【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、静電気応力により
可動子を位置変化させて光変調を行う光変調素子、及び
アレイ型光変調素子、並びにそれを用いた平面表示装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light modulating element for modulating light by changing the position of a mover by electrostatic stress, an array type light modulating element, and a flat display device using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】入射光の振幅（強度）、位相又は進行方
向などを制御して、画像やパターン化されたデータ等を
処理・表示するものに、光変調素子がある。光変調素子
は、光を透過させる物質の屈折率を物質に印加する外場
によって変化させ、屈折、回折、吸収、散乱等などの光
学現象を介して、最終的にこの物質を透過又は反射する
光の強度を制御する。この光変調素子の一つには、液晶
の電気光学効果を利用した液晶光変調素子がある。この
液晶光変調素子は、薄型の平面表示装置である液晶表示
装置に好適に用いられている。2. Description of the Related Art A light modulation element controls and controls the amplitude (intensity), phase, or traveling direction of incident light to process and display an image or patterned data. The light modulation element changes the refractive index of a substance that transmits light by an external field applied to the substance, and finally transmits or reflects this substance through optical phenomena such as refraction, diffraction, absorption, and scattering. Control the light intensity. As one of the light modulation elements, there is a liquid crystal light modulation element utilizing the electro-optic effect of liquid crystal. This liquid crystal light modulation element is suitably used for a liquid crystal display device which is a thin flat display device.
【０００３】液晶表示装置は、一対の導電性透明膜を形
成した基板間に、基板と平行に且つ両基板間で９０°ね
じれた状態にするように配向したネマティック液晶を入
れて封止し、これを直交した偏光板で挟んだ構造を有す
る。この液晶表示装置による表示は、導電性透明膜に電
圧を印加することで液晶分子の長軸方向が基板に対して
垂直に配向され、バックライトからの光の透過率が変化
することを利用して行われる。良好な動画像対応性を持
たせるためには、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いた
アクティブマトリクス液晶パネルが使用される。[0003] A liquid crystal display device encloses and seals a nematic liquid crystal between a substrate on which a pair of conductive transparent films are formed and oriented so as to be parallel to the substrate and twisted by 90 ° between the two substrates. It has a structure in which this is sandwiched between orthogonal polarizing plates. The display by this liquid crystal display device utilizes the fact that by applying a voltage to the conductive transparent film, the long axis direction of the liquid crystal molecules is oriented perpendicular to the substrate and the transmittance of light from the backlight changes. Done. An active matrix liquid crystal panel using a TFT (thin film transistor) is used to provide a good moving image correspondence.
【０００４】プラズマ表示装置は、ネオン、ヘリウム、
キセノン等の希ガスを封入した二枚のガラス板の間に、
放電電極に相当する規則的に配列した直交方向の電極を
多数配置し、それぞれの対向電極の交点部を単位画素と
した構造を有する。このプラズマ表示装置による表示
は、画像情報に基づき、それぞれの交点部を特定する対
向電極に、選択的に電圧を印加することにより、交点部
を放電発光させ、発生した紫外線により蛍光体を励起発
光させて行われる。[0004] Plasma display devices include neon, helium,
Between two glass plates filled with a rare gas such as xenon,
It has a structure in which a large number of regularly arranged electrodes in the orthogonal direction corresponding to the discharge electrodes are arranged, and the intersection of each counter electrode is a unit pixel. The display by this plasma display device is based on image information, by selectively applying a voltage to a counter electrode that specifies each intersection, causing the intersection to discharge and emit light, and the generated ultraviolet light excites the phosphor to emit light. Let it be done.
【０００５】ＦＥＤは、微小間隔を介して一対のパネル
を対向配置し、これらパネルの周囲を封止する平板状の
表示管としての構造を有する。表示面側のパネルの内面
には、蛍光膜が設けられ、背面パネル上には個々の単位
発光領域毎に電界放出陰極が配列される。代表的な電界
放出陰極は、微小サイズのエミッタティプと称される錐
状突起状の電界放出型マイクロカソードを有している。
このＦＥＤによる表示は、エミッタティプを用いて電子
を取り出し、これを蛍光体に加速照射することで、蛍光
体を励起させて行われる。[0005] The FED has a structure as a flat display tube in which a pair of panels are arranged to face each other with a minute space therebetween, and the periphery of these panels is sealed. A fluorescent film is provided on the inner surface of the panel on the display surface side, and field emission cathodes are arranged on the back panel for each unit light emitting region. A typical field emission cathode has a conical projection field emission type microcathode called an emitter tip having a small size.
The display by the FED is performed by extracting electrons using an emitter tip and irradiating the electrons with the accelerated phosphor to excite the phosphor.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の平面表示装置には、以下に述べる種々の問題が
あった。即ち、液晶表示装置では、バックライトからの
光を偏光板、透明電極、カラーフィルターの多数層に透
過させるため、光利用効率が低下する問題があった。ま
た、高品位型にはＴＦＴが必要とされ、且つ二枚の基板
間に液晶を注入して配向させなければならないことも相
まって、大面積化が困難である。さらに、配向した液晶
分子に光を透過させるため、視野角度が狭くなるという
欠点があった。However, the above-described conventional flat panel display has the following various problems. That is, in the liquid crystal display device, light from the backlight is transmitted through a plurality of layers of the polarizing plate, the transparent electrode, and the color filter, so that there is a problem that the light use efficiency is reduced. In addition, a TFT is required for a high-quality type, and a liquid crystal must be injected between two substrates to be aligned, which makes it difficult to increase the area. Furthermore, since light is transmitted through the aligned liquid crystal molecules, there is a disadvantage that the viewing angle becomes narrow.
【０００７】プラズマ表示装置では、画素毎にプラズマ
を発生させるための隔壁形成により製造コストが高くな
ると共に、大重量となる欠点があった。また、放電電極
に相当する多数の電極を、単位画素毎に規則的に配列し
なければならない。このため、高精細になると放電効率
が低下し、また真空紫外線励起による蛍光体の発光効率
が低いために、高電力効率で高精細、高輝度の画像が得
難い欠点があった。更に、駆動電圧が高く、駆動ＩＣが
高価な欠点もあった。[0007] The plasma display device has disadvantages that the production cost is increased and the weight is increased due to the formation of the partition wall for generating the plasma for each pixel. Further, a large number of electrodes corresponding to the discharge electrodes must be regularly arranged for each unit pixel. For this reason, when the definition becomes high, the discharge efficiency is reduced, and since the luminous efficiency of the phosphor by the excitation of vacuum ultraviolet rays is low, it is difficult to obtain a high-definition, high-brightness image with high power efficiency. Further, there is a disadvantage that the driving voltage is high and the driving IC is expensive.
【０００８】ＦＥＤでは、放電を高効率且つ安定化させ
るために、パネル内を超高真空にする必要があり、プラ
ズマ表示装置と同様に製造コストが高くなる欠点があっ
た。また、電界放出した電子を加速して蛍光体へ照射す
るため、高電圧が必要となる不利もあった。[0008] In the FED, it is necessary to make the inside of the panel an ultra-high vacuum in order to stabilize the discharge with high efficiency, and there is a drawback that the manufacturing cost becomes high similarly to the plasma display device. In addition, since the field-emitted electrons are accelerated to irradiate the phosphor, a high voltage is required.
【０００９】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、光利用効率が良く、高真空化が不要で、且つ安価な
コストで大面積化が可能であり、しかも、高画質が得ら
れると共に、駆動電圧が低い光変調素子、及びアレイ型
光変調素子、並びにそれを用いた平面表示装置を提供す
ることを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, has a good light utilization efficiency, does not require a high vacuum, can have a large area at a low cost, and has a high image quality. It is an object of the present invention to provide a light modulation element having a low driving voltage, an array type light modulation element, and a flat display device using the same.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る請求項１の光変調素子は、変調する光に
対して透明な透明基板と、該透明基板に対向する平面上
で所定間隔を空けて複数本設けられ、一部が透明基板に
支持された導電性を有する帯状の可動子と、前記各可動
子に設けた第１遮光部と、前記透明基板上の可動子と重
合する光変調領域に開口部を残して敷設した第２遮光部
と、前記可動子に電圧印加することで隣り合う片側の可
動子同士を静電気力により吸引移動させる可動子移動手
段と、を備え、前記可動子の移動により前記光変調領域
を通る光の透過率を変化させて光変調することを特徴と
する。According to a first aspect of the present invention, there is provided a light modulation device, comprising: a transparent substrate transparent to light to be modulated; A plurality of conductive strips provided at predetermined intervals and partly supported by a transparent substrate, a first light blocking portion provided on each of the movable elements, and a movable element on the transparent substrate A second light-shielding portion laid down leaving an opening in the light modulation region to be superimposed; and a mover moving means for applying a voltage to the mover to attract and move adjacent ones of the movers by electrostatic force. The light modulation is performed by changing the transmittance of light passing through the light modulation region by moving the mover.
【００１１】この光変調素子では、各可動子を静電気の
作用によって透明基板と略平行に変位させ、透明基板の
光変調領域に対する各可動子の相対位置を変化させる。
これにより透明基板に入射する光を光変調する。即ち、
各可動子を透明基板の光変調領域に重なる位置に移動さ
せることにより、透明基板に導入された光を遮光する一
方、各可動子同士を吸引移動させることにより、透明基
板に導入された光を光変調領域から光変調素子の上方に
出射することができる。また、可動子の変位量を少なく
することができ、可動子も小型軽量化できることから、
低電圧で高速な光変調を安定して行うことができる。In this light modulation element, each mover is displaced substantially in parallel with the transparent substrate by the action of static electricity, and the relative position of each mover with respect to the light modulation region of the transparent substrate is changed.
This modulates light incident on the transparent substrate. That is,
By moving each mover to a position overlapping the light modulation region of the transparent substrate, the light introduced into the transparent substrate is shielded, while the light introduced into the transparent substrate is moved by suctioning each mover. The light can be emitted from the light modulation region to above the light modulation element. In addition, since the displacement of the mover can be reduced, and the mover can be reduced in size and weight,
High-speed light modulation at low voltage can be performed stably.
【００１２】請求項２記載の光変調素子は、前記第１遮
光部を、前記可動子の透明基板反対側の面に形成するこ
とを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the light modulating element, the first light shielding portion is formed on a surface of the movable element opposite to the transparent substrate.
【００１３】この光変調素子では、透明基板、可動子の
遮光領域をセルフアライメントにより同時に形成するこ
とができ、製造プロセスを簡略化できると共に、遮光時
の漏れ光を極めて小さくすることができる。In this light modulation device, the light-shielding regions of the transparent substrate and the mover can be simultaneously formed by self-alignment, so that the manufacturing process can be simplified and the leakage light at the time of light-shielding can be extremely reduced.
【００１４】請求項３記載の光変調素子は、前記可動子
が、遮光性導電膜により形成されることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, the movable element is formed of a light-shielding conductive film.
【００１５】この光変調素子では、可動子を遮光性導電
膜により形成することで、遮光膜と導電体とを同時に形
成でき、製造プロセスが簡略化される。In this light modulation element, the movable element is formed of the light-shielding conductive film, so that the light-shielding film and the conductor can be formed simultaneously, and the manufacturing process is simplified.
【００１６】請求項４記載の光変調装置は、前記可動子
及び光変調領域を、前記可動子に対する光変調領域が、
該可動子の移動方向反対側の可動子に対する光変調領域
に近接するように配置したことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the light modulation device, the movable element and the light modulation area are arranged such that the light modulation area for the movable element is:
The movable element is arranged so as to be close to a light modulation region for the movable element on the opposite side in the moving direction of the movable element.
【００１７】この光変調素子では、光変調に寄与しない
領域を削減することで、開口率が向上し、単位面積当た
りの光透過量が増大し、素子のスペース効率を高めるこ
とができる。In this light modulating device, by reducing the region that does not contribute to light modulation, the aperture ratio is improved, the light transmission amount per unit area is increased, and the space efficiency of the device can be increased.
【００１８】請求項５記載の光変調装置は、前記第２遮
光部が、前記可動子と前記透明基板との間に形成され一
部が透明基板に支持されると共に略水平方向に移動可能
な下段可動子であって、前記可動子である上段可動子
と、前記下段可動子とを静電吸引して光変調を行うこと
を特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the light modulation device, the second light-shielding portion is formed between the movable element and the transparent substrate, a part of which is supported by the transparent substrate and is movable in a substantially horizontal direction. A lower movable element, wherein light modulation is performed by electrostatically attracting the upper movable element, which is the movable element, and the lower movable element.
【００１９】この光変調素子では、上下二段の可動子を
それぞれ重合する位置に移動させて光変調を行うため、
光変調素子全体として可動格子の面積の約半分を光変調
領域とすることができ、開口率が向上し、単位面積当た
りの光透過量が増大し、素子のスペース効率を高めるこ
とができる。In this light modulating element, light is modulated by moving the upper and lower movable elements to positions where they are overlapped, respectively.
About half of the area of the movable grating can be used as the light modulation region as a whole of the light modulation element, the aperture ratio can be improved, the amount of light transmitted per unit area can be increased, and the space efficiency of the element can be increased.
【００２０】請求項６記載の光変調素子は、前記可動子
移動手段が、各可動子の非動作時には前記可動子が変位
しないように各可動子の電位差を低くする一方、各可動
子の動作時には前記可動子が変位するように各可動子の
電位差を高くするように電圧印加することを特徴とす
る。According to a sixth aspect of the present invention, in the light modulation device, the mover moving means reduces the potential difference between the movers so that the movers are not displaced when the movers are not operated, while operating the movers. Sometimes, a voltage is applied so as to increase the potential difference between the movers so that the mover is displaced.
【００２１】この光変調素子では、各可動子の非動作時
には、各可動子は電位差が低いために静電気力が作用せ
ず、ニュートラル位置で静止する。また、各可動子の動
作時には、各可動子は電位差が高くなり、可動子は発生
する静電吸引力により移動する。この移動によって正確
且つ安定して光変調が行われる。In this light modulating element, when each movable element is not operated, each movable element is stationary at the neutral position without an electrostatic force due to a small potential difference. Further, during the operation of each mover, each mover has a higher potential difference, and the mover moves by the generated electrostatic attraction. By this movement, light modulation is performed accurately and stably.
【００２２】請求項７の光変調素子は、前記可動子移動
手段が、画像信号電極に接続された可動子に隣接する一
方の可動子を走査信号電極に接続すると共に、他方の可
動子を画像信号電極に接続することを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, in the light modulating device, the mover moving means connects one of the movers adjacent to the mover connected to the image signal electrode to the scanning signal electrode, and connects the other mover to the image signal electrode. It is characterized by being connected to a signal electrode.
【００２３】この光変調素子では、各可動子を画像信号
電極と走査信号電極に接続することにより、可動子の動
作時に、可動子が極性の異なる隣接する可動子に吸引さ
れて移動することで光変調される。また、可動子の移動
方向が一義的に決定されるため、安定した移動動作が行
われる。In this light modulating element, each movable element is connected to the image signal electrode and the scanning signal electrode, so that the movable element is attracted and moved by the adjacent movable element having a different polarity during the operation of the movable element. The light is modulated. In addition, since the moving direction of the mover is uniquely determined, a stable moving operation is performed.
【００２４】本発明に係るアレイ型光変調素子は、請求
項１〜請求項７のいずれか１項記載の光変調素子を、一
次元又は二次元のマトリクス状に配置して構成したこと
を特徴とする。An array type light modulating element according to the present invention is characterized in that the light modulating elements according to any one of claims 1 to 7 are arranged in a one-dimensional or two-dimensional matrix. And
【００２５】このアレイ型光変調素子では、一次元又は
二次元のマトリクス状に配列された光変調素子を、画像
情報に基づき選択的に駆動することで、画像情報の表示
処理が可能になる。In this array type light modulating element, the light modulating elements arranged in a one-dimensional or two-dimensional matrix are selectively driven based on the image information, so that the image information can be displayed.
【００２６】本発明に係る平面表示装置は、請求項８記
載のアレイ型光変調素子と、該アレイ型光変調素子に対
向配置した平面光源と、前記アレイ型光変調素子を挟み
前記平面光源の反対側に設けた蛍光体と、を具備し、前
記アレイ型光変調素子を透過した光によって前記蛍光体
を発光表示させることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a flat display device comprising: an array-type light modulating element according to claim 8; a planar light source disposed to face the array-type light modulating element; And a phosphor provided on the opposite side, wherein the phosphor is illuminated and displayed by light transmitted through the array-type light modulation element.
【００２７】この平面表示装置では、静電吸引動作によ
って隣り合う一対の可動子が相互に吸引されると、透明
基板に導入された光が光変調領域から光変調素子の上側
へ出射され、該出射した光が蛍光体を励起して、画像情
報に基づいた画像の表示を可能にする。In this flat display device, when a pair of adjacent movable elements are attracted to each other by the electrostatic attraction operation, the light introduced into the transparent substrate is emitted from the light modulation area to the upper side of the light modulation element, and The emitted light excites the phosphor to enable display of an image based on image information.
【００２８】請求項１０記載の平面光源は、前記光源か
ら出射される光が、紫外光であることを特徴とする。According to a tenth aspect of the present invention, the light emitted from the light source is ultraviolet light.
【００２９】この平面表示装置では、蛍光体を励起する
ことによる発光表示が可能となる。In this flat panel display, light emission can be displayed by exciting the phosphor.
【００３０】[0030]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光変調素子、
及びアレイ型光変調素子、並びにそれを用いた平面表示
装置の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明す
る。図１は本発明に係る光変調素子の一部分を切り欠い
た斜視図、図２に図１に示した光変調素子を単純マトリ
クス構成として配列したアレイ型光変調素子の平面図、
図３に図１に示す光変調素子をアクティブマトリクス構
成として配列したアレイ型光変調素子の平面図を示し
た。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an optical modulator according to the present invention,
Preferred embodiments of the present invention and an array-type light modulation element and a flat display device using the same will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view in which a part of a light modulation element according to the present invention is cut away, FIG. 2 is a plan view of an array-type light modulation element in which the light modulation elements shown in FIG. 1 are arranged in a simple matrix configuration,
FIG. 3 shows a plan view of an array-type light modulation element in which the light modulation elements shown in FIG. 1 are arranged in an active matrix configuration.
【００３１】図１に示すように、絶縁性を有し変調しよ
うとする光に対して透明な透明基板１上には、一定の間
隔を隔てて複数の遮光膜３（第２遮光部）を形成してあ
る。この遮光膜３は、透明基板下側から導入された光を
遮光して上側への光出射を阻止している。また、透明基
板１上には一対の平行な帯状のスペーサ５が形成され、
このスペーサ５の上面には可撓性を有する薄膜状の格子
体７が形成されている。格子体７は、透明基板１上で、
隣接する遮光膜３の間に配置される帯状の可動子８を複
数形成しており、これら可動子８の長手方向両端を所定
の間隔で支持することによりスリット（細長の間隙）９
を形成している。このため、透明基板１と可動子８と
は、スペーサ３の厚み分の間隙を隔てて対向配置されて
いる。可動子８は、可動子８の長手方向両端に断面積の
小さくなったくびれ部１１を有しており、このくびれ部
１１が脆弱部となって変形することで、可動子８が透明
基板１に対して略平行方向に移動可能になっている。As shown in FIG. 1, a plurality of light-shielding films 3 (second light-shielding portions) are provided at regular intervals on a transparent substrate 1 having an insulating property and being transparent to light to be modulated. It is formed. The light-shielding film 3 shields light introduced from below the transparent substrate and prevents light from being emitted upward. Further, a pair of parallel strip-shaped spacers 5 are formed on the transparent substrate 1,
On the upper surface of the spacer 5, a flexible thin-film lattice 7 is formed. The grid 7 is formed on the transparent substrate 1,
A plurality of strip-shaped movers 8 are formed between adjacent light-shielding films 3, and both ends of the movers 8 in the longitudinal direction are supported at predetermined intervals to form slits (elongated gaps) 9.
Is formed. For this reason, the transparent substrate 1 and the mover 8 are opposed to each other with a gap corresponding to the thickness of the spacer 3. The mover 8 has constricted portions 11 each having a reduced cross-sectional area at both ends in the longitudinal direction of the mover 8. The constricted portion 11 becomes a fragile portion and is deformed. Can be moved in a direction substantially parallel to.
【００３２】そして、可動子８はＸ方向の断面形状が方
形状となっており、少なくとも隣接する可動子８側の面
には絶縁膜１３を形成して接触によるショートを防止し
ている。また、同様に透明基板１側の反対面にも絶縁膜
１３を形成している。この可動子８の断面は、その殆ど
が遮光性を有する導電膜（第１遮光部）１５によって形
成されているが、その構成は遮光性導電膜１５に限ら
ず、遮光膜と導電膜とを個別に形成するものであっても
良い。遮光性導電膜１５としては、例えば金属、金属化
合物、高不純物ドープ半導体、導電性高分子等を用いる
ことができる。また、可動子８を遮光性絶縁体で形成
し、その周囲に導電膜を形成しても良い。The mover 8 has a rectangular cross section in the X direction, and an insulating film 13 is formed on at least the adjacent surface of the mover 8 to prevent a short circuit due to contact. Similarly, an insulating film 13 is formed on the surface opposite to the transparent substrate 1 side. Most of the cross section of the mover 8 is formed of a light-shielding conductive film (first light-shielding portion) 15, but the configuration is not limited to the light-shielding conductive film 15, and the light-shielding film and the conductive film are not limited to each other. It may be formed individually. As the light-shielding conductive film 15, for example, a metal, a metal compound, a highly-doped semiconductor, a conductive polymer, or the like can be used. Alternatively, the mover 8 may be formed of a light-shielding insulator, and a conductive film may be formed around the insulator.
【００３３】尚、前述の遮光膜３は、スリット９と同一
幅かそれ以上の幅に形成されている。また、隣接する遮
光膜３同士の間は、遮光膜３の形成されていない光変調
領域１７が形成される。従って、図１における透明基板
１の下側から導入された光は、スリット９に相当する位
置では遮光膜３によって透過が阻止され、光変調領域１
７に相当する位置では可動子８の遮光性導電膜１５によ
って透過が阻止され、結局、図１における光変調素子２
０の上側へは透過されないことになる。The above-mentioned light-shielding film 3 is formed to have the same width as the slit 9 or more. Further, a light modulation region 17 where the light shielding film 3 is not formed is formed between the adjacent light shielding films 3. Therefore, the light introduced from below the transparent substrate 1 in FIG. 1 is blocked by the light shielding film 3 at the position corresponding to the slit 9, and
7 is blocked by the light-shielding conductive film 15 of the mover 8, so that the light modulation element 2 in FIG.
It will not be transmitted above zero.
【００３４】このように構成された光変調素子２０は、
図２に一例として示す単純マトリクス構成のアレイ型光
変調素子２３を形成することができる。アレイ型光変調
素子２３は、複数の走査信号電極２５を平行に配列する
と共に、複数の画像信号電極２９を走査信号電極２５に
直交させて平行に配列している。勿論、この例に限ら
ず、光変調素子を一次元に配列したアレイ型光変調素子
としても良い。この走査信号電極２５，画像信号電極２
９、及び、これらに出力する信号を制御する図示しない
制御装置が可動子移動手段に相当する。ここにおいて、
図２は単純マトリクスの構成図であるが、図３に示すよ
うにＴＦＴ等の半導体スイッチ２８を画素毎に設けたア
クティブマトリクスや、図示は省略するが、接点部を有
する可撓薄膜の静電気動作により動作させる電気機械ス
イッチを画素毎に設けたアクティブマトリクスの構成で
あっても良い。The light modulating element 20 thus configured is
An array-type light modulation element 23 having a simple matrix configuration shown as an example in FIG. 2 can be formed. The array-type light modulation element 23 has a plurality of scanning signal electrodes 25 arranged in parallel and a plurality of image signal electrodes 29 arranged in parallel to the scanning signal electrodes 25 at right angles. Of course, the present invention is not limited to this example, and may be an array-type light modulation element in which light modulation elements are arranged one-dimensionally. The scanning signal electrode 25 and the image signal electrode 2
Reference numeral 9 and a control device (not shown) for controlling signals output to these correspond to the mover moving means. put it here,
FIG. 2 is a configuration diagram of a simple matrix. An active matrix in which a semiconductor switch 28 such as a TFT is provided for each pixel as shown in FIG. An active matrix configuration provided with an electromechanical switch operated for each pixel for each pixel may be used.
【００３５】ここで、単純マトリクス構成における画素
部について説明する。光変調素子２０は、走査信号電極
２５と画像信号電極２９の交差部にそれぞれ設けてあ
る。図４はアレイ型光変調素子２３内の各光変調素子２
０に対する配線を示している。図４によれば、走査信号
ラインに接続される可動子と画像信号ラインに接続され
る可動子が１つの組となって、それぞれ複数組が形成さ
れるように各電極２５，２９と可動子８とが接続されて
いる。これら各組がそれぞれ１つの光変調部を形成して
いる。このような素子構成と電極接続により、走査信号
電極２５と画像信号電極２９の電圧が０［Ｖ］のとき
は、図４(a)に示すように可動子８はニュートラル状態
である遮光状態となり、いずれか一方の電極電圧が駆動
電圧Ｖａ［Ｖ］のときは、図４(b)に示すように可動子
８は静電気力により移動して光透過状態となる。Here, the pixel portion in the simple matrix configuration will be described. The light modulation elements 20 are provided at intersections of the scanning signal electrodes 25 and the image signal electrodes 29, respectively. FIG. 4 shows each light modulation element 2 in the array type light modulation element 23.
The wiring for 0 is shown. According to FIG. 4, the movable elements connected to the scanning signal lines and the movable elements connected to the image signal lines form one set, and each of the electrodes 25 and 29 and the movable element are formed such that a plurality of sets are formed. 8 are connected. Each of these sets forms one light modulation unit. With such an element configuration and electrode connection, when the voltage of the scanning signal electrode 25 and the image signal electrode 29 is 0 [V], the movable element 8 is in a neutral light-shielding state as shown in FIG. When either one of the electrode voltages is the drive voltage Va [V], the mover 8 moves by the electrostatic force as shown in FIG.
【００３６】次に、このように構成される光変調素子２
０，及びアレイ型光変調素子２３の具体的な駆動方法を
説明する。図５(a)に示すように、走査信号電極２５，
画像信号電極２９が同電位（０［Ｖ］）である場合は、
可動子８は光変調領域１７の上方に重なって位置し、光
変調領域１７を通過した光の光変調素子２０上側への出
射を阻止する。Next, the light modulating element 2 thus constructed
A specific driving method for the 0 and the array type light modulation element 23 will be described. As shown in FIG. 5A, the scanning signal electrodes 25,
When the image signal electrodes 29 have the same potential (0 [V]),
The mover 8 is positioned so as to overlap the light modulation area 17 and prevents light that has passed through the light modulation area 17 from being emitted to the upper side of the light modulation element 20.
【００３７】一方、図５(b)に示すように、走査時、画
像信号電極２９に画像信号電圧Ｖａが印加され、走査信
号電極２５に０［Ｖ］の電圧が印加された場合は、静電
吸引力によって、異なる電極に接続された可動子８同士
が吸引されて、図中矢印で示すように透明基板１に対し
て平行に移動する。この結果、光変調領域１７における
可動子８による光の遮光がなくなり、透明基板１を通過
した光が光変調領域１７から出射され、２値の光変調が
可能になる。この基本原理により、図２に示した単純マ
トリクス構造で２次元光変調アレイ素子を駆動すること
ができる。この例では、走査信号電極２５と画像信号電
極２９との電圧と、それによる可動子８の変位との関係
がヒステリシス特性を有することを利用し、その特性に
応じて適応な電圧を両電極２５，２９に印加することに
より行われる。On the other hand, as shown in FIG. 5B, when scanning, when the image signal voltage Va is applied to the image signal electrode 29 and the voltage of 0 [V] is applied to the scanning signal electrode 25, the scanning is stopped. The movers 8 connected to different electrodes are attracted by the electro-attraction force, and move in parallel to the transparent substrate 1 as shown by the arrow in the figure. As a result, light is not blocked by the mover 8 in the light modulation region 17, the light passing through the transparent substrate 1 is emitted from the light modulation region 17, and binary light modulation becomes possible. According to this basic principle, the two-dimensional light modulation array element can be driven by the simple matrix structure shown in FIG. In this example, the fact that the relationship between the voltage between the scanning signal electrode 25 and the image signal electrode 29 and the displacement of the mover 8 due thereto has a hysteresis characteristic is used, and an appropriate voltage is applied to both electrodes 25 according to the characteristic. , 29.
【００３８】尚、上記第１実施形態において、可動子が
変位しないニュートラル位置を図４(a)に示す遮光位置
に設定し、図４(a)に示す遮光位置と図４(b)に示す光透
過位置との２値制御とすると、透明基板１及び可動子８
の遮光領域を、セルフアライメントにより同時に形成す
ることが可能となる。In the first embodiment, the neutral position where the mover is not displaced is set to the light shielding position shown in FIG. 4A, and the light shielding position shown in FIG. 4A and the light shielding position shown in FIG. When the binary control with the light transmission position is performed, the transparent substrate 1 and the mover 8 are controlled.
Can be simultaneously formed by self-alignment.
【００３９】次に、このセルフアライメントによる光変
調素子の形成方法を具体的に説明する。図１の光変調素
子は、主としてフォトリソグラフィーによるパターニン
グ、エッチング、選択メッキ、印刷、転写等の種々の薄
膜プロセス、厚膜プロセスにより形成することができ
る。これらの形成プロセスによれば光変調部の高密度配
列が可能となる。そこで、光変調素子の形成方法の一例
として、フォトリソグラフィー及びエッチングによる方
法を図６を用いて説明する。Next, a method of forming the light modulation element by the self-alignment will be specifically described. 1 can be formed mainly by various thin film processes and thick film processes such as patterning, etching, selective plating, printing, and transfer by photolithography. According to these forming processes, a high-density arrangement of the light modulating portions is possible. Therefore, a method using photolithography and etching will be described as an example of a method for forming a light modulation element with reference to FIG.
【００４０】まず、図６(a)において、変調する光に対
して透明な基板、例えばガラス等の透明基板１上に犠牲
層３１としてレジスト膜を塗布により成膜する。レジス
トの他にも、可動子の材料によってはアルミ等の金属も
使用できる。次に、犠牲層３１の上面に遮光性導電膜３
２を成膜する。この遮光性導電膜３２の好適な例として
は、例えばアルミ、クロム等の金属を蒸着した蒸着膜、
或いは導電性高分子等を成膜した膜等が挙げられる。
尚、図示は省略するが、犠牲層３１のパターニングによ
り、可動子８の支持部となる箇所のみレジストを現像除
去する。First, in FIG. 6A, a resist film is formed as a sacrifice layer 31 on a substrate transparent to the light to be modulated, for example, a transparent substrate 1 such as glass by coating. In addition to the resist, a metal such as aluminum can be used depending on the material of the mover. Next, the light-shielding conductive film 3 is formed on the upper surface of the sacrificial layer 31.
2 is formed. Preferable examples of the light-shielding conductive film 32 include, for example, a deposition film obtained by depositing a metal such as aluminum and chromium,
Alternatively, a film formed of a conductive polymer or the like can be given.
Although not shown in the drawings, the resist is developed and removed only at portions that become the support portions of the mover 8 by patterning the sacrificial layer 31.
【００４１】そして、図６(b)に示すように、遮光性導
電膜３２をフォトリソグラフィー、エッチングによりパ
ターニングすることで遮光性導電体３２ａを帯状に形成
する。このパターニングにより可動子の形状が決定され
る。Then, as shown in FIG. 6B, the light-shielding conductive film 32 is formed in a strip shape by patterning the light-shielding conductive film 32 by photolithography and etching. The shape of the mover is determined by this patterning.
【００４２】さらに、図６(c)に示すように、パターニ
ングされた遮光性導電体３２ａの上に絶縁膜３３を形成
する。この絶縁膜３３としては、酸化シリコン、窒化シ
リコン、ポリイミド、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等が
好適な例として挙げられる。Further, as shown in FIG. 6C, an insulating film 33 is formed on the patterned light-shielding conductor 32a. Suitable examples of the insulating film 33 include silicon oxide, silicon nitride, polyimide, acrylic resin, and epoxy resin.
【００４３】その後、可動子を構成する遮光性導電体３
２ａの側面側の絶縁膜３３ａが残されるようにホトレジ
ストをパターニングして絶縁体３３をエッチングするこ
とで、図６(d)に示すように側面側３３ａ及び上面側３
３ｂに絶縁膜が形成された可動子８が犠牲層３１上に得
られる。尚、この絶縁膜３３を感光性樹脂（例えば感光
性ポリイミド等）により形成することで、前述のホトレ
ジストを省略することができる。エッチングは材料によ
り好適な方法が用いられるが、ＲＩＥ等の異方性ドライ
エッチングが寸法精度向上のため特に好ましい。Thereafter, the light-shielding conductor 3 constituting the mover
By patterning the photoresist so as to leave the insulating film 33a on the side surface of 2a and etching the insulator 33, as shown in FIG.
The mover 8 having the insulating film formed on 3b is obtained on the sacrificial layer 31. The above-mentioned photoresist can be omitted by forming the insulating film 33 with a photosensitive resin (for example, photosensitive polyimide or the like). As the etching, a method suitable for a material is used, but anisotropic dry etching such as RIE is particularly preferable for improving dimensional accuracy.
【００４４】そして、図６(e)に示すように犠牲層３１
を除去する。除去方法としては、犠牲層３１の材料及び
可動子８を構成する材料によって種々のエッチング方法
が好適に選択され、例えば、アセトン等の溶剤、アルカ
リ系溶剤、酸、アルカリ水溶液等によるウェットエッチ
ング、又はプラズマによるアッシングにより除去するこ
とができる。Then, as shown in FIG. 6E, the sacrificial layer 31 is formed.
Is removed. As the removing method, various etching methods are suitably selected depending on the material of the sacrificial layer 31 and the material constituting the mover 8, and for example, wet etching using a solvent such as acetone, an alkaline solvent, an acid, an alkaline aqueous solution, or the like, or It can be removed by ashing with plasma.
【００４５】最後に、図６(f)に示すように第２遮光部
としての遮光膜３を、例えばアルミ、クロム等の金属、
又は絶縁性の黒色顔料等を基板１のほぼ全体に蒸着等に
より成膜する。これにより、隣接する可動子８間の透明
基板１上に遮光膜３が形成されると共に、可動子８上に
は遮光性導電膜１５が形成され、ニュートラル位置にお
ける可動子８と遮光膜３との隙間が殆どなくなり、漏れ
光の極めて少ない遮光膜が形成でき、以て、高精度の露
光アライメントが不要となる。尚、図６(f)に示す構成
の場合は、遮光性導電膜３２を単なる導電膜で形成して
も良い。Finally, as shown in FIG. 6 (f), the light-shielding film 3 as the second light-shielding portion is made of a metal such as aluminum or chromium.
Alternatively, an insulating black pigment or the like is formed on almost the entire substrate 1 by vapor deposition or the like. As a result, the light-shielding film 3 is formed on the transparent substrate 1 between the adjacent movers 8, and the light-shielding conductive film 15 is formed on the mover 8, so that the mover 8 and the light-shielding film 3 in the neutral position are not formed. , And a light-shielding film with extremely little leakage light can be formed, so that high-precision exposure alignment becomes unnecessary. In the case of the configuration shown in FIG. 6F, the light-shielding conductive film 32 may be formed of a simple conductive film.
【００４６】また、上記プロセスはあくまでも一例であ
り、他の方法であっても良い。また、素子の構成もこれ
に限らず、遮光性と導電性を有する可動子間に静電気力
を発生させ、可動子同士の移動に伴って素子の光透過率
が変化する構成であれば如何なる構成であっても良い。The above process is merely an example, and other methods may be used. In addition, the configuration of the element is not limited to this, and any configuration may be used as long as an electrostatic force is generated between the movers having light-shielding properties and conductivity, and the light transmittance of the element changes as the movers move. It may be.
【００４７】以上説明したように、本実施形態の光変調
素子は、帯状の可動子８同士を略平行に配置するので、
静電誘導に寄与する面積を大きく稼ぐことができ、その
結果、十分な静電吸引力によって可動子８を電気機械動
作させることができ、高速且つ安定した動作を得ること
ができる。また、隣接する可動子８同士が接するまでの
距離だけを可動子８が平行移動して光変調を行うため、
可動子８の変位量が小さくなり、以て、応答速度をより
高速にすることができる。さらに、プラズマ表示のよう
に画素毎にプラズマを発生させるための隔壁形成や、Ｆ
ＥＤのように超高真空化が不要となるので、簡単な構成
により軽量化、且つ大面積化を容易とすることができ、
製造コストの低減を図ることができる。As described above, in the light modulation element of the present embodiment, the strip-shaped movers 8 are arranged substantially in parallel.
The area contributing to the electrostatic induction can be greatly increased, and as a result, the mover 8 can be operated electromechanically by a sufficient electrostatic attraction, and a high-speed and stable operation can be obtained. In addition, since the mover 8 performs parallel modulation only for a distance until the adjacent movers 8 come into contact with each other, light modulation is performed.
The displacement amount of the mover 8 is reduced, so that the response speed can be further increased. Further, partition walls for generating plasma for each pixel as in a plasma display,
Since ultra-high vacuum is not required as in the case of ED, it is easy to reduce the weight and increase the area with a simple configuration.
Manufacturing costs can be reduced.
【００４８】次に、光変調素子の他の構成を示す第２実
施形態を説明する。図７に本実施形態の光変調素子４０
の構成と各電極への配線状態を示した。図７(a)に示す
ように、光変調素子４０は、第１実施形態と同様に走査
信号ラインに接続される可動子と画像信号ラインに接続
される可動子が１つの組となって、それぞれ複数組が形
成されるように各電極２５，２９と可動子８とが接続さ
れている。そして、これら各組がそれぞれ１つの光変調
部を形成している。本実施形態における光変調素子４０
では、同一ライン（電極）に接続される隣接した可動子
の配置間隔を狭め、即ち、隣接する可動子及び該可動子
に対応する光変調領域を近接配置することで、図７(b)
に示す光変調時の開口率をより向上させている。これに
より、光変調素子４０の単位面積当たりの光透過量を増
大させることができ、素子のスペース効率を高めること
ができる。Next, a second embodiment showing another configuration of the light modulation element will be described. FIG. 7 shows a light modulation element 40 according to the present embodiment.
And the state of wiring to each electrode are shown. As shown in FIG. 7A, the light modulating element 40 includes a movable element connected to a scanning signal line and a movable element connected to an image signal line, as in the first embodiment. The electrodes 25 and 29 and the mover 8 are connected so that a plurality of sets are formed. Each of these sets forms one light modulation unit. Light modulation element 40 in the present embodiment
In FIG. 7B, the arrangement distance between adjacent movers connected to the same line (electrode) is reduced, that is, the adjacent mover and the light modulation region corresponding to the mover are arranged close to each other.
The aperture ratio at the time of light modulation shown in FIG. Thus, the light transmission amount per unit area of the light modulation element 40 can be increased, and the space efficiency of the element can be increased.
【００４９】次に、光変調素子の他の構成を示す第３実
施形態を説明する。図８に本実施形態の光変調素子５０
の構成と各電極への配線状態を、図９に各可動子の拡大
断面を示した。図８(a)に示すように、光変調素子５０
は、上下２段の可動子８ａ，８ｂを備えており、走査信
号ラインに接続される可動子と画像信号ラインに接続さ
れる可動子とが１つの組となって、それぞれ複数組を形
成すると共に、上段可動子８ａに隣接する下段可動子８
ｂのいずれか一方がその上段可動子８ａと同じ電極に接
続されるように各電極２５，２９と、可動子８ａ、８ｂ
を接続している。そして、これら各組がそれぞれ１つの
光変調部を形成している。この光変調素子５０において
は、図８(b)に示す光変調時に、走査信号電極に０
［Ｖ］、画像信号電極にＶａ［Ｖ］を印加すると、各組
の可動子同士に静電力が働き、それぞれ吸引される。す
ると、図示したように可動子８ａ，８ｂは透明基板１に
対して水平方向に移動して重合し、この重合により開口
された光変調領域１７から光が出射される。Next, a third embodiment showing another configuration of the light modulation element will be described. FIG. 8 shows a light modulation element 50 according to the present embodiment.
FIG. 9 shows an enlarged cross section of each mover, showing the configuration of the above and the state of wiring to each electrode. As shown in FIG.
Is provided with upper and lower movable elements 8a and 8b, and the movable element connected to the scanning signal line and the movable element connected to the image signal line form one set, and each form a plurality of sets. Also, the lower stage mover 8 adjacent to the upper stage mover 8a
b, and each of the electrodes 25 and 29 and the movers 8a and 8b are connected so that one of them is connected to the same electrode as the upper mover 8a.
Are connected. Each of these sets forms one light modulation unit. In the light modulation element 50, at the time of the light modulation shown in FIG.
When [V] and Va [V] are applied to the image signal electrodes, electrostatic force acts on the movable elements of each set, and the movable elements are attracted. Then, as shown in the figure, the movers 8a and 8b move in the horizontal direction with respect to the transparent substrate 1 and polymerize, and light is emitted from the light modulation region 17 opened by the polymerization.
【００５０】尚、この場合のくびれ部１１は、断面形状
を垂直方向が長手方向となる長方形に形成する等の断面
二次モーメントの調整や、異方性弾性体を用いること等
により、垂直方向よりも水平方向に変位が容易となるよ
うに形成している。尚、可動子８ａ，８ｂの構造として
は、図９(a)に示すように、少なくとも上段可動子８ａ
の導電膜３２の透明基板１側の面に絶縁層３４を形成し
た構成としても良く、図９(b)に示すように上段可動子
８ａと下段可動子８ｂとが対面する側の少なくともいず
れか一方の面に絶縁層３４を形成した構成としても良
い。また、上段可動子８ａと下段可動子８ｂとが接触し
ない構成であれば絶縁層３４を設けない構成であっても
良い。The constricted portion 11 in this case can be adjusted in the vertical direction by adjusting the second moment of area, for example, by forming the cross-sectional shape into a rectangle whose vertical direction is the longitudinal direction, or by using an anisotropic elastic body. It is formed so that displacement in the horizontal direction is easier than in the horizontal direction. Note that the structure of the movers 8a and 8b is, as shown in FIG.
An insulating layer 34 may be formed on the surface of the conductive film 32 on the transparent substrate 1 side, and as shown in FIG. 9B, at least one of the sides where the upper movable element 8a and the lower movable element 8b face each other. A configuration in which the insulating layer 34 is formed on one surface may be employed. In addition, the configuration without the insulating layer 34 may be used as long as the upper movable element 8a and the lower movable element 8b do not contact each other.
【００５１】この光変調素子５０によれば、光変調時の
開口率が向上するため、単位面積当たりの光透過量を増
大させることができ、素子のスペース効率を高められる
と共に、静電吸引に寄与する面積が増大して、より安定
した光変調動作が可能となる。According to the light modulation element 50, the aperture ratio at the time of light modulation is improved, so that the amount of light transmission per unit area can be increased, the space efficiency of the element can be increased, and the electrostatic attraction can be reduced. The area that contributes increases, and more stable light modulation operation becomes possible.
【００５２】次に、上述の光変調素子を用いて平面表示
装置を構成した第４実施形態を説明する。図１０に本発
明に係る平面表示装置６０の断面図を示した。本実施形
態の光変調素子としては、第１実施形態の光変調素子２
０を一例として用いている。本実施形態の平面表示装置
６０の構成では、光変調素子２０の透明基板１の下面に
紫外線出力部となる紫外線平面光源６１を配設してい
る。そして、光変調素子２０の上方には前面板６２が設
けられ、該前面板６２の光変調素子２０側の面には蛍光
体６３ａ、６３ｂ、…が各光変調素子２０毎に設けてあ
る。また、各蛍光体の間にはブラックマトリクス６５が
設けられ、表示画像のコントラストを向上させている。Next, a description will be given of a fourth embodiment in which a flat display device is constructed using the above-mentioned light modulation element. FIG. 10 shows a sectional view of a flat panel display device 60 according to the present invention. The light modulation element of the present embodiment includes the light modulation element 2 of the first embodiment.
0 is used as an example. In the configuration of the flat display device 60 of the present embodiment, an ultraviolet flat light source 61 serving as an ultraviolet output unit is provided on the lower surface of the transparent substrate 1 of the light modulation element 20. Further, a front plate 62 is provided above the light modulation element 20, and phosphors 63 a, 63 b,... Are provided for each light modulation element 20 on the surface of the front plate 62 on the light modulation element 20 side. Further, a black matrix 65 is provided between the phosphors to improve the contrast of the displayed image.
【００５３】このような平面表示装置６０の構成によ
り、平面光源６１からの光は透明基板１内に進入し、光
変調素子の光透過時においては、図１０における透明基
板１の上面に導かれる。そして、光変調素子２０からの
光が蛍光体６３ａ，６３ｂに照射されることで、蛍光体
は励起して発光し、所望の画像が形成される。上記蛍光
体としては、三原色（例えばＲ、Ｇ、Ｂ）の蛍光体を順
次設けてカラー画像を表示可能にしても良く、単色の蛍
光体だけで構成してモノクロ画像表示用としても良い。With such a configuration of the flat display device 60, light from the flat light source 61 enters the transparent substrate 1 and is guided to the upper surface of the transparent substrate 1 in FIG. . Then, when the light from the light modulation element 20 is applied to the phosphors 63a and 63b, the phosphors are excited and emit light, and a desired image is formed. As the above-mentioned phosphor, phosphors of three primary colors (for example, R, G, B) may be sequentially provided so that a color image can be displayed, or a monochromatic phosphor may be used for monochrome image display.
【００５４】尚、平面表示装置６０の光変調素子２０
は、透明基板１と前面板６２との間を脱気した後、希ガ
スを封入して全体を封止し、外乱の影響を防止して安定
化を図るものであっても良い。また、第２、第３実施形
態における光変調素子４０，５０に対しても同様にして
平面表示装置６０に適用することができる。The light modulation element 20 of the flat panel display 60
After degassing the space between the transparent substrate 1 and the front plate 62, a rare gas may be sealed to seal the whole, and the influence of disturbance may be prevented to achieve stabilization. Further, the light modulation elements 40 and 50 in the second and third embodiments can be similarly applied to the flat display device 60.
【００５５】次に、このように構成された平面表示装置
６０の作用を説明する。走査信号電極２５、画像信号電
極２９が同電位の場合、可動子８は、光変調領域１７の
上方に重なって位置し、平面光源６１からの光は、可動
子８と、遮光性導電膜３とで阻止され、透明基板１の上
面側へは透過しない。Next, the operation of the flat panel display device 60 having the above configuration will be described. When the scanning signal electrode 25 and the image signal electrode 29 are at the same potential, the mover 8 is positioned above the light modulation area 17 and the light from the planar light source 61 passes through the mover 8 and the light-shielding conductive film 3. And is not transmitted to the upper surface side of the transparent substrate 1.
【００５６】走査時、画像信号電極２９と走査信号電極
２５との間に十分な電圧が印加されると、静電吸引力に
よって、１画素領域内の各可動子８がお互いに吸着する
方向に一斉に移動する。この結果、可動子８による光の
遮断がなくなり、透明基板１を通った光が光変調領域１
７から出射される。出射した光は、蛍光体６３ａ、６３
ｂを励起して、画像情報に基づいた画像を表示する。At the time of scanning, when a sufficient voltage is applied between the image signal electrode 29 and the scanning signal electrode 25, the movable elements 8 in one pixel area are attracted to each other by electrostatic attraction. Move all at once. As a result, light is not blocked by the mover 8 and light passing through the transparent substrate 1 is transmitted to the light modulation region 1.
7 is emitted. The emitted light is emitted from the phosphors 63a, 63
b is excited to display an image based on the image information.
【００５７】この光変調素子が２値で制御される場合、
１画面を表示するフィールド周期を複数のサブフィール
ドに分割し、各々のサブフィールドで独立に２値制御を
行って多階調を得る駆動方法によってフルカラー表示が
可能である。また、アクティブマトリクス駆動方法によ
れば様々な連続階調の光変調が可能で、フルカラー表示
が可能となる。When this light modulation element is controlled by two values,
A full-color display is possible by a driving method in which a field cycle for displaying one screen is divided into a plurality of subfields, and binary control is performed independently in each subfield to obtain multiple gradations. Further, according to the active matrix driving method, light modulation of various continuous gradations is possible, and full color display is possible.
【００５８】このように、上述の平面表示装置６０によ
れば、透明基板１から出射された光が、直接蛍光体６３
ａ、６３ｂを照射して励起するので、光利用効率を向上
させることができる。また、蛍光体は散乱発光するの
で、液晶分子の配向により光を透過させる液晶表示装置
に比べ、視野角度を広くすることができる。さらに、ア
レイ化が容易であるので、製造コストを安価にできる。
そして、可動子８の材料に低弾性材料、例えばポリイミ
ド等の高分子を用いたり、形状を最適化することによ
り、プラズマ表示装置等に比べて十分駆動電圧を低くす
ることができる。As described above, according to the above-described flat display device 60, the light emitted from the transparent substrate 1 is directly transmitted to the phosphor 63.
Since the light is excited by irradiating a and 63b, the light use efficiency can be improved. Further, since the phosphor emits scattered light, the viewing angle can be widened as compared with a liquid crystal display device which transmits light by the alignment of liquid crystal molecules. Further, since the arraying is easy, the manufacturing cost can be reduced.
Then, by using a low elasticity material, for example, a polymer such as polyimide as the material of the mover 8 or optimizing the shape, the driving voltage can be sufficiently reduced as compared with a plasma display device or the like.
【００５９】[0059]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る光変調素子によれば、各可動子を静電気の作用によっ
て透明基板に対して略平行に変位させ、透明基板上の光
変調領域との相互位置を変化させることにより、透明基
板に導入される光を変調する。従って、光変調に要する
可動子の必要変位量を小さくすることができ、優れた高
速応答性を確保することができると共に、駆動電圧が低
く抑えられ駆動電力を低減することができる。また、可
動子同士を静電吸引するだけの簡単な原理により光変調
が行えるため、光変調素子の構成を簡略化でき、製造プ
ロセスが簡便化され、以て、コスト低減を図ることがで
きる。また、本発明に係るアレイ型光変調素子は、光変
調素子を一次元又は二次元のマトリクス状に配置して構
成することで、一次元又は二次元の光変調を簡便にして
行うことができる。 そして、本発明に係る平面表示装
置は、透明基板から出射された光が、直接蛍光体を励起
するので、光利用効率の低減を抑止しつつ、高輝度で視
野角依存性の無い表示を行うことができる。さらに、プ
ラズマ表示のように画素毎にプラズマを発生させるため
の隔壁形成や、ＦＥＤのように超高真空化が不要となる
ので、軽量化、且つ大画面化が容易となり、製造コスト
も安価にできる。As described above in detail, according to the light modulation element of the present invention, each movable element is displaced substantially in parallel to the transparent substrate by the action of static electricity, and the light modulation area on the transparent substrate is displaced. The light introduced into the transparent substrate is modulated by changing the mutual position of the transparent substrate. Therefore, the required displacement of the mover required for optical modulation can be reduced, excellent high-speed response can be ensured, and the driving voltage can be suppressed low, and the driving power can be reduced. In addition, since light modulation can be performed by a simple principle of only electrostatically attracting the movers, the configuration of the light modulation element can be simplified, the manufacturing process can be simplified, and the cost can be reduced. Further, the array-type light modulation element according to the present invention can perform one-dimensional or two-dimensional light modulation easily by arranging the light modulation elements in a one-dimensional or two-dimensional matrix. . In the flat display device according to the present invention, since the light emitted from the transparent substrate directly excites the phosphor, high-luminance display with no viewing angle dependence is performed while suppressing reduction in light use efficiency. be able to. Furthermore, since it is not necessary to form a partition for generating plasma for each pixel as in a plasma display or to apply an ultra-high vacuum as in an FED, it is easy to reduce the weight and increase the screen size, and to reduce the manufacturing cost. it can.
【図１】本発明に係る光変調素子の一部分を切り欠いた
斜視図である。FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a light modulation element according to the present invention.
【図２】図１の光変調素子を単純マトリクス構成として
配列したアレイ型光変調素子の平面図である。FIG. 2 is a plan view of an array-type light modulation element in which the light modulation elements of FIG. 1 are arranged in a simple matrix configuration.
【図３】図１の光変調素子をアクティブマトリクス構成
として配列したアレイ型光変調素子の平面図である。FIG. 3 is a plan view of an array-type light modulation element in which the light modulation elements of FIG. 1 are arranged in an active matrix configuration.
【図４】光変調素子の走査信号ライン及び画像信号ライ
ンとの結線状態を示す結線図である。FIG. 4 is a connection diagram showing a connection state between a scanning signal line and an image signal line of the light modulation element.
【図５】光変調素子の各動作状態を説明する要部断面図
である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a principal part explaining each operation state of the light modulation element.
【図６】光変調素子を形成するまでのプロセスの一例を
説明する要部断面図である。FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view for explaining an example of a process until a light modulation element is formed.
【図７】第２実施形態の光変調素子の構成と、走査信号
ライン及び画像信号ラインとの結線状態を示す平面図で
ある。FIG. 7 is a plan view illustrating a configuration of a light modulation element according to a second embodiment and a connection state between a scanning signal line and an image signal line.
【図８】第３実施形態の光変調素子の構成と、走査信号
ライン及び画像信号ラインとの結線状態を示す平面図で
ある。FIG. 8 is a plan view illustrating a configuration of a light modulation element according to a third embodiment and a connection state between a scanning signal line and an image signal line.
【図９】第３実施形態の光変調素子の要部断面図であ
る。FIG. 9 is a sectional view of a main part of a light modulation element according to a third embodiment.
【図１０】本発明に係る平面表示装置の構成を示す要部
断面図である。FIG. 10 is a sectional view of a main part showing a configuration of a flat panel display according to the present invention.
１ 透明基板 ３ 遮光膜（第２遮光部） ７ 格子体 ８ 可動子 １５ 遮光性導電膜（第１遮光部） ２０，４０，５０ 光変調素子 ２３ アレイ型光変調素子 ２５ 走査信号ライン ２９ 画像信号ライン ６０ 平面表示装置 ６１ 平面光源 ６３ａ，６３ｂ 蛍光体 REFERENCE SIGNS LIST 1 transparent substrate 3 light-shielding film (second light-shielding portion) 7 lattice body 8 mover 15 light-shielding conductive film (first light-shielding portion) 20, 40, 50 light modulation element 23 array-type light modulation element 25 scanning signal line 29 image signal Line 60 Flat display device 61 Flat light source 63a, 63b Phosphor
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