JP3256656B2 - Deflection element - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光信号の充分に高
いオン／オフ比（以下、「コントラスト比」と称する）
を有し、入射光の利用効率が高い光スイッチ、空間光変
調素子、およびライトバブルとしての投写型表示装置な
どに好適に用いられる偏向素子に関する。The present invention relates to a sufficiently high on / off ratio of an optical signal (hereinafter referred to as "contrast ratio").
The present invention relates to an optical switch, a spatial light modulation element, and a deflection element suitably used for a projection display device as a light bubble, which has high utilization efficiency of incident light.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、光通信は、通信速度の高速性およ
び伝達情報量の多さから、情報化社会において重要な役
割を担っている。このような光通信における信号伝達路
としては、光損失の少ない光ファイバが用いられる。光
信号伝達経路の主幹線経路において、信号の変換処理器
には、高速性、高コントラスト比および信号の減衰が少
ないことが要求される。このため、主幹線経路における
信号処理器には、位相を変化する、伝送モードを変換す
る、または導波光の進行方向を変化するなどの方法が用
いられている。2. Description of the Related Art In recent years, optical communication has played an important role in the information society because of its high communication speed and large amount of information to be transmitted. As a signal transmission path in such optical communication, an optical fiber with small optical loss is used. In the main path of the optical signal transmission path, a signal conversion processor is required to have high speed, high contrast ratio, and low signal attenuation. For this reason, methods for changing the phase, changing the transmission mode, or changing the traveling direction of the guided light are used for the signal processor in the main trunk path.

【０００３】図３４は、光ファイバを利用した光スイッ
チ１０１の構成を示す平面図である。また図３５は、前
記光スイッチ１０１の構成を示す斜視図である。光スイ
ッチ１０１は、光学異方性結晶であるＬｉＮｂＯ₃ （ニ
オブ酸リチウム）から成るクラッド部１０６、光導波路
となるコア部１０２，１０３、電極１０４，１０５、お
よび電源１０７を含んで構成される。クラッド部１０６
およびコア部１０２，１０３によって光ファイバが形成
される。FIG. 34 is a plan view showing a configuration of an optical switch 101 using an optical fiber. FIG. 35 is a perspective view showing a configuration of the optical switch 101. As shown in FIG. The optical switch 101 includes a cladding 106 made of LiNbO ₃ (lithium niobate), which is an optically anisotropic crystal, cores 102 and 103 serving as optical waveguides, electrodes 104 and 105, and a power supply 107. Cladding 106
An optical fiber is formed by the cores 102 and 103.

【０００４】クラッド部１０６内のコア部１０２，１０
３は、互いに平行に間隔を開けて配置される。電極１０
４，１０５は、コア部１０２，１０３の長手方向に沿っ
た一側面にそれぞれ当接して帯状に形成される。電源１
０７は、電極１０４，１０５間に接続される。電極１０
４，１０５間に直流電圧を印加することによって電界Ｅ
を発生させ、光学異方性結晶から成るクラッド部１０６
の屈折率を変化させて、コア部１０２，１０３に入射し
た光１０８の授受がコア部１０２，１０３間で行われ
る。The cores 102, 10 in the cladding 106
3 are arranged at an interval in parallel with each other. Electrode 10
4 and 105 are formed in a strip shape by abutting on one side surface along the longitudinal direction of the core portions 102 and 103, respectively. Power supply 1
07 is connected between the electrodes 104 and 105. Electrode 10
The electric field E is obtained by applying a DC voltage between
And a cladding 106 made of an optically anisotropic crystal
The light 108 incident on the core portions 102 and 103 is transmitted and received between the core portions 102 and 103 by changing the refractive index of the core portions 102 and 103.

【０００５】このような光スイッチを利用した光通信に
加えて、情報化社会の特徴として、個人用携帯情報端末
装置の普及もめざましく、このような携帯情報端末装置
の表示装置としては、軽量、薄型、および低消費電力な
どの特徴を有する液晶表示装置（以下、「ＬＣＤ」（Li
quid Crystal Device） と称する）が有力な地位にあ
る。また、ＬＣＤは携帯情報端末装置のみならず、光論
理演算装置の演算素子、直視型もしくは投写型のライト
バルブなどの空間光変調装置としても利用されており、
その利用範囲は非常に多岐にわたる。このように、多様
化したＬＣＤの光変調方法としては、液晶分子の持つ複
屈折性を利用したものが主流である。たとえば、 （１）干渉方式 （例）ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringenc
e）モード ＳＳＦ−ＬＣ（Surface Stabilized Ferro-electric Li
quid Crystal） モード （２）旋光方式 （例）ＴＮ（Twisted Nematic）モード （３）光散乱方式 （例）高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）モード ネマティック−コレステリック相転移型（ＰＣＭ）モー
ド （４）光吸収方式 （例）ネマティック−コレステリック相転移型ゲスト−
ホスト方式(ＰＣＧＨ) ２層型ゲスト−ホスト方式（ＤＧＨ） が挙げられる。[0005] In addition to the optical communication using the optical switch, personal information terminals are remarkably popularized as a feature of the information-oriented society. A liquid crystal display device (hereinafter, referred to as an “LCD” (Li
quid Crystal Device) is in the leading position. In addition, the LCD is used not only as a portable information terminal device, but also as an arithmetic element of an optical logic operation device and a spatial light modulation device such as a direct-view or projection-type light valve,
Its range of use is very diverse. As described above, the mainstream of diversified LCD light modulation methods utilizes the birefringence of liquid crystal molecules. For example, (1) Interference method (Example) ECB (Electrically Controlled Birefringenc)
e) Mode SSF-LC (Surface Stabilized Ferro-electric Li
(Quid Crystal) mode (2) Optical rotation method (Example) TN (Twisted Nematic) mode (3) Light scattering method (Example) Polymer dispersed liquid crystal (PDLC) mode Nematic-cholesteric phase transition (PCM) mode (4) Light Absorption method (Example) Nematic -Cholesteric phase transition type guest-
Host system (PCGH) Two-layer guest-host system (DGH) may be used.

【０００６】液晶を利用した光スイッチの例として、た
とえば特開昭５９−７３３７号公報には、液晶層と当該
液晶層を挟持する基板との界面で生じる屈折率変化を利
用して、臨界角以上で入射した直線偏光をスイッチング
する例が開示されている。また、特開平６−２５８６７
２号公報には、光導波路と液晶層との界面で生じる屈折
率変化を利用して、臨界角以上で入射した無偏光光をス
イッチングする例が開示されている。さらに、本件出願
人は、光導波路と、外場によって屈折率が変化する物質
層（たとえば液晶層）と、遮光部とを含んで構成され、
無偏光光を用いて高いコントラスト比および高輝度が得
られる反射型の光スイッチおよび表示装置を、特願平７
−１６６４４８に提案している。As an example of an optical switch using a liquid crystal, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho 59-7337 discloses a critical angle utilizing a change in refractive index generated at an interface between a liquid crystal layer and a substrate sandwiching the liquid crystal layer. The example of switching the incident linearly polarized light is disclosed above. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-25867
No. 2 discloses an example in which non-polarized light incident at a critical angle or more is switched using a change in the refractive index generated at the interface between the optical waveguide and the liquid crystal layer. Further, the applicant of the present application is configured to include an optical waveguide, a material layer whose refractive index is changed by an external field (for example, a liquid crystal layer), and a light shielding portion,
A reflective optical switch and a display device capable of obtaining a high contrast ratio and a high luminance by using non-polarized light are disclosed in Japanese Patent Application No. Hei.
166448.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】直線偏光を用いること
から干渉方式および旋光方式を採用する前記特開昭５９
−７３３７号公報に開示された光スイッチでは、特定偏
光を使用するので偏光板が必要である。このため、光信
号の高いコントラスト比が得られるけれども、入射光が
無偏光光に近い場合や入射偏光が解消しやすい場合に
は、光の利用効率が半分以下となる。また、変調結果を
検出するための偏光板などの検光子（アナライザ）が必
要となり、さらに光の利用効率が低下する。Since linearly polarized light is used, an interference method and an optical rotation method are adopted in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-1984.
In the optical switch disclosed in JP-A-7337, a polarizing plate is necessary because specific polarization is used. Therefore, although a high contrast ratio of the optical signal can be obtained, when the incident light is close to the unpolarized light or when the incident polarized light is easily eliminated, the light use efficiency is reduced to half or less. Further, an analyzer such as a polarizing plate for detecting the modulation result is required, and the light use efficiency is further reduced.

【０００８】この結果、光論理演算を行う場合では、演
算内容が複雑化するほど光信号の利用効率が減少し、光
増幅器などの手段が必要となる。さらに演算途中で当然
起こりうるノイズの影響によって、ＳＮ（Signal-to-No
ise）比が減少する。また、携帯情報端末装置などに使
用される反射型ＬＣＤなどの表示装置においては、近
年、高精細および高輝度が必要とされているけれども、
前記光スイッチでは利用できる光は原理的に光源光の半
分に、実際には光の損失によって半分以下になることか
ら、コントラスト比が低く、暗い表示しか実現すること
ができない。As a result, in the case of performing an optical logic operation, as the content of the operation becomes more complicated, the utilization efficiency of the optical signal decreases, and means such as an optical amplifier is required. In addition, due to the influence of noise that can occur during the calculation, the SN (Signal-to-No
ise) The ratio decreases. Further, in recent years, in a display device such as a reflection type LCD used for a portable information terminal device, etc., although high definition and high brightness are required,
The light that can be used in the optical switch is, in principle, half of the light of the light source, but actually less than half due to the loss of light, so that only a dark display with a low contrast ratio can be realized.

【０００９】また前記光スイッチでは、液晶層への入射
光が、液晶層と光出射側の基板との界面で反射して、再
び液晶層に入射する、いわゆる迷光が生じる恐れがあ
る。この迷光は、コントラスト比の低下の原因となり好
ましくない。Further, in the optical switch, there is a possibility that so-called stray light, which is a phenomenon in which light incident on the liquid crystal layer is reflected at the interface between the liquid crystal layer and the substrate on the light emitting side and re-enters the liquid crystal layer. This stray light is undesirable because it causes a decrease in the contrast ratio.

【００１０】無偏光光を用いることから光散乱方式およ
び光吸収方式を採用する前記特願平７−１６６４４８に
提案された光スイッチでは、遮光層に光を集光する遮光
状態と、集光しない透過状態とでスイッチングを行うの
で、光を集光したときの遮光層の温度上昇がスイッチン
グ特性に悪影響を及ぼす。また、実際には少し広がる光
源光の中から平行光を選んで利用するためには、利用で
きる光の量が少なくなり、表示装置とした場合には表示
が暗くなる。同じく光散乱方式および光吸収方式を採用
する前記特開平６−２５８６７２号公報には、実際に無
偏光光を効率的に用いてコントラスト比の高いスイッチ
ングを実現する具体的な手法が記載されていない。した
がって、上述したのと同様に表示が暗くなる。In the optical switch proposed in Japanese Patent Application No. Hei 7-166448, which employs a light scattering method and a light absorption method because non-polarized light is used, a light-shielding state in which light is collected on a light-shielding layer and a light-shielding state in which light is not collected are described. Since switching is performed in the transmission state, a rise in the temperature of the light shielding layer when light is condensed adversely affects the switching characteristics. In addition, in order to select and use parallel light from light source light that actually spreads a little, the amount of light that can be used is reduced, and when a display device is used, the display becomes dark. Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-258672, which also employs a light scattering system and a light absorption system, does not disclose a specific method of actually realizing switching with a high contrast ratio by efficiently using non-polarized light. . Therefore, the display becomes dark as described above.

【００１１】また、前記ＰＤＬＣモードやＰＣＭモード
などの光散乱方式では、電圧−透過率曲線において、ヒ
ステリシスが生じ易く、入射光を連続的に変調すること
は困難である。さらに、充分な散乱特性を得るために
は、セル厚を増大する、または液晶の捩れ配向の螺旋ピ
ッチを小さくするなどの対策が必要である。しかしなが
らこれらの対策は、駆動電圧の増大を招く。In the light scattering system such as the PDLC mode and the PCM mode, hysteresis is easily generated in a voltage-transmittance curve, and it is difficult to continuously modulate incident light. Furthermore, in order to obtain sufficient scattering characteristics, it is necessary to take measures such as increasing the cell thickness or reducing the helical pitch of the twisted liquid crystal. However, these measures cause an increase in drive voltage.

【００１２】また、前記ＰＣＧＨモードやＤＧＨモード
などの光吸収方式では、階調表示の方法や偏光板を使用
しない明るい表示を得るための方法が多数存在するけれ
ども、用いられる色素が光を吸収する性質を有する場
合、色素の分解および劣化によって、信頼性が低下す
る。耐光性の高い色素を用いたとしても、充分なコント
ラスト比を得るためには、色素濃度を高くする、または
セル厚を厚くするなどの対策が必要となる。これらの対
策も駆動電圧の増大を招く。In the light absorption methods such as the PCGH mode and the DGH mode, there are a number of methods for displaying a gradation and a method for obtaining a bright display without using a polarizing plate. However, the dye used absorbs light. If it has properties, the reliability is reduced due to the decomposition and deterioration of the dye. Even if a dye having high light resistance is used, measures such as increasing the dye concentration or increasing the cell thickness are necessary to obtain a sufficient contrast ratio. These measures also increase the drive voltage.

【００１３】このような種々の方式の光スイッチでは、
位相を変化する、伝送モードを変換する、または導波光
の進行方向を変化するなどの方法によって、駆動電圧の
低減および伝送信号帯域の拡大などがなされているもの
の、依然として、厳密な光学的設計が必要であり、結晶
性の高い材料を用いることから、素子そのものがかなり
高価となり、信号伝送路の端末装置（たとえば家庭用の
通信機器および処理装置など）に使用する信号処理用の
光スイッチとしては、価格面から実用的ではない。[0013] In such various types of optical switches,
Although methods such as changing the phase, changing the transmission mode, or changing the traveling direction of the guided light have reduced the driving voltage and expanded the transmission signal band, etc., strict optical design is still required. It is necessary to use a material having high crystallinity, so that the element itself becomes considerably expensive, and as an optical switch for signal processing used in a terminal device of a signal transmission line (for example, a home communication device and a processing device). , Not practical in terms of price.

【００１４】また、光スイッチを集積化して表示装置な
どに利用するにあたっては、ＬＳＩ（Large Scale Inte
grated Circuit）技術を応用することなどによって、各
素子の微細化および集積化が可能となっているけれど
も、充分な光学変調を生ずるためには、ある程度の光路
長を必要とし、かつＬＳＩ技術を用いて各素子を基板平
面上に集積する必要がある。このため、基板表面として
２次元的に大きな面積が必要となり、ドットマトリクス
状の表示装置に応用することは困難である。When an optical switch is integrated and used for a display device or the like, a large scale integrated circuit (LSI) is used.
By applying grated circuit technology, etc., each element can be miniaturized and integrated. However, in order to generate sufficient optical modulation, a certain optical path length is required, and LSI technology is used. Therefore, it is necessary to integrate each element on the plane of the substrate. For this reason, a large two-dimensional area is required as the substrate surface, and it is difficult to apply it to a dot matrix display device.

【００１５】本発明の目的は、高いコントラスト比を有
する光出力が得られ、かつ光信号の利用効率が高く、プ
ロジェクションなどの投写型表示装置に用いても優れた
表示特性が得られる偏向素子を提供することである。An object of the present invention is to provide a deflecting element which can obtain a light output having a high contrast ratio, has a high use efficiency of an optical signal, and has excellent display characteristics even when used in a projection display device such as a projection. To provide.

【００１６】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、外部から与え
られるエネルギに依らず屈折率が一定である透光性物質
から成る等方屈折率物質層と、外部から与えられるエネ
ルギによって屈折率が変化する透光性物質から成る可変
屈折率物質層と、少なくとも可変屈折率物質層を介在
し、当該可変屈折率物質層にエネルギを印加する一対の
エネルギ伝達手段と、前記等方屈折率物質層および可変
屈折率物質層を通過した光を反射する傾斜した反射面を
有する光反射層と、光入射側の最外方側に配置される導
光手段とを備え、前記光反射層は、一側面が前記等方屈
折率物質層と前記可変屈折率物質層との界面に平行な複
数の三角柱部分を互いに平行に配列して成る傾斜手段を
覆うように形成され、前記等方屈折率物質層は、前記傾
斜手段による前記光反射層表面の凹凸を平坦化するよう
に形成されていることを特徴とする偏向素子である。本
発明に従えば、導光手段からの入射光は、等方および可
変屈折率物質層へ導かれ、等方および可変屈折率物質層
の界面で反射する光と、当該界面を透過して光反射層に
到達し、当該光反射層で反射する光とになる。光反射層
は傾斜した反射面を有し、これによって前記界面での反
射光と、光反射層の反射面での反射光との出射方向を異
ならせることができる。前記界面での反射光強度と透過
光強度とは、可変屈折率物質層にエネルギ伝達手段から
エネルギを与えて、可変屈折率物質層の屈折率を変化す
ることによって調整することができる。したがって、前
記界面あるいは光反射層の反射面での反射光を利用し、
当該反射光強度を調整した階調表示などのスイッチング
が可能となる。また、光反射層の傾斜面を実現する傾斜
手段は、複数の三角柱部分から成るので、単一の三角柱
部分から成る場合に比べて傾斜手段の厚みが薄くなり、
偏向素子全体の厚みも薄くすることができる。さらに、
等方屈折率物質層は平坦化膜としても機能するので、単
独で平坦化膜を形成する必要がなく、これによっても偏
向素子全体の厚みを薄くすることができる。According to the present invention, there is provided an isotropic refractive index material layer made of a translucent material having a constant refractive index irrespective of externally applied energy; A variable refractive index material layer made of a variable translucent substance, a pair of energy transmitting means interposing at least the variable refractive index material layer and applying energy to the variable refractive index material layer, and the isotropic refractive index material layer And a light reflecting layer having an inclined reflecting surface for reflecting light passing through the variable refractive index material layer; and light guiding means disposed on the outermost side on the light incident side, wherein the light reflecting layer comprises A side surface is formed so as to cover a tilting means in which a plurality of triangular prism portions parallel to an interface between the isotropic refractive index material layer and the variable refractive index material layer are arranged in parallel with each other, and the isotropic refractive index material layer is formed. Is the light generated by the tilting means. It is deflecting element characterized being formed so as to flatten the unevenness of picolinimidate surface. According to the present invention, the incident light from the light guiding means is guided to the isotropic and variable refractive index material layers, and is reflected at the interface between the isotropic and variable refractive index material layers and transmitted through the interface. The light reaches the reflection layer and becomes light reflected by the light reflection layer. The light reflecting layer has an inclined reflecting surface, so that the direction of emission of the light reflected on the interface and the direction of light reflected on the reflecting surface of the light reflecting layer can be made different. The intensity of the reflected light and the intensity of the transmitted light at the interface can be adjusted by applying energy from the energy transfer means to the variable refractive index material layer and changing the refractive index of the variable refractive index material layer. Therefore, utilizing the light reflected at the interface or the reflection surface of the light reflection layer,
Switching such as gray scale display in which the reflected light intensity is adjusted becomes possible. In addition, since the inclination means for realizing the inclined surface of the light reflection layer is composed of a plurality of triangular prism parts, the thickness of the inclination means is smaller than that of the case of a single triangular prism part,
The thickness of the entire deflection element can be reduced. further,
Since the isotropic refractive index material layer also functions as a flattening film, it is not necessary to form a flattening film by itself, which can also reduce the thickness of the entire deflection element.

【００１７】また本発明の前記光反射層は、一対のエネ
ルギ伝達手段のうちのいずれか一方エネルギ伝達手段を
兼ねていることを特徴とする。本発明に従えば、光反射
層は、一対のエネルギ伝達手段のうちのいずれか一方エ
ネルギ伝達手段を兼ねているので、偏向素子の構成が簡
単となる。Further, the light reflecting layer of the present invention is characterized in that one of the pair of energy transmitting means also serves as the energy transmitting means. According to the present invention, since the light reflecting layer also serves as one of the pair of energy transmitting means, the configuration of the deflection element is simplified.

【００１８】また本発明の前記一対のエネルギ伝達手段
のうちのいずれか一方エネルギ伝達手段は可変屈折率物
質層の一方面に接し、他方エネルギ伝達手段は可変屈折
率物質層の前記一方面とは反対の他方面に接して存在す
ることを特徴とする。本発明に従えば、一対のエネルギ
伝達手段がともに可変屈折率物質層に直接接するので、
容量分割されない。したがって、低電圧駆動が可能とな
る。Further, one of the pair of energy transmitting means of the present invention is in contact with one surface of the variable refractive index material layer, and the other energy transmitting means is in contact with the one surface of the variable refractive index material layer. It is characterized in that it exists in contact with the opposite other surface. According to the present invention, since both the pair of energy transmission means directly contact the variable refractive index material layer,
Not split by capacity. Therefore, low voltage driving becomes possible.

【００１９】また本発明の前記光反射層と前記一対のエ
ネルギ伝達手段のうちのいずれか一方エネルギ伝達手段
とは互いに電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明に従えば、光反射層と一対のエネルギ伝達手段の
うちのいずれか一方エネルギ伝達手段とが互いに電気的
に接続され、このような構成はスイッチング素子を用い
たアクティブマトリクス駆動方式で偏向素子を駆動する
際に、好適に実施される。Further, the light reflecting layer of the present invention and one of the pair of energy transmitting means are electrically connected to each other.
According to the present invention, the light reflection layer and one of the pair of energy transmitting means are electrically connected to each other, and such a configuration is based on an active matrix driving method using a switching element and a deflection element. , Is preferably implemented.

【００２０】また本発明の前記等方屈折率物質層と前記
可変屈折率物質層とは、ともに複数個存在し、等方屈折
率物質層と可変屈折率物質層とは、前記エネルギ伝達手
段と平行に配置されることを特徴とする。本発明に従え
ば、偏向素子内には等方および可変屈折率物質層がとも
に複数個設けられ、複数の等方および可変屈折率物質層
は前記エネルギ伝達手段と平行に配置される。たとえば
複数の可変屈折率物質層の偏光軸が異なると、偏光方向
の異なる光が混在する自然光を、それぞれ各偏光軸の方
向が一致するいずれかの可変屈折率物質層の境界面で反
射することができる。ゆえに、入射光の反射率を向上さ
せることができる。また、これらの複数の可変屈折率物
質層は一対のエネルギ伝達手段の間に介在されるので、
視差が生じない。In addition, both the isotropic refractive index material layer and the variable refractive index material layer of the present invention are present in a plurality, and the isotropic refractive index material layer and the variable refractive index material layer are It is characterized by being arranged in parallel. According to the present invention, a plurality of isotropic and variable refractive index material layers are both provided in the deflection element, and the plurality of isotropic and variable refractive index material layers are arranged in parallel with the energy transmitting means. For example, if the polarization axes of the plurality of variable refractive index material layers are different, natural light in which light having different polarization directions coexist is reflected at any one of the boundary surfaces of the variable refractive index material layers in which the directions of the respective polarization axes match. Can be. Therefore, the reflectance of incident light can be improved. In addition, since the plurality of variable refractive index material layers are interposed between a pair of energy transmitting means,
No parallax occurs.

【００２１】また本発明は、前記複数の可変屈折率物質
層が有する偏光軸のうちの、少なくとも２つの偏光軸は
相互に直交することを特徴とする。本発明に従えば、少
なくとも２つの可変屈折率物質層の偏光軸は、相互に直
交する方向に選ばれる。ゆえに、偏光方向の異なる光が
混在する自然光を、直交する２方向にそれぞれ偏光する
光に分離し、それぞれの光を上述した２つの可変屈折率
物質層のいずれか一方の境界面で反射させることができ
る。これによって、入射した光をほぼ１００％反射する
ことができる。したがって、光スイッチとして用いるの
に充分なオン／オフ比が得られる。Further, in the present invention, at least two of the polarization axes of the plurality of variable refractive index material layers are orthogonal to each other. According to the present invention, the polarization axes of at least two variable refractive index material layers are selected in directions orthogonal to each other. Therefore, natural light in which lights having different polarization directions are mixed is separated into lights polarized in two orthogonal directions, and each light is reflected at one of the boundary surfaces of the two variable refractive index material layers described above. Can be. Thus, almost 100% of the incident light can be reflected. Therefore, an on / off ratio sufficient for use as an optical switch can be obtained.

【００２２】また本発明は、前記複数の可変屈折率物質
層の間には少なくとも１つの等方屈折率物質層が配置さ
れることを特徴とする。本発明に従えば、複数の可変屈
折率物質層の間に配置される等方屈折率物質層材料を選
ぶことによって、たとえば複数の可変屈折率物質層が固
体で実現された場合、互いの密着性を高めることができ
る。あるいは複数の可変屈折率物質層の間に配置される
等方屈折率物質層の数および屈折率を選ぶことによっ
て、より細かく屈折率を調整することができる。Further, the present invention is characterized in that at least one isotropic refractive index material layer is disposed between the plurality of variable refractive index material layers. According to the present invention, by selecting an isotropic refractive index material layer material disposed between a plurality of variable refractive index material layers, for example, when the plurality of variable refractive index material layers are realized as solids, Can be enhanced. Alternatively, the refractive index can be more finely adjusted by selecting the number and the refractive index of the isotropic refractive index material layers disposed between the plurality of variable refractive index material layers.

【００２３】また本発明は、前記光反射層の反射面の傾
斜角δと、前記入射光の等方および可変屈折率物質層の
界面の法線方向に対する入射角θ１とが、 θ１／２≦δ≦θ１ …（１） の関係を満たすことを特徴とする。本発明に従えば、可
変屈折率物質層を構成するたとえば液晶層と、等方屈折
率物質層との界面で反射する光は、上記界面を透過する
光と交差しない方向へ出射されることとなる。この結
果、これらの光が完全に分離され、たとえばこの偏向素
子を表示素子として用いた場合、高コントラストな表示
が実現される。なお、δ＝θ１／２の場合、上記界面で
反射する光は、上記界面に対して垂直な方向へ出射する
こととなる。したがって、たとえば上記構成による偏向
素子を複数配置して表示装置を構成する場合、隣合う偏
向素子からの出射光が互いに混じり合うことがなく、高
精細な表示を実現することが可能となる。In the present invention, the angle of inclination δ of the reflection surface of the light reflection layer and the angle of incidence θ1 of the incident light with respect to the isotropic direction of the interface of the variable refractive index material layer with respect to the normal direction of the interface are defined as θ1 / 2 ≦ δ ≦ θ1 (1) According to the present invention, for example, the liquid crystal layer constituting the variable refractive index material layer and the light reflected at the interface between the isotropic refractive index material layer are emitted in a direction not intersecting with the light transmitted through the interface. Become. As a result, these lights are completely separated. For example, when this deflection element is used as a display element, a high-contrast display is realized. When δ = θ1 / 2, light reflected at the interface exits in a direction perpendicular to the interface. Therefore, for example, when a display device is configured by arranging a plurality of deflecting elements having the above-described configuration, light emitted from adjacent deflecting elements does not mix with each other, and high-definition display can be realized.

【００２４】また本発明は、前記等方および可変屈折率
物質層のうちのいずれか一方屈折率物質層の屈折率をｎ
２とし、他方屈折率物質層の屈折率をｎ１とし、一方屈
折率物質層が等方屈折率物質層で実現され、他方屈折率
物質層が、常光屈折率ｎｏ、異常光屈折率ｎｅの１軸性
の透光性物質から成る可変屈折率物質層で実現されると
きには、屈折率ｎ１，ｎ２，ｎｏ，ｎｅは、 ｎｏ≦ｎ１≦ｎｅ …（２） ｎｏ≦ｎ２≦ｎｅ …（３） θ１≧ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎｅ） …（４） の関係を満たし、一方屈折率物質層が、常光屈折率ｎ
ｏ、異常光屈折率ｎｅの１軸性の透光性物質から成る可
変屈折率物質層で実現され、他方屈折率物質層が等方屈
折率物質層で実現されるときには、屈折率ｎ１，ｎ２，
ｎｏ，ｎｅは、 ｎｏ≦ｎ２≦ｎｅ …（５） ｎｏ≦ｎ１ｓｉｎθ１ …（６） ｎｅ≧ｎ１ …（７） の関係を満たすことを特徴とする。本発明に従えば、屈
折率物質層の屈折率は式（２）〜式（４）あるいは式
（５）〜式（７）の関係を満たし、これによって可変屈
折率物質層が１軸性の透光性物質から成る場合であって
も、上述した作用によってスイッチングを行うことがで
きる。Further, according to the present invention, the refractive index of one of the isotropic and variable refractive index material layers is set to n.
2, the refractive index of the other refractive index material layer is n1, one refractive index material layer is realized by an isotropic refractive index material layer, and the other refractive index material layer is one of the ordinary light refractive index no and the extraordinary light refractive index ne. When realized with a variable refractive index material layer made of an axial translucent material, the refractive indices n1, n2, no, and ne are given by: no ≦ n1 ≦ ne (2) no ≦ n2 ≦ ne (3) θ1 ≧ arcsin (n2 / ne) (4), while the refractive index material layer has the ordinary light refractive index n
o, when the refractive index material layer is realized by a variable refractive index material layer made of a uniaxial translucent material having an extraordinary refractive index ne, and the refractive index material layer is realized by an isotropic refractive index material layer, the refractive indices n1 and n2 ,
no, ne satisfies the following relationship: no ≦ n2 ≦ ne (5) no ≦ n1 sin θ1 (6) ne ≧ n1 (7) According to the present invention, the refractive index of the refractive index material layer satisfies the relationship of the formulas (2) to (4) or (5) to (7), whereby the variable refractive index material layer has a uniaxial property. Even in the case of a light-transmitting substance, switching can be performed by the above-described operation.

【００２５】また本発明は、前記等方および可変屈折率
物質層のうちのいずれか一方屈折率物質層の屈折率をｎ
２とし、他方屈折率物質層の屈折率をｎ１とし、一方屈
折率物質層が等方屈折率物質層で実現され、他方屈折率
物質層が、最大屈折率ｎｍａｘ、最小屈折率ｎｍｉｎの
光学的に等方性の透光性物質から成る可変屈折率物質層
で実現されるときには、屈折率ｎ１，ｎ２，ｎｍａｘ，
ｎｍｉｎは、 ｎｍｉｎ≦ｎ１≦ｎｍａｘ …（８） ｎｍｉｎ≦ｎ２≦ｎｍａｘ …（９） θ１≧ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎｍａｘ） …（10） の関係を満たし、一方屈折率物質層が、最大屈折率ｎｍ
ａｘ、最小屈折率ｎｍｉｎの光学的に等方性の透光性物
質から成る可変屈折率物質層で実現され、他方屈折率物
質層が等方屈折率物質層で実現されるときには、屈折率
ｎ１，ｎ２，ｎｍａｘ，ｎｍｉｎは、 ｎｍｉｎ≦ｎ２≦ｎｍａｘ …（11） ｎｍｉｎ≦ｎ１ｓｉｎθ１ …（12） ｎｍａｘ≧ｎ１ …（13） の関係を満たすことを特徴とする。本発明に従えば、屈
折率物質層の屈折率は式（８）〜式（10）あるいは式
（11）〜式（13）の関係を満たし、これによって可変屈
折率物質層が光学的に等方性の透光性物質から成る場合
であっても、上述した作用によってスイッチングを行う
ことができる。Further, according to the present invention, the refractive index of one of the isotropic and variable refractive index material layers is set to n.
2, while the refractive index of the refractive index material layer is n1, one refractive index material layer is realized by an isotropic refractive index material layer, and the other refractive index material layer is an optical material having a maximum refractive index nmax and a minimum refractive index nmin. When realized by a variable refractive index material layer made of an isotropic translucent material, the refractive indices n1, n2, nmax,
nmin satisfies the following relationship: nmin ≦ n1 ≦ nmax (8) nmin ≦ n2 ≦ nmax (9) θ1 ≧ arcsin (n2 / nmax) (10), while the refractive index material layer has a maximum refractive index nm
ax, the refractive index n1 is realized by a variable refractive index material layer made of an optically isotropic translucent material having a minimum refractive index nmin, while the refractive index material layer is realized by an isotropic refractive index material layer. , N2, nmax, nmin satisfy the following relationship: nmin ≦ n2 ≦ nmax (11) nmin ≦ n1 sin θ1 (12) nmmax ≧ n1 (13) According to the present invention, the refractive index of the refractive index material layer satisfies the relationship of Expressions (8) to (10) or (11) to (13), whereby the variable refractive index material layer is optically equivalent. Switching can be performed by the above-described operation even in the case of being made of an isotropic translucent substance.

【００２６】また本発明の前記導光手段は、少なくとも
等方および可変屈折率物質層の界面にほぼ平行に配置さ
れる第１表面と、第１表面と交差する第２表面とを有
し、第２表面から入射した光のうちの、当該第２表面の
法線方向を基準として、±２０°を成す角度の範囲から
の光を等方および可変屈折率物質層へ導くプリズムから
成ることを特徴とする。本発明に従えば、たとえば偏光
手段からの偏光はプリズムの光入射表面に対して、−２
０°〜２０°の範囲の入射角で入射する。図１２（Ａ）
に示すように、光が空気層からプリズムへ入射する場
合、上記範囲の入射角ではそのほとんどが反射されるこ
となく空気層とプリズムとの界面を透過する。また、図
１２（Ｂ）に示すように、光がプリズムから空気層へ入
射する場合の入射角が上記範囲であれば、そのほとんど
が反射されることなくプリズムと空気層との界面を透過
する。この結果、光源からの光が拡がりを有していても
プリズムに入射する際や同プリズムから出射する際の光
の損失を抑制し、光の利用効率を向上させることが可能
となる。Further, the light guide means of the present invention has at least a first surface arranged substantially parallel to the interface between the isotropic and variable refractive index material layers, and a second surface intersecting the first surface, A prism for guiding light from an angle range of ± 20 ° with respect to a normal direction of the second surface of the light incident from the second surface to the isotropic and variable refractive index material layers. Features. According to the present invention, for example, the polarized light from the polarizing means is applied to the light incident surface of the prism by -2.
Light is incident at an incident angle in the range of 0 ° to 20 °. FIG. 12 (A)
As shown in (1), when light enters the prism from the air layer, most of the light is transmitted through the interface between the air layer and the prism without being reflected at the incident angle in the above range. Further, as shown in FIG. 12B, when the incident angle when light enters the air layer from the prism is within the above range, most of the light is transmitted through the interface between the prism and the air layer without being reflected. . As a result, even if the light from the light source has a spread, it is possible to suppress the loss of light when entering the prism and when exiting from the prism, and to improve the light use efficiency.

【００２７】また本発明の前記プリズムの第１表面と第
２表面との成す角は、５０°以上９０°未満の範囲に選
ばれることを特徴とする。本発明に従えば、上記構成に
おいて、プリズムの光入射表面へ垂直に入射した光のプ
リズムの底面に対する入射角は、底面と光入射表面との
なす角と等しくなる。このため、上記プリズムが、その
底面が等方屈折率物質層に対して平行に積層されている
場合、等方屈折率物質層と液晶層などの可変屈折率物質
層との界面へ臨界角で光を入射させるためには、その臨
界角と、プリズムの底面と光入射表面とのなす角とが等
しくなるように構成すればよい。図９は液晶層の屈折率
と、等方屈折率物質層（屈折率１．５）および液晶層の
界面の臨界角との関係を示すグラフである。液晶層を組
成し得る材料としては様々な物質が存在するものの、可
変屈折率物質層の取り得る最大の屈折率は１．９程度が
限界であると考えられている。これを考慮すれば、プリ
ズムの底面と光入射表面とのなす角を５０°以上９０°
未満とすれば、液晶層と等方屈折率物質層との界面へ臨
界角で光を入射させることができる。In the present invention, an angle formed between the first surface and the second surface of the prism is selected from a range of 50 ° or more and less than 90 °. According to the present invention, in the above configuration, the incident angle of the light perpendicularly incident on the light incident surface of the prism with respect to the bottom surface of the prism is equal to the angle formed between the bottom surface and the light incident surface. For this reason, when the prism is stacked with its bottom surface parallel to the isotropic refractive index material layer, a critical angle is applied to the interface between the isotropic refractive index material layer and a variable refractive index material layer such as a liquid crystal layer. In order to make light incident, the critical angle and the angle between the bottom surface of the prism and the light incident surface may be configured to be equal. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the refractive index of the liquid crystal layer and the critical angle at the interface between the isotropic refractive index material layer (refractive index: 1.5) and the liquid crystal layer. Although there are various materials as materials that can compose the liquid crystal layer, it is considered that the maximum refractive index that the variable refractive index material layer can take is limited to about 1.9. Considering this, the angle between the bottom surface of the prism and the light incident surface should be 50 ° or more and 90 ° or more.
If it is less than the above, light can be made to enter the interface between the liquid crystal layer and the isotropic refractive index material layer at a critical angle.

【００２８】また本発明の前記プリズムの第２表面から
の入射光によって第１表面に投影される第２表面の射影
領域は、スイッチングに寄与する実スイッチング領域よ
りも大きいことを特徴とする。本発明に従えば、プリズ
ムの第２表面の前記射影領域は、実スイッチング領域よ
りも大きいので、実スイッチング領域全体に光を入射さ
せることができ、良好なスイッチング特性が得られる。Further, the projection area of the second surface projected on the first surface by the incident light from the second surface of the prism of the present invention is larger than an actual switching area which contributes to switching. According to the present invention, since the projection area on the second surface of the prism is larger than the actual switching area, light can be made incident on the entire actual switching area, and good switching characteristics can be obtained.

【００２９】また本発明の前記プリズムは、第１表面と
平行で第１表面よりも外方に配置され、スイッチングに
寄与する実スイッチング領域よりも大きい第３表面を有
することを特徴とする。本発明に従えば、前記界面ある
いは光反射層の反射面で反射した光は、プリズムの第３
表面から出射する。当該第３表面は、実スイッチング領
域よりも大きいので、迷光が生じず、すべての反射光を
前記第３表面から出射させることができ、良好なスイッ
チング特性が得られる。Further, the prism according to the present invention is characterized in that the prism has a third surface arranged parallel to the first surface and outside the first surface and larger than an actual switching area contributing to switching. According to the invention, the light reflected on the interface or the reflecting surface of the light reflecting layer is the third light of the prism.
Emitted from the surface. Since the third surface is larger than the actual switching area, stray light does not occur, all reflected light can be emitted from the third surface, and good switching characteristics can be obtained.

【００３０】また本発明の前記可変屈折率物質層は、液
晶から成ることを特徴とする。本発明に従えば、可変屈
折率物質層が液晶から成る場合において、上述した作用
で良好なスイッチングが可能となる。Further, the variable refractive index material layer according to the present invention is characterized by comprising liquid crystal. According to the present invention, when the variable refractive index material layer is made of liquid crystal, good switching can be performed by the above-described operation.

【００３１】また本発明の前記可変屈折率物質層を構成
する液晶分子は、不規則に配向していることを特徴とす
る。本発明に従えば、液晶分子は不規則に配向する。こ
のとき光は遮断され、出射光の光強度は、０になる。ま
たエネルギ印加時には液晶分子がエネルギの印加にした
がって規則的に配向し、光が透過する。このような液晶
分子の２つの配向状態と、上述した屈折率物質層の屈折
率の関係とを選ぶことによって、良好なスイッチングを
行うことができる。Further, the liquid crystal molecules constituting the variable refractive index material layer according to the present invention are characterized in that they are randomly oriented. According to the invention, the liquid crystal molecules are randomly oriented. At this time, the light is blocked, and the light intensity of the emitted light becomes zero. When energy is applied, the liquid crystal molecules are regularly aligned according to the applied energy, and light is transmitted. By selecting such a relationship between the two alignment states of the liquid crystal molecules and the above-described refractive index of the refractive index material layer, good switching can be performed.

【００３２】また本発明は、マトリクス状に配列される
複数の画素領域が設定され、各画素領域で前記一対のエ
ネルギ伝達手段が、互いに対向することを特徴とする。
本発明に従えば、上述したような作用でスイッチングを
行う画素領域が複数個設定され、各画素の状態を組み合
わせることによって、たとえば画像表示を行うことがで
きる。Further, the present invention is characterized in that a plurality of pixel regions arranged in a matrix are set, and in each pixel region, the pair of energy transmitting means are opposed to each other.
According to the present invention, a plurality of pixel regions that perform switching by the above-described operation are set, and for example, an image can be displayed by combining the states of the respective pixels.

【００３３】また本発明は、前記導光手段に向けて光を
照射する光源と、前記導光手段からの出射光を受光する
受光手段とを含むことを特徴とする。本発明に従えば、
前記光源からの光を等方および可変屈折率物質層に入射
させ、前記界面あるいは光反射層の反射面からの反射光
を受光手段で受光する。したがって、偏向素子をライト
バブルとして用いた投写型表示装置を実現することがで
きる。Further, the present invention is characterized in that it includes a light source for irradiating light to the light guiding means, and a light receiving means for receiving light emitted from the light guiding means. According to the present invention,
Light from the light source is incident on the isotropic and variable refractive index material layers, and light reflected from the interface or the reflecting surface of the light reflecting layer is received by a light receiving unit. Therefore, it is possible to realize a projection display device using the deflection element as a light bubble.

【００３４】また本発明は、前記導光手段に入射する光
が無偏光光であることを特徴とする。本発明に従えば、
無偏光光を等方および可変屈折率物質層に入射させるの
で、光の利用効率が向上する。Further, the present invention is characterized in that the light incident on the light guide means is unpolarized light. According to the present invention,
Since the non-polarized light is made incident on the isotropic and variable refractive index material layers, the light utilization efficiency is improved.

【００３５】また本発明は、前記導光手段に入射する光
が偏光光であることを特徴とする。本発明に従えば、偏
光光を等方および可変屈折率物質層に入射させるので、
光の利用効率は低下するけれども、高いコントラスト比
のスイッチングが可能である。Further, the present invention is characterized in that the light incident on the light guiding means is polarized light. According to the present invention, since polarized light is incident on the isotropic and variable refractive index material layers,
Although the light use efficiency is reduced, switching with a high contrast ratio is possible.

【００３６】また本発明は、前記傾斜手段を構成する三
角柱部分は、前記等方および可変屈折率物質層の界面に
対して垂直で、三角柱部分の伸びる方向に対して直交す
る方向の断面形状が二等辺三角形であり、当該二等辺三
角形の等しい角である光反射層の反射面の傾斜角δが、
入射光の前記界面の法線方向に対する入射角θ１の２分
の１とほぼ等しいことを特徴とする。本発明に従えば、
このような形状の光反射層によって、光反射層で反射し
た光を前記プリズムの第３表面から、当該表面に対して
ほぼ垂直に出射させることができる。Also, in the present invention, the triangular prism portion constituting the tilting means has a cross-sectional shape perpendicular to the interface between the isotropic and variable refractive index material layers and perpendicular to the direction in which the triangular prism portion extends. Is an isosceles triangle, the inclination angle δ of the reflection surface of the light reflecting layer is an equal angle of the isosceles triangle,
The angle of incidence of incident light with respect to the normal direction of the interface is substantially equal to one half of the incident angle θ1. According to the present invention,
With the light reflecting layer having such a shape, light reflected by the light reflecting layer can be emitted from the third surface of the prism substantially perpendicularly to the surface.

【００３７】[0037]

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の第１の形
態である偏向素子１の構成を示す断面図である。偏向素
子１は、絶縁性基板２、傾斜手段３、光反射電極４、等
方屈折率物質層５、配向膜６，８、可変屈折率物質層
７、透明電極９、透光性基板１０、接着層１１、および
プリズム１２を含んで構成される。偏向素子１は、可変
屈折率物質として液晶を、外部から与えられるエネルギ
として電界をそれぞれ使用するものである。光反射電極
４は、光反射層および一対のエネルギ伝達手段のうちの
一方エネルギ伝達手段として機能し、絶縁性基板２、傾
斜手段３、および光反射電極４を含んで一方のエネルギ
印加手段および光反射層が一体的に構成される。また、
他方のエネルギ伝達手段である透明電極９および透光性
基板１０を含んで他方のエネルギ印加手段が構成され
る。また、前記プリズム１２が導光手段である。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a deflection element 1 according to a first embodiment of the present invention. The deflecting element 1 includes an insulating substrate 2, an inclining means 3, a light reflecting electrode 4, an isotropic refractive index material layer 5, alignment films 6, 8, a variable refractive index material layer 7, a transparent electrode 9, a light transmitting substrate 10, It is configured to include an adhesive layer 11 and a prism 12. The deflecting element 1 uses a liquid crystal as a variable refractive index material and an electric field as externally applied energy. The light reflection electrode 4 functions as one of the light reflection layer and one of the pair of energy transmission means, and includes one of the energy application means and the light The reflection layer is integrally formed. Also,
The other energy applying means is configured to include the transparent electrode 9 and the light transmitting substrate 10 as the other energy transmitting means. The prism 12 is a light guide.

【００３８】なお、本形態では、等方屈折率物質層５と
して固体である高分子膜を使用し、可変屈折率物質層７
として液晶を用いることから、液晶を挟持する一方基板
部材１３と他方基板部材１４とに分けて説明する。一方
基板部材１３は、絶縁性基板２、傾斜手段３、光反射電
極４、等方屈折率物質層５、および配向膜６を含んで構
成され、他方基板部材１４は、配向膜８、透明電極９、
および透光性基板１０を含んで構成される。In this embodiment, a solid polymer film is used as the isotropic refractive index material layer 5 and the variable refractive index material layer 7 is used.
Since a liquid crystal is used as a substrate, the description will be made separately for one substrate member 13 and the other substrate member 14 that sandwich the liquid crystal. On the other hand, the substrate member 13 includes the insulating substrate 2, the tilting means 3, the light reflection electrode 4, the isotropic refractive index material layer 5, and the alignment film 6, and the substrate member 14 includes the alignment film 8, the transparent electrode 9,
And a translucent substrate 10.

【００３９】たとえばコーニング社製、商品名７０５９
のガラス基板で実現される絶縁性基板２の一方表面２ａ
上には、後述するようにして作成された金型を用いて、
前記絶縁性基板２の一方表面２ａから所定の角度δ（δ
≠０°）だけ傾斜した傾斜手段３が形成され、さらに傾
斜手段３の表面を覆って光反射電極４が形成される。光
反射層４は、たとえばアルミニウムで実現され、スパッ
タリング法によって作成される。前記角度δは、たとえ
ば３５°に選ばれる。For example, Corning Co., Ltd., trade name 7059
Surface 2a of insulating substrate 2 realized by glass substrate
Above, using a mold created as described below,
A predetermined angle δ (δ) from one surface 2a of the insulating substrate 2
An inclination means 3 inclined by (0 °) is formed, and a light reflecting electrode 4 is formed so as to cover the surface of the inclination means 3. The light reflection layer 4 is realized by, for example, aluminum and is formed by a sputtering method. The angle δ is set to, for example, 35 °.

【００４０】光反射電極４上には、たとえば屈折率が
１．５４程度のポリビフェニルアルコール（ＰＶＡ）で
実現される等方屈折率物質層５が形成される。前記ＰＶ
Ａ層は、５ｗｔ％のＰＶＡ水溶液をスピンコート法によ
って塗布し、１８０℃で３０分間焼成することによって
形成される。このようにして作成される等方屈折率物質
層５は、前記傾斜手段３による表面の凹凸を平坦化する
平坦化膜としての機能を有する上、可変屈折率物質層７
として使用する液晶の配向制御膜としての機能も合わせ
持つ。On the light reflection electrode 4, an isotropic refractive index material layer 5 realized by, for example, polybiphenyl alcohol (PVA) having a refractive index of about 1.54 is formed. The PV
The A layer is formed by applying a 5 wt% PVA aqueous solution by a spin coating method and baking it at 180 ° C. for 30 minutes. The isotropic refractive index material layer 5 thus formed has a function as a flattening film for flattening the unevenness of the surface caused by the tilting means 3 and has a variable refractive index material layer 7.
It also has a function as a liquid crystal alignment control film.

【００４１】この等方屈折率物質層５であるＰＶＡ層の
表面にラビング法などで配向処理を施すことによって、
配向制御膜としての機能が付与される。このようにして
一方基板部材１３が完成する。なお、前記ＰＶＡに代わ
って、たとえば屈折率が１．６程度のポリ塩化ビニリデ
ンを用いてもよく、この場合、たとえばポリ塩化ビニリ
デンを適当な溶媒に溶かし、スピンコート法によって
０．５μｍ〜１．０μｍ程度の膜厚に塗布して、等方屈
折率物質層５が形成される。By subjecting the surface of the PVA layer which is the isotropic refractive index material layer 5 to an alignment treatment by a rubbing method or the like,
A function as an orientation control film is provided. Thus, one-sided substrate member 13 is completed. Instead of the PVA, for example, polyvinylidene chloride having a refractive index of about 1.6 may be used. In this case, for example, polyvinylidene chloride is dissolved in an appropriate solvent, and 0.5 μm to 1. The isotropic refractive index material layer 5 is formed by coating to a thickness of about 0 μm.

【００４２】たとえば前記絶縁性基板２と同じガラス基
板で実現される透光性基板１０の一方表面１０ａ上に
は、たとえばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）で実現され
る透明電極９がスパッタリング法によって形成され、さ
らに透明電極９を覆って配向膜８が形成される。配向膜
８は、前記配向膜６と同ようにして形成される。このよ
うにして他方基板部材１４が完成する。For example, a transparent electrode 9 made of, for example, ITO (indium tin oxide) is formed on one surface 10a of a light-transmitting substrate 10 made of the same glass substrate as the insulating substrate 2 by a sputtering method. Then, an alignment film 8 is formed to cover the transparent electrode 9. The alignment film 8 is formed in the same manner as the alignment film 6. Thus, the other substrate member 14 is completed.

【００４３】一方および他方基板部材１３，１４は、互
いの配向膜６，８同士が対向するようにして配置され
る。ここで、配向処理方向（ラビング処理方向）は、平
行かつ反対方向となるように選ばれる。また、基板部材
１３，１４間に粒子径が１０μｍのガラスビーズで実現
されるスペーサが配置されて、当該基板部材１３，１４
が接着剤で接着される。したがって、基板部材１３，１
４間には１０μｍの間隙が形成される。この間隙には、
たとえばメルク社製、商品名ＢＬ００７、異常光屈折率
ｎｅ＝１．８２０、常光屈折率ｎｏ＝１．５３３の液晶
が、真空脱気法で注入される。液晶の注入孔を封止し
て、可変屈折率物質層７が形成される。注入した液晶分
子は、配向膜６，８の配向規制力によってホモジニアス
配向し、一軸性の液晶材料から成る可変屈折率物質層７
が形成される。The first and second substrate members 13 and 14 are arranged such that the alignment films 6 and 8 face each other. Here, the orientation processing direction (rubbing processing direction) is selected so as to be parallel and opposite. Further, a spacer realized by glass beads having a particle diameter of 10 μm is disposed between the substrate members 13 and 14, and the substrate members 13 and 14 are disposed.
Are bonded with an adhesive. Therefore, the substrate members 13, 1
A gap of 10 μm is formed between the four. In this gap,
For example, liquid crystal having a trade name of BL007, an extraordinary light refractive index ne = 1.820, and an ordinary light refractive index no = 1.533 manufactured by Merck Co., Ltd. is injected by a vacuum degassing method. The variable refractive index material layer 7 is formed by sealing the liquid crystal injection hole. The injected liquid crystal molecules are homogeneously aligned by the alignment control force of the alignment films 6 and 8, and the variable refractive index material layer 7 made of a uniaxial liquid crystal material.
Is formed.

【００４４】他方基板部材１４の可変屈折率物質層７と
は反対側の表面である、透光性基板１０の前記一方表面
１０ａとは反対の他方表面１０ｂ上には、接着層１１を
介してガラス製のプリズム１２が接着される。プリズム
１２は、他方基板部材１４側からの入射光が透光性基板
１０の表面で反射することを防止し、かつ第２表面１２
ｂからの入射光のうちの当該第２表面１２ｂの法線方向
を基準として、±２０°を成す角度の範囲からの入射光
を等方および可変屈折率物質層５，７へ導くものであ
り、透光性基板１０とほぼ同じ屈折率を有する材料で実
現される。また、前記接着層１１は、透光性基板１０お
よびプリズム１２と屈折率および透過光スペクトルがほ
ぼ等しい材料で実現され、たとえばロックタイト社製、
商品名ロックタイト３６５が用いられる。On the other surface 10b of the other substrate member 14 opposite to the one surface 10a of the light-transmitting substrate 10, which is the surface opposite to the variable refractive index material layer 7, via the adhesive layer 11. The glass prism 12 is bonded. The prism 12 prevents the incident light from the other substrate member 14 from being reflected on the surface of the translucent substrate 10 and the second surface 12
b for guiding the incident light from an angle range of ± 20 ° with respect to the normal direction of the second surface 12b of the incident light from b to the isotropic and variable refractive index material layers 5 and 7. , And a material having substantially the same refractive index as the translucent substrate 10. The adhesive layer 11 is made of a material having substantially the same refractive index and transmitted light spectrum as the light-transmitting substrate 10 and the prism 12.
The trade name Loctite 365 is used.

【００４５】前記プリズム１２は、図示されるように断
面形状が台形に選ばれ、前記接着剤１１によって透光性
基板１０に接着される第１表面１２ａ、第１表面１２ａ
と交差し、光入射面または光出射面となる第２表面１２
ｂ、および第１表面１２ａと平行にかつ第１表面１２ａ
よりも外方に配置され、光出射面となる第３表面１２ｃ
を有する。第１表面１２ａと第２表面１２ｂとの成す角
αは、５０°以上９０°未満の範囲に選ばれ、これによ
って第２表面１２ｂからの入射光が、確実に屈折率物質
層５，７に導かれる。たとえば角αは７０°に選ばれ
る。The prism 12 has a trapezoidal cross section as shown in the figure, and has a first surface 12a and a first surface 12a adhered to the light transmitting substrate 10 by the adhesive 11.
And the second surface 12 intersecting with the light incident surface or the light exit surface
b, and parallel to the first surface 12a and the first surface 12a
Third surface 12c which is disposed more outwardly and which is a light emitting surface
Having. The angle α formed between the first surface 12a and the second surface 12b is selected to be in a range of 50 ° or more and less than 90 °, so that the incident light from the second surface 12b surely reaches the refractive index material layers 5 and 7. Be guided. For example, the angle α is selected to be 70 °.

【００４６】図２は、前記プリズム１２の大きさを説明
するための図である。第３表面１２ｃの領域Ａ３は、偏
向素子１がたとえば表示装置として用いられる場合、実
際の表示に拘わる実表示領域Ａ２よりも大きくなるよう
に選ばれる。偏向素子１が他のスイッチング素子として
用いられる場合、実際のスイッチングに拘わる実スイッ
チング領域Ａ２よりも大きくなるように第３表面１２ｃ
の領域Ａ３が選ばれ、これによって全ての反射光を第３
表面１２ｃから出射させることができる。また、前記第
２表面１２ｂからの入射光によって第１表面１２ａに投
影される第２表面１２ｂの射影領域Ａ１も、実スイッチ
ング領域Ａ２よりも大きくなるように選ばれ、これによ
って実スイッチング領域Ａ２全体に光を入射させること
ができる。FIG. 2 is a diagram for explaining the size of the prism 12. The area A3 of the third surface 12c is selected to be larger than the actual display area A2 related to actual display when the deflecting element 1 is used, for example, as a display device. When the deflecting element 1 is used as another switching element, the third surface 12c is set to be larger than the actual switching area A2 related to actual switching.
Area A3 is selected, whereby all reflected light is
The light can be emitted from the surface 12c. In addition, the projection area A1 of the second surface 12b projected on the first surface 12a by the incident light from the second surface 12b is also selected to be larger than the actual switching area A2. Light can be incident on the

【００４７】図３は、傾斜手段３および光反射電極４が
形成された絶縁性基板２を示す断面斜視図である。傾斜
手段３の形状は、三角柱状であり、三角柱の一側面が絶
縁性基板２の一方表面２ａに当接するようにして規則的
に配置される。三角柱の前記絶縁性基板２に当接する一
側面とは異なる他の二側面が接する辺を通り、三角柱の
伸びる方向に直交する方向であって、絶縁性基板２の表
面に垂直な切断面における断面形状は、直角三角形に選
ばれる。断面直角三角形が絶縁性基板２の表面２ａと成
す２つの角のうちの一方角が直角に、他方角がδに選ば
れる。角δと、等方および可変屈折率物質層５，７への
入射光の入射角θ１、すなわち前記入射光の入射方向と
屈折率物質層５，７の界面の法線方向とが成す角θ１と
は、θ１／２≦δ≦θ１
…（１）の関係を満たすように選ばれる。FIG. 3 is a sectional perspective view showing the insulating substrate 2 on which the tilting means 3 and the light reflection electrode 4 are formed. The inclination means 3 has a triangular prism shape, and is arranged regularly so that one side surface of the triangular prism contacts one surface 2 a of the insulating substrate 2. A cross section taken along a side perpendicular to the direction in which the triangular prism extends, passing through a side where two other side surfaces different from the one side surface of the triangular prism contacting the insulating substrate 2 and perpendicular to the surface of the insulating substrate 2 The shape is chosen to be a right triangle. One of two angles formed by a triangle having a right-angled cross section and the surface 2a of the insulating substrate 2 is selected as a right angle, and the other angle is selected as δ. The incident angle θ1 of the incident light on the isotropic and variable refractive index material layers 5 and 7, that is, the angle θ1 between the incident direction of the incident light and the normal direction of the interface between the refractive index material layers 5 and 7. Means θ1 / 2 ≦ δ ≦ θ1
.. Are selected so as to satisfy the relationship of (1).

【００４８】図４は、他の形状の傾斜手段３ａと、光反
射電極４とが形成された絶縁性基板２を示す斜視図であ
る。傾斜手段３ａの形状は、三角柱状であり、三角柱の
一側面が絶縁性基板２の一方表面２ａに当接するように
して規則的に配置される。三角柱の前記絶縁性基板２に
当接する一側面とは異なる他の二側面が接する辺を通
り、三角柱の伸びる方向に直交する方向であって、絶縁
性基板２の表面に垂直な切断面における断面形状は、二
等辺三角形に選ばれる。断面二等辺三角形が絶縁性基板
２の表面２ａと成す２つの角がそれぞれδに選ばれる。
角δと前記入射角θ１とは、前記式（１）の関係を満た
すように選ばれる。FIG. 4 is a perspective view showing the insulating substrate 2 on which the tilting means 3a of another shape and the light reflecting electrode 4 are formed. The inclination means 3a has a triangular prism shape, and is regularly arranged such that one side surface of the triangular prism is in contact with one surface 2a of the insulating substrate 2. A cross section taken along a side perpendicular to the direction in which the triangular prism extends, passing through a side where two other side surfaces different from the one side surface of the triangular prism contacting the insulating substrate 2 and perpendicular to the surface of the insulating substrate 2 The shape is chosen to be an isosceles triangle. Two angles formed by the isosceles triangle in cross section and the surface 2a of the insulating substrate 2 are each selected as δ.
The angle δ and the incident angle θ1 are selected so as to satisfy the relationship of the above equation (1).

【００４９】図５は、傾斜手段３，３ａを作成するため
に用いられる金型２８の製造方法を示す工程図である。
図６は、当該金型２８の製造方法を段階的に示す断面図
である。工程Ｔ１では、図６（Ａ）に示されるように、
ガラスなどの平坦な基板２１上に、たとえば東京応化社
製、商品名ＯＦＰＲ−８００で実現されるフォトレジス
トがスピンコート法によって塗布されてフォトレジスト
膜２２が形成される。フォトレジスト膜２２の厚さは、
前記傾斜手段３，３ａの断面直角三角形あるいは断面二
等辺三角形の高さ以上に選ぶことが好ましく、たとえば
１μｍ〜５０μｍの膜厚に形成される。FIG. 5 is a process chart showing a method of manufacturing a mold 28 used for forming the inclination means 3, 3a.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the mold 28 in a stepwise manner. In step T1, as shown in FIG.
A photoresist realized by, for example, OFPR-800 (trade name, manufactured by Tokyo Ohkasha Co., Ltd.) is applied on a flat substrate 21 such as glass by a spin coating method to form a photoresist film 22. The thickness of the photoresist film 22 is
It is preferable to select a height equal to or greater than the height of the right-angled triangle or the isosceles triangle of the cross section of the inclination means 3, 3a.

【００５０】工程Ｔ２では、図６（Ｂ）に示されるよう
に、Ａｒ（アルゴン）などのレーザ光２３がフォトレジ
スト膜２２に照射され、フォトレジスト膜２２が加工さ
れる。工程Ｔ３では、現像され、図６（Ｃ）に示される
ような傾斜したのこぎり波状のフォトレジスト膜２４が
形成される。In the step T2, as shown in FIG. 6B, the photoresist film 22 is irradiated with a laser beam 23 of Ar (argon) or the like, and the photoresist film 22 is processed. In step T3, the photoresist film 24 is developed to form a tilted saw-toothed photoresist film 24 as shown in FIG. 6C.

【００５１】工程Ｔ４では、フォトレジスト膜２４上に
Ｎｉ（ニッケル）がスパッタリング法によって、図６
（Ｄ）に示されるように堆積されて、Ｎｉ膜２５が形成
される。工程Ｔ５では、図６（Ｅ）に示されるように走
査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ；Scanning Tunnel Micros
cope）の探針２６によって表面形状が検査される。工程
Ｔ６では、前記Ｎｉ膜２５上に、電鋳によって図６
（Ｆ）に示されるようにさらにＮｉ膜２７が形成され
る。電鋳は、陽極として電解ニッケルを、メッキ浴とし
てＮｉ−ＳＯ₄−ＮＨ₄Ｃｌ−Ｈ₃ＢＯ₃をそれぞれ用い、
温度３０℃および電流１Ａ／ｄｍ²の条件で行った。In step T4, Ni (nickel) is deposited on the photoresist film 24 by sputtering, as shown in FIG.
The Ni film 25 is formed by depositing as shown in FIG. In step T5, as shown in FIG. 6E, a scanning tunnel microscope (STM) is used.
The surface shape is inspected by the probe 26 of the cope). In step T6, the Ni film 25 is electroformed on the Ni film 25 as shown in FIG.
As shown in (F), a Ni film 27 is further formed. Electroforming, using an electrolytic nickel as an anode, a _{Ni-SO 4 -NH 4 Cl-} H 3 BO 3 as a plating bath, respectively,
The test was performed under the conditions of a temperature of 30 ° C. and a current of 1 A / dm ² .

【００５２】工程Ｔ７では、基板２１およびフォトレジ
スト膜２４を除去することによって、前記Ｎｉ膜２５，
２７から成る図６（Ｇ）に示されるような金型２８が完
成する。このようにして作成された金型２８を用いて、
絶縁性基板２の一方表面２ａに傾斜手段３，３ａが形成
される。たとえば射出形成法によって形成される。In step T7, the substrate 21 and the photoresist film 24 are removed to remove the Ni film 25,
A metal mold 28 as shown in FIG. Using the mold 28 thus created,
Inclination means 3, 3a are formed on one surface 2a of insulating substrate 2. For example, it is formed by an injection molding method.

【００５３】図７は、偏向素子１の基本的な動作原理を
説明するための図である。偏向素子１が有する等方およ
び可変の２つの屈折率物質層のうちの一方屈折率物質層
を屈折率ｎ１の第１の屈折率物質層とし、他方屈折率物
質層を屈折率ｎ２の第２の屈折率物質層として説明す
る。FIG. 7 is a diagram for explaining the basic operation principle of the deflecting element 1. One of the two isotropic and variable refractive index material layers of the deflecting element 1 is a first refractive index material layer having a refractive index n1, and the other refractive index material layer is a second refractive index material layer having a refractive index n2. Will be described.

【００５４】第１の屈折率物質層への入射光１５は、当
該光の入射方向と第１および第２屈折率物質層の界面の
法線方向１８との成す角である入射角θ１で入射し、前
記界面での作用を受ける。これによって、前記界面で反
射して、再度第１の屈折率物質層方向に進む反射光１６
と、前記界面を透過して、第２の屈折率物質層方向に進
む透過光１７とに分離される。反射光１６の反射方向と
前記法線方向１８との成す角である出射角をθ２とし、
透過光１７の透過方向と前記法線方向１８との成す角で
ある出射角をθ３とする。反射光１６および透過光１７
の光強度は、Ｆｒｅｓｎｅｌの式に基づいて、 Ｒｐ＝(ｎ２・ｃｏｓθ１−ｎ１・ｃｏｓθ３)／(ｎ２・ｃ
ｏｓθ１＋ｎ１・ｃｏｓθ３) Ｒｓ＝(ｎ１・ｃｏｓθ１−ｎ２・ｃｏｓθ３)／(ｎ１・ｃ
ｏｓθ１＋ｎ２・ｃｏｓθ３) Ｔｐ＝(２・ｎ１・ｃｏｓθ１)／(ｎ２・ｃｏｓθ１＋ｎ１
・ｃｏｓθ３) Ｔｓ＝(２・ｎ１・ｃｏｓθ１)／(ｎ１・ｃｏｓθ１＋ｎ２
・ｃｏｓθ３) で算出される。ここで、Ｒ，Ｔは、反射光１６の強度お
よび透過光１７の強度をそれぞれ表し、添字ｐ，ｓは、
入射面に対して平行な偏光（Ｐ偏光）および入射面に対
して垂直な偏光（Ｓ偏光）の光強度をそれぞれ表す。The incident light 15 to the first refractive index material layer is incident at an incident angle θ1 which is an angle formed between the incident direction of the light and the normal direction 18 at the interface between the first and second refractive index material layers. And is affected by the interface. As a result, the reflected light 16 reflected at the interface and traveling again in the direction of the first refractive index material layer
And transmitted light 17 that passes through the interface and travels in the direction of the second refractive index material layer. An emission angle, which is an angle between the reflection direction of the reflected light 16 and the normal direction 18, is θ2,
An emission angle between the transmission direction of the transmitted light 17 and the normal direction 18 is θ3. Reflected light 16 and transmitted light 17
Is based on the Fresnel equation, Rp = (n2 · cos θ1−n1 · cos θ3) / (n2 · c
os θ1 + n1 · cos θ3) Rs = (n1 · cos θ1−n2 · cos θ3) / (n1 · c
os θ1 + n2 · cos θ3) Tp = (2 · n1 · cos θ1) / (n2 · cos θ1 + n1
· Cos θ3) Ts = (2 · n1 · cos θ1) / (n1 · cos θ1 + n2
· Cos θ3). Here, R and T represent the intensity of the reflected light 16 and the intensity of the transmitted light 17, respectively.
The light intensities of polarized light parallel to the plane of incidence (P-polarized light) and polarized light perpendicular to the plane of incidence (S-polarized light) are shown.

【００５５】さらに、透過光１７の出射角θ３は、Ｓｎ
ｅｌｌの法則に従って、 ｎ１・ｓｉｎθ１＝ｎ２・ｓｉｎθ３ で算出される。また、反射光１６の出射角θ２と入射角
θ１との絶対値は、等しくなる。Further, the emission angle θ3 of the transmitted light 17 is Sn
In accordance with the law of ell, it is calculated by n1 · sin θ1 = n2 · sin θ3. Further, the absolute value of the emission angle θ2 of the reflected light 16 is equal to the absolute value of the incident angle θ1.

【００５６】図８は、屈折率ｎ１，ｎ２がｎ１＞ｎ２の
関係を有する場合の、入射光１５の入射角θ１による、
反射光１６および透過光１７の光強度の変化を示すグラ
フである。曲線Ｌ１、Ｌ２は、反射光１６の光強度の変
化、および透過光１７の光強度の変化をそれぞれ表す。
実際には、ｎ１＝１．７，ｎ２＝１．５とした。FIG. 8 shows the relationship between the incident angle θ1 of the incident light 15 when the refractive indices n1 and n2 have a relationship of n1> n2.
5 is a graph showing changes in light intensity of reflected light 16 and transmitted light 17; Curves L1 and L2 represent a change in the light intensity of the reflected light 16 and a change in the light intensity of the transmitted light 17, respectively.
Actually, n1 = 1.7 and n2 = 1.5.

【００５７】入射角θ１が６０°よりも大きくなると、
透過光１７の強度が０となり、入射光１５のすべてが反
射して反射光１６となることが分かる。このような全反
射を起こす入射角の中の最小値は、臨界角θｃと称され
る。When the incident angle θ1 is larger than 60 °,
It can be seen that the intensity of the transmitted light 17 becomes 0, and all of the incident light 15 is reflected to become reflected light 16. The minimum value of the incident angles that cause such total reflection is called the critical angle θc.

【００５８】図９は、屈折率ｎ２を１．５に定めて屈折
率ｎ１を変化したときの、臨界角θｃを示すグラフであ
る。屈折率ｎ１，ｎ２の屈折率差が大きいほど臨界角θ
ｃが小さくなることがわかる。これによって、屈折率物
質層の屈折率差を大きくすることによって、入射角θ１
を小さくすることができる。FIG. 9 is a graph showing the critical angle θc when the refractive index n1 is changed while the refractive index n2 is set to 1.5. The larger the difference between the refractive indices n1 and n2, the greater the critical angle θ
It turns out that c becomes small. Thus, the incident angle θ1 is increased by increasing the refractive index difference between the refractive index material layers.
Can be reduced.

【００５９】また、２つの屈折率物質層のうちのいずれ
か一方屈折率物質層は、外場によって屈折率が変化する
可変屈折率物質から成る。たとえば可変屈折率物質層の
屈折率をｎ１とし、等方屈折率物質層の屈折率をｎ２と
すると、可変屈折率物質層の屈折率ｎ１の最大および最
小屈折率ｎ１ｍａｘ，ｎ１ｍｉｎは、 ｎ１ｍａｘ≧ｎ２／ｓｉｎθｃ …（14） ｎ１ｍｉｎ＝ｎ２ …（15） となる。すなわち、可変屈折率物質層の屈折率ｎ１の変
化の範囲は、式（１４）で表され、入射光１５が前記界
面で全反射する値から、式（１５）で表され、２つの屈
折率物質層の屈折率が等しくなる値までの範囲である。
なお、前記最大屈折率ｎ１ｍａｘを、異常光屈折率ｎ１
ｎｅに、最小屈折率ｎ１ｍｉｎを常光屈折率にそれぞれ
置き換えても同様である。Further, one of the two refractive index material layers is made of a variable refractive index material whose refractive index changes according to an external field. For example, assuming that the refractive index of the variable refractive index material layer is n1 and the refractive index of the isotropic refractive index material layer is n2, the maximum and minimum refractive indices n1max and n1min of the variable refractive index material layer are n1max ≧ n2. / Sin θc (14) n1min = n2 (15) That is, the range of change of the refractive index n1 of the variable refractive index material layer is expressed by Expression (14), and from the value of total reflection of the incident light 15 at the interface, is expressed by Expression (15). This is a range up to a value at which the refractive indexes of the material layers become equal.
The maximum refractive index n1max is defined as the extraordinary light refractive index n1.
The same applies when ne is replaced with the minimum refractive index n1min with the ordinary refractive index.

【００６０】可変屈折率物質層の屈折率ｎ１の変化範
囲、すなわちｎ２＜ｎ１＜ｎ２／ｓｉｎθｃの範囲の中
では、前記界面を透過する透過光１７が生じ、反射光１
６の光強度を変化することが可能である。たとえば、屈
折率ｎ１ｍａｘ（ｎ１ｎｅ）のときをオン状態とし、屈
折率ｎ１ｍｉｎ（ｎ１ｎｏ）のときをオフ状態とするこ
とができる。また、ｎ２＜ｎ１＜ｎ２／ｓｉｎθｃの範
囲のときを階調表示状態とすることができる。In the change range of the refractive index n1 of the variable refractive index material layer, that is, in the range of n2 <n1 <n2 / sin θc, the transmitted light 17 passing through the interface is generated, and the reflected light 1
6 can be changed. For example, when the refractive index is n1max (n1ne), it can be turned on, and when it is n1min (n1no), it can be turned off. Further, when the range of n2 <n1 <n2 / sin θc is satisfied, the gradation display state can be set.

【００６１】図１０（Ａ）は、入射角θ１が６０°のと
きに、屈折率ｎ２を１．５に定めて屈折率ｎ１を変化し
たときの、光強度を示すグラフである。図１０（Ｂ）
は、入射角θ１が７０°のときに、屈折率ｎ２を１．５
に定めて屈折率ｎ１を変化したときの、光強度を示すグ
ラフである。曲線Ｌ３，Ｌ４は、Ｐ偏光の反射光１６の
光強度を、曲線Ｌ５，Ｌ６は、Ｓ偏光の反射光１６の光
強度を、曲線Ｌ７，Ｌ８は、Ｐ偏光の透過光１７の光強
度を、曲線Ｌ９，Ｌ１０は、Ｓ偏光の透過光１７の光強
度を、それぞれ表す。可変屈折率物質層の屈折率を変化
させることによって、反射光量を連続的に変化させるこ
とが可能なことが分かる。FIG. 10A is a graph showing the light intensity when the refractive index n2 is set to 1.5 and the refractive index n1 is changed when the incident angle θ1 is 60 °. FIG. 10 (B)
Is that the refractive index n2 is 1.5 when the incident angle θ1 is 70 °.
7 is a graph showing light intensity when the refractive index n1 is changed in accordance with (1). Curves L3 and L4 represent the light intensity of the P-polarized reflected light 16, curves L5 and L6 represent the light intensity of the S-polarized reflected light 16, and curves L7 and L8 represent the light intensity of the P-polarized transmitted light 17. , Curves L9 and L10 represent the light intensity of the S-polarized transmitted light 17, respectively. It is understood that the amount of reflected light can be continuously changed by changing the refractive index of the variable refractive index material layer.

【００６２】以上が偏向素子１の基本的な動作原理であ
り、具体的には、プリズム１２を介して入射した入射光
を、可変および等方屈折率物質層７，５の界面で反射す
る反射光と、前記界面を透過する透過光とに分け、可変
屈折率物質層７の屈折率を変化させることによって、反
射光および透過光の光強度を変えることができる。ま
た、前記透過光は、光反射電極４の表面で反射する。前
記屈折率物質層７，５の界面での反射光と、光反射電極
４の表面での反射光とを異なる方向に出射させることに
よって、光の干渉を生じることなく、スイッチングを行
うことができる。このために、前記角度δ（傾斜角δ）
を有する傾斜手段３によって光反射電極４の表面に傾斜
を設けている。The basic principle of operation of the deflecting element 1 has been described above. Specifically, reflection is performed by reflecting incident light incident through the prism 12 at the interface between the variable and isotropic refractive index material layers 7 and 5. The light intensity of the reflected light and the transmitted light can be changed by changing the refractive index of the variable refractive index material layer 7 into light and transmitted light transmitted through the interface. Further, the transmitted light is reflected on the surface of the light reflection electrode 4. By emitting the reflected light at the interface between the refractive index material layers 7 and 5 and the reflected light at the surface of the light reflecting electrode 4 in different directions, switching can be performed without causing light interference. . For this purpose, the angle δ (tilt angle δ)
The surface of the light reflection electrode 4 is inclined by the inclination means 3 having the following.

【００６３】なお、本形態では、可変屈折率物質層７を
液晶を用いて構成し、特定偏光を用いてスイッチングを
行う構成としているため、配向膜６，８が必要となる。
したがって、前述した可変屈折率物質層７と等方屈折率
物質層５との界面での光の反射および透過において、配
向膜６による影響が考えられる。しかしながら、配向膜
は、液晶を用いた素子においてほとんど一般的に用いら
れ、また配向膜の屈折率は、液晶にほぼ等しく、当該配
向膜による光の屈折はほとんど無視できるものであると
考える。In this embodiment, since the variable refractive index material layer 7 is configured by using liquid crystal and switching is performed using specific polarized light, the alignment films 6 and 8 are required.
Therefore, the influence of the alignment film 6 on the reflection and transmission of light at the interface between the variable refractive index material layer 7 and the isotropic refractive index material layer 5 described above is considered. However, the alignment film is almost generally used in a device using liquid crystal, and the refractive index of the alignment film is almost equal to that of the liquid crystal, and light refraction by the alignment film is considered to be almost negligible.

【００６４】偏向素子１では、入射角＋θ１で入射した
入射光のうちの屈折率物質層７，５界面で反射した反射
光は、前記入射角θ１と絶対値が等しい出射角−θ２で
出射する。前記界面を透過した光は出射角θ３で等方屈
折率物質層５に入射し、光反射電極４表面で反射する。
この反射光は絶縁性基板２の表面２ａに対して、−（θ
３±２・δ）の方向に反射して出射する。このような構
成に選ぶことによって、前記界面で分離された光を再び
合成されないようにして、光の干渉による悪影響を防止
することができる。In the deflecting element 1, of the incident light incident at the incident angle + θ1, the reflected light reflected at the interface between the refractive index material layers 7 and 5 exits at the exit angle -θ2 having an absolute value equal to the incident angle θ1. . The light transmitted through the interface enters the isotropic refractive index material layer 5 at an emission angle θ3, and is reflected on the surface of the light reflection electrode 4.
This reflected light is applied to the surface 2a of the insulating substrate 2 by-(θ
The light is reflected in the direction of (3 ± 2 · δ) and emitted. By selecting such a configuration, it is possible to prevent the light separated at the interface from being recombined, thereby preventing an adverse effect due to light interference.

【００６５】図１１（Ａ）は、傾斜手段３の傾斜角δが
δ≠０かつδ≠θ１／２の場合の出射光２０ａ，２０ｂ
を示す図である。図１１（Ｂ）は、傾斜手段３の傾斜角
δがδ＝θ１／２の場合の出射光２０ａ，２０ｂを示す
図である。FIG. 11A shows the outgoing lights 20a and 20b when the inclination angle δ of the inclination means 3 is δ ≠ 0 and δ ≠ θ1 / 2.
FIG. FIG. 11B is a diagram showing the emitted lights 20a and 20b when the inclination angle δ of the inclination means 3 is δ = θ1 / 2.

【００６６】プリズム１２への入射光１９は、プリズム
１２の光入射側の第２表面１２ｂに対して、たとえば垂
直に入射する。したがって、前記入射角θ１は、プリズ
ム１２の角度αによって決まる。屈折率物質層７，５の
界面で反射した光（オン状態光）２０ａは、傾斜手段３
の傾斜角δによらず、前述したように入射角θ１と絶対
値が等しい出射角θ２で、すなわちプリズム１２の光出
射側の第２表面１２ｂに対して垂直に出射する。The light 19 incident on the prism 12 is incident, for example, vertically on the second surface 12b on the light incident side of the prism 12. Therefore, the incident angle θ1 is determined by the angle α of the prism 12. The light (on-state light) 20a reflected at the interface between the refractive index material layers 7 and 5 is
Irrespective of the inclination angle δ, the light exits at the emission angle θ2 having the absolute value equal to the incident angle θ1 as described above, that is, perpendicular to the second surface 12b on the light emission side of the prism 12.

【００６７】屈折率物質層７，５の界面を透過し、光反
射電極４の表面で反射した光（オフ状態光）２０ｂは、
傾斜角δがδ≠０かつδ≠θ１／２の場合には、プリズ
ム１２の第３表面１２ｃに対して垂直以外の角度で出射
し、傾斜角δがδ＝θ１／２の場合には、プリズム１２
の第３表面１２ｃに対して垂直に出射する。The light (off state light) 20 b that has passed through the interface between the refractive index material layers 7 and 5 and has been reflected on the surface of the light reflecting electrode 4 is
When the inclination angle δ is δ ≠ 0 and δ ≠ θ1 / 2, the light is emitted at an angle other than perpendicular to the third surface 12c of the prism 12, and when the inclination angle δ is δ = θ1 / 2, Prism 12
Out of the third surface 12c.

【００６８】なお、前記光２０ａをオフ状態光として、
光２０ｂをオン状態光としても構わない。It is to be noted that the light 20a is an off-state light,
The light 20b may be the ON state light.

【００６９】前記プリズム１２の角度αは、透光性基板
１０の表面１０ｂにおける光の反射を考慮して、前述し
たように５０°以上９０°未満の範囲に選ばれ、これに
よって偏光素子１の光の入射許容範囲は±１０°程度と
なる。またプリズム１２は、以下のような理由から配置
される。屈折率物質層５，７の屈折率差は大きく見積も
っても０．４を越える組み合わせは、現在、利用されて
いる材料の中からは考えられない。また、外場によって
変化する屈折率が前記式（14）および式（15）の関係を
満たす可変屈折率物質層を、現在、利用されている異方
性光学結晶、液晶、および高分子などの中から構成する
ことも考えられない。しかしながら、空気とガラスとの
屈折率差は０．４を越え、これは屈折率物質層５，７の
界面で全反射する入射角では、空気と透光性基板１０と
の界面で全反射することを意味する。The angle α of the prism 12 is selected from the range of 50 ° or more and less than 90 ° as described above in consideration of the reflection of light on the surface 10b of the translucent substrate 10. The allowable range of light incidence is about ± 10 °. The prism 12 is arranged for the following reasons. Combinations in which the refractive index difference between the refractive index material layers 5 and 7 exceeds 0.4 at the most can not be considered from the materials currently used. In addition, a variable refractive index material layer whose refractive index that changes according to an external field satisfies the relations of the above formulas (14) and (15) is formed of an anisotropic optical crystal, liquid crystal, polymer, or the like currently used. It is not conceivable to construct from inside. However, the refractive index difference between the air and the glass exceeds 0.4, which is totally reflected at the interface between the air and the translucent substrate 10 at the incident angle where the light is totally reflected at the interface between the refractive index material layers 5 and 7. Means that.

【００７０】図１２（Ａ）は、空気層からガラスへ光を
照射したときの、入射角θ１による反射光１６および透
過光１７の光強度を示すグラフである。図１２（Ｂ）
は、ガラスから空気層へ光を照射したときの、入射角θ
１による反射光１６および透過光１７の光強度を示すグ
ラフである。曲線Ｌ１１，１３は、反射光１６の強度を
示し、曲線Ｌ１２，１４は透過光１７の強度を示す。こ
れらのグラフから、光入射面と屈折率物質層５，７の界
面とが平行に配置される場合、入射光１５の損失が大き
く、出射光の量が少なくなってしまうことが分かる。FIG. 12A is a graph showing the light intensity of the reflected light 16 and the transmitted light 17 depending on the incident angle θ1 when the glass is irradiated with light from the air layer. FIG. 12 (B)
Is the incident angle θ when light is irradiated from the glass to the air layer.
6 is a graph showing light intensities of reflected light 16 and transmitted light 17 according to Example 1. Curves L11 and L13 show the intensity of the reflected light 16, and curves L12 and L14 show the intensity of the transmitted light 17. From these graphs, it can be seen that, when the light incident surface and the interface between the refractive index material layers 5 and 7 are arranged in parallel, the loss of the incident light 15 is large and the amount of the emitted light is reduced.

【００７１】本形態では、このような不都合を解消する
ために、プリズム１２を配置している。プリズム１２の
第２表面１２ｂからの入射光を利用することによって、
光入射面と屈折率物質層５，７の界面とは平行でなくな
り、このため入射光１５の損失が少なくなり、出射光の
量が増大する。In this embodiment, the prism 12 is provided to eliminate such inconvenience. By utilizing the incident light from the second surface 12b of the prism 12,
The light incident surface and the interface between the refractive index material layers 5 and 7 are not parallel, so that the loss of the incident light 15 is reduced and the amount of the emitted light is increased.

【００７２】図１３は、プリズム１２内での光の軌跡を
示す図である。図１３（Ａ）は、第３表面１２ｃの領域
Ａ３が、実スイッチング領域Ａ２の大きさと等しい、あ
るいはそれよりも小さい場合を示す。この場合、屈折率
物質層５，７側からプリズム１２に入射した光の一部
は、プリズム１２の第２表面１２ｂに到達し、当該表面
１２ｂで反射して、再び屈折率物質層５，７方向に進
む。このようにプリズム１２内に閉じ込められる光が生
じてしまい、良好なスイッチングができない。FIG. 13 is a diagram showing the trajectory of light in the prism 12. FIG. 13A shows a case where the area A3 of the third surface 12c is equal to or smaller than the size of the actual switching area A2. In this case, a part of the light incident on the prism 12 from the side of the refractive index material layers 5 and 7 reaches the second surface 12b of the prism 12, is reflected on the surface 12b, and is returned again. Proceed in the direction. As described above, light confined in the prism 12 is generated, and good switching cannot be performed.

【００７３】図１３（Ｂ）は、第３表面１２ｃの領域Ａ
３が、実スイッチング領域Ａ２の大きさよりも大きい場
合を示す。この場合、屈折率物質層５，７側からプリズ
ム１２に入射した光は、すべてプリズム１２の第３表面
１２ｃに到達し、当該表面１２ｃから出射する。したが
って、プリズム１２内に閉じ込められる光が生じること
はなく、良好なスイッチングができる。FIG. 13B shows a region A of the third surface 12c.
3 shows a case where the size of the actual switching area A2 is larger than the size of the actual switching area A2. In this case, all light that has entered the prism 12 from the side of the refractive index material layers 5 and 7 reaches the third surface 12c of the prism 12 and exits from the surface 12c. Accordingly, light confined in the prism 12 does not occur, and good switching can be performed.

【００７４】したがって、プリズム１２の第３表面１２
ｃの領域Ａ３の大きさと実スイッチング領域Ａ２の大き
さとは、第３表面１２ｃの方が大きくなるように選ぶこ
とが好ましい。Therefore, the third surface 12 of the prism 12
It is preferable that the size of the region A3 of c and the size of the actual switching region A2 be selected so that the third surface 12c is larger.

【００７５】また、プリズム１２の入射面側の第２表面
１２ｂからの入射光によって第１表面１２ａに投影され
る第２表面１２ｂの射影領域Ａ１は、実スイッチング領
域Ａ２の大きさと同じに、あるいはそれよりも大きくな
るように選ぶことが好ましい。これは、第２表面１２ｂ
による射影領域Ａ１が実スイッチング領域Ａ２の大きさ
よりも小さいと、入射光が実スイッチング領域Ａ２全面
に照射されず、良好なスイッチングができないからであ
る。The projection area A1 of the second surface 12b projected on the first surface 12a by the incident light from the second surface 12b on the incident surface side of the prism 12 has the same size as the actual switching area A2, or It is preferable to select a larger value. This is the second surface 12b
If the projection area A1 is smaller than the size of the actual switching area A2, the incident light is not applied to the entire surface of the actual switching area A2, and good switching cannot be performed.

【００７６】図１４は、偏向素子１からの出射光の光強
度を検出する方法を説明するための図である。光源３２
からの光３５は、偏光板３１を介して、偏向素子１のプ
リズム１２の光入射側の第２表面１２ｂから、入射角θ
１で入射する。屈折率物質層５，７の界面で反射して出
射する光（オン状態光）３６は、プリズム１２の光出射
側の第２表面１２ｂから出射し、検出器３３でその光強
度が検出される。光反射電極４で反射して出射する光
（オフ状態光）３７は、プリズム１２の光出射側の第３
表面１２ｃから出射し、検出器３４でその光強度が検出
される。FIG. 14 is a diagram for explaining a method of detecting the light intensity of the light emitted from the deflection element 1. Light source 32
From the second surface 12b on the light incident side of the prism 12 of the deflecting element 1 via the polarizing plate 31, the incident angle θ
It is incident at 1. The light (ON state light) 36 that is reflected and emitted at the interface between the refractive index material layers 5 and 7 is emitted from the second surface 12 b on the light emission side of the prism 12, and the light intensity is detected by the detector 33. . The light (off state light) 37 reflected and emitted by the light reflection electrode 4 is transmitted to the third light exit side of the prism 12.
The light exits from the surface 12c, and its light intensity is detected by the detector 34.

【００７７】図１５は、印加電圧と、偏向素子１からの
出射光３６，３７の光強度との関係を示すグラフであ
る。印加電圧の上昇に伴って可変屈折率物質層７の屈折
率ｎ１は変化する。本形態では、可変屈折率物質層７に
はｐ型のネマティック液晶を用いているので、印加電圧
の増大に伴って屈折率ｎ１は減少する。曲線Ｌ１５は前
記オン状態光３６の光強度を、曲線Ｌ１６は前記オフ状
態光３７の光強度をそれぞれ示す。可変屈折率物質層７
の屈折率ｎ１と等方屈折率物質層５の屈折率ｎ２とが、
ｎ２＜ｎ１＜ｎ２／ｓｉｎθｃの範囲となる印加電圧の
範囲が、表示可能領域Ｂ１である。グラフ中の点ｃでは
屈折率ｎ１，ｎ２が等しくなる。また、前記表示可能領
域Ｂ１の下限となる電圧以下の範囲は、オン状態光３６
のみが得られる全反射領域Ｂ２である。本形態ではｎ１
の変化範囲は１．６〜１．７１となる。FIG. 15 is a graph showing the relationship between the applied voltage and the light intensities of the light beams 36 and 37 emitted from the deflection element 1. As the applied voltage rises, the refractive index n1 of the variable refractive index material layer 7 changes. In this embodiment, since the p-type nematic liquid crystal is used for the variable refractive index material layer 7, the refractive index n1 decreases as the applied voltage increases. A curve L15 indicates the light intensity of the on-state light 36, and a curve L16 indicates the light intensity of the off-state light 37. Variable refractive index material layer 7
And the refractive index n2 of the isotropic refractive index material layer 5 are:
The range of the applied voltage that satisfies the range of n2 <n1 <n2 / sin θc is the displayable area B1. At the point c in the graph, the refractive indexes n1 and n2 are equal. Further, the range below the voltage which is the lower limit of the displayable area B1 is the ON state light 36.
Only the total reflection area B2 is obtained. In this embodiment, n1
Ranges from 1.6 to 1.71.

【００７８】第１の形態によれば、特定偏光の入射光
は、屈折率物質層５，７の界面で反射して出射する光
と、前記界面を透過し、光反射電極４で反射して、前記
出射光とは異なる方向に出射する光とに分けられる。こ
のような偏向素子１は、光スイッチとして充分なオン／
オフ比が得られる。According to the first mode, the incident light of the specific polarization is reflected at the interface between the refractive index material layers 5 and 7 and emitted, and transmitted through the interface and reflected by the light reflecting electrode 4. , And light emitted in a different direction from the emitted light. Such a deflecting element 1 has sufficient ON / OFF as an optical switch.
The off ratio is obtained.

【００７９】なお、本形態では、可変屈折率物質層７と
して液晶を用いているけれども、液晶に代わってニオブ
酸リチウムなどの光学異方性結晶を用いても構わない。
この場合、光学異方性結晶からなる可変屈折率物質層７
と透光性基板１０とを兼用することが可能である。Although the liquid crystal is used as the variable refractive index material layer 7 in this embodiment, an optically anisotropic crystal such as lithium niobate may be used instead of the liquid crystal.
In this case, the variable refractive index material layer 7 made of an optically anisotropic crystal
And the light-transmitting substrate 10.

【００８０】また、液晶分子の配向制御方法はラビング
法に限らず、斜方蒸着法を採用しても構わない。配向方
法もホモジニアス配向に限らず、液晶の屈折率が連続的
に変わる配向方法であればどのような配向方法であって
も構わない。The method of controlling the alignment of the liquid crystal molecules is not limited to the rubbing method, and an oblique deposition method may be employed. The alignment method is not limited to the homogeneous alignment, but may be any alignment method as long as the refractive index of the liquid crystal changes continuously.

【００８１】また、傾斜手段３および金型の作成方法
は、上述した方法に限らず、所定の形状が形成される方
法であれば、どのような方法であっても構わない。The method of forming the tilting means 3 and the mold is not limited to the above-described method, but may be any method as long as a predetermined shape is formed.

【００８２】また、外部から印加されるエネルギとして
電界を使用したけれども、たとえば磁場など、可変屈折
率物質層７の屈折率を変化させられるエネルギであれば
どのようなエネルギを用いても構わない。Although an electric field is used as energy applied from the outside, any energy may be used as long as the energy can change the refractive index of the variable refractive index material layer 7, such as a magnetic field.

【００８３】また、透光性基板１０とプリズム１２とを
兼用して構成しても構わない。Further, the light transmitting substrate 10 and the prism 12 may be used in combination.

【００８４】本形態では、傾斜手段３側に等方屈折率物
質層５を配置し、プリズム１２側に可変屈折率物質層７
を配置した。また一軸性の液晶材料によって可変屈折率
物質層７が構成される。したがって、等方屈折率物質層
５の屈折率ｎ２、可変屈折率物質層７の屈折率ｎ１、当
該物質層７の常光屈折率ｎｏ、異常光屈折率ｎｅは、前
記式（２）〜式（４）の関係を満たす。In this embodiment, the isotropic refractive index material layer 5 is disposed on the tilting means 3 side, and the variable refractive index material layer 7 is disposed on the prism 12 side.
Was placed. The variable refractive index material layer 7 is formed of a uniaxial liquid crystal material. Therefore, the refractive index n2 of the isotropic refractive index material layer 5, the refractive index n1 of the variable refractive index material layer 7, the ordinary light refractive index no, and the extraordinary light refractive index ne of the material layer 7 are represented by the above formulas (2) to ( The relationship of 4) is satisfied.

【００８５】また、可変屈折率物質層７と等方屈折率物
質層５とが反対であっても構わない。ただし、この場
合、各屈折率ｎ１，ｎ２，ｎｏ，ｎｅは、前記式（５）
〜（７）の関係を満たし、また前記式（１４）、（１
５）は ｎ２ｎｉｎ≦ｎ１・ｓｉｎθ１ …（16） ｎ２ｍａｘ＝ｎ１ …（17） となる。ここで、式（５）〜式（７）および式（１
６）、（１７）においてｎ１は等方屈折率物質層５の屈
折率を、ｎ２は可変屈折率物質層７の屈折率をそれぞれ
表す。The variable refractive index material layer 7 and the isotropic refractive index material layer 5 may be opposite. However, in this case, the respective refractive indices n1, n2, no, and ne are expressed by the above-mentioned formula (5).
To (7), and the expressions (14) and (1)
5) is as follows: n2nin ≦ n1 · sin θ1 (16) n2max = n1 (17) Here, Expressions (5) to (7) and Expression (1)
In (6) and (17), n1 represents the refractive index of the isotropic refractive index material layer 5, and n2 represents the refractive index of the variable refractive index material layer 7.

【００８６】本発明の実施の第２の形態として、第１の
形態の偏向素子１は特定偏光が調光可能なのに対し、偏
向素子１と同じ構成で、無偏光光を調光可能にした偏向
素子１ａが実現できる。すなわち、偏向素子１の可変屈
折率物質層７を挟持する配向膜６，８を、スピンコート
法で作成したナイロン６，６で実現される樹脂膜を１８
０℃で焼成することによって球晶化させて作成する。こ
の球晶性を有する配向膜によって、液晶分子の配向は軸
対称性を有することとなる。さらに、この球晶を小さく
することによって、光学的な見かけ上において、等方性
を有する２次元的にランダム（不規則的）に、液晶分子
を配向させることができる。ランダム配向時の可変屈折
率物質層７の屈折率は、 ｎａｖｅ＝（（ｎｅ² ＋ｎｏ² ）／２）^0.5 で、算出することができる。このような配向膜を用いる
ことによって、無偏光光が入射した場合であっても、第
１の形態で説明したのと同様にして、スイッチングを行
うことができる。As a second embodiment of the present invention, the deflecting element 1 of the first embodiment is capable of dimming specific polarized light, whereas the deflecting element 1 has the same configuration as that of the deflecting element 1 and is capable of dimming unpolarized light. The element 1a can be realized. That is, the alignment films 6 and 8 sandwiching the variable refractive index material layer 7 of the deflecting element 1 are made of a resin film made of nylon 6 and 6 formed by spin coating.
It is made by sintering by firing at 0 ° C. The orientation of the liquid crystal molecules has axial symmetry due to the alignment film having the spherulitic property. Further, by reducing the size of the spherulite, the liquid crystal molecules can be two-dimensionally and randomly (irregularly) having an isotropic optical appearance. The refractive index of the variable refractive index material layer 7 at the time of random orientation can be calculated as follows: nave = ((ne ² + no ² ) / 2) ^0.5 By using such an alignment film, switching can be performed in the same manner as described in the first embodiment, even when unpolarized light enters.

【００８７】なお、第２の形態における可変屈折率物質
層７は、異常光屈折率ｎｅ＝１．６８２６、常光屈折率
ｎｏ＝１．５３３の液晶で実現され、等方屈折率物質層
５は、屈折率が１．５５のポリビニルアルコールで実現
した。また、前記入射角θ１＝７０°に、傾斜角δ＝３
５°に、角α＝７０°にそれぞれ設定した。The variable refractive index material layer 7 in the second embodiment is realized by a liquid crystal having an extraordinary refractive index ne = 1.82626 and an ordinary light refractive index no = 1.533. And polyvinyl alcohol having a refractive index of 1.55. When the incident angle θ1 = 70 °, the inclination angle δ = 3
5 ° and the angle α = 70 °.

【００８８】図１６は、偏向素子１ａからの出射光の光
強度を検出する方法を説明するための図である。光源３
２からの光３５は、偏向素子１ａのプリズム１２の光入
射側の第２表面１２ｂから、入射角θ１で入射する。屈
折率物質層５，７の界面で反射して出射する光（オン状
態光）３６は、プリズム１２の光出射側の第２表面１２
ｂから出射し、検出器３３でその光強度が検出される。
光反射電極４で反射して出射する光（オフ状態光）３７
は、プリズム１２の光出射側の第３表面１２ｃから出射
し、検出器３４でその光強度が検出される。FIG. 16 is a diagram for explaining a method for detecting the light intensity of the light emitted from the deflection element 1a. Light source 3
The light 35 from 2 enters the second surface 12b on the light incident side of the prism 12 of the deflecting element 1a at an incident angle θ1. The light (ON state light) 36 reflected and emitted at the interface between the refractive index material layers 5 and 7 is transmitted to the second surface 12 on the light emission side of the prism 12.
b, and the light intensity is detected by the detector 33.
Light (off-state light) 37 reflected and emitted by the light reflection electrode 4
Is emitted from the third surface 12c on the light emission side of the prism 12, and its light intensity is detected by the detector.

【００８９】図１７は、印加電圧と、偏向素子１ａから
の出射光３６，３７の光強度との関係を示すグラフであ
る。印加電圧の上昇に伴って可変屈折率物質層７の屈折
率ｎ１は変化する。曲線Ｌ１７は前記オン状態光３６の
光強度を、曲線Ｌ１８は前記オフ状態光３７の光強度を
それぞれ示す。可変屈折率物質層７の屈折率ｎ１と等方
屈折率物質層５の屈折率ｎ２とが、ｎ２＜ｎ１（ｎａｖ
ｅ）＜ｎ２／ｓｉｎθｃの範囲となる印加電圧の範囲
が、表示可能領域Ｂ１である。グラフ中の点ｃでは屈折
率ｎ１，ｎ２が等しくなる。また、前記表示可能領域Ｂ
１の下限となる電圧以下の範囲は、オン状態光３６のみ
が得られる全反射領域Ｂ２である。本形態ではｎａｖｅ
の変化範囲は１．５５〜１．６５であり、最大値は１．
６８２６となる。FIG. 17 is a graph showing the relationship between the applied voltage and the light intensities of the light beams 36 and 37 emitted from the deflection element 1a. As the applied voltage rises, the refractive index n1 of the variable refractive index material layer 7 changes. A curve L17 indicates the light intensity of the on-state light 36, and a curve L18 indicates the light intensity of the off-state light 37. The refractive index n1 of the variable refractive index material layer 7 and the refractive index n2 of the isotropic refractive index material layer 5 are such that n2 <n1 (nav
e) The range of the applied voltage within the range of <n2 / sin θc is the displayable area B1. At the point c in the graph, the refractive indexes n1 and n2 are equal. The displayable area B
The range below the voltage that is the lower limit of 1 is the total reflection area B2 in which only the ON state light 36 is obtained. In this embodiment, the
Range is 1.55 to 1.65, and the maximum value is 1.
6826.

【００９０】第２の形態によれば、無偏光光の入射光
は、屈折率物質層５，７の界面で反射して出射する光
と、前記界面を透過し、光反射電極４で反射して、前記
出射光とは異なる方向に出射する光とに分けられる。こ
のような偏向素子１ａは、光スイッチとして充分なオン
／オフ比が得られる。According to the second embodiment, the incident light of the non-polarized light is reflected at the interface between the refractive index material layers 5 and 7 and emitted, and transmitted through the interface and reflected by the light reflection electrode 4. Thus, the light is divided into light emitted in a different direction from the emitted light. Such a deflecting element 1a can obtain a sufficient on / off ratio as an optical switch.

【００９１】本形態では、傾斜手段３側に等方屈折率物
質層５を配置し、プリズム１２側に可変屈折率物質層７
を配置し、光学的に等方性を有する液晶材料によって可
変屈折率物質層７を構成した。したがって、等方屈折率
物質層５の屈折率ｎ２、可変屈折率物質層７の屈折率ｎ
１、当該物質層７の最大屈折率ｎ１ｍａｘ、最小屈折率
ｎ１ｍｉｎには、前記式（８）〜式（１０）の関係を満
たす。また前記式（１４）、（１５）の関係を満たす。In this embodiment, the isotropic refractive index material layer 5 is disposed on the tilting means 3 side, and the variable refractive index material layer 7 is disposed on the prism 12 side.
Was arranged, and the variable refractive index material layer 7 was formed of an optically isotropic liquid crystal material. Therefore, the refractive index n2 of the isotropic refractive index material layer 5 and the refractive index n of the variable refractive index material layer 7
1. The maximum refractive index n1max and the minimum refractive index n1min of the material layer 7 satisfy the relations of Expressions (8) to (10). Further, the relations of the expressions (14) and (15) are satisfied.

【００９２】また、可変屈折率物質層７と等方屈折率物
質層５とが反対であっても構わない。ただし、この場
合、各屈折率ｎ１，ｎ２，ｎ１ｍａｘ，ｎ１ｍｉｎは、
前記式（１１）〜式（１３）の関係を満たす。また、前
記式（１６）、（１７）の関係を満たす。The variable refractive index material layer 7 and the isotropic refractive index material layer 5 may be reversed. However, in this case, each refractive index n1, n2, n1max, n1min is:
It satisfies the relations of the equations (11) to (13). Further, the relations of the expressions (16) and (17) are satisfied.

【００９３】図１８は、本発明の実施の第３の形態であ
る偏向素子４１の構成を示す斜視図である。第３の形態
の偏向素子４１は、第１の形態の光反射電極４および透
明電極９に代わって、光反射層４２および透明電極４
３，４４が形成される以外は、第１の形態の偏向素子１
とほぼ同様にして構成される。したがって、同様にして
用いられる部材には同じ参照符を付して示し、異なる部
分についてのみ説明する。偏向素子４１は、可変屈折率
物質層７に電圧を印加する電極構造をマトリクス状にし
たものである。本形態では、２×２のマトリクス状にし
た場合について説明する。透明電極４３，４４が一対の
エネルギ伝達手段である。FIG. 18 is a perspective view showing a configuration of a deflection element 41 according to a third embodiment of the present invention. The deflection element 41 according to the third embodiment includes a light reflection layer 42 and a transparent electrode 4 instead of the light reflection electrode 4 and the transparent electrode 9 according to the first embodiment.
Deflection element 1 of the first embodiment except that
The configuration is almost the same. Therefore, members used in the same manner are denoted by the same reference numerals, and only different portions will be described. The deflecting element 41 has a matrix-like electrode structure for applying a voltage to the variable refractive index material layer 7. In the present embodiment, a case in which a 2 × 2 matrix is used will be described. The transparent electrodes 43 and 44 are a pair of energy transmission means.

【００９４】光反射層４２は、前記偏向素子１の光反射
電極４に代わって、傾斜手段３の表面を覆って設けられ
る。光反射層４２は、電極としては機能せず、屈折率物
質層５，７の界面を通過した光を反射する機能のみを有
する。The light reflecting layer 42 is provided so as to cover the surface of the tilting means 3 instead of the light reflecting electrode 4 of the deflecting element 1. The light reflection layer 42 does not function as an electrode, and has only a function of reflecting light passing through the interface between the refractive index material layers 5 and 7.

【００９５】透明電極４３，４４は、たとえば前記透明
電極９と同じＩＴＯで実現され、透明電極４３は等方屈
折率物質層５の上に、互いに平行に間隔をあけて、帯状
に形成される。さらに、端子部分を除いて配向膜６が形
成される。透明電極４４は透光性基板１０の上に互いに
平行に間隔をあけて、帯状に形成される。さらに、端子
部分を除いて配向膜８が形成される。透明電極４３，４
４は、たとえばスパッタリング法で作成したＩＴＯ膜
を、フォトリソグラフィ法で前記帯状に加工して作成さ
れる。The transparent electrodes 43 and 44 are realized by, for example, the same ITO as the transparent electrode 9, and the transparent electrodes 43 are formed on the isotropic refractive index material layer 5 in a strip shape at intervals in parallel with each other. . Further, the alignment film 6 is formed except for the terminal portion. The transparent electrodes 44 are formed on the light-transmitting substrate 10 in a belt shape at intervals in parallel with each other. Further, an alignment film 8 is formed except for a terminal portion. Transparent electrodes 43, 4
Reference numeral 4 is formed by, for example, processing an ITO film formed by a sputtering method into the band shape by a photolithography method.

【００９６】基板部材１３，１４は、配向膜６，８の配
向処理方向が反平行あるいは平行となるように、かつ帯
状の透明電極４３，４４が互いに直交するようにして対
向配置される。The substrate members 13 and 14 are opposed to each other so that the alignment processing directions of the alignment films 6 and 8 are antiparallel or parallel, and the strip-shaped transparent electrodes 43 and 44 are orthogonal to each other.

【００９７】偏向素子４１は、単純マトリクス駆動を採
用しているため、駆動電圧比Ｖｏｎ／Ｖｏｆｆ比（デュ
ーティー比）は、 Ｖｏｎ／Ｖｏｆｆ＝（Ｎ^0.5 ＋１／Ｎ^0.5 −１）^0.5 …（18） で求められる。Ｎはデューティー数（１／Ｎ；デューテ
ィー比）であり、通常、走査線数と同じに選ばれる。Since the deflecting element 41 employs a simple matrix drive, the drive voltage ratio Von / Voff ratio (duty ratio) is: Von / Voff = (N ^0.5 + 1 / N ^0.5 −1) ^0.5 (18) Is required. N is a duty number (1 / N; duty ratio), which is usually selected to be the same as the number of scanning lines.

【００９８】可変屈折率物質層７の屈折率ｎ１と等方屈
折率物質層５の屈折率ｎ２とが、ｎ２＜ｎ１＜ｎ２／ｓ
ｉｎθｃの範囲にあることが好ましく、偏向素子４１で
は、ｎ２＝１．６、θｃ＝７０°であることから、ｎ１
は１．６〜１．７１の範囲で変化しなくてはならない。
偏向素子４１の可変屈折率物質層７を構成する液晶の異
常光屈折率ｎｅが上記範囲内で変化するためには、１Ｖ
（閾値電圧）〜２．４Ｖの印加電圧が必要となる。これ
だけのＶｏｎ／Ｖｏｆｆ比が得られる走査線数は、前記
式（１８）から、２本であることが分かる。１本の帯状
電極に１〜数百個の傾斜手段３が対応するように構成す
ることができる。この傾斜手段３の対応する数は、傾斜
手段３の角度と高さとによって決定される。The refractive index n1 of the variable refractive index material layer 7 and the refractive index n2 of the isotropic refractive index material layer 5 are n2 <n1 <n2 / s.
in θc. In the deflection element 41, n2 = 1.6 and θc = 70 °.
Must vary between 1.6 and 1.71.
In order for the extraordinary light refractive index ne of the liquid crystal constituting the variable refractive index material layer 7 of the deflecting element 41 to change within the above range, 1 V
(Threshold voltage)-an applied voltage of 2.4 V is required. It can be seen from equation (18) that the number of scanning lines that can provide such a Von / Voff ratio is two. One to several hundred inclination means 3 can be configured to correspond to one strip electrode. The corresponding number of the tilting means 3 is determined by the angle and the height of the tilting means 3.

【００９９】以上のように第３の形態によれば、偏向素
子４１によって単純マトリクス駆動が実現できる。な
お、第２の形態の偏向素子１ａを第３の形態の偏向素子
４１のように構成することも本発明の範囲に属するもの
である。As described above, according to the third embodiment, simple matrix driving can be realized by the deflection element 41. The configuration of the deflection element 1a of the second embodiment like the deflection element 41 of the third embodiment also belongs to the scope of the present invention.

【０１００】図１９は、本発明の実施の第４の形態であ
る偏向素子５１の構成を示す断面図である。偏向素子５
１は、ＴＦＴ素子５２を用いたアクティブマトリクス駆
動方式の素子であり、ＴＦＴ素子５２を有する以外は、
前記偏向素子１とほぼ同様にして構成される。FIG. 19 is a sectional view showing the structure of a deflection element 51 according to a fourth embodiment of the present invention. Deflection element 5
Reference numeral 1 denotes an active matrix driving type element using the TFT element 52.
The configuration is substantially the same as that of the deflection element 1.

【０１０１】単純マトリクス駆動方式では、走査線数の
増大に伴い、印加電圧のＶｏｎ／Ｖｏｆｆ比が減少する
ために、高精細化が困難であり、かつ階調表示を行う際
に、各階調間の電圧差が僅差となり、電気的雑音などの
影響が深刻な問題となる。本形態の偏向素子５１は、光
反射電極４と透明電極９とが互いに対向する各画素に対
応してスイッチング素子であるＴＦＴ素子５２を形成す
ることによって、上述した問題を解消し、駆動電圧比が
前記式（１８）に支配されないようにしている。以下に
ＴＦＴ素子５２の作成方法について説明する。In the simple matrix driving method, the Von / Voff ratio of the applied voltage decreases as the number of scanning lines increases, so that it is difficult to achieve high definition. The voltage difference between the two becomes small, and the influence of electrical noise and the like becomes a serious problem. The deflection element 51 of the present embodiment solves the above-described problem by forming a TFT element 52 that is a switching element corresponding to each pixel in which the light reflection electrode 4 and the transparent electrode 9 are opposed to each other. Is not governed by the equation (18). Hereinafter, a method for forming the TFT element 52 will be described.

【０１０２】図２０は、ＴＦＴ素子５２の製造方法を示
す工程図である。工程Ｓ１では、ゲートバス配線および
ゲート電極５３が形成される。ＴＦＴ素子５２は光反射
側の絶縁性基板２上に形成される。まず、当該絶縁性基
板２上にスパッタリング法によって３００ｎｍの厚さの
Ｔａ金属層を形成する。当該Ｔａ金属層を、フォトリソ
グラフィ法およびエッチング法によってパターン形成
し、ゲートバス配線およびゲート電極５３を作成する。FIG. 20 is a process chart showing a method of manufacturing the TFT element 52. In step S1, a gate bus wiring and a gate electrode 53 are formed. The TFT element 52 is formed on the insulating substrate 2 on the light reflection side. First, a Ta metal layer having a thickness of 300 nm is formed on the insulating substrate 2 by a sputtering method. The Ta metal layer is patterned by a photolithography method and an etching method to form a gate bus wiring and a gate electrode 53.

【０１０３】工程Ｓ２では、ゲート絶縁膜５４が形成さ
れる。たとえばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Depos
ition)法によって４００ｎｍの厚さのＳｉＮｘを、前記
ゲートバス配線およびゲート電極５３を覆って絶縁性基
板２上に形成することによって作成される。In step S2, a gate insulating film 54 is formed. For example, plasma CVD (Chemical Vapor Depos)
This is formed by forming a 400 nm-thick SiNx on the insulating substrate 2 by covering the gate bus wiring and the gate electrode 53 by the ition) method.

【０１０４】工程Ｓ３では、コンタクト層５６および半
導体層５５が形成される。まず、前記ゲート絶縁膜５４
上に半導体層５５となる１００ｎｍの厚さのａ−Ｓｉ層
と、コンタクト層５６となる４０ｎｍの厚さのｎ⁺ 型ａ
−Ｓｉ層とをこの順番に連続的に形成する。次に、前記
２つの層を同時にパターン形成することによってコンタ
クト層５６と半導体層５５が形成される。In step S3, a contact layer 56 and a semiconductor layer 55 are formed. First, the gate insulating film 54
A 100 nm-thick a-Si layer serving as the semiconductor layer 55 and a 40 nm-thick n ⁺ -type a serving as the contact layer 56 are formed thereon.
-Si layer is continuously formed in this order. Next, the contact layer 56 and the semiconductor layer 55 are formed by patterning the two layers at the same time.

【０１０５】工程Ｓ４では、ソース電極５７、ドレイン
電極５８、およびソースバス配線が形成される。まず、
コンタクト層５６および半導体層５５が形成された基板
上に２００ｎｍの厚さのＭｏ金属層をスパッタリング法
によって形成し、当該Ｍｏ金属層をパターン形成するこ
とによってソース電極５７、ドレイン電極５８、および
ソースバス配線が形成される。前記ドレイン電極５８に
は、導体層５９が接続される。このようにしてＴＦＴ素
子５２が完成する。In step S4, a source electrode 57, a drain electrode 58, and a source bus wiring are formed. First,
A 200-nm-thick Mo metal layer is formed on the substrate on which the contact layer 56 and the semiconductor layer 55 are formed by a sputtering method, and the Mo metal layer is patterned to form a source electrode 57, a drain electrode 58, and a source bus. Wiring is formed. The conductor layer 59 is connected to the drain electrode 58. Thus, the TFT element 52 is completed.

【０１０６】ＴＦＴ素子５２が形成された基板上には、
絶縁材料から成る傾斜手段３が第１の形態で説明したの
と同様の方法で形成される。傾斜手段３には、前記ＴＦ
Ｔ素子５２のドレイン電極５８から伸びる導体層５９の
部分にフォトリソグラフィ法によって形成されたコンタ
クトホール３ａを有する。On the substrate on which the TFT element 52 is formed,
The tilting means 3 made of an insulating material is formed in the same manner as described in the first embodiment. The inclining means 3 includes the TF
A contact hole 3a formed by photolithography is provided in a portion of the conductor layer 59 extending from the drain electrode 58 of the T element 52.

【０１０７】さらに、傾斜手段３を覆って光反射電極４
が形成される。光反射電極４は、スパッタリング法によ
ってアルミニウムを形成して作成される。Further, the light reflecting electrode 4 is
Is formed. The light reflection electrode 4 is formed by forming aluminum by a sputtering method.

【０１０８】以上のように第４の形態によれば、偏向素
子５１によってアクティブマトリクス駆動が実現でき
る。なお、第２の形態の偏向素子１ａを第４の形態の偏
向素子５１のように構成することも本発明の範囲に属す
るものである。また、偏向素子５１は反射型であること
から、ＴＦＴ素子５２を形成する絶縁性基板２として、
シリコン基板を用い、小型化および高精細化を図っても
構わない。また、本形態では、スイッチング素子として
ＴＦＴ素子５２を用いる例について説明したけれども、
２端子素子の非線形特性を用いたＭＩＭ(Metal-Insulat
or-Metal）素子およびバリスタなどを用いても構わな
い。As described above, according to the fourth embodiment, active matrix driving can be realized by the deflection element 51. The configuration of the deflection element 1a of the second embodiment like the deflection element 51 of the fourth embodiment also belongs to the scope of the present invention. Since the deflecting element 51 is a reflection type, the insulating substrate 2 on which the TFT element 52 is formed is
A silicon substrate may be used for downsizing and high definition. Further, in the present embodiment, the example in which the TFT element 52 is used as the switching element has been described.
MIM (Metal-Insulat) using nonlinear characteristics of two-terminal element
or-Metal) elements and varistors may be used.

【０１０９】図２１は、本発明の実施の第５の形態であ
る投写型表示装置６１の構成を示す図である。投写型表
示装置６１は前記偏向素子１、偏光板６２、光源６３、
および投影レンズ６４を含んで構成される。FIG. 21 is a diagram showing a configuration of a projection display device 61 according to a fifth embodiment of the present invention. The projection display device 61 includes the deflecting element 1, a polarizing plate 62, a light source 63,
And the projection lens 64.

【０１１０】光源６３からの光６５は、偏光板６２を介
して、偏光６５ａとして偏向素子１のプリズム１２の光
入射側の第２表面１２ｂから、入射角θ１で入射する。
屈折率物質層５，７の界面で反射して出射する光（オン
状態光）６６は、プリズム１２の光出射側の第２表面１
２ｂから出射し、投影レンズ６４を介して投影される。
この場合、光反射電極４で反射して出射する光（オフ状
態光）は、表示には使用されない。The light 65 from the light source 63 is incident on the light incident side of the prism 12 of the deflecting element 1 at the incident angle θ1 via the polarizing plate 62 as polarized light 65a.
The light (on-state light) 66 that is reflected and emitted at the interface between the refractive index material layers 5 and 7 is transmitted to the second surface 1 on the light emission side of the prism 12.
The light exits from 2b and is projected through the projection lens 64.
In this case, light (off state light) reflected and emitted by the light reflection electrode 4 is not used for display.

【０１１１】以上のように第５の形態によれば、偏向素
子１をライトバルブとして用いて投写型表示装置６１を
実現することができる。なお、前記オン状態光６６に代
わってオフ状態光を表示に用いても構わない。また、第
３または第４の形態のように構成された偏向素子１を用
いて投写型表示装置６１を構成することも本発明の範囲
に属するものである。As described above, according to the fifth embodiment, the projection display device 61 can be realized by using the deflection element 1 as a light valve. Note that an off-state light may be used for display instead of the on-state light 66. Further, configuring the projection display device 61 using the deflection element 1 configured as in the third or fourth embodiment also belongs to the scope of the present invention.

【０１１２】図２２は、本発明の実施の第６の形態であ
る投写型表示装置７１の構成を示す図である。投写型表
示装置７１は前記偏向素子１、偏光ビームスプリッタ７
２、反射板７３，７４，７６，７８、位相差板７５，７
７、光源６３、および投影レンズ６４を含んで構成され
る。光源６３からの光６５は、偏光ビームスプリッタ７
２でＰ偏光６５ｂとＳ偏光６５ｃとに分けられる。Ｐ偏
光６５ｂは、反射板７３，７４で反射されて、プリズム
１２の光入射側の一方の第２表面１２ｂから、入射角θ
１で入射する。Ｓ偏光６５ｃは、位相差板７５を通過し
て、反射板７６で反射し、位相差板７７を通過すること
によって、Ｐ偏光となって、プリズム１２の光入射側の
前記一方の第２表面とは異なる他方の第２表面１２ｂか
ら、入射角θ１で入射する。光反射電極４で反射して出
射する光（オフ状態光）６６は、プリズム１２の光出射
側の第３表面１２ｃから出射し、投影レンズ６４を介し
て投影される。この場合、屈折率物質層５，７の界面で
反射して出射する光（オン状態光）は、表示には使用さ
れない。FIG. 22 is a diagram showing a configuration of a projection display device 71 according to a sixth embodiment of the present invention. The projection display device 71 includes the deflecting element 1 and the polarizing beam splitter 7.
2, reflection plates 73, 74, 76, 78, phase difference plates 75, 7
7, a light source 63, and a projection lens 64. Light 65 from the light source 63 is transmitted to the polarization beam splitter 7.
2, the light is divided into P-polarized light 65b and S-polarized light 65c. The P-polarized light 65b is reflected by the reflectors 73 and 74, and is incident from one of the second surfaces 12b on the light incident side of the prism 12 at an incident angle θ
It is incident at 1. The S-polarized light 65 c passes through the phase difference plate 75, is reflected by the reflection plate 76, and becomes P-polarized light by passing through the phase difference plate 77, and becomes one of the second surfaces on the light incident side of the prism 12. From the other second surface 12b different from the above at an incident angle θ1. Light (off state light) 66 reflected and emitted by the light reflection electrode 4 is emitted from the third surface 12 c on the light emission side of the prism 12 and is projected through the projection lens 64. In this case, light (on-state light) reflected and emitted at the interface between the refractive index material layers 5 and 7 is not used for display.

【０１１３】以上のように第６の形態によれば、偏向素
子１を用いて投写型表示装置７１を構成することが可能
である。前記投写型表示装置６１では偏光板６２によっ
て光の利用効率が原理的に５０％となるのに対し、当該
投写型表示装置７１は、無偏光光を一旦偏光ビームスプ
リッタ７２でＰ偏光およびＳ偏光に分割し、Ｓ偏光を再
びＰ偏光に変換して、Ｐ偏光を偏向素子１に入射させる
ことから、原理的には１００％の光を利用することがで
き、光源光の利用効率が極めて高く、かつ出射光のコン
トラスト比が高い投写型表示装置７１を実現することが
できる。As described above, according to the sixth embodiment, it is possible to configure the projection display device 71 using the deflection element 1. In the projection display device 61, the use efficiency of light is 50% in principle due to the polarizing plate 62. On the other hand, in the projection display device 71, the non-polarized light is once converted into P-polarized light and S-polarized light by the polarization beam splitter 72. , The S-polarized light is converted again into the P-polarized light, and the P-polarized light is made incident on the deflecting element 1, so that 100% light can be used in principle, and the light source light use efficiency is extremely high. In addition, it is possible to realize a projection display device 71 having a high contrast ratio of emitted light.

【０１１４】なお、前記オフ状態光６６に代わってオン
状態光を表示に用いても構わない。また、第３または第
４の形態のように構成された偏向素子１を用いて投写型
表示装置７１を構成することも本発明の範囲に属するも
のである。Note that an on-state light may be used for display instead of the off-state light 66. Further, configuring the projection display device 71 using the deflection element 1 configured as in the third or fourth embodiment also belongs to the scope of the present invention.

【０１１５】図２３は、本発明の実施の第７の形態であ
る投写型表示装置８１の構成を示す図である。投写型表
示装置８１は前記偏向素子１ａ、光源６３、および投影
レンズ６４を含んで構成される。光源６３からの光６５
は、偏向素子１ａのプリズム１２の光入射側の第２表面
１２ｂから、入射角θ１で入射する。屈折率物質層５，
７の界面で反射して出射する光（オン状態光）６６は、
プリズム１２の光出射側の第２表面１２ｂから出射し、
投影レンズ６４を介して投影される。この場合、光反射
電極４で反射して出射する光（オフ状態光）は、表示に
は使用されない。FIG. 23 is a diagram showing a configuration of a projection display device 81 according to a seventh embodiment of the present invention. The projection display device 81 includes the deflection element 1a, the light source 63, and the projection lens 64. Light 65 from light source 63
Is incident from the second surface 12b on the light incident side of the prism 12 of the deflection element 1a at an incident angle θ1. Refractive index material layer 5,
The light (ON state light) 66 reflected and emitted at the interface of No. 7 is
The light exits from the second surface 12b on the light exit side of the prism 12,
The light is projected via the projection lens 64. In this case, light (off state light) reflected and emitted by the light reflection electrode 4 is not used for display.

【０１１６】以上のように第７の形態によれば、入射光
に無偏光光を用いる偏向素子１ａを用いて、投写型表示
装置８１を実現することが可能である。なお、前記オン
状態光６６に代わってオフ状態光を表示に用いても構わ
ない。また、第３または第４の形態のように構成された
偏向素子１ａを用いて投写型表示装置８１を構成するこ
とも本発明の範囲に属するものである。As described above, according to the seventh embodiment, it is possible to realize the projection display device 81 by using the deflecting element 1a using non-polarized light as incident light. Note that an off-state light may be used for display instead of the on-state light 66. Further, configuring the projection display device 81 using the deflection element 1a configured as in the third or fourth embodiment also belongs to the scope of the present invention.

【０１１７】図２４は、本発明の実施の第８の形態であ
る投写型表示装置９１の構成を示す図である。投写型表
示装置９１は前記偏向素子１ａ、光源６３ａ，６３ｂ、
および投影レンズ６４を含んで構成される。光源６３
ａ，６３ｂからの光６５は、プリズム１２の光入射側の
一方および他方の第２表面１２ｂから、入射角θ１でそ
れぞれ入射する。光反射電極４で反射して出射する光
（オフ状態光）６６は、プリズム１２の光出射側の第３
表面１２ｃから出射し、投影レンズ６４を介して投影さ
れる。この場合、屈折率物質層５，７の界面で反射して
出射する光（オン状態光）は、表示には使用されない。FIG. 24 is a diagram showing a configuration of a projection display device 91 according to an eighth embodiment of the present invention. The projection display device 91 includes the deflection element 1a, the light sources 63a and 63b,
And the projection lens 64. Light source 63
Light 65 from a and 63b is incident on the light incident side of the prism 12 and the second surface 12b on the other side at an incident angle θ1. The light (off state light) 66 reflected and emitted by the light reflection electrode 4 is transmitted to the third light exit side of the prism 12.
The light exits from the surface 12c and is projected through the projection lens 64. In this case, light (on-state light) reflected and emitted at the interface between the refractive index material layers 5 and 7 is not used for display.

【０１１８】以上のように第８の形態によれば、入射光
に無偏光光を用いる偏向素子１ａを用い、２つの光源６
３ａ，６３ｂを用いて、投写型表示装置９１を実現する
ことが可能である。なお、前記オフ状態光６６に代わっ
てオン状態光を表示に用いても構わない。また、第３ま
たは第４の形態のように構成された偏向素子１ａを用い
て投写型表示装置９１を構成することも本発明の範囲に
属するものである。As described above, according to the eighth embodiment, the deflecting element 1a using unpolarized light as incident light is used, and the two light sources 6 are used.
The projection display device 91 can be realized by using 3a and 63b. Note that an on-state light may be used for display instead of the off-state light 66. Further, configuring the projection display device 91 using the deflection element 1a configured as in the third or fourth embodiment also belongs to the scope of the present invention.

【０１１９】図２５は、本発明に基づく偏向素子の構成
を大別して示す図である。図２５（Ａ）に示される第１
の形態で説明したように、光反射電極４と透明電極９と
で一対のエネルギ伝達手段を構成することができる。こ
の場合、光反射電極４がエネルギ伝達手段を兼ねること
ができるので、偏向素子の構成が簡単となる。また図２
５（Ｂ）に示される第３の形態で説明したように、可変
屈折率物質層７のみを介在するようにして一対のエネル
ギ伝達手段を配置しても構わない。この場合、エネルギ
伝達手段は直接可変屈折率物質層７に接しているので、
容量分割されない。このため、低電圧駆動が可能とな
る。また図２５（Ｃ）に示されるように、傾斜手段３の
屈折率物質層５，７とは反対側に、透明電極４３を一方
エネルギ伝達手段として配置してもよい。さらに、この
場合、図２５（Ｄ）に示されるように、光反射層４２と
透明電極４３とを、傾斜手段３のコンタクトホール３ａ
で電気的に接続しても構わない。このような接続は、第
４の形態で説明したようなスイッチング素子を有するア
クティブマトリクス駆動方式を採用するときに実施され
る。FIG. 25 is a diagram schematically illustrating a configuration of a deflection element according to the present invention. The first shown in FIG.
As described in the embodiment, the light reflecting electrode 4 and the transparent electrode 9 can constitute a pair of energy transmitting means. In this case, since the light reflection electrode 4 can also serve as the energy transmission means, the configuration of the deflection element is simplified. FIG. 2
As described in the third embodiment shown in FIG. 5 (B), a pair of energy transmitting means may be arranged so that only the variable refractive index material layer 7 is interposed. In this case, since the energy transmission means is in direct contact with the variable refractive index material layer 7,
Not split by capacity. For this reason, low voltage driving becomes possible. Further, as shown in FIG. 25C, a transparent electrode 43 may be arranged as one energy transmission means on the side of the inclination means 3 opposite to the refractive index material layers 5 and 7. Further, in this case, as shown in FIG. 25 (D), the light reflecting layer 42 and the transparent electrode 43 are connected to the contact hole 3a of the inclination means 3.
May be electrically connected. Such a connection is made when an active matrix driving method having a switching element as described in the fourth embodiment is employed.

【０１２０】図２６は、本発明の実施の第９の形態であ
る偏向素子１３１の構成を示す断面図である。本実施形
態の偏向素子１３１は、第１実施形態の偏向素子１と類
似の構成を有し、同一の構成要素には同一の符号を付
し、説明は省略する。FIG. 26 is a sectional view showing the structure of a deflection element 131 according to a ninth embodiment of the present invention. The deflecting element 131 of the present embodiment has a configuration similar to that of the deflecting element 1 of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

【０１２１】本実施形態の偏向素子１３１では、光反射
電極４と透光性基板１０との間に、複数（本形態では
２）の等方屈折率物質層５，１３５および複数（本形態
では２）の可変屈折率物質層７，１３７が介在される。
本形態では、等方屈折率物質層および可変屈折率物質層
を同じ数だけ交互に配置している。これらの可変屈折率
物質層７，１３７は、たとえば同一材質の液晶で実現さ
れる。これらの可変屈折率物質層７，１３７を介在し
て、配向膜１４１，１４２；１４３，１４４がそれぞれ
形成される。In the deflecting element 131 of this embodiment, a plurality of (two in this embodiment) isotropic refractive index material layers 5 and 135 and a plurality of (two in this embodiment) are provided between the light reflecting electrode 4 and the light transmitting substrate 10. The variable refractive index material layers 7, 137 of 2) are interposed.
In this embodiment, the same number of isotropic refractive index material layers and variable refractive index material layers are alternately arranged. These variable refractive index material layers 7, 137 are realized by, for example, liquid crystals of the same material. Alignment films 141, 142; 143, 144 are formed with these variable refractive index material layers 7, 137 interposed therebetween.

【０１２２】配向膜１４１，１４２の配向処理方向は、
それぞれ平行かつ反対方向となるように選ばれる。配向
膜１４３，１４４の配向処理方向は、それぞれ平行かつ
反対方向となるように選ばれる。また、配向膜１４１，
１４３の配向処理方向は、この配向膜によって規定され
る物質層７，１３７の液晶分子の長軸方向が直交するよ
うに選ばれる。可変屈折率物質層７，１３７を構成する
液晶分子の長軸方向と平行な偏光軸方向は、相互に直交
するように選ばれる。複数の可変屈折率物質層を設けた
場合には、少なくとも２つの可変屈折率物質層の偏光軸
が相互に直交するように選ばれる。The orientation directions of the alignment films 141 and 142 are as follows.
Each is chosen to be parallel and opposite. The alignment processing directions of the alignment films 143 and 144 are selected so as to be parallel and opposite directions, respectively. In addition, the alignment film 141,
The alignment direction 143 is selected such that the major axis directions of the liquid crystal molecules of the material layers 7 and 137 defined by the alignment film are orthogonal to each other. The polarization axis directions parallel to the major axis directions of the liquid crystal molecules constituting the variable refractive index material layers 7 and 137 are selected so as to be orthogonal to each other. When a plurality of variable refractive index material layers are provided, at least two variable refractive index material layers are selected such that the polarization axes are orthogonal to each other.

【０１２３】なお本形態では、等方屈折率物質層と可変
屈折率物質層とを同じ数だけ設け、交互に配置する例に
ついて説明するけれども、等方屈折率物質層と可変屈折
率物質層とは同じ数に限るものではなく、また交互に配
置するものに限らない。たとえば、異なる屈折率の等方
屈折率物質層を重ねて配置し、等方屈折率物質層と可変
屈折率物質層との数を異ならせ、交互に配置しないよう
にしてもかまわない。異なる屈折率の等方屈折率物質層
をこのようにして配置することによって、より細かな屈
折率の調整が可能となる。また本形態のように、２つの
可変屈折率物質層の間に等方屈折率物質層を配置し、等
方屈折率物質層の材料を選ぶことによって２つの可変屈
折率物質層の密着性を向上することも可能である。In this embodiment, an example in which the same number of isotropic refractive index material layers and variable refractive index material layers are provided and arranged alternately will be described. Are not limited to the same number and are not limited to those arranged alternately. For example, the isotropic refractive index material layers having different refractive indices may be arranged one on top of the other, and the numbers of the isotropic refractive index material layers and the variable refractive index material layers may be changed so that they are not alternately arranged. By arranging the isotropic refractive index material layers having different refractive indices in this way, finer adjustment of the refractive index becomes possible. Further, as in the present embodiment, an isotropic refractive index material layer is disposed between the two variable refractive index material layers, and the adhesion of the two variable refractive index material layers is improved by selecting the material of the isotropic refractive index material layer. It can be improved.

【０１２４】本実施形態の偏向素子１３１での光の挙動
を、第１実施形態の偏向素子１での光の挙動と併せて以
下に説明する。The behavior of light at the deflecting element 131 of the present embodiment will be described below together with the behavior of light at the deflecting element 1 of the first embodiment.

【０１２５】図２７は、偏向素子１での光の挙動を説明
するための模式図である。偏向素子１の可変屈折率物質
層７は、光反射電極４および透明電極９間に印加される
印加電圧の値に応じて、屈折率ｎ１が変化する。屈折率
ｎ１は、たとえば印加電圧が大きくなるほど小さくな
り、予め定める印加電圧未満の電圧を印加すると屈折率
物質層５，７の境界面１４４で全反射が生じる。液晶分
子は屈折率異方性を有するので、偏向素子の可変屈折率
物質層７として使用することができるけれども、入射光
のうち屈折率物質層７の屈折率変化の影響が及ぶ光は、
液晶分子の長軸方向と平行に振動する偏光光に限られ
る。１軸の偏光軸を有する可変屈折率物質層と異なる方
向に偏光する複数の偏光光を含む自然光、および無偏光
光は、平行成分および直交成分の２成分に分離すると考
えられる。平行成分は、液晶分子の長軸方向、すなわち
屈折率物質層７の偏光軸に平行な方向に振動する光であ
る。直交成分は、屈折率物質層７の偏光軸に直交する方
向に振動する光である。図２７では、屈折率物質層７の
偏光軸は紙面に直交する方向と平行であり、その方向を
符号１４１で示す。FIG. 27 is a schematic diagram for explaining the behavior of light in the deflection element 1. FIG. The refractive index n1 of the variable refractive index material layer 7 of the deflection element 1 changes according to the value of the applied voltage applied between the light reflection electrode 4 and the transparent electrode 9. The refractive index n1 decreases, for example, as the applied voltage increases. When a voltage lower than a predetermined applied voltage is applied, total reflection occurs at the boundary surface 144 between the refractive index material layers 5 and 7. Since liquid crystal molecules have refractive index anisotropy, they can be used as the variable refractive index material layer 7 of the deflecting element. However, of the incident light, the light affected by the change in the refractive index of the refractive index material layer 7 is:
It is limited to polarized light that vibrates in parallel with the long axis direction of liquid crystal molecules. It is considered that natural light including a plurality of polarized lights polarized in different directions from a variable refractive index material layer having a uniaxial polarization axis and unpolarized light are separated into two components, a parallel component and an orthogonal component. The parallel component is light that vibrates in the major axis direction of the liquid crystal molecules, that is, in the direction parallel to the polarization axis of the refractive index material layer 7. The orthogonal component is light that vibrates in a direction orthogonal to the polarization axis of the refractive index material layer 7. In FIG. 27, the polarization axis of the refractive index material layer 7 is parallel to a direction orthogonal to the paper surface, and the direction is indicated by reference numeral 141.

【０１２６】自然光または無偏光光である入射光１４３
を偏向素子１に入射することを考える。電極４，９間に
予め定める印加電圧未満の電圧が印加されているとき、
図２７（１）に示すように、境界面１４４では入射光１
４３の平行成分１４６だけが反射され、直交成分１４７
は透過される。符号１４８，１４９は、入射光１４３の
平行成分１４６および直交成分１４７の偏光方向を示
す。電極４、９間に予め定める印加電圧以上の電圧が印
加されているとき、図２７（２）に示すように、入射光
１４３の平行および直交成分１４６，１４７は、ともに
境界面１４４を透過する。このように、第１実施形態の
偏向素子１では、入射光１４３の直交成分１４７を調光
することができない。The incident light 143 which is natural light or non-polarized light
Is incident on the deflection element 1. When a voltage lower than a predetermined applied voltage is applied between the electrodes 4 and 9,
As shown in FIG. 27A, incident light 1
Only the 43 parallel components 146 are reflected and the orthogonal components 147
Is transmitted. Reference numerals 148 and 149 indicate the polarization directions of the parallel component 146 and the orthogonal component 147 of the incident light 143. When a voltage equal to or higher than a predetermined applied voltage is applied between the electrodes 4 and 9, both the parallel and orthogonal components 146 and 147 of the incident light 143 pass through the boundary surface 144 as shown in FIG. . As described above, in the deflection element 1 according to the first embodiment, the dimming component 147 of the incident light 143 cannot be adjusted.

【０１２７】ゆえに、偏向素子１を用いるときには、図
２８に示すように、入射光１４３が偏向素子１に入射す
る前に、偏光軸が平行成分１４６の偏光軸と平行な偏光
板１５１を通過させる。これによって、電極４，９間の
電圧が予め定める印加電圧未満のとき、図２８（１）に
示すように、入射された光はすべて境界面１４４で反射
する。また電極４，９間の電圧が予め定める印加電圧以
上のとき、図２８（２）に示すように、入射された光は
すべて境界面１４４を透過する。Therefore, when the deflecting element 1 is used, as shown in FIG. 28, before the incident light 143 is incident on the deflecting element 1, it passes through a polarizing plate 151 whose polarization axis is parallel to the polarization axis of the parallel component 146. . Thus, when the voltage between the electrodes 4 and 9 is less than the predetermined applied voltage, all the incident light is reflected by the boundary surface 144 as shown in FIG. When the voltage between the electrodes 4 and 9 is equal to or higher than a predetermined applied voltage, all the incident light passes through the boundary surface 144 as shown in FIG.

【０１２８】図２９は、電極４，９間の印加電圧と偏向
素子１から出射されるオン状態光およびオフ状態光の関
係を示すグラフである。このオン状態光およびオフ状態
光の光強度は、図１４で示す検出手法で測定された。曲
線Ｌ１５ａは、オン状態光の光強度を示す。曲線Ｌ１６
ａは、オフ状態光の光強度を示す。偏向素子１では、光
源３２から出射される光源光のうち、平行成分だけを調
光する。ゆえに、オン状態光の最大強度は、光源光の光
強度を１とすると、０．５となる。すなわち、第１実施
形態の偏向素子１では、光源光の利用効率が（１／２）
となる。FIG. 29 is a graph showing the relationship between the applied voltage between the electrodes 4 and 9 and the on-state light and the off-state light emitted from the deflection element 1. The light intensities of the on-state light and the off-state light were measured by the detection method shown in FIG. A curve L15a indicates the light intensity of the on-state light. Curve L16
a indicates the light intensity of the off-state light. The deflecting element 1 adjusts only the parallel component of the light source light emitted from the light source 32. Therefore, if the light intensity of the light source light is 1, the maximum intensity of the ON state light is 0.5. That is, in the deflecting element 1 of the first embodiment, the utilization efficiency of the light source light is (が).
Becomes

【０１２９】図３０は、偏向素子１３１での光の挙動を
説明するための模式図である。偏向素子１３１の可変屈
折率物質層７，１３７は、第１実施形態の偏向素子１と
同じ液晶材料で構成される。ゆえに、これら屈折層７，
１３７の屈折率ｎ１ａ，ｎ１ｂは、たとえば光反射電極
４および透明電極９間に印加される印加電圧が大きくな
るほど小さくなるものとする。電極４，９間に予め定め
る印加電圧未満の電圧を印加すると屈折率物質層５，７
の境界面１４４、および屈折率物質層１３５，１３７の
境界面１５８で全反射が生じる。また、各可変屈折率物
質層７，１３７の偏光軸は直交しており、その方向を符
号１５５，１５６で示す。FIG. 30 is a schematic diagram for explaining the behavior of light in the deflection element 131. FIG. The variable refractive index material layers 7 and 137 of the deflection element 131 are made of the same liquid crystal material as the deflection element 1 of the first embodiment. Therefore, these refraction layers 7,
For example, the refractive indexes n1a and n1b of the 137 become smaller as the applied voltage applied between the light reflection electrode 4 and the transparent electrode 9 increases. When a voltage lower than a predetermined applied voltage is applied between the electrodes 4 and 9, the refractive index material layers 5, 7
Total reflection occurs at the boundary 144 of the refractive index material layers 135 and 137. The polarization axes of the variable refractive index material layers 7 and 137 are orthogonal to each other, and their directions are indicated by reference numerals 155 and 156.

【０１３０】入射光１４３を偏向素子１３１に入射する
ことを考える。電極４，９間に予め定める印加電圧未満
の電圧が印加されているとき、図３０（１）に示すよう
に、入射光１４３の平行成分１４６は、屈折率物質層１
３５，１３７の境界面１５８で反射される。直交成分１
４７は、境界面１５８を透過した後、屈折率物質層５，
７の境界面１４４で反射される。電極４、９間に予め定
める印加電圧以上の電圧が印加されているとき、図３０
（２）に示すように、入射光１４３の平行および直交成
分１４６，１４７は、ともに境界面１５８，１４４を透
過する。このように、本実施形態の偏向素子１３１で
は、入射光１４３の水平成分１４６および直交成分１４
７を共に調光することができる。It is assumed that the incident light 143 is incident on the deflection element 131. When a voltage lower than the predetermined applied voltage is applied between the electrodes 4 and 9, as shown in FIG. 30A, the parallel component 146 of the incident light 143
The light is reflected at the boundary surface 158 between 35 and 137. Orthogonal component 1
47 is the refractive index material layer 5 after passing through the boundary surface 158.
7 is reflected at the boundary surface 144. When a voltage higher than a predetermined applied voltage is applied between the electrodes 4 and 9, FIG.
As shown in (2), the parallel and orthogonal components 146 and 147 of the incident light 143 both pass through the boundary surfaces 158 and 144. As described above, in the deflection element 131 of the present embodiment, the horizontal component 146 and the orthogonal component 14 of the incident light 143 are used.
7 can be dimmed together.

【０１３１】この偏向素子１３１の光学特性を、前述し
た図１６の検出手法を用いて測定した。この結果を前述
した図２９のグラフに共に示す。曲線Ｌ２１は、オン状
態光の光強度を示す。曲線Ｌ２２は、オフ状態光の光強
度を示す。偏向素子１３１では、光源３２から出射され
る光源光を全て調光する。ゆえに、オン状態光の最大強
度は、光源光の光強度と等しく１．０である。このよう
に、第１実施形態の偏向素子１と比較して、本実施形態
の偏向素子１３１の光源光の利用効率は向上している。The optical characteristics of the deflecting element 131 were measured using the detection method shown in FIG. The results are shown in the graph of FIG. 29 described above. A curve L21 indicates the light intensity of the on-state light. A curve L22 indicates the light intensity of the off-state light. The deflecting element 131 modulates all light source light emitted from the light source 32. Therefore, the maximum intensity of the ON state light is equal to the light intensity of the light source light, and is 1.0. As described above, the use efficiency of the light source light of the deflection element 131 of the present embodiment is improved as compared with the deflection element 1 of the first embodiment.

【０１３２】上述したように、入射光１４３は最初に入
射する可変屈折率物質層１３７の偏光軸の方向に応じ
て、その平行成分１４６および直交成分１４７の２成分
に分離される。ゆえに、基板２，１０間に重ねて構成さ
れる複数の可変屈折率物質層の偏光軸は、少なくとも２
つの可変屈折率物質層において直交していることが好ま
しい。このように偏光軸が選ばれると、入射光の利用効
率をほぼ１００％にすることができる。As described above, the incident light 143 is split into two components, a parallel component 146 and an orthogonal component 147, according to the direction of the polarization axis of the variable refractive index material layer 137 that first enters. Therefore, the polarization axes of the plurality of variable-refractive-index material layers stacked between the substrates 2 and 10 have at least two axes.
It is preferable that two variable refractive index material layers are orthogonal to each other. When the polarization axis is selected in this manner, the utilization efficiency of incident light can be made almost 100%.

【０１３３】図３１および図３２は、本実施形態の偏向
素子１３１の製造工程を段階的に示す断面図である。偏
向素子１３１は、偏向素子１の製造工程と類似の工程で
製造される。FIG. 31 and FIG. 32 are cross-sectional views showing the steps of manufacturing the deflection element 131 of this embodiment step by step. The deflection element 131 is manufactured by a process similar to the manufacturing process of the deflection element 1.

【０１３４】最初に、偏向素子１３１の他方基板部材１
４ａおよび可変屈折率物質層１３７を含む第１基板部材
の製造手法を説明する。まず、図３１（１）に示すよう
に、対向基板１７１の一方表面に剥離材を塗布して剥離
材膜１７２を形成する。対向基板１７１として、たとえ
ば厚さ２．０ｍｍの研磨基板が用いられる。剥離材とし
て、たとえば旭硝子社製の商品名サイトップであるフッ
素系材料が用いられる。次いで、図３１（２）に示すよ
うに、この剥離材膜１７２上に高分子材料を塗布して、
膜厚が略均一な薄膜１７３を形成する。高分子材料とし
ては、たとえば光重合性材料であるトリメチロールプロ
パントアクリレートとイソボニルアクリレートとを重量
比２：１７で混合した混合材料が用いられる。この高分
子材料の薄膜１７３に、紫外線１７４を照射する。これ
によって、高分子材料層である等方屈折率物質層１３５
が形成される。First, the other substrate member 1 of the deflection element 131
A method of manufacturing the first substrate member including the variable refractive index material layer 137 and the variable refractive index material layer 137 will be described. First, as shown in FIG. 31A, a release material is applied to one surface of the counter substrate 171 to form a release material film 172. As the opposing substrate 171, for example, a polished substrate having a thickness of 2.0 mm is used. As the release material, for example, a fluorine-based material (trade name: Cytop, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) is used. Next, as shown in FIG. 31 (2), a polymer material is applied on the release material film 172,
A thin film 173 having a substantially uniform thickness is formed. As the polymer material, for example, a mixed material obtained by mixing trimethylolpropane acrylate, which is a photopolymerizable material, and isobonyl acrylate at a weight ratio of 2:17 is used. The thin film 173 of this polymer material is irradiated with ultraviolet rays 174. Thereby, the isotropic refractive index material layer 135 which is a polymer material layer
Is formed.

【０１３５】透光性基板１０の一方表面１０ａには、透
明電極９が形成される。この透明電極９と等方屈折率物
質層１３５との各一方表面９ａ，１３５ａに、それぞれ
配向膜１４４，１４３が形成される。この状態を図３１
（３）に示す。これら配向膜１４４，１４３は、まずオ
フセット印刷法を用いて前記一方表面に膜厚約１０００
Åの薄膜を成膜し、次いで薄膜を１８０度の温度で１時
間焼成した後に、たとえばラビング法である配向処理を
施して形成される。配向処理は、たとえばローラ１７５
を矢符１７６方向に回転させつつ、薄膜に接触させて行
われる。薄膜の材料としては、たとえば日産化学社製の
商品名ＲＮ−１０２４が用いられる。A transparent electrode 9 is formed on one surface 10a of the light transmitting substrate 10. Alignment films 144 and 143 are formed on one surface 9a and 135a of the transparent electrode 9 and the isotropic refractive index material layer 135, respectively. This state is shown in FIG.
It is shown in (3). These alignment films 144 and 143 are firstly formed to a thickness of about 1000 on the one surface using an offset printing method.
A thin film of Å is formed, and then the thin film is baked at a temperature of 180 ° C. for one hour, and then subjected to an orientation treatment such as a rubbing method. The orientation process is performed, for example, by using a roller 175.
Is rotated in the direction of the arrow 176 while contacting the thin film. As the material of the thin film, for example, RN-1024 (trade name, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) is used.

【０１３６】続いて、配向膜１４４，１４３が形成され
た透光性基板１０および等方屈折率物質層１３５を、そ
の一方表面同士が対向するように、間にプラスチックス
ペーサを介して重ね合わせる。スペーサの粒径はたとえ
ば５μｍである。この状態で、透光性基板１０および等
方屈折率物質層１３５を接着層１７７を介して接着す
る。これによって、配向膜１４４，１４３間にスペーサ
の粒径と同じ幅の間隙が略均一に形成されたセルが形成
される。Subsequently, the light-transmitting substrate 10 on which the alignment films 144 and 143 are formed and the isotropic refractive index material layer 135 are overlapped with a plastic spacer therebetween such that one surface thereof faces each other. The particle size of the spacer is, for example, 5 μm. In this state, the translucent substrate 10 and the isotropic refractive index material layer 135 are bonded via the bonding layer 177. As a result, a cell is formed in which a gap between the alignment films 144 and 143 having substantially the same width as the particle size of the spacer is formed substantially uniformly.

【０１３７】このセルの間隙に、液晶材料と高分子材料
との混合材料を、液晶材料１７８を等方相に相転移させ
つつ導入する。この状態を図３１（４）に示す。液晶材
料としては、メルク社製の商品名ＺＩＩ−４７９２が用
いられる。高分子材料としては、たとえば光重合性材料
であるトリメチロールプロパントアクリレートおよびイ
ソボニルアクリレートの混合材料が用いられる。液晶材
料と高分子材料とは、たとえば０．７８ｇのＺＩＩ−４
７９２に対して、０．０２ｇのトリメチロールプロパン
トアクリレート、および０．１７ｇのイソボニルアクリ
レートが混合される。混合材料の導入手法としては、真
空脱気法が用いられる。A mixed material of a liquid crystal material and a polymer material is introduced into the gap between the cells while causing the liquid crystal material 178 to undergo a phase transition to an isotropic phase. This state is shown in FIG. As the liquid crystal material, ZII-4792 (trade name) manufactured by Merck & Co. is used. As the polymer material, for example, a mixed material of trimethylolpropane acrylate and isobornyl acrylate, which are photopolymerizable materials, is used. The liquid crystal material and the polymer material are, for example, 0.78 g of ZII-4
For 792, 0.02 g of trimethylolpropane acrylate and 0.17 g of isobonyl acrylate are mixed. As a method for introducing the mixed material, a vacuum degassing method is used.

【０１３８】混合材料が導入されると、このセルに対し
て透光性基板１０側から、図３３に示すフォトマスク１
７９を介して紫外線１７４が照射される。フォトマスク
１７９には、複数の窓１８１が形成される。窓１８１
は、直交する２方向にそれぞれ平行に予め定める間隔を
空けて、行列状に配置される。紫外線１７４は窓１８１
を介してセルに入射し、液晶材料と高分子材料とを相分
離させる。これによって、窓１８１に対応する部分で混
合材料内の高分子材料が硬化し、セルの間隙内に行列状
に配置される高分子柱１８３が形成される。高分子柱１
８３が形成されない部分は、液晶材料が充填された液晶
領域となる。これによって、液晶層である可変屈折率物
質層１３７が形成される。可変屈折率物質層１３７が形
成されると、対向基板１７１および剥離層１７２を等方
屈折率物質層１３５から除去する。以上の工程をへて、
図３１（５）に示す第１基板部材が形成される。When the mixed material is introduced, the photomask 1 shown in FIG.
Ultraviolet rays 174 are emitted via 79. A plurality of windows 181 are formed in the photomask 179. Window 181
Are arranged in a matrix at predetermined intervals in parallel with each other in two orthogonal directions. UV 174 is the window 181
And the liquid crystal material and the polymer material are phase-separated. As a result, the polymer material in the mixed material is hardened at the portion corresponding to the window 181, and the polymer columns 183 arranged in a matrix in the gaps of the cells are formed. Polymer pillar 1
The portion where 83 is not formed is a liquid crystal region filled with a liquid crystal material. Thus, a variable refractive index material layer 137 that is a liquid crystal layer is formed. When the variable refractive index material layer 137 is formed, the counter substrate 171 and the release layer 172 are removed from the isotropic refractive index material layer 135. Through the above steps,
The first substrate member shown in FIG. 31 (5) is formed.

【０１３９】続いて、絶縁性基板２の一方表面２ａ上
に、図５および図６で説明した金型を用いて、傾斜手段
３が形成される。この傾斜手段３の三角柱の他方角δ
は、可変屈折率物質層１３７への入射光の入射角θ１の
半分の大きさ（θ／２）とすることが好ましい。この傾
斜手段３の表面を覆って、光反射電極４が形成される。
これら構成要素は、第１実施形態の偏向素子１の構成要
素と等しい。さらに、光反射電極４上には、等方屈折率
物質層５が形成される。この状態を図３２（１）に示
す。等方屈折率物質層５は、屈折率が約１．５の高分子
材料で実現される。この高分子材料としては、リチメロ
ールプロパントアクリレートとイソボニルアクリレート
とを、重量比２：１７で混合した混合材料が用いられ
る。Subsequently, the inclination means 3 is formed on one surface 2a of the insulating substrate 2 by using the mold described with reference to FIGS. The other angle δ of the triangular prism of the inclination means 3
Is preferably half (θ / 2) of the incident angle θ1 of the incident light on the variable refractive index material layer 137. The light reflecting electrode 4 is formed so as to cover the surface of the tilting means 3.
These components are the same as those of the deflection element 1 of the first embodiment. Further, an isotropic refractive index material layer 5 is formed on the light reflection electrode 4. This state is shown in FIG. The isotropic refractive index material layer 5 is realized by a polymer material having a refractive index of about 1.5. As this polymer material, a mixed material obtained by mixing lithimerol propane acrylate and isobonyl acrylate at a weight ratio of 2:17 is used.

【０１４０】次いで、この絶縁性基板２の等方屈折率物
質層５と、前述した第１基板部材の等方屈折率物質層１
３５の他方表面５ｂ，１３５ｂとに、それぞれ配向膜１
４１，１４２が形成される。この状態を図３２（２）に
示す。この配向膜１４１，１４２の形成手法は、配向膜
１４３，１４４の形成手法と等しい。かつ、配向膜１４
２の配向処理方向は、配向膜１４３の配向処理方向と略
直交する。これによって、一方基板部材１３ａが形成さ
れる。Next, the isotropic refractive index material layer 5 of the insulating substrate 2 and the isotropic refractive index material layer 1 of the first substrate member described above.
35 on the other surface 5b, 135b, respectively.
41 and 142 are formed. This state is shown in FIG. The method of forming the alignment films 141 and 142 is the same as the method of forming the alignment films 143 and 144. And the alignment film 14
The alignment processing direction 2 is substantially orthogonal to the alignment processing direction of the alignment film 143. Thereby, one-sided board member 13a is formed.

【０１４１】続いて、第１基板部材と一方基板部材１３
ａとを、配向膜１４２，１４１が形成された面を対向さ
せ、かつ配向膜１４１，１４２と配向膜１４３，１４４
との配向処理方向が直交するように対向させて重ね合わ
せる。これら基板部材を用いて、前述したセルの形成手
法と同様の手法で、配向膜１４１，１４２間に接着層１
８３を介して間隙を有するセルを形成する。このセルの
間隙に、前述した液晶材料と高分子材料との混合材料１
８５を、液晶材料を等方性に相転位させつつ導入する。
この状態を図３２（３）に示す。さらに、フォトマスク
１７９を介して透光性基板１０側から紫外線を照射し
て、混合材料１８５内の高分子材料を硬化させて、高分
子柱１８６を形成する。これによって、等方屈折率物質
層７が形成される。Subsequently, the first substrate member and the one substrate member 13
a, the surfaces on which the alignment films 142, 141 are formed are opposed to each other, and the alignment films 141, 142 and the alignment films 143, 144
And are superposed so that the orientation processing directions are orthogonal to each other. Using these substrate members, the adhesive layer 1 is disposed between the alignment films 141 and 142 in the same manner as the above-described cell formation technique.
A cell having a gap through 83 is formed. In the gap between the cells, the mixed material 1 of the liquid crystal material and the polymer material described above is used.
85 is introduced while causing the liquid crystal material to undergo isotropic phase transition.
This state is shown in FIG. Further, ultraviolet rays are irradiated from the side of the light-transmitting substrate 10 via the photomask 179 to cure the polymer material in the mixed material 185 to form the polymer columns 186. Thereby, the isotropic refractive index material layer 7 is formed.

【０１４２】以上の製造工程をへて、図３２（４）に示
す液晶セルが形成される。この液晶セルの透光性基板１
０側に、図２で示す構成のプリズム１２を取付ける。こ
れによって、偏向素子１３１が形成される。Through the above manufacturing steps, the liquid crystal cell shown in FIG. 32D is formed. Transparent substrate 1 of this liquid crystal cell
The prism 12 having the configuration shown in FIG. 2 is mounted on the 0 side. Thereby, the deflection element 131 is formed.

【０１４３】本実施形態において、各構成要素の製造手
法は、所望とする形状および特性の構成要素を形成する
ことができれば、上述した手法以外の手法を用いてもよ
い。たとえば傾斜手段３および光反射電極４は、図１８
に示す構造を有してもよい。このとき、傾斜手段３の各
三角柱の底辺の角度は、入射光の入射角θ１の半分の値
（θ１／２）であることが好ましい。また、配向膜１４
１〜１４４の配向処理方法としては、ラビング法以外の
手法、たとえば斜方蒸着法でもよい。さらに、本実施形
態では、偏向素子１の基板２，１０間に等方屈折率物質
層５，１３５および可変屈折率物質層７，１３７を形成
した後に、プリズム１２を接着しているけれども、基板
１０に代わって、プリズム１２に直接等方屈折率物質層
または可変屈折率物質層を作り付けるようにしてもよ
い。In this embodiment, as a method of manufacturing each component, a method other than the above-described method may be used as long as a component having a desired shape and characteristics can be formed. For example, the tilting means 3 and the light reflecting electrode 4 are arranged as shown in FIG.
May be provided. At this time, it is preferable that the angle of the base of each triangular prism of the tilting means 3 is a half (θ1 / 2) of the incident angle θ1 of the incident light. Also, the alignment film 14
As the alignment treatment method 1 to 144, a method other than the rubbing method, for example, an oblique evaporation method may be used. Further, in this embodiment, the prism 12 is bonded after forming the isotropic refractive index material layers 5 and 135 and the variable refractive index material layers 7 and 137 between the substrates 2 and 10 of the deflecting element 1. Instead of 10, an isotropic refractive index material layer or a variable refractive index material layer may be directly formed on the prism 12.

【０１４４】さらに、液晶材料および高分子材料は、入
射光に対して上述した材料と同じ効果を示す材料であれ
ば、上述した以外の材料を用いてもよい。たとえば液晶
材料には、光学活性物質（カイラル材）が含まれていて
もよい。高分子材料は、光重合性材料以外の材料、たと
えば熱重合性材料を用いてもよい。このとき、高分子材
料の硬化手法は、その材料に応じた手法を用いる。Further, as the liquid crystal material and the polymer material, materials other than those described above may be used as long as they exhibit the same effect on incident light as the above-mentioned materials. For example, the liquid crystal material may include an optically active substance (chiral material). As the polymer material, a material other than the photopolymerizable material, for example, a thermopolymerizable material may be used. At this time, as a curing method of the polymer material, a method according to the material is used.

【０１４５】また、上述した等方屈折率物質層および可
変屈折率物質層は、基板２，１０間に２つ以上構成され
てもよい。このとき、等方屈折率物質層１３５および可
変屈折率物質層１３７と同様に、偏向素子１３１の構成
要素以外の基板上に各物質層を形成し、その後に物質層
をその基板から剥離して形成し、このように形成された
各物質層を積層して、偏向素子を形成するようにしても
よい。また、各物質層を、等方屈折率物質層５および可
変屈折率物質層７と同様の手法を繰返して、順次的に積
層して形成するようにしてもよい。さらに、各可変屈折
率物質層には、高分子柱を形成しない構成としてもよ
い。Further, two or more of the above-described isotropic refractive index material layers and variable refractive index material layers may be provided between the substrates 2 and 10. At this time, like the isotropic refractive index material layer 135 and the variable refractive index material layer 137, each material layer is formed on a substrate other than the components of the deflecting element 131, and then the material layers are separated from the substrate. The deflection element may be formed by laminating the respective material layers formed as described above. Further, the respective material layers may be formed by sequentially laminating the same method as in the case of the isotropic refractive index material layer 5 and the variable refractive index material layer 7, and sequentially stacking them. Further, each variable refractive index material layer may have a configuration in which no polymer column is formed.

【０１４６】[0146]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、光反射層
は傾斜した反射面を有し、これによって屈折率物質層界
面での反射光と、光反射層の反射面での反射光との出射
方向を異ならせることができる。前記界面での反射光強
度と透過光強度とは、可変屈折率物質層にエネルギ伝達
手段からエネルギを与えて、可変屈折率物質層の屈折率
を変化することによって調整することができる。したが
って、前記界面あるいは光反射層の反射面での反射光を
利用し、当該反射光強度を調整した、階調表示などのス
イッチングが可能となる。一対のエネルギ伝達手段は少
なくとも可変屈折率物質層を介在して配置される。また
一対のエネルギ伝達手段のうちの一方エネルギ伝達手段
は、光反射層の屈折率物質層とは反対側に配置されても
かまわない。また一方エネルギ伝達手段は、光反射層と
屈折率物質層との間に配置されてもかまわない。さら
に、光反射層を形成する傾斜手段を薄くし、かつ単独の
平坦化膜が不要となるので、偏向素子全体を薄くするこ
とができる。As described above, according to the present invention, the light reflecting layer has an inclined reflecting surface, whereby the reflected light at the interface of the refractive index material layer and the reflected light at the reflecting surface of the light reflecting layer are formed. Can be made different from each other. The intensity of the reflected light and the intensity of the transmitted light at the interface can be adjusted by applying energy from the energy transfer means to the variable refractive index material layer and changing the refractive index of the variable refractive index material layer. Therefore, it is possible to switch the gradation display or the like by adjusting the intensity of the reflected light by utilizing the light reflected on the interface or the reflection surface of the light reflection layer. The pair of energy transmission means are arranged with at least the variable refractive index material layer interposed. Further, one of the pair of energy transmitting means may be arranged on the opposite side of the light reflecting layer from the refractive index material layer. On the other hand, the energy transmission means may be arranged between the light reflection layer and the refractive index material layer. Further, since the inclination means for forming the light reflection layer is made thinner and a single flattening film becomes unnecessary, the entire deflection element can be made thinner.

【０１４７】また、光反射層は一対のエネルギ伝達手段
のうちのいずれか一方エネルギ伝達手段を兼ねることに
よって、偏向素子の構成が簡単となる。Further, since the light reflecting layer also serves as one of the pair of energy transmitting means, the configuration of the deflecting element is simplified.

【０１４８】また、一対のエネルギ伝達手段がともに可
変屈折率物質層に直接接するように配置することによっ
て、容量分割されず、低電圧駆動が可能となる。In addition, by disposing the pair of energy transmitting means so as to be in direct contact with the variable refractive index material layer, it is possible to drive at a low voltage without dividing the capacitance.

【０１４９】また、光反射層と一対のエネルギ伝達手段
のうちのいずれか一方エネルギ伝達手段とを互いに電気
的に接続した構成を実現することができ、このような構
成はスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス駆
動方式で偏向素子を駆動する際に、好適に実施すること
ができる。Further, it is possible to realize a configuration in which the light reflecting layer and one of the pair of energy transmission means are electrically connected to each other. Such a configuration is an active element using a switching element. When the deflection element is driven by the matrix driving method, it can be suitably implemented.

【０１５０】また、偏向素子内に等方および可変屈折率
物質層を前記エネルギ伝達手段と平行にともに複数個設
けることによって、たとえば複数の可変屈折率物質層の
偏光軸を異ならせると、偏光方向の異なる光が混在する
自然光を、それぞれ各偏光軸の方向が一致するいずれか
の可変屈折率物質層の境界面で反射することができる。
ゆえに、入射光の反射率を向上させることができる。か
つ、これらの複数の可変屈折率物質層は一対のエネルギ
伝達手段の間に介在されるので、視差が生じない。By providing a plurality of isotropic and variable refractive index material layers in the deflecting element in parallel with the energy transmitting means, for example, if the polarization axes of the plurality of variable refractive index material layers are made different, the polarization direction is changed. Can be reflected at any one of the boundary surfaces of the variable refractive index material layers in which the directions of the respective polarization axes coincide with each other.
Therefore, the reflectance of incident light can be improved. In addition, since the plurality of variable refractive index material layers are interposed between the pair of energy transmitting means, no parallax occurs.

【０１５１】また、少なくとも２つの可変屈折率物質層
の偏光軸を相互に直交する方向に選んだので、偏光方向
の異なる光が混在する自然光を、直交する２方向にそれ
ぞれ偏光する光に分離し、それぞれの光を上述した２つ
の可変屈折率物質層のいずれか一方の境界面で反射させ
ることができる。これによって、入射した光をほぼ１０
０％反射することができる。したがって、光スイッチと
して用いるのに充分なオン／オフ比が得られる。Since the polarization axes of at least two variable refractive index material layers are selected to be orthogonal to each other, natural light in which lights having different polarization directions coexist is separated into lights which are respectively polarized in two orthogonal directions. Each light can be reflected at one of the boundary surfaces of the two variable refractive index material layers. As a result, the incident light can be reduced to approximately 10
0% can be reflected. Therefore, an on / off ratio sufficient for use as an optical switch can be obtained.

【０１５２】また、前記複数の可変屈折率物質層の間に
少なくとも１つの等方屈折率物質層を配置するようにし
たので、複数の可変屈折率物質層の間に配置される等方
屈折率物質層材料を選ぶことによって、たとえば複数の
可変屈折率物質層が固体で実現された場合、互いの密着
性を高めることができる。あるいは複数の可変屈折率物
質層の間に配置される等方屈折率物質層の数および屈折
率を選ぶことによって、より細かく屈折率を調整するこ
とができる。Further, since at least one isotropic refractive index material layer is disposed between the plurality of variable refractive index substance layers, the isotropic refractive index substance disposed between the plurality of variable refractive index substance layers is provided. By selecting the material of the material layer, for example, when a plurality of variable refractive index material layers are realized as solids, the mutual adhesion can be enhanced. Alternatively, the refractive index can be more finely adjusted by selecting the number and the refractive index of the isotropic refractive index material layers disposed between the plurality of variable refractive index material layers.

【０１５３】また、傾斜角δおよび入射角θ１が式
（１）の関係を満たすので、可変屈折率物質層と等方屈
折率物質層との界面で反射する光は、前記界面を透過す
る光と交差しない方向へ出射され、たとえば偏向素子を
用いて表示素子を構成すると、高コントラストな表示、
あるいは高精細な表示を実現することができる。Further, since the inclination angle δ and the incident angle θ1 satisfy the relationship of the expression (1), light reflected at the interface between the variable refractive index material layer and the isotropic refractive index material layer is light transmitted through the interface. When the display element is configured using a deflecting element, for example, a display with high contrast,
Alternatively, high-definition display can be realized.

【０１５４】また、屈折率物質層の屈折率が所定の関係
を満たすので、可変屈折率物質層が１軸性の透光性物質
から成る場合であっても、良好なスイッチングを行うこ
とができる。Also, since the refractive index of the refractive index material layer satisfies a predetermined relationship, good switching can be performed even when the variable refractive index material layer is made of a uniaxial translucent material. .

【０１５５】また、屈折率物質層の屈折率が所定の関係
を満たすので、可変屈折率物質層が光学的に等方性の透
光性物質から成る場合であっても、良好なスイッチング
を行うことができる。Also, since the refractive index of the refractive index material layer satisfies a predetermined relationship, good switching is performed even when the variable refractive index material layer is made of an optically isotropic translucent material. be able to.

【０１５６】また、プリズムの第２表面の法線方向を基
準として、−２０°〜２０°の範囲の入射角の入射光
は、ほとんどの光が反射することなく、空気層とプリズ
ムとの界面を透過する。したがって、光に拡がり角があ
っても、光の損失が抑制されて、利用できる光が多く、
光の利用効率を向上させることができる。The incident light having an incident angle in the range of -20 ° to 20 ° with respect to the normal direction of the second surface of the prism has almost no reflection, and the interface between the air layer and the prism is hardly reflected. Through. Therefore, even if the light has a divergence angle, the loss of light is suppressed, and there is much available light,
Light use efficiency can be improved.

【０１５７】またプリズムの第１表面と第２表面との成
す角は、５０°以上９０°未満の範囲に選ばれる。した
がって、可変屈折率物質層と等方屈折率物質層との界面
へ臨界角で光を入射させることができる。The angle formed between the first surface and the second surface of the prism is selected in the range of 50 ° or more and less than 90 °. Therefore, light can be made incident on the interface between the variable refractive index material layer and the isotropic refractive index material layer at a critical angle.

【０１５８】またプリズムの第２表面の射影領域は、実
際のスイッチングに寄与する実スイッチング領域よりも
大きい。したがって、実スイッチング領域全体に光を入
射させて、良好なスイッチング特性を得ることができ
る。The projection area on the second surface of the prism is larger than the actual switching area that contributes to the actual switching. Therefore, light can be incident on the entire actual switching region to obtain good switching characteristics.

【０１５９】またプリズムは、第１表面と平行で当該第
１表面よりも外方に配置され、実スイッチング領域より
も大きい第３表面を有し、屈折率物質層の界面あるいは
光反射層の反射面で反射した光は、プリズムの第３表面
から出射する。第３表面は実スイッチング領域よりも大
きいので、迷光が生じず、すべての反射光を前記第３表
面から出射させることができ、良好なスイッチング特性
が得られる。The prism is disposed parallel to the first surface and outside of the first surface, has a third surface larger than the actual switching area, and has an interface of the refractive index material layer or a reflection of the light reflecting layer. Light reflected by the surface exits from the third surface of the prism. Since the third surface is larger than the actual switching area, stray light does not occur, all reflected light can be emitted from the third surface, and good switching characteristics can be obtained.

【０１６０】また、可変屈折率物質層が液晶からなる場
合において、良好なスイッチングが可能となる。また可
変屈折率物質層を構成する液晶分子は、不規則に配向す
る。このとき光は遮断され、出射光の光強度は、０にな
る。またエネルギ印加時には液晶分子がエネルギの印加
にしたがって規則的に配向し、光が透過する。このよう
な液晶分子の２つの配向状態と、屈折率物質層の屈折率
の関係とを選ぶことによって、良好なスイッチングを行
うことができる。Further, when the variable refractive index material layer is made of liquid crystal, good switching is possible. Further, the liquid crystal molecules constituting the variable refractive index material layer are randomly oriented. At this time, the light is blocked, and the light intensity of the emitted light becomes zero. When energy is applied, the liquid crystal molecules are regularly aligned according to the applied energy, and light is transmitted. By selecting such a relationship between the two alignment states of the liquid crystal molecules and the refractive index of the refractive index material layer, excellent switching can be performed.

【０１６１】またマトリクス状に配列される複数の画素
領域が設定され、各画素領域で一対のエネルギ伝達手段
が互いに対向する。各画素の状態を組み合わせることに
よって、たとえば画像表示を行うことができる。A plurality of pixel regions arranged in a matrix are set, and a pair of energy transmitting means is opposed to each other in each pixel region. By combining the states of the pixels, for example, an image can be displayed.

【０１６２】また、光源からの光を屈折率物質層に入射
させ、屈折率物質層の界面あるいは光反射層の反射面か
らの反射光を受光手段で受光する。したがって、偏向素
子をライトバブルとして用いた投写型表示装置を実現す
ることができる。また無偏光光を屈折率物質層に入射さ
せるので、光の利用効率が向上する。また偏光光を屈折
率物質層に入射させるので、高いコントラスト比のスイ
ッチングが可能である。The light from the light source is incident on the refractive index material layer, and the light reflected from the interface of the refractive index material layer or the reflection surface of the light reflection layer is received by the light receiving means. Therefore, it is possible to realize a projection display device using the deflection element as a light bubble. Further, since non-polarized light is made incident on the refractive index material layer, light use efficiency is improved. In addition, since polarized light is made incident on the refractive index material layer, switching with a high contrast ratio is possible.

【０１６３】また前記傾斜手段を構成する三角柱部分
は、屈折率物質層の界面に対して垂直で、三角柱部分の
伸びる方向に対して直交する方向の断面形状が、二等辺
三角形であり、当該二等辺三角形の等しい角である傾斜
角δが、入射角θ１の２分の１とほぼ等しい。このよう
な形状の傾斜手段に形成された光反射層によって、光反
射層で反射した光を前記プリズムの第３表面から、当該
表面に対してほぼ垂直に出射させることができる。The cross section of the triangular prism portion constituting the tilting means, which is perpendicular to the interface of the refractive index material layer and perpendicular to the direction in which the triangular prism portion extends, is an isosceles triangle. The inclination angle δ, which is an equal angle of the equilateral triangle, is substantially equal to one half of the incident angle θ1. The light reflected by the light reflecting layer can be emitted from the third surface of the prism substantially perpendicularly to the surface by the light reflecting layer formed on the inclination means having such a shape.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施の第１の形態である偏向素子１の
構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a deflection element 1 according to a first embodiment of the present invention.

【図２】プリズム１２の大きさを説明するための図であ
る。FIG. 2 is a diagram for explaining the size of a prism 12;

【図３】傾斜手段３および光反射電極４が形成された絶
縁性基板２の構成を示す断面斜視図である。FIG. 3 is a cross-sectional perspective view showing a configuration of an insulating substrate 2 on which a tilting unit 3 and a light reflection electrode 4 are formed.

【図４】他の形状の傾斜手段３ａと光反射電極４とが形
成された絶縁性基板２の構成を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of an insulating substrate 2 on which a tilting means 3a of another shape and a light reflecting electrode 4 are formed.

【図５】傾斜手段３，３ａを作成するために用いられる
金型２８の製造方法を示す工程図である。FIG. 5 is a process chart showing a method of manufacturing a mold 28 used for producing the inclination means 3, 3a.

【図６】前記金型２８を作成する方法を段階的に説明す
るための断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing the mold 28 in a stepwise manner.

【図７】偏向素子１の基本的な動作原理を説明するため
の図である。FIG. 7 is a view for explaining a basic operation principle of the deflection element 1;

【図８】屈折率ｎ１，ｎ２がｎ１＞ｎ２の関係を有する
場合の、入射光１５の入射角θ１による、反射光１６お
よび透過光１７の光強度の変化を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing changes in light intensity of reflected light 16 and transmitted light 17 depending on the incident angle θ1 of incident light 15 when the refractive indices n1 and n2 have a relationship of n1> n2.

【図９】屈折率ｎ２を１．５に定めて、屈折率ｎ１を変
化したときの、臨界角θｃを示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a critical angle θc when the refractive index n1 is changed while the refractive index n2 is set to 1.5.

【図１０】屈折率ｎ１を変化したときの、光強度を示す
グラフである。FIG. 10 is a graph showing light intensity when the refractive index n1 is changed.

【図１１】傾斜手段３の傾斜角δと出射光２０ａ，２０
ｂとを示す図である。FIG. 11 shows the inclination angle δ of the inclination means 3 and the emission lights 20a, 20
FIG.

【図１２】空気層とガラスとの間の入射角θ１による反
射光１６および透過光１７の光強度を示すグラフであ
る。FIG. 12 is a graph showing light intensities of reflected light 16 and transmitted light 17 depending on an incident angle θ1 between an air layer and glass.

【図１３】プリズム１２の第３表面１２ｃの領域Ａ２の
大きさと実スイッチング領域Ａ１の大きさとの関係を説
明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining the relationship between the size of the area A2 on the third surface 12c of the prism 12 and the size of the actual switching area A1.

【図１４】偏向素子１からの出射光の光強度を検出する
ための方法を説明するための図である。FIG. 14 is a diagram for explaining a method for detecting the light intensity of the light emitted from the deflecting element 1.

【図１５】印加電圧と、偏向素子１からの出射光３６，
３７の光強度との関係を示すグラフである。FIG. 15 shows an applied voltage, light 36 emitted from the deflecting element 1,
It is a graph which shows the relationship with 37 light intensity.

【図１６】本発明の実施の第２の形態である偏向素子１
ａからの出射光の光強度を検出する方法を説明するため
の図である。FIG. 16 shows a deflecting element 1 according to a second embodiment of the present invention.
It is a figure for explaining the method of detecting the light intensity of the emitted light from a.

【図１７】印加電圧と、偏向素子１ａからの出射光３
６，３７の光強度との関係を示すグラフである。FIG. 17 shows applied voltage and light 3 emitted from the deflection element 1a.
It is a graph which shows the relationship with 6,37 light intensity.

【図１８】本発明の実施の第３の形態である偏向素子４
１の構成を示す斜視図である。FIG. 18 shows a deflection element 4 according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of a first example.

【図１９】本発明の実施の第４の形態である偏向素子５
１の構成を示す断面図である。FIG. 19 shows a deflecting element 5 according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of FIG.

【図２０】ＴＦＴ素子５２の製造方法を示す工程図であ
る。FIG. 20 is a process chart showing a method for manufacturing the TFT element 52.

【図２１】本発明の実施の第５の形態である投写型表示
装置６１の構成を示す図である。FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration of a projection display device 61 according to a fifth embodiment of the present invention.

【図２２】本発明の実施の第６の形態である投写型表示
装置７１の構成を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing a configuration of a projection display device 71 according to a sixth embodiment of the present invention.

【図２３】本発明の実施の第７の形態である投写型表示
装置８１の構成を示す図である。FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration of a projection display device 81 according to a seventh embodiment of the present invention.

【図２４】本発明の実施の第８の形態である投写型表示
装置９１の構成を示す図である。FIG. 24 is a diagram illustrating a configuration of a projection display device 91 according to an eighth embodiment of the present invention.

【図２５】本発明に基づく偏向素子の構成を大別して示
す図である。FIG. 25 is a diagram schematically illustrating a configuration of a deflection element according to the present invention.

【図２６】本発明の実施の第９の形態である偏向素子１
３１の構成を示す断面図である。FIG. 26 shows a deflecting element 1 according to a ninth embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows the structure of 31.

【図２７】第１実施形態の偏向素子１での光の挙動を説
明するための模式図である。FIG. 27 is a schematic diagram for explaining the behavior of light in the deflection element 1 of the first embodiment.

【図２８】第１実施形態の偏向素子１を使用するときの
状態を説明するための模式図である。FIG. 28 is a schematic diagram for explaining a state when the deflection element 1 of the first embodiment is used.

【図２９】電極４，９間の印加電圧と偏向素子１，１３
１から出射されるオン状態光およびオフ状態光の関係を
示すグラフである。FIG. 29 shows an applied voltage between electrodes 4 and 9 and deflection elements 1 and 13
3 is a graph showing a relationship between on-state light and off-state light emitted from No. 1.

【図３０】第９実施形態の偏向素子１３１での光の挙動
を説明するための模式図である。FIG. 30 is a schematic diagram for explaining the behavior of light in the deflection element 131 of the ninth embodiment.

【図３１】第９実施形態の偏向素子１３１の製造工程を
段階的に示す断面図である。FIG. 31 is a sectional view showing stepwise the manufacturing process of the deflection element 131 of the ninth embodiment.

【図３２】第９実施形態の偏向素子１３１の製造工程を
段階的に示す断面図である。FIG. 32 is a sectional view illustrating stepwise the manufacturing process of the deflection element 131 of the ninth embodiment.

【図３３】偏向素子１３１の製造に用いられるフォトマ
スク１７９を示す平面図である。FIG. 33 is a plan view showing a photomask 179 used for manufacturing the deflection element 131.

【図３４】従来例である光スイッチ１０１の構成を示す
平面図である。FIG. 34 is a plan view showing a configuration of an optical switch 101 which is a conventional example.

【図３５】前記光スイッチ１０１の構成を示す斜視図で
ある。FIG. 35 is a perspective view showing a configuration of the optical switch 101.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１，１ａ，４１，５１，１３１ 偏向素子 ２ 絶縁性基板 ３ 傾斜手段 ４ 光反射電極 ５，１３５ 等方屈折率物質層 ６，８；１４１，１４２，１４３，１４４ 配向膜 ７，１３７ 可変屈折率物質層 ９，４３，４４ 透明電極 １０ 透光性基板 １１ 接着層 １２ プリズム ４２ 光反射膜 ５２ ＴＦＴ素子 ６１，７１，８１，９１ 投写型表示装置 ６２ 偏光板 ６３，６３ａ，６３ｂ 光源 ６４ 投影レンズ ７２ 偏光ビームスプリッタ ７３，７４，７６，７８ 反射板 ７５，７７ 位相差板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 41, 51, 131 Deflection element 2 Insulating substrate 3 Inclination means 4 Light reflection electrode 5, 135 Isotropic refractive index material layer 6, 8; 141, 142, 143, 144 Alignment film 7, 137 Variable refractive index Material layer 9, 43, 44 Transparent electrode 10 Translucent substrate 11 Adhesive layer 12 Prism 42 Light reflecting film 52 TFT element 61, 71, 81, 91 Projection display device 62 Polarizing plate 63, 63a, 63b Light source 64 Projection lens 72 Polarizing beam splitter 73, 74, 76, 78 Reflector 75, 77 Phase difference plate

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−273718（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−196228（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−71114（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−7337（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−196227（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−258672（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−92507（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−88230（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/13 G02F 1/1335 Continuation of front page (56) References JP-A-6-273718 (JP, A) JP-A-61-196228 (JP, A) JP-A-3-71114 (JP, A) JP-A-59-7337 (JP) JP-A-61-196227 (JP, A) JP-A-6-258672 (JP, A) JP-A-7-92507 (JP, A) JP-A-61-88230 (JP, A) (58) Field surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) G02F 1/13 G02F 1/1335

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 外部から与えられるエネルギに依らず屈
折率が一定である透光性物質から成る等方屈折率物質層
と、 外部から与えられるエネルギによって屈折率が変化する
透光性物質から成る可変屈折率物質層と、 少なくとも可変屈折率物質層を介在し、当該可変屈折率
物質層にエネルギを印加する一対のエネルギ伝達手段
と、 前記等方屈折率物質層および可変屈折率物質層を通過し
た光を反射する傾斜した反射面を有する光反射層と、 光入射側の最外方側に配置される導光手段とを備え、 前記光反射層は、一側面が前記等方屈折率物質層と前記
可変屈折率物質層との界面に平行な複数の三角柱部分を
互いに平行に配列して成る傾斜手段を覆うように形成さ
れ、 前記等方屈折率物質層は、前記傾斜手段による前記光反
射層表面の凹凸を平坦化するように形成されていること
を特徴とする偏向素子。1. An isotropic refractive index material layer made of a light transmissive material having a constant refractive index regardless of externally applied energy, and a light transmissive material whose refractive index is changed by externally applied energy. A variable refractive index material layer, a pair of energy transmitting means interposing at least the variable refractive index material layer and applying energy to the variable refractive index material layer, and passing through the isotropic refractive index material layer and the variable refractive index material layer A light reflecting layer having an inclined reflecting surface for reflecting the reflected light, and light guiding means disposed on the outermost side on the light incident side, wherein the light reflecting layer has one side surface formed of the isotropic refractive index material. A plurality of triangular prism portions parallel to an interface between the layer and the variable refractive index material layer are formed so as to cover a tilting means arranged in parallel with each other, and the isotropic refractive index material layer is formed by the light generated by the tilting means. Flatten unevenness on the reflective layer surface A deflecting element characterized in that the deflecting element is formed so as to be formed. 【請求項２】 前記光反射層は、一対のエネルギ伝達手
段のうちのいずれか一方エネルギ伝達手段を兼ねている
ことを特徴とする請求項１記載の偏向素子。2. The deflecting element according to claim 1, wherein said light reflecting layer also functions as one of a pair of energy transmitting means. 【請求項３】 前記一対のエネルギ伝達手段のうちのい
ずれか一方エネルギ伝達手段は可変屈折率物質層の一方
面に接し、他方エネルギ伝達手段は可変屈折率物質層の
前記一方面とは反対の他方面に接して存在することを特
徴とする請求項１記載の偏向素子。3. One of the pair of energy transmitting means is in contact with one surface of the variable refractive index material layer, and the other energy transmitting means is opposite to the one surface of the variable refractive index material layer. 2. The deflection element according to claim 1, wherein the deflection element is in contact with the other surface. 【請求項４】 前記光反射層と前記一対のエネルギ伝達
手段のうちのいずれか一方エネルギ伝達手段とは互いに
電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載
の偏向素子。4. The deflecting element according to claim 1, wherein said light reflecting layer and one of said pair of energy transmitting means are electrically connected to each other. 【請求項５】 前記等方屈折率物質層と前記可変屈折率
物質層とは、ともに複数個存在し、等方屈折率物質層と
可変屈折率物質層とは、前記エネルギ伝達手段と平行に
配置されることを特徴とする請求項１記載の偏向素子。5. A plurality of said isotropic refractive index material layers and said plurality of variable refractive index material layers, wherein said isotropic refractive index material layer and said variable refractive index material layer are parallel to said energy transmitting means. The deflecting element according to claim 1, wherein the deflecting element is arranged. 【請求項６】 前記複数の可変屈折率物質層が有する偏
光軸のうちの、少なくとも２つの偏光軸は相互に直交す
ることを特徴とする請求項５記載の偏向素子。6. The deflecting element according to claim 5, wherein at least two of the polarization axes of the plurality of variable refractive index material layers are orthogonal to each other. 【請求項７】 前記複数の可変屈折率物質層の間には少
なくとも１つの等方屈折率物質層が配置されることを特
徴とする請求項５記載の偏向素子。7. The deflecting element according to claim 5, wherein at least one isotropic refractive index material layer is arranged between the plurality of variable refractive index material layers. 【請求項８】 前記光反射層の反射面の傾斜角δと、前
記入射光の等方および可変屈折率物質層の界面の法線方
向に対する入射角θ１とが、 θ１／２≦δ≦θ１ の関係を満たすことを特徴とする請求項１記載の偏向素
子。8. The inclination angle δ of the reflection surface of the light reflection layer and the incident angle θ1 of the incident light with respect to the isotropic direction of the interface between the isotropic and variable refractive index material layers with respect to the normal direction are represented by θ1 / 2 ≦ δ ≦ θ1. The deflection element according to claim 1, wherein the following relationship is satisfied. 【請求項９】 前記等方および可変屈折率物質層のうち
のいずれか一方屈折率物質層の屈折率をｎ２とし、他方
屈折率物質層の屈折率をｎ１とし、一方屈折率物質層が
等方屈折率物質層で実現され、他方屈折率物質層が、常
光屈折率ｎｏ、異常光屈折率ｎｅの１軸性の透光性物質
から成る可変屈折率物質層で実現されるときには、屈折
率ｎ１，ｎ２，ｎｏ，ｎｅは、 ｎｏ≦ｎ１≦ｎｅ ｎｏ≦ｎ２≦ｎｅ θ１≧ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎｅ） の関係を満たし、一方屈折率物質層が、常光屈折率ｎ
ｏ、異常光屈折率ｎｅの１軸性の透光性物質から成る可
変屈折率物質層で実現され、他方屈折率物質層が等方屈
折率物質層で実現されるときには、屈折率ｎ１，ｎ２，
ｎｏ，ｎｅは、 ｎｏ≦ｎ２≦ｎｅ ｎｏ≦ｎ１ｓｉｎθ１ ｎｅ≧ｎ１ の関係を満たすことを特徴とする請求項１記載の偏向素
子。9. The refractive index of one of the isotropic and variable refractive index material layers is n2, the refractive index of the other refractive index material layer is n1, and the refractive index material layer is equal to n2. When the refractive index material layer is realized by a variable refractive index material layer made of a uniaxial translucent material having an ordinary refractive index no and an extraordinary refractive index ne, the refractive index is realized by a refractive index material layer. n1, n2, no, and ne satisfy the relationship: no ≦ n1 ≦ ne no ≦ n2 ≦ ne θ1 ≧ arcsin (n2 / ne), while the refractive index material layer has the ordinary light refractive index n
o, when the refractive index material layer is realized by a variable refractive index material layer made of a uniaxial translucent material having an extraordinary refractive index ne, and the refractive index material layer is realized by an isotropic refractive index material layer, the refractive indices n1 and n2 ,
2. The deflecting element according to claim 1, wherein no and ne satisfy the following relationship: no ≦ n2 ≦ ne no ≦ n1sin θ1ne ≧ n1. 【請求項１０】 前記等方および可変屈折率物質層のう
ちのいずれか一方屈折率物質層の屈折率をｎ２とし、他
方屈折率物質層の屈折率をｎ１とし、一方屈折率物質層
が等方屈折率物質層で実現され、他方屈折率物質層が、
最大屈折率ｎｍａｘ、最小屈折率ｎｍｉｎの光学的に等
方性の透光性物質から成る可変屈折率物質層で実現され
るときには、屈折率ｎ１，ｎ２，ｎｍａｘ，ｎｍｉｎ
は、 ｎｍｉｎ≦ｎ１≦ｎｍａｘ ｎｍｉｎ≦ｎ２≦ｎｍａｘ θ１≧ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎｍａｘ） の関係を満たし、一方屈折率物質層が、最大屈折率ｎｍ
ａｘ、最小屈折率ｎｍｉｎの光学的に等方性の透光性物
質から成る可変屈折率物質層で実現され、他方屈折率物
質層が等方屈折率物質層で実現されるときには、屈折率
ｎ１，ｎ２，ｎｍａｘ，ｎｍｉｎは、 ｎｍｉｎ≦ｎ２≦ｎｍａｘ ｎｍｉｎ≦ｎ１ｓｉｎθ１ ｎｍａｘ≧ｎ１ の関係を満たすことを特徴とする請求項１記載の偏向素
子。10. The refractive index of one of the isotropic and variable refractive index material layers is n2, the refractive index of the other refractive index material layer is n1, and the refractive index material layer is equal to n2. Realized with a birefringent material layer, while the refractive index material layer is
When realized by a variable refractive index material layer made of an optically isotropic transmissive material having a maximum refractive index nmax and a minimum refractive index nmin, the refractive indices n1, n2, nmax, nmin
Satisfies the following relationship: nmin ≦ n1 ≦ nmax nmin ≦ n2 ≦ nmax θ1 ≧ arcsin (n2 / nmax), while the refractive index material layer has a maximum refractive index nm
ax, the refractive index n1 is realized by a variable refractive index material layer made of an optically isotropic translucent material having a minimum refractive index nmin, while the refractive index material layer is realized by an isotropic refractive index material layer. , N2, nmax, nmin satisfy the following relationship: nmin ≦ n2 ≦ nmax nmin ≦ n1sin θ1 nmax ≧ n1. 【請求項１１】 前記導光手段は、少なくとも等方およ
び可変屈折率物質層の界面にほぼ平行に配置される第１
表面と、第１表面と交差する第２表面とを有し、第２表
面から入射した光のうちの、当該第２表面の法線方向を
基準として、±２０°を成す角度の範囲からの光を等方
および可変屈折率物質層へ導くプリズムから成ることを
特徴とする請求項１記載の偏向素子。11. The first light guide means is disposed at least isotropically and substantially parallel to an interface between the variable refractive index material layers.
Having a surface and a second surface intersecting the first surface, of light incident from the second surface, from a range of angles forming ± 20 ° with respect to a normal direction of the second surface. 2. The deflecting element according to claim 1, comprising a prism for guiding light to the isotropic and variable refractive index material layers. 【請求項１２】 前記プリズムの第１表面と第２表面と
の成す角は、５０°以上９０°未満の範囲に選ばれるこ
とを特徴とする請求項１１記載の偏向素子。12. The deflecting element according to claim 11, wherein an angle between the first surface and the second surface of the prism is selected in a range of 50 ° or more and less than 90 °. 【請求項１３】 前記プリズムの第２表面からの入射光
によって第１表面に投影される第２表面の射影領域は、
スイッチングに寄与する実スイッチング領域よりも大き
いことを特徴とする請求項１１記載の偏向素子。13. A projection area of the second surface projected on the first surface by incident light from the second surface of the prism,
The deflecting element according to claim 11, wherein the deflecting element is larger than an actual switching region that contributes to switching. 【請求項１４】 前記プリズムは、第１表面と平行で第
１表面よりも外方に配置され、スイッチングに寄与する
実スイッチング領域よりも大きい第３表面を有すること
を特徴とする請求項１１記載の偏向素子。14. The system according to claim 11, wherein the prism has a third surface disposed parallel to the first surface and outside the first surface and larger than an actual switching area contributing to switching. Deflection element. 【請求項１５】 前記可変屈折率物質層は、液晶から成
ることを特徴とする請求項１記載の偏向素子。15. The deflecting element according to claim 1, wherein the variable refractive index material layer is made of a liquid crystal. 【請求項１６】 前記可変屈折率物質層を構成する液晶
分子は、不規則に配向していることを特徴とする請求項
１５記載の偏向素子。16. The deflecting element according to claim 15, wherein the liquid crystal molecules constituting the variable refractive index material layer are randomly oriented. 【請求項１７】 マトリクス状に配列される複数の画素
領域が設定され、各画素領域で前記一対のエネルギ伝達
手段が、互いに対向することを特徴とする請求項１記載
の偏向素子。17. The deflection element according to claim 1, wherein a plurality of pixel regions arranged in a matrix are set, and in each pixel region, the pair of energy transmission means face each other. 【請求項１８】 前記導光手段に向けて光を照射する光
源と、 前記導光手段からの出射光を受光する受光手段とを含む
ことを特徴とする請求項１記載の偏向素子。18. The deflecting element according to claim 1, further comprising: a light source that irradiates light toward the light guide unit; and a light receiving unit that receives light emitted from the light guide unit. 【請求項１９】 前記導光手段に入射する光が無偏光光
であることを特徴とする請求項１８記載の偏向素子。19. The deflecting element according to claim 18, wherein light incident on said light guide means is unpolarized light. 【請求項２０】 前記導光手段に入射する光が偏光光で
あることを特徴とする請求項１８記載の偏向素子。20. The deflecting element according to claim 18, wherein the light incident on the light guiding means is polarized light. 【請求項２１】 前記傾斜手段を構成する三角柱部分
は、前記等方および可変屈折率物質層の界面に対して垂
直で、三角柱部分の伸びる方向に対して直交する方向の
断面形状が二等辺三角形であり、当該二等辺三角形の等
しい角である光反射層の反射面の傾斜角δが、入射光の
前記界面の法線方向に対する入射角θ１の２分の１とほ
ぼ等しいことを特徴とする請求項１記載の偏向素子。21. A triangular prism portion constituting the tilting means has a cross section perpendicular to the interface between the isotropic and variable refractive index material layers and having a cross-sectional shape in a direction orthogonal to a direction in which the triangular prism portion extends. And the inclination angle δ of the reflection surface of the light reflection layer, which is an equal angle of the isosceles triangle, is substantially equal to one half of the incident angle θ1 of the incident light with respect to the normal direction of the interface. The deflection element according to claim 1.