WO2013073148A1 - 光偏向素子 - Google Patents

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WO2013073148A1
WO2013073148A1 PCT/JP2012/007225 JP2012007225W WO2013073148A1 WO 2013073148 A1 WO2013073148 A1 WO 2013073148A1 JP 2012007225 W JP2012007225 W JP 2012007225W WO 2013073148 A1 WO2013073148 A1 WO 2013073148A1
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potential
transparent electrode
signal voltage
transparent
substrate
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裕一 神林
奈留 臼倉
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical deflection element, and more particularly to an optical deflection element using liquid crystal.
  • An optical deflection element using liquid crystal is configured to emit incident light with its deflection direction changed by forming a predetermined electric field distribution in a liquid crystal layer provided between a pair of substrates.
  • the shape of at least one of the transparent electrodes is A configuration is disclosed in which a plurality of individual electrodes are arranged in a stripe shape, and the electrodes of the plurality of individual electrodes in each group are connected by high electrical resistance wiring.
  • a light deflection element using liquid crystal is provided so that a plurality of transparent electrodes are provided in stripes and a first substrate is opposed to the first substrate. And a second substrate having a transparent common electrode, and a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate.
  • a low potential signal voltage is applied to the common electrode and the odd-numbered transparent electrodes
  • a high potential signal voltage is applied to the even-numbered transparent electrodes.
  • the liquid crystal layer in the vicinity of each of the second transparent electrodes may be applied with a voltage having a higher potential than the low potential signal voltage applied to the transparent electrode.
  • the optical deflection element has room for improvement because the phase difference generated by the diffraction grating formed in the liquid crystal layer is reduced and the diffraction efficiency is lowered.
  • the present invention has been made in view of such points, and an object thereof is to increase the phase difference as much as possible.
  • a first transparent electrode is provided on the first transparent substrate side of a plurality of second transparent electrodes extending in parallel to each other in the first element substrate.
  • an optical deflection element includes a first transparent substrate, a first transparent electrode provided on the first transparent substrate, an interlayer insulating film provided so as to cover the first transparent electrode, and the interlayer A first element substrate including a plurality of second transparent electrodes provided on the insulating film so as to extend in parallel with each other; a second transparent substrate; and a third transparent electrode provided on the second transparent substrate, A second element substrate provided so that the third transparent electrode side faces each second transparent electrode side of the first element substrate, and a liquid crystal layer provided between the first element substrate and the second element substrate And a signal voltage that is set for each of the second transparent electrodes and repeats a low potential and a high potential as a whole and is applied to the plurality of second transparent electrodes, and the low potential signal is applied to the first transparent electrode. And a drive circuit configured to apply a voltage.
  • the plurality of second transparent electrodes are provided on the interlayer insulating film so as to extend in parallel with each other, and each second transparent electrode is formed on the plurality of second transparent electrodes by the drive circuit. Since a signal voltage that is set for each electrode and repeats a low potential and a high potential is applied as a whole, a portion corresponding to each second transparent electrode to which a low potential signal voltage is applied and a high potential signal voltage are A difference in refractive index occurs between the portions corresponding to the applied second transparent electrodes, whereby a continuous refractive index difference occurs in the liquid crystal layer, and each second transparent electrode to which a low potential signal voltage is applied.
  • a valley of a blazed diffraction grating is formed in a portion corresponding to, and a peak of a blazed diffraction grating is formed in a portion corresponding to each second transparent electrode to which a high potential signal voltage is applied.
  • the difference between the optical distance through which light passes through the trough of the diffraction grating and the optical distance through which light passes through the peak of the diffraction grating is the wavelength of the light. Since the difference in phase is the phase difference, in the optical deflection element using liquid crystal, the refractive index difference between the portion to which the low potential signal voltage is applied and the portion to which the high potential signal voltage is applied is increased.
  • the phase difference increases.
  • the first transparent electrode is provided on the first transparent substrate side of the plurality of second transparent electrodes, and the first transparent electrode (and the third transparent electrode of the second element substrate) is formed by the drive circuit. Since a low-potential signal voltage is applied, the liquid crystal layer near each second transparent electrode to which the low-potential signal voltage is applied has a lower potential than when the first transparent electrode is not disposed.
  • the refractive index of the liquid crystal layer near each second transparent electrode to which a low potential signal voltage is applied, and the refractive index of the liquid crystal layer near each second transparent electrode to which a high potential signal voltage is applied Is larger than that in the case where the first transparent electrode is not disposed, so that the phase difference becomes as large as possible.
  • the drive circuit is configured to apply, to each second transparent electrode to which the high potential signal voltage is applied, a signal voltage higher than an applied voltage at which the phase of each second transparent electrode changes by 2 ⁇ . Also good.
  • the drive circuit causes the high potential to be increased. Since a signal voltage higher than the applied voltage at which the phase of each second transparent electrode changes by 2 ⁇ is applied to each second transparent electrode to which the signal voltage is applied, the phase difference is maintained or expanded.
  • the drive circuit repeats a first potential and a second potential that is higher than the first potential in order with 2n (n is a natural number) adjacent to the plurality of second transparent electrodes as a unit. May be applied.
  • the drive circuit applies a signal voltage that sequentially repeats the low potential first potential and the high potential second potential to the plurality of second transparent electrodes with two adjacent ones as one unit. Therefore, a signal voltage pattern having a spatial rectangular wave shape is applied to the plurality of second transparent electrodes along the arrangement direction.
  • the drive circuit includes a first potential, a second potential,..., And an nth potential that increase in order, with n (n is a natural number of 3 or more) adjacent to the plurality of second transparent electrodes as one unit. It may be configured to apply a signal voltage that repeats the above in order.
  • the first potential, the second potential,... In which the potential increases in order by using the driving circuit as a unit with n (n is a natural number of 3 or more) adjacent to the plurality of second transparent electrodes. Since a signal voltage that sequentially repeats the nth potential and the nth potential is applied, a stepwise signal voltage pattern is spatially applied to the plurality of second transparent electrodes along the arrangement direction.
  • the drive circuit includes a first potential, a second potential,..., An (n + 1) th potential and a second potential that increase in order, with 2n + 2 (n is a natural number) adjacent to the plurality of second transparent electrodes as one unit.
  • the (n + 2) potential, and the (n + 3) potential that is the same potential as the above (n + 1) potential, and the signal voltage that sequentially repeats the (2n + 2) potential that is the same potential as the second potential are applied. It may be configured as follows.
  • the first potential, the second potential,..., (The second potential is increased in order, with 2n + 2 (n is a natural number) adjacent to the plurality of second transparent electrodes as one unit.
  • (n + 1) potential, (n + 2) potential, and (n + 3) potential in which the potential decreases in order,..., and (2n + 2) potential are sequentially applied to the signal voltage.
  • a spatially sinusoidal signal voltage pattern is applied along the arrangement direction.
  • the drive circuit may be configured such that a signal voltage applied to the third transparent electrode and a low potential signal voltage applied to at least one of the plurality of second transparent electrodes have the same potential. .
  • the liquid crystal layer A blazed diffraction grating is specifically formed.
  • the drive circuit may be configured such that the signal voltage applied to the third transparent electrode and the signal voltage of the first potential applied to at least one of the plurality of second transparent electrodes have the same potential. Good.
  • the signal voltage applied to the third transparent electrode and the signal voltage of the first potential applied to at least one of the plurality of second transparent electrodes become the same potential by the drive circuit, so that the liquid crystal A blazed diffraction grating is specifically formed on the layer.
  • the phase difference is made as large as possible. Can do.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical deflection element according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of a first element substrate constituting the optical deflection element according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a simplified schematic diagram of the optical deflection element according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a signal voltage application pattern in the optical deflection element according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing an electric field distribution in the liquid crystal layer constituting the optical deflection element according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a view showing a liquid crystal director in the liquid crystal layer constituting the optical deflection element according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a graph showing a phase profile in the optical deflection element according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the electrode configuration and the phase profile in the optical deflection element according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a graph illustrating a relationship between an applied voltage and a phase at a high potential application portion in the optical deflection element according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the applied voltage and the phase difference in the optical deflection element according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an application pattern of a variation of the signal voltage in the optical deflection element according to the first embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a signal voltage application pattern in the optical deflection element according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a graph showing a phase profile in the optical deflection element according to the second embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an application pattern of a first modification of the signal voltage in the optical deflection element according to the second embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an application pattern of a second modification of the signal voltage in the optical deflection element according to the second embodiment.
  • FIG. 16 is a simplified schematic diagram of the optical deflection element according to the third embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a signal voltage application pattern in the optical deflection element according to the third embodiment.
  • FIG. 18 is a graph showing a phase profile in the optical deflection element according to the third embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an application pattern of a first modification of the signal voltage in the optical deflection element according to the third embodiment.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an application pattern of a second modification of the signal voltage in the optical deflection element according to the third embodiment.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of an optical deflection element according to a comparative example.
  • FIG. 22 is a diagram showing an electric field distribution in the liquid crystal layer constituting the optical deflection element according to the comparative example.
  • FIG. 23 is a diagram showing a liquid crystal director in the liquid crystal layer constituting the optical deflection element according to the comparative example.
  • Embodiment 1 of the Invention 1 to 11 show Embodiment 1 of an optical deflection element according to the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the light deflection element 50 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the first element substrate 20 constituting the light deflection element 50.
  • the optical deflection element 50 is provided between the first element substrate 20 and the second element substrate 30 provided so as to face each other, and between the first element substrate 20 and the second element substrate 30.
  • the horizontal alignment type liquid crystal layer 40, the first element substrate 20 and the second element substrate 30 are bonded to each other, and a frame is used to enclose the liquid crystal layer 40 between the first element substrate 20 and the second element substrate 30.
  • a blazed diffraction grating G is formed in the liquid crystal layer 40.
  • the optical deflection element 50 has an effective area E (see FIG. 2) that functions as the diffraction grating G.
  • the first element substrate 20 includes a plurality of first transparent substrates 10a and a plurality of first element substrates 20 provided on the first transparent substrate 10a so as to extend in parallel to each other (in the vertical direction in FIG. 2).
  • a plurality of second transparent electrodes provided on the second interlayer insulating film 13 so as to extend parallel to each other (in the lateral direction in FIG. 2) 14 and an alignment film 15 provided so as to cover each second transparent electrode 14.
  • the drive circuit D is mounted on the first element substrate 20 outside the effective region E.
  • the solid first transparent electrode 12 is illustrated, but the first transparent electrode 12 may be formed in a stripe shape so as to intersect each second transparent electrode 14.
  • a plurality of second transparent electrodes 14 are connected to a plurality of signal wirings 11 through respective contact holes (not shown) formed in the first interlayer insulating film.
  • Each signal line 11 is connected to the drive circuit 45, and the first transparent electrode 12 is connected to the drive circuit 45 via another signal line.
  • the drive circuit 45 has a signal voltage set for each of the second transparent electrodes 14a to 14f so that the plurality of second transparent electrodes 14 (14a to 14f, see FIG. 3) repeat a low potential and a high potential as a whole. , That is, two adjacent ones of the plurality of second transparent electrodes 14 (14a to 14f) as one unit, as shown in FIG. 4 to be described later, a low potential first potential (0V) and a high potential A signal voltage that sequentially repeats the second potential (6V) is applied, and a signal voltage having a low first potential (0V) is applied to the first transparent electrode 12 and a third transparent electrode 22 described later. It is configured.
  • the driving circuit 45 changes the phase of each of the second transparent electrodes 14b, 14d, and 14f by 2 ⁇ to each of the second transparent electrodes 14b, 14d, and 14f to which the signal voltage of the second potential is applied for the reason described later. A signal voltage higher than the applied voltage is applied.
  • the second element substrate 30 is provided on the second transparent substrate 10b, the third interlayer insulating film 21 provided on the second transparent substrate 10b, and the third interlayer insulating film 21.
  • a third transparent electrode 22 and an alignment film 23 provided so as to cover the second transparent electrode 22 are provided.
  • the third transparent electrode 22 side of the second element substrate 30 is provided so as to face each second transparent electrode 14 side of the first element substrate 20.
  • the liquid crystal layer 40 is made of a nematic liquid crystal material having positive electro-optic characteristics with positive dielectric anisotropy. Further, as the liquid crystal mode, ECB (Electrically-Controlled Birefringence), OCB (Optically-Compensated Bend), IPS (In-Plane-Switching), or the like is used.
  • ECB Electro-Controlled Birefringence
  • OCB Optically-Compensated Bend
  • IPS In-Plane-Switching
  • the manufacturing method of the optical deflection element 50 of this embodiment includes a first element substrate manufacturing process, a second element substrate manufacturing process, and a liquid crystal injection process.
  • a metal film such as a titanium film is formed to a thickness of about 50 nm to 500 nm by sputtering, for example, on the entire substrate of the first transparent substrate 10a such as a glass substrate, and then photolithography is performed on the metal film. Then, the signal wiring 11 is formed by performing dry etching and resist peeling cleaning.
  • an inorganic insulating film such as a silicon oxide film is formed to a thickness of about 100 nm to 1000 nm on the entire substrate on which the signal wiring 11 is formed by, for example, plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and then the inorganic insulating film is formed.
  • a first interlayer insulating film is formed by performing photolithography, dry etching, and resist peeling cleaning on the film. When the signal wiring 11 and the second transparent electrode 14 are in direct contact, the first interlayer insulating film may be omitted.
  • the transparent conductive film such as an IZO (Indium Zinc Oxide) film to a thickness of about 100 nm to 150 nm on the entire substrate on which the first interlayer insulating film has been formed, for example, by sputtering
  • the transparent conductive film is formed by performing photolithography, wet etching, and resist peeling cleaning on the film.
  • an inorganic insulating film such as a silicon oxide film is formed to a thickness of about 100 nm to 1000 nm on the entire substrate on which the first transparent electrode 12 has been formed, for example, by plasma CVD, and then applied to the inorganic insulating film.
  • the second interlayer insulating film 13 is formed by performing photolithography, dry etching, and resist removal cleaning.
  • the second transparent electrode 14 is formed by performing photolithography, wet etching, and resist peeling cleaning.
  • the alignment film 15 is formed by baking and rubbing the applied film. Form.
  • the first element substrate 20 can be manufactured as described above.
  • an inorganic insulating film such as a silicon oxide film is formed to a thickness of about 100 nm to 1000 nm on the entire substrate of the second transparent substrate 10b such as a glass substrate by, for example, a plasma CVD method. 21 is formed.
  • a transparent conductive film such as an IZO film is formed to a thickness of about 100 nm to 150 nm on the entire substrate on which the third interlayer insulating film 21 has been formed, for example, by sputtering, thereby forming the third transparent electrode 22.
  • the alignment film 23 is formed by performing baking and rubbing treatment on the applied film. To do.
  • the second element substrate 30 can be manufactured as described above.
  • ⁇ Liquid crystal injection process First, for example, after a seal material made of UV (ultraviolet) curing and thermosetting resin is printed in a frame shape on the surface of the second element substrate 30 manufactured in the second element substrate manufacturing process, A liquid crystal material is dropped inside the printed sealing material.
  • a seal material made of UV (ultraviolet) curing and thermosetting resin is printed in a frame shape on the surface of the second element substrate 30 manufactured in the second element substrate manufacturing process.
  • the second element substrate 30 onto which the liquid crystal material has been dropped and the first element substrate 20 manufactured in the first element substrate manufacturing process are bonded together under reduced pressure, and then the bonded body bonded together. Is released to atmospheric pressure to pressurize the front and back surfaces of the bonded body.
  • the sealing material is cured by heating the bonded body.
  • the light deflection element 50 of the present embodiment can be manufactured.
  • the manufacturing method by the ODF (One Drop Drop Fill) method is exemplified, but the light deflection element 50 may be manufactured by a vacuum injection method.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of the light deflection element 50 which is simplified by extracting the first transparent electrode 12, the second transparent electrodes 14 (14a to 14f), and the third transparent electrode 22.
  • FIG. FIG. 4 is a diagram showing a signal voltage application pattern in the optical deflection element 50.
  • 5 and 6 are diagrams respectively showing an electric field distribution and a liquid crystal director in the liquid crystal layer 40 constituting the optical deflection element 50 in the signal voltage application pattern of FIG.
  • FIG. 7 is a graph showing a phase profile in the optical deflection element 50 in the signal voltage application pattern of FIG.
  • the solid curve A is for the optical deflection element 50 of the present embodiment
  • the dashed curve B is for the optical deflection element 150 of a comparative example described later.
  • a signal voltage of 0 V is applied to the first transparent electrode 12, the second transparent electrode 14a, the second transparent electrode 14c, the second transparent electrode 14e, and the third transparent electrode 22.
  • a signal voltage of 6V is applied to the second transparent electrode 14b, the second transparent electrode 14d, and the second transparent electrode 14f, so that the second transparent electrode 14a, the second transparent electrode 14a,
  • the voltage in the vicinity of the second transparent electrode 14c and the second transparent electrode 14e is about 0.3V to 1.7V and approaches 0V, so that the phase difference is relatively large (see curve A in FIG. 7).
  • the director of the liquid crystal layer 40 on the second transparent electrode 10b side is parallel to the substrate surface as shown in FIG.
  • a signal voltage of 0 V is applied to the second transparent electrode 114a, the second transparent electrode 114c, the second transparent electrode 114e, and the third transparent electrode 122.
  • a 6V signal voltage is applied to the second transparent electrode 114b, the second transparent electrode 114d, and the second transparent electrode 114f, as shown in the voltage distribution of FIG. 22, the second transparent electrode 114a, the second transparent electrode 114c, and the second transparent electrode 114f are applied. Since the voltage in the vicinity of the two transparent electrodes 114e is about 0.5 V to 2.0 V, the phase difference is relatively small (see curve B in FIG. 7).
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of an optical deflection element 150 of a comparative example.
  • 22 and 23 are diagrams showing an electric field distribution and a liquid crystal director in the liquid crystal layer 140 constituting the light deflection element 150 in the signal voltage application pattern of FIG.
  • the light deflection element 150 is provided between the first element substrate 120 and the second element substrate 130 provided to face each other, and between the first element substrate 120 and the second element substrate 130.
  • a horizontal alignment type liquid crystal layer 140 provided.
  • the first element substrate 120 includes a first transparent substrate 110a and a plurality of first element substrates 120 provided on the first transparent substrate 110a so as to extend in parallel with each other through a first interlayer insulating film 113.
  • a second transparent electrode 114 (114a to 114f) and an alignment film 115 provided so as to cover each second transparent electrode 114 are provided.
  • the second element substrate 130 includes a second transparent substrate 110b, a second transparent electrode 122 provided on the second transparent substrate 110b with a second interlayer insulating film 121 interposed therebetween, 2 and an alignment film 123 provided to cover the transparent electrode 122.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the electrode configuration and the phase profile in the optical deflection element 50.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the applied voltage and the phase at the high potential application portion in the optical deflection element 50.
  • FIG. 10 is a graph showing the phase difference (Pd in FIG. 8) when the applied voltage at the high potential application portion in the optical deflection element 50 is changed.
  • the solid curve A is for the optical deflection element 50 of this embodiment having a two-layer electrode structure
  • the broken curve B is a comparison having a one-layer electrode structure. This is the example of the light deflection element 150.
  • the liquid crystal layer 40 is driven by a low potential signal voltage applied to the first transparent electrode 12 as shown in FIG. Of the second transparent electrodes 14b, 14d and 14f to which the high potential signal voltage is applied (see region R in FIG. 8) (see the region R in FIG. 8).
  • the curve A in FIG. 9 becomes smaller than the comparative example (see curve B in the graph) of the optical deflection element 150 having a single-layer electrode structure (second transparent electrode).
  • the phase difference (see curve A in the graph) in the optical deflection element 50 having the two-layer electrode structure is the light having the one-layer electrode structure when the applied voltage is 5 V or more, as shown in FIG.
  • the optical deflecting element 50 Since it becomes larger than the phase difference in the deflecting element 150 (see curve B in the graph), in the optical deflecting element 50, it is necessary to apply a signal voltage having a high potential of 5 V or more to the second transparent electrodes 14b, 14d and 14f. .
  • the phase of the second transparent electrodes 14b, 14d and 14f to which the high potential signal voltage is applied is larger than 2 ⁇ (6.28) as shown in FIG.
  • a signal voltage higher than an applied voltage whose phase changes by 2 ⁇ is applied to each of the second transparent electrodes 14b, 14d and 14f to which a high potential signal voltage is applied.
  • the phase difference is maximized when the applied voltage is about 6V, each of the second transparent electrodes 14b, 14d to which a high potential signal voltage is applied. And a case where a signal voltage of 6 V is applied to 14f.
  • an optical deflection element that applies a signal voltage that sequentially repeats the first potential (0 V) and the second potential (6 V) to the plurality of second transparent electrodes 14 with two adjacent electrodes as one unit.
  • the light deflection element 50 is composed of 2n (n is a natural number) adjacent to the plurality of second transparent electrodes 14 as one unit.
  • a first potential (0V) signal voltage is applied to the second transparent electrodes 14a and 1b
  • a second potential (6V) signal voltage is applied to the second transparent electrodes 14c and 14d.
  • a signal voltage that sequentially repeats the potential (0 V) and the second potential (6 V) may be applied.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an application pattern of a modification of the signal voltage in the optical deflection element 50.
  • the plurality of second transparent electrodes 14 are provided on the interlayer insulating film 13 so as to extend in parallel with each other on the first element substrate 20, and the drive circuit 45, a plurality of second transparent electrodes 14 are set for each second transparent electrode 14, and the first low potential (0V) and the second high potential (6V) are repeated as a whole.
  • a valley of a blazed diffraction grating G is formed in a portion corresponding to each applied second transparent electrode 14a, 14c, and 14e, and each second transparent electrode 14b to which a signal voltage of a second potential (6V) is applied, Crests of a blazed diffraction grating G are formed at portions corresponding to 14d and 14f.
  • the difference between the optical distance through which light passes through the trough of the diffraction grating and the optical distance through which light passes through the peak of the diffraction grating is the wavelength of the light.
  • the difference in phase is the phase difference
  • the first transparent electrode 12 is provided on the first transparent substrate side 10 a of the plurality of second transparent electrodes 14, and the first transparent electrode 12 and the second element substrate 30 are driven by the drive circuit 45. Since the signal voltage of the first potential (0V) is applied to the third transparent electrode 22, the liquid crystal layer 40 in the vicinity of each of the second transparent electrodes 14a, 14c and 14e to which the signal voltage of the first potential (0V) is applied.
  • the refractive index of the liquid crystal layer 40 in the vicinity of each of the second transparent electrodes 14a, 14c and 14e to which the signal voltage of the first potential (0V) was applied, and the signal voltage of the second potential (6V) were applied. Since the difference from the refractive index of the liquid crystal layer 40 in the vicinity of each of the second transparent electrodes 14b, 14d, and 14f becomes larger than when the first transparent electrode 12 is not disposed, the phase difference can be made as large as possible. The diffraction efficiency can be improved.
  • the electric field distribution is shifted to the low potential side by arranging the first transparent electrode 12 on the first transparent substrate 10a side of the plurality of second transparent electrodes 14.
  • the drive circuit D applies to the second transparent electrodes 14b, 14d, and 14f to which the high-potential second-potential signal voltage is applied, so that the phase of the second transparent electrodes 14b, 14d, and 14f changes by 2 ⁇ . Since a signal voltage higher than the voltage is applied, the phase difference can be maintained or expanded.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a signal voltage application pattern in the optical deflection element of the present embodiment.
  • FIG. 13 is a graph showing a phase profile in the optical deflection element in the signal voltage application pattern of FIG.
  • FIGS. 14 and 15 are diagrams showing application patterns of the first and second modifications of the signal voltage in the optical deflection element of the present embodiment, respectively.
  • the solid curve A is for the optical deflector 50 having the two-layer electrode structure of the present embodiment
  • the broken curve B is the light of the comparative example having the one-layer electrode structure. This is for the deflection element 150.
  • the same parts as those in FIGS. 1 to 11 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the light deflection element 50 that applies a spatially rectangular signal voltage pattern to the plurality of second transparent electrodes 14 is exemplified.
  • the plurality of second transparent electrodes 14 have a space.
  • An optical deflection element 50 that applies a stepped signal voltage pattern is illustrated.
  • the drive circuit 45 of the present embodiment includes a plurality of second transparent electrodes 14 each having three adjacent ones as a unit, a low potential first potential (0 V), and a medium potential second potential.
  • a signal voltage that sequentially repeats (3V) and a high third potential (6V), that is, a signal voltage of 0V is applied to the first transparent electrode 12, the second transparent electrode 14a, the second transparent electrode 14d, and the third transparent electrode 22.
  • a signal voltage of 3V is applied to the second transparent electrode 14b and the second transparent electrode 14e, and a signal voltage of 6V is applied to the second transparent electrode 14c and the second transparent electrode 14f.
  • the application portion of each of the second transparent electrodes 14a and 14d to which the signal voltage of 0V is applied approaches 0V by the first transparent electrode 12 to which the signal voltage of 0V is applied.
  • the phase difference is larger than that of the optical deflector 150 of the comparative example having a one-layer electrode structure (see curve B in the graph) (see curve A in the graph).
  • a signal voltage that sequentially repeats the first potential (0 V), the second potential (3 V), and the third potential (6 V) with a plurality of adjacent two transparent electrodes 14 as one unit The light deflection element 50 is applied to the plurality of second transparent electrodes 14, with n (n is a natural number of 3 or more) adjacent to one unit, for example, as shown in FIG.
  • n is a natural number of 3 or more
  • a signal voltage that sequentially repeats the first potential (0 V), the second potential (2 V), the third potential (4 V), and the fourth potential (6 V) is applied with four adjacent units as one unit.
  • the first potential (0V), the second potential (1.5V), the third potential (3V), the fourth potential (4.5V), and the first potential are set to 5 units as one unit. You may be comprised so that the signal voltage which repeats 5 electric potential (6V) in order may be applied.
  • the plurality of second transparent electrodes 14 are provided on the interlayer insulating film 13 so as to extend in parallel with each other on the first element substrate 20, and the drive circuit 45, a plurality of second transparent electrodes 14 are set for each second transparent electrode 14, and as a whole, a low first potential (0V), a middle potential second potential (3V), and a high potential third potential.
  • the potential (6V) is repeated, that is, stepwise pattern signal voltages are applied spatially along the electrode arrangement direction, and the first transparent substrate side of the plurality of second transparent electrodes 14 in the first element substrate 20 is applied.
  • the first transparent electrode 12 is provided at 10a, and the signal voltage of the first potential (0 V) is applied to the first transparent electrode 12 and the third transparent electrode 22 of the second element substrate 30 by the drive circuit 45.
  • Embodiment 1 Similarly, the refractive index of the liquid crystal layer 40 in the vicinity of each of the second transparent electrodes 14a and 14d to which the low-potential first potential (0V) signal voltage is applied, and the high-potential third potential (6V) signal voltage.
  • the difference between the refractive index of the liquid crystal layer 40 in the vicinity of each of the second transparent electrodes 14c and 14f to which is applied can be increased as much as possible, and the diffraction efficiency can be improved. it can.
  • FIG. 16 is a simplified schematic diagram of the light deflection element 50 of the present embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram showing a signal voltage application pattern in the optical deflection element 50.
  • FIG. 18 is a graph showing a phase profile in the optical deflection element 50 in the signal voltage application pattern of FIG.
  • FIGS. 19 and 20 are diagrams showing application patterns of the first and second modifications of the signal voltage in the optical deflection element 50, respectively.
  • the light deflection element 50 that applies a spatially rectangular or stepped signal voltage pattern to the plurality of second transparent electrodes 14 is exemplified.
  • the plurality of second transparent electrodes 14 illustrates an optical deflecting element 50 that applies a spatially sinusoidal signal voltage pattern.
  • a plurality of second transparent electrodes 14 having second transparent electrodes 14a to 14i are provided.
  • the drive circuit 45 of the present embodiment includes a plurality of second transparent electrodes 14 each having four adjacent ones as a unit, a low first potential (0 V), and a second intermediate potential. (3 V), a high potential third potential (6 V), and a medium potential fourth potential (3 V) in order, that is, a first transparent electrode 12, a second transparent electrode 14a, a second transparent electrode 14e, A signal voltage of 0V is applied to the second transparent electrode 14i and the third transparent electrode 22, and a signal voltage of 3V is applied to the second transparent electrode 14b, the second transparent electrode 14d, the second transparent electrode 14f, and the second transparent electrode 14h.
  • the signal voltage of 6V is applied to the second transparent electrode 14c and the second transparent electrode 14g.
  • the application portion by each of the second transparent electrodes 14a, 14e and 14i to which the 0V signal voltage is applied approaches 0V by the first transparent electrode 12 to which the 0V signal voltage is applied.
  • the phase difference is larger than that of the optical deflector 150 of the comparative example having a one-layer electrode structure (see curve B in the graph) (see curve A in the graph).
  • a plurality of the second transparent electrodes 14 each having four adjacent ones as a unit, the first potential (0 V), the second potential (3 V), the third potential (6 V), and the fourth potential ( 3V) is illustrated as an example of the optical deflection element 50 that applies a signal voltage that sequentially repeats, but the optical deflection element 50 has a plurality of second transparent electrodes 14 with 2n + 2 (n is a natural number) adjacent to one unit, for example, As shown in FIG. 19, the first potential (0V), the second potential (2V), the third potential (4V), the fourth potential (6V), and the fifth potential (4V) with six adjacent units as one unit. And the sixth potential (2V) are sequentially applied, or as shown in FIG.
  • Second potential (3V), fourth potential (4.5V), fifth potential (6V), sixth potential 4.5V), may be configured as seventh potential (3V) and the eighth potential (1.5V) is applied a signal voltage that repeats sequentially.
  • the plurality of second transparent electrodes 14 are provided on the interlayer insulating film 13 so as to extend in parallel with each other on the first element substrate 20, and the drive circuit 45, a plurality of second transparent electrodes 14 are set for each second transparent electrode 14, and as a whole, a low potential first potential (0V), a medium potential second potential (3V), and a high potential third potential.
  • the potential (6V) and the fourth potential (3V) of the medium potential are repeated, that is, a signal voltage having a spatial sine wave pattern is applied along the electrode arrangement direction, and a plurality of signal voltages are applied to the first element substrate 20.
  • the first transparent electrode 12 is provided on the first transparent substrate side 10 a of the second transparent electrode 14, and the first transparent electrode 12 and the third transparent electrode 22 of the second element substrate 30 are applied to the first transparent electrode 12 and the third transparent electrode 22 of the second element substrate 30 by the drive circuit 45.
  • Signal voltage of potential (0V) Therefore, as in the first embodiment, the refractive index of the liquid crystal layer 40 in the vicinity of each of the second transparent electrodes 14a, 14e, and 14i to which the signal voltage of the low first potential (0V) is applied,
  • the phase difference is made as large as possible. The diffraction efficiency can be improved.
  • an optical deflecting element having a horizontal alignment type liquid crystal layer using a nematic liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy is illustrated.
  • the present invention is not limited to a ferroelectric liquid crystal material.
  • the present invention can also be applied to an optical deflection element including the liquid crystal layer used, an optical deflection element including a vertical alignment type liquid crystal layer using a nematic liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy.
  • the present invention can increase the phase difference in an optical deflection element using liquid crystal, so that beam steering to both eyes in a 3D display capable of following according to the position of an observer, It is useful as a tracking device, optical scanner, optical switch for optical communication, etc. in all displays.

Abstract

　本願発明に係る光偏向素子は、第１透明基板（１０ａ）に設けられた第１透明電極（１２）、第１透明電極（１２）を覆う層間絶縁膜（１３）、及び層間絶縁膜（１３）上に設けられた互いに平行に延びる複数の第２透明電極（１４）を備えた第１素子基板（２０）と、第１素子基板（２０）に対向する第２素子基板（３０）と、第１素子基板（２０）及び第２素子基板（３０）の間に設けられた液晶層（４０）と、複数の第２透明電極（１４）に、各第２透明電極（１４）毎に設定され、全体として低電位及び高電位を繰り返す信号電圧をそれぞれ印加し、第１透明電極（１２）に低電位の信号電圧を印加する駆動回路とを備えている。

Description

光偏向素子
　本発明は、光偏向素子に関し、特に、液晶を用いた光偏向素子に関するものである。
　液晶を用いた光偏向素子は、一対の基板の間に設けられた液晶層に所定の電界分布を形成することにより、入射する光をその偏向方向を変えて出射するように構成されている。
　例えば、特許文献１には、上下の透明電極に挟まれた屈折率異方性を有する媒質の方位を上下の透明電極を介して電界制御する光偏向素子において、少なくとも一方の透明電極の形状がストライプ状に複数の個別電極を配した少なくとも１つの群で構成され、その各群における複数の個別電極の電極間が高電気抵抗の配線で接続された構成が開示されている。
特開２００３－２３３０９４号公報
　ところで、液晶を用いた光偏向素子は、特許文献１に開示されているように、例えば、複数の透明電極がストライプ状に設けられた第１基板と、第１基板に互いに対向するように設けられ、透明な共通電極を有する第２基板と、第１基板及び第２基板の間に設けられた液晶層と備えている。ここで、上記構成の液晶を用いた光偏向素子において、共通電極及び奇数番目の各透明電極に低電位の信号電圧を印加すると共に、偶数番目の各透明電極に高電位の信号電圧を印加することにより、液晶層にブレーズド型の回折格子を形成する場合には、奇数番目の各透明電極の付近の液晶層がそれに隣り合う偶数番目の各透明電極の印加電圧の影響を受け易いので、奇数番目の各透明電極の付近の液晶層は、その透明電極に印加された低電位の信号電圧よりも高電位の電圧が印加されるおそれがある。そうなると、その光偏向素子では、液晶層に形成される回折格子によって発生する位相差が小さくなって、回折効率が低下してしまうので、改善の余地がある。
　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、位相差を可及的に大きくすることにある。
　上記目的を達成するために、本発明は、第１素子基板において、互いに平行に延びる複数の第２透明電極の第１透明基板側に第１透明電極を設けるようにしたものである。
　具体的に本発明に係る光偏向素子は、第１透明基板、該第１透明基板に設けられた第１透明電極、該第１透明電極を覆うように設けられた層間絶縁膜、及び該層間絶縁膜上に互いに平行に延びるように設けられた複数の第２透明電極を備えた第１素子基板と、第２透明基板、及び該第２透明基板に設けられた第３透明電極を備え、該第３透明電極側が上記第１素子基板の各第２透明電極側に対向するように設けられた第２素子基板と、上記第１素子基板及び第２素子基板の間に設けられた液晶層と、上記複数の第２透明電極に、該各第２透明電極毎に設定され、全体として低電位及び高電位を繰り返す信号電圧をそれぞれ印加すると共に、上記第１透明電極に上記低電位の信号電圧を印加するように構成された駆動回路とを備えている。
　上記の構成によれば、第１素子基板において、複数の第２透明電極が層間絶縁膜上に互いに平行に延びるように設けられ、駆動回路によって、複数の第２透明電極に、各第２透明電極毎に設定され、全体として低電位及び高電位を繰り返す信号電圧がそれぞれ印加されるので、低電位の信号電圧が印加された各第２透明電極に対応する部分と、高電位の信号電圧が印加された各第２透明電極に対応する部分との間に屈折率差が生じることにより、液晶層に連続的な屈折率差が生じ、低電位の信号電圧が印加された各第２透明電極に対応する部分にブレーズド型の回折格子の谷が形成され、高電位の信号電圧が印加された各第２透明電極に対応する部分にブレーズド型の回折格子の山が形成される。ここで、透過型の（ブレーズド型の）回折格子では、回折格子の谷を光が通過する光学的な距離と、回折格子の山を光が通過する光学的な距離との差を光の波長で割ったものが位相差であるので、液晶を用いた光偏向素子では、低電位の信号電圧が印加された部分と、高電位の信号電圧が印加された部分との屈折率差を大きくすることにより、位相差が大きくなる。そして、第１素子基板において、複数の第２透明電極の第１透明基板側に第１透明電極が設けられ、駆動回路によって、第１透明電極（及び第２素子基板の第３透明電極）に低電位の信号電圧が印加されるので、低電位の信号電圧が印加された各第２透明電極の付近の液晶層が第１透明電極を配置させない場合よりも低電位になる。これにより、低電位の信号電圧が印加された各第２透明電極の付近の液晶層の屈折率と、高電位の信号電圧が印加された各第２透明電極の付近の液晶層の屈折率との差が第１透明電極を配置させない場合よりも大きくなるので、位相差が可及的に大きくなる。
　上記駆動回路は、上記高電位の信号電圧が印加される各第２透明電極に、該各第２透明電極における位相が２π変化する印加電圧よりも高い信号電圧を印加するように構成されていてもよい。
　上記の構成によれば、複数の第２透明電極の第１透明基板側に第１透明電極を配置させたことにより、電界分布が低電位側にシフトしても、駆動回路によって、高電位の信号電圧が印加される各第２透明電極に、各第２透明電極における位相が２π変化する印加電圧よりも高い信号電圧が印加されるので、位相差が保持又は拡大される。
　上記駆動回路は、上記複数の第２透明電極に、隣り合う２ｎ（ｎは自然数）個を１単位として、第１電位、及び該第１電位よりも電位が高い第２電位を順に繰り返す信号電圧を印加するように構成されていてもよい。
　上記の構成によれば、駆動回路によって、複数の第２透明電極に、隣り合う２つを１単位として、低電位の第１電位、及び高電位の第２電位を順に繰り返す信号電圧が印加されるので、複数の第２透明電極には、その配列方向に沿って空間的に矩形波状の信号電圧のパターンが印加される。
　上記駆動回路は、上記複数の第２透明電極に、隣り合うｎ（ｎは３以上の自然数）個を１単位として、電位が順に高くなる第１電位、第２電位、…、及び第ｎ電位を順に繰り返す信号電圧を印加するように構成されていてもよい。
　上記の構成によれば、駆動回路によって、複数の第２透明電極に、隣り合うｎ（ｎは３以上の自然数）個を１単位として、電位が順に高くなる第１電位、第２電位、…、及び第ｎ電位を順に繰り返す信号電圧が印加されるので、複数の第２透明電極には、その配列方向に沿って空間的にステップ状の信号電圧のパターンが印加される。
　上記駆動回路は、上記複数の第２透明電極に、隣り合う２ｎ＋２（ｎは自然数）個を１単位として、電位が順に高くなる第１電位、第２電位、…、第（ｎ＋１）電位及び第（ｎ＋２）電位、並びに電位が順に低くなる上記（ｎ＋１）電位と同電位の第（ｎ＋３）電位、…、及び上記第２電位と同電位の第（２ｎ＋２）電位を順に繰り返す信号電圧を印加するように構成されていてもよい。
　上記の構成によれば、駆動回路によって、複数の第２透明電極に、隣り合う２ｎ＋２（ｎは自然数）個を１単位として、電位が順に高くなる第１電位、第２電位、…、第（ｎ＋１）電位及び第（ｎ＋２）電位、並びに電位が順に低くなる第（ｎ＋３）電位、…、及び第（２ｎ＋２）電位を順に繰り返す信号電圧が印加されるので、複数の第２透明電極には、その配列方向に沿って空間的に正弦波状の信号電圧のパターンが印加される。
　上記駆動回路は、上記第３透明電極に印加する信号電圧と、上記複数の第２透明電極の少なくとも１つに印加する低電位の信号電圧とを同電位にするように構成されていてもよい。
　上記の構成によれば、駆動回路によって、第３透明電極に印加する信号電圧と、複数の第２透明電極の少なくとも１つに印加する低電位の信号電圧とが同電位になるので、液晶層にブレーズド型の回折格子が具体的に形成される。
　上記駆動回路は、上記第３透明電極に印加する信号電圧と、上記複数の第２透明電極の少なくとも１つに印加する第１電位の信号電圧とを同電位にするように構成されていてもよい。
　上記の構成によれば、駆動回路によって、第３透明電極に印加する信号電圧と、複数の第２透明電極の少なくとも１つに印加する第１電位の信号電圧とが同電位になるので、液晶層にブレーズド型の回折格子が具体的に形成される。
　本発明によれば、第１素子基板において、互いに平行に延びる複数の第２透明電極の第１透明基板側に第１透明電極が設けられているので、位相差を可及的に大きくすることができる。
図１は、実施形態１に係る光偏向素子の断面図である。 図２は、実施形態１に係る光偏向素子を構成する第１素子基板の平面図である。 図３は、実施形態１に係る光偏向素子を簡略化した模式図である。 図４は、実施形態１に係る光偏向素子における信号電圧の印加パターンを示す図である。 図５は、実施形態１に係る光偏向素子を構成する液晶層における電界分布を示す図である。 図６は、実施形態１に係る光偏向素子を構成する液晶層における液晶ダイレクターを示す図である。 図７は、実施形態１に係る光偏向素子における位相プロファイルを示すグラフである。 図８は、実施形態１に係る光偏向素子における電極構成と位相プロファイルとの関係を示す図である。 図９は、実施形態１に係る光偏向素子における高電位印加部分での印加電圧と位相との関係を示すグラフである。 図１０は、実施形態１に係る光偏向素子における印加電圧と位相差との関係を示すグラフである。 図１１は、実施形態１に係る光偏向素子における信号電圧の変形例の印加パターンを示す図である。 図１２は、実施形態２に係る光偏向素子における信号電圧の印加パターンを示す図である。 図１３は、実施形態２に係る光偏向素子における位相プロファイルを示すグラフである。 図１４は、実施形態２に係る光偏向素子における信号電圧の変形例１の印加パターンを示す図である。 図１５は、実施形態２に係る光偏向素子における信号電圧の変形例２の印加パターンを示す図である。 図１６は、実施形態３に係る光偏向素子を簡略化した模式図である。 図１７は、実施形態３に係る光偏向素子における信号電圧の印加パターンを示す図である。 図１８は、実施形態３に係る光偏向素子における位相プロファイルを示すグラフである。 図１９は、実施形態３に係る光偏向素子における信号電圧の変形例１の印加パターンを示す図である。 図２０は、実施形態３に係る光偏向素子における信号電圧の変形例２の印加パターンを示す図である。 図２１は、比較例に係る光偏向素子の断面図である。 図２２は、比較例に係る光偏向素子を構成する液晶層における電界分布を示す図である。 図２３は、比較例に係る光偏向素子を構成する液晶層における液晶ダイレクターを示す図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。
　《発明の実施形態１》
　図１～図１１は、本発明に係る光偏向素子の実施形態１を示している。具体的に、図１は、本実施形態の光偏向素子５０の断面図である。また、図２は、光偏向素子５０を構成する第１素子基板２０の平面図である。
　光偏向素子５０は、図１に示すように、互いに対向するように設けられた第１素子基板２０及び第２素子基板３０と、第１素子基板２０及び第２素子基板３０の間に設けられた水平配向型の液晶層４０と、第１素子基板２０及び第２素子基板３０を互いに接着すると共に、第１素子基板２０及び第２素子基板３０の間に液晶層４０を封入するために枠状に設けられたシール材（不図示）とを備え、液晶層４０にブレーズド型の回折格子Ｇを形成するように構成されている。なお、光偏向素子５０には、回折格子Ｇとして機能する有効領域Ｅ（図２参照）が規定されている。
　第１素子基板２０は、図１及び図２に示すように、第１透明基板１０ａと、第１透明基板１０ａ上に（図２中の縦方向に）互いに平行に延びるように設けられた複数の信号配線１１と、各信号配線１１を覆うように設けられた第１層間絶縁膜（不図示）と、第１透明基板１０ａ上に設けられた第１透明電極１２と、第１透明電極１２を覆うように設けられた第２層間絶縁膜１３と、第２層間絶縁膜１３上に設けられ、（図２中の横方向に）互いに平行に延びるように設けられた複数の第２透明電極１４と、各第２透明電極１４を覆うように設けられた配向膜１５とを備えている。ここで、第１素子基板２０には、有効領域Ｅの外側に駆動回路Ｄが実装されている。なお、本実施形態では、べた状の第１透明電極１２を例示したが、第１透明電極１２は、各第２透明電極１４に交差するようにストライプ状に形成されていてもよい。
　第１素子基板２０では、図２に示すように、複数の第２透明電極１４が第１層間絶縁膜に形成された各コンタクトホール（不図示）を介して複数の信号配線１１にそれぞれ接続され、各信号配線１１が駆動回路４５に接続されていると共に、第１透明電極１２が他の信号配線を介して駆動回路４５に接続されている。
　駆動回路４５は、複数の第２透明電極１４（１４ａ～１４ｆ、図３参照）に、全体として低電位及び高電位を繰り返すように、各第２透明電極１４ａ～１４ｆ毎に設定された信号電圧をそれぞれ印加する、すなわち、複数の第２透明電極１４（１４ａ～１４ｆ）の隣り合う２つを１単位として、後述する図４に示すように、低電位の第１電位（０Ｖ）及び高電位の第２電位（６Ｖ）を順に繰り返すような信号電圧を印加すると共に、第１透明電極１２及び後述する第３透明電極２２に低電位の第１電位（０Ｖ）の信号電圧を印加するように構成されている。また、駆動回路４５は、後述する理由により、第２電位の信号電圧が印加される各第２透明電極１４ｂ、１４ｄ及び１４ｆに、各第２透明電極１４ｂ、１４ｄ及び１４ｆにおける位相が２π変化する印加電圧よりも高い信号電圧を印加するように構成されている。
　第２素子基板３０は、図１に示すように、第２透明基板１０ｂと、第２透明基板１０ｂ上に設けられた第３層間絶縁膜２１と、第３層間絶縁膜２１上に設けられた第３透明電極２２と、第２透明電極２２を覆うように設けられた配向膜２３とを備えている。
　なお、光偏向素子５０では、図１に示すように、第２素子基板３０の第３透明電極２２側が第１素子基板２０の各第２透明電極１４側に対向するように設けられている。
　液晶層４０は、誘電率異方性が正の電気光学特性を有するネマチックの液晶材料などにより構成されている。また、液晶モードとしては、ＥＣＢ（Electrically-Controlled Birefringence）、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend）、ＩＰＳ（In-Plane-Switching）などが用いられる。
　次に、本実施形態の光偏向素子５０の製造方法について説明する。なお、本実施形態の光偏向素子５０の製造方法は、第１素子基板製造工程、第２素子基板製造工程及び液晶注入工程を備える。
　＜第１素子基板製造工程＞
　まず、ガラス基板などの第１透明基板１０ａの基板全体に、例えば、スパッタリング法により、チタン膜などの金属膜を厚さ５０ｎｍ～５００ｎｍ程度に成膜した後に、その金属膜に対して、フォトリソグラフィ、ドライエッチング及びレジストの剥離洗浄を行うことにより、信号配線１１を形成する。
　続いて、信号配線１１が形成された基板全体に、例えば、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を厚さ１００ｎｍ～１０００ｎｍ程度に成膜した後に、その無機絶縁膜に対して、フォトリソグラフィ、ドライエッチング及びレジストの剥離洗浄を行うことにより、第１層間絶縁膜を形成する。なお、信号配線１１と第２透明電極１４とを直接的にコンタクトさせる場合には、この第１層間絶縁膜を省略してもよい。
　さらに、上記第１層間絶縁膜が形成された基板全体に、例えば、スパッタリング法により、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜などの透明導電膜を厚さ１００ｎｍ～１５０ｎｍ程度に成膜した後に、その透明導電膜に対して、フォトリソグラフィ、ウエットエッチング及びレジストの剥離洗浄を行うことにより、第１透明電極１２を形成する。
　そして、第１透明電極１２が形成された基板全体に、例えば、プラズマＣＶＤ法により、酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を厚さ１００ｎｍ～１０００ｎｍ程度に成膜した後に、その無機絶縁膜に対して、フォトリソグラフィ、ドライエッチング及びレジストの剥離洗浄を行うことにより、第２層間絶縁膜１３を形成する。
　さらに、第２層間絶縁膜１３が形成された基板全体に、例えば、スパッタリング法により、ＩＺＯ膜などの透明導電膜を厚さ１００ｎｍ～１５０ｎｍ程度に成膜した後に、その透明導電膜に対して、フォトリソグラフィ、ウエットエッチング及びレジストの剥離洗浄を行うことにより、第２透明電極１４を形成する。
　最後に、第２透明電極１４が形成された基板全体に、例えば、印刷法によりポリイミドの樹脂膜を塗布した後に、その塗布膜に対して、焼成及びラビング処理を行うことにより、配向膜１５を形成する。
　以上のようにして、第１素子基板２０を製造することができる。
　＜第２素子基板製造工程＞
　まず、ガラス基板などの第２透明基板１０ｂの基板全体に、例えば、プラズマＣＶＤ法により、酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を厚さ１００ｎｍ～１０００ｎｍ程度に成膜することにより、第３層間絶縁膜２１を形成する。
　続いて、第３層間絶縁膜２１が形成された基板全体に、例えば、スパッタリング法により、ＩＺＯ膜などの透明導電膜を厚さ１００ｎｍ～１５０ｎｍ程度に成膜することにより、第３透明電極２２を形成する。
　さらに、第３透明電極２２が形成された基板全体に、例えば、印刷法によりポリイミドの樹脂膜を塗布した後に、その塗布膜に対して、焼成及びラビング処理を行うことにより、配向膜２３を形成する。
　以上のようにして、第２素子基板３０を製造することができる。
　＜液晶注入工程＞
　まず、例えば、上記第２素子基板製造工程で製造された第２素子基板３０の表面に、ＵＶ（ultraviolet）硬化及び熱硬化の併用型樹脂などからなるシール材を枠状に印刷した後に、その印刷されたシール材の内側に液晶材料を滴下する。
　続いて、上記液晶材料が滴下された第２素子基板３０と、上記第１素子基板製造工程で製造された第１素子基板２０とを、減圧下で貼り合わせた後に、その貼り合わせた貼合体を大気圧に開放することにより、その貼合体の表面及び裏面を加圧する。
　さらに、上記貼合体に挟持されたシール材にＵＶ光を照射した後に、その貼合体を加熱することによりシール材を硬化させる。
　以上のようにして、本実施形態の光偏向素子５０を製造することができる。なお、本実施形態では、ＯＤＦ（One Drop Fill）法による製造方法を例示したが、光偏向素子５０を真空注入法により製造してもよい。
　次に、本実施形態の光偏向素子５０の動作について、図３～図１１を用いて説明する。ここで、図３は、第１透明電極１２、各第２透明電極１４（１４ａ～１４ｆ）及び第３透明電極２２を抜粋して簡略化した光偏向素子５０の模式図である。また、図４は、光偏向素子５０における信号電圧の印加パターンを示す図である。また、図５及び図６は、図４の信号電圧の印加パターンでの光偏向素子５０を構成する液晶層４０における電界分布及び液晶ダイレクターをそれぞれ示す図である。また、図７は、図４の信号電圧の印加パターンでの光偏向素子５０における位相プロファイルを示すグラフである。なお、図７のグラフでは、実線の曲線Ａが本実施形態の光偏向素子５０のものであり、破線の曲線Ｂが後述する比較例の光偏向素子１５０のものである。
　光偏向素子５０において、図３及び図４に示すように、第１透明電極１２、第２透明電極１４ａ、第２透明電極１４ｃ、第２透明電極１４ｅ及び第３透明電極２２に０Ｖの信号電圧を印加すると共に、第２透明電極１４ｂ、第２透明電極１４ｄ及び第２透明電極１４ｆに６Ｖの信号電圧を印加することにより、図５の電圧分布に示すように、第２透明電極１４ａ、第２透明電極１４ｃ及び第２透明電極１４ｅの付近の電圧が、０．３Ｖ～１．７Ｖ程度になり、０Ｖに近づくので、位相差が相対的に大きくなる（図７の曲線Ａ参照）。このとき、第２透明電極１０ｂ側の液晶層４０のダイレクターは、図６に示すように、基板表面に対して平行になる。
　これに対して、図２１に示す比較例の光偏向素子１５０において、第２透明電極１１４ａ、第２透明電極１１４ｃ、第２透明電極１１４ｅ及び第３透明電極１２２に０Ｖの信号電圧を印加すると共に、第２透明電極１１４ｂ、第２透明電極１１４ｄ及び第２透明電極１１４ｆに６Ｖの信号電圧を印加すると、図２２の電圧分布に示すように、第２透明電極１１４ａ、第２透明電極１１４ｃ及び第２透明電極１１４ｅの付近の電圧が、０．５Ｖ～２．０Ｖ程度になるので、位相差が相対的に小さくなってしまう（図７の曲線Ｂ参照）。このとき、第２透明電極１１０ｂ側の液晶層１４０のダイレクターは、図２３に示すように、基板表面に対して少し傾斜する。ここで、図２１は、比較例の光偏向素子１５０の断面図である。また、図２２及び図２３は、図４の信号電圧の印加パターンでの光偏向素子１５０を構成する液晶層１４０における電界分布及び液晶ダイレクターをそれぞれ示す図である。そして、光偏向素子１５０は、図２１に示すように、互いに対向するように設けられた第１素子基板１２０及び第２素子基板１３０と、第１素子基板１２０及び第２素子基板１３０の間に設けられた水平配向型の液晶層１４０とを備えている。また、第１素子基板１２０は、図２１に示すように、第１透明基板１１０ａと、第１透明基板１１０ａ上に第１層間絶縁膜１１３を介して互いに平行に延びるように設けられた複数の第２透明電極１１４（１１４ａ～１１４ｆ）と、各第２透明電極１１４を覆うように設けられた配向膜１１５とを備えている。また、第２素子基板１３０は、図２１に示すように、第２透明基板１１０ｂと、第２透明基板１１０ｂ上に第２層間絶縁膜１２１を介して設けられた第２透明電極１２２と、第２透明電極１２２を覆うように設けられた配向膜１２３とを備えている。
　次に、第２透明電極１４ｂ、１４ｄ及び１４ｆに印加される高電位の信号電圧の大きさについて説明する。ここで、図８は、光偏向素子５０における電極構成と位相プロファイルとの関係を示す図である。また、図９は、光偏向素子５０における高電位印加部分での印加電圧と位相との関係を示すグラフである。また、図１０は、光偏向素子５０における高電位印加部分での印加電圧を変化させたときの位相差（図８中のＰｄ）を示すグラフである。なお、図９及び図１０の各グラフでは、実線の曲線Ａが２層の電極構造を有する本実施形態の光偏向素子５０のものであり、破線の曲線Ｂが１層の電極構造を有する比較例の光偏向素子１５０のものである。
　２層の電極構造（第２透明電極／第１透明電極）を有する光偏向素子５０では、第１透明電極１２に印加される低電位の信号電圧よって、図５に示すように、液晶層４０の電界分布が全体的に低電位側に引き下げられるので、高電位の信号電圧が印加される第２透明電極１４ｂ、１４ｄ及び１４ｆの部分（図８中の領域Ｒ参照）における位相変化（グラフ中の曲線Ａ参照）が、図９に示すように、１層の電極構造（第２透明電極）を有する光偏向素子１５０の比較例（グラフ中の曲線Ｂ参照）よりも小さくなってしまう。そのため、２層の電極構造（第２透明電極／第１透明電極）を有する光偏向素子５０において、１層の電極構造（第２透明電極）を有する光偏向素子１５０と同程度の位相変化を得るには、第２透明電極１４ｂ、１４ｄ及び１４ｆにより高い電位の信号電圧を印加する必要がある。ここで、２層の電極構造を有する光偏向素子５０における位相差（グラフ中の曲線Ａ参照）は、図１０に示すように、印加電圧が５Ｖ以上になると、１層の電極構造を有する光偏向素子１５０における位相差（グラフ中の曲線Ｂ参照）よりも大きくなるので、光偏向素子５０では、第２透明電極１４ｂ、１４ｄ及び１４ｆに５Ｖ以上の高電位の信号電圧を印加する必要がある。このとき、高電位の信号電圧が印加される第２透明電極１４ｂ、１４ｄ及び１４ｆの部分における位相は、図９に示すように、２π（６．２８）よりも大きくなるので、駆動回路Ｄでは、高電位の信号電圧が印加される各第２透明電極１４ｂ、１４ｄ及び１４ｆに対して、その部分での位相が２π変化する印加電圧よりも高い信号電圧を印加するようになっている。なお、本実施形態では、図１０に示すように、印加電圧が６Ｖ程度であるときに、位相差が最大になっているので、高電位の信号電圧を印加する各第２透明電極１４ｂ、１４ｄ及び１４ｆに６Ｖの信号電圧を印加する場合を例示している。
　ここで、本実施形態では、複数の第２透明電極１４に、隣り合う２個を１単位として、第１電位（０Ｖ）及び第２電位（６Ｖ）を順に繰り返す信号電圧を印加する光偏向素子５０を例示したが、光偏向素子５０は、複数の第２透明電極１４に、隣り合う２ｎ（ｎは自然数）個を１単位として、例えば、図１１に示すように、隣り合う４個を１単位として、第２透明電極１４ａ及び１ｂに第１電位（０Ｖ）の信号電圧を印加すると共に、第２透明電極１４ｃ及び１４ｄに第２電位（６Ｖ）の信号電圧を印加することにより、第１電位（０Ｖ）及び第２電位（６Ｖ）を順に繰り返す信号電圧を印加するように構成されていてもよい。なお、図１１は、光偏向素子５０における信号電圧の変形例の印加パターンを示す図である。
　以上説明したように、本実施形態の光偏向素子５０によれば、第１素子基板２０において、複数の第２透明電極１４が層間絶縁膜１３上に互いに平行に延びるように設けられ、駆動回路４５によって、複数の第２透明電極１４に、各第２透明電極１４毎に設定され、全体として低電位の第１電位（０Ｖ）及び高電位の第２電位（６Ｖ）を繰り返す、すなわち、空間的に矩形状のパターンの信号電圧がそれぞれ印加されるので、第１電位（０Ｖ）の信号電圧が印加された各第２透明電極１４ａ、１４ｃ及び１４ｅに対応する部分と、第２電位（６Ｖ）の信号電圧が印加された各第２透明電極１４ｂ、１４ｄ及び１４ｆに対応する部分との間に屈折率差が生じることにより、液晶層４０に連続的な屈折率差が生じ、第１電位（０Ｖ）の信号電圧が印加された各第２透明電極１４ａ、１４ｃ及び１４ｅに対応する部分にブレーズド型の回折格子Ｇの谷が形成され、第２電位（６Ｖ）の信号電圧が印加された各第２透明電極１４ｂ、１４ｄ及び１４ｆに対応する部分にブレーズド型の回折格子Ｇの山が形成される。ここで、透過型の（ブレーズド型の）回折格子では、回折格子の谷を光が通過する光学的な距離と、回折格子の山を光が通過する光学的な距離との差を光の波長で割ったものが位相差であるので、液晶を用いた光偏向素子では、低電位の信号電圧が印加された部分と、高電位の信号電圧が印加された部分との屈折率差を大きくすることにより、位相差が大きくなる。そして、第１素子基板２０において、複数の第２透明電極１４の第１透明基板側１０ａに第１透明電極１２が設けられ、駆動回路４５によって、第１透明電極１２及び第２素子基板３０の第３透明電極２２に第１電位（０Ｖ）の信号電圧が印加されるので、第１電位（０Ｖ）の信号電圧が印加された各第２透明電極１４ａ、１４ｃ及び１４ｅの付近の液晶層４０が第１透明電極１２を配置させない場合よりも低電位になる、すなわち、０Ｖに近づくことになる。これにより、第１電位（０Ｖ）の信号電圧が印加された各第２透明電極１４ａ、１４ｃ及び１４ｅの付近の液晶層４０の屈折率と、第２電位（６Ｖ）の信号電圧が印加された各第２透明電極１４ｂ、１４ｄ及び１４ｆの付近の液晶層４０の屈折率との差が第１透明電極１２を配置させない場合よりも大きくなるので、位相差を可及的に大きくすることができ、回折効率を向上させることができる。
　また、本実施形態の光偏向素子５０によれば、複数の第２透明電極１４の第１透明基板１０ａ側に第１透明電極１２を配置させたことにより、電界分布が低電位側にシフトしても、駆動回路Ｄによって、高電位の第２電位の信号電圧が印加される各第２透明電極１４ｂ、１４ｄ及び１４ｆに、各第２透明電極１４ｂ、１４ｄ及び１４ｆにおける位相が２π変化する印加電圧よりも高い信号電圧を印加するので、位相差を保持又は拡大することができる。
　《発明の実施形態２》
　図１２は、本実施形態の光偏向素子における信号電圧の印加パターンを示す図である。また、図１３は、図１２の信号電圧の印加パターンでの光偏向素子における位相プロファイルを示すグラフである。また、図１４及び図１５は、本実施形態の光偏向素子における信号電圧の変形例１及び変形例２の印加パターンをそれぞれ示す図である。ここで、図１３のグラフでは、実線の曲線Ａが本実施形態の２層の電極構造を有する光偏向素子５０のものであり、破線の曲線Ｂが１層の電極構造を有する比較例の光偏向素子１５０のものである。なお、以下の各実施形態において、図１～図１１と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
　上記実施形態１では、複数の第２透明電極１４に空間的に矩形状の信号電圧のパターンを印加する光偏向素子５０を例示したが、本実施形態では、複数の第２透明電極１４に空間的にステップ状の信号電圧のパターンを印加する光偏向素子５０を例示する。
　本実施形態の駆動回路４５は、図１２に示すように、複数の第２透明電極１４に、隣り合う３個を１単位として、低電位の第１電位（０Ｖ）、中電位の第２電位（３Ｖ）及び高電位の第３電位（６Ｖ）を順に繰り返す信号電圧、すなわち、第１透明電極１２、第２透明電極１４ａ、第２透明電極１４ｄ及び第３透明電極２２に０Ｖの信号電圧を印加し、第２透明電極１４ｂ及び第２透明電極１４ｅに３Ｖの信号電圧を印加し、第２透明電極１４ｃ及び第２透明電極１４ｆに６Ｖの信号電圧を印加するように構成されている。
　本実施形態の光偏向素子５０では、０Ｖの信号電圧が印加される各第２透明電極１４ａ及び１４ｄによる印加部分が０Ｖの信号電圧が印加される第１透明電極１２によって０Ｖに近づくので、図１３に示すように、１層の電極構造を有する比較例の光偏向素子１５０のもの（グラフ中の曲線Ｂ参照）よりも位相差が大きくなる（グラフ中の曲線Ａ参照）。
　なお、本実施形態では、複数の第２透明電極１４に、隣り合う３個を１単位として、第１電位（０Ｖ）、第２電位（３Ｖ）及び第３電位（６Ｖ）を順に繰り返す信号電圧を印加する光偏向素子５０を例示したが、光偏向素子５０は、複数の第２透明電極１４に、隣り合うｎ（ｎは３以上の自然数）個を１単位として、例えば、図１４に示すように、隣り合う４個を１単位として、第１電位（０Ｖ）、第２電位（２Ｖ）、第３電位（４Ｖ）及び第４電位（６Ｖ）を順に繰り返す信号電圧を印加するように、又は図１５に示すように、隣り合う５個を１単位として、第１電位（０Ｖ）、第２電位（１．５Ｖ）、第３電位（３Ｖ）、第４電位（４．５Ｖ）及び第５電位（６Ｖ）を順に繰り返す信号電圧を印加するように構成されていてもよい。
　以上説明したように、本実施形態の光偏向素子５０によれば、第１素子基板２０において、複数の第２透明電極１４が層間絶縁膜１３上に互いに平行に延びるように設けられ、駆動回路４５によって、複数の第２透明電極１４に、各第２透明電極１４毎に設定され、全体として低電位の第１電位（０Ｖ）、中電位の第２電位（３Ｖ）及び高電位の第３電位（６Ｖ）を繰り返す、すなわち、電極の配列方向に沿って空間的にステップ状パターンの信号電圧がそれぞれ印加され、第１素子基板２０において、複数の第２透明電極１４の第１透明基板側１０ａに第１透明電極１２が設けられ、駆動回路４５によって、第１透明電極１２及び第２素子基板３０の第３透明電極２２に第１電位（０Ｖ）の信号電圧が印加されるので、上記実施形態１と同様に、低電位の第１電位（０Ｖ）の信号電圧が印加された各第２透明電極１４ａ及び１４ｄの付近の液晶層４０の屈折率と、高電位の第３電位（６Ｖ）の信号電圧が印加された各第２透明電極１４ｃ及び１４ｆの付近の液晶層４０の屈折率との差が大きくなることにより、位相差を可及的に大きくすることができ、回折効率を向上させることができる。
　《発明の実施形態３》
　図１６は、本実施形態の光偏向素子５０を簡略化した模式図である。また、図１７は、光偏向素子５０における信号電圧の印加パターンを示す図である。また、図１８は、図１７の信号電圧の印加パターンでの光偏向素子５０における位相プロファイルを示すグラフである。また、図１９及び図２０は、光偏向素子５０における信号電圧の変形例１及び変形例２の印加パターンをそれぞれ示す図である。
　上記各実施形態では、複数の第２透明電極１４に空間的に矩形状又はステップ状の信号電圧のパターンを印加する光偏向素子５０を例示したが、本実施形態では、複数の第２透明電極１４に空間的に正弦波状の信号電圧のパターンを印加する光偏向素子５０を例示する。
　本実施形態の光偏向素子５０では、図１６に示すように、第２透明電極１４ａ～第２透明電極１４ｉを有する複数の第２透明電極１４が設けられている。
　本実施形態の駆動回路４５は、図１７に示すように、複数の第２透明電極１４に、隣り合う４つを１単位として、低電位の第１電位（０Ｖ）、中電位の第２電位（３Ｖ）、高電位の第３電位（６Ｖ）及び中電位の第４電位（３Ｖ）を順に繰り返す信号電圧、すなわち、第１透明電極１２、第２透明電極１４ａ、第２透明電極１４ｅ、第２透明電極１４ｉ及び第３透明電極２２に０Ｖの信号電圧を印加し、第２透明電極１４ｂ、第２透明電極１４ｄ、第２透明電極１４ｆ及び第２透明電極１４ｈに３Ｖの信号電圧を印加し、第２透明電極１４ｃ及び第２透明電極１４ｇに６Ｖの信号電圧を印加するように構成されている。
　本実施形態の光偏向素子５０では、０Ｖの信号電圧が印加される各第２透明電極１４ａ、１４ｅ及び１４ｉによる印加部分が０Ｖの信号電圧が印加される第１透明電極１２によって０Ｖに近づくので、図１８に示すように、１層の電極構造を有する比較例の光偏向素子１５０のもの（グラフ中の曲線Ｂ参照）よりも位相差が大きくなる（グラフ中の曲線Ａ参照）。
　なお、本実施形態では、複数の第２透明電極１４に、隣り合う４個を１単位として、第１電位（０Ｖ）、第２電位（３Ｖ）、第３電位（６Ｖ）及び第４電位（３Ｖ）を順に繰り返す信号電圧を印加する光偏向素子５０を例示したが、光偏向素子５０は、複数の第２透明電極１４に、隣り合う２ｎ＋２（ｎは自然数）個を１単位として、例えば、図１９に示すように、隣り合う６個を１単位として、第１電位（０Ｖ）、第２電位（２Ｖ）、第３電位（４Ｖ）、第４電位（６Ｖ）、第５電位（４Ｖ）及び第６電位（２Ｖ）を順に繰り返す信号電圧を印加するように、又は図２０に示すように、隣り合う８個を１単位として、第１電位（０Ｖ）、第２電位（１．５Ｖ）、第３電位（３Ｖ）、第４電位（４．５Ｖ）及び第５電位（６Ｖ）、第６電位（４．５Ｖ）、第７電位（３Ｖ）及び第８電位（１．５Ｖ）を順に繰り返す信号電圧を印加するように構成されていてもよい。
　以上説明したように、本実施形態の光偏向素子５０によれば、第１素子基板２０において、複数の第２透明電極１４が層間絶縁膜１３上に互いに平行に延びるように設けられ、駆動回路４５によって、複数の第２透明電極１４に、各第２透明電極１４毎に設定され、全体として低電位の第１電位（０Ｖ）、中電位の第２電位（３Ｖ）、高電位の第３電位（６Ｖ）及び中電位の第４電位（３Ｖ）を繰り返す、すなわち、電極の配列方向に沿って空間的に正弦波状のパターンの信号電圧がそれぞれ印加され、第１素子基板２０において、複数の第２透明電極１４の第１透明基板側１０ａに第１透明電極１２が設けられ、駆動回路４５によって、第１透明電極１２及び第２素子基板３０の第３透明電極２２に低電位の第１電位（０Ｖ）の信号電圧が印加されるので、上記実施形態１と同様に、低電位の第１電位（０Ｖ）の信号電圧が印加された各第２透明電極１４ａ、１４ｅ及び１４ｉの付近の液晶層４０の屈折率と、高電位の第３電位（６Ｖ）の信号電圧が印加された各第２透明電極１４ｃ及び１４ｇの付近の液晶層４０の屈折率との差が大きくなることにより、位相差を可及的に大きくすることができ、回折効率を向上させることができる。
　なお、上記各実施形態では、誘電率異方性が正のネマチックの液晶材料を用いた水平配向型の液晶層を備えた光偏向素子を例示したが、本発明は、強誘電性液晶材料を用いた液晶層を備えた光偏向素子、誘電率異方性が負のネマチックの液晶材料を用いた垂直配向型の液晶層を備えた光偏向素子などにも適用することができる。
　以上説明したように、本発明は、液晶を用いた光偏向素子において、位相差を大きくすることができるので、観察者の位置に応じて追従が可能な３Ｄディスプレイにおける両眼へのビームステアリング、ディスプレイ全般におけるトラッキングデバイス、光学スキャナー、光通信用の光スイッチなどとして有用である。
１０ａ　　第１透明基板
１０ｂ　　第２透明基板
１２　　　第１透明電極
１３　　　第２層間絶縁膜
１４　　　第２透明電極
２０　　　第１素子基板
２２　　　第３透明電極
３０　　　第２素子基板
４０　　　液晶層
４５　　　駆動回路
５０　　　光偏向素子

Claims (7)

  1. 　第１透明基板、該第１透明基板に設けられた第１透明電極、該第１透明電極を覆うように設けられた層間絶縁膜、及び該層間絶縁膜上に互いに平行に延びるように設けられた複数の第２透明電極を備えた第１素子基板と、
    　第２透明基板、及び該第２透明基板に設けられた第３透明電極を備え、該第３透明電極側が上記第１素子基板の各第２透明電極側に対向するように設けられた第２素子基板と、
    　上記第１素子基板及び第２素子基板の間に設けられた液晶層と、
    　上記複数の第２透明電極に、該各第２透明電極毎に設定され、全体として低電位及び高電位を繰り返す信号電圧をそれぞれ印加すると共に、上記第１透明電極に上記低電位の信号電圧を印加するように構成された駆動回路とを備えている、光偏向素子。
  2. 　上記駆動回路は、上記高電位の信号電圧が印加される各第２透明電極に、該各第２透明電極における位相が２π変化する印加電圧よりも高い信号電圧を印加するように構成されている、請求項１に記載の光偏向素子。
  3. 　上記駆動回路は、上記複数の第２透明電極に、隣り合う２ｎ（ｎは自然数）個を１単位として、第１電位、及び該第１電位よりも電位が高い第２電位を順に繰り返す信号電圧を印加するように構成されている、請求項１又は２に記載の光偏向素子。
  4. 　上記駆動回路は、上記複数の第２透明電極に、隣り合うｎ（ｎは３以上の自然数）個を１単位として、電位が順に高くなる第１電位、第２電位、…、及び第ｎ電位を順に繰り返す信号電圧を印加するように構成されている、請求項１又は２に記載の光偏向素子。
  5. 　上記駆動回路は、上記複数の第２透明電極に、隣り合う２ｎ＋２（ｎは自然数）個を１単位として、電位が順に高くなる第１電位、第２電位、…、第（ｎ＋１）電位及び第（ｎ＋２）電位、並びに電位が順に低くなる上記（ｎ＋１）電位と同電位の第（ｎ＋３）電位、…、及び上記第２電位と同電位の第（２ｎ＋２）電位を順に繰り返す信号電圧を印加するように構成されている、請求項１又は２に記載の光偏向素子。
  6. 　上記駆動回路は、上記第３透明電極に印加する信号電圧と、上記複数の第２透明電極の少なくとも１つに印加する低電位の信号電圧とを同電位にするように構成されている、請求項１又は２に記載の光偏向素子。
  7. 　上記駆動回路は、上記第３透明電極に印加する信号電圧と、上記複数の第２透明電極の少なくとも１つに印加する第１電位の信号電圧とを同電位にするように構成されている、請求項３乃至５の何れか１つに記載の光偏向素子。
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