JP2002023068A - Optical multilayered structure, optical switching element and image display device - Google Patents
Optical multilayered structure, optical switching element and image display deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、入射光を反射若し
くは透過させる機能を有する光学多層構造体、およびこ
れを用いた光スイッチング素子並びに画像表示装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical multilayer structure having a function of reflecting or transmitting incident light, an optical switching element using the same, and an image display device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、映像情報の表示デバイスとしての
ディスプレイの重要性が高まっており、このディスプレ
イ用の素子として、更には、光通信，光記憶装置，光プ
リンタなどの素子として、高速で動作する光スイッチン
グ素子（ライトバルブ）の開発が要望されている。従
来、この種の素子としては、液晶を用いたもの、マイク
ロミラーを用いたもの（ＤＭＤ；Digtal Micro Miror D
evice 、ディジタルマイクロミラーデバイス、テキサス
インスツルメンツ社の登録商標）、回折格子を用いたも
の（ＧＬＶ：Grating Light Valve,グレーティングライ
トバルブ、ＳＬＭ（シリコンライトマシン）社）等があ
る。2. Description of the Related Art In recent years, the importance of a display as a display device for video information has been increasing. There is a demand for the development of optical switching elements (light valves). Conventionally, as this type of device, a device using a liquid crystal and a device using a micromirror (DMD; Digital Micro Mirror D)
evice, a digital micromirror device, a registered trademark of Texas Instruments, and a device using a diffraction grating (GLV: Grating Light Valve, SLM (Silicon Light Machine)).
【０００３】ＧＬＶは回折格子をＭＥＭＳ（Micro Elec
tro Mechanical Systems) 構造で作製し、静電力で１０
ｎｓの高速ライトスイッチング素子を実現している。Ｄ
ＭＤは同じくＭＥＭＳ構造でミラーを動かすことにより
スイッチングを行うものである。これらのデバイスを用
いてプロジェクタ等のディスプレイを実現できるもの
の、液晶とＤＭＤは動作速度が遅いために、ライトバル
ブとしてディスプレイを実現するためには２次元配列と
しなければならず、構造が複雑となる。一方、ＧＬＶは
高速駆動型であるので、１次元アレイを走査することで
プロジェクションディスプレイを実現することができ
る。GLV uses a diffraction grating as a MEMS (Micro Elec).
tro Mechanical Systems)
ns is realized. D
The MD performs switching by moving a mirror in a MEMS structure. Although a display such as a projector can be realized by using these devices, the operation speed of the liquid crystal and the DMD is slow, so that a two-dimensional array is required to realize the display as a light valve, and the structure becomes complicated. . On the other hand, since the GLV is a high-speed drive type, a projection display can be realized by scanning a one-dimensional array.
【０００４】しかしながら、ＧＬＶは回折格子構造であ
るので、１ピクセルに対して６つの素子を作り込んだ
り、２方向に出た回折光を何らかの光学系で１つにまと
める必要があるなどの複雑さがある。However, since the GLV has a diffraction grating structure, it is complicated to build six elements for one pixel or to combine diffracted lights emitted in two directions into one by some optical system. There is.
【０００５】簡単な構成で実現できるものとしては、米
国特許公報５５８９９７４号や米国特許公報５５００７
６１号に開示されたものがある。このライトバルブは、
ガラスからなる透明基板（屈折率ｎS ）の上に間隙部
（ギャップ層）を挟んで、屈折率が√ｎS の透光性の薄
膜を設けた構造を有している。この素子では、静電力を
利用して薄膜を駆動し、基板と薄膜との間の距離、すな
わち、間隙部の大きさを変化させることにより、光信号
を透過あるいは反射させるものである。ここで、薄膜の
屈折率は基板の屈折率ｎS に対して、√ｎS となってお
り、このような関係を満たすことにより、高コントラス
トの光変調を行うことができるとされている。[0005] US Pat. No. 5,589,974 and US Pat.
No. 61 has disclosed. This light valve is
It has a structure in which a transparent thin film having a refractive index of Δn S is provided on a transparent substrate (refractive index n S ) made of glass with a gap (gap layer) interposed therebetween. In this element, an optical signal is transmitted or reflected by driving a thin film using electrostatic force and changing the distance between the substrate and the thin film, that is, the size of the gap. Here, the refractive index of the thin film is Δn S with respect to the refractive index n S of the substrate, and it is described that high contrast light modulation can be performed by satisfying such a relationship.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような構成の素子では、基板の屈折率ｎS が「４」など
の大きな値でなければ、可視光領域においては実現する
ことはできないという問題がある。すなわち、透光性薄
膜としては、構造体であることを考えると、窒化珪素
（Ｓｉ3 Ｎ4 ）（屈折率ｎ＝２．０）などの材料が望ま
しいので、その場合には基板の屈折率ｎS ＝４となる。
可視光領域では、このような透明基板は入手が困難であ
り、材料の選択肢は狭い。赤外線等の通信用波長では、
ゲルマニウム（Ｇｅ）（ｎ＝４）などを用いることによ
り実現可能であるが、ディスプレイなどの用途として
は、現実的には適用することは難しいと思われる。However, the element having the above-mentioned structure cannot be realized in the visible light region unless the refractive index n S of the substrate is a large value such as “4”. There is. That is, considering that the light-transmitting thin film is a structural body, a material such as silicon nitride (Si 3 N 4 ) (refractive index n = 2.0) is desirable. n S = 4.
In the visible light region, such transparent substrates are difficult to obtain, and the choice of materials is narrow. For communication wavelengths such as infrared,
It can be realized by using germanium (Ge) (n = 4) or the like, but it is considered that it is practically difficult to apply it to a display or the like.
【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第１の目的は、簡単な構成で、小型軽量であ
ると共に、構成材料の選択にも自由度があり、可視光領
域においても高速応答が可能であり、画像表示装置に好
適に用いることができる光学多層構造体を提供すること
にある。The present invention has been made in view of the above problems, and a first object of the present invention is to provide a simple structure, small size and light weight, and a high degree of freedom in selecting constituent materials. Another object of the present invention is to provide an optical multilayer structure which can respond quickly and can be suitably used for an image display device.
【０００８】また、本発明の第２の目的は、上記光学多
層構造体を用いた高速応答が可能な光スイッチング素子
および画像表示装置を提供することにある。A second object of the present invention is to provide an optical switching element and an image display device using the above-mentioned optical multilayer structure and capable of high-speed response.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明による第１の光学
多層構造体は、非金属材料からなる透明基板上に、透明
基板に接する第１の透明層、光の干渉現象を起こし得る
大きさを有すると共にその大きさが可変な間隙部、およ
び第２の透明層をこの順で配設した構成を有し、透明基
板の屈折率をｎS 、第１の透明層の屈折率をｎ1 、第２
の透明層の屈折率をｎ2 としたとき、ｎS ＜ｎ1 、か
つ、ｎ1 ＞ｎ2 の関係が成立するようにしたものであ
る。A first optical multilayer structure according to the present invention has a first transparent layer in contact with a transparent substrate made of a nonmetallic material, and a size capable of causing a light interference phenomenon. And a variable-sized gap portion and a second transparent layer are arranged in this order. The transparent substrate has a refractive index of n S and the first transparent layer has a refractive index of n 1. , Second
When the refractive index of the transparent layer was n 2, n S <n 1 , and, n 1> in which the relationship n 2 are as established.
【００１０】本発明による第２の光学多層構造体は、非
金属材料からなる透明基板上に、透明基板に接する第１
の透明層、第２の透明層、光の干渉現象を起こし得る大
きさを有すると共にその大きさが可変な間隙部、第３の
透明層および第４の透明層をこの順で配設した構成を有
し、透明基板の屈折率をｎS 、第１の透明層の屈折率を
ｎ1 、第２の透明層の屈折率をｎ2 、第３の透明層の屈
折率をｎ3 、第４の透明層の屈折率をｎ4 としたとき、
ｎS ＜ｎ1 ＜ｎ2 ≒ｎ3 、かつｎ4 ＜ｎ1 の関係が成立
するようにしたものである。[0010] A second optical multilayer structure according to the present invention is provided on a transparent substrate made of a nonmetallic material on a first substrate in contact with the transparent substrate.
A transparent layer, a second transparent layer, a gap having a size capable of causing light interference and having a variable size, a third transparent layer and a fourth transparent layer are arranged in this order. The refractive index of the transparent substrate is n s , the refractive index of the first transparent layer is n 1 , the refractive index of the second transparent layer is n 2 , the refractive index of the third transparent layer is n 3 , Assuming that the refractive index of the transparent layer of No. 4 is n 4 ,
The relations n s <n 1 <n 2 ≒ n 3 and n 4 <n 1 hold.
【００１１】本発明による第１の光スイッチング素子
は、本発明の第１の光学多層構造体と、この光学多層構
造体における間隙部の光学的な大きさを変化させる駆動
手段とを備えたものであり、また、本発明による第２の
光スイッチング素子は、本発明の第２の光学多層構造体
と、この光学多層構造体における間隙部の光学的な大き
さを変化させる駆動手段とを備えたものである。A first optical switching element according to the present invention includes the first optical multilayer structure according to the present invention and driving means for changing the optical size of a gap in the optical multilayer structure. The second optical switching element according to the present invention includes the second optical multilayer structure according to the present invention, and driving means for changing the optical size of a gap in the optical multilayer structure. It is a thing.
【００１２】本発明による第１の画像表示装置は、本発
明による第１の光スイッチング素子を複数個、１次元あ
るいは２次元に配列したものであり、３原色の光を照射
し、スキャナによって走査することで２次元画像を表示
するものである。A first image display device according to the present invention has a plurality of first optical switching elements according to the present invention arranged one-dimensionally or two-dimensionally, irradiates light of three primary colors, and scans with a scanner. By doing so, a two-dimensional image is displayed.
【００１３】本発明による第２の画像表示装置は、本発
明による第２の光スイッチング素子を複数個、１次元あ
るいは２次元に配列したものであり、３原色の光を照射
し、スキャナによって走査することで２次元画像を表示
するものである。A second image display device according to the present invention has a plurality of second optical switching elements according to the present invention arranged one-dimensionally or two-dimensionally, irradiates light of three primary colors, and scans with a scanner. By doing so, a two-dimensional image is displayed.
【００１４】本発明による第１および第２の光学多層構
造体では、第１の透明層と第２の透明層との間の間隙部
の大きさを、例えば「λ／２」（λは入射光の波長）よ
り狭く、好ましくは「λ／４」と，「０」との間で切り
替えることにより、透明基板側もしくは透明基板と反対
側より入射した光の反射もしくは透過の量が変化する。
ここで、第１の光学多層構造体では、間隙部の大きさの
切り替えにより、特定の波長域（単波長）において反射
もしくは透過の量が大きく変化する。一方、第２の光学
多層構造体では、広帯域な波長域にわたってほぼ均一な
反射もしくは透過の特性が得られる。In the first and second optical multilayer structures according to the present invention, the size of the gap between the first transparent layer and the second transparent layer is set to, for example, “λ / 2” (where λ is incident light). By switching between “λ / 4” and “0”, which is smaller than (wavelength of light), preferably, the amount of reflection or transmission of light incident from the transparent substrate side or the side opposite to the transparent substrate changes.
Here, in the first optical multilayer structure, the amount of reflection or transmission in a specific wavelength range (single wavelength) changes significantly by switching the size of the gap. On the other hand, in the second optical multilayer structure, substantially uniform reflection or transmission characteristics can be obtained over a wide wavelength range.
【００１５】本発明による第１および第２の光スイッチ
ング素子では、駆動手段によって、光学多層構造体の間
隙部の光学的な大きさが変化することにより、入射光に
対してスイッチング動作がなされる。In the first and second optical switching elements according to the present invention, the switching operation is performed on the incident light by changing the optical size of the gap of the optical multilayer structure by the driving means. .
【００１６】本発明による第１および第２の画像表示装
置では、１次元あるいは２次元に配列された本発明の複
数の光スイッチング素子に対して光が照射されることに
よって２次元画像が表示される。In the first and second image display devices according to the present invention, a two-dimensional image is displayed by irradiating light to a plurality of optical switching elements of the present invention arranged one-dimensionally or two-dimensionally. You.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１８】〔第１の実施の形態〕図１および図２は、
本発明の第１の実施の形態に係る光学多層構造体１の基
本的な構成を表すものである。このうち図１は光学多層
構造体１における後述の間隙部１２が存在している状
態、図２は光学多層構造体１の間隙部がないときの状態
をそれぞれ示している。なお、この光学多層構造体１は
具体的には例えば光スイッチング素子として用いられ，
この光スイッチング素子を複数個１次元のアレイ状に配
列することにより、画像表示装置を構成することができ
る。[First Embodiment] FIG. 1 and FIG.
1 shows a basic configuration of an optical multilayer structure 1 according to a first embodiment of the present invention. 1 shows a state in which a gap 12 described later exists in the optical multilayer structure 1, and FIG. 2 shows a state in which there is no gap in the optical multilayer structure 1. The optical multilayer structure 1 is specifically used as, for example, an optical switching element.
By arranging a plurality of the optical switching elements in a one-dimensional array, an image display device can be configured.
【００１９】本実施の形態の光学多層構造体１は、非金
属の透明材料からなる透明基板１０の上に、この透明基
板１０に接する第１の透明層１１、光の干渉現象を起こ
し得る大きさを有すると共にその大きさを変化させるこ
とのできる間隙部１２、および第２の透明層１３をこの
順で配設して構成したものである。The optical multilayer structure 1 according to the present embodiment has a first transparent layer 11 in contact with the transparent substrate 10 on a transparent substrate 10 made of a non-metallic transparent material. A gap portion 12 having a size and a size that can be changed and a second transparent layer 13 are arranged in this order.
【００２０】ここで、透明基板１０の屈折率をｎS 、第
１の透明層１１の屈折率をｎ1 、第２の透明層１３の屈
折率をｎ2 としたとき、下記の関係（１），（２）が成
立するように設定されている。すなわち、この光学多層
構造体１では、屈折率の関係が、透明基板１０の上に高
屈折率の第１の透明層１１、間隙部１２、低屈折率の第
２の透明層１３の順に配設されているものである。な
お、この関係式が成立する理由については後述する。Here, assuming that the refractive index of the transparent substrate 10 is n s , the refractive index of the first transparent layer 11 is n 1 , and the refractive index of the second transparent layer 13 is n 2 , the following relationship (1) ) And (2) are established. That is, in the optical multilayer structure 1, the relationship of the refractive index is such that the first transparent layer 11 having a high refractive index, the gap 12 and the second transparent layer 13 having a low refractive index are arranged on the transparent substrate 10 in this order. It has been established. The reason why this relational expression holds will be described later.
【００２１】 ｎS ＜ｎ1 、かつ、ｎ1 ＞ｎ2 ・・・（１）N S <n 1 and n 1 > n 2 (1)
【００２２】ｎ2 ＝ｎ1 ／√ｎS ・・・（２）N 2 = n 1 / √n S (2)
【００２３】具体的な材質は、透明基板１０としては、
例えば透明ガラス基板や透明プラスチック基板、第１の
透明層１１としては、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）（ｎ1 ＝
２．４），窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）（ｎ1 ＝２．０），
酸化亜鉛（ＺｎＯ）（ｎ1 ＝２．０），酸化ニオブ（Ｎ
ｂ2 Ｏ5 ）（ｎ1 ＝２．２），酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ
5 ）（ｎ1 ＝２．１），酸化珪素（ＳｉＯ）（ｎ1 ＝
２．０），酸化スズ（ＳｎＯ2 ）（ｎ1 ＝２．０），Ｉ
ＴＯ（Indium-Tin Oxide) （ｎ1 ＝２．０）、第２の透
明層１３としては酸化珪素（ＳｉＯ2 ）（ｎ2 ＝１．４
６），酸化ビスマス（Ｂｉ2 Ｏ3 ）（ｎ2 ＝１．９
１），フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）（ｎ2＝１．３
８），アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）（ｎ2 ＝１．６７）など
が挙げられる。Specific materials are as follows.
For example, as a transparent glass substrate, a transparent plastic substrate, and the first transparent layer 11, titanium oxide (TiO 2 ) (n 1 =
2.4), silicon nitride (Si 3 N 4 ) (n 1 = 2.0),
Zinc oxide (ZnO) (n 1 = 2.0), niobium oxide (N
b 2 O 5) (n 1 = 2.2), tantalum oxide (Ta 2 O
5 ) (n 1 = 2.1), silicon oxide (SiO) (n 1 =
2.0), tin oxide (SnO 2 ) (n 1 = 2.0), I
TO (Indium-Tin Oxide) (n 1 = 2.0), and silicon oxide (SiO 2 ) (n 2 = 1.4) as the second transparent layer 13
6), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) (n 2 = 1.9)
1), magnesium fluoride (MgF 2 ) (n 2 = 1.3)
8), alumina (Al 2 O 3 ) (n 2 = 1.67) and the like.
【００２４】第１の透明層１１および第２の透明層１３
の光学的な膜厚ｄ1 ，ｄ2 は、「λ／４」、あるいは
「λ／４の奇数倍」（λは入射光の波長）である。な
お、これら膜厚ｄ1 ，ｄ2 は厳密に「λ／４」でなくと
も、λ／４の近傍の値でもよい。これは、例えば、第１
の透明層１１の光学膜厚がλ／４より厚くなった分、第
２の透明層１３を薄くするなどして補完できるからであ
り、また、上式（２）から屈折率が多少ずれた場合で
も、膜厚で調整可能な場合もあり、その際にはｄ1 ，ｄ
2 がλ／４から多少ずれることになるからである。この
ことは他の実施の形態においても同様である。よって、
本明細書においては、「λ／４」の表現には「ほぼλ／
４」の場合も含まれるものとする。First transparent layer 11 and second transparent layer 13
The optical film thicknesses d 1 and d 2 are “λ / 4” or “odd multiples of λ / 4” (λ is the wavelength of incident light). Note that these film thicknesses d 1 and d 2 need not be strictly “λ / 4”, but may be values near λ / 4. This is, for example, the first
This is because the second transparent layer 13 can be complemented by making the second transparent layer 13 thinner to the extent that the optical film thickness of the transparent layer 11 becomes thicker than λ / 4, and the refractive index slightly deviates from the above equation (2). In some cases, it can be adjusted by the film thickness. In that case, d 1 , d
2 slightly deviates from λ / 4. This is the same in other embodiments. Therefore,
In the present specification, the expression “λ / 4” includes “approximately λ /
4 ".
【００２５】なお、第１の透明層１１および第２の透明
層１３は、互いに光学的特性の異なる２以上の層で構成
された複合層としてもよいが、この場合には複合層にお
ける合成した光学的特性（光学アドミッタンス）が単層
の場合と同等な特性を有するものとする必要がある。The first transparent layer 11 and the second transparent layer 13 may be a composite layer composed of two or more layers having different optical characteristics from each other. It is necessary that the optical characteristics (optical admittance) have characteristics equivalent to those of a single layer.
【００２６】間隙部１２は、後述の駆動手段によって、
その大きさ（第１の透明層１１と第２の透明層１３との
間隔）が可変である。間隙部１２を埋める媒体は、透明
であれば気体でも液体でもよい。気体としては、例え
ば、空気（ナトリウムＤ線（５８９．３ｎｍ）に対する
屈折率ｎD ＝１．０）、窒素（Ｎ2 ）（ｎD ＝１．０）
など、液体としては、水（ｎD ＝１．３３３）、シリコ
ーンオイル（ｎD ＝１．４〜１．７）、エチルアルコー
ル（ｎD ＝１．３６１８）、グリセリン（ｎD ＝１．４
７３０）、ジョードメタン（ｎD ＝１．７３７）などが
挙げられる。なお、間隙部１２を真空状態とすることも
できる。The gap 12 is formed by driving means described later.
The size (the distance between the first transparent layer 11 and the second transparent layer 13) is variable. The medium that fills the gap 12 may be a gas or a liquid as long as it is transparent. Examples of the gas include air (refractive index n D = 1.0 for sodium D line (589.3 nm)), nitrogen (N 2 ) (n D = 1.0).
Etc., as the liquid, water (n D = 1.333), silicone oil (n D = 1.4~1.7), ethyl alcohol (n D = 1.3618), glycerin (n D = 1.4
730), and jod methane (n D = 1.737). Note that the gap 12 can be in a vacuum state.
【００２７】間隙部１２の光学的な大きさは、「λ／４
の奇数倍」と「λ／４の偶数倍（０を含む）」との間
で、２値的あるいは連続的に変化するものである。これ
により入射光の反射もしくは透過の量が２値的あるいは
連続的に変化する。なお、上記第１の透明層１１および
第２の透明層１３の膜厚の場合と同様に、λ／４の倍数
から多少ずれても、他の層の膜厚あるいは屈折率の多少
の変化で補完できるので、「λ／４」の表現には、「ほ
ぼλ／４」の場合も含まれるものとする。The optical size of the gap 12 is “λ / 4
And odd or multiples of [lambda] / 4 (including 0) in a binary or continuous manner. As a result, the amount of reflection or transmission of the incident light changes binaryly or continuously. As in the case of the thickness of the first transparent layer 11 and the second transparent layer 13, even if the thickness slightly deviates from a multiple of λ / 4, the thickness of other layers or the refractive index slightly changes. Since it can be complemented, the expression of “λ / 4” includes the case of “almost λ / 4”.
【００２８】上記間隙部１２を有する光学多層構造体１
は、図３および図４に示した製造プロセスにより作製す
ることができる。まず、図３（Ａ）に示したように例え
ばガラスからなる透明基板１０の上に、例えばスパッタ
リング法によりＴｉＯ2 からなる第１の透明層１１を形
成し、次いで，図３（Ｂ）に示したように例えばＣＶＤ
（Chemical Vapor Deposition:化学的気相成長 )法によ
り犠牲層としての非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）膜１２ａ
を形成する。続いて、図３（Ｃ）に示したように、間隙
部１２のパターン形状を有するフォトレジスト膜１４を
形成し、図３（Ｄ）に示したようにこのフォトレジスト
膜１４をマスクとして、例えばＲＩＥ（Reactive Ion E
tching) により非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）膜１２ａを
選択的に除去する。Optical multilayer structure 1 having gap 12
Can be manufactured by the manufacturing process shown in FIG. 3 and FIG. First, as shown in FIG. 3A, a first transparent layer 11 made of TiO 2 is formed on a transparent substrate 10 made of, for example, glass by, for example, a sputtering method, and then shown in FIG. For example, CVD
(Chemical Vapor Deposition) amorphous silicon (a-Si) film 12a as a sacrificial layer by the method
To form Subsequently, as shown in FIG. 3C, a photoresist film 14 having a pattern shape of the gap 12 is formed, and as shown in FIG. RIE (Reactive Ion E
The amorphous silicon (a-Si) film 12a is selectively removed by the tching.
【００２９】次に、図４（Ａ）に示したようにフォトレ
ジスト膜１４を除去した後、図４（Ｂ）に示したように
例えばスパッタリング法によりＢｉ2 Ｏ3 からなる第２
の透明層１３を形成する。次いで、図４（Ｃ）に示した
ように、ドライエッチングにより非晶質シリコン（ａ−
Ｓｉ）膜１２ａを除去する。これにより、間隙部１２を
備えた光学多層構造体１を作製することができる。Next, as shown in FIG. 4A, after removing the photoresist film 14, as shown in FIG. 4B, a second film of Bi 2 O 3 is formed by, for example, a sputtering method.
Is formed. Next, as shown in FIG. 4C, the amorphous silicon (a-
Si) The film 12a is removed. Thereby, the optical multilayer structure 1 provided with the gap portion 12 can be manufactured.
【００３０】本実施の形態の光学多層構造体１では、間
隙部１２の光学的な大きさを変化させることで、透明基
板１０側もしくは透明基板１０と反対側より入射した光
の反射もしくは透過の量を変化させるものである。具体
的には、間隙部１２の光学的な大きさを、λ／４の奇数
倍とλ／４の偶数倍（０を含む）との間（例えば、「λ
／４」と「０」との間）で、２値的あるいは連続的に変
化させることによって、入射光の反射もしくは透過の量
を２値的あるいは連続的に変化させるものである。In the optical multilayer structure 1 of the present embodiment, by changing the optical size of the gap 12, the reflection or transmission of light incident from the transparent substrate 10 side or the opposite side to the transparent substrate 10 is controlled. It changes the amount. Specifically, the optical size of the gap 12 is set between an odd multiple of λ / 4 and an even multiple of λ / 4 (including 0) (for example, “λ
/ 4 "and" 0 "), the amount of reflection or transmission of incident light is changed in a binary or continuous manner by changing the value in a binary or continuous manner.
【００３１】次に、図５（Ａ），（Ｂ）および図６
（Ａ），（Ｂ）を参照して、上記式（１），（２）の意
義について説明する。Next, FIGS. 5A and 5B and FIG.
The significance of the above equations (1) and (2) will be described with reference to (A) and (B).
【００３２】上記のような光学多層構造体１のフィルタ
特性は、光学アドミッタンスによって説明することがで
きる。光学アドミッタンスｙは、複素屈折率Ｎ（＝ｎ−
ｉ・ｋ、ｎは屈折率，ｋは消衰係数）と値が同じであ
る。例えば、空気のアドミッタンスはｙ(air) ＝1 、ｎ
(air) ＝1 、ガラスのアドミッタンスはｙ(glass) ＝1.
５２、ｎ(glass) ＝1.５２である。The filter characteristics of the optical multilayer structure 1 as described above can be explained by optical admittance. The optical admittance y is a complex refractive index N (= n−
i · k and n are the same as the refractive index, and k is the extinction coefficient). For example, the admittance of air is y (air) = 1, n
(air) = 1, admittance of glass is y (glass) = 1.
52, n (glass) = 1.52.
【００３３】基板上に光学膜を形成すると、図５（Ｂ）
に示したような光学アドミッタンスダイヤグラム上で、
膜厚に伴い円弧を描いて軌跡が移動する。ここに、横軸
はアドミッタンスの実軸（Ｒe ），縦軸はアドミッタン
スの虚軸（Ｉm ）をそれぞれ示している。例えば、ｎ＝
ｙ＝１．５２のガラス基板上にｎ＝ｙ＝２．４０のＴｉ
Ｏ2 などを成膜すると、その合成光学アドミッタンスの
軌跡は、膜厚の増加に伴ってｙ＝１．５２の点から円弧
を描きながら移動する。もし、ＴｉＯ2 の光学的な膜厚
がλ／４のときには、合成アドミッタンスの軌跡は実軸
上の３．７９の点に帰着する（λ／４法則）。これはガ
ラス基板（透明基板）上にλ／４の膜厚のＴｉＯ2 膜
（第１の透明層）を成膜したときの合成アドミッタンス
である。つまり、この構造体を上から見ると、あたかも
ｎ＝３．７９の一体の基板を見ているのと同じようにな
る。このときの反射率は、空気との界面では次式（３）
で求まるので、反射率Ｒ＝３３．９％となる。When an optical film is formed on the substrate, FIG.
On the optical admittance diagram as shown in
The locus moves in an arc along with the film thickness. Here, the horizontal axis indicates the real axis of admittance (R e ), and the vertical axis indicates the imaginary axis of admittance (I m ). For example, n =
Ti on n = y = 2.40 on a glass substrate with y = 1.52
When O 2 or the like is formed, the locus of the synthetic optical admittance moves while drawing an arc from the point of y = 1.52 with an increase in the film thickness. If the optical film thickness of TiO 2 is λ / 4, the locus of the composite admittance results in a point of 3.79 on the real axis (λ / 4 law). This is a composite admittance when a TiO 2 film (first transparent layer) having a thickness of λ / 4 is formed on a glass substrate (transparent substrate). That is, looking at this structure from above, it is as if looking at an integrated substrate with n = 3.79. At this time, the reflectance at the interface with air is given by the following equation (3).
Therefore, the reflectance R is 33.9%.
【００３４】Ｒ＝（ｎ−１／ｎ＋１）2 ・・・（３）R = (n−1 / n + 1) 2 (3)
【００３５】次に、この光学多層構造体の上に、更に、
ｎ＝ｙ＝１．９４７の膜（第２の透明層）を光学膜厚＝
λ／４だけ成膜すると、光学アドミッタンスダイヤグラ
ム上では、３．７９の点から右回りに軌跡が移動する。
その合成アドミッタンスは、Ｙ＝１．０となり、実軸上
の１．０の点となる。すなわち、これは合成アドミッタ
ンス＝合成屈折率が１．０と同等、つまり空気と同等と
なるので、その界面では反射がなくなり、所謂Ｖコート
の反射膜とみなすことができる。これが光学多層構造体
１が図２に示した状態のときの反射特性である。Next, on this optical multilayer structure,
n = y = 1.947 film (second transparent layer)
When the film is formed by λ / 4, the locus moves clockwise from the point of 3.79 on the optical admittance diagram.
The resultant admittance is Y = 1.0, which is a 1.0 point on the real axis. That is, since the composite admittance is equal to the composite refractive index of 1.0, that is, equivalent to air, there is no reflection at the interface, and it can be regarded as a so-called V-coated reflective film. This is the reflection characteristic when the optical multilayer structure 1 is in the state shown in FIG.
【００３６】一方、上記ＴｉＯ2 膜（ｎ＝２．４）（第
１の透明層）の膜の上に、ｎ＝１（空気）の間隙部を光
学膜厚＝λ／４だけ設けた場合には、その合成アドミッ
タンスは、図６（Ａ），（Ｂ）に示したように、Ｙ2 ＝
０．２６３８となる。更に、その間隙部上にｎ＝ｙ＝
１．９４７の膜（第２の透明層）を光学膜厚＝λ／４だ
け成膜すると、その合成アドミッタンスは、Ｙ3 ＝１
４．３７となり、実軸上の１４．３７の点となる。その
ときの反射率は上記（３）式のｎをＹ3 ＝１４．３７と
して求まり、このとき反射率Ｒ＝７６％となる。これが
光学多層構造体１が図１に示した状態のときの特性であ
る。以上のことから、間隙部１２の空気層を「０」から
「λ／４」の光学膜厚まで変化させる（すなわち、図２
の状態から図１の状態へと切り換える）と、反射率は
「０％」から「７６％」へと変化することがわかる。On the other hand, when a gap of n = 1 (air) is provided on the TiO 2 film (n = 2.4) (first transparent layer) by an optical film thickness = λ / 4. , The combined admittance is, as shown in FIGS. 6A and 6B, Y 2 =
0.2638. Further, n = y =
When a 1.947 film (second transparent layer) is formed with an optical film thickness = λ / 4, the composite admittance is Y 3 = 1.
4.37, which is 14.37 on the real axis. The reflectance at that time is obtained by setting n in the above equation (3) as Y 3 = 14.37. At this time, the reflectance R is 76%. This is the characteristic when the optical multilayer structure 1 is in the state shown in FIG. From the above, the air layer in the gap 12 is changed from “0” to an optical film thickness of “λ / 4” (that is, FIG.
When the state is switched from the state of FIG. 1 to the state of FIG. 1), the reflectance changes from “0%” to “76%”.
【００３７】ここで、Ｙ1 ＝ｎ1 2／ｎs 、Ｙ3 ’＝ｎ2 2
／Ｙ1 ＝ｎ2 2・ｎs ／ｎ1 （図５（Ａ）参照）であ
る。このような特性を実現するためには、Ｙ3 ’＝１．
０（空気のアドミッタンス）とすれば良いので、ｎ2 2・
ｎs ／ｎ1 2＝１．０、つまり、前述の式（２）、すなわ
ち ｎ2 ＝ｎ1 ／√ｎS の関係が成立すればよい。な
お、これら屈折率が厳密にこの関係になくても、膜厚等
で多少は補完することは可能である。[0037] Here, Y 1 = n 1 2 / n s, Y 3 '= n 2 2
/ Y 1 = n 2 2 · n s / n 1 is a (see FIG. 5 (A) refer). In order to realize such characteristics, Y 3 ′ = 1.
0 it is sufficient (air of the admittance) and, n 2 2 ·
n s / n 1 2 = 1.0, that is, the relationship of the above-described equation (2), that is, n 2 = n 1 / √n S may be satisfied. It should be noted that even if these refractive indexes do not strictly have this relationship, it is possible to compensate for them somewhat with film thickness and the like.
【００３８】〔具体例〕図７（Ａ），（Ｂ）は本実施の
形態の光学多層構造体１において、透明基板１０として
ガラス基板（ｎS ＝１．５２）、第１の透明層１１とし
てＴｉＯ2 膜（ｎ1 ＝２．３２）、間隙層１２として空
気層（ｎD ＝１．００）、第２の透明層１３としてＢｉ
2 Ｏ3 膜（屈折率ｎ2 ＝１．９２）を用いた場合の入射
光の波長（設計波長５５０ｎｍ）と反射率との関係を表
すものである。ここで、図７（Ａ）は間隙部（空気層）
の光学膜厚が「λ／２」（物理的厚さ＝２７５ｎｍ）と
「λ／４」（１３７．５ｎｍ）の場合、図７（Ｂ）は間
隙部（空気層）の光学膜厚が「０」と「λ／４」の場合
の特性をそれぞれ表している。[Specific Examples] FIGS. 7A and 7B show a glass substrate (n s = 1.52) as the transparent substrate 10 and a first transparent layer 11 in the optical multilayer structure 1 of the present embodiment. As a TiO 2 film (n 1 = 2.32), an air layer (n D = 1.00) as the gap layer 12, and Bi as the second transparent layer 13.
It shows the relationship between the wavelength of incident light (design wavelength: 550 nm) and the reflectance when a 2 O 3 film (refractive index n 2 = 1.92) is used. Here, FIG. 7A shows a gap portion (air layer).
When the optical film thickness of “λ / 2” (physical thickness = 275 nm) and “λ / 4” (137.5 nm), the optical film thickness of the gap (air layer) is “λ / 2” (137.5 nm). 0 "and" λ / 4 ".
【００３９】図８（Ａ）〜（Ｃ）はこれらの光学アドミ
ッタンスダイヤグラムを表すものであり、図８（Ａ）は
間隙部（空気層）の光学膜厚が「λ／２」、図８（Ｂ）
は間隙部（空気層）の光学膜厚が「λ／４」、図８
（Ｃ）は間隙部（空気層）の光学膜厚が「０」の場合を
それぞれ示している。FIGS. 8A to 8C show these optical admittance diagrams. FIG. 8A shows that the optical film thickness of the gap (air layer) is “λ / 2” and FIG. B)
8 shows that the optical film thickness of the gap (air layer) is “λ / 4”, and FIG.
(C) shows the case where the optical film thickness of the gap (air layer) is “0”.
【００４０】図７に示した特性図からも明らかなよう
に、本実施の形態の光学多層構造体１では、間隙部（空
気層）１２の光学膜厚が「λ／２」の場合には入射光
（波長λ）に対して低反射特性、間隙部１２の光学膜厚
が「λ／４」の場合には高反射特性、間隙部１２の光学
膜厚が０の場合には低反射特性をそれぞれ示すことが分
かる。すなわち、間隙部１２の光学膜厚が「λ／４」の
奇数倍と、「λ／４」の偶数倍（０を含む）との間で切
り替わると、高反射特性と低反射特性とを交互に示すこ
とになる。なお，同じ低反射特性であっても、光学膜厚
が「λ／２」の場合には特定波長（５５０ｎｍ）に対し
てＶコート反射特性を示すが、光学膜厚が「０」となる
と、Ｖ字特性がなだらかになり、平坦に近くなり反射率
０％の帯域が広くなってくる。As is clear from the characteristic diagram shown in FIG. 7, in the optical multilayer structure 1 according to the present embodiment, when the optical film thickness of the gap (air layer) 12 is "λ / 2", Low reflection characteristics with respect to incident light (wavelength λ), high reflection characteristics when the optical film thickness of the gap 12 is “λ / 4”, and low reflection characteristics when the optical film thickness of the gap 12 is 0 It turns out that each shows. That is, when the optical film thickness of the gap 12 is switched between an odd multiple of “λ / 4” and an even multiple of “λ / 4” (including 0), the high reflection characteristic and the low reflection characteristic alternate. It will be shown in In addition, even if the optical reflection film has the same low reflection characteristic, when the optical film thickness is “λ / 2”, the V-coat reflection characteristic is exhibited for a specific wavelength (550 nm). The V-shaped characteristic becomes gentle, becomes almost flat, and the band of the reflectance of 0% becomes wide.
【００４１】このように本実施の形態では、例えば５５
０ｎｍなどの可視光領域においても、高コントラストな
変調を行うことができる。しかも、簡単な構成であり、
可動部分の移動範囲も高々「λ／２」であるため、高速
応答が可能になる。従って、この光学多層構造体１を用
いることにより、高速な光スイッチング素子および画像
表示装置を実現することができる。As described above, in the present embodiment, for example, 55
High contrast modulation can be performed even in a visible light region such as 0 nm. Moreover, it has a simple configuration,
Since the moving range of the movable part is at most “λ / 2”, high-speed response is possible. Therefore, by using the optical multilayer structure 1, a high-speed optical switching element and an image display device can be realized.
【００４２】〔第２の実施の形態〕次に、図９および図
１０を参照して、本発明の第２の実施の形態について説
明する。第１の実施の形態では、特定の波長域において
反射特性を変化させることのできる構造について説明し
たが、本実施の形態では、一定の幅をもった（フラット
な）広帯域の波長域においてほぼ均一に反射特性を変化
させることができるようにしたものである。[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, the structure in which the reflection characteristic can be changed in a specific wavelength range has been described. However, in the present embodiment, the uniformity is substantially uniform in a (flat) broadband wavelength range having a certain width. Thus, the reflection characteristics can be changed.
【００４３】本実施の形態の光学多層構造体２は、非金
属の透明材料からなる透明基板２０上に、この透明基板
２０に接する第１の透明層２１、第２の透明層２２、光
の干渉現象を起こし得る大きさを有すると共にその大き
さが可変な間隙部２３、第３の透明層２４および第４の
透明層２５をこの順で配設してなるものである。ここ
で、図９は光学多層構造体２における後述の間隙部２３
が存在している状態、図１０は光学多層構造体２の間隙
部がないときの状態をそれぞれ示している。The optical multilayer structure 2 according to the present embodiment comprises a first transparent layer 21 and a second transparent layer 22 in contact with the transparent substrate 20 on a transparent substrate 20 made of a nonmetallic transparent material. A gap 23, a third transparent layer 24, and a fourth transparent layer 25, each having a size capable of causing an interference phenomenon and having a variable size, are arranged in this order. Here, FIG. 9 shows a gap 23 described later in the optical multilayer structure 2.
And FIG. 10 shows a state where there is no gap in the optical multilayer structure 2.
【００４４】本実施の形態では、透明基板２０の屈折率
をｎS 、第１の透明層の屈折率をｎ 1 、第２の透明層の
屈折率をｎ2 、第３の透明層の屈折率をｎ3 、第４の透
明層の屈折率をｎ4 としたとき、以下の式（４）の関係
が成立するように設定されている。In the present embodiment, the refractive index of the transparent substrate 20
To nS, The refractive index of the first transparent layer is n 1Of the second transparent layer
Refractive index is nTwo, The refractive index of the third transparent layer is nThree, The fourth transparent
The refractive index of the bright layer is nFourAnd the relationship of the following equation (4)
Is set to hold.
【００４５】 ｎS ＜ｎ1 ＜ｎ2 ≒ｎ3 、かつｎ4 ＜ｎ1 ・・・（４）N S <n 1 <n 2 ≒ n 3 and n 4 <n 1 (4)
【００４６】具体的な材質は、透明基板２０としては、
例えば透明ガラス基板や透明プラスチック基板、第１の
透明層２１としてはＡｌ2 Ｏ3 膜（ｎ1 ＝１．６７）、
第２の透明層２２としてはＴｉＯ2 膜（ｎ2 ＝２．
４）、第３の透明層２４としてはＴｉＯ2 膜（ｎ3 ＝
２．４）、第４の透明層２５としてはＭｇＦ2 膜（ｎ4
＝１．３８）などが挙げられる。第１の透明層２１ない
し第４の透明層２５の光学的な膜厚ｎ1 ｄ1 ，ｎ
2 ｄ2 ，ｎ3 ｄ3 ，ｎ4 ｄ4 は、「λ／４」、あるいは
「λ／４の奇数倍」（λは入射光の波長）である。Specific materials for the transparent substrate 20 include:
For example, a transparent glass substrate or a transparent plastic substrate, an Al 2 O 3 film (n 1 = 1.67) as the first transparent layer 21,
As the second transparent layer 22, a TiO 2 film (n 2 = 2.
4) As the third transparent layer 24, a TiO 2 film (n 3 =
2.4), as the fourth transparent layer 25, an MgF 2 film (n 4
= 1.38). Optical thicknesses n 1 d 1 , n of the first to fourth transparent layers 21 to 25
2 d 2 , n 3 d 3 , and n 4 d 4 are “λ / 4” or “odd multiples of λ / 4” (λ is the wavelength of incident light).
【００４７】第１の透明層２１ないし第４の透明層２５
は、光学的特性の異なる２以上の層で構成された複合層
としてもよいが、この場合には複合層における合成した
光学的特性（光学アドミッタンス）が単層の場合と同等
な特性を有するものとする必要がある。First to fourth transparent layers 21 to 25
May be a composite layer composed of two or more layers having different optical characteristics. In this case, the composite optical characteristics (optical admittance) of the composite layer are equivalent to those of a single layer. It is necessary to
【００４８】間隙部２３は、第１の実施の形態の間隙部
１２と同様に、後述の駆動手段によって、その大きさ
（第２の透明層２２と第３の透明層２４との間隔）が可
変である。間隙部２３を埋める媒体は間隙部１２の場合
と同様である。The size of the gap 23 (the distance between the second transparent layer 22 and the third transparent layer 24) is determined by the driving means described later, similarly to the gap 12 of the first embodiment. It is variable. The medium filling the gap 23 is the same as that for the gap 12.
【００４９】本実施の形態の光学多層構造体２では、上
記（４）式が成立することから、反射特性を広帯域に得
られると共に、間隙部２３の大きさを変化させること
で、透明基板２０側もしくは透明基板２０と反対側より
入射した光の反射もしくは透過の量を変化させるもので
あり、より具体的には、第１の実施の形態と同様に、間
隙部２３の光学的な大きさを、「λ／４の奇数倍」と
「λ／４の偶数倍（０を含む）」との間で、２値的ある
いは連続的に変化させることで、入射光の反射もしくは
透過の量を２値的あるいは連続的に変化させるものであ
る。In the optical multilayer structure 2 of the present embodiment, since the expression (4) is satisfied, the reflection characteristics can be obtained in a wide band, and the size of the gap portion 23 is changed, so that the transparent substrate 20 is formed. It changes the amount of reflection or transmission of light incident from the side or the side opposite to the transparent substrate 20. More specifically, similarly to the first embodiment, the optical size of the gap 23 is changed. Is changed between “odd multiple of λ / 4” and “even multiple of λ / 4 (including 0)” in a binary or continuous manner, so that the amount of reflection or transmission of the incident light is changed. It is changed in a binary or continuous manner.
【００５０】図１１は本実施の形態の光学多層構造体２
において、透明基板２０としてガラス基板（ｎS ＝１．
５２）、第１の透明層２１としてＴｉＯ2 膜およびＭｇ
Ｆ2（フッ化マグネシウム）膜（複合屈折率ｎ1 ＝１．
７，複合膜厚λ／４に相当）からなる複合層、第２の透
明層２２としてＴｉＯ2 膜（屈折率ｎ2 ＝２．３２）、
間隙層２３として空気層、第３の透明層２４としてＴｉ
Ｏ2 膜（屈折率ｎ3 ＝２．３２）、第４の透明層２５と
してＭｇＦ2 膜（屈折率ｎ4 ＝１．３８）を用いた場合
の入射光の波長（設計波長）と反射率との関係を示す特
性図である。ここで、図１１は間隙部（空気層）２３の
光学膜厚が「λ／４」（物理的厚さ＝１３７．５ｎｍ）
の場合の特性と、間隙部（空気層）２３の光学膜厚が
「０」の場合の特性をそれぞれ示している。FIG. 11 shows an optical multilayer structure 2 according to this embodiment.
In the above, a glass substrate (n S = 1.
52), a TiO 2 film and Mg as the first transparent layer 21
F 2 (magnesium fluoride) film (composite refractive index n 1 = 1.
7, a TiO 2 film (refractive index n 2 = 2.32) as a second transparent layer 22;
An air layer as the gap layer 23 and Ti as the third transparent layer 24
Wavelength (design wavelength) and reflectance of incident light when an O 2 film (refractive index n 3 = 2.32) and an MgF 2 film (refractive index n 4 = 1.38) as the fourth transparent layer 25 are used FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between Here, FIG. 11 shows that the optical film thickness of the gap portion (air layer) 23 is “λ / 4” (physical thickness = 137.5 nm).
And the characteristics when the optical film thickness of the gap (air layer) 23 is “0”.
【００５１】なお、図１２（Ａ），（Ｂ）はこれらの光
学アドミッタンスダイヤグラムを表すものであり、図１
２（Ａ）は間隙部（空気層）２３の光学膜厚が「０」、
図１２（Ｂ）は間隙部（空気層）２３の光学膜厚が「λ
／４」の場合をそれぞれ示している。FIGS. 12A and 12B show these optical admittance diagrams, and FIG.
2 (A) shows that the optical film thickness of the gap portion (air layer) 23 is “0”,
FIG. 12B shows that the optical film thickness of the gap portion (air layer) 23 is “λ”.
/ 4 "respectively.
【００５２】図１１の特性図からも明らかなように、本
実施の形態の光学多層構造体２では、間隙部（空気層）
２３の光学膜厚が「λ／４」の場合には広い帯域に渡っ
て高反射特性（ほぼ６０％）、間隙部２３の光学膜厚が
「０」の場合には広帯域に渡って平坦な低反射特性（ほ
ぼ０％）をそれぞれ示すことが分かる。As is clear from the characteristic diagram of FIG. 11, in the optical multilayer structure 2 of the present embodiment, the gap (air layer)
When the optical film thickness of the optical fiber 23 is “λ / 4”, the high reflection characteristic (approximately 60%) is obtained over a wide band, and when the optical film thickness of the gap 23 is “0”, it is flat over a wide band. It can be seen that each of them exhibits low reflection characteristics (almost 0%).
【００５３】〔変形例〕図１３に示した光学多層構造体
は、ガラスからなる透明基板１０の上に膜厚例えば１０
０ｎｍ以上の金属膜、アルミニウム（Ａｌ）層１０ａを
形成し、第１の透明層１１を膜厚５２．６７ｎｍのＴｉ
Ｏ2 膜、第２の透明層１３を、膜厚３２．２９ｎｍのＴ
ｉＯ2 膜１３ａ、膜厚１１４．７２ｎｍのＳｉＯ2 膜１
３ｂ、膜厚５３．０８ｎｍのＴｉＯ2 膜１３ｃおよび膜
厚１９．５３ｎｍのＳｉＯ2 膜１３ｄからなる多層膜に
より形成したものである。アルミニウム層１０ａが１０
０ｎｍ以上になると光の透過は殆ど０である。また、透
過のないものに反射防止膜を設けるということは、反射
が０になり、光のすべてがアルミニウム層１０ａに吸収
されることを意味する。更に、アルミニウム自体の特性
から、反射防止の特性を崩した際の高反射状態での反射
率を少ない層数で１００％近くにすることが設計上容易
になる。[Modification] The optical multilayer structure shown in FIG. 13 has a thickness of, for example, 10 μm on a transparent substrate 10 made of glass.
A metal film of 0 nm or more and an aluminum (Al) layer 10a are formed, and the first transparent layer 11 is formed of a 52.67 nm-thick Ti.
The O 2 film and the second transparent layer 13 are formed of a T film having a thickness of 32.29 nm.
SiO 2 film 1 having an SiO 2 film 13a and a film thickness of 114.72 nm
3b, a multilayer film composed of a 53.08-nm-thick TiO 2 film 13c and a 19.53-nm-thick SiO 2 film 13d. Aluminum layer 10a is 10
At 0 nm or more, light transmission is almost zero. In addition, providing an antireflection film on an object that does not transmit light means that the reflection becomes zero and all of the light is absorbed by the aluminum layer 10a. Further, from the characteristics of aluminum itself, it is easy in design to make the reflectance in the high reflection state when the antireflection characteristics are broken down close to 100% with a small number of layers.
【００５４】図１４は、この光学多層構造体において、
間隙部１２を変化させたときのシミュレーションの結果
を表すものである。入射光はアルミニウム層１０ａの反
対側（最上層のＳｉＯ2 膜１３ｄ側）より入射する。な
お、間隙部１２は、最上層から２番目のＳｉＯ2 膜１３
ｂのところに置き換えても、同様の特性を得ることがで
きる。図１５はそのときの反射特性を表すものである。
このときの設計波長は５５０ｎｍで、各層の膜厚を図中
に示した。FIG. 14 shows the structure of this optical multilayer structure.
This shows the result of a simulation when the gap 12 is changed. The incident light enters from the opposite side of the aluminum layer 10a (the side of the uppermost SiO 2 film 13d). It should be noted that the gap 12 is formed of the second SiO 2 film 13 from the uppermost layer.
The same characteristics can be obtained even if it is replaced with b. FIG. 15 shows the reflection characteristics at that time.
The design wavelength at this time was 550 nm, and the thickness of each layer is shown in the figure.
【００５５】図１４および図１５での間隙部１２は屈折
率１．０の空気若しくは真空を想定しているが、これを
実験的に行うのは多少複雑なプロセスを必要とするの
で、間隙部の代わりに、低屈折率材料のＳｉＯ2 を用い
て実験を行った。このときの膜構成は図１６に示したと
おりであり、図１７にそのシミュレーションの結果を、
また、実際に成膜したものの測定結果を図１８および図
１９にそれぞれ示す。これによりシミュレーションの結
果と実際の測定結果とはよく一致していることが分か
る。このとき光はガラス基板側より入射される設定とな
っているので、表面での４％程度の反射が実測値では大
きくなっている。それ以外の多少のずれは、成膜中に光
学的にモニタリングしながら膜厚をコントロールするこ
とでなくすことができる。Although the gap 12 in FIGS. 14 and 15 is assumed to be air or vacuum having a refractive index of 1.0, it is necessary to perform a somewhat complicated process to perform this experimentally. The experiment was performed using SiO 2 as a low refractive index material instead of. The film configuration at this time is as shown in FIG. 16, and FIG.
18 and 19 show the measurement results of the actually formed films. This shows that the simulation result and the actual measurement result agree well. At this time, since the light is set to enter from the glass substrate side, the reflection of about 4% on the surface is large in the measured value. Other slight deviations can be eliminated by controlling the film thickness while monitoring optically during film formation.
【００５６】図２０は図１３に示した光学多層構造体に
おいて、間隙部１２を３８６ｎｍ、また図２１は同じく
１４８５ｎｍにした場合の反射特性をそれぞれ表すもの
である。図２０および図２１における低反射帯の幅は、
図１４の例（間隙部１２は１１０．４６ｎｍ）より狭く
なっていることが分かる。すなわち、間隙部１２が大き
くなるほど、特に１５００ｎｍ以上では、低反射域の幅
が狭くなり、製造時にマージンが低くなり、かなり扱い
づらくなる。そのため、間隙部１２の大きさとしては、
１５００ｎｍ未満、好ましくは５００ｎｍ以内である。
この程度であれば、さほど問題なく作製することができ
る。FIG. 20 shows the reflection characteristics of the optical multilayer structure shown in FIG. 13 when the gap 12 is 386 nm, and FIG. 21 shows the reflection characteristics when the gap is 1485 nm. The width of the low reflection band in FIG. 20 and FIG.
It can be seen that it is narrower than the example of FIG. 14 (the gap 12 is 110.46 nm). In other words, as the gap 12 becomes larger, especially at 1500 nm or more, the width of the low reflection area becomes narrower, and the margin at the time of manufacturing becomes lower, which makes it much more difficult to handle. Therefore, the size of the gap 12 is
It is less than 1500 nm, preferably within 500 nm.
With such a degree, it can be manufactured without much problem.
【００５７】図２２に示した光学多層構造体は、ガラス
からなる透明基板１０の上に直接、第１の透明層１１を
膜厚４０．８９ｎｍのＴｉＯ2 膜、第２の透明層１３を
膜厚３２．６２ｎｍのＴｉＯ2 膜１３ａ、膜厚７７．１
４ｎｍのＳｉＯ2 膜１３ｂ、膜厚３９．４０ｎｍのＴｉ
Ｏ2 膜１３ｃおよび膜厚１６３．１３ｎｍのＳｉＯ2膜
１３ｄからなる多層膜により形成したものである。図２
３はそのシミュレーションの結果を表すものである。こ
のときの設計波長は５５０ｎｍとした。図１３の例とは
異なり、透明基板１０上に光吸収膜（アルミニウム層）
がないため、反射帯域での反射率は低いが、透過光が多
層構造に吸収されずに抜けて行くので、構造体自体が熱
を持つことを防ぐことができる。In the optical multilayer structure shown in FIG. 22, a first transparent layer 11 is directly formed on a transparent substrate 10 made of glass by a TiO 2 film having a thickness of 40.89 nm, and a second transparent layer 13 is formed by a film. 32.62 nm thick TiO 2 film 13a, 77.1 film thickness
4 nm SiO 2 film 13b, 39.40 nm thick Ti
It is formed by a multilayer film composed of an O 2 film 13c and a SiO 2 film 13d having a thickness of 163.13 nm. FIG.
3 represents the result of the simulation. The design wavelength at this time was 550 nm. Unlike the example of FIG. 13, a light absorbing film (aluminum layer) is formed on the transparent substrate 10.
Therefore, the reflectance in the reflection band is low, but the transmitted light passes through without being absorbed by the multilayer structure, so that the structure itself can be prevented from having heat.
【００５８】以上の実施の形態では、光学多層構造体の
間隙部を一層としたが、複数層、例えば図２４に示した
ように２層設けるようにしてもよい。すなわち、透明基
板１０上に、第１の透明層１１、第１の間隙部１２、第
２の透明層１３、第２の間隙部３０、第３の透明層３１
をこの順に形成し、第２の透明層１３および第３の透明
層３１をそれぞれ例えば窒化シリコンからなる支持体１
５，３２により支持したものである。In the above embodiment, the optical multilayer structure has one gap, but a plurality of layers, for example, two layers as shown in FIG. 24 may be provided. That is, the first transparent layer 11, the first gap 12, the second transparent layer 13, the second gap 30, and the third transparent layer 31 are formed on the transparent substrate 10.
Are formed in this order, and the second transparent layer 13 and the third transparent layer 31 are respectively formed on the support 1 made of, for example, silicon nitride.
5, 32.
【００５９】この光学多層構造体では、中間の第２の透
明層１３が上下に変位し、第１の間隙部１２と第２の間
隙部３０の一方の間隙が狭くなった分、他方の間隙部が
広まることにより反射特性が変化する。In this optical multilayer structure, the intermediate second transparent layer 13 is displaced up and down, and one gap between the first gap 12 and the second gap 30 is narrowed, so that the other gap is narrowed. The reflection characteristics change as the portion spreads.
【００６０】〔駆動方法〕次に、上記光学多層構造体
１，２における間隙部１２，２３の大きさを変化させる
ための具体的な手段について説明する。[Driving Method] Next, specific means for changing the size of the gaps 12 and 23 in the optical multilayer structures 1 and 2 will be described.
【００６１】図２５は、静電気により光学多層構造体を
駆動する例を示している。この光学多層構造体は、透明
基板１０の上の第１の透明層１１の両側にそれぞれ例え
ばアルミニウムからなる電極１６ａ，１６ａを設けると
共に、第２の透明層１３を例えば窒化シリコン（Ｓｉ3
Ｎ4 ）からなる支持体１５により支持し、この支持体１
５の電極１６ａ，１６ａに対向する位置に電極１６ｂ，
１６ｂを形成したものである。FIG. 25 shows an example in which the optical multilayer structure is driven by static electricity. In this optical multilayer structure, electrodes 16a, 16a made of, for example, aluminum are provided on both sides of the first transparent layer 11 on the transparent substrate 10, and the second transparent layer 13 is made of, for example, silicon nitride (Si 3).
N 4 ), and the support 1
The electrodes 16b,
16b.
【００６２】この光学多層構造体では、電極１６ａ，１
６ａおよび電極１６ｂ，１６ｂへの電圧印加による電位
差で生じた静電引力によって、間隙部１２の光学膜厚
を、例えば「λ／４」と、「０」との間、あるいは「λ
／４」と「λ／２」との間で２値的に切り替える。勿
論、電極１６ａ，１６ａ、電極１６ｂ，１６ｂへの電圧
印加を連続的に変化させることにより、間隙部１２の大
きさをある値の範囲で連続的に変化させ、入射した光の
反射、若しくは透過あるいは吸収等の量を連続的（アナ
ログ的）に変化させるようにすることもできる。In this optical multilayer structure, the electrodes 16a, 1
The optical film thickness of the gap 12 is changed between, for example, “λ / 4” and “0” or “λ” by electrostatic attraction caused by a potential difference caused by voltage application to the electrodes 6a and the electrodes 16b, 16b.
/ 4 "and" λ / 2 ". Of course, by continuously changing the voltage applied to the electrodes 16a, 16a and the electrodes 16b, 16b, the size of the gap portion 12 is changed continuously within a certain value range to reflect or transmit the incident light. Alternatively, the amount of absorption or the like can be changed continuously (analogically).
【００６３】光学多層構造体を静電気で駆動するものと
しては、その他、図２６および図２７に示した方法によ
ってもよい。図２６に示した光学多層構造体１は、透明
基板１０の上の第１の透明層１１上に例えばＩＴＯ（In
dium-Tin Oxide) からなる透明導電膜１７ａを設けると
共に、例えばＳｉＯ2 からなる第２の透明層１３を架橋
構造に形成し、この第２の透明層１３の内面に同じくＩ
ＴＯからなる透明導電膜１７ｂを設けたものである。In order to drive the optical multilayer structure by static electricity, the method shown in FIGS. 26 and 27 may be used. The optical multilayer structure 1 shown in FIG. 26 has, for example, ITO (In) on the first transparent layer 11 on the transparent substrate 10.
A transparent conductive film 17a made of, for example, dium-tin oxide is provided, and a second transparent layer 13 made of, for example, SiO 2 is formed in a cross-linking structure.
The transparent conductive film 17b made of TO is provided.
【００６４】この光学多層構造体では、透明導電膜１７
ａ，１７ｂ間への電圧印加による電位差で生じた静電引
力によって、間隙部１２の光学膜厚を切り替えることが
できる。In this optical multilayer structure, the transparent conductive film 17
The optical film thickness of the gap 12 can be switched by the electrostatic attraction generated by the potential difference due to the application of the voltage between a and 17b.
【００６５】図２７に示した光学多層構造体では、図２
６の光学多層構造体の透明導電膜１７ａの代わりに、第
１の透明層１２と透明基板１０との間に例えばアルミニ
ウム（Ａｌ）からなる導電膜１７ｃを設けたものであ
る。In the optical multilayer structure shown in FIG.
In place of the transparent conductive film 17a of the optical multilayer structure of No. 6, a conductive film 17c made of, for example, aluminum (Al) is provided between the first transparent layer 12 and the transparent substrate 10.
【００６６】光学多層構造体の駆動は、このような静電
気の他、トグル機構や圧電素子などのマイクロマシンを
用いる方法、磁力を用いる方法や、形状記憶合金を用い
る方法など、種々考えられる。図２８（Ａ），（Ｂ）は
磁力を用いて駆動する態様を示したものである。この光
学多層構造体では、第２の透明層１３の上に開孔部を有
するコバルト（Ｃｏ）などの磁性材料からなる磁性層４
０を設けると共に透明基板１０の下部に電磁コイル４１
を設けたものであり、この電磁コイル４１のオン・オフ
の切り替えにより、間隙部１２の間隔を例えば「λ／
２」（図２８（Ａ））と「０」（図２８（Ｂ））との間
で切り替え、これにより反射率を変化させることができ
る。Various driving methods for the optical multilayer structure can be considered, such as a method using a micromachine such as a toggle mechanism or a piezoelectric element, a method using a magnetic force, and a method using a shape memory alloy, in addition to such static electricity. FIGS. 28A and 28B show a mode of driving using a magnetic force. In this optical multilayer structure, the magnetic layer 4 made of a magnetic material such as cobalt (Co) having an opening on the second transparent layer 13 is formed.
0 and an electromagnetic coil 41 is provided below the transparent substrate 10.
By switching the electromagnetic coil 41 on and off, the interval of the gap 12 is set to, for example, “λ /
Switching between “2” (FIG. 28A) and “0” (FIG. 28B), the reflectance can be changed.
【００６７】〔光スイッチング装置〕[Optical switching device]
【００６８】図２９は、上記光学多層構造体１を用いた
光スイッチング装置１００の構成を表すものである。光
スイッチング装置１００は、例えばガラスからなる透明
基板１０１上に複数（図では４個）の光スイッチング素
子１００Ａ〜１００Ｄを一次元アレイ状に配設したもの
である。なお、１次元に限らず、２次元に配列した構成
としてもよい。この光スイッチング装置１００では、透
明基板１０１の表面の一方向（素子配列方向）に沿って
例えばＴｉＯ2 膜１０２が形成されている。ＴｉＯ2 膜
１０２上には、例えばＩＴＯ（Indium-Tin Oxide: イン
ジウムと錫の酸化物混合膜）膜１０３が形成されてい
る。これらＴｉＯ2 膜１０２およびＩＴＯ膜１０３が第
１の実施の形態の第１の透明層に対応するものである。FIG. 29 shows the structure of an optical switching device 100 using the optical multilayer structure 1 described above. The optical switching device 100 includes a plurality of (four in the figure) optical switching elements 100A to 100D arranged in a one-dimensional array on a transparent substrate 101 made of, for example, glass. Note that the arrangement is not limited to one-dimensional, but may be a two-dimensional arrangement. In this optical switching device 100, for example, a TiO 2 film 102 is formed along one direction (element arrangement direction) of the surface of a transparent substrate 101. On the TiO 2 film 102, for example, an ITO (Indium-Tin Oxide: mixed oxide film of indium and tin) film 103 is formed. The TiO 2 film 102 and the ITO film 103 correspond to the first transparent layer of the first embodiment.
【００６９】透明基板１０１上には、ＴｉＯ2 膜１０２
およびＩＴＯ膜１０３に対して直交する方向に、複数本
のＢｉ2 Ｏ3 膜１０５が配設されている。Ｂｉ2 Ｏ3 膜
１０５の外側には透明導電膜としてのＩＴＯ膜１０６が
形成されている。これらＩＴＯ膜１０６およびＢｉ2 Ｏ
3 膜１０５が第１の実施の形態の第２の透明層に対応す
るもので、ＩＴＯ膜１０３を跨ぐ位置において架橋構造
となっている。第１の透明層および第２の透明層の光学
的な膜厚は、例えば「λ／４」（λは入射光の波長（５
５０ｎｍ））である。ＩＴＯ膜１０３とＩＴＯ膜１０６
との間には、スイッチング動作（オン・オフ）に応じて
その大きさが変化する間隙部１０４が設けられている。
間隙部１０４の光学膜厚は、入射光の波長（λ＝５５０
ｎｍ）に対しては、例えば「λ／４」（１３７．５ｎ
ｍ）と「０」との間で変化するようになっている。On a transparent substrate 101, a TiO 2 film 102
A plurality of Bi 2 O 3 films 105 are provided in a direction perpendicular to the ITO film 103. Outside the Bi 2 O 3 film 105, an ITO film 106 as a transparent conductive film is formed. These ITO film 106 and Bi 2 O
The three films 105 correspond to the second transparent layers of the first embodiment, and have a cross-linked structure at a position straddling the ITO film 103. The optical thickness of the first transparent layer and the second transparent layer is, for example, “λ / 4” (where λ is the wavelength (5
50 nm)). ITO film 103 and ITO film 106
A gap 104 whose size changes according to the switching operation (ON / OFF) is provided between the gaps 104 and 104.
The optical thickness of the gap 104 is determined by the wavelength of the incident light (λ = 550).
nm), for example, “λ / 4” (137.5 n
m) and "0".
【００７０】光スイッチング素子１００Ａ〜１００Ｄ
は、透明導電膜（ＩＴＯ膜１０３，１０６）への電圧印
加による電位差で生じた静電引力によって、間隙部１０
４の光学膜厚を、例えば「λ／４」と「０」との間で切
り替える。図２９では、光スイッチング素子１００Ａ，
１００Ｃが間隙部１０４が「０」の状態（すなわち、低
反射状態）、光スイッチング素子１００Ｂ，１００Ｄが
間隙部１０４が「λ／４」の状態（すなわち、高反射状
態）を示している。なお、透明導電膜（ＩＴＯ膜１０
３，１０６）と電圧印加装置（図示せず）とにより、本
発明の「駆動手段」を構成している。Optical switching elements 100A to 100D
The gap 10 is caused by electrostatic attraction caused by a potential difference caused by voltage application to the transparent conductive film (ITO films 103 and 106).
The optical film thickness of No. 4 is switched, for example, between “λ / 4” and “0”. In FIG. 29, the optical switching element 100A,
100C indicates a state where the gap 104 is “0” (ie, a low reflection state), and the optical switching elements 100B and 100D indicate a state where the gap 104 is “λ / 4” (ie, a high reflection state). The transparent conductive film (ITO film 10)
3, 106) and a voltage applying device (not shown) constitute the "driving means" of the present invention.
【００７１】この光スイッチング装置１００では、第１
の透明層側のＩＴＯ膜１０３を接地して電位を０Ｖと
し、第２の透明層側に形成されたＩＴＯ膜１０６に例え
ば＋１２Ｖの電圧を印加すると、その電位差によりＩＴ
Ｏ膜１０３，１０６間に静電引力が発生し、図２９では
光スイッチング素子１００Ａ，１００ＣのようにＩＴＯ
膜１０３，１０６が密着し、間隙部１０４が「０」の状
態となる。この状態では、入射光Ｐ1 は上記多層構造体
を透過し、更に透明基板２１を通過して透過光Ｐ 2 とな
る。In this optical switching device 100, the first
The ITO film 103 on the transparent layer side is grounded and the potential is set to 0V.
Then, compare with the ITO film 106 formed on the second transparent layer side.
For example, when a voltage of +12 V is applied, IT
An electrostatic attraction is generated between the O films 103 and 106, and in FIG.
ITO like the optical switching elements 100A and 100C
The films 103 and 106 are in close contact with each other, and the gap 104 is “0”.
State. In this state, the incident light P1Is the above multilayer structure
Through the transparent substrate 21 and the transmitted light P TwoTona
You.
【００７２】次に、第２の透明層側の透明導電膜１０６
を接地させ電位を０Ｖにすると、ＩＴＯ膜１０３，１０
６間の静電引力がなくなり、図２９では光スイッチング
素子１００Ｂ，１００ＤのようにＩＴＯ膜１０３，１０
６間が離間して、間隙部１２が「λ／４」の状態とな
る。この状態では、入射光Ｐ1 は反射され、反射光Ｐ3
となる。Next, the transparent conductive film 106 on the second transparent layer side
Are grounded and the potential is set to 0 V, the ITO films 103 and 10
In FIG. 29, the electrostatic attraction between the ITO films 103 and 10 is eliminated as in the optical switching elements 100B and 100D.
6 are separated from each other, and the gap 12 is in the state of “λ / 4”. In this state, the incident light P 1 is reflected, and the reflected light P 3
Becomes
【００７３】このようにして、本実施の形態では、光ス
イッチング素子１００Ａ〜１００Ｄ各々において、入射
光Ｐ1 を静電力により間隙部を２値に切り替えることに
よって、透過光Ｐ2 および反射光Ｐ3 の２方向に切り替
えて取り出すことができる。勿論、前述のように間隙部
の大きさを連続的に変化させることにより、入射光Ｐ 1
を透過光Ｐ2 から反射光Ｐ3 に連続的に切り替えること
も可能である。As described above, in this embodiment, the optical switch
In each of the switching elements 100A to 100D,
Light P1To switch the gap to binary by electrostatic force
Therefore, the transmitted light PTwoAnd reflected light PThreeSwitch to two directions
Can be taken out. Of course, as described above,
Of the incident light P by continuously changing the magnitude of 1
Transmitted light PTwoLight reflected fromThreeContinuously switch to
Is also possible.
【００７４】これら光スイッチング素子１００Ａ〜１０
０Ｄでは、可動部分の動かなくてはならない距離が、大
きくても入射光の「λ／２（あるいはλ／４）」程度で
あるため、応答速度が１０ｎｓ程度に十分高速である。
よって、一次元アレイ構造で表示用のライトバルブを実
現することができる。These optical switching elements 100A to 100A
In 0D, the distance at which the movable part must move is at most about “λ / 2 (or λ / 4)” of the incident light, so that the response speed is sufficiently high at about 10 ns.
Therefore, a light valve for display can be realized with a one-dimensional array structure.
【００７５】加えて、本実施の形態では、１ピクセルに
複数の光スイッチング素子を割り当てれば、それぞれ独
立に駆動可能であるため、画像表示装置として画像表示
の階調表示を行う場合に、時分割による方法だけではな
く、面積による階調表示も可能である。In addition, in the present embodiment, if a plurality of optical switching elements are assigned to one pixel, they can be driven independently of each other. In addition to the division method, gradation display based on area is also possible.
【００７６】〔画像表示装置〕図３０は、上記光スイッ
チング装置１００を用いた画像表示装置の一例として、
プロジェクションディスプレイの構成を表すものであ
る。ここでは、光スイッチング素子１００Ａ〜１００Ｄ
からの反射光Ｐ3 を画像表示に使用する例について説明
する。[Image Display Apparatus] FIG. 30 shows an example of an image display apparatus using the optical switching device 100.
It shows the configuration of a projection display. Here, the optical switching elements 100A to 100D
For an example of using the reflection light P 3 on the image display from the explained.
【００７７】このプロジェクションディスプレイは、赤
（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）各色のレーザからなる光源
２００ａ，２００ｂ，２００ｃと、各光源に対応して設
けられた光スイッチング素子アレイ２０１ａ，２０１
ｂ，２０１ｃ、ダイクロイックミラー２０２ａ，２０２
ｂ，２０２ｃ、プロジェクションレンズ２０３、１軸ス
キャナとしてのガルバノミラー２０４および投射スクリ
ーン２０５を備えている。なお、３原色は、赤緑青の
他、シアン，マゼンダ，イエローとしてもよい。スイッ
チング素子アレイ２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃはそれ
ぞれ、上記スイッチング素子を紙面に対して垂直な方向
に複数、必要画素数分、例えば１０００個を１次元に配
列したものであり、これによりライトバルブを構成して
いる。This projection display comprises light sources 200a, 200b, 200c composed of red (R), green (G), and blue (B) lasers, and optical switching element arrays 201a, 201b provided for the respective light sources. 201
b, 201c, dichroic mirrors 202a, 202
b, 202c, a projection lens 203, a galvano mirror 204 as a one-axis scanner, and a projection screen 205. The three primary colors may be cyan, magenta, and yellow in addition to red, green, and blue. Each of the switching element arrays 201a, 201b, and 201c is a one-dimensional array of a plurality of the switching elements in a direction perpendicular to the paper, the number corresponding to the required number of pixels, for example, 1000. ing.
【００７８】このプロジェクションディスプレイでは、
ＲＧＢ各色の光源２００ａ，２００ｂ，２００ｃから出
た光は、それぞれ光スイッチング素子アレイ２０１ａ，
２０１ｂ，２０１ｃに入射される。なお、この入射角は
偏光の影響がでないように、なるべく０に近くし、垂直
に入射させるようにすることが好ましい。各光スイッチ
ング素子からの反射光Ｐ3 は、ダイクロイックミラー２
０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃによりプロジェクションレ
ンズ２０３に集光される。プロジェクションレンズ２０
３で集光された光は、ガルバノミラー２０４によりスキ
ャンされ、投射スクリーン２０５上に２次元の画像とし
て投影される。In this projection display,
Light emitted from the light sources 200a, 200b, and 200c for each of the RGB colors is respectively connected to the optical switching element arrays 201a and 201a.
The light is incident on 201b and 201c. It is preferable that the incident angle be as close to 0 as possible so as not to be affected by polarized light, and that the light is incident perpendicularly. The reflected light P 3 from each optical switching element is transmitted to the dichroic mirror 2
The light is condensed on the projection lens 203 by 02a, 202b, and 202c. Projection lens 20
The light condensed at 3 is scanned by the galvano mirror 204 and projected on the projection screen 205 as a two-dimensional image.
【００７９】このように、このプロジェクションディス
プレイでは、複数個の光スイッチング素子を１次元に配
列し、ＲＧＢの光をそれぞれ照射し、スイッチング後の
光を１軸スキャナにより走査することによって、２次元
画像を表示することができる。As described above, in this projection display, a plurality of optical switching elements are arranged one-dimensionally, each of them is irradiated with RGB light, and the light after switching is scanned by a one-axis scanner, thereby obtaining a two-dimensional image. Can be displayed.
【００８０】また、本実施の形態では、低反射時の反射
率を０．１％以下、高反射時の反射率を７０％以上とす
ることができるので、１，０００対１程度の高コントラ
ストの表示を行うことができると共に、素子に対して光
が垂直に入射する位置で特性を出すことができるので、
光学系を組み立てる際に、偏光等を考慮にする必要がな
く、構成が簡単である。In this embodiment, the reflectance at low reflection can be 0.1% or less and the reflectance at high reflection can be 70% or more. Can be displayed, and characteristics can be obtained at a position where light is perpendicularly incident on the element.
When assembling the optical system, there is no need to consider polarization and the like, and the configuration is simple.
【００８１】以上実施の形態および変形例を挙げて本発
明を説明したが、本発明は上記実施の形態および変形例
に限定されるものではなく、種々変形可能である。例え
ば、上記実施の形態では、光源としてレーザを用いて一
次元アレイ状のライトバルブを走査する構成のディスプ
レイについて説明したが、図３１に示したように、二次
元状に配列された光スイッチング装置２０６に白色光源
２０７からの光を照射して投射スクリーン２０８に画像
の表示を行う構成とすることもできる。Although the present invention has been described with reference to the embodiment and the modifications, the present invention is not limited to the above-described embodiment and modifications, and can be variously modified. For example, in the above embodiment, a display configured to scan a one-dimensional array of light valves using a laser as a light source has been described. However, as shown in FIG. 31, two-dimensionally arranged optical switching devices are provided. A configuration in which an image is displayed on the projection screen 208 by irradiating the light from the white light source 207 to the 206 may be employed.
【００８２】また、上記実施の形態では、透明基板とし
てガラス基板を用いる例について説明したが、図３２に
示したように、例えば厚さ２ｍｍ以内の柔軟性を有する
（フレキシブルな）基板２０９を用いたペーパ−状のデ
ィスプレイとし、直視により画像を見ることができるよ
うにしてもよい。In the above embodiment, an example in which a glass substrate is used as the transparent substrate has been described. However, as shown in FIG. 32, a flexible (flexible) substrate 209 having a thickness of, for example, 2 mm or less is used. A paper-shaped display may be used so that the image can be viewed directly.
【００８３】更に、上記実施の形態では、本発明の光学
多層構造体をディスプレイに用いた例について説明した
が、例えば光プリンタに用いて感光性ドラムへの画像の
描きこみをする等、ディスプレイ以外の光プリンタなど
の各種デバイスにも適用することも可能である。Further, in the above-described embodiment, an example in which the optical multilayer structure of the present invention is used for a display has been described. However, for example, an image can be drawn on a photosensitive drum using an optical printer. It is also possible to apply to various devices such as an optical printer.
【００８４】[0084]
【発明の効果】以上説明したように本発明の光学多層構
造体および光スイッチング素子によれば、非金属材料か
らなる透明基板（屈折率をｎS ）上に、透明基板に接す
る第１の透明層（屈折率をｎ1 ）、光の干渉現象を起こ
し得る大きさを有すると共にその大きさが可変な間隙
部、および第２の透明層（屈折率をｎ2 ）をこの順で配
設し、かつ、ｎS ＜ｎ1 、かつ、ｎ1 ＞ｎ2 の関係が成
立するようにし、あるいは、非金属材料からなる透明基
板上に、透明基板に接する第１の透明層、第２の透明
層、光の干渉現象を起こし得る大きさを有すると共にそ
の大きさが可変な間隙部、第３の透明層および第４の透
明層をこの順で配設した構成を有し、透明基板の屈折率
をｎS 、第１の透明層の屈折率をｎ1 、第２の透明層の
屈折率をｎ2 、第３の透明層の屈折率をｎ3 、第４の透
明層の屈折率をｎ4 としたとき、ｎS ＜ｎ1 ＜ｎ2 ≒ｎ
3 、かつｎ4 ＜ｎ1 の関係が成立するようにしたので、
間隙部の大きさを変化させることにより、透明基板側も
しくは透明基板と反対側より入射した光の反射もしくは
透過の量を変化させることができ、簡単な構成で、特に
可視光領域においても、高速応答が可能になる。As described above, according to the optical multilayer structure and the optical switching element of the present invention, the first transparent substrate which is in contact with the transparent substrate (having a refractive index of n s ) made of a nonmetallic material. A layer (having a refractive index of n 1 ), a gap having a size capable of causing light interference and having a variable size, and a second transparent layer (having a refractive index of n 2 ). And a relationship of n S <n 1 and n 1 > n 2 is satisfied, or a first transparent layer in contact with the transparent substrate and a second transparent A third transparent layer and a fourth transparent layer in this order, the gap having a size capable of causing a light interference phenomenon and having a variable size. the rate n S, the refractive index of the first transparent layer n 1, the refractive index of the second transparent layer n 2, a third The refractive index n 3 of Akiraso, when the refractive index of the fourth transparent layer was n 4, n S <n 1 <n 2 ≒ n
3 and n 4 <n 1 , so that
By changing the size of the gap, the amount of reflection or transmission of light incident from the transparent substrate side or the side opposite to the transparent substrate can be changed, and with a simple configuration, especially in the visible light region, high speed can be achieved. Response is possible.
【００８５】また、本発明の画像表示装置によれば、本
発明の光スイッチング素子を１次元に配列し、この１次
元アレイ構造の光スイッチング装置を用いて画像表示を
行うようにしたので、高コントラストの表示を行うこと
ができると共に、素子に対して光が垂直に入射する位置
で特性を出すことができるので、光学系を組み立てる場
合に、偏光等を考慮にする必要がなく、構成が簡単とな
る。According to the image display device of the present invention, the optical switching elements of the present invention are arranged one-dimensionally, and an image is displayed using the optical switching device having the one-dimensional array structure. Contrast can be displayed, and characteristics can be obtained at the position where light is perpendicularly incident on the element. Therefore, when assembling an optical system, there is no need to consider polarization, etc., and the configuration is simple. Becomes
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光学多層構造
体の間隙部が「λ／４」のときの構成を表す断面図であ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration when a gap of an optical multilayer structure according to a first embodiment of the present invention is “λ / 4”.
【図２】図１に示した光学多層構造体の間隙部が「０」
のときの構成を表す断面図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of the optical multilayer structure shown in FIG.
It is sectional drawing showing the structure at the time of.
【図３】図１に示した光学多層構造体の製造工程を説明
するための断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the optical multilayer structure shown in FIG.
【図４】図３の工程に続く工程を説明するための平面図
である。FIG. 4 is a plan view for explaining a step that follows the step of FIG.
【図５】図１に示した光学多層構造体の間隙部が「０」
の場合の特性を説明するための図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the optical multilayer structure shown in FIG.
FIG. 9 is a diagram for explaining characteristics in the case of FIG.
【図６】図１に示した光学多層構造体の間隙部が「λ／
４」の場合の特性を説明するための図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the optical multilayer structure shown in FIG.
FIG. 9 is a diagram for explaining characteristics in the case of “4”.
【図７】図１に示した光学多層構造体の反射特性を表す
図である。FIG. 7 is a diagram illustrating reflection characteristics of the optical multilayer structure illustrated in FIG.
【図８】図７の反射特性（光学アドミッタンス）を説明
するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the reflection characteristics (optical admittance) of FIG. 7;
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る光学多層構造
体の間隙部が「λ／４」のときの構成を表す断面図であ
る。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration when a gap of an optical multilayer structure according to a second embodiment of the present invention is “λ / 4”.
【図１０】図９に示した光学多層構造体の間隙部が
「０」のときの構成を表す断面図である。10 is a cross-sectional view illustrating a configuration when a gap of the optical multilayer structure illustrated in FIG. 9 is “0”.
【図１１】図９に示した光学多層構造体の反射特性を表
す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating reflection characteristics of the optical multilayer structure illustrated in FIG. 9;
【図１２】図１１の光学多層構造体の反射特性（光学ア
ドミッタンス）を説明するための図である。12 is a diagram for explaining the reflection characteristics (optical admittance) of the optical multilayer structure of FIG.
【図１３】第１の実施の形態の変形例を説明するための
断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining a modification of the first embodiment.
【図１４】図１３の光学多層構造体の反射特性を表す図
である。FIG. 14 is a diagram illustrating the reflection characteristics of the optical multilayer structure of FIG.
【図１５】図１３の光学多層構造体の反射特性を表す図
である。FIG. 15 is a diagram showing reflection characteristics of the optical multilayer structure of FIG.
【図１６】第１の実施の形態の他の変形例を説明するた
めの断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining another modification of the first embodiment.
【図１７】図１６の光学多層構造体の反射特性（シミュ
レーション）を表す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating reflection characteristics (simulation) of the optical multilayer structure in FIG.
【図１８】図１６の光学多層構造体の反射特性（実測
値）を表す図である。18 is a diagram illustrating reflection characteristics (actually measured values) of the optical multilayer structure in FIG.
【図１９】図１６の光学多層構造体の反射特性（実測
値）を表す図である。19 is a diagram illustrating reflection characteristics (actually measured values) of the optical multilayer structure in FIG.
【図２０】図１３に示した光学多層構造体の他の反射特
性を表す図である。20 is a diagram illustrating another reflection characteristic of the optical multilayer structure illustrated in FIG.
【図２１】図１３に示した光学多層構造体の他の反射特
性を表す図である。21 is a diagram illustrating another reflection characteristic of the optical multilayer structure illustrated in FIG.
【図２２】第１の実施の形態の更に他の変形例を説明す
るための断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view for explaining still another modified example of the first embodiment.
【図２３】図２２の光学多層構造体の反射特性（シミュ
レーション）を表す図である。FIG. 23 is a diagram illustrating reflection characteristics (simulation) of the optical multilayer structure in FIG. 22;
【図２４】第１の実施の形態の更に他の変形例を説明す
るための断面図である。FIG. 24 is a cross-sectional view for explaining still another modification of the first embodiment.
【図２５】光学多層構造体の静電気による駆動方法を説
明するための断面図である。FIG. 25 is a cross-sectional view for describing a method of driving the optical multilayer structure by static electricity.
【図２６】光学多層構造体の静電気による他の駆動方法
を説明するための断面図である。FIG. 26 is a cross-sectional view for explaining another method of driving the optical multilayer structure by static electricity.
【図２７】光学多層構造体の静電気による更に他の駆動
方法を説明するための断面図である。FIG. 27 is a sectional view for explaining still another method of driving the optical multilayer structure by static electricity.
【図２８】光学多層構造体の磁気による駆動方法を説明
するための断面図である。FIG. 28 is a cross-sectional view for describing a magnetic driving method of the optical multilayer structure.
【図２９】光スイッチング装置の一例の構成を表す図で
ある。FIG. 29 is a diagram illustrating a configuration of an example of an optical switching device.
【図３０】ディスプレイの一例の構成を表す図である。FIG. 30 is a diagram illustrating a configuration example of a display.
【図３１】ディスプレイの他の例を表す図である。FIG. 31 is a diagram illustrating another example of the display.
【図３２】ペーパー状ディスプレイの構成図である。FIG. 32 is a configuration diagram of a paper display.
１，２…光学多層構造体、１０…透明基板、１１，２１
…第１の透明層、１２，２３…間隙部、１３，２２…第
２の透明層、２４…第３の透明層、２５…第４の透明
層、１００─光スイッチング装置1, 2, optical multilayer structure, 10 transparent substrate, 11, 21
... first transparent layer, 12, 23 ... gap, 13, 22 ... second transparent layer, 24 ... third transparent layer, 25 ... fourth transparent layer, 100 ° optical switching device
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H041 AA05 AB12 AC04 AC06 AZ01 AZ05 AZ08 4F100 AA01D AA19B AA20C AA25B AA25C AA25E AA28B AA28C AA28E AA33B AA33C AA33E AG00A AK01A AR00B AR00C AR00D AR00E AT00A BA04 BA05 BA07 BA10A BA10C BA10E DD21D EJ59D GB41 JG01B JG01C JG01E JG03D JG06D JM02B JM02C JM02E JN01A JN01B JN01C JN01E JN08D JN18A JN18B JN18C JN18D JN18E JN30D Continued on front page F-term (reference) 2H041 AA05 AB12 AC04 AC06 AZ01 AZ05 AZ08 4F100 AA01D AA19B AA20C AA25B AA25C AA25E AA28B AA28C AA28E AA33B AA33C AA33E AG00A AK01 BA01 AR00 BA10 AR01 BA00 AR01A00 JG06D JM02B JM02C JM02E JN01A JN01B JN01C JN01E JN08D JN18A JN18B JN18C JN18D JN18E JN30D
Claims (24)
透明基板に接する第１の透明層、光の干渉現象を起こし
得る大きさを有すると共にその大きさが可変な間隙部、
および第２の透明層を、この順で配設した構造を有する
光学多層構造体であって、 前記透明基板の屈折率をｎS 、第１の透明層の屈折率を
ｎ1 、第２の透明層の屈折率をｎ2 としたとき、 ｎS ＜ｎ1 、かつ、ｎ1 ＞ｎ2 の関係にあることを特徴
とする請求項１記載の光学多層構造体。A first transparent layer in contact with the transparent substrate, a gap portion having a size capable of causing a light interference phenomenon and having a variable size;
And an optical multilayer structure having a structure in which a second transparent layer is disposed in this order, wherein the refractive index of the transparent substrate is n S , the refractive index of the first transparent layer is n 1 , 2. The optical multilayer structure according to claim 1 , wherein, when the refractive index of the transparent layer is n 2 , n S <n 1 and n 1 > n 2 .
化させる駆動手段を有し、前記駆動手段によって前記間
隙部の大きさを変化させることにより、前記透明基板側
もしくは前記透明基板と反対側より入射した光の反射も
しくは透過の量を変化させることを特徴とする請求項１
記載の光学多層構造体。And a driving unit for changing an optical size of the gap, and changing a size of the gap by the driving unit, so that the gap between the transparent substrate and the transparent substrate is reduced. 2. The method according to claim 1, wherein the amount of reflection or transmission of light incident from the opposite side is changed.
The optical multilayer structure according to the above.
光学的な膜厚が、λ／４、あるいはλ／４の奇数倍（λ
は入射光の波長）であることを特徴とする請求項２記載
の光学多層構造体。3. The optical film thickness of the first transparent layer and the second transparent layer is λ / 4 or an odd multiple of λ / 4 (λ
Is the wavelength of incident light).
学的な大きさを、λ／４の奇数倍とλ／４の偶数倍（０
を含む）との間で、２値的あるいは連続的に変化させる
ことで、入射光の反射もしくは透過の量を２値的あるい
は連続的に変化させることを特徴とする請求項３記載の
光学多層構造体。4. The driving unit changes the optical size of the gap portion to an odd multiple of λ / 4 and an even multiple of λ / 4 (0
4. The optical multilayer according to claim 3, wherein the amount of reflection or transmission of the incident light is changed in a binary or continuous manner by changing the amount of the incident light in a binary or continuous manner. Structure.
とを特徴とする請求項１記載の光学多層構造体。5. The optical multilayer structure according to claim 1 , wherein the value of n 2 is n 1 / √n S.
うちの少なくとも一方の透明層は、互いに光学的特性の
異なる２以上の層により構成された複合層であることを
特徴とする請求項２記載の光学多層構造体。6. The method according to claim 1, wherein at least one of the first transparent layer and the second transparent layer is a composite layer composed of two or more layers having optical characteristics different from each other. The optical multilayer structure according to claim 2.
れぞれにおいて、一部が透明導電膜よりなり、前記駆動
手段は、前記透明導電膜への電圧の印加によって発生し
た静電力により、前記間隙部の光学的な大きさを変化さ
せるものであることを特徴とする請求項６記載の光学多
層構造体。7. Each of the first transparent layer and the second transparent layer is partially formed of a transparent conductive film, and the driving means operates by an electrostatic force generated by applying a voltage to the transparent conductive film. The optical multilayer structure according to claim 6, wherein an optical size of the gap is changed.
よびＺｎＯのうちのいずれかにより形成されていること
を特徴とする請求項７記載の光学多層構造体。8. The optical multilayer structure according to claim 7, wherein said transparent conductive film is formed of any one of ITO, SnO 2 and ZnO.
若しくは液体で満たされていることを特徴とする請求項
１記載の光学多層構造体。9. The optical multilayer structure according to claim 1, wherein the gap is filled with air or a transparent gas or liquid.
前記間隙部が低屈折率、中屈折率若しくは高屈折率の層
として機能することを特徴とする請求項９記載の光学多
層構造体。10. The gap is filled with a liquid,
The optical multilayer structure according to claim 9, wherein the gap functions as a layer having a low refractive index, a medium refractive index, or a high refractive index.
特徴とする請求項１記載の光学多層構造体。11. The optical multilayer structure according to claim 1, wherein the gap is in a vacuum state.
隙部の光学的な大きさを変化させるものであることを特
徴とする請求項２記載の光学多層構造体。12. The optical multilayer structure according to claim 2, wherein said driving means changes the optical size of said gap using magnetic force.
記透明基板に接する第１の透明層、第２の透明層、光の
干渉現象を起こし得る大きさを有すると共にその大きさ
が可変な間隙部、第３の透明層および第４の透明層を、
この順で配設した構造を有する光学多層構造体であっ
て、 前記透明基板の屈折率をｎS 、第１の透明層の屈折率を
ｎ1 、第２の透明層の屈折率をｎ2 、第３の透明層の屈
折率をｎ3 、第４の透明層の屈折率をｎ4 としたとき、 ｎS ＜ｎ1 ＜ｎ2 ≒ｎ3 、かつｎ4 ＜ｎ1 の関係にある
ことを特徴とする光学多層構造体。13. A transparent substrate made of a non-metallic material, a first transparent layer and a second transparent layer in contact with the transparent substrate, having a size capable of causing a light interference phenomenon and having a variable size. The gap, the third transparent layer and the fourth transparent layer,
An optical multilayer structure having a structure arranged in this order, wherein the refractive index of the transparent substrate is n s , the refractive index of the first transparent layer is n 1 , and the refractive index of the second transparent layer is n 2 When the refractive index of the third transparent layer is n 3 and the refractive index of the fourth transparent layer is n 4 , there is a relationship of n S <n 1 <n 2 ≒ n 3 and n 4 <n 1. An optical multilayer structure, characterized in that:
変化させる駆動手段を有し、前記駆動手段によって前記
間隙部の大きさを変化させることで、前記透明基板側も
しくは前記透明基板と反対側より入射した光の反射もし
くは透過の量を変化させることを特徴とする請求項１３
記載の光学多層構造体。14. A driving device for changing an optical size of the gap portion, wherein the driving portion changes the size of the gap portion so that the gap between the transparent substrate side and the transparent substrate is reduced. 14. The amount of reflection or transmission of light incident from the opposite side is changed.
The optical multilayer structure according to the above.
３の透明層および第４の透明層の光学的な膜厚が、λ／
４、あるいはλ／４の奇数倍（λは入射光の波長）であ
ることを特徴とする請求項１３記載の光学多層構造体。15. The optical film thickness of the first transparent layer, the second transparent layer, the third transparent layer and the fourth transparent layer is λ /
The optical multilayer structure according to claim 13, wherein the optical multilayer structure is an odd multiple of 4, or λ / 4 (λ is the wavelength of the incident light).
光学的な大きさを、λ／４の奇数倍とλ／４の偶数倍
（０を含む）との間で、２値的あるいは連続的に変化さ
せることで、入射光の反射もしくは透過の量を２値的あ
るいは連続的に変化させることを特徴とする請求項１３
記載の光学多層構造体。16. The driving unit changes the optical size of the gap between an odd multiple of λ / 4 and an even multiple of λ / 4 (including 0) in a binary or continuous manner. The amount of reflection or transmission of incident light is changed in a binary or continuous manner by changing the amount of incident light.
The optical multilayer structure according to the above.
なる薄膜と低屈折材料よりなる薄膜をこの順で形成して
なる複合層であることを特徴とする請求項１３記載の光
学多層構造体。17. The optical multilayer according to claim 13, wherein the first transparent layer is a composite layer formed by forming a thin film made of a high refractive material and a thin film made of a low refractive material in this order. Structure.
のうちの少なくとも１つの透明層は、互いに光学的特性
の異なる２以上の層により構成された複合層であること
を特徴とする請求項１３記載の光学多層構造体。18. The method according to claim 1, wherein at least one of the first to fourth transparent layers is a composite layer composed of two or more layers having different optical characteristics. The optical multilayer structure according to claim 13.
のうち、少なくとも前記間隙部を挟む２つの透明層それ
ぞれにおいて、一部が透明導電膜よりなり、前記駆動手
段は、前記透明導電膜への電圧の印加によって発生した
静電力により、前記間隙部の光学的な大きさを変化させ
るものであることを特徴とする請求項１８記載の光学多
層構造体。19. A transparent conductive film, at least in each of the two transparent layers sandwiching the gap, among the first to fourth transparent layers, and the driving unit includes the transparent conductive film. 19. The optical multilayer structure according to claim 18, wherein the optical size of the gap is changed by an electrostatic force generated by applying a voltage to the film.
およびＺｎＯのうちのいずれかにより形成されているこ
とを特徴とする請求項１９記載の光学多層構造体。20. The transparent conductive film is made of ITO, SnO 2
20. The optical multilayer structure according to claim 19, wherein the optical multilayer structure is formed of any one of ZnO and ZnO.
１の透明層、光の干渉現象を起こし得る大きさを有する
と共にその大きさが可変な間隙部、および第２の透明層
をこの順で配設した構成を有する光学多層構造体と、前
記間隙部の光学的な大きさを変化させる駆動手段とを備
えた光スイッチング素子であって、 前記透明基板の屈折率をｎS 、第１の透明層の屈折率を
ｎ1 、第２の透明層の屈折率をｎ2 としたとき、 ｎS ＜ｎ1 、かつ、ｎ1 ＞ｎ2 の関係にあることを特徴
とする光スイッチング素子。21. A first transparent layer, a gap having a size capable of causing light interference and having a variable size, and a second transparent layer formed on a transparent substrate made of a nonmetallic material. An optical switching element comprising: an optical multilayer structure having a configuration arranged in this order; and driving means for changing an optical size of the gap, wherein the refractive index of the transparent substrate is n S , n 1 the refractive index of the transparent layer 1, when the refractive index of the second transparent layer has a n 2, n S <n 1 and,, n 1> optical switching, characterized in that a relationship of n 2 element.
１の透明層、第２の透明層、光の干渉現象を起こし得る
大きさを有すると共にその大きさが可変な間隙部、第３
の透明層および第４の透明層をこの順で配設した構成を
有する光学多層構造体と、前記間隙部の光学的な大きさ
を変化させる駆動手段とを備えた光スイッチング素子で
あって、 前記透明基板の屈折率をｎS 、第１の透明層の屈折率を
ｎ1 、第２の透明層の屈折率をｎ2 、第３の透明層の屈
折率をｎ3 、第４の透明層の屈折率をｎ4 としたとき、 ｎS ＜ｎ1 ＜ｎ2 ≒ｎ3 、かつｎ4 ＜ｎ1 の関係にある
ことを特徴とする光スイッチング素子。22. A first transparent layer, a second transparent layer, a gap portion having a size capable of causing a light interference phenomenon and having a variable size, and a third transparent layer formed on a transparent substrate made of a nonmetallic material.
An optical switching element comprising: an optical multilayer structure having a configuration in which a transparent layer and a fourth transparent layer are disposed in this order; and driving means for changing an optical size of the gap. The refractive index of the transparent substrate is n s , the refractive index of the first transparent layer is n 1 , the refractive index of the second transparent layer is n 2 , the refractive index of the third transparent layer is n 3 , and the fourth transparent layer is n 4. An optical switching element characterized in that, when the refractive index of the layer is n 4 , the relations are n S <n 1 <n 2 ≒ n 3 and n 4 <n 1 .
の光スイッチング素子に光を照射することで２次元画像
を表示する画像表示装置であって、 前記光スイッチング素子が、非金属材料からなる透明基
板上に、第１の透明層、光の干渉現象を起こし得る大き
さを有すると共にその大きさが可変な間隙部、および第
２の透明層をこの順で配設した構成を有する光学多層構
造体と、前記間隙部の光学的な大きさを変化させる駆動
手段とを備え、 前記透明基板の屈折率をｎS 、第１の透明層の屈折率を
ｎ1 、第２の透明層の屈折率をｎ2 としたとき、 ｎS ＜ｎ1 、かつ、ｎ1 ＞ｎ2 の関係にあることを特徴
とする画像表示装置。23. An image display device for displaying a two-dimensional image by irradiating light to a plurality of one-dimensionally or two-dimensionally arranged optical switching elements, wherein the optical switching elements are made of a non-metallic material. An optical multilayer having a configuration in which a first transparent layer, a gap having a size capable of causing a light interference phenomenon and having a variable size, and a second transparent layer are arranged in this order on a transparent substrate. A driving unit for changing an optical size of the gap, wherein the refractive index of the transparent substrate is n S , the refractive index of the first transparent layer is n 1 , and the refractive index of the second transparent layer is n 1 . An image display device, wherein n S <n 1 and n 1 > n 2 , where n 2 is the refractive index.
の光スイッチング素子に光を照射することで２次元画像
を表示する画像表示装置であって、 前記光スイッチング素子が、非金属材料からなる透明基
板上に、第１の透明層、第２の透明層、光の干渉現象を
起こし得る大きさを有すると共にその大きさが可変な間
隙部、第３の透明層および第４の透明層をこの順で配設
した構成を有する光学多層構造体と、前記間隙部の光学
的な大きさを変化させる駆動手段とを備え、 前記透明基板の屈折率をｎS 、第１の透明層の屈折率を
ｎ1 、第２の透明層の屈折率をｎ2 、第３の透明層の屈
折率をｎ3 、第４の透明層の屈折率をｎ4 としたとき、 ｎS ＜ｎ1 ＜ｎ2 ≒ｎ3 、かつｎ4 ＜ｎ1 の関係にある
ことを特徴とする画像表示装置。24. An image display device for displaying a two-dimensional image by irradiating light to a plurality of one-dimensionally or two-dimensionally arranged optical switching elements, wherein the optical switching elements are made of a non-metallic material. On a transparent substrate, a first transparent layer, a second transparent layer, a gap having a size capable of causing a light interference phenomenon and having a variable size, a third transparent layer and a fourth transparent layer are provided. An optical multilayer structure having a configuration arranged in this order; and a driving unit for changing the optical size of the gap, wherein the refractive index of the transparent substrate is n S , the refractive index of the first transparent layer is When the refractive index is n 1 , the refractive index of the second transparent layer is n 2 , the refractive index of the third transparent layer is n 3 , and the refractive index of the fourth transparent layer is n 4 , n S <n 1 < An image display device, wherein n 2 ≒ n 3 and n 4 <n 1 .
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007272247A (en) * | 2007-06-04 | 2007-10-18 | Sharp Corp | Interference type modulator and display device |
| JP2009533712A (en) * | 2006-04-10 | 2009-09-17 | クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | Interferometric optical display system with broadband characteristics |
| US20100265563A1 (en) * | 2005-08-19 | 2010-10-21 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Electromechanical device configured to minimize stress-related deformation and methods for fabricating same |
| JP2011504243A (en) * | 2007-10-23 | 2011-02-03 | クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | Adjustable transmissive MEMS-based device |
| US7932728B2 (en) | 2006-02-22 | 2011-04-26 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Electrical conditioning of MEMS device and insulating layer thereof |
| US8097174B2 (en) | 2006-12-20 | 2012-01-17 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | MEMS device and interconnects for same |
| KR101489070B1 (en) | 2012-06-01 | 2015-02-02 | 헤레우스 머티어리얼즈 테크놀로지 게엠베하 운트 코 카게 | Light-absorbing layered structure |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11211999A (en) * | 1998-01-28 | 1999-08-06 | Teijin Ltd | Optical modulating element and display device |
| JPH11258558A (en) * | 1998-03-13 | 1999-09-24 | Fuji Photo Film Co Ltd | Planar display device |
| JP2000031687A (en) * | 1996-05-28 | 2000-01-28 | Mitsui Chemicals Inc | Filter for display |
| JP2000131629A (en) * | 1998-10-27 | 2000-05-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | Image recorder |
-
2000
- 2000-07-03 JP JP2000200882A patent/JP4614027B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000031687A (en) * | 1996-05-28 | 2000-01-28 | Mitsui Chemicals Inc | Filter for display |
| JPH11211999A (en) * | 1998-01-28 | 1999-08-06 | Teijin Ltd | Optical modulating element and display device |
| JPH11258558A (en) * | 1998-03-13 | 1999-09-24 | Fuji Photo Film Co Ltd | Planar display device |
| JP2000131629A (en) * | 1998-10-27 | 2000-05-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | Image recorder |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100265563A1 (en) * | 2005-08-19 | 2010-10-21 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Electromechanical device configured to minimize stress-related deformation and methods for fabricating same |
| US8229253B2 (en) | 2005-08-19 | 2012-07-24 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Electromechanical device configured to minimize stress-related deformation and methods for fabricating same |
| US8298847B2 (en) | 2005-08-19 | 2012-10-30 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | MEMS devices having support structures with substantially vertical sidewalls and methods for fabricating the same |
| US7932728B2 (en) | 2006-02-22 | 2011-04-26 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Electrical conditioning of MEMS device and insulating layer thereof |
| JP2009533712A (en) * | 2006-04-10 | 2009-09-17 | クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | Interferometric optical display system with broadband characteristics |
| JP4723670B2 (en) * | 2006-04-10 | 2011-07-13 | クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | Interferometric optical display system with broadband characteristics |
| JP2011180604A (en) * | 2006-04-10 | 2011-09-15 | Qualcomm Mems Technologies Inc | Interference optical display system with broadband characteristics |
| US8097174B2 (en) | 2006-12-20 | 2012-01-17 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | MEMS device and interconnects for same |
| JP2007272247A (en) * | 2007-06-04 | 2007-10-18 | Sharp Corp | Interference type modulator and display device |
| JP4633088B2 (en) * | 2007-06-04 | 2011-02-16 | シャープ株式会社 | Interferometric modulator and display device |
| JP2011504243A (en) * | 2007-10-23 | 2011-02-03 | クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | Adjustable transmissive MEMS-based device |
| KR101489070B1 (en) | 2012-06-01 | 2015-02-02 | 헤레우스 머티어리얼즈 테크놀로지 게엠베하 운트 코 카게 | Light-absorbing layered structure |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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