JP2002328313A - Optical switching element, its manufacturing method, and image display device - Google Patents

Optical switching element, its manufacturing method, and image display device

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JP2002328313A
JP2002328313A JP2001134564A JP2001134564A JP2002328313A JP 2002328313 A JP2002328313 A JP 2002328313A JP 2001134564 A JP2001134564 A JP 2001134564A JP 2001134564 A JP2001134564 A JP 2001134564A JP 2002328313 A JP2002328313 A JP 2002328313A
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Hirokazu Ishikawa
Takuya Makino
拓也 牧野
博一 石川
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Sony Corp
ソニー株式会社
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements using movable or deformable optical elements for controlling the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light, e.g. switching, gating, modulating
    • G02B26/001Optical devices or arrangements using movable or deformable optical elements for controlling the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light, e.g. switching, gating, modulating based on interference in an adjustable optical cavity

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical switching element for color display which is simple in structure, small and light, and permits a high speed response, and which can be suitably used for a direct viewing/reflection type image display device requiring a quickly moving picture display. SOLUTION: The optical switching element 10 has optical multilayered structures 10R, 10G, 10B for displaying red color, green color and blue color, respectively on a substrate 11. Each layer (or a gap) differs in its film thickness (or a size) for each color, and is formed by using a gray scale mask or lift-off method. Color display is performed by changing reflected, transmitted or absorbed quantity of incident light by changing the sizes of the gaps 13R, 13G, 13B for displaying red color, green color and blue color, respectively. The substrate 11 is formed with carbon (C) for example. First layers 12R, 12G, 12B are formed with tantalum (Ta) for example. Second layers 14R, 14G, 14B are formed with silicon nitride (SiNx ) for example.

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、入射光を反射,透過若しくは吸収させる機能を有する光学多層構造体を用いてカラー画像を表示するための光スイッチング素子およびその製造方法、並びに画像表示装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention, reflects the incident light, the optical switching element and a manufacturing method thereof for displaying a color image using the optical multilayer structure having a function of transmitting or absorbing, and an image display device .

【0002】 [0002]

【従来の技術】近年、直視・反射型の画像表示装置は、 In recent years, direct-reflection type image display device,
情報携帯機器の小型化・省電力化のキーデバイスとなっている。 It has become the information of miniaturization and power saving of portable devices key device. また、この種の情報携帯機器においては、これまで文字情報等の白黒の静止画の表示が中心であったが、カラー画像表示および動画表示に対する要求が非常に高まってきている。 Further, in this type of portable information devices, the display of monochrome still image such as character information ever was the center, the demand for color image display and moving image display has been increasing very much. しかも、カラー画像表示の品質、 Moreover, the quality of the color image display,
例えば明るさ、色再現性、階調表示の正確さなどに対する要求も非常に厳しく、色がついているだけのような画像ではこのような要求を満たすことができなくなってきている。 For example brightness, color reproduction, the request is also very strict with respect to such accuracy of gradation display, an image, such as only the color is attached is becoming impossible to meet this demand. そのため、このような要求に応えることのできる直視・反射型画像表示装置用の素子として、高速応答可能であるとともにフルカラー表示に対応できる光スイッチング素子の開発が要望されている。 Therefore, as an element for direct viewing reflective type image display apparatus which can meet such requirements, development of an optical switching device capable of handling a full-color display is desired with possible high-speed response.

【0003】従来の光スイッチング素子としては、液晶を用いたもの、マイクロミラーを用いたもの(DMD; As a conventional optical switching element, one using a liquid crystal, one using a micromirror (DMD;
Digtal Micro Miror Device 、ディジタルマイクロミラーデバイス、テキサスインスツルメンツ社の登録商標)、回折格子を用いたもの(GLV:Grating Light Digtal Micro Miror Device, digital micromirror device, registered trademark of Texas Instruments), those using a diffraction grating (GLV: Grating Light
Valve,グレーティングライトバルブ、SLM(シリコンライトマシン)社)等がある。 Valve, grating light valve, there is SLM (Silicon Light Machines) Co., Ltd.).

【0004】液晶を用いた従来の反射型画像表示装置は、ガラスからなる上部基板と、シリコンまたはガラスからなる下部基板との間に液晶分子が封入された構造になっており、上部透明電極と下部電極との間に電圧を印加し、液晶分子の方向を制御して偏向面を回転させることにより光スイッチングを行うものである。 Conventional reflective image display device using a liquid crystal, an upper substrate made of glass, has become the liquid crystal molecules are sealed structure between the lower substrate made of silicon or glass, and the upper transparent electrode a voltage is applied between the lower electrode, and performs optical switching by rotating the deflecting surface and controlling the direction of the liquid crystal molecules.

【0005】しかしながら、液晶は応答速度が速いものでも数ミリ秒程度でしかなく、高速応答特性が悪い。 [0005] However, the liquid crystal is not only be the order of a few milliseconds, but high response speed, high-speed response characteristic is bad. そのため、液晶を用いた従来の反射型画像表示装置は、速い動きの動画表示を行った際、輪郭がぼやけてしまって精確な表示ができないという問題がある。 Therefore, the liquid crystal conventional reflective image display apparatus using a fast when performing a video display of the motion, there is a problem that can not be accurate display contours got blurred. また、液晶を用いた反射型画像表示装置は、偏光板を必要とするため、光の利用効率が低い。 The reflection type image display device using a liquid crystal, requires a polarizing plate, light use efficiency is low. さらに、液晶を用いた反射型画像表示装置は、現状では白黒表示が主流であり、カラー画像表示装置としての明るさ、色再現性、階調表示の精確さという点で十分満足できるものは実用化されていない。 Further, the liquid crystal reflection type image display device using, in the present situation a mainstream black and white display, the brightness of the color image display device, color reproducibility, enough satisfactory ones in that precision of gradation display practical not of.

【0006】マイクロミラーを用いた光スイッチング素子は、マイクロミラーの角度を制御することにより入射光をスイッチングするものである。 [0006] optical switching element using a micro-mirror is to switch the incident light by controlling the angle of the micromirror. マイクロミラーを用いた光スイッチング素子は、DMD(Digital Micro Mi Optical switching element using a micro mirror, DMD (Digital Micro Mi
ror Device,デジタルマイクロミラーデバイス、米国テキサスインスツルメンツ社の登録商標)に代表されるように、既に多くの実施例を有している。 ror Device, a digital micromirror device, as represented by R) Texas Instruments Incorporated, and has already many embodiments. マイクロミラーは、大きく分けて一点で支持される片持ち梁構造と二点で支持される捩れヒンジ構造との二種類に分類され、静電力、圧電素子、熱アクチュエータなどを利用して駆動される。 Micromirrors are classified into two types of twisted hinge structure to be supported by a cantilever structure and two points are supported at one point roughly, electrostatic force, is driven using a piezoelectric element, such as thermal actuators .

【0007】片持ち梁構造の場合、各マイクロミラーは基板に対して水平な状態で支持され、マイクロミラーとこれに対応する駆動電極との間に電位差を与えると、静電引力が発生し、そのマイクロミラーが対応する駆動電極に向かって傾斜する。 [0007] When the cantilever structure, each micro-mirror is supported in a horizontal state with respect to the substrate, when a potential difference is applied between the drive electrodes corresponding thereto and the micro-mirror, electrostatic attraction is generated, its micro-mirror is inclined toward the corresponding drive electrodes. 傾斜したマイクロミラーと傾斜していないマイクロミラーとでは入射光を異なる角度で反射させるので、これにより入射光を二方向にスイッチングすることができる。 Since it is reflected at different angles of incident light at the micromirrors not inclined with tilted micromirrors, thereby switching the incident light in two directions. マイクロミラーと駆動電極との間に与えた電位差を取り除くと、マイクロミラーを支持しているヒンジ部のばね力によって、マイクロミラーは元の位置に復帰する。 Upon removal of the potential difference applied between the micromirror and the driving electrodes, by the spring force of the hinge portion supporting the micromirror, the micromirror is returned to its original position.

【0008】一方、捩れヒンジ構造のマイクロミラーでは、各マイクロミラーが一対のヒンジ部により共通の上部基板に支持されている。 On the other hand, in the micro-mirrors of twisted hinge structure, the micromirrors are supported on a common upper substrate by a pair of hinges. 下部基板には、各マイクロミラーに対応させて、それぞれ一対の電極が設けられている。 The lower substrate, so as to correspond to the micromirrors are respectively provided with a pair of electrodes. 各マイクロミラーと一対の電極のうちの一方の電極との間、およびそのマイクロミラーと他方の電極との間には、同じ電位差を生じさせており、これにより、そのマイクロミラーは下部基板に対して水平に保たれている。 Between the one electrode of each of the micromirrors and the pair of electrodes, and between the its micro mirror and the other electrode, which causes the same potential, thereby, the micro mirror to the lower substrate is held horizontally Te.

【0009】ここで、例えば一方の電極に加える電圧を大きくし、他方の電極に加える電圧を小さくすることによって、マイクロミラーと対応する一対の電極のそれぞれとの間に生じる静電引力に不釣合いを生じさせ、マイクロミラーを一対の電極のうちのどちらかに向かって傾ける。 [0009] Here, for example, by increasing the voltage applied to one electrode by decreasing the voltage applied to the other electrode, imbalance in the electrostatic attraction generated between the respective pair of electrodes and a corresponding micromirror cause, tilting toward the micromirror to either of the pair of electrodes. これにより、マイクロミラーは異なる二方向のうちのどちらかに傾くことになるので、入射光を異なる二方向に反射させてスイッチングすることができる。 Thus, it means that tilts either of micromirror two different directions, it can be switched by reflecting incident light in two different directions. このようなマイクロミラーにおいては、光を偏向できる角度、すなわち、二方向の反射光の角度の差が機械的なミラーの振れ角の二倍となり、偏向できる角度が大きくなる。 In such micromirrors angle that can deflect the light, i.e., the difference in the angle of the two directions of the reflected light becomes twice the deflection angle of the mechanical mirror deflection can angle increases.

【0010】しかしながら、このようなマイクロミラーの応答速度は一般に数マイクロ秒程度であり、高速性が十分ではない。 [0010] However, the response speed of such a micromirror is generally about several microseconds, is not sufficient high speed. また、画像表示装置に用いる場合には、 In the case of using the image display apparatus,
コントラストを向上させるために光を偏向できる角度を増大させる必要があり、そのため応答速度が一層低下するという問題がある。 It is necessary to increase the angle that can deflect the light in order to improve the contrast, the response speed is lowered even more. したがって、マイクロミラーを用いた光スイッチング素子は、プロジェクション型の画像表示装置には既に用いられているが、直視型の画像表示装置への適用は困難である。 Thus, optical switching device using a micro mirror, although the projection type image display device already used, application to direct-view image display device is difficult.

【0011】また、回折格子を用いた光スイッチング素子として、例えば特表平10−510374号公報に開示されたGLV(Grating Light Valve,グレーティングライトバルブ、SLM(シリコンライトマシン)社)がある。 Further, as an optical switching element using the diffraction grating, for example, Kohyo 10-510374 Patent disclosed GLV in Japanese is (Grating Light Valve, grating light valves, SLM (Silicon Light Machines), Inc.). このGLVにおいては、光反射面を持つリボン状のミラーと下部電極との間に電位差を生じさせ、これにより発生する静電引力によって、リボン状ミラーを入射光の波長の1/4動かす。 In this GLV, causing a potential difference between the ribbon-shaped mirror and the lower electrode having a light reflecting surface, thereby the electrostatic attractive force generated to move a quarter of the wavelength of the incident light ribbon mirror. こうして、静止状態のリボン状ミラーと可動リボン状ミラーとの間に1/2波長分の光路差を作り出すことにより回折光を生じさせ、反射光を0次回折光方向と1次回折光方向とにスイッチングする。 Thus, 1/2 cause diffracted light by creating an optical path difference of the wavelengths, switching the light reflected zero order and diffracted light direction 1-order diffracted light direction between the ribbon-shaped mirror and the movable ribbon mirror quiescent to. このとき、光路差を1/2波長までの範囲で制御することにより、1次回折光の強度をコントロールすることも可能である。 At this time, by controlling the optical path difference in a range of up to a half wavelength, it is also possible to control the intensity of the first-order diffracted light.

【0012】GLVは、非常に軽いリボン状ミラーを小さい距離動かすだけで光のスイッチングを行うことができるので、応答速度が数十ナノ秒と速く、高速スイッチングに適しているが、以下のようないくつかの問題も有している。 [0012] The GLV, it is possible to perform the switching of the light by simply moving very light ribbon mirror small distance, the response speed is fast as several tens of nanoseconds, is suitable for high-speed switching, the following also it has some problems.

【0013】第1に、光の回折を生じさせるためには少なくとも二本のリボン状ミラーが必要であり、光の利用効率を高めるためには四本以上、現実的には六本のリボン状ミラーが必要となる。 [0013] First, in order to produce diffraction of light requires a minimum of two ribbon-like mirror, in order to enhance the utilization efficiency of light four or more, six pieces of ribbon in practice mirror is required. したがって、1次元に配列して用いた場合、全体の小型化が困難となる。 Therefore, when used in one-dimensionally arranged, the overall size reduction becomes difficult.

【0014】第2に、1次回折光は、0次回折光の光軸に対称な二方向に対してある角度をもって生じるので、 [0014] Second, first-order diffracted light, so results at an angle to the 0 symmetric bidirectional to the optical axis of the diffracted light,
1次回折光を利用するためにはこの二方向に進む光を集めて一本にするための複雑な光学系が必要となる。 1 complex optical system to the one collects light traveling in the two directions are needed in order to use the order diffracted light.

【0015】第3に、電極に電圧を加えない状態では、 [0015] Third, when no added voltage to the electrodes,
静止状態のリボン状ミラーの反射面と可動リボン状ミラーの反射面とは理想的には同一平面上にあるはずであるが、実際には同一平面上に揃わない。 The reflection surfaces of the movable ribbon mirror of the ribbon-like mirror quiescent ideally should coplanar but not aligned on the same plane in practice. したがって、下部電極にそれぞれ小さい電圧を加えてすべてのミラーの反射面が同一平面上に揃うよう調整が必要となる。 Accordingly, the reflecting surfaces of all the mirror was added to each small voltage to the lower electrode is required to be adjusted so that aligned in the same plane.

【0016】第4に、GLVは、光源としてレーザを用い、一次元アレイ状に集積されたスイッチング素子にライン状に成形した光を照射し、その光をミラー等でスキャンすることによって2次元画像を得るようにしたプロジェクション型の画像表示装置には適しているが、レーザ以外の光源を用いたり、直視型の画像表示装置に用いることは原理的に非常に困難である。 [0016] The 4, GLV is a laser used as a light source, irradiating the light formed into the switching element which is integrated in a one-dimensional array in a line, two-dimensional image by scanning the light by a mirror or the like is suitable for projection type image display apparatus which is adapted obtain, or using a light source other than the laser, it is in principle very difficult to use in direct-view image display device.

【0017】より簡単な構成で実現できるものとしては、米国特許公報5589974号や米国特許公報55 [0017] As an can be realized by a simpler configuration, U.S. Patent Publication 5,589,974 No. and U.S. Patent Publication 55
00761号に開示されたものがある。 It is disclosed in EP 00761. このライトバルブは、基板(屈折率n S )の上に間隙部(ギャップ層) The light valve gap on a substrate (refractive index n S) (gap layer)
を挟んで、屈折率が√n Sの透光性の薄膜を設けた構造を有している。 Across, and has a refractive index is provided a light-transmitting thin film of √n S structure. この素子では、静電力を利用して薄膜を駆動し、基板と薄膜との間の距離、すなわち、間隙部の大きさを変化させることにより、光信号を透過あるいは反射させるものである。 This device utilizes the electrostatic force to drive the thin film, the distance between the substrate and the thin film, i.e., by changing the size of the gap portion, is intended to transmit or reflect light signals. ここで、薄膜の屈折率は基板の屈折率n Sに対して、√n Sとなっており、このような関係を満たすことにより、高コントラストの光変調を行うことができるとされている。 Here, the refractive index of the thin film for refractive index n S of the substrate, has a √n S, by satisfying such a relation, which is to be able to perform optical modulation of high contrast.

【0018】 [0018]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述のような構成の素子では、基板の屈折率n Sが「4」などの大きな値でなければ、可視光領域においては実現することはできないという問題がある。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, in the device having the above configuration, if a large value such as the refractive index n S of the substrate "4", a problem that can not be realized in a visible light region there is. すなわち、透光性薄膜としては、構造体であることを考えると、窒化珪素(Si 34 )(屈折率n=2.0)などの材料が望ましいので、その場合には基板の屈折率n S =4となる。 That is, the light-transmitting thin film, considering that it is a structure, since the material such as silicon nitride (Si 3 N 4) (refractive index n = 2.0) is desired, the refractive index of the substrate in that case a n S = 4.
可視光領域では、このような透明基板は入手が困難であり、材料の選択肢は狭い。 In the visible light region, such a transparent substrate is difficult to obtain, choice of materials is narrow. 赤外線等の通信用波長では、 The communication wavelength such as infrared rays,
ゲルマニウム(Ge)(n=4)などを用いることにより実現可能であるが、直視・反射型画像表示装置への適用は現実的には難しいと思われる。 Germanium (Ge) (n = 4) but can be realized by using the like, application to direct-reflection type image display device in practice seems to be difficult.

【0019】そこで、本出願人と同一出願人は、先に、 [0019] Accordingly, the present applicant and the same applicant has previously,
基板上に、光の吸収のある第1の層、光の干渉現象を起こし得る大きさを有すると共にその大きさが可変な間隙部、および第2の層を配設した構造を有する光学多層構造体、これを用いた光スイッチング素子および画像表示装置を提案した(特願2000−219599明細書)。 On a substrate, a first layer having an absorption of light, an optical multilayer structure having its variable gap size, and a second layer disposed structure and has a size capable of causing an optical interference phenomenon body proposed optical switching device and image display device using the same (Japanese Patent Application No. 2000-219599 specification). この光学多層構造体は、基板上に、第1の層、間隙部および第2の層をこの順で配設した構成のものである。 The optical multilayer structure, on a substrate, the first layer is a gap and the second layer having a structure which is disposed in this order. また、この光学多層構造体では、基板の複素屈折率をN S (=n S −i・k S ,n Sは屈折率,k Sは消衰係数,iは虚数単位)、第1の層の複素屈折率をN Further, in this optical multilayer structure, the complex refractive index of the substrate N S (= n S -i · k S, n S is the refractive index, k S is the extinction coefficient, i is an imaginary unit), the first layer the complex refractive index N of
1 (=n 1 −i・k 1 ,n 1は屈折率,k 1は消衰係数)、第2の層の屈折率をn 2 、入射媒質の屈折率を1.0としたとき、次式(4)の関係を満たすように構成されている。 1 (= n 1 -i · k 1, n 1 is the refractive index, k 1 is the extinction coefficient), when the refractive index of the second layer for the n 2, 1.0 the refractive index of the incident medium, the following is configured to satisfy the relation of equation (4).

【0020】 [0020]

【数1】 [Number 1]

【0021】上記の光学多層構造体を用いることにより、2次元の画像表示装置を構成するのに十分な高速応答が可能で、かつ原理的に単純な構造で光スイッチング素子を実現することができる。 [0021] By using the above optical multilayer structure, it is possible to realize a light switching element in can sufficiently high speed response, and in principle simple structure to form a two-dimensional image display device . 更に、光の反射と吸収とを切り替えることができるので、画像表示装置を実現する上で問題となる不要な光の処理を極めて簡単に行うことができる。 Furthermore, it is possible to switch between the absorption and reflection of light, it is possible to perform the processing of unnecessary light which is a problem in realizing an image display device very easily. したがって、この光スイッチング素子は直視・反射型の画像表示装置に好適に用いることができる。 Accordingly, the optical switching element can be suitably used for direct viewing reflective type image display apparatus.

【0022】しかしながら、この光スイッチング素子は、設計波長に対して広い波長域での光スイッチングが可能であり、換言すれば、特性が非常にブロードバンドになる。 [0022] However, the optical switching element is capable of optical switching in a wide wavelength range from the design wavelength, in other words, characteristics becomes very broadband. したがって、この光スイッチング素子をそのままフルカラーの画像表示装置に用いると、色再現性の非常に悪いものになってしまう。 Therefore, the the use of optical switching element as it is to the image display device of full-color, becomes very poor in color reproducibility. このような色再現性の問題は、液晶を用いた直視・反射型画像表示装置の場合と同様に、光スイッチング素子を封止する際用いるカバーガラス上にカラーフィルタを形成することで解決可能である。 Such color reproduction problems, as in the case of direct-reflection type image display device using a liquid crystal, can solve the optical switching element by forming a color filter on the cover glass used time of sealing is there. この際、カラーフィルタから光の反射面までの距離を小さくすることで、反射型液晶に見られるような、 In this case, by reducing the distance from the color filter to the reflection surface of the light, as seen in the reflection type liquid crystal,
見る角度によって発生する色ずれ等を小さくすることができる。 It is possible to reduce the color deviation or the like generated depending on the viewing angle.

【0023】上記の光スイッチング素子をフルカラーの画像表示装置に適用する際の別の問題として、RGB各色に対して最適設計を行うと、厚さ方向の寸法が上部電極層をのぞくすべての層で色毎に異なることになるので、通常の作製プロセスを採用することが困難になるということが挙げられる。 [0023] Another problem in applying the above optical switching element in an image display device of full color, when the optimum design with respect to the RGB colors, in all the layers dimension in the thickness direction except for the upper electrode layer since different for each color, and the like that is difficult to adopt the conventional manufacturing process.

【0024】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第1の目的は、簡単な構成で、小型軽量であると共に、特に、速い動きの動画表示が求められる直視・反射型の画像表示装置に好適に用いることができる高速応答可能な光スイッチング素子を提供することにある。 [0024] The present invention has been made in view of the above problems, the first object, a simple configuration, as well as a small and light, in particular, fast motion video displays direct-reflection type obtained and to provide a high-speed response possible optical switching element can be suitably used for an image display device.

【0025】また、本発明の第2の目的は、各層の厚さ方向の寸法が異なる複数の光学多層構造体を通常の製造プロセスで共通の基板に作製することにより、カラー表示用の光スイッチング素子を簡単な工程で実現できる光スイッチング素子の製造方法を提供することにある。 [0025] A second object of the present invention, by the dimensions of the respective layers in the thickness direction to produce a plurality of different optical multilayer structure on a common substrate in a conventional manufacturing process, optical switching for color display It is to provide a method for manufacturing an optical switching device capable of realizing an element by a simple process.

【0026】本発明の第3の目的は、小型軽量かつ省電力であるとともに、光利用効率が高く、高品質フルカラー表示および速い動きの動画表示が可能な画像表示装置を提供することにある。 The third object of the present invention, together with a small, lightweight and power-saving, high light use efficiency is that the video display of high-quality full-color display and fast movement to provide an image display apparatus capable.

【0027】 [0027]

【課題を解決するための手段】本発明による光スイッチング素子は、基板上に、光の吸収のある赤色表示用の第1の層、光の干渉現象を起こしうる大きさを有すると共にその大きさが可変な赤色表示用間隙部、および赤色表示用の第2の層を配設した構造を有する赤色表示用光学多層構造体と、基板上に、光の吸収のある緑色表示用の第1の層、光の干渉現象を起こし得る大きさを有すると共にその大きさが可変な緑色表示用間隙部、および緑色表示用の第2の層を配設した構造を有する緑色表示用光学多層構造体と、基板上に、光の吸収のある青色表示用の第1の層、光の干渉現象を起こし得る大きさを有すると共にその大きさが可変な青色表示用間隙部、および青色表示用の第2の層を配設した構造を有する青色表示用光学多層構造体と Optical switching element according to the present invention SUMMARY OF THE INVENTION, the size which has on a substrate, a first layer for red display with absorption of light, the size capable of causing light interference phenomena variable red display gap, and a red display optical multilayer structure having a structure which is disposed a second layer for red display, on a substrate, for green display with absorption of light first layer, and the variable green display gap size, and the green display optical multilayer structure having a structure which is disposed a second layer for green display and has a size capable of causing an optical interference phenomenon , on the substrate, the first layer, its size is variable blue display gap portion which has a size capable of causing an optical interference phenomenon for blue display with absorption of light, and a second for blue display a blue display optical multilayer structure having a layer was provided structure 赤色表示用間隙部、緑色表示用間隙部または青色表示用間隙部の光学的な大きさを変化させる駆動手段とを有し、駆動手段によって赤色表示用間隙部、緑色表示用間隙部または青色表示用間隙部の大きさを変化させることにより、入射した光の反射、透過もしくは吸収の量を変化させるものである。 Red display gap, and a driving means for changing an optical size of the green display gap or blue display gap, red display gap by a driving unit, a green display gap or blue display by varying the size of the use gap, thereby changing the amount of reflection, transmission or absorption of incident light.

【0028】本発明による光スイッチング素子の製造方法は、基板上に、互いに膜厚の異なる赤色表示用の第1 The method for manufacturing an optical switching device according to the present invention, first a on a substrate, the thickness of different red display mutually
の層、緑色表示用の第1の層および青色表示用の第1の層を、第1のグレースケールマスクを用いて形成する工程と、赤色表示用の第1の層、緑色表示用の第1の層および青色表示用の第1の層の上に、犠牲層として、互いに大きさの異なる赤色表示用間隙部、緑色表示用間隙部および青色表示用間隙部に対応する3次元形状を有する非晶質シリコン(a−Si)膜を、第2のグレースケールマスクを用いて形成する工程と、非晶質シリコン膜の上に、互いに膜厚の異なる赤色表示用の第2の層、緑色表示用の第2の層および青色表示用の第2の層を、第3 Layers, a first layer for the first layer and the blue display for green display, and forming with the first gray-scale mask, the first layer for red display, first for green display on the first layer and the first layer for blue display, having as a sacrificial layer, different red display gap from each other sizes, the three-dimensional shape corresponding to the gap portion and the blue display gap for green display an amorphous silicon (a-Si) film, and forming with the second gray-scale mask, on the amorphous silicon film, a second layer for different thickness red display mutually, green the second layer and the second layer for blue display for displaying, third
のグレースケールマスクを用いて形成する工程と、非晶質シリコン膜をエッチングにより除去することによって、互いに大きさの異なる赤色表示用間隙部、緑色表示用間隙部および青色表示用間隙部を形成する工程とを含むものである。 Forming by using a gray scale mask, by removing the amorphous silicon film by etching to form a different red display gap, green display gap and blue display gap from each other size it is intended to include a step.

【0029】本発明による他の光スイッチング素子の製造方法は、基板上に、互いに膜厚の異なる赤色表示用の第1の層、緑色表示用の第1の層および青色表示用の第1の層を、リフトオフ法を用いて形成する工程と、赤色表示用の第1の層、緑色表示用の第1の層および青色表示用の第1の層の上に、犠牲層として、互いに大きさの異なる赤色表示用間隙部、緑色表示用間隙部および青色表示用間隙部に対応する3次元形状を有する非晶質シリコン(a−Si)膜を、リフトオフ法を用いて形成する工程と、非晶質シリコン膜の上に、互いに膜厚の異なる赤色表示用の第2の層、緑色表示用の第2の層および青色表示用の第2の層を、リフトオフ法を用いて形成する工程と、非晶質シリコン膜をエッチングにより除去することによって、互 The method of manufacturing another optical switching device according to the invention, on a substrate, a first thickness different for red display to each other layer, first the green display layer and the blue display first for the layers forming by lift-off, the first layer for red display, on the first layer and the first layer for blue display for green display, as a sacrificial layer, to each other size different red display gap, the amorphous silicon (a-Si) film having a three-dimensional shape green display gap and corresponds to the blue display gap, and forming by lift-off of the non on the amorphous silicon film, a second layer for different thickness red display together, the second layer and the second layer for blue display for green display, and forming by lift-off , by removing the amorphous silicon film by etching, each other に大きさの異なる赤色表示用間隙部、緑色表示用間隙部および青色表示用間隙部を形成する工程とを含むものである。 Different red display gap sizes, in which green display gap portion and a step of forming a blue display gap.

【0030】本発明による画像表示装置は、1次元または2次元に配列された複数の光スイッチング素子に光を照射することで2次元画像をカラー表示するものであって、光スイッチング素子が、基板上に、光の吸収のある赤色表示用の第1の層、光の干渉現象を起こしうる大きさを有すると共にその大きさが可変な赤色表示用間隙部、および赤色表示用の第2の層を配設した構造を有する赤色表示用光学多層構造体と、基板上に、光の吸収のある緑色表示用の第1の層、光の干渉現象を起こし得る大きさを有すると共にその大きさが可変な緑色表示用間隙部、および緑色表示用の第2の層を配設した構造を有する緑色表示用光学多層構造体と、基板上に、光の吸収のある青色表示用の第1の層、光の干渉現象を起こし得る大きさを有すると The image display apparatus according to the present invention is a two-dimensional image by irradiating light to the one-dimensional or more optical switching elements arranged in a two-dimensional one to a color display, optical switching element, a substrate above, the first layer for red display with absorption of light, the size variable red display gap portion which has a size capable of causing an optical interference phenomenon, and a second layer for red display and the red display optical multilayer structure having a structure disposed on a substrate, a first layer for green display with a light absorption, its size and has a size capable of causing an optical interference phenomenon variable green display gap, and a green display optical multilayer structure having a structure which is disposed a second layer for green display, on the substrate, a first layer for blue display with absorption of light and has a size capable of causing an optical interference phenomenon にその大きさが可変な青色表示用間隙部、および青色表示用の第2の層を配設した構造を有する青色表示用光学多層構造体と、赤色表示用間隙部、緑色表示用間隙部または青色表示用間隙部の光学的な大きさを変化させる駆動手段とを備えたものである。 Its size is variable blue display gap, and a blue display optical multilayer structure having a second layer was provided structure for blue display, red display gap, green display gap or it is obtained by a driving means for changing an optical size of the blue display gap.

【0031】本発明による光スイッチング素子では、駆動手段によって、赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体の赤色,緑色,青色表示用間隙部の光学的な大きさが変化することにより、入射光に対してスイッチング動作がなされ、カラー表示が実現できる。 [0031] In the optical switching device according to the invention, by a driving means, the red, green, red and blue display optical multilayer structure, green, by optical size of the blue display gap is changed, incident light switching operation is made to the color display can be realized.

【0032】本発明による光スイッチング素子の製造方法では、第1,第2,第3のグレースケールマスクを用いるようにしたので、工程数を減少させることができ、 [0032] In the method for manufacturing an optical switching device according to the present invention, first, second, because to use a third gray-scale mask, it is possible to reduce the number of steps,
各層(または間隙部)の膜厚(または大きさ)が各色で異なる赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体を容易に精度良く形成できる。 Each layer (or gap) thickness (or size) is different for each color red, green, blue display optical multilayer structure can be easily and precisely formed.

【0033】本発明による光スイッチング素子の他の製造方法では、リフトオフ法を用いるようにしたので、通常の製造プロセスの繰り返しによる製造が可能となるとともに、プロセス条件の設定が容易になる。 [0033] In another method of manufacturing an optical switching device according to the present invention, since to use a lift-off method, with the manufacture by repetition of the normal manufacturing process allows the setting of the process conditions is facilitated.

【0034】本発明による画像表示装置では、1次元あるいは2次元に配列された本発明の複数の光スイッチング素子に対して光が照射されることによって2次元カラー画像が表示される。 [0034] In the image display apparatus according to the present invention, two-dimensional color image by light to a plurality of optical switching element of the present invention arranged one-dimensionally or two-dimensionally is irradiated is displayed.

【0035】 [0035]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, will be described in detail with reference to the drawings, embodiments of the present invention.

【0036】(第1の実施の形態)図1および図2は、 [0036] (First Embodiment) FIGS. 1 and 2,
本発明の第1の実施の形態に係る光スイッチング素子の概略を表している。 It represents the outline of an optical switching element according to a first embodiment of the present invention. この光スイッチング素子10は、例えばPDA(Personal Digital Assistant),携帯端末などの情報携帯機器のフルカラーディスプレイに用いられるものである。 The optical switching element 10 is, for example PDA (Personal Digital Assistant), and is used in full color displays of portable information devices such as mobile terminals.

【0037】光スイッチング素子10は、赤色表示用光学多層構造体10R,緑色表示用光学多層構造体10 The optical switching element 10, a red display optical multilayer structure 10R, optical multilayer structure 10 for green display
G,青色表示用光学多層構造体10Bを一つずつ有しており、これによりカラー表示に対応することができる。 G, has one by one blue display optical multilayer structure 10B, thereby corresponding to the color display.
赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体10R,10 Red, green, blue display optical multilayer structure 10R, 10
G,10Bは、基板11上に一方向に配列されている。 G, 10B are arranged in one direction on the substrate 11.
この光スイッチング素子10の平面形状における寸法は、例えば5インチSVGA,800×600ピクセルの直視・反射型画像表示装置の場合であれば、縦147 If this dimension in the planar shape of the optical switching element 10, for example 5 inches SVGA, 800 × 600 For direct viewing reflective type image display device of the pixels, vertical 147
μm×横147μmに収まっている。 It is within a μm × next to 147μm.

【0038】赤色表示用光学多層構造体10Rは、基板11上に、この基板11に接して形成された、光の吸収のある赤色表示用の第1の層12R、光の干渉現象を起こし得る大きさを有するとともにその大きさを変化させることのできる赤色表示用間隙部13R、および赤色表示用の第2の層14Rをこの順で配設して構成したものである。 The red display optical multilayer structure 10R includes, over the substrate 11, the substrate 11 is formed in contact with the first layer 12R for red display with absorption of light may cause light interference phenomena red display gap 13R that is capable of changing its size and has a size, and a second layer 14R for red display is constructed by and disposed in this order.

【0039】緑色表示用光学多層構造体10Gは、基板11上に、この基板11に接して形成された、光の吸収のある緑色表示用の第1の層12G、光の干渉現象を起こし得る大きさを有するとともにその大きさを変化させることのできる緑色表示用間隙部13G、および緑色表示用の第2の層14Gをこの順で配設して構成したものである。 The green display optical multilayer structure 10G includes, over the substrate 11, the substrate 11 is formed in contact with the first layer 12G for green display with a light absorption may cause interference phenomenon of light green display gap capable of changing its size and has a size 13G, and a second layer 14G for green display is constructed by and disposed in this order.

【0040】また、青色表示用光学多層構造体10B Further, the optical multilayer structure 10B for blue display
は、基板11上に、この基板11に接して形成された、 Includes, over a substrate 11, which is formed in contact with the substrate 11,
光の吸収のある青色表示用の第1の層12B、光の干渉現象を起こし得る大きさを有するとともにその大きさを変化させることのできる青色表示用間隙部13B、および青色表示用の第2の層14Bをこの順で配設して構成したものである。 The first layer 12B for blue display with absorption of light, a blue display gap 13B that is capable of changing its size and has a size capable of causing an optical interference phenomenon, and a second for blue display the layer 14B is constructed by and disposed in this order.

【0041】赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体1 The red, green, optical multilayer structure 1 for blue display
0R,10G,10Bの上方には、図1に示したように、例えば酸化ケイ素(SiO 2 )からなるスペーサ1 0R, 10G, above the 10B, the spacer 1 made as shown in FIG. 1, for example, silicon oxide (SiO 2)
6を介して共通のカバーガラス17が接合されている。 Common cover glass 17 is bonded via the 6.
図を分かりやすくするため、このカバーガラス17は一部切り欠いて示している。 For clarity of illustration, the cover glass 17 is shown partially cutaway. なお、このカバーガラス17 In addition, the cover glass 17
は、この光スイッチング素子10を2次元に多数配設してなる、後述の光スイッチング素子アレイの全体に共通のものである。 It is formed by a number provided to the optical switching device 10 two-dimensionally, is common to the whole of the optical switching element array which will be described later.

【0042】カバーガラス17の裏面、すなわちスペーサ16に接合される面には、色再現性を改善するため、 The back surface of the cover glass 17, that is, the surface to be bonded to the spacer 16, in order to improve color reproducibility,
赤色,緑色,青色光学多層構造体10R,10G,10 Red, green, blue optical multilayer structure 10R, 10G, 10
Bに対応して、赤色フィルタ18R,緑色フィルタ18 Corresponding to B, the red filter 18R, green filter 18
G,青色フィルタ18Bが公知の方法で形成されている。 G, the blue filter 18B are formed by a known method. 基板11の表面からカバーガラス17の裏面(赤色,緑色,青色フィルタ18R,18G,18Bの裏面)までの距離(すなわち、スペーサ16の高さ)は例えば2.2μmと短く、見る角度により色ずれが生じないようになっている。 Distance from the surface of the substrate 11 to the back surface of the cover glass 17 (red, green, blue filters 18R, 18G, the rear surface of the 18B) (i.e., the height of the spacer 16), for example as short as 2.2 .mu.m, color depending on the angle of viewing deviation so that the does not occur.

【0043】基板11は、カーボン(C),グラファイト(黒鉛)などの非金属,タンタル(Ta)などの金属,酸化クロム(CrO)などの酸化金属,窒化チタン(TiN X )などの窒化金属,シリコンカーバイド(S The substrate 11, the carbon (C), graphite (graphite) nonmetal such as a metal such as tantalum (Ta), metal oxide such as chromium oxide (CrO), a metal nitride such as titanium nitride (TiN X), silicon carbide (S
iC)などの炭化物,シリコン(Si)などの半導体等の、不透明で光の吸収のある材料により形成されたもの、あるいは、これら光の吸収のある材料の薄膜を透明基板上に成膜したものとしてもよい。 iC) carbides, such as silicon (Si) semiconductor or the like, such as those formed by a absorption of opaque and light materials, or those of the thin film of the material with absorption of these light was formed on a transparent substrate it may be. 基板11は、また、例えばガラス,プラスチックなどの透明材料若しくは消衰係数の小さい半透明材料により形成されたものとしてもよい。 Substrate 11 also, for example, glass may be those formed by a transparent material or a small translucent material extinction coefficient such as plastic.

【0044】赤色,緑色,青色表示用の第1の層12 The red, green, the first layer for blue display 12
R,12G,12Bは、光の吸収のある層であり、例えばTa,Ti,Crなどの金属,CrOなどの酸化金属,TiN Xなどの窒化金属,SiCなどの炭化物,シリコン(Si)などの半導体などにより形成されたものである。 R, 12G, 12B is a layer of light absorption, for example Ta, Ti, a metal such as Cr, metal oxide such as CrO, a metal nitride such as TiN X, such as SiC carbides, such as silicon (Si) semiconductor and is formed by like.

【0045】赤色,緑色,青色表示用の第2の層14 The red, green, the second layer for blue display 14
R,14G,14Bは、透明材料により形成されたものであり、例えば、酸化チタン(TiO 2 )(屈折率2. R, 14G, 14B has been formed by a transparent material, for example, titanium oxide (TiO 2) (refractive index 2.
4),窒化珪素(Si 34 )(屈折率2.0),酸化亜鉛(ZnO)(屈折率2.0),酸化ニオブ(Nb 2 4), silicon nitride (Si 3 N 4) (refractive index 2.0), zinc oxide (ZnO) (refractive index 2.0), niobium oxide (Nb 2
5 )(屈折率2.2),酸化タンタル(Ta 25 O 5) (refractive index 2.2), tantalum oxide (Ta 2 O 5)
(屈折率2.1),酸化ケイ素(SiO)(屈折率2. (Refractive index 2.1), silicon oxide (SiO) (refractive index 2.
0),酸化スズ(SnO 0), tin oxide (SnO 2 )(屈折率2.0),ITO 2) (refractive index 2.0), ITO
(Indium-Tin Oxide) (屈折率2.0)などにより形成されている。 (Indium-Tin Oxide) is formed by a (refractive index 2.0).

【0046】なお、この赤色,緑色,青色表示用の第2 [0046] Note that the second of the red, green, blue display
の層14R,14G,14Bは、スイッチング動作時においては、後述のように可動部として作用するため、特に、ヤング率が高く、丈夫なSi 34などで形成されたものであることが好ましい。 The layers 14R, 14G, 14B, at the time of switching operation, to act as a movable portion as described later, in particular, high Young's modulus, it is preferable that formed like strong Si 3 N 4 . また、赤色,緑色,青色表示用の第2の層14R,14G,14Bは、後述のように静電気により駆動されるので、赤色,緑色,青色表示用の第2の層14R,14G,14Bは、その一部にITOなどからなる透明導電膜である赤色,緑色,青色表示用透明導電膜15R,15G,15Bを含む複合層となっている。 The red, green, the second layer 14R for blue display, 14G, 14B, so driven by static electricity as described below, the red, green, the second layer 14R for blue display, 14G, 14B is , has become a part of the red is a transparent conductive film made of ITO, green, blue display transparent conductive film 15R, 15G, and a composite layer comprising 15B.

【0047】赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体1 The red, green, optical multilayer structure 1 for blue display
0R,10G,10Bは、そのすべての層(または間隙部)において物理的または光学的な膜厚(または大きさ)が各色で互いに異なっている。 0R, 10G, 10B is physically or optical thickness (or size) are different from each other for each color in all of the layers (or gap). ただし、赤色,緑色,青色表示用透明導電膜15R,15G,15Bは各色で膜厚が等しくてもよく、本実施の形態では、例えば20nmとなっている。 However, the red, green, transparent conductive films 15R for blue display, 15G, 15B may be equal film thickness in each color, in this embodiment, for example, a 20 nm.

【0048】赤色,緑色,青色表示用の第1の層12 The red, green, the first layer for blue display 12
R,12G,12Bの物理的な膜厚は、入射光の波長、 R, 12G, the physical film thickness of 12B, the wavelength of the incident light,
その材料の屈折率と消衰係数、基板11および赤色,緑色,青色表示用の第2の層14R,14G,14Bの光学定数により決まるものであり、例えば5〜60nm程度の値をとる。 Refractive index and extinction coefficient of the material, the substrate 11 and the red, green, are those determined by the optical constants of the second layer 14R, 14G, 14B for blue display, for example, takes a value of about 5 to 60 nm. 本実施の形態においては、赤色表示用の第1の層12Rの物理的な膜厚は例えば12.8nm、 In this embodiment, the first layer 12R for red display physical film thickness, for example 12.8 nm,
緑色表示用の第1の層12Gの物理的な膜厚は例えば2 The physical thickness of the first layer 12G for green display example 2
1.6nm、青色表示用の第1の層12Bの物理的な膜厚は例えば16.3nmに設計されている。 1.6 nm, the physical thickness of the first layer 12B for blue display is designed, for example, 16.3 nm.

【0049】赤色,緑色,青色表示用の第2の層14 The red, green, the second layer for blue display 14
R,14G,14Bの光学的な膜厚は、基板11がカーボン,グラファイト,炭化物若しくはガラスなどの透明材料により形成されており、かつ、赤色,緑色,青色表示用の第1の層12R,12G,12Bがタンタル(T R, 14G, 14B is an optical film thickness of the substrate 11 is carbon, graphite, is formed of a transparent material such as a carbide or glass, and red, green, the first layer 12R for blue display, 12G , 12B tantalum (T
a)などの消衰係数の大きな金属材料等により形成されている場合には、「λ/4」(λは入射光の設計波長) If it is formed by a large metallic material such as extinction coefficient, such as a) the "lambda / 4" (lambda is the design wavelength of the incident light)
以下である。 Less. 但し、基板11がカーボン,グラファイト,炭化物若しくはガラスなどの透明材料により形成され、かつ、赤色,緑色,青色表示用の第1の層12R, However, the substrate 11 is formed of carbon, graphite, a transparent material such as a carbide or glass, and red, green, the first layer 12R for blue display,
12G,12Bがシリコン(Si)などの消衰係数の小さな材料により形成されている場合には、赤色,緑色, 12G, when the 12B is formed by a small material extinction coefficient, such as silicon (Si) are red, green,
青色表示用の第2の層14R,14G,14Bの光学的な膜厚は「λ/4」より大きく、「λ/2」以下である。 A second layer 14R for blue display, 14G, 14B are optical thickness of greater than "lambda / 4", is "lambda / 2" or less. これは赤色,緑色,青色表示用の第1の層12R, This red, green, the first layer 12R for blue display,
12G,12BをSiにより形成した場合の光学アドミッタンスの軌跡がアドミッタンスダイアグラム上で上方に移動するため、赤色,緑色,青色表示用の第2の層1 12G, since the locus of optical admittance in the case of forming by 12B of Si moves upward on the admittance diagram, the red, green, the second layer for blue display 1
4R,14G,14Bとの交点が実軸よりも上側(虚軸上で+側)となるためである。 4R, 14G, because the intersection of the 14B is than real axis upper (on the imaginary axis positive side).

【0050】なお、以上の膜厚は厳密に「λ/4」「λ [0050] It should be noted that, strictly "λ / 4" is more than a film thickness of "λ
/2」でなくとも、これらの近傍の値でもよい。 Without a / 2 ", or the value of these neighbors. これは、例えば、一方の層の光学膜厚がλ/4より厚くなった分、他方の層を薄くするなどして補完できるからである。 This is, for example, because the optical thickness of the one layer amount that becomes thicker than lambda / 4, it complements such as by thinning the other layer. このことは他の実施の形態においても同様である。 This also applies to other embodiments.
よって、本明細書においては、「λ/4」の表現には「ほぼλ/4」の場合も含まれるものとする。 Therefore, in this specification, the expression "lambda / 4" shall include the case of "approximately lambda / 4".

【0051】なお、上述の赤色,緑色,青色表示用の第2の層14R,14G,14Bの光学的特性は、赤色, [0051] Incidentally, red above, green, optical properties of the second layer 14R, 14G, 14B for blue display, red,
緑色,青色表示用の透明導電膜15R,15G,15B Green, transparent conductive film 15R for blue display, 15G, 15B
を含む複合層としての合成した光学的特性(光学アドミッタンス)である。 A synthesized optical properties as a composite layer containing (optical admittance). また、赤色,緑色,青色表示用の第1の層12R,12G,12Bも、赤色,緑色,青色表示用の第2の層14R,14G,14Bと同様に互いに光学的特性の異なる2以上の層で構成された複合層としてもよく、この場合には複合層における合成した光学的特性(光学アドミッタンス)が単層の場合と同等な特性を有するものとする。 The red, green, the first layer 12R for blue display, 12G, 12B is also the red, green, the second layer 14R for blue display, 14G, 14B as well as two different or more of optical characteristics from each other It may be a composite layer that comprises a layer, in this case it is assumed that the optical properties was synthesized in the composite layer (optical admittance) have equivalent characteristics to that of a single layer.

【0052】本実施の形態では、赤色,緑色,青色表示用の第2の層14R,14G,14Bの物理的な膜厚(赤色,緑色,青色表示用透明導電膜15R,15G, [0052] In this embodiment, the red, green, the second layer 14R for blue display, 14G, 14B of the physical thickness (red, green, transparent conductive films 15R for blue display, 15G,
15Bの物理的な膜厚を除いた値)は、それぞれ32. Physical values ​​excluding the thickness of 15B), respectively 32.
8nm、31.7nm、22.8nmとしている。 8nm, 31.7nm, is set to 22.8nm.

【0053】赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,1 [0053] Red, green, blue display gap portion 13R, 1
3G,13Bは、後述の駆動手段によって、その光学的な大きさ(赤色,緑色,青色表示用の第1の層12R, 3G, 13B, depending below the driving means, its optical size (red, green, the first layer 12R for blue display,
12G,12Bと赤色,緑色,青色表示用の第2の層1 12G, 12B and red, green, the second layer for blue display 1
4R,14G,14Bとの間隔)が可変であるように設定されている。 4R, 14G, the interval between 14B) is configured to be variable. 赤色,緑色,青色表示用間隙部13R, Red, green, blue display gap 13R,
13G,13Bを埋める媒体は、透明であれば気体でも液体でもよい。 13G, the medium to fill 13B may be a liquid at the gas be transparent. 気体としては、例えば、空気(ナトリウムD線(589.3nm)に対する屈折率n D =1. As the gas, for example, the refractive index n D = 1 for air (sodium D line (589.3 nm).
0)、窒素(N 2 )(n D =1.0)など、液体としては、水(n D =1.333)、シリコーンオイル(n D 0), nitrogen (N 2) (n D = 1.0) , etc., as the liquid, water (n D = 1.333), silicone oil (n D
=1.4〜1.7)、エチルアルコール(n D =1.3 = 1.4 to 1.7), ethyl alcohol (n D = 1.3
618)、グリセリン(n D =1.4730)、ジョードメタン(n D =1.737)などが挙げられる。 618), glycerin (n D = 1.4730), Jodometan (n D = 1.737), and the like. なお、赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,13G,1 Note that the red, green, blue display gap 13R, 13G, 1
3Bを真空状態とすることもできる。 3B may be a vacuum state.

【0054】赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,1 [0054] Red, green, blue display gap portion 13R, 1
3G,13Bの光学的な大きさは、「λ/4の奇数倍」 3G, the optical size of 13B is "odd multiple of lambda / 4"
と「λ/4の偶数倍(0を含む)」との間で、2値的あるいは連続的に変化するものである。 And between the "even multiple of lambda / 4 (including 0)", in which changes binary or continuously. これにより入射光の反射、透過若しくは吸収の量が2値的あるいは連続的に変化する。 Thus the reflection of the incident light, the amount of transmission or absorption binary or continuously varied. なお、上記赤色,緑色,青色表示用の第1 Note that the red, green, first blue display
の層12R,12G,12Bおよび赤色,緑色,青色表示用の第2の層14R,14G,14Bの膜厚の場合と同様に、λ/4の倍数から多少ずれても、他の層の膜厚あるいは屈折率の多少の変化で補完できるので、「λ/ Layers 12R, 12G, 12B and red, green, the second layer 14R for blue display, 14G, similarly to the case of the film thickness of 14B, even if slightly deviated from a multiple of lambda / 4, of another layer film since can be complemented by some of the changes in the thickness or the refractive index, "λ /
4」の表現には、「ほぼλ/4」の場合も含まれるものとする。 4 The representation of ", are intended to be included in the case of" approximately λ / 4 ".

【0055】本実施の形態においては、赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,13G,13Bの光学的な大きさは「λ/4」、すなわち、それぞれ162.5nm、 [0055] In this embodiment, red, green, blue display gap 13R, 13G, the optical size of 13B "lambda / 4", ie, respectively 162.5Nm,
137.5nm、112.5nmとなっている。 137.5nm, and has a 112.5nm.

【0056】上記のような構成を有する光スイッチング素子10は、図3ないし図19に示した製造方法により製造することができる。 [0056] the optical switching element 10 having the configuration as described above can be manufactured by the manufacturing method shown in FIGS. 3 to 19.

【0057】まず、図3に示したように、例えばカーボンからなる基板11を用意する。 [0057] First, as shown in FIG. 3, for example, providing a substrate 11 made of carbon. そして、図4に示したように、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition ; Then, as shown in FIG. 4, for example, CVD (Chemical Vapor Deposition;
化学気相成長)法により、基板11上に、上述した材料からなる薄膜として例えばタンタル(Ta)膜41を成膜する。 By a chemical vapor deposition) method, the substrate on the 11, is deposited, for example, tantalum (Ta) film 41 as a thin film made of the materials described above. 上述のように、本実施の形態においては、赤色表示用の第1の層12Rの膜厚は例えば12.8nm、 As described above, in the present embodiment, the thickness of the first layer 12R for red display, for example 12.8 nm,
緑色表示用の第1の層12Gの膜厚は例えば21.6n The thickness of the first layer 12G for green display example 21.6n
m、青色表示用の第1の層12Bの膜厚は例えば16. m, the first layer 12B having a thickness for blue display, for example 16.
3nmに設定しているが、図4の工程で成膜するタンタル膜41の膜厚は、最も厚い緑色表示用の第1の層12 Although set to 3 nm, the first layer 12 for a thickness of the tantalum film 41 for forming in the process of FIG. 4, the thickest green display
Gの膜厚21.6nmに等しくなるようにする。 To be equal to G having a thickness of 21.6 nm.

【0058】これに続いて行われる図5ないし図7の工程は、このタンタル膜41を3次元形状にエッチングすることにより、互いに膜厚の異なる赤色表示用の第1の層12R,緑色表示用の第1の層12G,青色表示用の第1の層12Bを形成するための工程である。 [0058] in FIGS. 5 to 7 which is performed subsequent to this step, by etching the tantalum film 41 in the three-dimensional shape, the first layer 12R for different thicknesses red display each other, the green display first layer 12G of a step for forming the first layer 12B for blue display. 具体的には、赤色表示用の第1の層12Rは、膜厚21.6nm Specifically, a first layer 12R for red display, the thickness 21.6nm
のタンタル膜41を8.8nmエッチング除去することにより形成する。 The tantalum film 41 is formed by removing 8.8nm etching. 緑色表示用の第1の層12Gは、タンタル膜41がエッチングされないようにして当初の膜厚を維持させることにより形成する。 A first layer 12G for green display, tantalum film 41 is formed by maintaining the thickness of the original so as not etched. 青色表示用の第1の層12Bは、タンタル膜41を5.3nmエッチング除去することにより形成する。 The first layer 12B for blue display is formed by a tantalum film 41 removed 5.3nm etching. なお、図7に示したように、タンタル膜41の両端部分41A,41Aはエッチング除去されない。 Incidentally, as shown in FIG. 7, both end portions 41A of the tantalum film 41, 41A are not etched away. このように、タンタル膜41を場所により異なる膜厚になるようにエッチング除去するため、本実施の形態では以下に詳しく説明するようにグレースケールマスクを用いている。 Thus, in order to etch away so that the tantalum film 41 to different thicknesses depending on the location, in the present embodiment is used a grayscale mask as described in more detail below.

【0059】まず、図5に示したように、タンタル膜4 [0059] First, as shown in FIG. 5, the tantalum film 4
1上に第1のフォトレジスト膜21を均一な膜厚に塗布し、第1のフォトレジスト膜21を、予め作製しておいた第1のグレースケールマスク31を用いて感光させる。 The first photoresist film 21 is coated to a uniform thickness on the 1, the first photoresist film 21 and expose using the first gray-scale mask 31 that had been previously prepared. 第1のグレースケールマスク31は、電子線やレーザビームによる直接描画装置を使用して、表面層を特殊処理した膜厚数mmのガラスプレートをマスク露光することにより製作されるグレースケールマスクである。 First gray scale mask 31, using a direct drawing apparatus using an electron beam or laser beam, it is a gray scale mask fabricated by the glass plate of the surface layer of special treated membrane thickness of several mm to mask exposure . このようなグレースケールマスクとして、電子線またはレーザビームの照射量によって黒レベル(マスクを光が透過するレベル)を調節することができるものが実用化されている(例えば、キャニオンマテリアル社製HEBS Such a gray scale mask, which can adjust the black level (level optical mask is transmitted) by the irradiation of electron beam or laser beam has been put to practical use (e.g., Canyon Materials, Inc. HEBS
(High Energy Beam Sensitive)ガラスプレート)。 (High Energy Beam Sensitive) glass plate). マスクの黒レベルを変化させたグレースケールマスクを用いることにより、フォトレジストの露光量を調節し、感光されるフォトレジストの厚みを変えることができる。 By using the gray scale mask with varying the black level of the mask, to adjust the exposure amount of the photoresist, it is possible to change the thickness of the photoresist being light-sensitive.

【0060】このような第1のグレースケールマスク3 [0060] The first of the gray scale mask 3
1を用いて、第1のフォトレジスト膜21を感光させ、 With 1, and exposed first photoresist film 21,
図6に示したような3次元形状に加工する。 It is processed into three-dimensional shape as shown in FIG. その後、第1のフォトレジスト膜21も合わせてタンタル膜41のエッチングを行うことにより、図7に示したように、タンタル膜41に第1のフォトレジスト膜21の形状を転写することができる。 Then, by etching the tantalum film 41 also to the first photoresist film 21, as shown in FIG. 7, it is possible to transfer the shape of the first photoresist film 21 on the tantalum film 41.

【0061】一般的には、例えば、エッチングレートが1の薄膜を階段状にエッチングしたい場合、フォトレジスト膜のエッチングレートが2であれば、必要な形状(作成したい階段において、ある段と最も低い段との厚さの差)の2倍の厚さでフォトレジスト膜を階段状に加工すればよい。 [0061] In general, for example, if the etching rate is desired to etch a thin film stepwise, if the etching rate of the photoresist film 2, in the stairs to be required shape (creating, the lowest there stage it may be processed using the photoresist film stepwise at two times the thickness of the thickness difference) between the stages. 本実施の形態においては、第1のフォトレジスト膜21を感光する工程において、図6に示した感光後の第1のフォトレジスト膜21の膜厚T P1は、次式(5)の関係を満たすようになっている。 In the present embodiment, in the step of the photosensitive first photoresist film 21, the thickness T P1 of the first photoresist film 21 after exposure shown in FIG. 6, the following relationship (5) It is made as to satisfy. P1 =R P1・D P1 (5) (ただし、R P1はタンタル膜41のエッチングレートに対する第1のフォトレジスト膜21のエッチングレートの比を表し、D P1は感光後の第1のフォトレジスト膜2 T P1 = R P1 · D P1 (5) ( provided that, R P1 represents the ratio of the etch rate of the first photoresist film 21 to the etching rate of the tantalum film 41, D P1 first photoresist after exposure film 2
1のうち最も膜厚の小さい部分(すなわち赤色表示用の第1の層12R)と、この最も膜厚の小さい部分以外の部分(すなわち緑色,青色表示用の第1の層12G,1 Most thickness small portion of 1 (i.e., the first layer 12R for red display), the most thickness smaller portion other than the portion of (i.e. green, the first layer 12G for blue display, 1
2B、およびタンタル膜41の両端部分41A,41 2B and two end portions 41A, 41 of the tantalum film 41,
A)との膜厚の差を表す) Represents the difference in the thickness of the A))

【0062】上述のように、赤色表示用の第1の層12 [0062] As described above, the first layer 12 for red display
Rの膜厚が最も小さく、緑色表示用の第1の層12Gは赤色表示用の第1の層12Rよりも8.8nm厚く、青色表示用の第1の層12Bは赤色表示用の第1の層12 The film thickness of R is the smallest, the first layer 12G for green display 8.8nm thicker than the first layer 12R for red display, the first layer 12B for blue display for red display 1 of layer 12
Rよりも3.5nm厚い。 3.5nm thicker than R. したがって、タンタル膜41 Therefore, tantalum film 41
に対する第1のフォトレジスト膜21のエッチングレートの比が2であれば、図5の工程では第1のフォトレジスト膜21を8.8nmの2倍、すなわち17.6nm If the ratio of the etching rate of the first photoresist film 21 for 2, 2-fold 8.8nm first photoresist film 21 is in the process of FIG. 5, i.e. 17.6nm
の膜厚で塗布しておく。 It should be applied in a film thickness. そして、図6に示した感光後の第1のフォトレジスト膜21の膜厚が、赤色表示用の第1の層12Rでは0nm(第1のフォトレジスト膜21 Then, the film thickness of the first photoresist film 21 after exposure shown in FIG. 6, the first layer 12R for red display 0 nm (the first photoresist film 21
は完全に除去される)、緑色表示用の第1の層12Gでは8・8nmの2倍、すなわち17.6nm(第1のフォトレジスト膜21は当初の膜厚を維持する)、青色表示用の第1の層12Bでは3.5nmの2倍で7.0n Is completely removed), twice the 8 · 8 nm in the first layer 12G for green display, i.e. 17.6 nm (first photoresist film 21 maintains the thickness of the original), a blue display the first layer 12B in 7.0n twice as 3.5nm of
m(第1のフォトレジスト膜21はわずかに残る)となるようにすればよい。 m (first photoresist film 21 is slightly remains) may be such that the.

【0063】上述のような形状に加工された第1のフォトレジスト膜21とタンタル膜41とを合わせてエッチングすると、タンタル膜41に対する第1のフォトレジスト膜21のエッチングレートの比は2であるから、第1のフォトレジスト膜21に覆われていないタンタル膜41が8.8nmエッチングされて赤色表示用の第1の層12Rが形成される時間内に、タンタル膜41を覆う膜厚17.6nmの第1のフォトレジスト膜21がすべてエッチングされ、タンタル膜41の表面が露出して、 [0063] When combined with the first photoresist film 21 and the tantalum film 41 is processed into the shape as described above is etched, the etching rate ratio of the first photoresist film 21 for the tantalum film 41 is 2 from the first photoresist film 21 a tantalum film 41 not covered with the is 8.8nm etched within the time the first layer 12R for red display is formed, the film thickness covering the tantalum film 41 17. the first photoresist film 21 of 6nm is all etched to expose the surface of the tantalum film 41,
緑色表示用の第1の層12Gが形成される。 A first layer 12G for green display is formed. 一方、同時間内に、タンタル膜41を覆う膜厚7.0nmの第1のフォトレジスト膜21も完全にエッチングされ、さらにタンタル膜41が5.3nmエッチングされて、膜厚1 On the other hand, within the time, the first photoresist film 21 having a thickness of 7.0nm covering the tantalum film 41 is completely etched, and further the tantalum film 41 are 5.3nm etching, thickness 1
6.3nmの青色表示用の第1の層12Bが形成される。 The first layer 12B for blue display 6.3nm is formed.

【0064】このようにしてタンタル膜41をエッチングにより3次元形状に加工し、図7に示したように、互いに膜厚の異なる赤色表示用の第1の層12R,緑色表示用の第1の層12G,青色表示用の第1の層12Bを形成することができる。 [0064] The thus tantalum film 41 is processed into a three-dimensional shape by etching, as shown in FIG. 7, the thickness of different first layer 12R for red and the green display first mutually layer 12G, it is possible to form the first layer 12B for blue display.

【0065】次に、図8に示すように、相互に大きさが異なる赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,13G, Next, as shown in FIG. 8, red mutually different sizes, green, blue display gap 13R, 13G,
13Bを形成するための犠牲層として、非晶質シリコン(a−Si)層42を均一な膜厚で形成する。 As a sacrificial layer for forming 13B, an amorphous silicon (a-Si) layer 42 with a uniform thickness. 赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,13G,13Bのうち赤色表示用間隙部13Rの大きさが162.5nmと最も大きいので、この非晶質シリコン膜42も162.5n Red, green, blue display gap 13R, 13G, since the size of the red display gap 13R of 13B is largest and 162.5Nm, the amorphous silicon film 42 162.5n
mの膜厚に形成する。 Formed to a thickness of m.

【0066】これに続く図9から図11に示す工程は、 [0066] step shown in FIG. 11 in the subsequent Figure 9 which,
互いに大きさの異なる赤色表示用間隙部13R,緑色表示用間隙部13G,青色表示用間隙部13Bを形成するために、この非晶質シリコン膜42を、これらの赤色, Mutually different sizes red display gap 13R, green display gap 13G, in order to form a blue display gap 13B, the amorphous silicon film 42, these red,
緑色,青色表示用間隙部13R,13G,13Bに対応する3次元形状にエッチングする工程である。 Green, a step of etching the blue display gap 13R, 13G, the three-dimensional shape corresponding to 13B. 具体的には、大きさ162.5nmの赤色表示用間隙部13Rを形成するためには、非晶質シリコン膜42がエッチングされないようにして当初の膜厚を維持させる。 More specifically, in order to form the red display gap 13R size 162.5nm an amorphous silicon film 42 is to maintain the thickness of the original so as not etched. 大きさ1 Size 1
37.5nmの緑色表示用間隙部13Gを形成するためには、非晶質シリコン膜42を25nmエッチング除去する。 To form the green display gap 13G of 37.5nm is 25nm etched amorphous silicon film 42. 大きさ112.5nmの青色表示用間隙部13B Blue display gap 13B size 112.5nm
を形成するためには、非晶質シリコン膜42を50nm To form a can, 50 nm amorphous silicon film 42
エッチング除去する。 It is removed by etching. なお、図8に示した非晶質シリコン膜42の両端部分42A,42Aは、図11に示したように完全にエッチング除去される。 Incidentally, both end portions 42A of the amorphous silicon film 42 shown in FIG. 8, 42A is completely etched away as shown in FIG. 11.

【0067】まず、図9に示したように、非晶質シリコン膜42上に第2のフォトレジスト膜22を均一な膜厚に塗布し、この第2のフォトレジスト膜22を、予め作製しておいた第2のグレースケールマスク32を用いて感光させ、3次元形状に加工する。 [0067] First, as shown in FIG. 9, the second photoresist film 22 is coated to a uniform thickness on the amorphous silicon film 42, the second photoresist film 22, prefabricated a second gray scale mask 32 was allowed to photosensitive used, processed into three-dimensional shape. 本実施の形態においては、第2のフォトレジスト膜22を感光する工程において、図10に示した感光後の第2のフォトレジスト膜22の膜厚T P2は、次式(6)の関係を満たすようになっている。 In the present embodiment, in the step of sensitizing a second photoresist film 22, the thickness T P2 of the second photoresist film 22 after exposure shown in FIG. 10, the following relationship (6) It is made as to satisfy. P2 =R P2・D P2 (6) (ただし、R P2は非晶質シリコン膜42のエッチングレートに対する第2のフォトレジスト膜22のエッチングレートの比を表し、D P2は感光後の第2のフォトレジスト膜22のうち最も膜厚の小さい部分(すなわち両端部分42A,42A)と、この最も膜厚の小さい部分以外の部分(赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,13 T P2 = R P2 · D P2 (6) ( provided that, R P2 represents the ratio of the etching rate of the second photoresist film 22 to the etching rate of the amorphous silicon film 42, D P2 second after exposure the most thickness of the small portion (i.e. two end portions 42A, 42A) of the photoresist film 22 and, the most thickness smaller portion other than the portion of the (red, green, blue display gap 13R, 13
G,13Bとなるべき部分)との膜厚の差を表す) G, represents the difference in the thickness of the portion to be) and 13B)

【0068】感光後の第2のフォトレジスト膜22の具体的な膜厚の数値の設定については第1のフォトレジスト膜21の場合と同様なので、その詳細な説明は省略する。 [0068] Since the setting of the specific value of the thickness of the second photoresist film 22 after exposure is the same as in the first photoresist film 21, and a detailed description thereof will be omitted.

【0069】その後、第2のフォトレジスト膜22も合わせて非晶質シリコン膜42のエッチングを行うことにより、図11に示したように、非晶質シリコン膜42に第2のフォトレジスト膜22の形状を転写することができる。 [0069] After that, in conjunction also second photoresist film 22 to etch the amorphous silicon film 42, as shown in FIG. 11, the second photoresist film to the amorphous silicon film 42 22 it can be transferred in shape.

【0070】続いて、図12に示したように、タンタル膜41および非晶質シリコン膜42の上に、プラズマC Subsequently, as shown in FIG. 12, on the tantalum film 41 and the amorphous silicon film 42, a plasma C
VD(PECVD;Plazma Enhanced Chemical Vapor D VD (PECVD; Plazma Enhanced Chemical Vapor D
eposition )または低圧CVD(LPCVD;Low Pres Eposition) or low pressure CVD (LPCVD; Low Pres
sure Chemical Vapor Deposition)により、赤色,緑色,青色表示用の第2の層14R,14G,14Bを形成するための窒化ケイ素(SiN x )膜43を均一な膜厚で成膜する。 The sure Chemical Vapor Deposition), red, green, the second layer 14R for blue display, 14G, forming a film of silicon nitride (SiN x) film 43 with a uniform thickness to form a 14B. このとき、窒化ケイ素膜43の内部応力は、光スイッチング素子10に必要な応答周波数によって調整される必要があり、おおむね100〜800MP At this time, the internal stress of the silicon nitride film 43 is required to be adjusted by the response frequency required optical switching element 10, generally 100~800MP
aの引張り応力が必要となる。 a tensile stress is required. 本実施の形態では、応答時間を1μs以下とすることが要求されているので、窒化ケイ素膜43の引張り応力が200MPaとなるような条件で成膜する。 In this embodiment, since it is the response time between 1μs or less is required, the tensile stress of the silicon nitride film 43 is deposited under the condition becomes 200 MPa. なお、赤色,緑色,青色表示用の第2の層14R,14G,14Bのうち赤色表示用の第2 Note that the red, green, the second layer 14R for blue display, 14G, second red display of 14B
の層14Rの膜厚が32.8nmと最も厚いので、ここで成膜される窒化ケイ素膜43の膜厚は32.8nmとする。 Since the thickness of the layer 14R of the thickest and 32.8Nm, wherein the thickness of the silicon nitride film 43 to be formed is a 32.8Nm.

【0071】これに続く図13から図15に示す工程は、互いに膜厚の異なる赤色表示用の第2の層14R, [0071] The steps shown in the subsequent Figure 13 in Figure 15, a second layer 14R for different thicknesses red display each other,
緑色表示用の第2の層14G,青色表示用の第2の層1 A second layer 14G for green display, a second layer for blue display 1
4Bを形成するために、この窒化ケイ素膜43を3次元形状にエッチングする工程である。 To form a 4B, a step of etching the silicon nitride film 43 in the three-dimensional shape. 具体的には、膜厚3 More specifically, the film thickness 3
2.8nmの赤色表示用の第2の層14Rを形成するためには、窒化ケイ素膜43がエッチングされないようにして当初の膜厚を維持させる。 To form the second layer 14R for red display 2.8nm are silicon nitride film 43 to maintain the thickness of the original so as not etched. 膜厚31.7nmの緑色表示用の第2の層14Gを形成するためには、窒化ケイ素膜43を1.1nmエッチング除去する。 To form the second layer 14G for green display of thickness 31.7nm, the silicon nitride film 43 is removed 1.1nm etching. 膜厚22. Film thickness of 22.
8nmの青色表示用の第2の層14Bを形成するためには、窒化ケイ素膜43を10nmエッチング除去する。 To form a 8nm of the second layer 14B for blue display is 10nm etched silicon nitride film 43.
なお、図12に示した窒化ケイ素膜43の両端部分43 Note that both end portions of the silicon nitride film 43 shown in FIG. 12 43
A,43Aは、図15に示したように、完全にエッチング除去される。 A, 43A, as shown in FIG. 15, are completely etched away.

【0072】まず、図13に示したように、窒化ケイ素膜43上に第3のフォトレジスト膜23を均一な膜厚に塗布し、この第3のフォトレジスト膜23を、予め作製しておいた第3のグレースケールマスク33を用いて感光させ、図14に示したような3次元形状に加工する。 [0072] First, as shown in FIG. 13, a third photoresist film 23 is coated to a uniform thickness on the silicon nitride film 43, the third photoresist film 23, contact with previously prepared and exposed using a third gray-scale mask 33 it had, is processed into three-dimensional shape as shown in FIG. 14.
このとき、図14からわかるように、第3のフォトレジスト膜23は、膜厚の互いに異なる3つの部分に分割されている。 At this time, as can be seen from Figure 14, the third photoresist film 23 is divided into different three parts thickness. 本実施の形態においては、第3のフォトレジスト膜23を感光する工程において、図14に示した感光後の第3のフォトレジスト膜23の膜厚T P3は、次式(7)の関係を満たすようになっている。 In the present embodiment, in the step of sensitizing a third photoresist film 23, the thickness T P3 of the third photoresist film 23 after exposure shown in FIG. 14, the relationship of the following expression (7) It is made as to satisfy. P3 =R P3・D P3 (7) (ただし、R P3は非晶質シリコン膜43のエッチングレートに対する第3のフォトレジスト膜23のエッチングレートの比を表し、D P3は感光後の第3のフォトレジスト膜23のうち最も膜厚の小さい部分(すなわち両端部分43A,43A)と、この最も膜厚の小さい部分以外の部分(赤色,緑色,青色表示用の第2の層14R,1 T P3 = R P3 · D P3 (7) ( provided that, R P3 represents a ratio of the third etching rate of the photoresist film 23 to the etching rate of the amorphous silicon film 43, D P3 third after exposure the photoresist most thickness of smaller parts (i.e. two end portions 43A, 43A) of the film 23 and, this most film small portion other than the portion of the thickness (red, green, the second layer 14R for blue display, 1
4G,14B)との膜厚の差を表す) 4G, 14B) representing the difference between thicknesses of the)

【0073】感光後の第3のフォトレジスト膜23の具体的な膜厚の数値の設定については第1のフォトレジスト膜21の場合と同様なので、その詳細な説明は省略する。 [0073] Since the setting of the specific value of the thickness of the third photoresist film 23 after exposure is the same as in the first photoresist film 21, and a detailed description thereof will be omitted.

【0074】その後、第3のフォトレジスト膜23も合わせて窒化ケイ素膜43のエッチングを行うことにより、図15に示したように、窒化ケイ素膜43に第3のフォトレジスト膜23の形状を転写するとともに、3つの部分に分割された互いに膜厚の異なる赤色,緑色,青色表示用の第2の層14R,14G,14Bが形成される。 [0074] Then, transfer by etching the third photoresist film 23 is also a silicon nitride film 43 in conjunction, as shown in FIG. 15, the shape of the third photoresist film 23 on the silicon nitride film 43 as well as, different red thicknesses from one another which is divided into three parts, a green, a second layer 14R for blue display, 14G, 14B are formed.

【0075】続いて、赤色,緑色,青色表示用透明導電膜15R,15G,15Bを形成するためのITO膜を、均一な厚み、例えば本実施の形態では20nmの厚みで成膜する。 [0075] Then, red, green, transparent conductive films 15R for blue display, 15G, the ITO film for forming 15B, uniform thickness, for example, in the present embodiment is formed to a thickness of 20 nm. 赤色,緑色,青色表示用透明導電膜15 Red, green, transparent conductive film 15 for blue display
R,15G,15Bは各色で膜厚を変える必要がないので、通常のマスクを用いてITO膜をパターニングする。 R, 15G, since 15B is not necessary to change the film thickness for each color, the ITO film is patterned using conventional mask. これにより、図16に示したように、赤色,緑色, Thus, as shown in FIG. 16, the red, green,
青色表示用の第2の層14R,14G,14Bの上にそれぞれ赤色,緑色,青色表示用透明導電膜15R,15 A second layer 14R for blue display, 14G, respectively red over 14B, green, transparent conductive films 15R for blue display, 15
G,15Bが形成される。 G, 15B are formed.

【0076】次に、図1および図2に示したスペーサ1 Next, the spacer 1 shown in FIGS. 1 and 2
6を形成するための酸化シリコン(SiO 2 )膜を基板11の表面から2.2μmの膜厚になるように成膜し、 Silicon oxide to form a 6 (SiO 2) film was deposited to the surface of the substrate 11 to a thickness of 2.2 .mu.m,
この酸化シリコン膜をリフトオフ法によりパターニングする。 The silicon oxide film is patterned by a lift-off method. こうして、図17(A),(B)に示したように、赤色,緑色,青色光学多層構造体10R,10G, Thus, as shown in FIG. 17 (A), (B), red, green, blue optical multilayer structure 10R, 10G,
10Bに対してそれぞれ一対のスペーサ16を形成する。 Respectively forming a pair of spacers 16 relative to 10B.

【0077】その後、例えばフッ化キセノン(Xe [0077] Then, for example fluoride xenon (Xe
2 )を用いたドライエッチングにより、犠牲層としての非晶質シリコン膜42を除去する。 By dry etching using F 2), to remove the amorphous silicon film 42 as a sacrificial layer. こうして、図18 Thus, as shown in FIG. 18
および図19に示したように、「λ/4」の光学的大きさを有する赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,13 And as shown in FIG. 19, a red having an optical size of the "lambda / 4", green, blue display gap 13R, 13
G,13Bが形成される。 G, 13B are formed. こうして、赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体10R,10G,10Bを備えたカラー表示可能な光スイッチング素子10が完成する。 Thus, the red, green, blue display optical multilayer structure 10R, 10G, the color displayable optical switching element 10 having a 10B is completed.

【0078】なお、図1ないし図19では一個の光スイッチング素子10を示しているが、実際には、多数の光スイッチング素子10が基板11上に2次元アレイ状に作製されて図示しない光スイッチング素子アレイを構成している。 [0078] Note that shows the light switching element 10 one of the FIGS. 1 to 19, in fact, optical switching, not shown plurality of optical switching element 10 is fabricated in a two-dimensional array on the substrate 11 constitute an element array. そして、さらにスペーサ16を介してこの光スイッチング素子アレイ全体に共通のカバーガラス17 The common cover glass 17 to the entire optical switching element array further through the spacer 16
(図1参照)が接合される。 (See FIG. 1) is bonded. カバーガラス17の裏面には、色再現性を向上させるための赤色,緑色,青色フィルタ18R,18G,18Bが予め形成されている。 On the back surface of the cover glass 17, the red for improving the color reproducibility, green, blue filters 18R, 18G, 18B are formed in advance. カバーガラス17を接合する際には、光スイッチング素子アレイの内部を窒素(N 2 )またはヘリウム(He)雰囲気にして封止する。 When bonding the cover glass 17, and sealed inside the optical switching element array to nitrogen (N 2) or helium (He) atmosphere. 内部の圧力は、用途に応じて必要な光スイッチング素子10の減衰を考慮して決定され、 The pressure is determined in consideration of the attenuation of the optical switching elements 10 necessary according to the application,
本実施の形態では例えば50KPaのヘリウム雰囲気とする。 In this embodiment, is a helium atmosphere, for example 50 KPa.

【0079】その後、2次元アレイ状に形成されている光スイッチング素子10を個々に分割してチップ化する。 [0079] Then, into chips by dividing into individual optical switching element 10 which is formed in a two-dimensional array. 光スイッチング素子10のチップ化は、例えば、まずカバーガラス17をダイシングし、その後基板11をダイシングすることにより行うことができる。 Chip of the optical switching element 10 is, for example, first dicing the cover glass 17 can be carried out by subsequently dicing the substrate 11.

【0080】上記のような構造を有する光スイッチング素子10の赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体10 [0080] red light switching element 10 having the above structure, green, optical multilayer structure 10 for blue display
R,10G,10Bは、赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,13G,13Bの光学的な大きさを、λ/4の奇数倍とλ/4の偶数倍(0を含む)との間(例えば「λ/4」と「0」との間)で、2値的あるいは連続的に変化させることによって、入射した光の反射,透過若しくは吸収の量を変化させるものである。 During the R, 10G, 10B are red, green, blue display gap 13R, 13G, the optical size of 13B, (including 0) even multiple of an odd multiple and lambda / 4 of lambda / 4 and (e.g. between the "lambda / 4" and "0"), the binary or be continuously changed, thereby changing the amount of reflection, transmission or absorption of incident light. 赤色,緑色, Red, green,
青色表示用光学多層構造体10R,10G,10Bを構成する各層または間隙部は、その光学的または物理的な膜厚または大きさが各色ごとに最適化されており、これにより光スイッチング素子10はカラー表示可能となる。 Each layer or gap constituting a blue display optical multilayer structure 10R, 10G, and 10B, the optical or physical thickness or size are optimized for each color, thereby the optical switching element 10 is the color can be displayed become.

【0081】本実施の形態においては、赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体10R,10G,10Bは、静電気により駆動される。 [0081] In this embodiment, red, green, blue display optical multilayer structure 10R, 10G, 10B are driven by static electricity. すなわち、赤色,緑色,青色表示用透明導電膜15R,15G,15Bと、赤色,緑色,青色表示用の第1の層12R,12G,12Bとの間への電圧印加による電位差で生じた静電引力によって、赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,13G,1 Specifically, the red, green, transparent conductive films 15R for blue display, 15G, 15B and the red, green, electrostatic generated by the potential difference due to the voltage application between the first layer 12R for blue display, 12G, and 12B by attraction, red, green, blue display gap 13R, 13G, 1
3Bの光学的な大きさを、例えば「λ/4」と「0」との間、あるいは「λ/4」と「λ/2」との間で2値的に切り替える。 The optical size of 3B, for example, "lambda / 4" and between "0" or "lambda / 4" and "lambda / 2" 2 value to switch between. 勿論、赤色,緑色,青色表示用透明導電膜15R,15G,15B、赤色,緑色,青色表示用の第1の層12R,12G,12Bへの電圧印加を連続的に変化させることにより、赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,13G,13Bの大きさをある値の範囲で連続的に変化させ、入射した光の反射、若しくは透過あるいは吸収等の量を連続的(アナログ的)に変化させるようにすることもできる。 Of course, red, green, transparent conductive films 15R for blue display, 15G, 15B, red, green, the first layer 12R for blue display, 12G, by continuously changing the voltage applied to 12B, red, green, blue display gap 13R, 13G, continuously changed within the range of the values ​​in the size of 13B, varying reflection of incident light, or transmission or the amount of absorption such as continuously (analog) It can also be so.

【0082】ここで、赤色、緑色,青色表示用間隙部1 [0082] Here, the red, green, blue display cavity part 1
3R,13G,13Bの光学的な大きさを例えば上記の「λ/4」と「0」との間で2値的に切り替えるとする。 3R, 13G, to binary switches and between 13B optical size for example of the above the "lambda / 4" and "0". 赤色,緑色,青色表示用透明導電膜15R,15 Red, green, transparent conductive films 15R for blue display, 15
G,15Bと赤色,緑色,青色表示用の第1の層12 G, 15B and red, green, the first layer for blue display 12
R,12G,12Bとの間の電位差が0Vであるときは、図20(A)に示したように、赤色,緑色,青色表示用の第2の層14R,14G,14Bは赤色,緑色, R, 12G, when a potential difference between the 12B is 0V, as shown in FIG. 20 (A), red, green, the second layer 14R for blue display, 14G, 14B are red, green,
青色表示用の第1の層12R,12G,12Bに対して離間した状態となり、赤色,緑色,青色表示用間隙部1 A first layer 12R for blue display, 12G, a state of being separated against 12B, red, green, blue display cavity part 1
3R,13G,13Bの光学的な大きさは例えばすべて「λ/4」である。 3R, 13G, optical size of 13B is, for example, all "lambda / 4". このとき、入射光は反射され、画面上は白となる。 At this time, the incident light is reflected, on the screen becomes white.

【0083】これに対し、赤色,緑色,青色表示用透明導電膜15R,15G,15Bに正の電圧(本実施の形態では例えば+10V)を印加し、赤色,緑色,青色表示用の第1の層12R,12G,12Bを接地し0Vとすると、静電引力が発生する。 [0083] In contrast, red, green, transparent conductive films 15R for blue display, 15G, 15B positive voltage (in the present embodiment for example + 10V) is applied to the red, green, first for blue display layers 12R, 12G, and grounded 12B When 0V, the electrostatic attractive force is generated. この静電引力により、図20(B)に示したように、赤色,緑色,青色表示用の第2の層14R,14G,14Bが、赤色,緑色,青色表示用の第1の層12R,12G,12Bに密着する。 The electrostatic attraction, as shown in FIG. 20 (B), red, green, the second layer 14R for blue display, 14G, 14B is, red, green, the first layer 12R for blue display, 12G, in close contact with the 12B.
こうして赤色、緑色,青色表示用間隙部13R,13 Thus the red, green, blue display gap 13R, 13
G,13Bの光学的な大きさがすべて「0」となる。 G, the optical size of 13B becomes all "0". このとき、基板11が例えばカーボンなどの光を吸収のある不透明な材料から構成されていれば、入射した光は基板11に完全に吸収され、画面上は黒となる。 At this time, if it is constructed from an opaque material that is absorbing light in the substrate 11, for example, carbon, the incident light is completely absorbed by the substrate 11, on the screen becomes black.

【0084】勿論、赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体10R,10G,10Bはそれぞれ個別に駆動されることも可能である。 [0084] Of course, red, green, blue display optical multilayer structure 10R, 10G, 10B is can be individually driven. 例えば、図20(A)の状態において、緑色,青色表示用透明導電膜15G,15Bに正の電圧(本実施の形態では例えば+10V)を印加し、 For example, applied in the state of FIG. 20 (A), a green and a transparent conductive film 15G for blue display, a positive voltage (for example + 10V in this embodiment) to 15B,
緑色,青色表示用の第1の層12G,12Bを接地し0 Green, grounded first layer 12G, 12B for blue display 0
Vとすると、静電引力が発生する。 When V, electrostatic attraction occurs. この静電引力により、図21(A)に示したように、緑色,青色表示用の第2の層14G,14Bが、緑色,青色表示用の第1の層12G,12Bに密着する一方、赤色表示用の第2の層14Rは赤色表示用の第1の層12Rから離間した状態を保つ。 The electrostatic attraction, as shown in FIG. 21 (A), while the green, a second layer 14G for blue display, 14B are in close contact green, the first layer 12G for blue display, in 12B, a second layer 14R for red display maintains the state of being spaced apart from the first layer 12R for red. こうして、緑色,青色表示用間隙部13G, Thus, green, blue display gap 13G,
13Bの光学的な大きさが「0」となり、赤色表示用間隙部13Rの光学的な大きさは「λ/4」となる。 13B optical size becomes "0", the optical size of the red display gap portion 13R is "lambda / 4". このとき、緑色,青色表示用光学多層構造体10G,10B At this time, green, optical multilayer structure 10G for blue display, 10B
に入射した光は基板11に完全に吸収され、赤色表示用光学多層構造体10Rに入射した光のみが反射されるので、画面上は赤となる。 The light incident on completely absorbed in the substrate 11, since only the light incident on the red display optical multilayer structure 10R is reflected on the screen becomes red.

【0085】また、例えば、図20(A)の状態において、青色表示用透明導電膜15Bに正の電圧(本実施の形態では例えば+10V)を印加し、青色表示用の第1 [0085] Also, for example, FIG. 20 in the state of (A), (for example + 10V in this embodiment) is applied a positive voltage to the transparent conductive film 15B for blue display, a first blue display
の層12Bを接地し0Vとすると、静電引力が発生する。 When the layers 12B and grounded 0V, the electrostatic attractive force is generated. この静電引力により、図21(B)に示したように、青色表示用の第2の層14Bが、青色表示用の第1 The electrostatic attraction, as shown in FIG. 21 (B), the second layer 14B for blue display, a first blue display
の層12Bに密着する一方、赤色,緑色表示用の第2の層14R,14Gは赤色,緑色表示用の第1の層12 Of one in close contact with the layer 12B, red, second layer 14R for green display, 14G red, first layer of the green display 12
R,12Gから離間した状態を保つ。 R, keep the state of being separated from 12G. こうして、青色表示用間隙部13Bの光学的な大きさが「0」となり、赤色,緑色表示用間隙部13R,13Gの光学的な大きさは「λ/4」となる。 Thus, the optical size is "0" next to the blue display gap 13B, red, green display gap 13R, the optical size of 13G is "lambda / 4". このとき、青色表示用光学多層構造体10Bに入射した光は基板11に完全に吸収され、 In this case, light incident on the blue display optical multilayer structure 10B is completely absorbed by the substrate 11,
赤色,緑色表示用光学多層構造体10R,10Gに入射した光のみが反射されるので、画面上は黄色となる。 Red, green display optical multilayer structure 10R, only the light incident on 10G is reflected on the screen becomes yellow.

【0086】このように本実施の形態では、同一の基板11上に、各層(または間隙部)の膜厚(または大きさ)が各色で互いに異なる以外は同一の構成を有する赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体10R,10G, [0086] Red As described above, in this embodiment, having on the same substrate 11, the same configuration is different than one another each layer (or gap) thickness (or size) of each color, green, blue display for optical multilayer structure 10R, 10G,
10Bを作製することにより光スイッチング素子10を作製するようにしたので、簡単な構成でカラー表示可能な光スイッチング素子10を実現することができる。 Since so as to manufacture an optical switching device 10 by making 10B, it is possible to realize a color display capable of optical switching element 10 with a simple structure. さらに、一個の光スイッチング素子10が画面上の1ピクセルを構成するので、例えば1つのピクセルに6本の格子状のリボンが必要となるGLVに比べて構成が簡単であり、寸法を小さくすることができる。 Furthermore, since one of the optical switching element 10 constitutes a pixel on the screen, it has a simple structure as compared for example to the GLV be necessary to six grid ribbon to one pixel, reducing the size can. したがって、画像表示装置に適用した場合に、小型軽量化が可能となるとともに、小型であるだけに応答速度が速くなるので、 Therefore, when applied to an image display device, along with the size and weight reduction is possible, because the response speed becomes faster only some small,
動きの速い動画表示の品質向上が期待できる。 Improve the quality of fast-moving video display can be expected.

【0087】また、本実施の形態では、基板11および赤色,緑色,青色表示用の第1の層12R,12G,1 [0087] Further, in this embodiment, the substrate 11 and the red, green, the first layer 12R for blue display, 12G, 1
2Bの屈折率はある範囲の任意の値であれば良いため、 For as long as any value of a refractive index range of 2B,
材料の選択の自由度が広くなる。 The degree of freedom of the material of choice is widened. また、基板11を不透明な材料により構成した場合には、低反射時において入射光は基板11に吸収されるので、迷光などが発生する心配はなくなり、画像表示装置に適用した場合にコントラストが向上する。 Further, in case where the substrate 11 by an opaque material, the incident light at the time of low reflection is absorbed in the substrate 11, no longer worry about such stray light is generated, the contrast improves when applied to an image display device to.

【0088】加えて、本実施の形態では、1ピクセルに複数の光スイッチング素子10を割り当てれば、それぞれ独立に駆動可能であるため、画像表示装置として画像表示の階調表示を行う場合に、時分割による方法だけではなく、面積による階調表示も可能である。 [0088] In addition, in this embodiment, by assigning a plurality of optical switching elements 10 in one pixel, because it can be driven independently, when the gradation display of the image display as an image display device, when not only the method according to the division gradation display by area are possible.

【0089】また、本実施の形態では、上述の光スイッチング素子10の製造方法において、赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体10R,10G,10Bの各層(または間隙部)を形成する際に成膜する第1,第2, [0089] Further, in the present embodiment, in the manufacturing method of the optical switching elements 10 described above, the red, green, blue display optical multilayer structure 10R, 10G, when forming a 10B of each layer (or gap) the first, the second to be formed,
第3のフォトレジスト層21,22,23を、第1,第2,第3のグレースケールマスク31,32,33を用いて3次元加工するようにしたので、工程数を減少させることができ、各層(または間隙部)の膜厚(または大きさ)が各色で異なる赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体10R,10G,10Bを容易に精度良く形成できる。 A third photoresist layer 21, 22, 23, first, second. Thus processed 3D using a third gray scale mask 31, 32, 33, it is possible to reduce the number of steps , thickness (or size) of each layer (or gap) is different red in each color, green, blue display optical multilayer structure 10R, 10G, 10B can be easily and accurately formed.

【0090】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2 [0090] (Second Embodiment) Next, the second invention
の実施の形態に係る光スイッチング素子について説明する。 For optical switching element is described according to the embodiment. 本実施の形態に係る光スイッチング素子は、図1に示した第1の実施の形態に係る光スイッチング素子と製造方法のみにおいて異なり、その他は、第1の実施の形態と同一の構成、作用および効果を有している。 Optical switching element according to the present embodiment is different in only the optical switching element and a manufacturing method according to the first embodiment shown in FIG. 1, the other are the same components as in the first embodiment, action and It has an effect. よって、同一の構成要素には同一の符号を付し、ここではその詳細な説明を省略する。 Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, a detailed description thereof will be omitted.

【0091】本実施の形態に係る光スイッチング素子の製造方法は、以下の点で第1の実施の形態と異なっている。 [0091] The method of manufacturing an optical switching element according to the present embodiment is different from the first embodiment in the following points. すなわち、第1の実施の形態においては、各層(または間隙部)の膜厚(または大きさ)が各色で互いに異なる赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体10R,1 That is, in the first embodiment, each layer (or gap) thickness (or size) of different red in each color, green, optical multilayer structure 10R for blue display, 1
0G,10Bを同一の基板11上に形成するために、第1ないし第3のグレースケールマスク31,32,33 0G, in order to form 10B to on the same substrate 11, first to third grayscale mask 31, 32, 33
を用いる。 It is used. これに対して、本実施の形態においては、リフトオフ法を用いて、各色ごとに別々の工程で所望の膜厚を有する層を形成するようにしている。 In contrast, in the present embodiment, by using a lift-off method, and so as to form a layer having a desired film thickness in a separate process for each color.

【0092】以下、図22ないし図49を参照して、本実施の形態に係る光スイッチング素子の製造方法について説明する。 [0092] Hereinafter, with reference to FIGS. 22 to 49, a method for manufacturing the optical switching element according to the present embodiment.

【0093】まず、図22に示したように、例えばカーボンからなる基板11を用意する。 [0093] First, as shown in FIG. 22, for example, providing a substrate 11 made of carbon. この基板上に、互いに膜厚の異なる赤色,緑色,青色表示用の第1の層12 On the substrate, the thickness of different red together, green, first layer 12 for blue display
R,12G,12Bを、各色ごとに別々の工程で形成する。 R, 12G, 12B, thereby forming in separate steps for each color.

【0094】初めに、この基板11の全面にわたってフォトレジストを塗布し、図示しない通常のマスクを用いて露光する。 [0094] First, a photoresist is applied over the entire surface of the substrate 11 is exposed using conventional mask (not shown). これによりフォトレジストをパターニングし、図23に示したように、赤色表示用の第1の層12 Thereby pattern the photoresist, as shown in FIG. 23, the first layer 12 for red display
Rを形成するためのフォトレジスト膜61を形成する。 Forming a photoresist film 61 for forming the R.

【0095】続いて、図24に示したように、基板11 [0095] Subsequently, as shown in FIG. 24, the substrate 11
およびフォトレジスト膜61の全面にわたって、赤色, And the entire surface of the photoresist film 61, the red,
緑色,青色表示用の第1の層12R,12G,12Bの上述した材料からなる薄膜として例えばタンタル(T Green, first layer 12R for blue display, 12G, for example tantalum thin film made from the above material 12B (T
a)膜62を成膜する。 The formation of the a) film 62. 上述のように、本実施の形態においては、赤色表示用の第1の層12Rの膜厚は例えば12.8nmであるから、タンタル膜62の膜厚も1 As described above, in the present embodiment, since the thickness of the first layer 12R for red display is 12.8nm example, the film thickness of the tantalum film 62 1
2.8nmとする。 And 2.8nm.

【0096】その後、リフトオフ法を用いて、フォトレジスト膜61を、その上に成膜されているタンタル膜6 [0096] Then, by using a lift-off method, tantalum is deposited a photoresist film 61, on the film 6
2とともに除去する。 2 together with the removal. これにより、図25に示したように、タンタルからなる所望の膜厚の赤色表示用の第1の層12Rが形成される。 Thus, as shown in FIG. 25, a first layer 12R for red display of a desired film thickness of tantalum is formed.

【0097】次に、基板11および赤色表示用の第1の層12Rの全面にわたってフォトレジストを塗布し、図示しない通常のマスクを用いて露光する。 [0097] Next, a photoresist is applied over the entire surface of the first layer 12R for the substrate 11 and the red display, exposed using a conventional mask (not shown). これによりフォトレジストをパターニングし、図26に示したように、緑色表示用の第1の層12Gを形成するためのフォトレジスト膜63を形成する。 Thereby pattern the photoresist, as shown in FIG. 26, a photoresist film 63 for forming the first layer 12G for green display.

【0098】続いて、図27に示したように、基板11 [0098] Subsequently, as shown in FIG. 27, the substrate 11
およびフォトレジスト膜63の全面にわたって、タンタル(Ta)膜64を成膜する。 And the entire surface of the photoresist film 63 is deposited a tantalum (Ta) film 64. 上述のように、本実施の形態においては、緑色表示用の第1の層12Gの膜厚は例えば21.6nmであるから、タンタル膜64の膜厚も21.6nmとする。 As described above, in the present embodiment, since the thickness of the first layer 12G for green display is 21.6 nm for example, the film thickness of the tantalum film 64 is also a 21.6 nm.

【0099】その後、リフトオフ法を用いて、フォトレジスト膜63を、その上に成膜されているタンタル膜6 [0099] Then, by using a lift-off method, tantalum is deposited a photoresist film 63, on the film 6
4とともに除去する。 4 with the removal. これにより、図28に示したように、タンタルからなる所望の膜厚の緑色表示用の第1の層12Gが形成される。 Thus, as shown in FIG. 28, a first layer 12G for green display of desired film thickness of tantalum is formed.

【0100】更にまた、基板11および赤色,緑色表示用の第1の層12R,12Gの全面にわたってフォトレジストを塗布し、図示しない通常のマスクを用いて露光する。 [0100] Furthermore, the substrate 11 and the red, first layer 12R for green display, a photoresist is applied over the entire surface of 12G, exposed using a conventional mask (not shown). これによりフォトレジストをパターニングし、図29に示したように、青色表示用の第1の層12Bを形成するためのフォトレジスト膜65を形成する。 Thereby pattern the photoresist, as shown in FIG. 29, a photoresist film 65 for forming the first layer 12B for blue display.

【0101】続いて、図30に示したように、基板11 [0102] Subsequently, as shown in FIG. 30, the substrate 11
およびフォトレジスト膜65の全面にわたって、タンタル(Ta)膜66を成膜する。 And the entire surface of the photoresist film 65 is deposited a tantalum (Ta) film 66. 上述のように、本実施の形態においては、青色表示用の第1の層12Bの膜厚は例えば16.3nmであるから、タンタル膜66の膜厚も16.3nmとする。 As described above, in the present embodiment, since the thickness of the first layer 12B for blue display is 16.3 nm for example, the film thickness of the tantalum film 66 is also a 16.3 nm.

【0102】その後、リフトオフ法を用いて、フォトレジスト膜65を、その上に成膜されているタンタル膜6 [0102] Then, by using a lift-off method, tantalum is deposited a photoresist film 65, on the film 6
6とともに除去する。 6 together with the removal. これにより、図31に示したように、タンタルからなる所望の膜厚の青色表示用の第1の層12Bが形成される。 Thus, as shown in FIG. 31, the first layer 12B for blue display of desired film thickness of tantalum is formed.

【0103】以上のようにして、それぞれ所望の膜厚を有する赤色,緑色,青色表示用の第1の層12R,12 [0103] As described above, the red, each having a desired film thickness, green, first layer 12R for blue display, 12
G,12Bが各色ごとに別々の工程により完成する。 G, 12B is completed by a separate process for each color. 次に、各色で互いに大きさの異なる赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,13G,13Bを形成するための犠牲層としての非晶質シリコン膜を、各色ごとに別々の工程により形成する。 Next, different red from each other sizes for each color, green, blue display gap 13R, 13G, an amorphous silicon film as a sacrificial layer for forming 13B, is formed by a separate process for each color.

【0104】まず、基板11および赤色,緑色,青色表示用の第1の層12R,12G,12Bの全面にわたってフォトレジストを塗布し、図示しない通常のマスクを用いて露光する。 [0104] First, the substrate 11 and the red, green, and applying a first layer 12R for blue display, 12G, the photoresist over the entire surface of 12B, exposure is performed using a conventional mask (not shown). これによりフォトレジストをパターニングし、図32に示したように、赤色表示用間隙部13 Thereby pattern the photoresist, as shown in FIG. 32, a red display gap 13
Rを形成するための犠牲層としての非晶質シリコン膜6 Amorphous silicon film as a sacrificial layer for forming the R 6
8(図33参照)を形成するためのフォトレジスト膜6 8 photoresist film 6 for forming a (see FIG. 33)
7を形成する。 7 to the formation.

【0105】次に、図33に示したように、フォトレジスト膜67および赤色表示用の第1の層12Rの全面にわたって、非晶質シリコン(a−Si)膜68を成膜する。 [0105] Next, as shown in FIG. 33, the entire surface of the first layer 12R for the photoresist film 67 and the red display, forming an amorphous silicon (a-Si) film 68. 上述のように、本実施の形態においては、赤色表示用間隙部13Rの大きさは例えば162.5nmであるから、非晶質シリコン膜68の膜厚も162.5nmとする。 As described above, in the present embodiment, since the size of the red display gap 13R is 162.5Nm example, the film thickness of the amorphous silicon film 68 is also a 162.5Nm.

【0106】その後、リフトオフ法を用いて、フォトレジスト膜67を、その上に成膜されている非晶質シリコン膜68とともに除去する。 [0106] Then, by using a lift-off method, a photoresist film 67 is removed together with the amorphous silicon film 68 is deposited thereon. これにより、図34に示したように、所望の大きさを有する赤色表示用間隙部13 Thus, as shown in FIG. 34, a red display gap portion 13 having a desired size
Rを形成するための犠牲層としての非晶質シリコン膜6 Amorphous silicon film as a sacrificial layer for forming the R 6
8が形成される。 8 is formed.

【0107】続いて、基板11、非晶質シリコン膜68 [0107] Subsequently, the substrate 11, an amorphous silicon film 68
および緑色,青色表示用の第1の層12G,12Bの全面にわたってフォトレジストを塗布し、図示しない通常のマスクを用いて露光する。 And green, the first layer 12G for blue display, a photoresist is applied over the entire surface of 12B, exposure is performed using a conventional mask (not shown). これによりフォトレジストをパターニングし、図35に示したように、緑色表示用間隙部13Gを形成するための犠牲層としての非晶質シリコン膜70(図36参照)を形成するためのフォトレジスト膜69を形成する。 Thereby pattern the photoresist, as shown in FIG. 35, a photoresist film for forming the amorphous silicon film 70 (see FIG. 36) as a sacrificial layer for forming the gap portion 13G for green display 69 to the formation.

【0108】次に、図36に示したように、フォトレジスト膜69および緑色表示用の第1の層12Gの全面にわたって、非晶質シリコン(a−Si)膜70を成膜する。 [0108] Next, as shown in FIG. 36, the entire surface of the first layer 12G of photoresist film 69 and the green display, forming an amorphous silicon (a-Si) film 70. 上述のように、本実施の形態においては、緑色表示用間隙部13Gの大きさは例えば137.5nmであるから、非晶質シリコン膜70の膜厚も137.5nmとする。 As described above, in the present embodiment, since the size of the green display gap 13G is 137.5nm example, the film thickness of the amorphous silicon film 70 is also as 137.5nm.

【0109】その後、リフトオフ法を用いて、フォトレジスト膜69を、その上に成膜されている非晶質シリコン膜70とともに除去する。 [0109] Then, by using a lift-off method, a photoresist film 69 is removed together with the amorphous silicon film 70 is deposited thereon. これにより、図37に示したように、所望の大きさを有する緑色表示用間隙部13 Thus, as shown in FIG. 37, a green display gap portion 13 having a desired size
Gを形成するための犠牲層としての非晶質シリコン膜7 Amorphous silicon film as a sacrificial layer for forming the G 7
0が形成される。 0 is formed.

【0110】更にまた、基板11、非晶質シリコン膜6 [0110] Furthermore, the substrate 11, an amorphous silicon film 6
8,70および青色表示用の第1の層12Bの全面にわたってフォトレジストを塗布し、図示しない通常のマスクを用いて露光する。 8,70 and photoresist is applied over the entire surface of the first layer 12B for blue display, exposed using a conventional mask (not shown). これによりフォトレジストをパターニングし、図38に示したように、青色表示用間隙部13Bを形成するための犠牲層としての非晶質シリコン膜72(図39参照)を形成するためのフォトレジスト膜71を形成する。 Thereby pattern the photoresist, as shown in FIG. 38, a photoresist film for forming the amorphous silicon film 72 (see FIG. 39) as a sacrificial layer for forming the blue display gap 13B 71 to the formation.

【0111】次に、図39に示したように、フォトレジスト膜71および青色表示用の第1の層12Bの全面にわたって、非晶質シリコン(a−Si)膜72を成膜する。 [0111] Next, as shown in FIG. 39, the entire surface of the first layer 12B of photoresist film 71 and the blue display, forming an amorphous silicon (a-Si) film 72. 上述のように、本実施の形態においては、青色表示用間隙部13Bの大きさは例えば112.5nmであるから、非晶質シリコン膜72の膜厚も112.5nmとする。 As described above, in the present embodiment, since the size of the blue display gap 13B is a 112.5 nanomolar example, the film thickness of the amorphous silicon film 72 is also a 112.5 nanomolar.

【0112】その後、リフトオフ法を用いて、フォトレジスト膜71を、その上に成膜されている非晶質シリコン膜72とともに除去する。 [0112] Then, by using a lift-off method, a photoresist film 71 is removed together with the amorphous silicon film 72 is deposited thereon. これにより、図40に示したように、所望の大きさを有する青色表示用間隙部13 Thus, as shown in FIG. 40, a blue display gap portion 13 having a desired size
Bを形成するための犠牲層としての非晶質シリコン膜7 Amorphous silicon film as a sacrificial layer for forming the B 7
2が形成される。 2 is formed.

【0113】以上のようにして、それぞれ所望の大きさを有する赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,13 [0113] As described above, the red, each having a desired size, green, blue display gap 13R, 13
G,13Bを形成するための犠牲層としての非晶質シリコン膜68,70,72が各色ごとに別々の工程により完成する。 G, amorphous silicon film 68, 70, 72 as a sacrificial layer for forming 13B is completed by a separate process for each color. 次に、各色で互いに膜厚の異なる赤色,緑色,青色表示用の第2の層14R,14G,14Bを、 Next, different red thicknesses from each other for each color, green, the second layer 14R for blue display, 14G, and 14B,
各色ごとに別々の工程により形成する。 Formed by separate steps for each color.

【0114】まず、基板11および非晶質シリコン膜6 [0114] First, the substrate 11 and the amorphous silicon film 6
8,70,72の全面にわたって、フォトレジストを塗布し、図示しない通常のマスクを用いて露光する。 Over the entire surface of 8,70,72, a photoresist is applied, exposed using a conventional mask (not shown). これによりフォトレジストをパターニングし、図41に示したように、赤色表示用の第2の層14Rを形成するためのフォトレジスト膜73を形成する。 Thereby pattern the photoresist, as shown in FIG. 41, a photoresist film 73 for forming the second layer 14R for red.

【0115】続いて、図42に示したように、フォトレジスト膜73および非晶質シリコン膜68の全面にわたって、赤色,緑色,青色表示用の第2の層14R,14 [0115] Subsequently, as shown in FIG. 42, the entire surface of the photoresist film 73 and the amorphous silicon film 68, the red, green, the second layer for blue display 14R, 14
G,14Bの上述した材料からなる薄膜として例えば窒化ケイ素(SiN x )膜74を成膜する。 G, as for example silicon nitride thin film made from the above material 14B (SiN x) is deposited a film 74. 上述のように、本実施の形態においては、赤色表示用の第2の層1 As described above, in the present embodiment, the second layer for red display 1
4Rの膜厚は例えば32.8nmであるから、窒化ケイ素膜74の膜厚も32.8nmとする。 Since the thickness of the 4R is 32.8Nm example, the film thickness of the silicon nitride film 74 is also a 32.8Nm.

【0116】その後、リフトオフ法を用いて、フォトレジスト膜73を、その上に成膜されている窒化ケイ素膜74とともに除去する。 [0116] Then, by using a lift-off method, the photoresist film 73 is removed together with the silicon nitride film 74 is deposited thereon. これにより、図43に示したように、窒化ケイ素からなる所望の膜厚の赤色表示用の第2の層14Rが形成される。 Thus, as shown in FIG. 43, a second layer 14R for red display of desired thickness made of silicon nitride is formed.

【0117】次に、基板11、赤色表示用の第2の層1 [0117] Next, the substrate 11, a second layer for red display 1
4Rおよび非晶質シリコン膜70,72の全面にわたって、フォトレジストを塗布し、図示しない通常のマスクを用いて露光する。 Over the entire surface of the 4R and amorphous silicon film 70, a photoresist is applied, exposed using a conventional mask (not shown). これによりフォトレジストをパターニングし、図44に示したように、緑色表示用の第2の層14Gを形成するためのフォトレジスト膜75を形成する。 Thereby pattern the photoresist, as shown in FIG. 44, a photoresist film 75 for forming the second layer 14G for green display.

【0118】続いて、図45に示したように、フォトレジスト膜75および非晶質シリコン膜70の全面にわたって、窒化ケイ素(SiN x )膜76を成膜する。 [0118] Subsequently, as shown in FIG. 45, the entire surface of the photoresist film 75 and the amorphous silicon film 70 is deposited a silicon nitride (SiN x) film 76. 上述のように、本実施の形態においては、緑色表示用の第2 As described above, in this embodiment, the second for green display
の層14Gの膜厚は例えば31.7nmであるから、窒化ケイ素膜76の膜厚も31.7nmとする。 Since the layer 14G having a thickness which is 31.7Nm example, the film thickness of the silicon nitride film 76 and 31.7Nm.

【0119】その後、リフトオフ法を用いて、フォトレジスト膜75を、その上に成膜されている窒化ケイ素膜76とともに除去する。 [0119] Then, by using a lift-off method, the photoresist film 75 is removed together with the silicon nitride film 76 is deposited thereon. これにより、図46に示したように、窒化ケイ素からなる所望の膜厚の緑色表示用の第2の層14Gが形成される。 Thus, as shown in FIG. 46, a second layer 14G for green display of the desired thickness of silicon nitride is formed.

【0120】更にまた、基板11、赤色,緑色表示用の第2の層14R,14Gおよび非晶質シリコン膜72の全面にわたって、フォトレジストを塗布し、図示しない通常のマスクを用いて露光する。 [0120] Furthermore, the substrate 11, a red, a second layer 14R for green display, the entire surface of 14G and an amorphous silicon film 72, a photoresist is applied, exposed using a conventional mask (not shown). これによりフォトレジストをパターニングし、図47に示したように、青色表示用の第2の層14Bを形成するためのフォトレジスト膜77を形成する。 Thereby pattern the photoresist, as shown in FIG. 47, a photoresist film 77 for forming the second layer 14B for blue display.

【0121】続いて、図48に示したように、フォトレジスト膜77および非晶質シリコン膜72の全面にわたって、窒化ケイ素(SiN x )膜78を成膜する。 [0121] Subsequently, as shown in FIG. 48, the entire surface of the photoresist film 77 and the amorphous silicon film 72 is deposited a silicon nitride (SiN x) film 78. 上述のように、本実施の形態においては、青色表示用の第2 As described above, in this embodiment, the second for blue display
の層14Bの膜厚は例えば22.8nmであるから、窒化ケイ素膜78の膜厚も22.8nmとする。 Since layer 14B having a thickness which is 22.8Nm example, the film thickness of the silicon nitride film 78 is also a 22.8Nm.

【0122】その後、リフトオフ法を用いて、フォトレジスト膜77を、その上に成膜されている窒化ケイ素膜78とともに除去する。 [0122] Then, by using a lift-off method, a photoresist film 77 is removed together with the silicon nitride film 78 is deposited thereon. これにより、図49に示したように、窒化ケイ素からなる所望の膜厚の青色表示用の第2の層14Bが形成される。 Thus, as shown in FIG. 49, the second layer 14B for blue display of the desired thickness of silicon nitride is formed.

【0123】この後は、第1の実施の形態において図1 [0123] Figure 1 in the form of Thereafter, the first embodiment
6ないし図19を参照して説明した製造工程により、図1および図2に示したような光スイッチング素子10が完成する。 By 6 to manufacturing process described with reference to FIG. 19, the optical switching element 10 as shown in FIGS. 1 and 2 is completed. したがって、この後に続く工程に関する詳細な説明はこれを省略する。 Accordingly, details regarding steps that follow this description is omitted it.

【0124】上述のように、本実施の形態では、赤色, [0124] As described above, in this embodiment, red,
緑色,青色表示用光学多層構造体10R,10G,10 Green, blue display optical multilayer structure 10R, 10G, 10
Bの各層を、リフトオフ法を用いて、各色毎に別々の工程により作製するようにしたので、工程数は多くなるが、一般的なプロセスの反復によりカラー表示可能な光スイッチング素子10を製造することができる。 Each layer of B, and by lift-off. Thus fabricated by separate steps for each color, although the number of steps is increased, producing a color display capable of optical switching elements 10 by repeated general process be able to. したがって、グレースケールマスク31,32,33を用いる第1の実施の形態に比べてプロセス条件を設定しやすいという利点がある。 Therefore, there is an advantage that it is easy to set the process conditions as compared with the first embodiment using the gray scale mask 31, 32 and 33.

【0125】(第3の実施の形態)次に、本発明の第3 [0125] (Third Embodiment) Next, a third invention
の実施の形態に係る光スイッチング素子について説明する。 For optical switching element is described according to the embodiment. 図50および図51は、本実施の形態に係る光スイッチング素子80の概略構成を表すものである。 Figures 50 and 51 illustrates a schematic configuration of an optical switching element 80 according to this embodiment. 光スイッチング素子80は、同一の基板81に形成された赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体80R,80G, Optical switching element 80 is red, which is formed on the same substrate 81, the green, the optical multilayer structure 80R for blue display, 80G,
80Bを有している。 Has a 80B.

【0126】基板81には、赤色,緑色,青色表示用の第1の層82R,82G,82Bにそれぞれ対応する3 [0126] The substrate 81 is, red, green, the first layer 82R for blue display, 82G, correspond to 82B 3
次元形状を有する第1の凹部81R,第2の凹部81 First recess 81R having a dimension shape, the second recess 81
G,第3の凹部81Bが形成されている。 G, third recess 81B of are formed. そして、赤色,緑色,青色表示用の第1の層82R,82G,82 Then, red, green, the first layer 82R for blue display, 82G, 82
Bは、この第1の凹部81R,第2の凹部81G,第3 Of B, the first recess 81R, the second recess 81G, the third
の凹部81Bに埋め込まれるように形成されている。 It is formed to be embedded in the recess 81B of the. これ以外は、基板81および赤色,緑色,青色表示用の第1の層82R,82G,82Bは第1の実施の形態に係る基板11および赤色,緑色,青色表示用の第1の層1 Other than this, the substrate 81 and the red, green, the first layer 82R for blue display, 82G, 82B are a substrate 11 and red according to the first embodiment, the green, the first layer for blue display 1
2R,12G,12Bと同一の構成を有しているので、 2R, 12G, have the same configuration and 12B,
これ以上の詳細な説明は省略する。 This more detailed description thereof is omitted.

【0127】赤色,緑色,青色表示用の第1の層82 [0127] Red, green, first layer for blue display 82
R,82G,82B以外は、光スイッチング素子80 R, 82G, except 82B, the optical switching element 80
は、すべて第1の実施の形態に係る光スイッチング素子10と同一の構成,作用および効果を有している。 The same configuration as the optical switching element 10 according to the first embodiment all have the functions and effects. よって、同一の構成要素には同一の符号を付し、ここではその詳細な説明を省略する。 Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, a detailed description thereof will be omitted.

【0128】以下、図52ないし図55を参照して、本実施の形態に係る光スイッチング素子80の製造方法のうち、第1または第2の実施の形態と異なる工程、すなわち赤色,緑色,青色表示用の第1の層82R,82 [0128] Hereinafter, with reference to FIG. 52 to FIG. 55, in the manufacturing method of the optical switching element 80 according to this embodiment, steps different from the first or second embodiment, i.e. red, green, blue a first layer 82R for display, 82
G,82Bを形成する工程のみについて説明する。 G, only the step of forming the 82B will be described.

【0129】まず、図52に示したように、例えばカーボンからなる基板81を用意する。 [0129] First, as shown in FIG. 52, for example, providing a substrate 81 made of carbon. そして、図53に示したように、この基板81に、赤色表示用の第1の層8 Then, as shown in FIG. 53, on the substrate 81, a first layer for red display 8
2Rと同じ3次元形状を有する第1の凹部81Rと、緑色表示用の第1の層82Gと同じ3次元形状を有する第2の凹部81Gと、青色表示用の第1の層82Bと同じ3次元形状を有する第3の凹部81Bとを、例えばイオンビームを用いて形成する。 A first recess 81R having the same three-dimensional shape and 2R, and the second recess 81G has the same three-dimensional shape as the first layer 82G for green display, the same 3 and the first layer 82B for blue display and a third recess 81B having dimensions shape, for example, is formed by using an ion beam.

【0130】次に、図54に示したように、例えばCV [0130] Next, as shown in FIG. 54, for example CV
D法により、赤色,緑色,青色表示用の第1の層82 By Method D, red, green, the first layer for blue display 82
R,82G,82Bを形成するための薄膜として、例えばタンタル膜82を基板81の全面にわたって成膜する。 R, 82G, as a thin film for forming a 82B, for example, forming a film of the tantalum film 82 over the entire surface of the substrate 81.

【0131】続いて、図55に示したように、CMP [0131] Subsequently, as shown in FIG. 55, CMP
(Chemical Mechanical Polishing )法により、タンタル膜82を、赤色,緑色,青色表示用の第1の層82 The (Chemical Mechanical Polishing) method, the tantalum film 82, the red, green, the first layer for blue display 82
R,82G,82Bの所望の膜厚になるよう成形し、平坦化する。 R, 82G, desired film was formed so that the thickness of 82B, is flattened. こうして、赤色,緑色,青色表示用の第1の層82R,82G,82Bが基板81に埋め込まれた状態で形成される。 Thus, the red, green, the first layer 82R for blue display, 82G, 82B are formed in a state of being embedded in the substrate 81.

【0132】これに続いて、グレースケールマスクを用いる第1の実施の形態またはリフトオフ法を用いる第2 [0132] Following this, a second using a first form or a lift-off method of implementation of using a gray scale mask
の実施の形態の製造方法を用いて光スイッチング素子8 Optical switching element 8 using the method embodiment of the production
0の残りの各層(または間隙部)を形成することができる。 0 it is possible to form the remaining layers (or gap). ここでは、その詳細な説明は省略する。 Here, a detailed description thereof is omitted.

【0133】このように、本実施の形態によれば、赤色,緑色,青色表示用の第1の層82R,82G,82 [0133] Thus, according to the present embodiment, the red, green, the first layer 82R for blue display, 82G, 82
Bが基板81に埋め込まれた状態で形成されるので、赤色,緑色,青色表示用の第1の層82R,82G,82 Since B is formed in a state of being embedded in the substrate 81, the red, green, the first layer 82R for blue display, 82G, 82
Bの表面が同一平面上に揃う。 Surface B are aligned in the same plane. したがって、赤色,緑色,青色表示用の第1の層82R,82G,82Bの膜厚の差が解消され、赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体80R,80G,80Bの表面の段差が小さくなる。 Therefore, red, green, the first layer 82R for blue display, 82G, difference in thickness of 82B is eliminated, the red, green, blue display optical multilayer structure 80R, 80G, the steps of the surface of 80B small Become. これにより、光スイッチング素子80の表面の平坦度が向上する。 Thus, the flatness of the surface of the optical switching element 80 is improved.

【0134】(画像表示装置)図56は、本発明の一実施の形態に係る画像表示装置の一例を表すものである。 [0134] (image display apparatus) FIG. 56 is a representation of an example of an image display apparatus according to an embodiment of the present invention.
この画像表示装置100は、上記各実施の形態に係る光スイッチング素子10を用いた直視・反射型画像表示装置である。 The image display apparatus 100 is a direct view reflective type image display device using the optical switching element 10 according to the foregoing embodiments. 勿論、光スイッチング素子10に代えて第3 Of course, the third place of the optical switching element 10
の実施の形態に係る光スイッチング素子80を用いることもできることは言うまでもない。 It can of course be also used an optical switching element 80 according to the embodiment. 画像表示装置100 Image display device 100
は、例えば基板101上に上記光スイッチング素子10 Is the optical switching element 10, for example, substrate 101
を2次元アレイ状に配置し、直視により画像を見ることができるようにしている。 It was placed in a two-dimensional array, so that it is possible to view the image by direct.

【0135】この画像表示装置100によれば、上記各実施の形態に係る高速応答可能な光スイッチング素子1 [0135] According to the image display apparatus 100, capable of high-speed response optical switching device 1 according to the foregoing embodiment
0を用いているので、小型軽量化が可能であり、携帯情報機器における直視・反射型画像表示装置の用途に好適であるだけでなく、高速応答可能なので速い動きの動画表示が可能である。 Because of the use of 0, but may be smaller and lighter, not only suitable for applications direct-reflection type image display device in a portable information apparatus, it is possible to fast moving video display so fast responsive. また、光スイッチング素子10は、 Moreover, the optical switching element 10,
反射型液晶と異なり偏光板を必要としないので、この画像表示装置100は光の利用効率が高く、表示される画像が明るくなる。 Does not require a reflective liquid crystal with different polarizing plate, the image display device 100 is high utilization efficiency of light, the image becomes brighter displayed.

【0136】加えて、光スイッチング素子10は電圧制御の素子であるので、画像表示装置100に適用した場合に消費電力が非常に小さくなる。 [0136] In addition, since the optical switching device 10 is a device of voltage controlled, very small power consumption when it is applied to the image display device 100. 更に、光スイッチング素子10の基板11としてカーボンのような光の吸収のある不透明な材料を用いれば、不要な光を基板11に吸収させることができるので、この光スイッチング素子10を用いた画像表示装置100はコントラスト向上が期待できる。 Furthermore, the use of the opaque material with absorption of light, such as carbon as the substrate 11 of the optical switching element 10, it is possible to absorb unwanted light to the substrate 11, an image display using the optical switching element 10 device 100 can be expected to improve contrast.

【0137】以上実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。 [0137] The present invention has been described by way of embodiments above, this invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. 例えば、上記実施の形態では、赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体10R,1 For example, in the above embodiment, the red, green, blue display optical multilayer structure 10R, 1
0G,10Bの駆動を静電気を利用して行う光スイッチング素子10について説明したが、光学多層構造体の駆動方法としては、静電気の他、トグル機構や圧電素子などのマイクロマシンを用いる方法、磁力を用いる方法や、形状記憶合金を用いる方法、磁力を用いる方法など、種々考えられる。 0G, has been described optical switching element 10 performed by the driving of 10B using an electrostatic, a method of driving the optical multilayer structure, other electrostatic method using a micromachine such as a toggle mechanism or piezoelectric element, using magnetic force method, and a method of using a shape memory alloy, and a method using a magnetic force, are various.

【0138】また、グレースケールマスクを用いる第1 [0138] In addition, the first to use a gray scale mask
の実施の形態の製造方法と、リフトオフ法を用いる第2 The manufacturing method embodiment of the second using the lift-off method
の実施の形態の製造方法は、適宜組み合わせて採用することも可能である。 The method embodiment of the production, it is also possible to employ in combination.

【0139】上記実施の形態では、ガラス基板101上に光スイッチング素子10を2次元アレイ状に配置した直視・反射型画像表示装置について説明したが、基板1 [0139] In the above embodiment has been described direct-reflection type image display device which is arranged an optical switching element 10 in a two-dimensional array on a glass substrate 101, the substrate 1
01の代わりに例えば膜厚2mm以内の柔軟性を有する(フレキシブルな)基板を用いたペーパ−状のディスプレイとすることができるようにしてもよい。 01 instead of a flexible within a typical thickness of 2 mm (flexible) paper using a substrate - like may be able to display.

【0140】更に、上記実施の形態では、本発明の光スイッチング素子を直視・反射型画像表示装置に用いた例について説明したが、直視・反射型画像表示装置に限らず、プロジェクション型などの他の画像表示装置への適用も可能であることは明らかである。 [0140] Further, in the above embodiment, an example has been described in which the optical switching element used in the direct-view reflective type image display device of the present invention is not limited to the direct viewing reflective type image display device, other like projection type application to the image display device is also possible is evident. さらに、例えば光プリンタに用いて感光性ドラムへの画像の描きこみをする等、画像表示装置以外の光プリンタなどの各種デバイスにも適用することも可能である。 Furthermore, for example, equal to a crowded drawing an image on a photosensitive drum using the optical printer, it is also possible to be applied to various devices such as optical printer other than the image display device.

【0141】 [0141]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし1 As described in the foregoing, according to claim 1 to 1
5のいずれか1に記載の光スイッチング素子によれば、 According to the optical switching device according to any one of 5,
同一の基板上に、各層(または間隙部)の膜厚(または大きさ)が各色で互いに異なる以外は同一の構成を有する赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体を有するので、構成が簡単であり、寸法を小さくすることができる。 On the same substrate, red, except that the film thickness of each layer (or gap) (or size) is different in each color have the same structure, green, because it has a blue display optical multilayer structure, simple structure in it, it is possible to reduce the size. したがって、画像表示装置に適用した場合に、小型軽量化が可能となるとともに、小型であるだけに応答速度が速くなるので、動きの速い動画表示の品質向上が期待できるという効果を奏する。 Accordingly, achieved when applied to an image display device, along with the size and weight reduction is possible, because only the response speed is increased is smaller, the effect of improving the quality of fast-moving video display can be expected. また、本発明の光スイッチング素子は、反射型液晶と異なり偏光板を必要としないので、本発明の光スイッチング素子を適用した画像表示装置は光の利用効率が高くなり、表示される画像が明るくなる。 Moreover, the optical switching device of the present invention does not require a polarizing plate unlike the reflective type liquid crystal image display device to which the optical switching device of the present invention is the light utilization efficiency is high, bright images to be displayed Become.

【0142】特に、請求項3,4または14に記載の光スイッチング素子によれば、基板としてカーボンのような光の吸収のある材料を用いたので、不要な光を基板に吸収させることができる。 [0142] In particular, according to the optical switching element according to claim 3, 4 or 14, since using optical certain material absorption, such as carbon as the substrate, it is possible to absorb the unnecessary light to the substrate . したがって、この光スイッチング素子を用いた画像表示装置はコントラスト向上が期待できるという更なる効果をもたらす。 Thus, resulting in a further advantage that the optical switching element image display apparatus using a can be expected to improve contrast.

【0143】また、特に、請求項10に記載の光スイッチング素子によれば、静電力により赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体を駆動するので、本発明の光スイッチング素子を用いた画像表示装置の消費電力が非常に小さくなる。 [0143] In particular, according to the optical switching element according to claim 10, red by an electrostatic force, green, since driving the blue display optical multilayer structure, the image display using the optical switching device of the present invention power consumption of the device is very small.

【0144】また、請求項16ないし25のいずれか1 [0144] Further, any one of claims 16 to 25 1
に記載の光スイッチング素子の製造方法においては、赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体の各層(または間隙部)を形成する際に、第1,第2,第3のグレースケールマスクを用いるようにしたので、工程数を減少させることができ、各層(または間隙部)の膜厚(または大きさ)が各色で異なる赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体を容易に精度良く形成できるという効果がある。 In the production method of the optical switching element according to the red, green, when forming each layer of the blue display optical multilayer structure (or gap), using the first, second, third gray scale mask was so so, it is possible to reduce the number of steps, the thickness (or size) of each layer (or gap) is different red, green, it can be easily and precisely form a blue display optical multilayer structure for each color there is an effect that.

【0145】また、請求項26ないし32のいずれか1 [0145] Further, any one of claims 26 to 32 1
に記載の光スイッチング素子の製造方法によれば、赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体の各層(または間隙部)を形成する際に、リフトオフ法を用いるようにしたので、通常の製造プロセスの繰り返しによる製造が可能となるとともに、プロセス条件の設定が容易になる。 According to the manufacturing method of the optical switching element according to the red, green, when forming each layer of the blue display optical multilayer structure (or gap), since to use a lift-off method, conventional manufacturing processes Repeat with is manufacturable by the setting of the process conditions is facilitated.

【0146】また、請求項25または請求項32に記載の光スイッチング素子の製造方法によれば、赤色,緑色,青色表示用の第1の層が基板に埋め込まれた状態で形成されるので、赤色,緑色,青色表示用の第1の層の表面が同一平面上に揃う。 [0146] Further, according to the manufacturing method of the optical switching element according to claim 25 or claim 32, red, green, since the first layer for blue display is formed in a state of being embedded in the substrate, red, green, the surface of the first layer for blue display aligned in the same plane. したがって、赤色,緑色,青色表示用の第1の層の膜厚の差が解消され、赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体の表面の段差が小さくなる。 Therefore, red, green, the difference of the thickness of the first layer for blue display is eliminated, red, green, stepped surface of the blue display optical multilayer structure decreases. これにより、光スイッチング素子の表面の平坦度が向上するという効果を奏する。 Thus, an effect that the flatness of the surface of the optical switching element is improved.

【0147】請求項33に記載の画像表示装置では、1 [0147] In the image display apparatus according to claim 33, 1
次元あるいは2次元に配列された本発明の複数の光スイッチング素子に対して光が照射されることによって2次元カラー画像が表示されるので、小型軽量化が可能であり、携帯情報機器における直視・反射型画像表示装置の用途に好適であるだけでなく、高速応答可能なので速い動きの動画表示が可能になる。 Since the light to a plurality of optical switching element of the present invention arranged in a dimension or two-dimensional displays two-dimensional color image by being irradiated, but may be smaller and lighter, a direct view of the portable information equipment and not only suitable for use of the reflection type image display device, it is possible to moving picture display of fast moving so fast responsive.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る光スイッチング素子の概略構成を表す斜視図である。 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an optical switching element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した光スイッチング素子のII−II II-II of the optical switching element shown in FIG. 1. FIG
線に沿った断面図である。 It is a cross-sectional view along the line.

【図3】図1に示した光スイッチング素子の製造工程を説明するための断面図である。 3 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the optical switching element shown in FIG.

【図4】図3の工程に続く工程を説明するための断面図である。 4 is a sectional view for explaining a process subsequent to the step of FIG.

【図5】図4の工程に続く工程を説明するための断面図である。 5 is a cross-sectional view for illustrating a step that follows the step of FIG.

【図6】図5の工程に続く工程を説明するための断面図である。 6 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG.

【図7】図6の工程に続く工程を説明するための断面図である。 7 is a sectional view for explaining a step following the step of FIG.

【図8】図7の工程に続く工程を説明するための断面図である。 8 is a cross-sectional view for illustrating a step that follows the step of FIG.

【図9】図8の工程に続く工程を説明するための断面図である。 9 is a sectional view for a process will be described subsequent to the step of FIG. 8.

【図10】図9の工程に続く工程を説明するための断面図である。 10 is a cross-sectional view for illustrating a step that follows the step of FIG.

【図11】図10の工程に続く工程を説明するための断面図である。 11 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 10.

【図12】図11の工程に続く工程を説明するための断面図である。 12 is a sectional view for explaining a step following the step of FIG.

【図13】図12の工程に続く工程を説明するための断面図である。 13 is a sectional view for explaining a process subsequent to the step of FIG. 12.

【図14】図13の工程に続く工程を説明するための断面図である。 14 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 13.

【図15】図14の工程に続く工程を説明するための断面図である。 15 is a cross-sectional view for the process will be described subsequent to the step of FIG. 14.

【図16】図15の工程に続く工程を説明するための断面図である。 16 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 15.

【図17】図16の工程に続く工程を説明するための図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のB−B線に沿った断面図である。 [Figure 17] is a view for explaining a process subsequent to the step of FIG. 16 is a sectional view taken along line B-B of (A) is a plan view, (B) is (A).

【図18】図17の工程に続く工程を説明するための平面図である。 18 is a plan view for explaining a step following the step 17.

【図19】図18に示した光スイッチング素子の断面図であり、(A)は図18のA−A線に沿った断面図、 [Figure 19] is a sectional view of an optical switching element shown in FIG. 18, (A) is a sectional view taken along line A-A of FIG. 18,
(B)は図18のB−B線に沿った断面図である。 (B) is a sectional view taken along line B-B of FIG. 18.

【図20】図1に示した光スイッチング素子の駆動を説明するための断面図である。 20 is a cross-sectional view for explaining the driving of the optical switching element shown in FIG.

【図21】図1に示した光スイッチング素子の駆動を説明するための断面図である。 21 is a sectional view for explaining the driving of the optical switching element shown in FIG.

【図22】本発明の第2の実施の形態に係る光スイッチング素子の製造工程を説明するための断面図である。 22 is a sectional view for explaining the manufacturing process of the optical switching element according to a second embodiment of the present invention.

【図23】図22の工程に続く工程を説明するための断面図である。 23 is a cross-sectional view for illustrating a step that follows the step of FIG. 22.

【図24】図23の工程に続く工程を説明するための断面図である。 24 is a cross-sectional view for illustrating a step that follows the step of FIG. 23.

【図25】図24の工程に続く工程を説明するための断面図である。 25 is a cross-sectional view for the process will be described subsequent to the step of FIG. 24.

【図26】図25の工程に続く工程を説明するための断面図である。 26 is a cross-sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 25.

【図27】図26の工程に続く工程を説明するための断面図である。 27 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 26.

【図28】図27の工程に続く工程を説明するための断面図である。 28 is a sectional view for illustrating a step that follows the step of FIG. 27.

【図29】図28の工程に続く工程を説明するための断面図である。 29 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 28.

【図30】図29の工程に続く工程を説明するための断面図である。 Figure 30 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 29.

【図31】図30の工程に続く工程を説明するための断面図である。 31 is a cross-sectional view for illustrating a step that follows the step of FIG. 30.

【図32】図31の工程に続く工程を説明するための断面図である。 32 is a cross-sectional view for illustrating a step that follows the step of FIG. 31.

【図33】図32の工程に続く工程を説明するための断面図である。 33 is a cross-sectional view for illustrating a step that follows the step of FIG. 32.

【図34】図33の工程に続く工程を説明するための断面図である。 34 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 33.

【図35】図34の工程に続く工程を説明するための断面図である。 35 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 34.

【図36】図35の工程に続く工程を説明するための断面図である。 36 is a cross-sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 35.

【図37】図36の工程に続く工程を説明するための断面図である。 37 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 36.

【図38】図37の工程に続く工程を説明するための断面図である。 38 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 37.

【図39】図38の工程に続く工程を説明するための断面図である。 39 is a cross-sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 38.

【図40】図39の工程に続く工程を説明するための断面図である。 FIG. 40 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 39.

【図41】図40の工程に続く工程を説明するための断面図である。 41 is a cross-sectional view for the process will be described subsequent to the step of FIG. 40.

【図42】図41の工程に続く工程を説明するための断面図である。 42 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 41.

【図43】図42の工程に続く工程を説明するための断面図である。 43 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 42.

【図44】図43の工程に続く工程を説明するための断面図である。 44 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 43.

【図45】図44の工程に続く工程を説明するための断面図である。 FIG. 45 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 44.

【図46】図45の工程に続く工程を説明するための断面図である。 46 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 45.

【図47】図46の工程に続く工程を説明するための断面図である。 FIG. 47 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 46.

【図48】図47の工程に続く工程を説明するための断面図である。 FIG. 48 is a sectional view for a process will be described subsequent to the step of FIG. 47.

【図49】図48の工程に続く工程を説明するための断面図である。 49 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 48.

【図50】本発明の第3の実施の形態に係る光スイッチング素子の概略構成を表す平面図である。 FIG. 50 is a plan view illustrating a schematic configuration of an optical switching element according to a third embodiment of the present invention.

【図51】図50に示した光スイッチング素子の51− [Figure 51] of the optical switching element shown in FIG. 50 51-
51線に沿った断面図である。 It is a sectional view taken along the 51 line.

【図52】図50に示した光スイッチング素子の製造工程を説明するための断面図である。 52 is a sectional view for explaining the manufacturing process of the optical switching element shown in FIG. 50.

【図53】図51の工程に続く工程を説明するための断面図である。 53 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 51.

【図54】図52の工程に続く工程を説明するための断面図である。 FIG. 54 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 52.

【図55】図53の工程に続く工程を説明するための断面図である。 FIG. 55 is a sectional view for explaining a process subsequent to the process of FIG. 53.

【図56】本発明に係る画像表示装置の一例の構成を表す図である。 FIG. 56 is a diagram illustrating an example of a configuration of an image display apparatus according to the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10,80…光スイッチング素子、10R,80R…赤色表示用光学多層構造体、10G,80G…緑色表示用光学多層構造体、10B,80B…青色表示用光学多層構造体、11,81…基板、12R,82R…赤色表示用の第1の層、12G,82G…緑色表示用の第1の層、12B,82B…青色表示用の第1の層、13R… 10, 80 ... optical switching element, 10R, 80R ... red display optical multilayer structure, 10G, 80G ... green display optical multilayer structure, 10B, 80B ... blue display optical multilayer structure, 11, 81 ... substrate, 12R, 82R ... first layer for red display, 12G, 82G ... first layer for green display, 12B, 82B ... first layer for blue display, 13R ...
赤色表示用間隙部、13G…緑色表示用間隙部、13B Red display for the gap, 13G ... green display for the gap portion, 13B
…青色表示用間隙部、14R…赤色表示用の第2の層、 ... blue display gap portion, a second layer for 14R ... red display,
14G…緑色表示用の第2の層、14B…青色表示用の第2の層、15R…赤色表示用透明導電膜、15G…緑色表示用透明導電膜、15B…青色表示用透明導電膜、 14G ... second layer for green display, 14B ... second layer for blue display, 15R ... red display transparent conductive film, 15G ... green display transparent conductive film, 15B ... transparent conductive film for blue display,
16…スペーサ、17…カバーガラス、18R…赤色フィルタ、18G…緑色フィルタ、18B…青色フィルタ、21…第1のフォトレジスト層、22…第2のフォトレジスト層、23…第3のフォトレジスト層、31… 16 ... spacer 17 ... cover glass, 18R ... red filter, 18G ... green filter, 18B ... blue filter, 21 ... first photoresist layer, 22 ... second photoresist layer, 23 ... third photoresist layer , 31 ...
第1のグレースケールマスク、32…第2のグレースケールマスク、33…第3のグレースケールマスク、81 First gray scale mask, 32 ... second gray scale mask, 33 ... third gray scale mask, 81
R…第1の凹部、81G…第2の凹部、81B…第3の凹部、100…画像表示装置 R ... first recess, 81G ... second recess, 81B ... third recess, 100 ... image display device

フロントページの続き Fターム(参考) 2H041 AA02 AA04 AB14 AC06 AZ02 AZ03 AZ08 2H048 GA01 GA07 GA09 GA12 GA22 GA23 GA25 GA35 GA51 GA57 GA60 GA61 Front page of the continued F-term (reference) 2H041 AA02 AA04 AB14 AC06 AZ02 AZ03 AZ08 2H048 GA01 GA07 GA09 GA12 GA22 GA23 GA25 GA35 GA51 GA57 GA60 GA61

Claims (33)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 基板上に、光の吸収のある赤色表示用の第1の層、光の干渉現象を起こしうる大きさを有すると共にその大きさが可変な赤色表示用間隙部、および赤色表示用の第2の層を配設した構造を有する赤色表示用光学多層構造体と、 前記基板上に、光の吸収のある緑色表示用の第1の層、 To 1. A substrate, a first layer for red display with absorption of light, its size is variable red display gap portion which has a size capable of causing an optical interference phenomenon, and red display second red display optical multilayer structure having a structure arranged layers on the substrate, a first layer for green display with a light absorption of use,
    光の干渉現象を起こし得る大きさを有すると共にその大きさが可変な緑色表示用間隙部、および緑色表示用の第2の層を配設した構造を有する緑色表示用光学多層構造体と、 前記基板上に、光の吸収のある青色表示用の第1の層、 A green display optical multilayer structure having the variable green display gap size, and were provided with the second layer for green display structure which has a magnitude capable of causing light interference phenomena, the on a substrate, a first layer for blue display with absorption of light,
    光の干渉現象を起こし得る大きさを有すると共にその大きさが可変な青色表示用間隙部、および青色表示用の第2の層を配設した構造を有する青色表示用光学多層構造体と、 前記赤色表示用間隙部、前記緑色表示用間隙部または前記青色表示用間隙部の光学的な大きさを変化させる駆動手段とを有し、 前記駆動手段によって前記赤色表示用間隙部、前記緑色表示用間隙部または前記青色表示用間隙部の大きさを変化させることにより、入射した光の反射、透過もしくは吸収の量を変化させることを特徴とする光スイッチング素子。 A blue display optical multilayer structure having the variable blue display gap size, and a structure disposed a second layer for blue display and has a size capable of causing an optical interference phenomenon, the red display gap, and a driving means for changing an optical size of the green display gap or the blue display gap, the red display gap by the drive means, for the green display by varying the gap or the size of the blue display gap, optical switching element, characterized in that changing the amount of reflection, transmission or absorption of incident light.
  2. 【請求項2】 前記赤色表示用光学多層構造体においては、前記基板上に、前記赤色表示用の第1の層、前記赤色表示用間隙部および前記赤色表示用の第2の層がこの順で配設され、 前記緑色表示用光学多層構造体においては、前記基板上に、前記緑色表示用の第1の層、前記緑色表示用間隙部および前記緑色表示用の第2の層がこの順で配設され、 前記青色表示用光学多層構造体においては、前記基板上に、前記青色表示用の第1の層、前期青色表示用間隙部および前記青色表示用の第2の層がこの順で配設されていることを特徴とする請求項1記載の光スイッチング素子。 In wherein said red display optical multilayer structure, on the substrate, a first layer for the red and the second layer for the red display gap and the red display this order in is disposed, wherein in the green display optical multilayer structure, on the substrate, a first layer for the green display, a second layer for the green display gap and the green display is the order in is disposed, wherein in the blue display optical multilayer structure, on the substrate, a first layer for the blue display, the second layer in this order for the previous fiscal year blue display gap and the blue display optical switching element according to claim 1, wherein in that it is arranged.
  3. 【請求項3】 前記基板は、光の吸収のある基板もしくは光の吸収のある薄膜を成膜した基板であることを特徴とする請求項1記載の光スイッチング素子。 Wherein the substrate is an optical switching element according to claim 1, wherein the thin film with the absorption of the substrate or the light of absorption of light is a film-formed substrate.
  4. 【請求項4】 前記基板はカーボンからなることを特徴とする請求項1記載の光スイッチング素子。 4. The optical switching element according to claim 1, wherein said substrate is characterized by comprising a carbon.
  5. 【請求項5】 前記赤色表示用の第2の層、前記緑色表示用の第2の層および前記青色表示用の第2の層は、透明材料により形成されたものであることを特徴とする請求項1記載の光スイッチング素子。 5. A second layer for the red and the second layer and the second layer for the blue display for the green display is characterized in that it is one that is formed of a transparent material optical switching element according to claim 1, wherein.
  6. 【請求項6】 前記駆動手段によって、前記赤色表示用間隙部、前記緑色表示用間隙部または前記青色表示用間隙部の光学的な大きさを、λ/4の奇数倍とλ/4の偶数倍(0を含む)との間で、2値的あるいは連続的に変化させることで、入射光の反射、透過もしくは吸収の量を2値的あるいは連続的に変化させることを特徴とする請求項1記載の光スイッチング素子。 By wherein said driving means, the red display gap, even the green display gap portion or the optical size of the blue display gap, lambda / 4 of the odd multiple and lambda / 4 between the times (including 0), binary or a continuously varying, claims, characterized in that changing reflecting the amount of transmitted or absorbed binary or continuously the incident light optical switching element 1 described.
  7. 【請求項7】 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層と前記赤色表示用の第2の層、前記緑色表示用の第2の層および前記青色表示用の第2の層とのうちの少なくとも一方は、互いに光学的特性の異なる2以上の層により構成された複合層であることを特徴とする請求項1記載の光スイッチング素子。 7. A first layer for the red display, the first layer and the first layer and the second layer for the red display for the blue display for the green display, for the green display at least one of the second layer and the second layer for the blue display, according to claim 1, characterized in that it is a composite layer constituted by two or more layers having different optical characteristics from each other optical switching element.
  8. 【請求項8】 前記赤色表示用の第2の層、前記緑色表示用の第2の層および前記青色表示用の第2の層は、窒化ケイ素(SiN x )膜よりなることを特徴とする請求項5記載の光スイッチング素子。 8. A second layer for the red and the second layer and the second layer for the blue display for the green display is characterized by consisting of silicon nitride (SiN x) film optical switching element according to claim 5, wherein.
  9. 【請求項9】 前記赤色表示用の第2の層、前記緑色表示用の第2の層および前記青色表示用の第2の層は、窒化ケイ素(SiN X )膜および透明導電膜よりなることを特徴とする請求項8記載の光スイッチング素子。 9. The second layer for the red and the second layer and the second layer for the blue display for the green display, silicon nitride (SiN X) to consist of film and the transparent conductive film optical switching element according to claim 8, wherein.
  10. 【請求項10】 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層と前記赤色表示用の第2の層、前記緑色表示用の第2の層および前記青色表示用の第2の層とのうちの少なくとも一方は、一部に透明導電膜を含み、前記駆動手段は、前記透明導電膜への電圧の印加によって発生した静電力により、前記赤色表示用間隙部、前記緑色表示用間隙部または前記青色表示用間隙部の光学的な大きさを変化させるものであることを特徴とする請求項1記載の光スイッチング素子。 10. The first layer for the red display, the first layer and the first layer and the second layer for the red display for the blue display for the green display, for the green display At least one of the second layer and the second layer for the blue display, part comprises a transparent conductive film, wherein the drive means, the electrostatic force generated by application of a voltage to the transparent conductive film Accordingly, the red display gap, optical switching element according to claim 1, characterized in that changing the optical size of the green display gap or the blue display gap.
  11. 【請求項11】 前記透明導電膜は、ITO,SnO 2 Wherein said transparent conductive film, ITO, SnO 2
    およびZnOのうちのいずれかにより形成されていることを特徴とする請求項10記載の光スイッチング素子。 And optical switching element according to claim 10, wherein the formed by any of ZnO.
  12. 【請求項12】 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層は、 12. The first layer for the red display, the first layer and the first layer for the blue display for the green display,
    金属,酸化金属,窒化金属,炭化物および半導体のうちのいずれかからなることを特徴とする請求項1記載の光スイッチング素子。 Metal, metal oxide, an optical switching device according to claim 1, characterized in that it consists of any one of metal nitride, carbide and semiconductor.
  13. 【請求項13】 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層はタンタル(Ta)からなることを特徴とする請求項1記載の光スイッチング素子。 13. The first layer for the red display, the first layer and the first layer for the blue display for the green display according to claim 1, wherein the tantalum (Ta) of the optical switching element.
  14. 【請求項14】 前記基板はカーボンからなり、前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層はタンタル(Ta)からなり、前記赤色表示用の第2の層、前記緑色表示用の第2 14. The substrate is made of carbon, a first layer for the red display, the first layer and the first layer for the blue display for the green display is made of tantalum (Ta), wherein a second layer for red display, the second for the green display
    の層および前記青色表示用の第2の層は窒化ケイ素(S And second layers for the blue display silicon nitride (S
    iN x )膜とITOからなる透明導電膜とからなることを特徴とする請求項1記載の光スイッチング素子。 iN x) optical switching element according to claim 1, characterized by comprising a membrane and a transparent conductive film made of ITO.
  15. 【請求項15】 前記基板は、赤色表示用の第1の層と同じ3次元形状を有する第1の凹部と、緑色表示用の第1の層と同じ3次元形状を有する第2の凹部と、青色表示用の第1の層と同じ3次元形状を有する第3の凹部とを有し、 前記赤色表示用の第1の層は、前記第1の凹部に埋め込まれ、 前記緑色表示用の第1の層は、前記第2の凹部に埋め込まれ、 前記青色表示用の第1の層は、前記第3の凹部に埋め込まれていることを特徴とする請求項1記載の光スイッチング素子。 15. The substrate includes a second recess having a first recess having the same three-dimensional shape as the first layer for red display, the same three-dimensional shape as the first layer for green display , and a third recess having the same three-dimensional shape as the first layer for blue display, a first layer for the red display is embedded in the first recess, for the green display the first layer, embedded in the second recess, the first layer for the blue display, optical switching element according to claim 1, characterized in that it is embedded in the third recess.
  16. 【請求項16】 基板上に、互いに膜厚の異なる赤色表示用の第1の層、緑色表示用の第1の層および青色表示用の第1の層を、第1のグレースケールマスクを用いて形成する工程と、 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層の上に、犠牲層として、互いに大きさの異なる赤色表示用間隙部、緑色表示用間隙部および青色表示用間隙部に対応する3次元形状を有する非晶質シリコン(a−Si)膜を、第2のグレースケールマスクを用いて形成する工程と、 前記非晶質シリコン膜の上に、互いに膜厚の異なる赤色表示用の第2の層、緑色表示用の第2の層および青色表示用の第2の層を、第3のグレースケールマスクを用いて形成する工程と、 前記非晶質シリコン膜をエッチングにより除去す To 16. on a substrate, each other first layer for different thickness red and the first layer and the first layer for blue display for green display, using the first gray scale mask forming Te, a first layer for the red display, on the first layer and the first layer for the blue display for the green display, as a sacrificial layer, to each other of different sizes red display use the gap, the amorphous silicon (a-Si) film having a three-dimensional shape corresponding to green display gap and blue display gap, and forming with the second gray-scale mask, the on the amorphous silicon film, a second layer for different thickness red and the second layer for the second layer and the blue display for green display, a third gray-scale mask used to each other forming Te, to remove the amorphous silicon film by etching ることによって、互いに大きさの異なる前記赤色表示用間隙部、前記緑色表示用間隙部および前記青色表示用間隙部を形成する工程とを含むことを特徴とする光スイッチング素子の製造方法。 By Rukoto, the method of manufacturing an optical switching element which comprises a step of forming a mutually the red display gap of different sizes, the green display gap and the blue display gap.
  17. 【請求項17】 更に、前記赤色表示用の第2の層、緑色表示用の第2の層および青色表示用の第2の層の上に、赤色表示用透明導電膜、緑色表示用透明導電膜および青色表示用透明導電膜をそれぞれ形成する工程を含むことを特徴とする請求項16記載の光スイッチング素子の製造方法。 17. Furthermore, the second layer for the red display, on the second layer and the second layer for blue display for green display, the transparent conductive film for red display, the transparent conductive for green display method for manufacturing an optical switching element according to claim 16, wherein further comprising the step of forming film and a transparent conductive film for blue display, respectively.
  18. 【請求項18】 更に、前記赤色表示用光学多層構造体、前記緑色表示用光学多層構造体および前記青色表示用光学多層構造体のそれぞれに対して、カバーガラスを接合するための一対のスペーサを形成する工程を含むことを特徴とする請求項16記載の光スイッチング素子の製造方法。 18. Furthermore, the red display optical multilayer structure, for each of the green display optical multilayer structure and the blue display optical multilayer structure, a pair of spacers for joining the cover glass method for manufacturing an optical switching element according to claim 16, wherein further comprising the step of forming.
  19. 【請求項19】 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層を形成する工程は、 基板上に金属膜を形成する工程と、 この金属膜の上に第1のフォトレジスト膜を形成し、この第1のフォトレジスト膜を第1のグレースケールマスクを用いて感光させることにより3次元形状に加工する工程と、 前記金属膜および前記第1のフォトレジスト膜を合わせてエッチングすることにより、互いに膜厚の異なる赤色表示用の第1の層、緑色表示用の第1の層および青色表示用の第1の層を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項16記載の光スイッチング素子の製造方法。 19. The first layer for the red and the step of forming the first layer and the first layer for the blue display for the green display includes the steps of forming a metal film on a substrate , the first photo-resist film is formed on the metal film, a step of processing the first photoresist film to the three-dimensional shape by the photosensitive using the first gray scale mask, the metal film and by etching together said first photoresist film, forming a first layer, the first layer and the first layer for blue display for green display for different thicknesses red display mutually method for manufacturing an optical switching element according to claim 16, wherein the including the step.
  20. 【請求項20】 前記第1のフォトレジスト膜を感光させる工程において、感光後の前記第1のフォトレジスト膜の膜厚T P1は、次式(1)の関係を満たす T P1 =R P1・D P1 (1) (ただし、R P1は前記金属膜のエッチングレートに対する前記第1のフォトレジスト膜のエッチングレートの比を表し、D P1は感光後の前記第1のフォトレジスト膜のうち最も膜厚の小さい部分と、この最も膜厚の小さい部分以外の部分との膜厚の差を表す)ことを特徴とする請求項19記載の光スイッチング素子の製造方法。 20. A process for sensitizing the first photoresist film, the thickness T P1 of the first photoresist film after exposure is, T P1 = R P1 · satisfying the following relationship (1) D P1 (1) (provided that, R P1 represents the ratio of the etch rate of the first photoresist film to the etching rate of the metal film, D P1 most layer of the first photoresist film after exposure and a small portion of the thickness, the manufacturing method of this most film represents the difference in the thickness of the small portion other than the portion of the thickness) optical switching element according to claim 19, wherein a.
  21. 【請求項21】 前記非晶質シリコン(a−Si)膜を形成する工程は、 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層の上に、犠牲層としての非晶質シリコン(a−Si)膜を形成する工程と、 この非晶質シリコン膜の上に第2のフォトレジスト膜を形成し、この第2のフォトレジスト膜を第2のグレースケールマスクを用いて感光させることにより3次元形状に加工する工程と、 前記非晶質シリコン膜および前記第2のフォトレジスト膜を合わせてエッチングすることにより、互いに大きさの異なる赤色表示用間隙部、緑色表示用間隙部および青色表示用間隙部を形成するために前記非晶質シリコン層を3次元形状に加工する工程とを含むことを特徴とする請求項16記載の光スイッチング素子 21. step of forming the amorphous silicon (a-Si) film, a first layer for the red and the green display first for layer and the first for the blue display over the layer, forming an amorphous silicon (a-Si) film as a sacrificial layer, forming a second photoresist film on the amorphous silicon film, the second photoresist a step of processing the three-dimensional shape by the photosensitive using the second gray-scale mask film, by etching together the amorphous silicon film and the second photoresist film, the magnitude of each other different red display gap, according to claim 16, characterized in that it comprises a step of processing the three-dimensional shape of the amorphous silicon layer to form a green display gap and blue display gap optical switching element の製造方法。 The method of production.
  22. 【請求項22】 前記第2のフォトレジスト膜を感光させる工程において、感光後の前記第2のフォトレジスト膜の膜厚T P2は、次式(2)の関係を満たす T P2 =R P2・D P2 (2) (ただし、R P2は前記非晶質シリコン膜のエッチングレートに対する前記第2のフォトレジスト膜のエッチングレートの比を表し、D P2は感光後の前記第2のフォトレジスト膜のうち最も膜厚の小さい部分と、この最も膜厚の小さい部分以外の部分との膜厚の差を表す)ことを特徴とする請求項21記載の光スイッチング素子の製造方法。 22. A process for sensitizing the second photoresist film, the thickness T P2 of the second photoresist film after exposure is, T P2 = R P2 · satisfying the following relationship (2) D P2 (2) (provided that, R P2 represents the ratio of the etching rate of the second photoresist film to the etching rate of the amorphous silicon film, D P2 are of the second photoresist film after exposure among the most thickness small portion of the manufacturing method of this most film represents the difference in the thickness of the small portion other than the portion of the thickness) optical switching element according to claim 21, wherein the.
  23. 【請求項23】 前記赤色表示用の第2の層、前記緑色表示用の第2の層および前記青色表示用の第2の層を形成する工程は、 前記非晶質シリコン膜の上に窒化ケイ素膜を形成する工程と、 この窒化ケイ素膜の上に第3のフォトレジスト膜を形成し、この第3のフォトレジスト膜を第3のグレースケールマスクを用いて感光させることにより3次元形状に加工する工程と、 前記窒化ケイ素膜および前記第3のフォトレジスト膜を合わせてエッチングすることにより、互いに膜厚の異なる赤色表示用の第2の層、緑色表示用の第2の層および青色表示用の第2の層を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項16記載の光スイッチング素子の製造方法。 23. The second layer for the red and the step of forming the second layer and the second layer for the blue display for the green display, nitriding on the amorphous silicon film forming a silicon film, a third photoresist film is formed on the silicon nitride film, a three-dimensional shape by causing the third photoresist film is photosensitive with third gray scale mask a step of processing, the by silicon nitride film and the third combined photoresist film is etched, together second layer for different thickness red and the second layer and the blue display for green display method for manufacturing an optical switching element according to claim 16, wherein the comprising the step of forming a second layer of use.
  24. 【請求項24】 前記第3のフォトレジスト膜を感光させる工程において、感光後の前記第3のフォトレジスト膜の膜厚T P3は、次式(3)の関係を満たす T P3 =R P3・D P3 (3) (ただし、R P3は前記窒化ケイ素膜のエッチングレートに対する前記第3のフォトレジスト膜のエッチングレートの比を表し、D P3は感光後の前記第3のフォトレジスト膜のうち最も膜厚の小さい部分と、この最も膜厚の小さい部分以外の部分との膜厚の差を表す)ことを特徴とする請求項23記載の光スイッチング素子の製造方法。 24. A process for sensitizing the third photoresist film thickness T P3 of the third photoresist film after exposure is, T P3 = R P3 · satisfying the following relationship (3) D P3 (3) (provided that, R P3 represents the ratio of the etching rate of the third photoresist film to the etching rate of the silicon nitride film, D P3 and most of the third photoresist film after exposure a small portion of the film thickness, the manufacturing method of this most film represents the difference in the thickness of the small portion other than the portion of the thickness) optical switching element according to claim 23, wherein a.
  25. 【請求項25】 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層を形成する工程は、 前記基板に、前記赤色表示用の第1の層と同じ3次元形状を有する第1の凹部と、前記緑色表示用の第1の層と同じ3次元形状を有する第2の凹部と、前記青色表示用の第1の層と同じ3次元形状を有する第3の凹部とを形成する工程と、 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層を、前記第1の凹部、 25. A process of forming the first layer for red display, the first layer and the first layer for the blue display for the green display, on the substrate, first for the red display a first recess having the same three-dimensional shape as the first layer, the second recess having the same three-dimensional shape as the first layer for the green display, the same 3 as the first layer for the blue display forming a third recess having a dimension shape, the first layer for the red display, the first layer and the first layer for the blue display for the green display, the first recess,
    前記第2の凹部および前記第3の凹部に埋め込まれるように形成する工程と、 CMP法を用いて、前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層および前記青色表示用第1の層を所望の膜厚に成形し平坦化する工程とを含むことを特徴とする請求項16記載の光スイッチング素子の製造方法。 Forming so as to be embedded in the second recess and the third recess, by CMP, a first layer for the red display, the first layer and the blue display for the green display method for manufacturing an optical switching element according to claim 16, wherein the first layer, characterized in that it comprises a step of forming planarized to a desired thickness use.
  26. 【請求項26】 基板上に、互いに膜厚の異なる赤色表示用の第1の層、緑色表示用の第1の層および青色表示用の第1の層を、リフトオフ法を用いて形成する工程と、 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層の上に、犠牲層として、互いに大きさの異なる赤色表示用間隙部、緑色表示用間隙部および青色表示用間隙部に対応する3次元形状を有する非晶質シリコン(a−Si)膜を、リフトオフ法を用いて形成する工程と、 前記非晶質シリコン膜の上に、互いに膜厚の異なる赤色表示用の第2の層、緑色表示用の第2の層および青色表示用の第2の層を、リフトオフ法を用いて形成する工程と、 前記非晶質シリコン膜をエッチングにより除去することによって、互いに大きさの異なる前記赤 To 26. on a substrate, a first layer for different thickness red display together, the first layer and the first layer for blue display for green display, the step of forming by using a lift-off method When the first layer for the red display, the first layer and over the first layer for the blue display, as a sacrificial layer, different red display gap from each other sizes for the green display, green display gap and an amorphous silicon (a-Si) film having a three-dimensional shape corresponding to the blue display gap, and forming by lift-off, on the amorphous silicon film , a second layer for different thickness red display each other, the second layer and the second layer for blue display for green display, and forming by lift-off, the amorphous silicon film by removing by etching, together of different sizes the red 色表示用間隙部、前記緑色表示用間隙部および前記青色表示用間隙部を形成する工程とを含むことを特徴とする光スイッチング素子の製造方法。 Method for manufacturing an optical switching element which comprises a color display gap, and forming the green display gap and the blue display gap.
  27. 【請求項27】 更に、前記赤色表示用の第2の層、緑色表示用の第2の層および青色表示用の第2の層の上に、赤色表示用透明導電膜、緑色表示用透明導電膜および青色表示用透明導電膜をそれぞれ形成する工程を含むことを特徴とする請求項26記載の光スイッチング素子の製造方法。 27. Furthermore, the second layer for the red display, on the second layer and the second layer for blue display for green display, the transparent conductive film for red display, the transparent conductive for green display method for manufacturing an optical switching element according to claim 26, wherein further comprising the step of forming film and a transparent conductive film for blue display, respectively.
  28. 【請求項28】 更に、前記赤色表示用光学多層構造体、前記緑色表示用光学多層構造体および前記青色表示用光学多層構造体のそれぞれに対して、カバーガラスを接合するための一対のスペーサを形成する工程を含むことを特徴とする請求項26記載の光スイッチング素子の製造方法。 28. Furthermore, the red display optical multilayer structure, for each of the green display optical multilayer structure and the blue display optical multilayer structure, a pair of spacers for joining the cover glass method for manufacturing an optical switching element according to claim 26, wherein further comprising the step of forming.
  29. 【請求項29】 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層を形成する工程は、 前記基板上に、リフトオフ法を用いて、所望の膜厚を有する前記赤色表示用の第1の層を形成する工程と、 前記基板上に、リフトオフ法を用いて、所望の膜厚を有する前記緑色表示用の第1の層を形成する工程と、 前記基板上に、リフトオフ法を用いて、所望の膜厚を有する前記青色表示用の第1の層を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項26記載の光スイッチング素子の製造方法。 29. The first layer for the red and forming a first layer for the first layer and the blue display for the green display, on said substrate, by using a lift-off method , forming a step of forming a first layer for the red display having a desired film thickness, on said substrate, by using a lift-off method, the first layer for the green display having a desired film thickness a step of, on the substrate, by using a lift-off method, the light switching element according to claim 26, wherein the comprising the step of forming a first layer for the blue display having a desired film thickness the method of production.
  30. 【請求項30】 前記非晶質シリコン(a−Si)膜を形成する工程は、 前記赤色表示用の第1の層の上に、リフトオフ法を用いて、前記赤色表示用間隙部の大きさに等しい膜厚を有する第1の非晶質シリコン膜を形成する工程と、 前記緑色表示用の第1の層の上に、リフトオフ法を用いて、前記緑色表示用間隙部の大きさに等しい膜厚を有する第2の非晶質シリコン膜を形成する工程と、 前記青色表示用の第1の層の上に、リフトオフ法を用いて、前記青色表示用間隙部の大きさに等しい膜厚を有する第3の非晶質シリコン膜を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項26記載の光スイッチング素子の製造方法。 30. A process of forming the amorphous silicon (a-Si) film, on the first layer for the red display, using a lift-off method, the size of the red display gap forming a first amorphous silicon film having a thickness equal to, on the first layer for the green display, by lift-off, equal to the size of the green display gap forming a second amorphous silicon film having a film thickness, on the first layer for the blue display, using a lift-off method, the film thickness is equal to the size of the blue display gap method for manufacturing an optical switching element according to claim 26, wherein the comprising the step of forming a third amorphous silicon film having a.
  31. 【請求項31】 前記赤色表示用の第2の層、前記緑色表示用の第2の層および前記青色表示用の第2の層を形成する工程は、 前記非晶質シリコン膜の上に、リフトオフ法を用いて、 31. The second layer for the red and the step of forming the second layer and the second layer for the blue display for the green display, on the amorphous silicon film, by using the lift-off method,
    所望の膜厚を有する前記赤色表示用の第2の層を形成する工程と、 前記非晶質シリコン膜の上に、リフトオフ法を用いて、 Forming a second layer for the red display having a desired film thickness, on the amorphous silicon film, by using a lift-off method,
    所望の膜厚を有する前記緑色表示用の第2の層を形成する工程と、 前記非晶質シリコン膜の上に、リフトオフ法を用いて、 Forming a second layer for the green display having a desired film thickness, on the amorphous silicon film, by using a lift-off method,
    所望の膜厚を有する前記青色表示用の第2の層を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項26記載の光スイッチング素子の製造方法。 Method for manufacturing an optical switching element according to claim 26, wherein the comprising the step of forming a second layer for the blue display having a desired film thickness.
  32. 【請求項32】 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層を形成する工程は、 前記基板に、前記赤色表示用の第1の層と同じ3次元形状を有する第1の凹部と、前記緑色表示用の第1の層と同じ3次元形状を有する第2の凹部と、前記青色表示用の第1の層と同じ3次元形状を有する第3の凹部とを形成する工程と、 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層を、前記第1の凹部、 32. A first layer for the red and the step of forming the first layer and the first layer for the blue display for the green display, on the substrate, first for the red display a first recess having the same three-dimensional shape as the first layer, the second recess having the same three-dimensional shape as the first layer for the green display, the same 3 as the first layer for the blue display forming a third recess having a dimension shape, the first layer for the red display, the first layer and the first layer for the blue display for the green display, the first recess,
    前記第2の凹部および前記第3の凹部に埋め込まれるように形成する工程と、 CMP法を用いて、前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層および前記青色表示用第1の層を所望の膜厚に成形し平坦化する工程とを含むことを特徴とする請求項26記載の光スイッチング素子の製造方法。 Forming so as to be embedded in the second recess and the third recess, by CMP, a first layer for the red display, the first layer and the blue display for the green display method for manufacturing an optical switching element according to claim 26, wherein the first layer, characterized in that it comprises a step of forming planarized to a desired thickness use.
  33. 【請求項33】 1次元または2次元に配列された複数の光スイッチング素子に光を照射することで2次元画像をカラー表示する画像表示装置であって、 前記光スイッチング素子が、 基板上に、光の吸収のある赤色表示用の第1の層、光の干渉現象を起こしうる大きさを有すると共にその大きさが可変な赤色表示用間隙部、および赤色表示用の第2の層を配設した構造を有する赤色表示用光学多層構造体と、 前記基板上に、光の吸収のある緑色表示用の第1の層、 33. The two-dimensional image by irradiating light to the one-dimensional or more optical switching elements arranged in a two-dimensional image display apparatus for color display, the light switching element, on the substrate, a first layer for red display with absorption of light, arranged a second layer for that variable red display gap size, and red display and has a size capable of causing an optical interference phenomenon and the red display optical multilayer structure having a structure, on the substrate, a first layer for green display with a light absorption,
    光の干渉現象を起こし得る大きさを有すると共にその大きさが可変な緑色表示用間隙部、および緑色表示用の第2の層を配設した構造を有する緑色表示用光学多層構造体と、 前記基板上に、光の吸収のある青色表示用の第1の層、 A green display optical multilayer structure having the variable green display gap size, and were provided with the second layer for green display structure which has a magnitude capable of causing light interference phenomena, the on a substrate, a first layer for blue display with absorption of light,
    光の干渉現象を起こし得る大きさを有すると共にその大きさが可変な青色表示用間隙部、および青色表示用の第2の層を配設した構造を有する青色表示用光学多層構造体と、 前記赤色表示用間隙部、前記緑色表示用間隙部または前記青色表示用間隙部の光学的な大きさを変化させる駆動手段とを備えたことを特徴とする画像表示装置。 A blue display optical multilayer structure having the variable blue display gap size, and a structure disposed a second layer for blue display and has a size capable of causing an optical interference phenomenon, the red display gap, the image display apparatus being characterized in that a driving means for changing an optical size of the green display gap or the blue display gap.
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