JP2000111813A - Optical modulation element and array type optical modulation element as well as plane display device - Google Patents

Optical modulation element and array type optical modulation element as well as plane display device

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JP2000111813A
JP2000111813A JP28281298A JP28281298A JP2000111813A JP 2000111813 A JP2000111813 A JP 2000111813A JP 28281298 A JP28281298 A JP 28281298A JP 28281298 A JP28281298 A JP 28281298A JP 2000111813 A JP2000111813 A JP 2000111813A
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movable
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transparent substrate
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JP28281298A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Kimura
宏一 木村
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
富士写真フイルム株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical modulation element which is low in drive voltage, allows an increase in area at a low cost, is easy in manufacture, is simple in constitution and has high image quality and high speed response and an array type optical modulation element as well as a plane display device. SOLUTION: This optical modulation element has a transparent substrate 11 which is transparent to the light to be modulated, a movable grid 14 which has a plurality of slits 13 formed by arraying plural grid plates 12 having light shieldability while parting these plates and has electrical conductivity in at least part thereof, an elastic supporting member which is arranged to face the movable grid 14 apart a prescribed spacing on the transparent substrate 11 and movably supports the movable grid in the arranging direction thereof, light shielding films 19 which are respectively formed in the position of the transparent substrate 11 so as to be superposed on the slit positions of the movable grid 14 and a movable grid moving means which moves the movable grid 14 in the arraying direction of the grid plates 12 by the electrostatic force generated by impressing the prescribed drive voltage to the stationary electrodes arranged on the transparent substrate 11 and the movable grid 14.

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、静電気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、並びに平面表示装置に関するものである。 The present invention relates are those by the positional change of the movable element light modulation device for performing optical modulation, and an array-type light modulation element, and to a flat display device by electrostatic force.

【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。 BACKGROUND ART incident light amplitude (intensity), and controls the phase or direction of travel, in which processing and display pictures and patterned data and the like, there is a light modulation element. 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。 Light modulation element, the refractive index of a material that transmits light is changed by an external field applied to the material, refraction, diffraction, absorption, via the optical phenomena such as scattering, etc., finally transmits or reflects the substance to control the intensity of the light. 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。 This one optical modulation element, there is a liquid crystal light modulation element using a liquid crystal electro-optic effect. 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。 The liquid crystal light modulation device is preferably used for a liquid crystal display device is a flat display device thin.

【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。 The liquid crystal display device, between the substrate formed with the pair of conductive transparent films, sealed put oriented nematic liquid crystal to a state of twisted 90 ° between the substrate and parallel to and the substrates, having sandwiched by polarizing plates orthogonally this. 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。 Display by the liquid crystal display device, the long axis direction of liquid crystal molecules by applying voltage to the conductive transparent film is oriented perpendicular to the substrate, by utilizing the fact that the transmittance of light from the backlight is changed It is performed Te. 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。 In order to impart good moving image correspondence is an active matrix liquid crystal panel using a TFT (thin film transistor) is used.

【0004】プラズマ表示装置は、ネオン、ヘリウム、 [0004] The plasma display device, neon, helium,
キセノン等の希ガスを封入した二枚のガラス板の間に、 The two glass plates enclosing a rare gas such as xenon,
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。 Multiple orthogonal direction of the electrode which is regularly arranged corresponding to the discharge electrodes are arranged, having the structure of the intersection portion of each of the counter electrodes and the unit pixel. 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。 Display by this plasma display device, based on image information, to the counter electrode to identify the respective intersections, selectively by applying a voltage, the intersection portion is discharged emitting excitation light emitting phosphor by the generated UV It is done by.

【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。 [0005] The FED, a pair of panels disposed opposite via a small gap, having a structure as flat display tube to seal the periphery of the panels. 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。 The inner surface of the display surface panel, the fluorescent film is provided, the field emission cathode is arranged in each unit light emitting each region on the back panel. 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。 Exemplary field emission cathode has a conical protruding field emission microcathodes called emitter Tipu of minute size.
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。 The display by the FED takes out electrons by using an emitter Tipu, by accelerating irradiating this phosphor is performed by exciting the phosphor.

【0006】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。 [0006] However, the conventional flat display device described above has various problems as described below. 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。 That is, in the liquid crystal display device, light from a backlight, a polarizer, a transparent electrode, for transmitting the multiple layers of the color filter, the light use efficiency is a problem of decrease. 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封入し、配向させなければならないことも相まって、大面積化が困難とある欠点があった。 Further, the high-grade type TFT is required, and a liquid crystal is sealed between two substrates, combined also must be aligned, there is a drawback that large area is difficult. 更に、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欠点があった。 Furthermore, for transmitting light to the liquid crystal molecules oriented, it has 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。 [0007] In the plasma display apparatus has a drawback that the manufacturing cost by forming barrier ribs for a plasma is generated for each pixel is increased, a larger weight. 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。 Also, a number of electrodes corresponding to the discharge electrodes must be regularly arranged in each unit pixel. 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。 Therefore, the discharge efficiency becomes higher definition is lowered, also due to the low luminous efficiency of the phosphor by vacuum ultraviolet excitation, high resolution with high power efficiency, high-intensity image there is difficult to obtain disadvantages. 更に、駆動電圧が高く、駆動ICが高価な欠点もあった。 Furthermore, the driving voltage is high, the drive IC had also expensive drawbacks.

【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。 [0008] In FED, in order to high efficiency and stabilize the discharge, it is necessary to make the panel UHV, there is a disadvantage that the same manufacturing cost and a plasma display device is increased. 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。 Further, in order to irradiate accelerated electrons field-emitted to the phosphor was also disadvantageous that 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、駆動電圧が低く安価に大面積化が可能であると共に製作が容易な簡単な構成であって、高画質、高速応答性を有する光変調素子、及びアレイ型光変調素子、並びに平面表示装置を提供することを目的としている。 [0009] The present invention has been made in view of the above circumstances, a manufacture is simple easy configuration driving voltage as well as a possible low inexpensively large area, light having high image quality, a high-speed response modulation element, and it is an object array-type light modulation element, and to provide a flat display device.

【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、遮光性を有する複数の格子板を離間しつつ配列して形成したスリットを複数備えると共に、少なくとも一部分が導電性を有する可動格子と、 Means for Solving the Problems An optical modulation element according to claim 1 according to the present invention for achieving the above object, a transparent transparent substrate the modulated light, a plurality of grid plates having a light shielding property spaced with including a plurality of slits formed by arranging while a movable grating with at least a portion conductive,
前記可動格子を、前記透明基板上で所定間隔を隔てて対向配置させ、格子板の配列方向に移動可能に支持する弾性支持部材と、前記可動格子のスリット位置に重合する前記透明基板の位置にそれぞれ形成した遮光膜と、前記透明基板上に配置した固定電極と前記可動格子に所定の駆動電圧を印加することで発生する静電気力によって、 Said movable grating, is opposed at a predetermined distance on the transparent substrate, and an elastic support member for movably supporting the array direction of the grating plate, the position of the transparent substrate to polymerize the slit position of the movable grid a light shielding film formed respectively by electrostatic force generated by applying a predetermined driving voltage to the movable grid and the fixed electrodes disposed on the transparent substrate,
前記可動格子を前記格子板の配列方向に移動させる可動格子移動手段と、を備え、前記可動格子の移動により前記スリットを通過する光の透過率を変化させて光変調を行うことを特徴とする And a movable grid moving means for moving the movable grating in the array direction of the grating plate, said by the movement of the movable grid to change the transmittance of light passing through the slit and performing optical modulation

【0011】この光変調素子では、帯状の格子板を複数並設して構成した可動格子を弾性支持部材により透明基板上に支持すると共に、静電気力により可動格子を格子板の配列方向に移動させることにより、可動格子のスリットと透明基板上の遮光膜との相対的な位置関係が変化して、スリットを通過する光の透過率を変化させて光変調を行うことができる。 [0011] In this optical modulation element, a movable grid which is constructed by a plurality of juxtaposed strip grid plate while supporting the elastic support member by a transparent substrate, moving the movable grating in the array direction of the grating plate by electrostatic force it allows the relative positional relationship between the light shielding film on the movable grating slit and the transparent substrate is changed, it is possible to perform light modulation by changing the transmittance of light passing through the slit. 即ち、光の入射方向に対してスリットと透明基板上の遮光膜とが重合する位置に可動格子を移動させるたときは、入射された光はスリットの略全領域から出射される。 That is, when moving the movable grating in the position where the light shielding film on the slit and the transparent substrate is polymerized with respect to the incident direction of light, light that is incident is emitted from the substantially entire area of ​​the slit. 一方、重合しない位置に移動させたときは、可動板と透明基板上の遮光膜とによって光が遮断され、入射された光は光変調素子を透過しないことになる。 Meanwhile, when moving to the not overlapping position, the light is blocked by the light-shielding film of the movable plate and the transparent substrate, light incident would not transmit light modulation element.

【0012】請求項2の光変調素子は、前記可動格子移動手段は、可動格子の移動方向両側に固定電極を配置したことを特徴とする。 [0012] Light modulation element according to claim 2, wherein the movable grid moving means, characterized in that a fixed electrode in the moving direction on both sides of the movable grid.

【0013】この光変調素子では、可動格子の移動方向の両側に固定電極を配置することで、可動格子を正逆両方向に静電吸引することができ、例えば、可動格子の正方向移動位置、ニュートラル位置、及び逆方向移動位置において、それぞれ異なる光透過率に設定することで、 [0013] In this optical modulation element, by arranging the fixed electrode on both sides of the moving direction of the movable grating can be electrostatically attracted to the movable grating in the forward and reverse directions, for example, forward movement position of the movable grid, neutral position, and the reverse movement position, by setting the different light transmittance,
光の透過率を段階的に制御することができる。 It is possible to control the transmittance of light stepwise. また、可動格子の戻り時に瞬間的に電圧印加することで積極的なダンピングを行うことができ、素子の高速駆動に寄与することができる。 Further, it is possible to perform active damping by momentarily voltage applied at the time of the movable grating return, can contribute to high-speed driving of the element.

【0014】請求項3の光変調素子は、前記可動格子の固定電極側、及び前記固定電極の可動格子側を櫛歯型に形成したことを特徴とする。 [0014] Light modulation element according to claim 3, characterized in that the fixed electrode side of the movable grid, and a movable grid side of the fixed electrode formed in a tooth shape.

【0015】この光変調素子では、可動格子の移動方向に対して、可動格子の固定電極側、及び固定電極の可動格子側を櫛歯型に形成することにより、可動格子の変位量を増大させることができ、電圧による位置制御が容易となる。 [0015] In this optical modulation element, the moving direction of the movable grating, the fixed electrode side of the movable grid, and a movable grid side of the fixed electrode by forming the comb, increasing the amount of displacement of the movable grid it can, it is easy to position control by the voltage. そして、櫛歯の間隔によって移動方向に直交する方向の移動自由度が制限されることも相まって、より正確に且つ安定して可動格子を移動させることができる。 Then, it is also combined to freedom of movement in a direction perpendicular to the moving direction by the spacing of the comb teeth is limited, it is possible to move the movable grid more accurately and stably.

【0016】請求項4の光変調素子は、前記可動格子移動手段が、前記格子板の端部と、前記可動格子の移動方向に直交する方向に該可動格子を挟み込んで設置され前記格子板の配列ピッチに対応して可動格子側に突出する突起部を形成した電極と、によって静電リニアアクチュエータを構成したことを特徴とする。 The optical modulation element according to claim 4, wherein the movable grid moving means, and the ends of the grid plate, wherein is in the direction perpendicular to the moving direction of the movable grid placed to sandwich the movable grid of the grid plate an electrode to form a protrusion portion protruding movable grid side corresponding to the arrangement pitch, and wherein the configuring the electrostatic linear actuator by.

【0017】この光変調素子では、可動格子の移動方向に直交する方向で、可動格子及び固定電極間に静電リニアアクチュエータを形成することにより、可動格子の移動位置をより正確に設定できると共に安定して移動させることができる。 [0017] In this optical modulation element, stable in a direction perpendicular to the moving direction of the movable grating, by forming an electrostatic linear actuator between a movable grating and the fixed electrode, it is possible to set the movement position of the movable grid more accurately it can be moved in.

【0018】請求項4の光変調素子は、前記弾性支持部材が、前記透明基板上で前記可動格子の移動方向又は該移動方向に直交する方向に一対形成された支持部材と、 The optical modulation element according to claim 4, wherein the elastic support member includes a support member pair formed in a direction perpendicular to the moving direction or the moving direction of the movable grating on the transparent substrate,
該支持部材と前記可動格子とを連結する弾性部材とからなることを特徴とする。 Characterized by comprising an elastic member for connecting the movable grating and the support member.

【0019】この光変調素子では、可動格子の移動方向又は該移動方向に直交する方向に一対形成された支持部材と、該支持部材と可動格子とを連結する弾性部材とによって簡単に弾性支持部材を構成することで、可動格子を格子板の配列方向に円滑に移動させることができると共に、両端支持により確実な弾性復帰動作が得られ、安定した光変調を行うことができる。 [0019] In this optical modulation device includes a support member that is a pair formed in a direction perpendicular to the moving direction or the moving direction of the movable grid, easily resilient support member by an elastic member connecting the said support member and the movable grating by configuring, together with the movable grating can be smoothly moved in the arrangement direction of the grating plate, reliable elastic return motion to be achieved by supported at both ends, it is possible to perform stable optical modulation.

【0020】請求項5の光変調素子は、前記可動格子が、格子板表面に遮光膜を形成していることを特徴とする。 The optical modulation element according to claim 5, wherein the movable grating, and wherein the forming a light shielding film in a grid plate surface.

【0021】この光変調素子では、可動格子を透明基板上に安定支持した状態で、可動格子上方から遮光膜を堆積形成させることで、可動格子表面と可動格子のスリット位置に相当する透明基板上の位置に遮光膜が形成され、所謂セルフアライメントで各遮光膜を形成できる。 [0021] In the optical modulation element, while stable supporting the movable grid on a transparent substrate, by depositing forming a light-shielding film from the movable grating above, on the transparent substrate corresponding to a slit position of the movable grating surface and the movable grating is the light shielding film to the position of formation, can be formed the light blocking film in a so-called self-alignment.
従って、可動格子と透明基板の双方を正確に位置合わせする必要がなくなり、単純な膜形成手法により高い位置精度で遮光膜を形成することができ製造コストが低減される。 Therefore, it is not necessary to precisely align the both movable grating and the transparent substrate, the manufacturing cost can form a light-shielding film is reduced with high positional accuracy by a simple film forming technique. また、良好な遮光性を得ることができる。 Further, it is possible to obtain a good light-shielding properties.

【0022】請求項6のアレイ型光変調素子は、請求項1〜請求項5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。 The array-type light modulation element according to claim 6, characterized in that the optical modulation element described in any one of claims 1 to 5, was constructed by arranging in a one-dimensional or two-dimensional matrix to.

【0023】このアレイ型光変調素子では、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により、一次元又は二次元の光変調を行うことができる。 [0023] In the array-type light modulation element, by constituting a light modulation element disposed on one- or two-dimensional matrix, it is possible to perform optical modulation of a one-dimensional or two-dimensional.

【0024】請求項7の平面表示装置は、請求項6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。 The flat display device according to claim 7, the array-type light modulation element according to claim 6, wherein, the flat light source that is disposed opposite to the array-type light modulation element, the planar light source sandwiching the array-type light modulation element anda phosphor provided on the opposite side, characterized in that for the light-emitting display of the phosphor by light transmitted through the array-type light modulation element.

【0025】この平面表示装置では、平面光源から出射される光が、アレイ型光変調素子によって光変調され、 [0025] In this flat display device, light emitted from the plane light source, is the light modulated by the array-type light modulation element,
更にその光が蛍光体を発光表示させる。 Furthermore its light emit display the phosphor. 従って、簡単な構成により低駆動電圧で高速応答性を有した平面ディスプレイを得ることができる。 Therefore, it is possible to obtain a flat display having a high response speed at a low driving voltage with a simple configuration.

【0026】請求項8の平面表示装置は、前記平面光源が、前記光変調素子の透明基板を導光板とすると共に、 The flat display device according to claim 8, together with the planar light source, a transparent substrate a light guide plate of the light modulation device,
該透明基板の側端部から光を導入することを特徴とする。 And introducing the light from the side end portion of the transparent substrate.

【0027】この平面表示装置では、光変調素子の透明基板を導光板として使用するため、平面表示装置の構成が簡略化され、装置の小型化、低コスト化を図ることができる。 [0027] In this flat display device, for use a transparent substrate of the optical modulator as a light guide plate, the structure of the flat display device is simplified, it is possible to achieve miniaturization of the device, cost reduction.

【0028】請求項9の平面表示装置は、前記平面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。 The flat display device according to claim 9, light emitted from the flat light source, characterized in that it 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。 [0029] In this flat display device, it is possible to light emitting display 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、並びに平面表示装置の好適な実施形態を、図面を参照して順次詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an optical modulation element and the array-type light modulation element according to the present invention, as well as a preferred embodiment of the flat display device will be sequentially described in detail with reference to the accompanying drawings. 図1は本発明による光変調素子の第1実施形態の構成を示す平面図、図2は図1の要部拡大斜視図である。 Figure 1 is a plan view showing the configuration of a first embodiment of the optical modulator according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged perspective view of FIG.

【0031】図1及び図2を参照すると、光変調素子1 Referring to FIGS. 1 and 2, an optical modulation element 1
0は、ガラス板等の透明基材からなる透明基板11と、 0 includes a transparent substrate 11 made of a transparent substrate such as a glass plate,
該透明基板11に対向配置され格子板12を所定の間隔で並設することでスリット13を形成すると共に電極としても機能する可動格子14と、可動格子14を弾性部材からなる梁15を介して透明基板11上に支持する支持部16と、可動格子14を駆動させる固定電極17とを主要な部材として備えている。 A movable grating 14 which also functions as an electrode to form the slit 13 by juxtaposing the grid plate 12 is disposed opposite to the transparent substrate 11 at predetermined intervals, through a beam 15 comprising a movable grid 14 from the elastic member a support portion 16 for supporting on the transparent substrate 11, and a fixed electrode 17 for driving the movable grating 14 as the primary member. この可動格子14は、 The movable grating 14,
梁15の一端部に接続されており、該梁15の他端部は透明基板11上に配置された支持部16に固定されている。 Is connected to one end of the beam 15, the other end of the beams 15 is fixed to the support portion 16 disposed on the transparent substrate 11. この支持構成により可動格子14は格子板12の配列方向であるX方向に移動可能に支持される。 Movable grating 14 by the support structure is movably supported in the X direction which is the arrangement direction of the grid plate 12.

【0032】また、透明基板11上には、可動格子14 Further, on the transparent substrate 11, the movable grating 14
をX方向に挟んで一対の第1固定電極17a、第2固定電極17bを配置している。 Across the X direction the pair of the first fixed electrode 17a, and the second fixed electrode 17b is disposed. 各固定電極17a,17b The fixed electrodes 17a, 17b
は、X方向の静電気力を効率良く増大させるように、少なくとも可動格子14のY方向の幅、及び可動格子14 Is the electrostatic force in the X direction so as to efficiently increase, at least a movable grating 14 Y-direction width, and the movable grating 14
の導電部と同じ高さを有する帯状の立体構造体に形成されている。 It is formed in a strip shape of the three-dimensional structure having the same height as the conductive portion. そして、第1固定電極17aにはV s1 、第2 Then, the first fixed electrode 17a V s1, the second
固定電極17bにはV V is the fixed electrode 17b s2の駆動電圧が印加され、可動格子14と梁15にはV mの駆動電圧が印加される。 driving voltage of s2 is applied, the movable grating 14 and the beam 15 drives voltage V m is applied. 上記可動格子14と固定電極17a,17bは静電アクチュエータを構成し、可動格子移動手段に相当している。 The movable grating 14 and the fixed electrode 17a, 17b constitute an electrostatic actuator, corresponds to the movable grid moving means. また、梁15と支持部16は弾性支持部材を構成している。 Further, the beams 15 and the support portion 16 constitutes a resilient support member.

【0033】次に、透明基板11と可動格子14の構成を詳細に説明する。 [0033] Next, the configuration of the transparent substrate 11 and the movable grating 14 in detail. 図2に示すように可動格子14は、 Movable grating 14 as shown in FIG. 2,
枠体の中に格子板12が所定の間隔で並設された格子状の部材であり、隣り合う格子板12との間にはスリット13が形成されている。 Grid plate 12 into the frame body is a lattice-like member which is juxtaposed at predetermined intervals, the slits 13 between the grid plate 12 adjacent is formed. この可動格子14は、梁15によって透明基板11から所定距離だけ離間して、矢印方向に移動可能に支持されている。 The movable grid 14, spaced apart from the transparent substrate 11 by the beam 15 by a predetermined distance, and is movably supported in the direction of the arrow. 可動格子14の表面には全体に亘って遮光膜18が形成されており、透明基板11側から導入される光をスリット13以外の領域で遮光可能にしている。 And the light shielding film 18 over the entire the surface of the movable grating 14 is formed, the light introduced from the transparent substrate 11 side and enables the light-shielding the region other than the slit 13. また、ニュートラル状態(安定状態)における可動格子14のスリット13位置に重合する透明基板11上の位置、即ち、可動格子14の格子板12の配列間隔に合わせて複数の遮光膜19が形成されている。 The position on the transparent substrate 11 which polymerize slit 13 position of the movable grid 14 in the neutral state (stable state), i.e., a plurality of light-shielding film 19 in accordance with the arrangement interval of the grid plate 12 of the movable grid 14 is formed there.

【0034】遮光膜19は、可動格子14のスリット幅14aと同一かそれ以上の幅を有しており、隣接する遮光膜19同士の間隙11aに重合する透明基板11上には形成されていない。 The light shielding film 19 has a slit width 14a of the same or greater than the width of the movable grid 14, on the transparent substrate 11 to be polymerized in the gap 11a between the light-shielding film 19 and the adjacent not formed . 従って、各遮光膜19が形成された領域は光変調素子10の遮光領域となり、各遮光膜1 Therefore, a region the light blocking film 19 is formed becomes the light shielding region of the light modulation element 10, the light blocking film 1
9が形成されていない領域11aが可動格子14のスリット13位置に応じて光透過又は遮光される光変調領域となる。 Region 11a where 9 is not formed becomes the light transmitting or shielding light being modulated regions in accordance with the slit 13 position of the movable grid 14.

【0035】この透明基板11及び可動格子14上に形成された遮光膜15,16は、透明基板11及び可動格子14の外側面(図2の上側面)に、例えば真空蒸着法等により薄膜を積層することで形成できる。 [0035] The transparent substrate 11 and the light-shielding films 15 and 16 formed on the movable grid 14, the outer surface of the transparent substrate 11 and the movable grating 14 (upper side in FIG. 2), a thin film, for example, by vacuum deposition or the like It can be formed by laminating. 即ち、可動格子14を図3に示すように遮光状態の位置となるように静止させた状態で、可動格子14及び透明基板11に対し、Z方向から薄膜を蒸着することで、透明基板11 That is, the movable grating 14 are kept stationary so that the position of the light blocking state as shown in FIG. 3, with respect to the movable grid 14 and the transparent substrate 11, by depositing a thin film from the Z direction, the transparent substrate 11
及び可動格子14に対して遮光膜を同時に形成する。 And simultaneously forming the light shielding film to the movable grating 14. これにより、可動格子14上の遮光膜18と透明基板11 Thus, shading on the movable grating 14 film 18 and the transparent substrate 11
上の遮光膜19との間で正確な位置合わせが不要となり、所謂セルフアライメントが可能となり、単純な工程で高精度に各遮光膜18,19を形成することができる。 Precise alignment between the light-shielding film 19 above is not required, it is possible to so-called self-alignment, it is possible to form the respective light-shielding films 18 and 19 with high precision in a simple process. このため、製造コストを削減しつつ、良好な遮光特性を有する光変調素子を得ることができる。 Therefore, while reducing the manufacturing cost, it is possible to obtain a light modulation element having a good light-shielding properties.

【0036】これらの遮光膜18,19は、例えば、アルミ、クロム等の金属膜、導電性高分子材料等が好ましく、また、カーボン分散樹脂等の絶縁性材料であっても良い。 [0036] These light shielding films 18 and 19, for example, aluminum, the metal film such as chromium, conductive polymer material or the like is preferred, and may be an insulating material such as carbon dispersed resin. さらに、格子板12自体を遮光性材料により形成した構成としても良い。 Furthermore, it may be configured to form a grid plate 12 itself by the light shielding material.

【0037】上記第1、第2固定電極17a,17b、 [0037] The first, second fixed electrode 17a, 17b,
及び可動格子14は、導電性を有し、それ自身が導電体であることが好ましい。 And the movable grating 14 has conductivity, it is preferably itself is a conductor. 具体的には、金属、高ドープ半導体、導電性高分子等が好適な例として挙げられる。 Specifically, metals, highly doped semiconductors, conductive polymers Preferred examples. また、第1、第2固定電極17a,17b、及び可動格子14は、絶縁体の周囲に導電体を積層した構成であっても良い。 The first and second fixed electrodes 17a, 17b, and the movable grating 14 may be formed by laminating a conductor around the insulation. 具体的には、シリコン酸化物、シリコン窒化物等の無機絶縁体、又はポリイミド等の絶縁性高分子の周囲に金属薄膜を堆積した構造等が好適な例として挙げられる。 Specifically, silicon oxide, an inorganic insulator such as silicon nitride, or structure and depositing a metal thin film around the insulating polymer such as polyimide or the like as a preferable example. 尚、可動格子14の格子部は必ずしも導電性を有する必要はなく、固定電極17a,17b側を含む枠体の一部だけが導電性を有する構成であっても良い。 Incidentally, the lattice portion of the movable grid 14 need not necessarily have conductivity, the fixed electrode 17a, only a portion of the frame containing the 17b side may be configured to have a conductivity.

【0038】一般的には、各固定電極17a,17bは導電性を有する金属酸化物で構成することができる。 [0038] In general, the fixed electrodes 17a, 17b may comprise a metal oxide having conductivity. この金属としては、例えば、金、銅、アルミ、チタン、タングステン、モリブデン、タンタル、クロム、ニッケル等を用いることができる。 As the metal, for example, gold, copper, aluminum, titanium, tungsten, molybdenum, tantalum, chromium, and nickel. また、高ドープ半導体としては結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等を用いることができる。 As the highly doped semiconductor can be used crystalline silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon or the like.

【0039】上記構成の光変調素子10は、第1、第2 The optical modulator 10 having the above configuration, the first, second
固定電極17a,17b、及び可動格子14への電圧印加により発生する静電気力によって、図1及び図2に示す矢印方向に可動格子14を移動させることができる。 Fixed electrodes 17a, 17b, and the electrostatic force generated by applying voltage to the movable grating 14, it is possible to move the movable grating 14 in the direction of the arrow shown in FIGS.
この可動格子14の移動により光変調が行なわれる。 Light modulation is performed by the movement of the movable grid 14. 即ち、図3に示すように、可動格子14のスリット13が透明基板11上の遮光膜19に重合する位置にあるときは、光変調素子10の下側から入射された例えば平面光源(図示せず)からの光は、遮光膜18及び遮光膜19 That is, as shown in FIG. 3, when the slit 13 of the movable grid 14 is in a position to be polymerized in the light-shielding film 19 on the transparent substrate 11 causes incident e.g. flat light source (shown from the lower side of the optical modulator 10 light from not), light-shielding film 18 and the light-shielding film 19
により遮断され、光変調素子10上方に出射されない(遮光状態)。 Is blocked by, not emitted upward light modulation element 10 (light blocking state). 一方、図4に示すように、可動格子14 On the other hand, as shown in FIG. 4, the movable grating 14
のスリット13が透明基板11上の遮光膜19に重合しない位置、即ち、格子板12が遮光膜19に重合する位置にあるときは、光変調素子10の下側から出射された光は遮光膜19の位置では遮断されるが、スリット13 Position of the slit 13 is not polymerized in the light-shielding film 19 on the transparent substrate 11, i.e., when the grid plate 12 is in the position to be polymerized in the light-shielding film 19, light emitted from the lower side of the light modulation element 10 shielding film It is cut off at the position of 19, but the slits 13
の位置では光変調素子10の上方に出射される(透過状態)。 The location is emitted above the light modulation element 10 (transmission state).

【0040】次に、本実施形態における光変調素子10 Next, the light modulator 10 in this embodiment
の具体的な光変調動作を説明する。 Explaining a specific optical modulation operation of the. 図1(a)に示すように、光変調素子10の可動格子14及び第1、第2固定電極17a,17bに0Vの電圧を印加した状態(V s1 Figure 1 (a), the movable grating 14 and the first light modulation element 10, the second fixed electrode 17a, while applying a voltage of 0V to 17b (V s1
=V s2 =V m =0)では、可動格子14には静電気力が働かず、梁15の弾性力によって遮光位置で静止する(図3に示す遮光状態)。 In = V s2 = V m = 0 ), does not work and so the electrostatic force to the movable grating 14, to rest at a blocking position by the elastic force of the beam 15 (light blocking state shown in FIG. 3). この遮光位置がニュートラルの状態となる。 The shielding position is the neutral state. この場合、平面光源から出射され透明基板11上の光透過領域を通過した光は、遮光膜18,1 In this case, the light passing through the light transmissive region on the transparent substrate 11 is emitted from the plane light source, the light shielding film 18,1
9によって遮光される。 It is shielded by 9.

【0041】また、図1(b)に示すように、第1固定電極17aに0V、第2固定電極17bにV onの電圧を印加し、可動格子14に0Vの電圧を印加すると(V s1 Further, as shown in FIG. 1 (b), 0V to the first fixed electrode 17a, a voltage of V on is applied to the second fixed electrode 17b, by applying a voltage of 0V to the movable grid 14 (V s1 =
m =0、V s2 =V on )、可動格子14は、静電気の作用によってX方向の第2固定電極17b側に移動して遮光膜18、19が重合する位置で静止する(図4に示す透過状態)。 V m = 0, V s2 = V on), the movable grating 14, light shielding films 18 and 19 to move to the second fixed electrode 17b side of the X-direction by the action of static electricity is stationary at a position where the polymerization (Figure 4 transmission state shown). これにより、平面光源から出射され、透明基板11上の光透過領域11aを通過した光は、可動格子14のスリット13を通過して、光変調素子10の上方に出射される。 Accordingly, emitted from the flat light source, the light passing through the light transmitting region 11a on the transparent substrate 11 passes through the slit 13 of the movable grid 14, is emitted over the light modulation element 10. また同様に、第1固定電極17aにV Similarly, V in the first fixed electrode 17a
on 、第2固定電極17b及び可動格子14に0Vの電圧を印加することで、可動格子14を−X方向である第1 on, by applying a voltage of 0V to the second fixed electrode 17b and the movable grating 14, the movable grating 14 is -X direction 1
固定電極17a側に移動させることができる。 It can be moved to the fixed electrode 17a side.

【0042】図1(b)に示す状態から、第2固定電極1 [0042] From the state shown in FIG. 1 (b), the second fixed electrode 1
7bへの印加電圧を0Vにすると、可動格子14は梁1 When the voltage applied to 7b are to 0V, and the movable grating 14 is a beam 1
5の弾性復元力によって初期位置である遮光位置に戻る。 Back to the light shielding position, which is the initial position by the elastic restoring force of 5. また、第2固定電極17a及び可動格子14への印加電圧を0V、第1固定電極17aへの印加電圧を戻り時に瞬間的にVonとすることにより、第1固定電極17 Further, the voltage applied to the second fixed electrode 17a and the movable grating 14 0V, by momentarily be Von when returning the voltage applied to the first fixed electrode 17a, the first fixed electrode 17
aとの静電気力と梁15の弾性復元力との合力によって可動格子14を戻すことができ、より高速な応答性や高い安定動作を得ることができる。 Can return the movable grid 14 by the resultant force of the elastic restoring force of the electrostatic force and the beam 15 with a, it is possible to obtain a more high-speed response and high stability. さらに、図示はしないが、両方向の駆動源による電気機械動作である場合は、 Furthermore, if although not shown, an electromechanical operation by both of the drive source,
一方の方向に移動したときは透明、他方の方向に移動したときは不透明、ニュートラルのときは半透明という段階的な動作も可能となり、素子の光透過率をより細かに設定することができる。 When it has moved in one direction transparent, opaque when moved in the other direction, when the neutral becomes possible stepwise operation of translucent, it is possible to set the optical transmittance of the element more finely.

【0043】尚、光変調素子10の他の駆動方式として、前記駆動方式における各固定電極及び可動格子への印加電圧に対し、それぞれV onと0Vとを入れ替えて印加する極性を反転させた方式としても良い。 [0043] As another driving method of the light modulation element 10, with respect to the voltage applied to the fixed electrodes and the movable grating in the driving method, by inverting the polarity of applied interchanging the V on and 0V respectively scheme it may be. 極性を反転させても上記同様の動作を得ることができる。 Be inverted polarity can be obtained the same operation. また、固定電極は片側だけの構成としても良く、この場合は一方向のみの静電吸引動作となり構成や駆動方式を簡略化することができる。 Further, the fixed electrode may be arranged only on one side, in this case, it is possible to simplify the structure and driving method becomes an electrostatic suction operation in only one direction.

【0044】このように、複数のスリット13が形成された可動格子14を電気機械動作により移動させる簡単な構造により光変調が行えると共に、光変調動作は、可動格子14をスリット幅分だけの移動で行えるため、可動格子14の変位量を大幅に短縮でき、以て、駆動電圧を低く抑えることができる。 [0044] Thus, the movable grating 14 having a plurality of slits 13 are formed along with enabling the light modulated by the simple structure of moving the electromechanical operation, the light modulation operation, moves the movable grid 14 only a slit width of because performed in, can significantly reduce the amount of displacement of the movable grid 14 can be more than Te, suppress the driving voltage lower. このため、製造プロセスが容易となりコストダウンを図ることができると共に、高速応答性や安定性に優れた光変調素子を得ることができる。 Therefore, it is possible to it is possible to reduce the cost becomes easy production process, to obtain excellent light modulating element at a high speed responsiveness and stability.

【0045】また、この光変調素子10を、例えば基板11上で一次元又は二次元に配列し、単純マトリクス駆動やアクティブマトリクス駆動法等により駆動制御することによって、一次元又は二次元状のアレイの光変調が可能となる。 Further, by the light modulation device 10, for example, arranged in one or two dimensions on the substrate 11, it is driven and controlled by a simple matrix driving and active matrix driving method, or the like, one-dimensional or two-dimensional pattern of the array light modulation is possible. 尚、上記光変調素子10は、ニュートラル状態で遮光状態となるように構成しているが、使用目的に応じてニュートラル状態で光透過状態とする構成としても良い。 Incidentally, the light modulator 10, although configured to be light-shielded state in the neutral state, may be configured to be a light transmission state in the neutral state according to the intended use.

【0046】次に、本発明に係る光変調素子の第2実施形態を説明する。 Next, a description will be given of a second embodiment of the optical modulation device according to the present invention. 図5は本実施形態の光変調素子の構成を示す平面図である。 Figure 5 is a plan view showing a structure of an optical modulator of this embodiment. 本実施形態の光変調素子20は、 Light modulation device 20 of the present embodiment,
第1実施形態の固定電極及び可動格子とは構成が異なること以外は同様であり、同一の部材に対しては同じ番号を付して説明は省略することにする。 The fixed electrode and the movable grating in the first embodiment is the same except for the configuration is different, for the same members will be omitted the description denoted by the same reference numerals. 本実施形態においては、透明基板11上で、可動格子21をY方向に挟んで一対の第1固定電極22a、第2固定電極22bが配置される。 In the present embodiment, on the transparent substrate 11, a pair of first fixed electrodes 22a sandwiching the movable grating 21 in the Y direction, the second fixed electrode 22b is disposed. 可動格子21は第1実施形態と同様に梁15 Movable grating 21 is a beam 15 as in the first embodiment
を介して透明基板11上の支持部16に固定され、可動格子21をX方向に移動可能に構成している。 Is fixed to the support portion 16 on the transparent substrate 11 through the, and configured to move the movable grating 21 in the X direction. 可動格子21の固定電極側、及び固定電極22a,22bの可動格子21側はそれぞれ櫛歯型に形成され、固定電極側の歯22cと可動格子側の歯21aが交互に噛み合わさるように配置される。 The fixed electrode side of the movable grid 21, and the fixed electrode 22a, the movable grating 21 side 22b are formed on each comb tooth 22c and the movable grating side of the teeth 21a of the fixed electrode side is disposed Kamiawasaru so alternately that.

【0047】この光変調素子20の光変調動作としては、第1実施形態と同様に、図5(a)に示すように、第1、第2固定電極22a,22b、及び可動格子21への各印加電圧を0Vとした状態のときは、可動格子21 [0047] As an optical modulation operation of the optical modulation element 20, like the first embodiment, as shown in FIG. 5 (a), first, second fixed electrode 22a, 22b, and the movable grating 21 when the state of each applied voltage is 0V, the moving grid 21
はニュートラル状態となり、遮光膜18,19の遮光効果により不透明となる。 Becomes a neutral state, it becomes opaque by the light-shielding effect of the light shielding film 18,19.

【0048】そして、図5(b)に示すように、第2固定電極22bへの印加電圧V s2をV onとすることにより、 [0048] Then, as shown in FIG. 5 (b), by the applied voltage V s2 of the second fixed electrode 22b and V on,
可動格子21の第2固定電極22b側の櫛歯21と第2 The second fixed electrode 22b side of the comb teeth 21 of the movable grid 21 and the second
固定電極22bの櫛歯22cとの間に静電引力が働き、 Acts electrostatic attraction between the comb teeth 22c of the fixed electrode 22b,
可動格子21はX方向に移動する。 Movable grid 21 is moved in the X direction. これにより遮光膜1 Thus the light-shielding film 1
8,19が重合して可動格子21の光透過率が高くなる。 8, 19 is the light transmittance of the movable grating 21 becomes higher by polymerization. この状態から第2固定電極22bへの印加電圧V s2 Applied from this state to the second fixed electrode 22b voltage V s2
を0Vとすると、図5(a)の状態に弾性復帰する。 The When 0V, thereby elastically restored to the state of FIG. 5 (a). また同様に、第1固定電極22aへの印加電圧V s1にV onの電圧を印加すると、可動格子21は−X方向に移動し、 Similarly, when a voltage of V on the applied voltage V s1 to the first fixed electrode 22a, the movable grid 21 is moved in the -X direction,
可動格子21の光透過率が高くなる。 The light transmittance of the movable grid 21 is increased.

【0049】このように、固定電極と可動格子とを櫛歯型で形成することにより、可動格子の変位量を増大させることができ、電圧による位置制御を容易にすることができる。 [0049] Thus, by forming the fixed electrode and the movable grating in comb, it is possible to increase the amount of displacement of the movable grid can facilitate the position control by the voltage. 尚、第1、第2実施形態の可動格子は、枠体の中に格子板が所定間隔で並設された構成であるが、複数の格子板を格子板の中央部で所定間隔毎に接続した構成であっても良い。 The first movable grid of the second embodiment is the grid plate into the frame body is configured such that the juxtaposed at predetermined intervals, connected at predetermined intervals a plurality of grid plate at the center of the grid plate it may be a configuration. この場合、可動格子全体の剛性が小さくなり、より低い電圧で駆動することが可能となる。 In this case, the rigidity of the entire movable grating is reduced, it is possible to drive at a lower voltage.

【0050】次に、本発明の第3実施形態に係る光変調素子を説明する。 Next, explaining a light modulation device according to a third embodiment of the present invention. 図6は本実施形態の光変調素子の構成で遮光状態及び光透過状態を示す平面図である。 6 is a plan view showing a light shielding state and a light transmitting state in the configuration of the optical modulator of this embodiment. 本実施形態の光変調素子30は、透明基板11上で、複数の格子板32をそれぞれ平行に、格子板32の中央部で所定間隔毎に接続することで可動格子31を構成している。 Light modulation device 30 of the present embodiment, on the transparent substrate 11, in parallel a plurality of grid plates 32, respectively, constitute a movable grid 31 by connecting at predetermined intervals at the center of the grid plate 32.
即ち、可動格子31の形状を、図1に示す可動格子14 That is, the movable grating 14 the shape of the movable grating 31, illustrated in FIG. 1
に形成されたスリット13の長手方向両端部を開口させたものとしている。 It is assumed that is opened in the longitudinal direction both end portions of the slits 13 formed on. この格子板32の表面には第1、第2実施形態と同様に遮光膜が形成され、隣り合う格子板32との間はスリットとして作用する。 The first is on the surface of the grid plate 32, the light-shielding film similarly to the second embodiment is formed, between the grid plate 32 adjacent acts as a slit. このスリット位置に対応する透明基板上には、図示は省略するが図2と同様に遮光膜を形成している。 This transparent substrate corresponding to the slit position, not shown forms a light shielding film in the same manner as FIG.

【0051】透明基板11上には、可動格子31をY方向に挟んで一対の第1固定電極33a、第2固定電極3 [0051] On the transparent substrate 11, a pair of first fixed electrodes 33a sandwiching the movable grating 31 in the Y direction, the second fixed electrode 3
3bが対向配置されており、各固定電極33a,33b 3b are opposed, the fixed electrodes 33a, 33b
の可動格子31側には、可動格子31の格子板配列ピッチに合わせて突起部33aを複数形成している。 A movable grating 31 side of, and forming a plurality of protrusions 33a in accordance with the grid plate arrangement pitch of the movable grid 31. これにより、固定電極33及び可動格子31は実質的に櫛歯型に形成され、所謂、静電リニアアクチュエータを構成する。 Thus, the fixed electrode 33 and the movable grating 31 is formed in a substantially comb, constitutes a so-called electrostatic linear actuator. また、可動格子31は、バネ形状の弾性部材35に接続されており、弾性部材35は透明基板11上に設置された支持部36に固定されている。 The movable grid 31 is connected to the elastic member 35 of the spring-shaped elastic member 35 is fixed to the support portion 36 disposed on the transparent substrate 11. この支持構成により、可動格子31はX方向に移動可能となる。 This supporting structure, the movable grid 31 can be moved in the X direction. 本実施形態の光変調素子30は、固定電極33及び可動格子31 Light modulation device 30 of the present embodiment, the fixed electrode 33 and the movable grating 31
への電圧印加に伴う静電リニアアクチュエータの作動によって、可動素子31がX方向に移動する。 By the operation of the linear electrostatic actuator due to the voltage applied to the movable element 31 is moved in the X direction. 即ち、図6 That is, FIG. 6
(a)に示すように固定電極33への印加電圧V s及び可動格子31への印加電圧V mが共に0Vである場合は、静電吸引力は働かず、可動格子31はニュートラル状態となり、素子は遮光状態となる。 When the applied voltage V m to the applied voltage V s and a movable grid 31 to the fixed electrode 33 as shown in (a) are both 0V, an electrostatic attraction does not work, the movable grating 31 becomes a neutral state, element becomes the light shielding state.

【0052】この状態から、図6(b)に示すように固定電極33への印加電圧V sをV on 、可動格子31への印加電圧V mを0Vとすると、格子板32の端部32aが突起部33aに最接近する位置まで静電引力によってX [0052] From this state, the applied voltage V s to V on to the fixed electrode 33 as shown in FIG. 6 (b), when the applied voltage V m to the movable grid 31 to 0V, an end portion 32a of the grid plate 32 X There by electrostatic attraction to a position closest to the projecting portion 33a
方向に移動し、これにより透明基板11上の遮光膜と格子板32とが重合して、素子は光透過状態となる。 Moves in a direction, thereby the light-shielding film and the grid plate 32 on the transparent substrate 11 is polymerized, element is a light transmitting state.

【0053】さらに、この状態から固定電極33への印加電圧V sを0Vとすると、格子板端部32aと突起部33aとの静電吸引力が無くなり、可動格子31は弾性部材19の弾性復帰動作により図6(a)に示す元の位置に戻り、遮光状態となる。 [0053] Further, when the applied voltage V s of this state to the fixed electrode 33 and the 0V, there is no electrostatic attraction between the grid plate end 32a and the protrusion 33a, the movable grating 31 is elastic return of the elastic member 19 operation by returning to the original position shown in FIG. 6 (a), the light shielding state. また、上記制御方法の他、例えば、固定電極33への印加電圧V sを0Vとし、可動格子14への印加電圧V mを0V、又はV onとすることで動作させても良い。 Further, in addition to the above control method, for example, the applied voltage V s of the fixed electrode 33 and 0V, an applied voltage V m to the movable grid 14 0V, or may be operated by a V on. さらに、固定電極を複数のグループに分割し、お互いに1/3ピッチだけオフセットを付けておいても良い。 Further, by dividing the fixed electrode into a plurality of groups, it may be previously with the offset 1/3 pitch from each other. これにより、いずれかのグループの電極と可動格子の格子板端部とが重なったとき、他のいずれかのグループとは常にずれが生じることになり、順次、グループ毎に電圧を切り換えることで、左右どちらの方向に可動格子を移動させることができる。 Thus, when the overlapped and grid plate end of the electrode and the movable grating in one of the group, always the deviation occurs from any other group, in sequence, by switching the voltage to each group, it is possible to move the movable grating in either lateral direction. このような静電気リニアアクチュエータにより、可動格子31の移動をより正確に且つ確実に制御することができる。 Such electrostatic linear actuator can control the movement of the movable grid 31 more accurately and reliably.

【0054】次に、上記各実施形態の光変調素子を用いて平面表示装置を構成した本発明の第4実施形態を説明する。 Next, a description will be given of a fourth embodiment of the present invention configured with a flat display device using the light modulating element of each of the above embodiments. 図7は、第1実施形態の光変調素子を用いて構成した平面表示装置40の要部断面図である。 Figure 7 is a fragmentary cross-sectional view of the flat display device 40 constructed using the light modulation device of the first embodiment. 平面表示装置40は、図示しない平面光源からの光(例えば紫外線)を光変調素子10によって光変調すると共に、光変調素子10を通過して前面板41側に出射された光によって、前面板41の可動格子14側の面に配置された蛍光体42を励起させ、所望の画像を形成するものである。 Flat display device 40, while light modulated by the light modulator 10 light (e.g., ultraviolet) from the plane light source, not shown, by the light emitted to the front plate 41 side through the optical modulator 10, the front plate 41 the phosphor 42 disposed on the surface of the movable grid 14 side of the excited, thereby forming a desired image.

【0055】この光変調素子10は、一次元又は二次元のマトリクス状に配列されると共に、各光変調素子10 [0055] The light modulation element 10, while being arranged one-dimensionally or two-dimensional matrix, each light modulator element 10
の位置に対応して蛍光体42を配列することで、所望のパターンを表示することができる。 By arranging the phosphor 42 corresponding to the position, it is possible to display a desired pattern. 図7には一例として第1実施形態の光変調素子10を適用した構成を示したが、勿論、第2、第3実施形態の光変調素子20,30 A configuration has been shown to which the optical modulator 10 of the first embodiment as an example in FIG. 7, of course, the second, the third embodiment the light modulation elements 20 and 30
に対しても同様に適用することができる。 It can be similarly applied to.

【0056】前面板41は、ガラス等の透明基板により形成されているが、例えば、ファイバー状の基板であっても、拡散フィルム等であっても良い。 [0056] the front plate 41 has been formed by a transparent substrate such as glass, for example, it is a fibrous substrate may be a diffusion film or the like. これにより、前記形態が表示装置として応用されること以外に、感光材料への密着露光ヘッドとしても応用可能である。 Thus, in addition to that the form is applied as a display device, it is also applicable as a contact exposure head to the photosensitive material. 蛍光体42は、1画素が1つの光変調素子で構成される場合には、その1つの光変調素子の可動格子全体領域に配置され、1画素が複数の光変調要素で構成される場合には、 Phosphor 42 is 1 when the pixel is constituted by one light modulation element is arranged on the movable grating entire area of ​​the one of the light modulation element, if configured one pixel by a plurality of light modulating elements It is,
複数の光変調素子の可動格子全体に亘って配置される。 It is disposed over the entire movable grid of light modulation elements.
そして、隣接する蛍光体42間にブラックマトリクス4 The black matrix 4 between the phosphor 42 adjacent
3を形成することにより、表示画像のコントラストを向上させている。 By forming the 3, thereby improving the contrast of a displayed image.

【0057】また、各光変調素子毎に蛍光体42の発光色を異なるものにすることで、例えばRGB(又はYM [0057] Further, by forming the light emission color of the phosphor 42 in each light modulator element different, for example, RGB (or YM
C)三原色によるカラー表示が可能になる。 Color display by C) three primary colors becomes possible. 上記のように、光源は透明基板11の光変調素子10側の反対面側に平面光源を設ける構成の他に、透明基板11の側端部から光を導入する構成であっても良い。 As described above, the light source in addition to the configuration in which the planar light source on the opposite side of the light modulation element 10 side of the transparent substrate 11 may be configured to introduce the light from the side end portion of the transparent substrate 11. この場合は平面表示装置の構成を簡略化でき、コスト低減を図ることができる。 In this case simplifies the structure of the flat display device, the cost can be reduced. このようにして平面表示装置を構成することにより、光変調素子の高速応答性及び低電圧駆動特性を活かしつつ、光源からの光が直接的に蛍光体に照射されるため、高輝度・高画質の画像表示が行え、低コストで大面積化が可能な平面表示装置を得ることができる。 By configuring the flat panel display device In this manner, while taking advantage of high-speed response and low voltage driving characteristics of the light modulation element, light from a light source is irradiated directly to the phosphor, high brightness and high image quality can display the image, it can be a large area at low cost to obtain a flat display device capable.

【0058】 [0058]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の光変調素子は、可動格子の隣り合う格子板との距離だけ可動格子を移動させることで光変調できるため、可動格子の移動量が短縮でき、応答速度の高速化を図ると共に素子の駆動電圧を低くすることができる。 As described [Effect Invention above in detail, the light modulation element of the present invention is capable of optical modulation, the amount of movement of the movable lattice by moving only the movable lattice distance between the grid plate adjacent the movable grating shortening can, it is possible to lower the driving voltage of the device along with speeding up the response speed. また、構造が簡単であるために製造プロセスが簡略化され、製造コストが低減される。 Further, it simplifies the manufacturing process because the structure is simple, manufacturing cost can be reduced. そして、本発明の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行うことができ、軽量化、且つ大面積化を容易とすることができる。 The array-type light modulation element of the present invention, the optical modulation element by configured by arranging in a one-dimensional or two-dimensional matrix, it is possible to easily perform the optical modulation of the one-dimensional or two-dimensional, light-weight reduction, it is possible to facilitate a large area and. さらに、本発明の平面表示装置は、光変調素子が形成された透明基板から出射された光が前面板の蛍光体に直接的に照射されるため、光利用効率の低下を抑止しつつ高輝度な表示を行うことができる。 Further, the flat display device of the present invention, since the light light modulation element is emitted from a transparent substrate formed is directly irradiated to the phosphor of the front plate, while suppressing the decrease in the light use efficiency high-brightness do not display can be performed.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の第1実施形態における光変調素子の遮光状態及び光透過状態を示す平面図である。 1 is a plan view showing a light-shielding state and light transmission state of the optical modulation device according to the first embodiment of the present invention.

【図2】図1の光変調素子の要部拡大斜視図である。 Figure 2 is an enlarged perspective view of an optical modulation device of FIG.

【図3】図1の光変調素子の遮光状態を示すA−A断面の矢視図である。 3 is an arrow view of the A-A cross-section showing a light shielding state of the light modulation device of FIG.

【図4】図1の光変調素子の光透過状態を示すA−A断面の矢視図である。 4 is a view taken along the A-A cross section showing the light transmission state of the optical modulation device of FIG.

【図5】本発明の第2実施形態における光変調素子の遮光状態及び光透過状態を示す平面図である。 5 is a plan view showing a light-shielding state and light transmission state of the optical modulation element in the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3実施形態における光変調素子の遮光状態及び光透過状態を示す平面図である。 6 is a plan view showing a light-shielding state and light transmission state of the optical modulation device in the third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4実施形態である平面表示装置の構成を示す断面図である。 7 is a sectional view showing the structure of a flat display device according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10、20,30 光変調素子 11 透明基板 12 格子板 13 スリット 14、21、31 可動格子 15 梁(弾性部材) 16、36 支持部 17,22,33 固定電極 18,19 遮光膜 21a、22c 櫛歯 42 蛍光体 40 平面表示装置 10, 20, 30 light modulation element 11 transparent substrate 12 grid plate 13 slits 14,21,31 movable grating 15 beams (elastic member) 16, 36 support part 17,22,33 fixed electrodes 18 and 19 light-shielding film 21a, 22c comb tooth 42 phosphor 40 flat display device

Claims (10)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 変調する光に対して透明な透明基板と、 遮光性を有する複数の格子板を離間しつつ配列して形成したスリットを複数備えると共に、少なくとも一部分が導電性を有する可動格子と、 前記可動格子を、前記透明基板上で所定間隔を隔てて対向配置させ、格子板の配列方向に移動可能に支持する弾性支持部材と、 前記可動格子のスリット位置に重合する前記透明基板の位置にそれぞれ形成した遮光膜と、 前記透明基板上に配置した固定電極と前記可動格子に所定の駆動電圧を印加することで発生する静電気力によって、前記可動格子を前記格子板の配列方向に移動させる可動格子移動手段と、を備え、 前記可動格子の移動により前記スリットを通過する光の透過率を変化させて光変調を行うことを特徴とする光変調素子。 A transparent transparent substrate with respect to 1. A modulated light, a plurality comprises a slit formed by arranging while spaced a plurality of grid plates having a light shielding property, a movable grating with at least a portion conductive , the movable grating, the is opposed at a predetermined distance in the transparent substrate, and an elastic support member for movably supporting the array direction of the grating plate, the position of the transparent substrate to polymerize the slit position of the movable grid a light shielding film formed respectively by electrostatic force generated by applying a predetermined driving voltage to the movable grid and the fixed electrodes disposed on the transparent substrate, moving the movable grating in the array direction of the grating plate light modulation element, characterized in that it comprises a movable grid moving means, and said by the movement of the movable grid to change the transmission of light through the slit performing optical modulation.
  2. 【請求項2】 前記可動格子移動手段は、可動格子の移動方向両側に固定電極を配置したことを特徴とする請求項1記載の光変調素子。 Wherein said movable grating moving means, the light modulating device according to claim 1, characterized in that a fixed electrode in the moving direction on both sides of the movable grid.
  3. 【請求項3】 前記可動格子の固定電極側、及び前記固定電極の可動格子側を櫛歯型に形成したことを特徴とする請求項2記載の光変調素子。 3. A light modulation element according to claim 2, wherein the fixed electrode side of the movable grid, and a movable grid side of the fixed electrode formed in a tooth shape.
  4. 【請求項4】 前記可動格子移動手段は、前記格子板の端部と、前記可動格子の移動方向に直交する方向に該可動格子を挟み込んで設置され前記格子板の配列ピッチに対応して可動格子側に突出する突起部を形成した電極と、によって静電リニアアクチュエータを構成したことを特徴とする請求項2記載の光変調素子。 Wherein said movable grating moving means and the ends of the grid plate, wherein in a direction perpendicular to the moving direction of the movable grid is provided by sandwiching the movable grating corresponding to the arrangement pitch of the grating plate movable light modulation element according to claim 2 wherein the electrodes form a protrusion portion protruding in a grid side, that constitutes the electrostatic linear actuator by it said.
  5. 【請求項5】 前記弾性支持部材は、前記透明基板上で前記可動格子の移動方向又は移動方向に直交する方向に一対形成された支持部材と、該支持部材と前記可動格子とを連結する弾性部材とからなることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項記載の光変調素子。 Wherein said elastic supporting member is an elastic connecting a support member pair formed on said transparent substrate in a direction perpendicular to the moving direction or the moving direction of the movable grating, and said movable grating and the support member light modulation element according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it consists of a member.
  6. 【請求項6】 前記可動格子は、格子板表面に遮光膜を形成していることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項記載の光変調素子。 Wherein said movable grating, the light modulation element according to any one of claims 1 to 5, characterized in that to form a light shielding film in a grid plate surface.
  7. 【請求項7】 請求項1〜請求項6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アレイ型光変調素子。 7. The method of claim 1 wherein the light modulation element according to any one of claim 6, the array-type light modulation element characterized by being configured by arranging in a one-dimensional or two-dimensional matrix.
  8. 【請求項8】 請求項7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平面表示装置。 8. A claim 7 wherein the array-type light modulation element, a flat light source that is disposed opposite to the array-type light modulation element, a phosphor provided on the opposite side of the plane light source sandwiching the array-type light modulation element If, comprising a flat display device, characterized in that for the light-emitting display of the phosphor by light transmitted through the array-type light modulation element.
  9. 【請求項9】 前記平面光源は、前記光変調素子の透明基板を導光板とすると共に、該透明基板の側端部から光を導入することを特徴とする請求項8記載の平面表示装置。 Wherein said plane light source, a transparent substrate with a light guide plate of the light modulation device, a flat display device according to claim 8, wherein the introduction of light from the side end portion of the transparent substrate.
  10. 【請求項10】 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請求項8又は請求項9記載の平面表示装置。 10. A light emitted from the light source, flat display device according to claim 8 or claim 9, wherein the is ultraviolet light.
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