(57)【要約】【課題】  抵抗膜とライン電極の接触する部分を工夫し、抵抗膜による電位勾配を精度良く、効率的に発生させることができるようにして、液晶のスイッチングの制御性を向上させた光学素子の提供およびこのような優れた光学素子を用いた画像表示装置の提供。【解決手段】  平行に配置された複数のライン電極が少なくとも一方の面上に設けられた一対の透明基板と、前記複数のライン電極と接続する抵抗膜と、該透明基板間に設けられた液晶層とを具備し、該抵抗膜に電圧を印加して電位勾配を発生させて液晶層の配向状態を変化させる光学素子であって、前記光学素子は少なくとも該ライン電極の前記抵抗膜の接触部に金属を配したことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に配置された複数のライン電極が少なくとも一方の面上に設けられた一対の透明基板と、前記複数のライン電極と接続する抵抗膜と、該透明基板間に設けられた液晶層とを具備し、該抵抗膜に電圧を印加して電位勾配を発生させて液晶層の配向状態を変化させる光学素子であって、前記光学素子は少なくとも該ライン電極の前記抵抗膜の接触部に金属を配したことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
請求項１に記載の光学素子において、前記ライン電極と、前記抵抗膜への接触部が金属を用いたことを特徴とする光学素子。
【請求項３】
請求項１に記載の光学素子において、前記抵抗膜と前記ライン電極との接触部に、金属層を積層させたことを特徴とする光学素子。
【請求項４】
請求項１または２に記載の光学素子において、前記ライン電極が金属製であることを特徴とする光学素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子において、前記透明基板間にホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相を形成することのできる液晶を有することを特徴とする光学素子。
【請求項６】
請求項４、または５のいずれかに記載の光学素子において、ライン電極幅がライン電極間距離の３%以下であることを特徴とする光学素子。
【請求項７】
各ライン電極間を接続する抵抗膜が、ライン電極間距離に略比例して抵抗値が設定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学素子。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の光学素子において、前記電圧を供給する給電電極を前記抵抗膜が形成される前記透明基板上に金属で形成したことを特徴とする光学素子。
【請求項９】
請求項１、２または４〜８のいずれかに記載の光学素子において、前記ライン電極の抵抗膜への接触部に形成する金属の幅を、前記ライン電極幅よりも小さくしたことを特徴とする光学素子。
【請求項１０】
少なくとも、画像情報に従って光を二次元的に制御可能な画像表示手段と、画像表示手段の画像情報を観察するための光学部材と、画像フィールドを時間的に分割した複数のサブフィールド毎に画像表示素子と光学部材の間の光路を偏向する光偏向素子とを有し、前記光偏向素子は、請求項１〜９のいずれかに記載の光学素子を用いたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の画像表示装置を用いて、解像度を向上させた画像表示方法であって、
前記方法は、光源光を均一化するために設けられたインテグレータ光学系からの照射光を、画像表示素子集光させて照射し得られた出射光を、均一な電界を効率的に印加させてスイッチングの制御性が向上した液晶の光学素子である光偏光手段に通過させて、画像光が画素の配列方向に予め設定されたシフト量だけシフトし、前記画像光と、前記予め設定されたシフト光とを重畳させて、スクリーン上に投射させることを特徴とする画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子およびこれを用いた画像表示装置に関し、特に、液晶層を含む光学要素を、基板の少なくとも一方に複数のライン電極を配置した一対の透明絶縁基板で挟持し、前記ライン電極に電圧を印加すると、このライン電極間に接続した抵抗膜に電位勾配を発生させた印加電界によって液晶分子の配向を光軸に対して傾斜させることのできる光偏向素子を含む光学素子およびそのような光学素子を用いた画像表示装置ならびに画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶材料を用いた光偏向素子などの光学素子が各種提案されており、この素子は、透明なライン形状の複数の電極を、この電極より高抵抗のシート様のストライプ電極、あるいは抵抗で電極間を接続し、これに電圧を印加して電位勾配を発生させ、電界を液晶層にかける方式の光偏向装置が、特許文献１の特開平１０−２２１７０３号公報、特許文献２の特開２００２−３２８４０２、特許文献３の特開２００３−９８５０２に提案されている。また、特許文献４の特開２０００−２１４４２９では、第一の基板に上記ストライプ電極構造が、また第二の基板には、共通電極を有する発明が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２２１７０３号公報
【特許文献２】特開２００２−３２８４０２号公報
【特許文献３】特開２００３−９８５０２号公報
【特許文献４】特開２０００−２１４４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献２の「光偏向方法、光偏向素子、光偏向デバイス及び画像表示装置」には、透明な一対の基板と、基板間に充填されたホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相よりなる液晶と、この液晶に電界を作用させる少なくとも１組以上の電界印加手段とを備える構成とし、キラルスメクチックＣ相よりなる液晶を利用している。本発明は、このような従来の光偏向素子に比して、構成が複雑であることに伴う高コスト化や、装置大型化、光量損失の低減化および光学ノイズの低減化することができ、かつ、従来のスメクチックＡ液晶やネマチック液晶などの応答性を向上することができ、高速応答が可能となるような光学素子の提供およびこのような優れた特性を有する光学素子を用いた画像表示素子を提供することを目的としている。
また、特許文献３の「光偏向装置及び画像表示装置」には、ライン形状をした複数のライン電極群が二つの透明基板上に形成され、各透明基板上でのライン電極の位置が交互に配置されている。そして一端のライン電極から印加電圧が段階的に増加あるいは減少していくように、両透明基板間で交互に段階的に異なる値に設定する電圧印加手段が構成されている。このような構成により、逆電界の発生を防止し、ライン電極近傍でも反対側透明基板のライン電極による電位差の発生により、ライン電極付近でも光偏向効果を得られるようにしている。
【０００４】
この特許文献３に記載の発明は、複数のライン電極として透明電極を用いている。透明電極としてはITO（Indium Tin oxide:スズ含有酸化インジウム）等の透明導電膜が使用され、抵抗膜としてCr-SiO等を使用した系が開示されている。しかし、これらの系において、抵抗膜作成条件によっては、ライン電極と抵抗膜との間に非常に大きな接触抵抗が生ずることが、本出願人のその後の検討により明らかになった。接触抵抗が大きくなることによって、ライン電極間距離と抵抗膜が同じでも、ライン電極間の抵抗値が不安定になる場合が発生し、このことにより抵抗膜による電位勾配の精度が悪化するすなわち、ライン電極間で抵抗が異なり、電極間ごとの印加電圧がほぼ同一ではなくなり、実質的に印加される電圧が電極間毎にばらついてしまい、印加電位を書く電極間で調整することが不可能であった。さらに不必要な抵抗の増加により、印加電圧を高める必要が生じ、電界発生効率が低下し、消費電力が増加してしまう不具合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、かかる課題を解決する為に、抵抗膜とライン電極の接触部分を金属にし、抵抗膜と金属で接触することで抵抗膜との間の接触抵抗を小さくする。これにより抵抗膜による電位勾配を精度良く、効率的に発生させることができる。これによって、液晶のスイッチングの制御性を向上させることができ、精度の高い光配向のコントロールが行える。本発明は、ライン電極を特定の金属とした場合に、光利用効率を現状以上にする為の素子構造も同時に提供することができる。抵抗膜により電圧を分割することにより、外部への配線が減り、配線が容易となるとともに、配線の高精細化を可能にする。さらにホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相を形成可能な液晶層を用いることにより、高速応答を実現することができるようになる。
【０００６】
すなわち、本発明の構成は、 平行に配置された複数のライン電極が少なくとも一方の面上に設けられた一対の透明基板と、前記複数のライン電極と接続する抵抗膜と、該透明基板間に設けられた液晶層とを具備し、該抵抗膜に電圧を印加して電位勾配を発生させて液晶層の配向状態を変化させる光学素子であって、前記光学素子は少なくとも該ライン電極の前記抵抗膜の接触部に金属を配する。
また本発明では、前記ライン電極と、前記抵抗膜への接触部が金属を用いてもよく、また、前記抵抗膜と前記ライン電極との接触部に、金属層を積層させてもよく、前記ライン電極が金属製であることが好ましい。また、前記透明基板間にホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相を形成することのできる液晶を有することが好ましい。特に、前記したライン電極幅がライン電極間距離の３％以下であることが好ましい。
【０００７】
前記各ライン電極間を接続する抵抗膜は、ライン電極間距離に略比例して抵抗値が設定されることが好ましく、また、前記電圧を供給する給電電極を前記抵抗膜が形成される前記透明基板上に金属で形成することが好ましく、前記ライン電極の抵抗膜への接触部に形成する金属の幅を前記ライン電極幅よりも小さくすることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の画像表示装置は、少なくとも、画像情報に従って光を二次元的に制御可能な画像表示手段と、画像表示手段の画像情報を観察するための光学部材と、画像フィールドを時間的に分割した複数のサブフィールド毎に画像表示素子と光学部材の間の光路を偏向する光偏向素子が、前記した光学素子のいずれか１つであることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１の構成によって、少なくともライン電極の抵抗膜への接触部を金属にすることで、接触抵抗の影響を押さえ、抵抗膜による電位勾配を精度良く、効率的に発生させることができ、液晶のスイッチングの制御性を向上させることができる。
また本発明では、ライン電極の抵抗膜への接触部側を金属にすることで、接触抵抗の影響を押さえ、抵抗膜による電位勾配を精度良く、効率的に発生させることができ、液晶のスイッチングの制御性を向上させることができる。
抵抗膜との接触部のライン電極上に金属を積層させることで、接触抵抗の影響を押さえ、抵抗膜による電位勾配を精度良く、効率的に発生させることができ、液晶のスイッチングの制御性を向上させることができる。
また、ライン電極を金属にすることで、素子の作製工程数を増やすことなく、接触抵抗の影響を押さえ、抵抗膜による電位勾配を精度良く、効率的に発生させることができ、低コストで高品質の光学素子が実現される。
特にホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相を形成可能な液晶層を用いることにより、さらに高速応答を実現することができる。
【００１０】
本発明の光学素子においては、ライン電極幅がライン電極間距離に対して３％以下にすることで、透明電極を使用した場合と同等またはそれ以上の高い光利用効率が実現される。
また本発明の光学素子においては、給電用の線材を例えば半田付け等により接続できるようになるので、製造コストの低減が図られるとともに信頼性が向上する。
また、本発明は、ライン電極の抵抗膜への接触部に形成された金属の幅を小さくすることで、抵抗膜の電位勾配に寄与する部分が増加するので、より低い印加電圧でも同等の電位勾配が得られ、省電力化が図られるとともに低コストが可能となる。
【００１１】
このように本発明に係る光学素子は、均一な電界を効率的に発生し、液晶のスイッチングの制御性が向上した、精度の高い光配向を行う光学素子を備えることにより、高精細画像を精度良く安定的に速く表示する画像表示装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施例の構成・動作の説明（光学素子のクレーム説明）
図１は光学素子の構造例の概要図であり、図１の（ａ）は素子断面図であり、図１の（ｂ）は上面図である。この図１において、液晶層までの構成を略した。そして、図１では、ライン電極と、抵抗膜と、配向膜との位置関係を表した。図１に示すように、透明基板２に複数のライン電極１が形成され、さらに一対の透明基板２、３に挟持されて、液晶層４、配向膜６等を含む光学的要素が備えられている。使用される液晶層４として、スメクチックＣ相を形成可能な液晶層４を例にして詳細に説明する。
「スメクチック液晶」は、液晶分子の長軸方向が層状(スメクチック層)に配列してなる液晶層である。このような液晶に関し、層に対する法線方向（層法線方向）と、液晶分子の長軸方向とが一致している液晶を「スメクチックＡ相」と呼び、法線方向と一致していない液晶を「スメクチックＣ相」と呼んでいる。スメクチックＣ相よりなる強誘電性液晶は、一般に、外部電界が印加されない状態で、各スメクチック層毎に液晶ダイレクタ方向が螺旋的に回転する構造、いわゆる螺旋構造をとり、「キラルスメクチックＣ相」と呼ばれる。また、キラルスメクチックＣ相の反強誘電性液晶は、各層毎に液晶ダイレクタが対向する方向を向いている。これらのキラルスメクチックＣ相よりなる液晶は、不斉炭素を分子構造内に有し、自発分極しているため、この自発分極Ｐｓと外部電界Ｅにより定まる方向に液晶分子が再配列することによって、光学特性が制御される。なお、本実施の形態では、液晶層として強誘電性液晶を例にとり、光学素子の説明を行う。しかしながら、本発明では、反強誘電性液晶を用いた場合でも同様に作動することができることは、言うまでもない。
【００１３】
強誘電性液晶は、印加電界に対して反応速度が速い。図１の（ａ）では、光は上から下方向に通過している様子を示す。液晶分子が一方向に配向していない場合には、ａのように光が通過する。抵抗膜７によりライン電極に電圧を分割して印加することにより、ライン電極間に電位勾配を発生させると、その電位の勾配方向により、図の点線方向に電界が発生し、液晶分子を光軸に対して一方向に傾斜させて配向させることができる。それにより光は、ｂまたはｂ'のように通過することとなる。図１の（ｂ）に示すように、透明基板２上に複数のライン電極１が形成され、そのライン電極１を電気的に接続するように抵抗膜７が形成され、図の点線より上側（基板と液晶との間）に層を形成するための配向膜が形成されている。この抵抗膜の両端に電圧を印加すると、この一端と電気的に接続されたライン電極１から、抵抗膜の他端と電気的に接続したライン電極１には、各ライン電極間で、印加電圧が段階的に増加あるいは減少していくような電位勾配が生じる。ライン電極間に電界が発生することによって、液晶分子を光軸に対して傾斜させることができる。
【００１４】
光学素子の性能を安定させるためには、ライン電極１と抵抗膜７間の接触抵抗を小さくする必要がある。接触抵抗が大きく、且つこの接触抵抗がバラついている場合には、後述するように、ライン電極間であるいは全体として良好な電位勾配が得られない。接触抵抗を小さくすることによって、抵抗膜による電位勾配を、ライン電極１間で精度良くしかも効率的に発生させることができる。本発明では、液晶のスイッチングの制御性を向上させることによって精度の高い光配向の制御を行うことができる。
【００１５】
本実施形態でも、従来公知の方法を用いて、ライン電極１は、ITO等の透明導電膜が用いられる。このような透明導電膜はスパッタリング、蒸着あるいは塗布等の方法により形成される。また、本発明では、ライン電極をたとえばスパッタリング、蒸着あるいは塗布等の方法により基板上に平面的に形成した後に、エッチング液を用いたウェットエッチング法を用いて、除去する部分をエッチング液に直接接触するようにたとえばマスクあるいはライン電極となる部分をマスキング剤等でマスキングして図１に示すようにライン状に形成したライン電極を得ることもできる。ライン電極の材料を透明導電膜から金属にかえた場合、ライン電極には銅、金、アルミニウム等の０℃時の体積抵抗値が１０μΩ／ｍ以下の金属を用いることが望ましい。このような金属の中で、アルミニウムは形状加工性に優れ、コストも安い上に、抵抗膜との接触抵抗を減らすことができるので好適に用いられる。
【００１６】
また、透明導電膜の光の透過率を７０％、ライン電極間の距離すなわち電極ピッチを１００μm、透明導電膜の幅を１０μmとすると、全体として光はライン電極部で３％前後遮光されるような例を説明する。
この場合に使用される金属の材質の選択、選択された金属の膜厚に依存するが、１００％近く遮光される場合を想定すると、ライン電極間距離を維持しながら、全体が金属のライン電極を採用して従来と同等の光透過率を得るには、金属ライン電極の幅を３μmすなわちライン電極間距離の３％に設定する必要がある。また従来の透明導電膜を使用したものよりも光利用効率の高い光学素子を得るには、ライン電極幅を、ライン電極間距離に対して３％未満にするように設計すればよい。
【００１７】
ライン電極の抵抗膜への接触部分の幅（接触面積）を小さく形成すると、抵抗膜の電極間距離は大きくなり、それにより抵抗膜の電位勾配に寄与する部分が増加し、抵抗膜での消費電力は小さくなるとともに、より低い印加電圧でも同等の電位勾配が得られ、省電力化が図られるとともに低コストが可能となる。また、ライン電極に電圧を供給する給電電極を金属で形成すると、給電用の線材を例えば半田付けにより接続できるようになるので、製造コストの低減が図られるとともに信頼性が向上する。なお複数形成されるライン電極間を電気的に接続する抵抗材料である膜状に形成される抵抗膜は、このようにして得られるライン電極の作成前に形成してもよく、またライン電極の作成後に作成することもできる。抵抗膜を形成する材料としては、Cr-SiO材料、ＰをドーピングしたＳｎＯ2材料、ＳｉＣ材料などを例示することができる。これらの材料は、透過率が高く、またＳｉＣ材料は、耐熱温度が高い。これらの抵抗材料も、ライン電極の作成に使用される方法を用いて、形成することができる。
【実施例１】
【００１８】
図２は抵抗膜としてCr-SiOを用い、ライン電極としてITOを用いた際の接触抵抗が大きくなった例を示す図である。ガラス基板上にITOをスパッタリングによって全面コート（好ましくはガラス基板の片面の全面コート）した後に、ウェットエッチング法により、図１に示すITOのライン電極をパターン状に形成した。さらに図１の抵抗膜７に対応する位置に開口したマスクを設け、Cr-SiO膜をスパッタリングにより形成した。図２の横軸は、このようにして得られたライン電極の位置と、抵抗膜の場合はその隣接ライン電極との間を表している。抵抗膜の抵抗値が3MΩ前後であるのに対し、接触抵抗は5MΩ前後となっており、抵抗膜の抵抗値を上回っていた。このライン電極間距離は、ほぼ一定であった。
このライン電極をITOからアルミニウムに変更したところ、このライン電極と抵抗膜との接触抵抗は、ほぼ０Ωとなり、接触抵抗の影響を無視できるようになった。
【実施例２】
【００１９】
図３はライン電極の抵抗膜への接触部周辺部のみを金属に置換えて形成した光学素子の一例の概略図である。図３の（ａ）は素子断面図であり、図３の（ｂ）は（ａ）の側面図であり、この図では、透明基板から抵抗膜および配向膜までの構造を表す。透明基板２上に複数のライン電極１が形成され、ライン電極１の抵抗膜と接触する部の周辺には、金属のライン電極２３が置換され、その金属ライン電極上に抵抗膜７が形成されている。ライン電極１上には配向膜６が形成されている。ライン電極１の抵抗膜と接触する部位の周辺には、金属のライン電極２３が置換されたことにより、ライン電極２３と抵抗膜７間の接触抵抗は無視できるほど小さくなった。
【実施例３】
【００２０】
図４はライン電極の抵抗膜への接触部から給電電極側と、両端のライン電極では抵抗膜への接触部から給電電極までを金属に置換えた光学素子の一例を示す概略図である。図４の（ａ）は、素子断面図であり、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）の側面図であって、透明基板から、抵抗膜、配向膜までの構造を表す。図４に示すように、透明基板２上に複数のライン電極１が形成され、ライン電極１の抵抗膜への接触部から給電電極２６側と、両端のライン電極１では抵抗膜への接触部から給電電極２６までが金属のライン電極２３と、給電電極２６とで置換されており、その金属ライン電極上に抵抗膜７が形成されている。ライン電極１上には配向膜６が設けられている。ライン電極１の抵抗膜に接触する部位の周辺には、金属製のライン電極２３で置換されたことにより、ライン電極２３と抵抗膜７間の接触抵抗は無視できるほど小さくなった。さらに、１ライン電極当り、ライン電極１と金属ライン電極２３との接触する箇所が１箇所と減少する。また、給電電極を金属にすることで、給電用の線材を半田（鉛なし半田などの低融点金属（合金）も含む）等により接続できるようになることから、製造コストの低減が図られるとともに信頼性が向上することができる。
【実施例４】
【００２１】
図５は抵抗膜と接触するライン電極上に、金属を積層させた光学素子の一例を示す概略図である。図５の（ａ）は素子断面図であり、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）の側面図であって、透明基板から抵抗膜および配向膜までの構造を表す。透明基板２上に複数のライン電極１が形成され、ライン電極１の抵抗膜への接触部に金属が積層２５されている。このような積層金属２５の形成方法としては、メッキ、スパッタリング、蒸着、塗布等の方法が挙げられる。積層金属２５上には、抵抗膜７が形成されている。ライン電極１上に配向膜６が形成されている。ライン電極１上の抵抗膜と接触する部位の周辺を、金属を積層して形成することによって、ライン電極２３と、抵抗膜７間の接触抵抗を無視できるほど小さく形成することができるようになった。
【実施例５】
【００２２】
図６はライン電極及び給電電極を透明導電膜から金属に置換した光学素子の一例を示す概略図である。図６の（ａ）は素子断面図であり、図６の（ｂ）は図６の（ａ）の側面図であって、透明基板から、抵抗膜および配向膜までの構造を表す。透明基板２上に複数のライン電極１を金属で形成され、金属製のライン電極１上に抵抗膜７が形成されている。両端のライン電極１には、電圧を供給する為の給電電極２６が金属で形成されている。ライン電極１上には配向膜６が形成されている。透明導電膜の光の透過率を７０％とし、ライン電極間の距離すなわち電極ピッチを１００μmとし、透明導電膜の幅を１０μmとすると、全体として、光はライン電極部で３％前後遮光されることとなる。金属を用いた場合には、用いた金属の材質、膜厚にもよるが１００％近く遮光され、ここでライン電極間距離を維持しながら、全体を金属のライン電極を採用したとして設計すると、従来と同等の光透過率を得る為には、金属ライン電極の幅は３μmすなわちライン電極間距離の３％に設定する必要がある。また、従来の透明導電膜を使用した場合よりも光利用効率の高い光学素子を得る為には、ライン電極幅がライン電極間距離に対して３％未満に設計することができる。また、本実施例に示すように、ライン電極を金属製にすると、従来と部品数が増加せず（あるいは減少することができ）、接触抵抗を無視できるほど減少させることができた。
さらに本実施例では、給電電極を金属にすることによって、給電用の線材を半田（前記同様鉛なし半田を含む）付け等により接続できるようになることから、製造効率のアップ、製造コストの低減が図られるとともに信頼性が向上する。
【実施例６】
【００２３】
図７は光学素子に電圧供給する電源を接続した例である。図７の（ａ）は光学素子断面図と電圧供給手段の接続概略図を示し、図７の（ｂ）は光学素子の上面図である。図７の（ｂ）は、液晶層４までを略し、ライン形状をした複数のライン電極１、および抵抗膜７と配向膜６との位置関係を表し、また、両端のライン電極より電源８を接続していることを表している。電源８は交流電源であるが、この電源は、所定電圧を交流でしかも矩形的に発生することが好ましい。電源８より印加された電圧は各抵抗膜７において分けられ、直線状に電位勾配が発生し、各ライン電極間に電界を発生させることで、液晶分子を光軸に対して傾斜させることができる。抵抗を内部（抵抗膜として内包した光学素子）に形成することにより、外部への配線数が減り、これにより光学素子のライン電極から外部への配線構造が簡便な構造になり、配線数も減少することができる。このように、抵抗により電圧を分圧すれば、電源の数も減少でき、コストを大きく下げることができる。またライン電極間距離に比例した抵抗を用いれば、電圧をライン電極に印加することによって電界の発生をライン電極間あるいは光学素子全体で均一にすることができる。ライン電極20-21間の距離をL1とし、抵抗膜の抵抗値をR1とし、ライン電極21-22間の距離をL2とし、抵抗膜の抵抗値をR2とすると、ライン電極間に均一な電界を発生させる場合には、ライン電極間距離と、これら抵抗値との間には、L1:L2=R1:R2という関係がある。つまりライン電極間距離に比例した抵抗値の抵抗膜を各ライン電極間に接続することが均一にする為に必要となる。高速動作させるために、印加する電圧を高周波化した場合には、本発明の光学素子は、特に電磁波の漏洩も有効に防止することもできる。
【実施例７】
【００２４】
図８はライン電極の抵抗膜との接触部が金属であり、金属の幅を前記ライン電極幅よりも小さくした光学素子の一例の概略図である。図８の（ａ）は素子断面図であり、図８の（ｂ）は（ａ）の抵抗膜への接触部分の拡大図である。両図とも透明基板から、抵抗膜および配向膜までの構造を表している。透明基板２上に複数のライン電極１が形成され、ライン電極１の抵抗膜と接触する部位の周辺には、金属のライン電極２３が置換されており、その金属ライン電極上に抵抗膜７が形成されている。ライン電極１上には配向膜６が形成されている。金属のライン電極２３の抵抗膜への接触部分の幅は、ライン電極１の電極幅よりも小さく形成されている。つまり抵抗膜の電極間距離は大きくなっている。それにより抵抗膜の電位勾配に寄与する部分が増加するので、抵抗膜での消費電力は小さくなるとともに、より低い印加電圧でも同等の電位勾配を印加することができ、省電力化が図られるとともに低コスト化される。
【００２５】
上記した実施例１〜７において、抵抗膜７は、ライン電極１を形成した後に作成するように説明したが、抵抗膜７を作成後、ライン電極１をこの抵抗膜７上に形成することもできる。要するに、本発明では、複数のライン電極１が、抵抗膜を介して、電気的に接続されており、この抵抗膜によって印加された電位が各ラインに略均等に分割されて印加することとなればよく、どちらが先に形成されてもよい。そして換言すれば、ライン電極の設けられた位置によって、印加電圧が決まり、各ライン間は、略同一の距離で離間されており、その距離の大きさに比例した抵抗膜による抵抗負荷が架かる構成となっている。
【実施例８】
【００２６】
図９は本発明の光学素子を用いた画像表示装置の構成例を示す概要図である。光源光を均一化するために設けられたインテグレータ光学系を、光源９と、フライアイレンズアレイ１０、１１とで構成する。コンデンサレンズ（集光レンズ）１２は、照明光を画像表示素子（反射型液晶パネル）１９に集光し、照射する。照射された光は、反射型液晶パネル１９に入射し、この入射光がこの画像表示素子により画像情報を含んだ画像光として、画像表示素子１９から反射して出射され、この出射光が投射レンズ１３により、前記出射光の画像をスクリーン１４上に表示する。偏光ビームスプリッター１８は、前記照射光と画像光とを分離するためのものである。光偏向装置１６は、実施例１〜７等で説明した光学素子を含んで形成されており、図９中の１７は、光偏向装置１６の制御回路である。照明光源９から放出された照明光は、インテグレータ照明系より均一化されて照明光となり、コンデンサレンズ１１により、液晶パネル１９に照射される。この液晶パネル１９によって空間光変調された照明光は、前記したように画像光として光偏向手段１６に入射し、この光偏向手段１６によって画像光が画素の配列方向に設定され設定されたシフト量だけシフトする。これによって、前記した画像表示手段から出力した画像情報を含んだ出射光（図１のａ）は、このシフトされた光（図１のｂ、ｂ’のいずれか）と重畳し、この重畳された光は解像度が上がって投射レンズ１３で拡大されてスクリーン１４上に投射される。前記した光偏向装置１６からのシフト量は、画素ピッチの整数分の１であることが好ましい。たとえば、画素の配列方向に対して２倍の画像増倍を行う場合には、画素ピッチの１／２にし、４倍の画素増倍を行う場合には、画素ピッチの１／４にするか、または、光偏光装置１６の光偏光素子（複数：たとえば２枚）を用いて、各偏光素子を、縦および横方向にそれぞれ画素ピッチの１／２ずつ、独立にシフトさせて設定して使用することが好ましい。このように設定すると、解像度が効率的にアップする。本発明の画像表示装置は、光偏光装置１６の光学素子である光偏光素子を、一枚、または複数枚用いることができる。その使用枚数は、使用する画像表示装置の仕様等にしたがって、適宜選択可能である。
【００２７】
いずれの場合でも、シフトレベル数に応じ、画像フレームを時間的に分割した複数のサブフレームの各サブフレームごとに光路偏向素子を作用させ、光路偏向素子の作用状態に応じた表示位置に対応する画像情報を画像表示素子に表示させることによって、見かけ上、高精細な画像を表示することが出来る。このような画像表示装置に本発明の上記したいずれかの均一な電界を効率的に印加させてスイッチングの制御性が向上した液晶の光学素子を用いることによって、精度の高い光配向を行う、高精細画像を精度良く安定的に表示する画像表示装置が実現される。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の光学素子によって、高速応答性が得られ、光学素子全体で、略均一な電位勾配を印加することができるため、光学素子の高速応答性と共に、出力される画像の均一性が担保され、しかもこの光学素子は、印加電位に使用される電源の総数を少なくすることができるため、部品数の省略化、低コスト化を確実に実行することができる。この光学素子は、特に大型の画像表示装置に使用すると、その効果が顕著に現れると共に、その他の表示装置に使用された場合でも、画像の均一化に寄与した表示手段として、広範囲の分野の画像表示手段に利用することができるため、その利用可能性は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】(第一)基板上にライン電極を備えた光学素子の構成例を示す図である。
【図２】ライン電極にITOを用い、抵抗膜にCr-SiOを用いた場合の接触抵抗と電極または電極間位置と抵抗値および抵抗膜と抵抗値との電極間抵抗の関係を示したグラフである。
【図３】ライン電極の抵抗膜への接触部周辺のみ金属に置換えた光学素子一例を示す概略図である。
【図４】ライン電極の抵抗膜への接触部側を金属に置換えた光学素子の一例を示す概略図である。
【図５】抵抗膜と接触するライン電極上に、金属を積層させた光学素子の一例を示す概略図である。
【図６】金属製のライン電極を備えた光学素子の一例を示す概略図である。
【図７】ライン電極間を抵抗膜で接続して分圧（分電圧）した構成の光学素子と、電圧供給電源とを接続した図である。
【図８】光学素子を備えた画像表示装置の一例を示す図である。
【図９】光学素子を備えた画像表示装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    ライン電極
２，３    基板
４    液晶層
５    スペーサ
６    配向膜
７    抵抗膜
８、９    電源
１１，１２    フライアイレンズアレイ
１２    コンデンサレンズ
１３    投射レンズ
１４    スクリーン
１５    液晶パネルの制御回路
１６    光偏向装置
１７    光偏向装置の制御回路
１８    偏光ビームスプリッター
１９    液晶パネル
２０，２１，２２    ライン電極（２３，２４：金属ライン電極）
２５    積層金属
２６    給電電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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