JP2000214395A - Optical modulator, array optical modulator and flat- panel display device - Google Patents

Optical modulator, array optical modulator and flat- panel display device

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JP2000214395A
JP2000214395A JP1245799A JP1245799A JP2000214395A JP 2000214395 A JP2000214395 A JP 2000214395A JP 1245799 A JP1245799 A JP 1245799A JP 1245799 A JP1245799 A JP 1245799A JP 2000214395 A JP2000214395 A JP 2000214395A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an optical modulator and an array modulator providing superior light utilizing efficiency, unnecessitating a high degree of vacuum, enabling a large area at low cost, bringing a high quality picture, and operating at a low driving voltage, and also to obtain a flat-panel display device using such a modulator. SOLUTION: Plural needles 7 having a first light-shield and electrode are arranged with spaces apart on a plane. A transparent substrate 1 parallel to the plane with the needles 7 arranged is oppositely disposed with spaces apart from the needles 7. A second light-shield 19 and an electrode are formed at the position of the transparent substrate 1 equivalent to the spaces between the adjacent needles 7. An electrostatic stress is generated by applying a voltage between the electrode of an arbitrary needle 7 and that of the second light-shield 19 adjacent to the arbitrary needle 7, moving the needle 7 to a position superposed on the second light-shield 19, and thereby performing optical modulation by varying the transmissivity of the light passing through the second light-shield.

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。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。
However, the above-described conventional flat panel display has the following various problems. That is, in the liquid crystal display device, since light from the backlight is transmitted through a plurality of layers of the polarizing plate, the transparent electrode, and the color filter, there is a problem that light use efficiency is reduced.
In addition, the high-quality type has a disadvantage that a TFT is required, and liquid crystal must be sealed between two substrates and aligned, which makes it difficult to increase the area. Furthermore,
Since light is transmitted through the aligned liquid crystal molecules, the viewing angle is disadvantageously 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され、導電性を
有する第2遮光部と、前記可動子と前記第2遮光部とに
電圧印加することで、前記可動子を静電気力により透明
基板面に対して略平行に第2遮光部と重合する位置まで
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 transparent substrate is laid by an electrostatic force by applying a voltage to the conductive second light-shielding portion laid on the light modulation region to be polymerized, leaving an opening, and to the movable member and the second light-shielding portion. A movable element moving means for moving the movable element substantially parallel to the surface to a position where the movable element overlaps the second light-shielding portion, wherein the light modulator modulates light by changing the transmittance of light passing through a light modulation region by moving the movable element. It is characterized by.

【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に対して略平行に変位させ、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合する位置
に移動させることにより、透明基板に導入された光を遮
断する一方、各可動子を第2遮光膜に吸引移動させるこ
とにより、透明基板に導入された光を光変調領域から光
変調素子の上側に出射することができる。また、可動子
を複数設けることにより、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 movable element is displaced substantially in parallel to the transparent substrate by the action of static electricity, and the relative position of each movable element with respect to the light modulation area of the transparent substrate is changed. This modulates light incident on the transparent substrate.
That is, by moving each mover to a position where the mover overlaps the light modulation region of the transparent substrate, light introduced into the transparent substrate is blocked, while each mover is suction-moved to the second light-shielding film, thereby achieving transparency. The light introduced into the substrate can be emitted from the light modulation region to above the light modulation element. In addition, by providing a plurality of movers, the amount of displacement of the mover can be reduced, and the mover can also be reduced in size and weight, so that high-speed light modulation at low voltage can be performed stably.

【0012】請求項2の光変調素子は、前記可動子が、
前記透明基板との接合部で一定の変形方向に対してだけ
他方向より小さな剛性となる弾性異方性を有しているこ
とを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the light modulating element,
It is characterized in that it has elastic anisotropy in which the rigidity at the joint with the transparent substrate is smaller than other directions only in a certain deformation direction.

【0013】この光変調素子では、可動子の弾性変形部
となる接合部に、可動子を移動させる方向に対しては小
さな剛性を持たせることで、可動子と第2遮光部との間
に静電吸引力が作用したときに、可動子が透明基板に対
して略平行に移動可能になる。
[0013] In this light modulation element, the joining portion, which becomes the elastically deformable portion of the mover, has a small rigidity in the moving direction of the mover, so that the joint between the mover and the second light shielding portion is provided. When an electrostatic attraction force is applied, the mover can move substantially parallel to the transparent substrate.

【0014】請求項3の光変調素子は、前記接合部が、
前記可動子の移動方向の断面形状を、移動方向に対して
は短く、移動方向の直交方向に対しては長く形成してい
ることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the light modulating element,
A cross-sectional shape of the mover in a moving direction is short in the moving direction and long in a direction perpendicular to the moving direction.

【0015】この光変調素子では、可動子の移動方向に
剛性が小さくなるように弾性変形部における断面形状の
アスペクト比を設定することで、簡便にして弾性異方性
を得ることができる。
In this light modulation element, the elastic anisotropy can be obtained simply by setting the aspect ratio of the cross-sectional shape of the elastically deformable portion so that the rigidity decreases in the moving direction of the mover.

【0016】請求項4の光変調素子は、前記接合部が、
弾性異方性を有する材料により形成し、前記可動部の移
動方向に対しては弾性定数が小さい方向に、移動方向の
直交方向に対しては弾性定数が大きい方向に合わせて設
けていることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the light modulating element, the joint portion may be:
It is formed of a material having elastic anisotropy, and is provided in a direction in which the elastic constant is small with respect to the moving direction of the movable portion, and in a direction with a large elastic constant in a direction orthogonal to the moving direction. Features.

【0017】この光変調素子では、弾性変形部を弾性異
方性を有する材料で形成することにより、材料自体の弾
性異方性で可動子の移動方向を規定でき、可動子の形状
を単純化することができ、製造プロセスを簡便化してコ
ストダウンを図ることができる。
In this light modulating element, since the elastically deformable portion is formed of a material having elastic anisotropy, the moving direction of the mover can be defined by the elastic anisotropy of the material itself, and the shape of the mover can be simplified. The manufacturing process can be simplified and cost can be reduced.

【0018】請求項5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及び第2遮
光膜の電位を全て一致させる一方、各可動子の動作時に
は可動子と第2遮光膜とが異なる電位となるように電圧
を印加することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the light modulating device, the mover moving means makes all the potentials of the mover and the second light-shielding film coincide with each other when each mover is not operated, while the mover moves when each mover is operated. And applying a voltage so that the potential of the second light-shielding film is different from that of the second light-shielding film.

【0019】この光変調素子では、各可動子の非動作時
には、各可動子と第2遮光膜との電位が一致しているた
めに静電気力は作用せずに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、隣接する可動子と第
2遮光膜とが異なる電位となり、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, the potential of each movable element and the second light-shielding film coincide with each other, so that the movable element stops at the neutral position without the action of electrostatic force. In addition, during the operation of each movable element, the adjacent movable element and the second light shielding film have different potentials, and the movable element moves by the generated electrostatic attraction. By this movement, light modulation is performed accurately and stably.

【0020】請求項6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
方の第2遮光膜を走査信号電極に接続すると共に、他方
の第2遮光膜を画像信号電極に接続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 connects one of the second light-shielding films adjacent to the mover connected to the image signal electrode to the scan signal electrode and the other second light-shielding film. The light shielding film is connected to the image signal electrode.

【0021】この光変調素子では、各可動子及び第2遮
光膜をが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
る第2遮光膜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 and the second light-shielding film are connected to the image signal electrode and the scanning signal electrode, so that the movable element has the second light-shielding film having a different polarity during the operation of the movable element. The light is modulated by being sucked and moving. In addition, since the moving direction of the mover is uniquely determined, a stable moving operation is performed.

【0022】請求項7のアレイ型光変調素子は、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列したことを特徴とす
る。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an array type light modulating element, wherein the light modulating elements according to any one of the first to sixth aspects are arranged in a one-dimensional or two-dimensional matrix.

【0023】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 display processing of the image information becomes possible.

【0024】請求項8の平面表示装置は、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。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a flat panel display device comprising: the array type light modulating element according to the seventh aspect; a flat light source arranged 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.

【0025】この平面表示装置では、静電吸引動作によ
って可動子が第2遮光膜に吸引されれると、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、出射された光が蛍光体に照射されることで蛍光体
が励起して、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 the movable element is attracted to the second light-shielding film by the electrostatic attraction operation, the light introduced to the transparent substrate is emitted from the light modulation region to the upper side of the light modulation element and emitted. When the phosphor is irradiated with the emitted light, the phosphor is excited, and an image based on image information can be displayed.

【0026】請求項9の平面表示装置は、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 ninth aspect of the present invention, the light emitted from the light source is ultraviolet light.

【0027】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.

【0028】[0028]

【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の基本動作を
示す要部断面図を示した。
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, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing a basic operation of the light modulation element shown in FIG.

【0029】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の長手方向両端を格子
体7の枠部に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の長手方向両端の透明
基板1との接合部となる部分に、断面積の小さくなった
くびれ部11が形成されており、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 on a transparent substrate 1 which is insulative and transparent to light to be modulated, at regular intervals. 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 the adjacent light-shielding films 3, and both ends of the movers 8 in the longitudinal direction are supported by the frame of the lattice body 7 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 a constricted portion 11 having a reduced cross-sectional area formed at a portion to be joined to the transparent substrate 1 at both ends in the longitudinal direction of the mover 8, and the constricted portion 11 becomes a fragile portion. The deformation allows the mover 8 to move in a direction substantially parallel to the transparent substrate 1.

【0030】くびれ部11は、一定の変形方向にだけ、
他方向より小さな弾性定数を有するように形成されてい
る。この例では、図2に示すように、透明基板1に垂直
な方向(Z方向)に対しては剛性が大きく、透明基板1
に平行な方向(X方向)に対しては剛性が小さくなって
いる。従って、可動子7に透明基板1側へ吸引される方
向の力が作用すると、くびれ部11は主にX方向に変位
して、可動子15は透明基板1に対して略平行に移動
し、図2の二点鎖線で示す位置へ移動する。
The constricted portion 11 is provided only in a certain deformation direction.
It is formed to have a smaller elastic constant than the other direction. In this example, as shown in FIG. 2, the rigidity is high in the direction (Z direction) perpendicular to the transparent substrate 1 and the transparent substrate 1
The rigidity is small in the direction (X direction) parallel to. Therefore, when a force is applied to the mover 7 in a direction to be attracted toward the transparent substrate 1, the constricted portion 11 is displaced mainly in the X direction, and the mover 15 moves substantially parallel to the transparent substrate 1, It moves to the position shown by the two-dot chain line in FIG.

【0031】このようなくびれ部11の弾性異方性は、
例えば、くびれ部11の断面形状により簡便にして持た
せることができる。即ち、くびれ部11のZ方向の寸法
を大きく、X方向の寸法を小さくする。これにより、Z
方向に大きな剛性を有し、X方向に小さな剛性を有する
弾性異方性を有したくびれ部11を形成することができ
る。
The elastic anisotropy of the constricted portion 11 is as follows.
For example, it can be more easily provided by the cross-sectional shape of the constricted portion 11. That is, the size of the constricted portion 11 in the Z direction is increased, and the size in the X direction is reduced. This gives Z
The constricted portion 11 having elastic anisotropy having high rigidity in the direction and small rigidity in the X direction can be formed.

【0032】また、くびれ部11の弾性異方性は、くび
れ部11の積層構造により持たせることができる。即
ち、低弾性膜と剛性膜とを交互に積層する。これによ
り、積層方向の剛性を小さくし、積層方向に直交する方
向の剛性を大きくしたくびれ部11を形成することがで
きる。
The elastic anisotropy of the constricted portion 11 can be provided by the laminated structure of the constricted portion 11. That is, the low elasticity film and the rigidity film are alternately laminated. Thereby, it is possible to form the constricted portion 11 in which the rigidity in the laminating direction is reduced and the rigidity in the direction perpendicular to the laminating direction is increased.

【0033】さらに、くびれ部11の弾性異方性は、構
造的な手段によって実現するものであってもよい。即
ち、くびれ部11を、不図示の摺動子と、この摺動子に
低摩擦で接する傾斜部とによって構成する。これによ
り、摺動子を傾斜部に沿って移動させることにより、変
形方向の異方性を有したくびれ部11を得ることができ
る。尚、くびれ部11の異方性は、上述した手段の他
に、弾性定数に異方性を有する異方性弾性材料を用い、
材質的に実現するものであってもよい。
Further, the elastic anisotropy of the constricted portion 11 may be realized by structural means. That is, the constricted portion 11 is constituted by a slider (not shown) and an inclined portion which comes into contact with the slider with low friction. Thereby, by moving the slider along the inclined portion, the constricted portion 11 having anisotropy in the deformation direction can be obtained. In addition, the anisotropy of the constricted part 11 uses an anisotropic elastic material having an anisotropic elastic constant in addition to the above-described means.
It may be realized in terms of material.

【0034】可動子8は、X方向の断面形状が方形状と
なっており、遮光性及び導電性を有する遮光性導電膜
(第1遮光部)15を敷設し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 is formed by laying a light-shielding conductive film (first light-shielding portion) 15 having light-shielding properties and conductivity. The configuration is not limited to the light-shielding conductive film 15, and the light-shielding film and the conductive film may be separately formed. 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.

【0035】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.

【0036】このように構成された光変調素子20は、
図3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3は単純マトリクスの構成図であるが、図4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。このようなアクティブマトリクス構成に
より、素子制御を簡略化できると共に表示画像のコント
ラストを向上させることができる。
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. 3 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. 3 is a configuration diagram of a simple matrix. As shown in FIG. 4, an active matrix in which a semiconductor switch 28 such as a TFT is provided for each pixel, or an electrostatic operation of a flexible thin film having a contact portion (not shown) is illustrated. An active matrix configuration provided with an electromechanical switch operated for each pixel for each pixel may be used. With such an active matrix configuration, element control can be simplified and the contrast of a displayed image can be improved.

【0037】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5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5によれば、走査信号
ライン25又は画像信号ライン29のいずれか一方に接
続される可動子8の遮光性導電膜15と、該可動子8に
隣接し他方の信号ラインに接続される透明基板1上の遮
光性導電膜3とが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遮光性電電膜3,15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の電圧が共に0[V]のと
きは、図5(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5(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. 5 shows each light modulation element 2 in the array type light modulation element 23.
The wiring for 0 is shown. According to FIG. 5, the light-shielding conductive film 15 of the mover 8 connected to one of the scanning signal line 25 and the image signal line 29, and the transparent conductive film 15 adjacent to the mover 8 and connected to the other signal line. The light-shielding conductive films 3 and 15 are connected so that the light-shielding conductive films 3 on the substrate 1 form one set, and a plurality of sets are formed. Each of these sets forms one light modulation unit. With such an element configuration and electrode connection, when the voltage of both the scanning signal electrode 25 and the image signal electrode 29 is 0 [V], the movable element 8 is in the neutral 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.

【0038】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6(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. 6A, 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.

【0039】一方、図6(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と遮
光性導電膜15同が吸引されて、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3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25,2
9に印加することにより行われる。
On the other hand, as shown in FIG. 6B, 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 movable element 8 and the light-shielding conductive film 15 connected to different electrodes are attracted by the electro-attraction force, and move 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, and
The light that has passed through the transparent substrate 1 is emitted from the light modulation area 17, and binary light modulation is enabled. With 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. , 2
9 is performed.

【0040】尚、上記第1実施形態において、印加電圧
を全て0[V]としたニュートラル位置を図6(a)に示
す遮光位置に設定し、図6(a)に示す遮光位置と図6(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
時に且つ高精度で形成することが可能となる。
In the first embodiment, the neutral position where the applied voltage is all 0 [V] is set to the light shielding position shown in FIG. 6A, and the light shielding position shown in FIG. (b)
When the binary control with the light transmission position is performed, the light-shielding regions of the transparent substrate 1 and the mover 8 can be formed simultaneously and with high precision by self-alignment.

【0041】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7を用いて説明する。まず、図7(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。この犠牲層31は後に
透明基板1と可動子8を分離する膜として用いられると
同時に、図1に示すように可動子8と透明基板1とを支
持するスペーサ5として用いられる。また、特に可動子
8の絶縁膜として酸、及びアルカリに比較的強いポリイ
ミド等の高分子を用いる場合には、犠牲層31としてア
ルミ等の金属も使用できる。そして、犠牲層31の上に
可動子8の主構成となる絶縁膜32、例えばポリイミド
等の高分子を成膜する。この高分子としては特に感光性
高分子が好ましい。
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 FIGS. First, in FIG. 7A, a resist film is formed as a sacrificial layer 31 by coating on a transparent substrate 1 such as glass, for example, which is transparent to light to be modulated. In addition to the resist, a metal such as aluminum can be used depending on the material of the mover. The sacrificial layer 31 is used later as a film for separating the transparent substrate 1 and the movable element 8 and also as a spacer 5 supporting the movable element 8 and the transparent substrate 1 as shown in FIG. In particular, when a polymer such as polyimide which is relatively resistant to acid and alkali is used as the insulating film of the mover 8, a metal such as aluminum can be used as the sacrificial layer 31. Then, on the sacrificial layer 31, an insulating film 32 which is a main component of the mover 8, for example, a polymer such as polyimide is formed. As this polymer, a photosensitive polymer is particularly preferable.

【0042】上記の絶縁膜をパターニングすることによ
り、図7(b)に示すように可動子8となる絶縁体32a
を形成する。このときのパターニング方法としては、絶
縁膜32が感光性高分子の場合は通常のフォトリソ現像
が用いられ、また、絶縁膜材料によってはフォトリソに
よるパターン形成の後、絶縁膜のエッチングを行うプロ
セスが用いられる。具体的には、酸、アルカリ溶液によ
るウェットエッチング、プラズマによるドライエッチン
グ、RIE等の異方性ドライエッチング等が好適に用い
られ、構成材料により適宜選択される。
By patterning the insulating film, the insulator 32a to be the movable element 8 is formed as shown in FIG.
To form As a patterning method at this time, when the insulating film 32 is a photosensitive polymer, normal photolithographic development is used, and depending on the material of the insulating film, a process of etching the insulating film after forming a pattern by photolithography is used. Can be Specifically, wet etching using an acid or alkali solution, dry etching using plasma, anisotropic dry etching such as RIE, or the like is suitably used, and is appropriately selected depending on a constituent material.

【0043】次に、図7(c)に示すように犠牲層31を
除去する。このときのエッチング法は、犠牲層31の材
料及び可動子8を構成する材料によって好適に選択さ
れ、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
るアッシング等により除去される。但し、エッチング処
理時間は最適に制御され、可動子8と透明基板1とを支
持するスペーサ5を残すように処理される。
Next, as shown in FIG. 7C, the sacrificial layer 31 is removed. The etching method at this time is suitably selected depending on the material of the sacrificial layer 31 and the material constituting the mover 8, and is performed by wet etching with a solvent such as acetone, an alkaline solvent, an acid, an alkaline aqueous solution, or ashing with plasma. Removed. However, the etching processing time is optimally controlled, and processing is performed so as to leave the spacers 5 that support the mover 8 and the transparent substrate 1.

【0044】最後に、図7(d)に示すように、第1遮光
部としての導電性遮光膜15、第2遮光部としての導電
性遮光膜3を、例えばアルミ、クロム等の金属、又は金
属化合物等を蒸着法等により成膜する。この後、電極を
形成するために可動子以外の領域の導電性遮光膜をパタ
ーニングする。これにより、隣接する可動子8間の透明
基板1上には導電性遮光膜3が形成されると共に、可動
子8上には導電性遮光膜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、上記プロセ
スは一例であって、他のいずれの方法であっても良い。
また、素子の構成も今までの例に限らない、即ち、遮光
性を有する可動子8と透明基板1上の遮光膜との間に静
電気力を発生させ、可動子8の移動に伴う素子の光透過
率変化を利用する構成であれば良い。
Finally, as shown in FIG. 7D, the conductive light-shielding film 15 as the first light-shielding portion and the conductive light-shielding film 3 as the second light-shielding portion are made of a metal such as aluminum or chromium. A metal compound or the like is formed by an evaporation method or the like. Thereafter, the conductive light-shielding film in a region other than the mover is patterned to form an electrode. Thus, the conductive light-shielding film 3 is formed on the transparent substrate 1 between the adjacent movers 8, and the conductive light-shielding film 15 is formed on the mover 8, so that the light-shielding film 15 is shielded from the movable element 8 at the neutral position. There is almost no gap with the film 3 and a light-shielding film with extremely little leakage light can be formed, thereby eliminating the need for high-precision exposure alignment. Note that the above process is an example, and any other method may be used.
In addition, the configuration of the element is not limited to the example described above. That is, an electrostatic force is generated between the movable element 8 having a light-shielding property and the light-shielding film on the transparent substrate 1, and the element is moved along with the movement of the movable element 8. Any configuration that utilizes a change in light transmittance may be used.

【0045】以上説明したように、本実施形態の光変調
素子は、可動子8が隣接する光変調領域17に重合する
までの距離を、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、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FED
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 distance until the mover 8 overlaps with the adjacent light modulation area 17 is changed by the parallel movement of the mover 8 to perform light modulation. The displacement amount of the mover 8 is reduced, and the response speed can be further increased. Furthermore, partition formation for generating plasma for each pixel as in plasma display and FED
As described above, since ultra-high vacuum is not required, the weight and area can be easily increased with a simple configuration, and the manufacturing cost can be reduced.

【0046】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2実施形態を説明する。図8に本発明
に係る平面表示装置40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20
を一例として用いている。本実施形態の平面表示装置4
0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41を配設している。
そして、光変調素子40の上方には前面板42が設けら
れ、該前面板42の光変調素子20側の面には蛍光体4
3a、43b、…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45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 second embodiment in which a flat panel display is formed using the above-mentioned light modulation device. FIG. 8 shows a cross-sectional view of the flat panel display 40 according to the present invention. The light modulation element of the present embodiment includes the light modulation element 20 of the first embodiment.
Is used as an example. Flat display device 4 of the present embodiment
In the configuration of No. 0, an ultraviolet flat light source 41 serving as an ultraviolet output unit is provided on the lower surface of the transparent substrate 1 of the light modulation element 20.
A front plate 42 is provided above the light modulating element 40, and the phosphor 4 is provided on a surface of the front plate 42 on the light modulating element 20 side.
3a, 43b,... Are provided for each light modulation element 20.
In addition, a black matrix 45 is provided between the respective phosphors to improve the contrast of a displayed image.

【0047】このような平面表示装置40の構成によ
り、平面光源41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8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43a,43b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 40, light from the flat light source 41 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 43a and 43b, 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.

【0048】尚、平面表示装置40の光変調素子20
は、透明基板1と前面板42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。
The light modulation element 20 of the flat panel display 40
After deaerating the space between the transparent substrate 1 and the front plate 42, a rare gas may be sealed to seal the whole, and the effect of disturbance may be prevented to achieve stabilization.

【0049】次に、このように構成された平面表示装置
40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41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 display device 40 having the above-described structure will be described. When the scanning signal electrode 25 and the image signal electrode 29 have the same potential, the mover 8 is positioned above the light modulation area 17 and the light from the planar light source 41 emits the light from the mover 8 and the light-shielding conductive film 3. And is not transmitted to the upper surface side of the transparent substrate 1.

【0050】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が透明基板1上の遮
光性導電膜3に吸引されて一斉に移動する。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17から出射される。出射した光は、
蛍光体43a、43bを励起して、画像情報に基づいた
画像を表示する。
During scanning, when a sufficient voltage is applied between the image signal electrode 29 and the scanning signal electrode 25, each movable element 8 in one pixel area is shielded from light on the transparent substrate 1 by electrostatic attraction. It is sucked by the conductive film 3 and moves all at once. As a result,
Light is no longer blocked by the mover 8, and light passing through the transparent substrate 1 is emitted from the light modulation region 17. The emitted light is
The phosphors 43a and 43b are excited to display an image based on the image information.

【0051】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.

【0052】このように、上述の平面表示装置40によ
れば、透明基板1から出射された光が、直接蛍光体43
a、43b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 flat display device 40 described above, the light emitted from the transparent substrate 1 is directly transmitted to the phosphor 43.
Since the light is excited by irradiating a and 43b, 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.

【0053】[0053]

【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、駆動電圧を低
く抑えることができ駆動電力を低減することができる。
また、可動子と透明基板上の第2遮光膜とを静電吸引す
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.
Further, since light modulation can be performed by a simple principle of only electrostatically attracting the movable element and the second light-shielding film on the transparent substrate, the configuration of the light modulation element can be simplified, and the manufacturing process can be simplified.
Thus, 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 display device according to the present invention, since the light emitted from the transparent substrate directly excites the phosphor, it is possible to perform display with high brightness and no viewing angle dependence while suppressing reduction in light use efficiency. Can be. 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.

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

【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】可動子の移動方向を示す図1のX断面図であ
る。
FIG. 2 is an X sectional view of FIG. 1 showing a moving direction of a mover.

【図3】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. 3 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4】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. 4 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5】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. 5 is a connection diagram showing a connection state between a scanning signal line and an image signal line of the light modulation element.

【図6】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. 6 is a cross-sectional view of a principal part explaining each operation state of the light modulation element.

【図7】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. 7 is a fragmentary cross-sectional view for explaining an example of a process until a light modulation element is formed.

【図8】本発明に係る表示装置の要部断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a main part of a display device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 透明基板 3 遮光性導電膜(第2遮光部) 8 可動子 9 スリット 11 くびれ部 15 遮光性導電膜(第2遮光部) 17 光変調領域 20 光変調素子 23 アレイ型光変調素子 25 走査信号電極 29 画像信号電極 40 表示装置 41 平面光源 43a,43b 蛍光体 Reference Signs List 1 transparent substrate 3 light-shielding conductive film (second light-shielding portion) 8 mover 9 slit 11 constricted portion 15 light-shielding conductive film (second light-shielding portion) 17 light modulation region 20 light modulation element 23 array type light modulation element 25 scanning signal Electrode 29 Image signal electrode 40 Display device 41 Planar light source 43a, 43b Phosphor

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 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
を残して敷設され、導電性を有する第2遮光部と、 前記可動子と前記第2遮光部とに電圧印加することで、
前記可動子を静電気力により透明基板面に対して略平行
に第2遮光部と重合する位置まで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光変調素子。
1. A transparent substrate transparent to light to be modulated and a plurality of conductive strips provided at predetermined intervals on a plane facing the transparent substrate and partially supported by the transparent substrate. Mover, a first light-shielding portion provided on each of the movers, and a second light-shielding portion having a conductive property, which is laid to leave an opening in a light modulation region overlapping with the mover on the transparent substrate, By applying a voltage to the mover and the second light shielding unit,
Mover moving means for moving the mover to a position where the mover overlaps the second light-shielding portion substantially in parallel to the transparent substrate surface by electrostatic force, and transmission of light passing through a light modulation region by movement of the mover. A light modulation element for performing light modulation by changing a rate.
【請求項2】 前記可動子は、前記透明基板との接合部
で一定の変形方向に対してだけ他方向より小さな剛性と
なる弾性異方性を有していることを特徴とする請求項1
記載の光変調素子。
2. The moving element according to claim 1, wherein the movable element has an elastic anisotropy that has a smaller rigidity in a fixed deformation direction than in another direction at a joint with the transparent substrate.
The light modulation element according to any one of the preceding claims.
【請求項3】 前記接合部は、前記可動子の移動方向の
断面形状を、移動方向に対しては短く、移動方向の直交
方向に対しては長く形成していることを特徴とする請求
項2記載の光露光素子。
3. The connecting portion according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the mover in the moving direction is short in the moving direction and long in a direction perpendicular to the moving direction. 3. The light exposure element according to 2.
【請求項4】 前記接合部は、弾性異方性を有する材料
により形成し、前記可動部の移動方向に対しては弾性定
数が小さい方向に、移動方向の直交方向に対しては弾性
定数が大きい方向に合わせて設けていることを特徴とす
る請求項2記載の光変調素子。
4. The joining section is formed of a material having elastic anisotropy, and has an elastic constant in a direction in which the elastic constant is small with respect to the moving direction of the movable section and an elastic constant in a direction perpendicular to the moving direction. 3. The light modulation element according to claim 2, wherein the light modulation element is provided in accordance with a large direction.
【請求項5】 前記可動子移動手段は、各可動子の非動
作時には前記可動子及び第2遮光膜の電位を全て一致さ
せる一方、各可動子の動作時には可動子と第2遮光膜と
が異なる電位となるように電圧を印加することを特徴と
する請求項1〜請求項4のいずれか1項記載の光変調素
子。
5. The mover moving means makes all potentials of the mover and the second light-shielding film coincide with each other when each mover is not operated, while moving the mover and the second light-shielding film during operation of each mover. The light modulation element according to claim 1, wherein a voltage is applied so as to have a different potential.
【請求項6】 前記可動子移動手段は、画像信号電極に
接続された可動子に隣接する一方の第2遮光膜を走査信
号電極に接続すると共に、他方の第2遮光膜を画像信号
電極に接続することを特徴とする請求項5記載の光変調
素子。
6. The mover moving means connects one of the second light-shielding films adjacent to the mover connected to the image signal electrode to the scanning signal electrode, and connects the other second light-shielding film to the image signal electrode. The light modulation element according to claim 5, wherein the light modulation element is connected.
【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列
したことを特徴とするアレイ型光変調素子。
7. An array type light modulating element, wherein the light modulating elements according to claim 1 are arranged in a one-dimensional or two-dimensional matrix.
【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. An array-type light modulation element according to claim 7, a planar light source disposed to face the array-type light modulation element, and a phosphor provided on the opposite side of the plane light source with the array-type light modulation element interposed therebetween. And a light emitting display of the phosphor by light transmitted through the array type light modulation element.
【請求項9】 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記載の平面表示装置。
9. The flat display device according to claim 8, wherein the light emitted from the light source is ultraviolet light.
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