計回りに４５度旋光され偏光成分（ＰＬ１３５／３１５）となる。この偏光成分（ＰＬ１３５／３１５）の偏光軸の方向は第２基板Ｓ４２側の液晶分子の長軸の配向方向と同じであるので、第２基板Ｓ４２側で再び１３５－３１５方向に拡散される。
【0087】
このように、第２実施形態に係る液晶光制御素子１０２は、第１液晶セル１０で２回拡散された偏光成分が第３液晶セル３０で再び２回拡散されるが、その拡散方向は全て異なっている。また、第２液晶セル２０で２回拡散された偏光成分が第４液晶セル４０で再び２回拡散されるが、その拡散方向は全て異なっている。このように、第２実施形態に係る液晶光制御素子１０２は、入射光のうち特定の偏光成分を２つの液晶セルで合計４回拡散することができるが、拡散の方向が全て異なっているため、液晶セル間での干渉を防ぐことができ、モアレの発生、輝度の不均一性（色ムラ）を解消することができる。
【0088】
第３実施形態：
図１２は、第３実施形態に係る液晶光制御素子１０２の各液晶セルにおける帯状電極の配置と、拡散される偏光成分の関係を示す。
図１２は、第３実施形態に係る液晶光制御素子１０２の各液晶セルにおける帯状電極の配置と、拡散される偏光成分の関係を示す。
【0089】
本実施形態において液晶光制御素子１０２は４つの液晶セルを含むが、各液晶セルは第１電極と第２電極とが６７．５度±１０度の範囲の角度で交差している。なお、図１２では分かり易さの為各液晶セルは第１電極と第２電極とが６７．５度で交差しているとする。例えば、第１液晶セル１０の第１電極Ｅ１１が０－１８０度方向に配置される場合、第２電極Ｅ１２は６７．５－２４７．５度方向に配置され、第２液晶セル２０の第１電極Ｅ２１が４５－２２５度方向に配置される場合、第２電極Ｅ２２は１１２．５－２９２．５度方向に配置され、第３液晶セル３０の第１電極Ｅ３１が９０－２７０度方向に配置される場合、第２電極Ｅ３２は１５７．５－３３７．５度方向に配置され、第４液晶セル４０の第１電極Ｅ４１が１３５－３１５度方向に配置される場合、第２電極Ｅ４２は２２．５－２０２．５度方向に配置されている。また、第１液晶セル１０に対して第２液晶セル２０は４５度回転した関係にあり、第３液晶セル３０と第４液晶セル４０も４５度回転した関係にある。このような電極の配置は、液晶光制御素子１０２を組む場合にパネルを回転させてもよいし、電極を作製するときにフォトマスク又は基板を回転させてフォトリソグラフィーの処理を行ってもよい。
【0090】
このように、全ての液晶セルの全ての電極の配置が異なるため液晶セル間での干渉を防ぐことができ、モアレの発生、輝度の不均一性（色ムラ）を解消することができる。また、本実施形態では、０－１８０度方向、２２．５－２０２．５度方向、４５－２２５度方向、６７．５－２４７．５度方向、９０－１８０度方向、１１２．５－２９２．５度方向、１３５－３１５度方向、１５７．５－３３７．５度方向の８方向に拡散することができ、より均一な配光をすることができる。
【0091】
第４実施形態：
図１３は、第４実施形態に係る液晶光制御素子１０２の各液晶セルにおける帯状電極の配置と、拡散される偏光成分の関係を示す。第４実施形態に係る液晶光制御素子１０２は、第１液晶セル１０及び第２液晶セル２０の２つの液晶セルで構成されている。
図１３は、第４実施形態に係る液晶光制御素子１０２の各液晶セルにおける帯状電極の配置と、拡散される偏光成分の関係を示す。第４実施形態に係る液晶光制御素子１０２は、第１液晶セル１０及び第２液晶セル２０の２つの液晶セルで構成されている。
【0092】
図１３に示すように、第１液晶セル１０の第１電極Ｅ１１と第２電極Ｅ１２、第２液晶セル２０の第１電極Ｅ２１と第２電極Ｅ２２とは、４５度±１０度の範囲の角度で交差している。また、第１液晶セル１０の第１電極Ｅ１１と第２液晶セル２０の第１電極Ｅ２１、及び第１液晶セル１０の第２電極Ｅ１２と第２液晶セル２０の第２電極Ｅ２２とは９０度±１０度の範囲の角度で交差している。
【0093】
第１実施形態で説明したように、このような構成を有することで、第１液晶セル１０及び第２液晶セル２０の２つの液晶セルで直交する２つの偏光成分を拡散することができる。さらに、第１液晶セル１０及び第２液晶セル２０の第１電極Ｅ１１、Ｅ２１、第２電極Ｅ１２、Ｅ２２は電極の方向が全て異なっており、電極間で光の拡散に干渉することがないためモアレの発生を防止することができる。
【0094】
図１４は、第２液晶セル２０を反転させた場合を示す。電極の配置のみに着目すると、図１３の電極配置に対して第２液晶セル２０の第１電極Ｅ２１と第２電極Ｅ２２を４５度回転させた状態であるということもできる。このような配置にすることによっても、２つの液晶セルで直交する２つの偏光成分を拡散することができ、電極間の干渉を防ぎモアレの発生を防止することができる。
【0095】
以上、第１乃至第４実施形態によって説明したように、液晶光制御素子１０２を構成する液晶セルは、セル内で２つの電極を４５度±１０度の範囲の角度（又は２２．５度±１０度の範囲の角度）で交差するように配置し、隣接するセル間でも同じ電極構成とならないようにすることで、モアレの発生を防ぎ、輝度の不均一性を無くすことができる。
【0096】
なお、第１乃至第４実施形態に例示される液晶光制御素子１０２の構成は一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で液晶セルの並び順、電極の配置を適宜変更することができる。また、液晶セルの数は２つのセルの組み合わせ、４つのセルの組み合わせに限定されず、さらに多くのセルを組み合わせることができる。
【符号の説明】
【0097】
１０：第１液晶セル、２０：第２液晶セル、３０：第３液晶セル、４０：第４液晶セル、１００：液晶光制御装置、１０２：液晶光制御素子、１０４：回路基板、１０６：光源部、Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１：第１基板、Ｓ１２、Ｓ２２、Ｓ３２、Ｓ４２：第２基板、Ｆ１：第１フレキシブル配線基板、Ｆ２：第２フレキシブル配線基板、Ｆ３：第３フレキシブル配線基板、Ｆ４：第４フレキシブル配線基板、ＴＡ１：第１透明接着層、ＴＡ２：第２透明接着層、ＴＡ３：第３透明接着層、ＬＣ１：第１液晶層、ＬＣ２：第２液晶層、ＬＣ３：第３液晶層、ＬＣ４：第４液晶層、Ｅ１１、Ｅ２１、Ｅ３１、Ｅ４１：第１電極、Ｅ１１Ａ、Ｅ２１Ａ、Ｅ３１Ａ、Ｅ４１Ａ：第１帯状電極、Ｅ１１Ｂ、Ｅ２１Ｂ、Ｅ３１Ｂ、Ｅ４１Ｂ：第２帯状電極、Ｅ１２、Ｅ２２、Ｅ３２、Ｅ４２：第２電極、Ｅ１２Ａ、Ｅ２２Ａ、Ｅ３２Ａ、Ｅ４２Ａ：第３帯状電極、Ｅ１２Ｂ、Ｅ２２Ｂ、Ｅ３２Ｂ、Ｅ４２Ｂ：第４帯状電極、ＰＬ１１：第１給電線、ＰＬ１２：第２給電線、ＰＬ１３：第３給電線、ＰＬ１４：第４給電線、ＰＬ１５：第５給電線、ＰＬ１６：第６給電線、Ｔ１１：第１接続端子、Ｔ１２：第２接続端子、Ｔ１３：第３接続端子、Ｔ１４：第４接続端子、ＰＴ１１：第１給電端子、ＰＴ１２：第２給電端子、ＰＴ１３：第３給電端子、ＰＴ１４：第４給電端子、ＡＬ１１：第１配向膜、ＡＬ１２：第２配向膜、ＳＥ：シール材、ＣＰ１１：第１導電性部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】