以下、図１及び図２を参照して、本願の実施例１に係る光偏向素子１０の構成を説明する。図１は、実施例１に係る光偏向素子１０の上面図である。図２は、図１の２−２線に沿った断面図である。
Hereinafter, the configuration of the optical deflection element 10 according to the first embodiment of the present application will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a top view of the optical deflection element 10 according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG.
図１に示すように、光偏向素子１０は、平面形状が矩形の板形状を有している。光偏向素子１０は、上面から見て、その長手方向に沿った中心線ＡＸを中心に所定の幅を有する機能領域ＡＲ１と機能領域ＡＲ１の両側部に延在する非機能領域ＡＲ２を有する。光偏向素子１０は、機能領域ＡＲ１において屈折率の変化を生起させ、機能領域ＡＲを通過する光を偏向させることが可能となっている。
As shown in FIG. 1, the light deflection element 10 has a plate shape with a rectangular planar shape. The optical deflection element 10 has a functional area AR1 having a predetermined width around a center line AX along the longitudinal direction when viewed from above, and a non-functional area AR2 extending on both sides of the functional area AR1. The light deflection element 10 can change the refractive index in the functional area AR1 and deflect light passing through the functional area AR.
図１または図２に示すように、光偏向素子１０の最上部には、透明ガラス板等の透光性基板からなる上部基板１１が配されている。
As shown in FIG. 1 or 2, an upper substrate 11 made of a translucent substrate such as a transparent glass plate is disposed on the uppermost portion of the light deflection element 10.
第１の電極構造１３は、上部基板１１の下面に形成されている導電体である。第１の電極構造１３は、透光性を有する導電材料、例えば、ＩＴＯまたはＩＺＯで形成されている。図１において、第１の電極構造１３は、本来ならば上部基板１１に隠れているため破線で示すべきだが、その構造を明確にするため実線で示している。
The first electrode structure 13 is a conductor formed on the lower surface of the upper substrate 11. The first electrode structure 13 is made of a light-transmitting conductive material, for example, ITO or IZO. In FIG. 1, the first electrode structure 13 is originally hidden by the upper substrate 11 and should be indicated by a broken line. However, the first electrode structure 13 is indicated by a solid line to clarify the structure.
第１の電極構造１３は、上部基板１１または光偏向素子１０の長手方向における一端部ＥＰから上部基板１１の短手方向における両端部の一方（図１における上側の端部）に沿って、上部基板１１の長手方向における他端に向かって伸張している配線部１３Ａを有している。すなわち、配線部１３Ａは、非機能領域ＡＲ２の一方（図１における上側の領域）において、上部基板１１の長手方向に伸張している。
The first electrode structure 13 extends from one end EP in the longitudinal direction of the upper substrate 11 or the light deflection element 10 to one of both end portions in the short direction of the upper substrate 11 (upper end in FIG. 1). The wiring portion 13 </ b> A extends toward the other end in the longitudinal direction of the substrate 11. That is, the wiring portion 13A extends in the longitudinal direction of the upper substrate 11 in one of the non-functional areas AR2 (the upper area in FIG. 1).
第１の配線としての配線部１３Ａは、例えば、上部基板１１の一端部ＥＰにおいて、電圧可変な電源（図示せず）に接続されている。すなわち、第１の電極構造１３は、様々な電位に設定され得る。
The wiring part 13A as the first wiring is connected to a voltage variable power source (not shown) at one end EP of the upper substrate 11, for example. That is, the first electrode structure 13 can be set to various potentials.
また、第１の電極構造１３は、配線部１３Ａから光偏向素子１０の短手方向に沿って伸張している電極部１３Ｂ及び拡張部１３Ｃを有している。第１電極としての電極部１３Ｂは、上部基板１１の長手方向において等間隔に配列されており、上部基板１１の短手方向に沿って機能領域ＡＲ１横切るように線状に伸張している。拡張部１３Ｃは、隣接する電極部１３Ｂの間において配線部１３Ａから中心線ＡＸに向かって線状に伸張している。拡張部１３Ｃは、機能領域ＡＲ１に達することなく終端する。
The first electrode structure 13 includes an electrode portion 13B and an extension portion 13C extending from the wiring portion 13A along the short direction of the light deflection element 10. The electrode portions 13B as the first electrodes are arranged at equal intervals in the longitudinal direction of the upper substrate 11, and extend linearly so as to cross the functional area AR1 along the short direction of the upper substrate 11. The extended portion 13C extends linearly from the wiring portion 13A toward the center line AX between the adjacent electrode portions 13B. The extension unit 13C terminates without reaching the functional area AR1.
第２の電極構造１５は、上部基板１１の下面に形成されている導電体である。第２の電極構造１５は、透光性を有する導電材料、例えば、ＩＴＯまたはＩＺＯで形成されている。図１において、第２の電極構造１５は、本来ならば上部基板１１に隠れているため破線で示すべきだが、その構造を明確にするため実線で示している。
The second electrode structure 15 is a conductor formed on the lower surface of the upper substrate 11. The second electrode structure 15 is made of a light-transmitting conductive material, for example, ITO or IZO. In FIG. 1, the second electrode structure 15 is originally hidden by the upper substrate 11 and should be indicated by a broken line, but is indicated by a solid line for clarifying the structure.
第２の電極構造１５は、上部基板１１の長手方向の一端部ＥＰから、上部基板１１の短手方向における両端部の一方（図１における下側の端部）に沿って、上部基板１１の長手方向の他端に向かって伸張している配線部１５Ａを有している。すなわち、配線部１５Ａは、非機能領域ＡＲ２の一方（図１における下側の領域）において、上部基板１１の長手方向に伸張している。
The second electrode structure 15 extends from one end EP in the longitudinal direction of the upper substrate 11 along one of both ends in the short direction of the upper substrate 11 (the lower end in FIG. 1). The wiring portion 15A extends toward the other end in the longitudinal direction. That is, the wiring portion 15A extends in the longitudinal direction of the upper substrate 11 in one of the non-functional areas AR2 (the lower area in FIG. 1).
第２の配線としての配線部１５Ａは、例えば、上部基板の一端部ＥＰにおいて、電圧可変な電源（図示せず）に接続されている。すなわち、第２の電極構造１５は、様々な電位に設定され得る。
For example, the wiring portion 15A as the second wiring is connected to a voltage variable power source (not shown) at one end EP of the upper substrate. That is, the second electrode structure 15 can be set to various potentials.
また、第２の電極構造１５は、配線部１５Ａから光偏向素子１０の短手方向に伸張している電極部１５Ｂ及び拡張部１５Ｃを有している。第２電極としての電極部１５Ｂは、上部基板１１の長手方向において等間隔に配されており、上部基板１１の短手方向に沿って機能領域ＡＲ１横切るように線状に伸張している。拡張部１５Ｃは、配線部１５の隣接する電極部１５Ｂの間において、配線部１５Ａから中心線ＡＸに向かって線状に伸張している。拡張部１５Ｃは、機能領域ＡＲ１に達することなく終端する。
Further, the second electrode structure 15 has an electrode portion 15B and an extension portion 15C extending from the wiring portion 15A in the short direction of the optical deflection element 10. The electrode portions 15B as the second electrodes are arranged at equal intervals in the longitudinal direction of the upper substrate 11, and extend linearly so as to cross the functional area AR1 along the short direction of the upper substrate 11. The extended portion 15C extends linearly from the wiring portion 15A toward the center line AX between the adjacent electrode portions 15B of the wiring portion 15. The extension unit 15C terminates without reaching the functional area AR1.
図１に示すように、電極部１３Ｂ及び電極部１５Ｂは、光偏向素子１０の長手方向において、互い違いに機能領域ＡＲ１上に伸張するように設けられている。また、拡張部１３Ｃ及び拡張部１５Ｃは、光偏向素子１０の長手方向において隣接する電極部１３Ｂと電極部１５Ｂとの間において、機能領域ＡＲ１に向かって伸張するように設けられている。
As shown in FIG. 1, the electrode portion 13B and the electrode portion 15B are provided so as to alternately extend on the functional area AR1 in the longitudinal direction of the light deflection element 10. Further, the extension part 13C and the extension part 15C are provided so as to extend toward the functional area AR1 between the electrode part 13B and the electrode part 15B adjacent in the longitudinal direction of the light deflection element 10.
なお、本実施例の光偏向素子１０においては、光偏向素子１０の長手方向において隣接する電極部１３Ｂと電極部１５Ｂとの間が１つのセル領域ＳＲとなっている。
In the light deflection element 10 of this embodiment, one cell region SR is formed between the electrode portion 13B and the electrode portion 15B adjacent in the longitudinal direction of the light deflection element 10.
第３電極としての分圧電極１７は、上部基板１１の下面に形成されている導電体である。分圧電極１７は、透光性を有する導電材料、例えば、ＩＴＯまたはＩＺＯで形成されている。図１において、分圧電極１７は、本来ならば上部基板１１に隠れているため破線で示すべきだが、その構造を明確にするため実線で示している。
The voltage dividing electrode 17 as the third electrode is a conductor formed on the lower surface of the upper substrate 11. The partial pressure electrode 17 is made of a light-transmitting conductive material, for example, ITO or IZO. In FIG. 1, the voltage dividing electrode 17 is originally hidden by the upper substrate 11 and should be indicated by a broken line, but is indicated by a solid line for clarifying the structure.
分圧電極１７は、光偏向素子１０の短手方向に沿って機能領域ＡＲ１全体を横切るように線状に形成されている。分圧電極１７は、第１の電極構造１３の電極部１３Ｂと、光偏向素子１０の長手方向において当該電極部１３Ｂと隣り合う第２の電極構造１５の拡張部１５Ｃとの間に各々設けられている。また、分圧電極１７は、第２の電極構造１５の電極部１５Ｂと、光偏向素子１０の長手方向において当該電極部１５Ｂと隣り合う第１の電極構造１３の拡張部１３Ｃとの間に各々設けられている。
The voltage dividing electrode 17 is formed in a linear shape so as to cross the entire functional area AR1 along the short direction of the light deflection element 10. The partial pressure electrode 17 is provided between the electrode portion 13B of the first electrode structure 13 and the extended portion 15C of the second electrode structure 15 adjacent to the electrode portion 13B in the longitudinal direction of the light deflection element 10. ing. Further, the voltage dividing electrode 17 is provided between the electrode portion 15B of the second electrode structure 15 and the extended portion 13C of the first electrode structure 13 adjacent to the electrode portion 15B in the longitudinal direction of the light deflection element 10. Is provided.
なお、本実施例においては、セル領域ＳＲ内における分圧電極１７と当該分圧電極１７からみて光偏向素子１０の一端部ＥＰ側（以下、近位側ともいう）にある電極部１３Ｂまたは電極部１５Ｂとの距離Ｌ１は、セル間で共通であるとする。また、セル領域ＳＲ内における分圧電極１７と当該分圧電極１７からみて光偏向素子１０の一端部と反対側（以下、遠位側ともいう）にある電極部１３Ｂまたは１５Ｂとの距離Ｌ２は、セル領域ＳＲ間で共通であるとする。さらに、セル領域ＳＲ内における分圧電極１７と拡張部１３Ｃまたは１５Ｃとの距離Ｌ３は、セル領域ＳＲ間で共通であるとする。
In the present embodiment, the voltage dividing electrode 17 in the cell region SR and the electrode portion 13B or the electrode on the one end EP side (hereinafter also referred to as the proximal side) of the light deflection element 10 as viewed from the voltage dividing electrode 17 The distance L1 with the part 15B is assumed to be common between cells. Further, the distance L2 between the divided electrode 17 in the cell region SR and the electrode portion 13B or 15B on the opposite side (hereinafter also referred to as the distal side) of the light deflection element 10 when viewed from the divided electrode 17 is It is assumed that the cell regions SR are common. Furthermore, it is assumed that the distance L3 between the voltage dividing electrode 17 and the expanded portion 13C or 15C in the cell region SR is common between the cell regions SR.
なお、第１の電極構造１３、第２の電極構造１５及び分圧電極１７を同一の材料で形成し、上部基板１１の下面に第１の電極構造１３、第２の電極構造１５及び分圧電極１７を同時に形成することが可能である。例えば、上部基板１１の表面にマスクパターンを形成し、その後、上部基板の表面に成膜を行い、マスクパターンを除去することで形成されてもよい。すなわち、第１の電極構造１３、第２の電極構造１５及び分圧電極１７を、同一工程において同時に形成可能であってもよい
第１の高抵抗膜１９は、上部基板１１の下面に形成された透光性を有する高抵抗材料からなる膜体である。図１において、第１の高抵抗膜１９は、本来ならば上部基板１１に隠れているため破線で示すべきだが、その構造を明確にするため実線で示し、第１の電極構造１３、第２の電極構造１５及び分圧電極１７に隠れている部分のみを破線で示している。
The first electrode structure 13, the second electrode structure 15, and the divided electrode 17 are formed of the same material, and the first electrode structure 13, the second electrode structure 15, and the divided voltage are formed on the lower surface of the upper substrate 11. It is possible to form the electrode 17 simultaneously. For example, the mask pattern may be formed by forming a mask pattern on the surface of the upper substrate 11, then forming a film on the surface of the upper substrate, and removing the mask pattern. That is, the first electrode structure 13, the second electrode structure 15, and the voltage dividing electrode 17 may be simultaneously formed in the same process. The first high resistance film 19 is formed on the lower surface of the upper substrate 11. The film body is made of a highly resistive material having translucency. In FIG. 1, the first high-resistance film 19 is originally hidden by the upper substrate 11 and should be indicated by a broken line. However, for the sake of clarity, the first high-resistance film 19 is indicated by a solid line. Only a portion hidden by the electrode structure 15 and the partial pressure electrode 17 is shown by a broken line.
第１の高抵抗膜１９は、機能領域ＡＲの全体に亘って形成されている。すなわち、第１の高抵抗膜１９は、光偏向素子１０の長手方向に沿った中心線ＡＸに沿って形成されている。従って、第１の高抵抗膜１９は、電極部１３Ｂ、電極部１５Ｂ、分圧電極１７の一部を覆うように形成されている。すなわち、電極部１３Ｂ、電極部１５Ｂ及び分圧電極１７は、第１の高抵抗膜１９と電気的に接続されている。
The first high resistance film 19 is formed over the entire functional area AR. That is, the first high resistance film 19 is formed along the center line AX along the longitudinal direction of the optical deflection element 10. Therefore, the first high resistance film 19 is formed so as to cover a part of the electrode portion 13B, the electrode portion 15B, and the voltage dividing electrode 17. That is, the electrode portion 13B, the electrode portion 15B, and the voltage dividing electrode 17 are electrically connected to the first high resistance film 19.
第１の高抵抗膜１９の材料としては、例えば、酸化ニッケル（ＮｉＯ）に酸化銀（Ａｇ2Ｏ）を添加した物を用いることができる。また、例えば、酸化亜鉛系の材料を用いることもできる。また、例えば、抵抗値を高くしたＩＴＯ、酸化チタン、硫化亜鉛、またはこれらの材料を混合したものを第１の高抵抗膜１９の材料として使用可能である。なお、第１の高抵抗膜１９は、表面抵抗値が１×１０5〜１×１０10Ω／ｓｑの高抵抗材料で形成され得る。
As a material of the first high resistance film 19, for example, a material obtained by adding silver oxide (Ag 2 O) to nickel oxide (NiO) can be used. For example, a zinc oxide-based material can also be used. Further, for example, ITO, titanium oxide, zinc sulfide, or a mixture of these materials having a high resistance value can be used as the material of the first high resistance film 19. The first high resistance film 19 can be formed of a high resistance material having a surface resistance value of 1 × 10 5 to 1 × 10 10 Ω / sq.
第２の高抵抗膜２１は、上部基板１１の下面の第１の高抵抗膜１９から露出した領域、すなわち非機能領域Ｒ２の各々に島状に形成されている透光性を有する高抵抗材料からなる膜体である。図１において、第２の高抵抗膜２１は、本来ならば上部基板１１に隠れているため破線で示すべきだが、その構造を明確にするため実線で示し、第１の電極構造１３、第２の電極構造１５及び分圧電極１７に隠れている部分のみを破線で示している。
The second high-resistance film 21 is a translucent high-resistance material formed in an island shape in each of the regions exposed from the first high-resistance film 19 on the lower surface of the upper substrate 11, that is, the non-functional regions R2. It is the film body which consists of. In FIG. 1, the second high-resistance film 21 is originally hidden by the upper substrate 11 and should be indicated by a broken line. However, in order to clarify the structure, the second high-resistance film 21 is indicated by a solid line. Only a portion hidden by the electrode structure 15 and the partial pressure electrode 17 is shown by a broken line.
第２の高抵抗膜２１の各々は、拡張部１３Ｃまたは拡張部１５Ｃ及びこれらとセル領域ＳＲ内において隣接する分圧電極１７を覆うように形成されている。すなわち、第２の高抵抗膜２１は、非機能領域Ｒ２の一方に形成された第２の高抵抗膜２１と他方に形成された第２の高抵抗膜２１が第１の高抵抗膜１９を挟んで長手方向に沿って互い違いに並ぶように配されている。
Each of the second high resistance films 21 is formed so as to cover the extended portion 13C or the extended portion 15C and the voltage dividing electrode 17 adjacent thereto in the cell region SR. That is, the second high resistance film 21 includes the second high resistance film 21 formed on one side of the non-functional region R2 and the second high resistance film 21 formed on the other side of the first high resistance film 19. It is arranged so as to be alternately arranged along the longitudinal direction with the pinch in between.
従って、セル領域ＳＲ内において隣接する拡張部１３Ｃまたは拡張部１５Ｃ並びに分圧電極１７は、第２の高抵抗膜２１の各々に電気的に接続されている。すなわち、セル領域ＳＲ内で互いに隣接する拡張部１３Ｃまたは拡張部１５Ｃと分圧電極１７とが、第２の高抵抗膜２１を介して電気的に接続されている。
Therefore, the extension 13C or the extension 15C and the voltage dividing electrode 17 adjacent in the cell region SR are electrically connected to each of the second high resistance films 21. That is, the extension portion 13C or the extension portion 15C adjacent to each other in the cell region SR and the voltage dividing electrode 17 are electrically connected via the second high resistance film 21.
第２の高抵抗膜２１の材料としては、第１の高抵抗膜１９の材料と同様の材料、例えば、酸化ニッケル（ＮｉＯ）に酸化銀（Ａｇ2Ｏ）を添加した物を用いることができる。また、例えば、酸化亜鉛系の材料を用いることもできる。また、例えば、抵抗値を高くしたＩＴＯ、酸化チタン、硫化亜鉛、またはこれらの材料を混合したものを第１の高抵抗膜１９の材料として使用可能である。なお、第１の高抵抗膜１９は、表面抵抗値が１×１０5〜１×１０10Ω／ｓｑの高抵抗材料で形成され得る。
As the material of the second high resistance film 21, a material similar to the material of the first high resistance film 19, for example, a material obtained by adding silver oxide (Ag 2 O) to nickel oxide (NiO) can be used. . For example, a zinc oxide-based material can also be used. Further, for example, ITO, titanium oxide, zinc sulfide, or a mixture of these materials having a high resistance value can be used as the material of the first high resistance film 19. The first high resistance film 19 can be formed of a high resistance material having a surface resistance value of 1 × 10 5 to 1 × 10 10 Ω / sq.
本実施例において、第１の高抵抗膜１９及び第２の高抵抗膜２１は同一の材料によって形成され得る。その場合、第１の高抵抗膜１９及び第２の高抵抗膜２１は、例えば、上部基板１１の表面にマスクパターンを形成し、その後、上部基板の表面に第１の高抵抗膜１９及び２１の材料によって成膜を行い、マスクパターンを除去することで形成されてもよい。すなわち、第１の高抵抗膜１９及び第２の高抵抗膜２１は、同一工程において同時に形成可能であってもよい。
In the present embodiment, the first high resistance film 19 and the second high resistance film 21 can be formed of the same material. In that case, the first high resistance film 19 and the second high resistance film 21 form, for example, a mask pattern on the surface of the upper substrate 11, and then the first high resistance films 19 and 21 on the surface of the upper substrate. The film may be formed by removing the mask pattern using the material. That is, the first high resistance film 19 and the second high resistance film 21 may be simultaneously formed in the same process.
また、第２の高抵抗膜２１並びに分圧電極１７及び拡張部１５Ｃの第２の高抵抗膜２１に電気的に接続されている領域を合わせて抵抗部ＲＰと称する。
A region electrically connected to the second high-resistance film 21, the voltage dividing electrode 17, and the second high-resistance film 21 of the expansion portion 15C is collectively referred to as a resistance portion RP.
液晶層２３は、上部基板１１の下面に面して設けられており、液晶分子ＬＭを含む液晶材料から形成されている層である。液晶材料には、ネマティック液晶（光偏向素子１０の使用温度においてネマティック相）が用いられる。この液晶材料は、正の誘電異方性または負の誘電異方性を有する。本実施例においては、液晶材料が正の誘電異方性を有する場合について説明する。すなわち、本実施例においては、液晶層２３に電圧を印加しない時の液晶分子ＬＭの配列は、図２に示すように、水平配向となっている。
The liquid crystal layer 23 faces the lower surface of the upper substrate 11 and is a layer formed from a liquid crystal material including the liquid crystal molecules LM. As the liquid crystal material, nematic liquid crystal (nematic phase at the use temperature of the optical deflection element 10) is used. This liquid crystal material has positive dielectric anisotropy or negative dielectric anisotropy. In this embodiment, the case where the liquid crystal material has positive dielectric anisotropy will be described. That is, in this embodiment, the alignment of the liquid crystal molecules LM when no voltage is applied to the liquid crystal layer 23 is horizontal alignment as shown in FIG.
下部基板２５は、光偏向素子１０の最下部に配されたガラス基板等の透光性基板である。下部基板２５の上面には、下部基板２５の上面全体を覆うように共通電極２７形成されている。共通電極層２７は透光性を有し、例えば、ＩＴＯまたはＩＺＯ等の透光性導電材料によって形成されている。共通電極層２７は、接地端子（図示せず）を介して接地されている。
The lower substrate 25 is a light-transmitting substrate such as a glass substrate disposed at the lowermost part of the light deflection element 10. A common electrode 27 is formed on the upper surface of the lower substrate 25 so as to cover the entire upper surface of the lower substrate 25. The common electrode layer 27 has a light-transmitting property and is formed of a light-transmitting conductive material such as ITO or IZO. The common electrode layer 27 is grounded via a ground terminal (not shown).
なお、液晶層２３を挟み込むように、高抵抗層１９の下面及び共通電極層２７の上面に液晶配向膜を形成してもよい。例えば、上部基板１１の下面に高抵抗層１９を覆うようにかつ下部基板２５の上面共通電極層２７を覆うように、液晶配向膜としてポリイミド系材料からなる膜をスピンコート法等で塗布し、液晶にホモジニアス配向を生じさせるラビング処理がなされていてもよい。
A liquid crystal alignment film may be formed on the lower surface of the high resistance layer 19 and the upper surface of the common electrode layer 27 so as to sandwich the liquid crystal layer 23. For example, a film made of a polyimide material is applied as a liquid crystal alignment film by a spin coat method or the like so as to cover the high resistance layer 19 on the lower surface of the upper substrate 11 and the upper surface common electrode layer 27 of the lower substrate 25. A rubbing treatment for generating homogeneous alignment in the liquid crystal may be performed.
上述のように、光偏向素子１０は、第１の電極構造１３の電極部１３Ｂ及び第２の電極構造１５の電極部１５Ｂ及び分圧電極１７と共通電極層２７とによって、液晶層２３を挟み込む構造となっている。すなわち、光偏向素子１０は、電極部１３Ｂ及び電極部１５Ｂに任意の電圧を印加することで、液晶分子ＬＭの傾きを変化させて偏向効果を生ずる素子である。
As described above, the light deflection element 10 sandwiches the liquid crystal layer 23 between the electrode portion 13B of the first electrode structure 13, the electrode portion 15B of the second electrode structure 15, the voltage dividing electrode 17, and the common electrode layer 27. It has a structure. That is, the optical deflection element 10 is an element that produces a deflection effect by changing the inclination of the liquid crystal molecules LM by applying an arbitrary voltage to the electrode portion 13B and the electrode portion 15B.
図３に、第１の電極構造１３、第２の電極構造１５及び分圧電極１７並びに第１の高抵抗膜１９及び第２の高抵抗膜２１によって形成される回路図を示す。なお、以下の説明においては、第１の電極構造１３に正電圧＋Ｖが印加され、第２の電極構造１５には、負電圧−Ｖが印加されているとして説明する。また、第１の高抵抗膜１９及び第２の高抵抗膜２１の厚さは一定として考え、高抵抗膜内で抵抗値の差は発生しないものとする。上述のように、電極部１３Ｂ及び電極部１５Ｂと分圧電極１７とは、第１の高抵抗膜１９を介して電気的に接続されている。
FIG. 3 shows a circuit diagram formed by the first electrode structure 13, the second electrode structure 15, the voltage dividing electrode 17, the first high resistance film 19, and the second high resistance film 21. In the following description, it is assumed that a positive voltage + V is applied to the first electrode structure 13 and a negative voltage −V is applied to the second electrode structure 15. Further, it is assumed that the thicknesses of the first high resistance film 19 and the second high resistance film 21 are constant, and no difference in resistance value occurs in the high resistance film. As described above, the electrode portion 13 </ b> B and the electrode portion 15 </ b> B and the voltage dividing electrode 17 are electrically connected via the first high resistance film 19.
分圧電極１７と一端部ＥＰ側（以下、近位側とも称する）の電極部１３Ｂまたは電極部１５Ｂとの間の第１の高抵抗膜１９を介した抵抗をＲ１とし、分圧電極１７と分圧電極１７から見て一端部ＥＰと反対側（以下、遠位側とも称する）にある電極部１３Ｂまたは電極部１５Ｂとの間の第１の高抵抗膜１９を介した抵抗をＲ２とする。また、各セル領域ＳＲ内における分圧電極１７と拡張部１３Ｃまたは拡張部１５Ｃとの間の第２の高抵抗膜２１を介した抵抗をＲ３とする。
The resistance via the first high resistance film 19 between the voltage dividing electrode 17 and the electrode part 13B or the electrode part 15B on the one end EP side (hereinafter also referred to as the proximal side) is R1, and the voltage dividing electrode 17 The resistance via the first high resistance film 19 between the electrode part 13B or the electrode part 15B on the opposite side (hereinafter also referred to as the distal side) from the one end EP when viewed from the voltage dividing electrode 17 is R2. . Further, the resistance through the second high resistance film 21 between the voltage dividing electrode 17 and the extended portion 13C or the extended portion 15C in each cell region SR is R3.
ここで、分圧電極１７と遠位側にある電極部１３Ｂ及び電極部１５Ｂとの間では、抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３が並列して接続されている。従って、分圧電極１７と遠位側にある電極部１３Ｂまたは電極部１５Ｂとの間の破線で示す合成抵抗Ｒ０は、Ｒ０＝Ｒ２×Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）となる。この合成抵抗Ｒ０は、例えば、抵抗Ｒ３の抵抗値が変化することで変化する。
Here, a resistor R2 and a resistor R3 are connected in parallel between the voltage dividing electrode 17 and the electrode portion 13B and the electrode portion 15B on the distal side. Therefore, the combined resistance R0 indicated by a broken line between the voltage dividing electrode 17 and the electrode portion 13B or the electrode portion 15B on the distal side is R0 = R2 × R3 / (R2 + R3). For example, the combined resistance R0 changes as the resistance value of the resistor R3 changes.
図４に、電極構造１３及び電極構造１５に、図３で説明したように互いに正負が逆転した電圧を印加した場合の光偏向素子１０の断面図及び第１の高抵抗膜１９における電位を示すグラフを示す。
FIG. 4 shows a cross-sectional view of the optical deflection element 10 and the potential at the first high resistance film 19 when voltages having opposite positive and negative signs are applied to the electrode structure 13 and the electrode structure 15 as described in FIG. A graph is shown.
図４に示すように、電極部１３Ｂの近傍において第１の高抵抗膜１９内の電位が負の最大値となり、電極部１５Ｂの近傍において第１の高抵抗膜１９内の電位が正の最大値となる。また、分圧電極１７の各々の近傍において、第１の高抵抗膜１９内の電位が０Ｖとなる。分圧電極１７と電極部１３Ｂ及び電極部１５Ｂとの間においては、電位は略一定の傾きで変化する。
As shown in FIG. 4, the potential in the first high resistance film 19 has a negative maximum value in the vicinity of the electrode portion 13B, and the potential in the first high resistance film 19 has a maximum positive value in the vicinity of the electrode portion 15B. Value. Further, in the vicinity of each of the voltage dividing electrodes 17, the potential in the first high resistance film 19 becomes 0V. Between the voltage dividing electrode 17 and the electrode part 13B and the electrode part 15B, the potential changes with a substantially constant slope.
また、分圧電極１７と近位側の電極部１３Ｂまたは電極部１５Ｂとの間の電位の方が、分圧電極１７と遠位側の電極部１３Ｂまたは電極部１５Ｂとの間に電位よりも急峻に変化する。なお、上述のように、共通電極層２７は、接地されているため電位は０Ｖとなっている。
Further, the potential between the voltage dividing electrode 17 and the proximal electrode portion 13B or the electrode portion 15B is larger than the potential between the voltage dividing electrode 17 and the distal electrode portion 13B or the electrode portion 15B. It changes abruptly. As described above, since the common electrode layer 27 is grounded, the potential is 0V.
従って、電圧印加時においては、電極部１３Ｂ及び電極部１５Ｂの直下において第１の高抵抗膜１９と共通電極層２７との間の電位差が最大となり、電界強度が最大となる。また、当該分圧電極１７の各々の遠位側の電極部１３Ｂまたは電極部１５Ｂから当該分圧電極１７の各々に向かって電位差が徐々に小さくなっていく。
Therefore, when a voltage is applied, the potential difference between the first high resistance film 19 and the common electrode layer 27 is maximized immediately below the electrode portion 13B and the electrode portion 15B, and the electric field strength is maximized. Further, the potential difference gradually decreases from the distal electrode portion 13B or the electrode portion 15B of each of the voltage dividing electrodes 17 toward each of the voltage dividing electrodes 17.
上述のように、本実施例の光偏向素子１０においては、液晶分子ＬＭが正の誘電異方性を有している。よって、電位差が最大となる電極部１３Ｂ及び電極部１５Ｂの直下で液晶分子ＬＭが最も大きく傾き、例えば、長軸が垂直に立った状態となる。
As described above, in the optical deflection element 10 of this embodiment, the liquid crystal molecules LM have positive dielectric anisotropy. Therefore, the liquid crystal molecules LM are tilted most directly below the electrode portion 13B and the electrode portion 15B where the potential difference is maximum, for example, the long axis is vertical.
また、上述のように、電極部１３Ｂまたは電極部１５Ｂの各々の直下から電極部１３Ｂまたは電極部１５Ｂの各々の近位側にある分圧電極１７に向かってだんだん電位差が小さくなっていく。そのため、電極部１３Ｂまたは電極部１５Ｂの直下から、電極部１３Ｂまたは電極部１５Ｂの各々の近位側にある分圧電極１７に向かって液晶分子ＬＭの傾きが小さくなっていく。そして、分圧電極１７の直下において、液晶分子ＬＭの傾きが最も小さくなり、例えば液晶分子ＬＭの長軸が水平方向に寝た状態になる。
In addition, as described above, the potential difference gradually decreases from directly below each of the electrode portions 13B or 15B toward the voltage dividing electrode 17 on the proximal side of each of the electrode portions 13B or 15B. Therefore, the inclination of the liquid crystal molecules LM decreases from the position immediately below the electrode portion 13B or the electrode portion 15B toward the voltage dividing electrode 17 on the proximal side of each of the electrode portion 13B or the electrode portion 15B. Then, the inclination of the liquid crystal molecules LM is the smallest immediately below the voltage dividing electrode 17, for example, the long axis of the liquid crystal molecules LM is lying in the horizontal direction.
このように、光偏向素子１０に電圧を印加することで、液晶層２３内において液晶分子ＬＭの傾きが変化し、光偏向素子１０に長手方向に沿って光屈折率差が発生する。これによって、光偏向素子１０の上面または下面から入射して液晶層２３を通過し、光偏向素子１０から出射する光が、領域によって変化する偏向態様にて偏向させられる。
Thus, by applying a voltage to the light deflection element 10, the inclination of the liquid crystal molecules LM changes in the liquid crystal layer 23, and a light refractive index difference occurs in the light deflection element 10 along the longitudinal direction. As a result, light that enters from the upper surface or the lower surface of the light deflection element 10 and passes through the liquid crystal layer 23 and exits from the light deflection element 10 is deflected in a deflection mode that varies depending on the region.
上述のように、本実施例の光偏向素子１０においては、共通電極層２７及び当該共通電極層２７と液晶層２３を挟んで対向し、互い違いに配列されており、かつ異なった電圧を印加可能、具体的には正負逆の電圧を印加可能な電極部１３Ｂ及び電極部１５Ｂが設けられている。
As described above, in the optical deflection element 10 of the present embodiment, the common electrode layer 27 and the common electrode layer 27 are opposed to each other with the liquid crystal layer 23 interposed therebetween, are alternately arranged, and different voltages can be applied. Specifically, an electrode portion 13B and an electrode portion 15B that can apply positive and negative voltages are provided.
また、電極部１３Ｂ及び電極部１５Ｂとの間に分圧電極１７が設けられ、分圧電極１７と当該分圧電極１７と隣接している電極部１３Ｂ（１５Ｂ）とが、液晶の配向の変化に寄与する第１の高抵抗膜１９によって電気的に接続されている。さらに、分圧電極１７と当該分圧電極の遠位側において隣接している電極部１３Ｂ（１５Ｂ）とが第２の高抵抗膜２１によって電気的に接続されている。
Further, a voltage dividing electrode 17 is provided between the electrode part 13B and the electrode part 15B, and the voltage dividing electrode 17 and the electrode part 13B (15B) adjacent to the voltage dividing electrode 17 change the alignment of the liquid crystal. Are electrically connected by the first high-resistance film 19 that contributes to. Furthermore, the voltage dividing electrode 17 and the electrode portion 13B (15B) adjacent on the distal side of the voltage dividing electrode are electrically connected by the second high resistance film 21.
すなわち、分圧電極１７と当該分圧電極の遠位側において隣接している電極部１３Ｂ（１５Ｂ）との間において、第１の高抵抗膜１９に並列して接続されている抵抗としての第２の高抵抗膜２１が設けられている。
That is, the first resistance as a resistance connected in parallel to the first high resistance film 19 between the voltage dividing electrode 17 and the electrode portion 13B (15B) adjacent on the distal side of the voltage dividing electrode. Two high resistance films 21 are provided.
本実施例の光偏向素子１０においては、このような構成により、セル領域ＳＲの各々において発生する当該セル領域ＳＲ内の各々に隣接するセル領域ＳＲからの電界の影響を低減することが可能である。具体的に言えば、セル領域ＳＲの各々において、隣接するセル領域ＳＲで発生している電界の影響によって液晶分子ＬＭの角度が変化してしまうことを防止することが可能である。
In the optical deflection element 10 of the present embodiment, with such a configuration, it is possible to reduce the influence of the electric field from the cell region SR adjacent to each cell region SR generated in each cell region SR. is there. Specifically, in each cell region SR, it is possible to prevent the angle of the liquid crystal molecules LM from changing due to the influence of the electric field generated in the adjacent cell region SR.
これにより、動作精度及び応答性が高く、セル領域ＳＲ内での屈折率変化を大きくすることができ、かつ偏光角の大きい光偏向素子１０をもたらすことが可能である。
Thereby, it is possible to provide the optical deflection element 10 that has high operation accuracy and responsiveness, can increase the refractive index change in the cell region SR, and has a large polarization angle.
また、本実施例の光偏向素子１０においては、上記電界の影響の低減を、分圧電極１７を形成しかつ当該分圧電極１７を当該分圧電極１７の遠位側において隣接している電極部１３Ｂ（１５Ｂ）と第２の高抵抗膜２１によって電気的に接続することによって達成している。すなわち、第１の高抵抗膜１９と同時形成できる第２の高抵抗膜２１及び電極部１３Ｂ及び電極部１５Ｂと同時形成できる分圧電極１７を設けるのみで、上記電界の影響の低減を達成している。
Further, in the optical deflection element 10 of the present embodiment, the influence of the electric field is reduced by forming the voltage dividing electrode 17 and adjoining the voltage dividing electrode 17 on the distal side of the voltage dividing electrode 17. This is achieved by electrically connecting the portion 13B (15B) and the second high resistance film 21. That is, only by providing the second high resistance film 21 that can be formed simultaneously with the first high resistance film 19 and the voltage dividing electrode 17 that can be formed simultaneously with the electrode portion 13B and the electrode portion 15B, the effect of the electric field can be reduced. ing.
このように、本実施例の光偏向素子１０においては、製造工程におけるステップ数を増加させることなく、単純な構造で上記電界の影響を低減し、偏光角の大きい光偏向素子１０をもたらすことが可能である。具体的には、例えば、製造工程が少なく低コストで、偏光角が大きな液晶プリズムアレイが実現でき、また良好な光学的特性を有する液晶フレネルレンズを実現可能である。すなわち、高品質な光偏向制御を実現することが可能な光偏向素子を提供することが可能である。
［変形例］
上記実施例１においては、配線部１３Ａから伸張した拡張部１３Ｃ及び配線部１５Ａから伸張した拡張部１５Ｃによって抵抗部ＲＰを形成する場合を例に説明した。しかし、抵抗部ＲＰの抵抗値を調整するために、抵抗部ＲＰを他の態様で形成しても良い。
Thus, in the optical deflecting element 10 of the present embodiment, the influence of the electric field can be reduced with a simple structure without increasing the number of steps in the manufacturing process, and the optical deflecting element 10 having a large polarization angle can be provided. Is possible. Specifically, for example, it is possible to realize a liquid crystal prism array with a small number of manufacturing steps, low cost, a large polarization angle, and a liquid crystal Fresnel lens having good optical characteristics. That is, it is possible to provide an optical deflection element capable of realizing high-quality optical deflection control.
[Modification]
In the first embodiment, the case where the resistor portion RP is formed by the extended portion 13C extended from the wiring portion 13A and the extended portion 15C extended from the wiring portion 15A has been described as an example. However, in order to adjust the resistance value of the resistance part RP, the resistance part RP may be formed in another manner.
図５に、上記実施例１の光偏向素子１０と抵抗部ＲＰの部分の構成のみが異なる光偏向素子３０を示す。光偏向素子３０においては、非機能領域ＡＲ２において、第２の高抵抗膜２１に接して電極部１３Ｂ及び電極部１５Ｂから近位側の分圧電極１７に向かって伸張した第１の拡張部としての拡張部１３Ｄ及び第２の拡張部としての拡張部１５Ｄが形成されている。
FIG. 5 shows an optical deflection element 30 that is different from the optical deflection element 10 of the first embodiment only in the configuration of the resistance portion RP. In the optical deflection element 30, in the non-functional region AR2, as the first extension portion that is in contact with the second high resistance film 21 and extends from the electrode portion 13B and the electrode portion 15B toward the voltage dividing electrode 17 on the proximal side. The extended portion 13D and the extended portion 15D as the second extended portion are formed.
また、非機能領域ＡＲ２において、第２の高抵抗膜２１に接して分極電極１７から遠位側の電極部１３Ｂまたは電極部１５Ｂに向かって伸張する拡張部１７Ａが形成されている。図５の例において、拡張部１７Ａは、光偏向素子１０の短手方向において、拡張部１３Ｄまたは拡張部１５Ｄを挟み込むように２つ形成されている。
Further, in the non-functional region AR2, an extended portion 17A that extends from the polarization electrode 17 toward the distal electrode portion 13B or the electrode portion 15B in contact with the second high resistance film 21 is formed. In the example of FIG. 5, two extending portions 17 </ b> A are formed so as to sandwich the expanding portion 13 </ b> D or the expanding portion 15 </ b> D in the short direction of the optical deflection element 10.
すなわち、図５示す変形例においては、抵抗部ＲＰが、分極電極１７から伸張する拡張部１７Ａ、電極部１３Ｂ（１５Ｂ）から伸張する拡張部１３Ｄ（１５Ｄ）、及び第２の高抵抗膜２１によって形成されている。
That is, in the modification shown in FIG. 5, the resistance portion RP is formed by the extension portion 17A extending from the polarization electrode 17, the extension portion 13D (15D) extending from the electrode portion 13B (15B), and the second high resistance film 21. Is formed.
抵抗部ＲＰにおける抵抗値は、第２の高抵抗膜１５の表面抵抗値及び第２の高抵抗膜１５によって電気的に接続される拡張部１７Ａと拡張部１３Ｄ（１５Ｄ）との間の距離に比例する。また、抵抗部ＲＰにおける抵抗値は、第２の高抵抗膜２１によって電気的に接続される拡張部１７Ａと拡張部１３Ｄ（１５Ｄ）とが向かい合っている部分の幅に反比例する。
The resistance value in the resistance part RP is the distance between the surface resistance value of the second high resistance film 15 and the extension part 17A and the extension part 13D (15D) electrically connected by the second high resistance film 15. Proportional. Further, the resistance value in the resistance portion RP is inversely proportional to the width of the portion where the extension portion 17A and the extension portion 13D (15D) that are electrically connected by the second high resistance film 21 face each other.
例えば、変形例の光偏向素子３０において、拡張部１７Ａと拡張部１３Ｄ（１５Ｄ）との間の距離を実施例１の光偏向素子１０の分圧電極１７と拡張部１３Ｃ（１５Ｃ）との距離とを同一にしたとする。この場合、抵抗部ＲＰにおける抵抗値は、拡張部１７Ａと拡張部１３Ｄ（１５Ｄ）とが向かい合う領域の幅が、分圧電極１７と拡張部１３Ｃ（１５Ｃ）とが向かい合う幅より大きくなっているため、光偏向素子１０よりも光偏向素子３０において小さくなる。
For example, in the optical deflection element 30 according to the modified example, the distance between the extension portion 17A and the extension portion 13D (15D) is the distance between the voltage dividing electrode 17 and the extension portion 13C (15C) of the optical deflection element 10 of the first embodiment. Are the same. In this case, the resistance value in the resistance portion RP is such that the width of the region where the expansion portion 17A and the expansion portion 13D (15D) face each other is larger than the width where the voltage dividing electrode 17 and the expansion portion 13C (15C) face each other. The optical deflection element 30 is smaller than the optical deflection element 10.
このように、抵抗部ＲＰの態様を変化させることで、抵抗部ＲＰにおける抵抗値を変化させることができる。これによって、電極部１３Ｂ（１５Ｂ）と分圧電極１７との間の電圧の変化態様を調整することが可能となる。
Thus, the resistance value in the resistance part RP can be changed by changing the mode of the resistance part RP. As a result, it is possible to adjust the voltage change mode between the electrode portion 13B (15B) and the voltage dividing electrode 17.
なお、単に、実施例１の光偏向素子１０において、拡張部１３Ｃ（拡張部１５Ｃ）と分極電圧１７との間の距離を変化させることで、抵抗部ＲＰの抵抗値を変化させることも可能である。また、拡張部１３Ｃ（拡張部１５Ｃ）及び分極電圧１７の伸張する長さを変化させることで、拡張部１７Ａと拡張部１３Ｄ（１５Ｄ）とが向かい合う領域の幅を変化させ、抵抗部ＲＰにおける抵抗値を変化させることも可能である。
In addition, in the optical deflection element 10 of the first embodiment, it is possible to change the resistance value of the resistance part RP by changing the distance between the extension part 13C (expansion part 15C) and the polarization voltage 17. is there. Further, by changing the extension length of the extension portion 13C (extension portion 15C) and the polarization voltage 17, the width of the region where the extension portion 17A and the extension portion 13D (15D) face each other is changed, and the resistance in the resistance portion RP is changed. It is also possible to change the value.
上記実施例においては、第１の高抵抗膜１９内の電圧が、分圧電極１７の近傍において０Ｖとなる場合を例に説明した。
In the above embodiment, the case where the voltage in the first high resistance film 19 is 0 V in the vicinity of the voltage dividing electrode 17 has been described as an example.
しかし、例えば、分圧電極１７からみて近位側に配されている電極部１３Ｂ（１５Ｂ）の影響を受けて、分圧電極１７の直下の液晶層２３内において電位が０Ｖからずれてしまう場合がある。そのような電極部１３Ｂ（１５Ｂ）の影響を打ち消すために、第１の高抵抗膜１９内の電圧を、分圧電極１７の近傍において０Ｖから僅かにずらすようにしてもよい。
However, for example, when the potential shifts from 0 V in the liquid crystal layer 23 immediately below the voltage dividing electrode 17 due to the influence of the electrode portion 13B (15B) disposed on the proximal side as viewed from the voltage dividing electrode 17. There is. In order to cancel the influence of such an electrode portion 13B (15B), the voltage in the first high resistance film 19 may be slightly shifted from 0 V in the vicinity of the voltage dividing electrode 17.
図６に、分圧電極１７の近傍の電位を０Ｖから僅かにずらした場合の光偏向素子１０の断面図及び第１の高抵抗膜１９における電位を示すグラフを示す。図６に示す様に、例えば、分圧電極１７近傍の電位を０Ｖから僅かにずらし、分圧電極１７からみて近位側に配されている電極部１３Ｂ（１５Ｂ）の電位と正負反対の電位となるようにしてもよい。このような電位の調整は、抵抗部ＲＰにおける抵抗値を変化させることで行うことが可能である。
FIG. 6 shows a sectional view of the optical deflection element 10 and a graph showing the potential in the first high resistance film 19 when the potential in the vicinity of the voltage dividing electrode 17 is slightly shifted from 0V. As shown in FIG. 6, for example, the potential in the vicinity of the voltage dividing electrode 17 is slightly shifted from 0 V, and the potential of the electrode portion 13B (15B) arranged on the proximal side as viewed from the voltage dividing electrode 17 is opposite to the potential. You may make it become. Such potential adjustment can be performed by changing the resistance value in the resistance unit RP.
上述した実施例における種々の構成等は、例示に過ぎず、用途等に応じて適宜選択することができる。
The various configurations and the like in the above-described embodiments are merely examples, and can be appropriately selected according to the usage and the like.
