JP2004045445A

JP2004045445A - 表示装置

Info

Publication number: JP2004045445A
Application number: JP2002173986A
Authority: JP
Inventors: Yukihisa Takeuchi; 武内　幸久; Tsutomu Nanataki; 七瀧　努; Natsuki Shimokawa; 下河　夏己; Takayoshi Akao; 赤尾　隆嘉
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】画素構成体に導入された光の利用率を向上させ、更に、コントラストの向上をも図る。
【解決手段】アクチュエータ部２２を有するアクチュエータ基板３２と、光導波板２０と、光導波板２０とアクチュエータ基板３２との間に介在して、かつ、アクチュエータ部２２を囲繞する桟４２と、アクチュエータ部２２上に接合された画素構成体３０とを具備した表示装置１０において、画素構成体３０を、光導波板２０に接触又は近接する透明層５４と、該透明層５４の下部に配置された着色層５２とを有して構成し、透明層５４の光導波板２０との対向面積Ａを着色層５２の投影面積Ｂと同じかそれよりも小さくする。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置に関し、特に、入力される画像信号の属性に応じて光導波板に対するアクチュエータ部の接触・離隔方向の変位動作を制御して、光導波板の所定部位の漏れ光を制御することにより、光導波板に画像信号に応じた映像を表示させる表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、表示装置として、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶表示装置、プラズマディスプレイ等の表示装置が知られている。
【０００３】
陰極線管としては、通常のテレビジョン受像機やコンピュータ用のモニタ装置等が知られているが、画面は明るいものの、消費電力が大きく、また、画面の大きさに比例して表示装置全体の奥行きが大きくなるという問題がある。また、表示画像の周辺部で分解能が低下し、像又は図形が歪む、記憶作用がない、大型表示ができないなどの難点もある。
【０００４】
この理由は、電子銃から放射された電子ビームを大きく偏向させることから、電子ビームがブラウン管の蛍光面に斜めに到達する箇所では発光点（ビームスポット）が広がり、像が斜めに表示されるようになる。これにより、表示画像に歪みが生じてしまうという不都合がある。ブラウン管内部の大きな空間を真空に保つには限度があるからである。
【０００５】
一方、液晶表示装置は、装置全体を小型化でき、消費電力が少ないという利点があるものの、画面の輝度が劣り、画面視野角度が狭いという問題がある。また、電圧レベルにより階調表現を行うようにしているため、駆動回路の構成が非常に複雑になるという難点がある。
【０００６】
例えば、デジタルデータ線を用いた場合、その駆動回路は、コンポーネントＲＧＢデータ（各８ビット）を所定期間保持するラッチ回路と、電圧セレクタと、階調数に応じた種類の電圧レベルに切り換えるマルチプレクサと、該マルチプレクサからの出力データをデジタルデータ線に加えるための出力回路を有して構成される。この場合、階調数が大きくなるとマルチプレクサにおいて非常に多くのレベルの切換え動作が必要になり、それに伴って、回路構成が複雑になる。
【０００７】
アナログデータ線を用いた場合、その駆動回路は、順次入力されるコンポーネントＲＧＢデータ（各８ビット）を水平方向に整列させるためのシフトレジスタと、シフトレジスタからのパラレルデータを所定期間保持するラッチ回路と、電圧レベルの調整をとるレベルシフタと、レベルシフタからの出力データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、該Ｄ／Ａ変換器からの出力信号をアナログデータ線に加えるための出力回路を有して構成される。この場合、Ｄ／Ａ変換器において、オペアンプを使用することにより、階調に応じた所定の電圧を得るようにしているが、階調の範囲が広くなると、高精度の電圧を出力するオペアンプを使用する必要があり、構造が複雑になると共に価格も高くなるという欠点がある。
【０００８】
プラズマディスプレイは、液晶表示装置と同様に、表示部自体が体積をとらないため、小型化が可能であり、平板な表示面であるため、見やすいという長所があり、特に、交流型プラズマディスプレイにおいては、セルの記憶作用により、リフレッシュメモリが不要であるという長所も有する。
【０００９】
ところで、前記プラズマディスプレイにおいては、セルに記憶作用を持たせるために、印加電圧の極性を交番的に切り換えて放電を持続させる必要がある。そのため、駆動回路に、Ｘ方向のサスティンパルスを発生させるための第１のパルス発生器と、Ｙ方向のサスティンパルスを発生させるための第２のパルス発生器を設ける必要があり、駆動回路の構成がどうしても複雑になるという問題がある。
【００１０】
一方、本出願人は、前記ＣＲＴ、液晶表示装置やプラズマディスプレイでの問題を解消するために、新規な表示装置を提案した（例えば、特開平７−２８７１７６号公報参照）。
【００１１】
この表示装置は、図１５に示すように、画素毎に配列されたアクチュエータ部４００を有し、各アクチュエータ部４００は、圧電／電歪層４０２と該圧電／電歪層４０２の上面及び下面にそれぞれ形成された上部電極４０４と下部電極４０６とを具備したアクチュエータ部本体４０８と、該アクチュエータ部本体４０８の下部に配設された振動部４１０と固定部４１２からなる基体４１４とを有して構成されている。アクチュエータ部本体４０８の下部電極４０６は、振動部４１０と接触して、振動部４１０により前記アクチュエータ部本体４０８が支持されている。
【００１２】
前記基体４１４は、振動部４１０及び固定部４１２が一体となってセラミックスにて構成され、更に、基体４１４には、前記振動部４１０が薄肉になるように凹部４１６が形成されている。
【００１３】
また、アクチュエータ部本体４０８の上部電極４０４には、光導波板４１８との接触面積を所定の大きさにするための画素構成体４２０が接続されており、図１５の例では、前記画素構成体４２０は、アクチュエータ部４００が静止している通常状態において、光導波板４１８に近接して配置され、励起状態において前記光導波板４１８に光の波長以下の距離で接触するように配置されている。
【００１４】
そして、前記光導波板４１８の例えば端部から光４２２を導入する。この場合、光導波板４１８の屈折率の大きさを調節することにより、全ての光４２２が光導波板４１８の前面及び背面において透過することなく内部で全反射する。この状態で、前記上部電極４０４及び下部電極４０６を通してアクチュエータ部４００に画像信号の属性に応じた電圧信号を選択的に印加して、該アクチュエータ部４００に通常状態による静止と励起状態による変位を行わせることにより、前記画素構成体４２０の光導波板４１８への接触・離隔が制御され、これにより、前記光導波板４１８の所定部位の散乱光（漏れ光）４２４が制御されて、光導波板４１８に画像信号に応じた映像の表示がなされる。
【００１５】
この表示装置によれば、（１）消費電力を少なくできること、（２）画面輝度を大きくすることができること、（３）カラー画面にする場合において、画素数を白黒画面の場合に比して増加させる必要がないこと等の利点を有する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のアクチュエータ部４００を用いた表示装置において、画素構成体４２０に導入された光の利用率を向上させることができ、更に、コントラストの向上をも図ることができる表示装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る表示装置は、アクチュエータ部を有する基板と、光導波板と、前記光導波板と前記基板との間に介在して、かつ、前記アクチュエータ部を囲繞する桟と、前記アクチュエータ部上に接合された画素構成体とを具備し、前記画素構成体は、前記光導波板に接触又は近接する透明層を含み、前記透明層の前記光導波板と対向する面の面積が、前記画素構成体を構成する他の層の平面上の投影面積と同じかそれよりも小さいことを特徴とする。
【００１８】
これにより、光導波板に透明層が接触又は近接することで、透明層のうち、前記光導波板と対向する面を通じて光導波板からの光が画素構成体に導入されることになる。画素構成体に導入された光は、アクチュエータ基板側に進行していくことになる。
【００１９】
このとき、画素構成体を構成する他の層の平面上の投影面積が、透明層の前記光導波板と対向する面の面積と同じかそれよりも小さい場合は、前記透明層の光導波板と対向する面から導入された光の一部、特に、透明層の側面を透過する光は、アクチュエータ部やアクチュエータ基板に到達し、不要な散乱光として光導波板側に反射されることになる。この場合、有効に画素構成体に到達した光の反射による散乱光（表示上有効な散乱光）に前記不要な散乱光が混入し、見かけ上の輝度の低下やコントラストの低下を招くおそれがある。
【００２０】
そこで、透明層と他の層の両者の面積を広くすることが考えられるが、透明層の面積（光導波板との対向面積）を広くすると、透明層が光導波板に接触する面積も広くなることから、画素構成体に導入される光の量が増加し、１画素当たり、あるいは１ドット当たりの光の消費が多くなる。その結果、例えば光導波板の周辺から光を導入した場合、光導波板の中央部分への光の供給量が減り、単一色を表示した場合における表示輝度の一様性が低下するおそれがある。また、上述のように透明層の面積を広くすると、光導波板と透明層とが密着しやすくなり、画素の消光が不十分になるおそれがある。
【００２１】
しかし、本発明では、前記透明層の前記光導波板と対向する面の面積が、前記画素構成体を構成する他の層の平面上の投影面積と同じかそれよりも小さいことから、前記透明層の光導波板と対向する面から導入された光は、透明層の側面から透過した光を含めて、全て画素構成体に到達し、有効な散乱光として光導波板側に反射することとなる。
【００２２】
このようなことから、本発明に係る表示装置においては、画素構成体に導入された光の利用率を大幅に向上させることができ、輝度の向上を図ることができる。これにより、透明層の前記光導波板と対向する面の面積を小さくすることが可能となり、画素構成体に導入される光の量を低減でき、１画素当たり、あるいは１ドット当たりの光の消費を少なくすることができる。
【００２３】
その結果、例えば光導波板の周辺から光を導入した場合において、光導波板の中央部分への光の供給量の低減を抑制することができ、単一色を表示した場合における表示輝度の一様性を確保することができる。また、光導波板と透明層が密着しやすくなるなどの不具合を招くことなく、上記の効果が実現できる。
【００２４】
そして、前記他の層が白色散乱体を含むようにしてもよい。この場合、前記透明層の光導波板と対向する面から導入された光は、透明層の側面から透過した光を含めて、全て画素構成体に到達するが、白色散乱体に到達した光は有効な散乱光として光導波板側に反射することとなる。
【００２５】
また、前記他の層が着色層を含むようにしてもよいし、あるいは白色散乱体及び着色層を含むようにしてもよい。この場合、前記白色散乱体の平面上の投影面積が、前記着色層の平面上の投影面積と同じかそれよりも小さいことが好ましい。これにより、着色層を通過せずに直接白色散乱体に当たるということがなくなり、不要な散乱光が生じなくなることから、コントラストの低下や色純度の低下等、画質の低下を引き起こすことはない。
【００２６】
そして、本発明においては、前記アクチュエータ部が、前記基板に設けられた振動部と該振動部上に形成されたアクチュエータ部本体とを有する場合に、前記画素構成体の平面上の投影面積を、前記振動部の平面上の投影面積と同じかそれよりも小さく設定してもよい。
【００２７】
また、前記画素構成体の平面上の投影面積を、前記アクチュエータ部本体の平面上の投影面積よりも小さく設定してもよい。この場合、アクチュエータ部の変位動作を着色層が阻害するという懸念がないため、好ましい。
【００２８】
なお、前記着色層としては、色フィルタや有色散乱体を用いることができるほか、着色層と白色散乱体とを一体化させた白色の着色層を用いることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る表示装置の実施の形態例を図１〜図１４を参照しながら説明する。
【００３０】
本実施の形態に係る表示装置１０は、例えば図１に示すように、ガラスやアクリル樹脂等から構成された大型の導光板１０２の一主面に複数個の表示装置１０を縦方向及び横方向に配列することによって大画面ディスプレイ１００を構成することができる。この大画面ディスプレイ１００は、直視型で薄型・高輝度・広視野角等の特徴を有している。
【００３１】
表示装置１０の配列を任意に変更することで、通常の長方形のディスプレイのほかにも、横長あるいは縦長、円形状など様々な形状の画面を形成することができる。また、導光板を湾曲させておけば、曲面ディスプレイを形成することもできる。
【００３２】
そして、本実施の形態に係る表示装置１０は、図２に示すように、光源１６からの光１８が導入される光導波板２０と、該光導波板２０の背面に対向して設けられ、かつ多数のアクチュエータ部２２が画素に対応してマトリックス状あるいは千鳥状に配列された駆動部２４を有して構成されている。
【００３３】
画素の配列構成は、例えば図４に示すように、垂直方向に並ぶ２つのアクチュエータ部２２にて１つのドット２６が構成され、水平方向に並ぶ３つのドット２６（赤色ドット２６Ｒ、緑色ドット２６Ｇ及び青色ドット２６Ｂ）で１つの画素２８が構成されている。更に、この表示装置１０においては、画素２８の並びを水平方向に１６個（４８ドット）、垂直方向に１６個（１６ドット）としている。
【００３４】
なお、図１の大画面ディスプレイ１００は、例えばＶＧＡの規格に準拠すべく、水平方向に６４０画素（１９２０ドット）が並び、垂直方向に４８０画素（４８０ドット）が並ぶように、導光板１０２の背面に、表示装置１０を水平方向に４０個、垂直方向に３０個配列させるようにしている。
【００３５】
導光板１０２は、ガラス板やアクリル板等の可視光領域での光透過率が大であって均一なものが使用され、各表示装置１０間は、ワイヤボンディングや半田付け、端面コネクタ、裏面コネクタ等で接続することにより相互間の信号供給が行えるようになっている。
【００３６】
なお、前記導光板１０２と各表示装置１０の光導波板２０とは屈折率が類似したものが好ましく、導光板１０２と光導波板２０とを貼り合わせる場合には、透明な接着剤や液体を用いてもよい。この接着剤は、導光板１０２や光導波板２０と同様に、可視光領域で均一で、かつ、高い透過率を有することが好ましく、また、屈折率も導光板１０２や光導波板２０と近いものに設定することが画面の明るさを確保する上で望ましい。
【００３７】
ところで、各表示装置１０は、図２に示すように、各アクチュエータ部２２上に、それぞれ画素構成体３０が積層されている。
【００３８】
駆動部２４は、例えばセラミックスにて構成されたアクチュエータ基板３２を有し、該アクチュエータ基板３２の各ドット２６が形成されるべき部分にそれぞれ２つのアクチュエータ部２２が配設されている。前記アクチュエータ基板３２は、一主面が光導波板２０の背面に対向するように配置されており、該一主面は連続した面（面一）とされている。アクチュエータ基板３２の内部には、各アクチュエータ部２２が形成される部分に対応した位置に、それぞれ後述する振動部を形成するための空所３４が設けられている。各空所３４は、アクチュエータ基板３２の他端面に設けられた径の小さい貫通孔３６を通じて外部と連通されている。
【００３９】
前記アクチュエータ基板３２のうち、空所３４の形成されている部分が薄肉とされ、それ以外の部分が厚肉とされている。薄肉の部分は、外部応力に対して振動を受けやすい構造となって振動部３８として機能し、空所３４以外の部分は厚肉とされて前記振動部３８を支持する固定部４０として機能するようになっている。
【００４０】
つまり、アクチュエータ基板３２は、最下層である基板層３２Ａと中間層であるスペーサ層３２Ｂと最上層である薄板層３２Ｃの積層体であって、スペーサ層３２Ｂのうち、アクチュエータ部２２に対応する箇所に空所３４が形成された一体構造体として把握することができる。基板層３２Ａは、補強用基板として機能するほか、配線用の基板としても機能するようになっている。なお、前記アクチュエータ基板３２は、一体焼成であっても、後付けであってもよい。
【００４１】
そして、前記薄板層３２Ｃの厚みとしては、アクチュエータ部２２を大きく変位させるために、通常５０μｍ以下とされ、好ましくは３〜２０μｍ程度とされる。
【００４２】
スペーサ層３２Ｂは、アクチュエータ基板３２に空所３４を構成するものとして存在していればよく、その厚みは特に制限されるものではない。しかし一方で、空所３４の利用目的に応じてその厚みを決定してもよく、その中でもアクチュエータ部２２が機能する上で必要以上の厚みを有さず、例えば図３に示すように、薄い状態で構成されていることが好ましい。即ち、スペーサ層３２Ｂの厚みは、利用するアクチュエータ部２２の変位の大きさ程度であることが好ましい。
【００４３】
このような構成により、薄肉の部分（振動部３８の部分）の撓みが、その撓み方向に近接する基板層３２Ａにより制限され、意図しない外力の印加に対して、前記薄肉部分の破壊を防止するという効果が得られる。なお、基板層３２Ａによる撓みの制限効果を利用して、アクチュエータ部２２の変位を特定値に安定させることも可能である。
【００４４】
また、スペーサ層３２Ｂを薄くすることで、アクチュエータ基板３２自体の厚みが低減し、曲げ剛性を小さくすることができるため、例えばアクチュエータ基板３２を別体に接着・固定するにあたって、相手方（例えば光導波板２０）に対し、自分自身（この場合、アクチュエータ基板３２）の反り等が効果的に矯正され、接着・固定の信頼性の向上を図ることができる。
【００４５】
加えて、アクチュエータ基板３２が全体として薄く構成されるため、アクチュエータ基板３２の製造にあたっての原材料使用量を低減することができ、製造コストの観点からも有利な構造である。従って、スペーサ層３２Ｂの具体的な厚みとしては、３〜５０μｍとすることが好ましく、中でも３〜２０μｍとすることが好ましい。
【００４６】
一方、基板層３２Ａの厚みとしては、上述したスペーサ層３２Ｂを薄く構成することから、アクチュエータ基板３２全体の補強目的として、５０μｍ以上、好ましくは８０〜３００μｍ程度とされる。
【００４７】
ここで、アクチュエータ部２２と画素構成体３０の具体例について図５をも参照しながら説明する。なお、以下の説明では、後述する桟４２と光導波板２０との間に光遮蔽層４４を設けた場合を想定して説明する。
【００４８】
まず、アクチュエータ部２２は、図５に示すように、前記振動部３８と固定部４０のほか、該振動部３８上に直接形成された圧電／電歪層や反強誘電体層等の形状保持層４６と、該形状保持層４６の上面と下面に形成された一対の電極４８（ロウ電極４８ａ及びカラム電極４８ｂ）とからなるアクチュエータ部本体２３を有する。各アクチュエータ部本体２３を含むアクチュエータ基板３２上のほぼ全面に光吸収層２５が形成されている。この光吸収層２５の形成によって、外方からアクチュエータ部本体２３やアクチュエータ基板３２に入射した光を表示面側に散乱させることがなくなり、コントラストの向上を図ることができる。
【００４９】
一対の電極４８は、図５に示すように、形状保持層４６に対して上下に形成した構造や、図示しないが、片側だけに形成した構造でもよいし、形状保持層４６の上部のみに一対の電極４８（４８ａ及び４８ｂ）を形成するようにしてもよい。
【００５０】
一対の電極４８を形状保持層４６の上部のみに形成する場合、一対の電極４８の平面形状としては、図６に示すように、多数のくし歯が相補的に対峙した形状としてもよく、その他、特開平１０−７８５４９号公報にも示されているように、渦巻き状や多枝形状などを採用することができる。
【００５１】
一方、画素構成体３０は、例えば図２に示すように、アクチュエータ部本体２３上に光吸収層２５を介して形成された白色散乱体５０と、アクチュエータ部本体２３上において、前記白色散乱体５０を被覆するように形成された着色層５２と、該着色層５２上に形成された透明層５４との積層体で構成することができる。この画素構成体３０はアクチュエータ部２２の変位伝達部としても機能する。前記着色層５２としては、例えば色フィルタや有色散乱体を用いることができる。
【００５２】
画素構成体３０としては、図２に示す構成のほかに、図３に示すように、白色散乱体５０、着色層５２及び透明層５４からなる積層体と、該積層体の上端面に形成された接着抑制剤層５５を含めて構成することもできる。
【００５３】
その他、図示しないが、着色層５２又は白色散乱体５０の下層に光反射層を介在させるようにしてもよい。この場合、光反射層とアクチュエータ部本体２３間に絶縁層を形成することが望ましい。
【００５４】
また、本実施の形態に係る表示装置１０においては、図２及び図３に示すように、光導波板２０とアクチュエータ基板３２との間に、画素構成体３０以外の部分に形成された桟４２を有して構成され、桟４２の材質は、熱、圧力に対して変形しないものが好ましい。
【００５５】
桟４２は、例えば画素構成体３０の四方に形成することができる。ここで、画素構成体３０の四方とは、図７に示すように、例えば画素構成体３０（図２参照）が平面ほぼ矩形状あるいは楕円形状であれば、各コーナー部に対応した位置などが挙げられ、１つの桟４２が隣接する画素構成体３０と共有される形態を示す。この場合、桟４２は、振動部３８よりも外側に配することが好ましい。これにより、アクチュエータ部２２の変位動作が桟４２によって阻害されるということがなくなる。
【００５６】
桟４２の他の例としては、例えば桟４２が光吸収材料で構成されている場合、図８に示すように、桟４２に少なくとも１つの画素構成体３０を囲む窓部４２ａを有するように構成してもよい。代表的な構成例としては、例えば、桟４２自体を板状に形成し、更に画素構成体３０に対応した位置に画素構成体３０の外形形状に類似した形状の窓部（開口）４２ａを形成する。これによって、画素構成体３０の側面全部が桟４２によって囲まれたかたちになり、アクチュエータ基板３２と光導波板２０との固着が更に強固なものとなる。この場合、桟４２の開口幅４２ａは、振動部３８よりも大きくすること（振動部３８の平面上の投影面の面積Ｅ（図２参照）よりも大きくすること）が好ましい。これにより、アクチュエータ部２２の変位動作が桟４２によって阻害されるということがなくなる。
【００５７】
ここで、表示装置１０の各構成部材、特に各構成部材の材料等の選定について説明する。
【００５８】
まず、光導波板２０に入射される光１８としては、紫外域、可視域、赤外域のいずれであってもよい。光源１６としては、白熱電球、重水素放電ランプ、蛍光ランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、トリチウムランプ、発光ダイオード、レーザー、プラズマ光源、熱陰極管（又はそのフィラメント状熱陰極の代わりにカーボンナノチューブ−フィールドエミッタを配置したもの）、冷陰極管などが用いられる。
【００５９】
振動部３８は、高耐熱性材料であることが好ましい。その理由は、アクチュエータ部２２を有機接着剤等の耐熱性に劣る材料を用いずに、固定部４０によって直接振動部３８を支持させる構造とする場合、少なくとも形状保持層４６の形成時に、振動部３８が変質しないようにするため、振動部３８は、高耐熱性材料であることが好ましい。
【００６０】
また、振動部３８は、アクチュエータ基板３２上に形成される一対の電極４８におけるロウ電極４８ａに通じる配線とカラム電極４８ｂに通じる配線（例えばデータ線）との電気的な分離を行うために、電気絶縁材料であることが好ましい。
【００６１】
従って、振動部３８の材料としては、高耐熱性の金属あるいはその金属表面をガラス等のセラミック材料で被覆したホーロウ等の材料であってもよいが、セラミックスが最適である。
【００６２】
振動部３８を構成するセラミックスとしては、例えば安定化された酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、スピネル、ムライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、ガラス、これらの混合物等を用いることができる。安定化された酸化ジルコニウムは、振動部３８の厚みが薄くても機械的強度が高いこと、靭性が高いこと、形状保持層４６及び一対の電極４８との化学反応性が小さいこと等のため、特に好ましい。安定化された酸化ジルコニウムとは、安定化酸化ジルコニウム及び部分安定化酸化ジルコニウムを包含する。安定化された酸化ジルコニウムでは、立方晶等の結晶構造をとるため、相転移を起こさない。
【００６３】
一方、酸化ジルコニウムは、１０００℃前後で、単斜晶と正方晶とで相転移し、この相転移のときにクラックが発生する場合がある。安定化された酸化ジルコニウムは、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、酸化スカンジウム、酸化イッテルビウム、酸化セリウム又は希土類金属の酸化物等の安定化剤を、１〜３０モル％含有する。振動部３８の機械的強度を高めるために、安定化剤が酸化イットリウムを含有することが好ましい。このとき、酸化イットリウムを、好ましくは１．５〜６モル％含有し、更に好ましくは２〜４モル％含有するとよく、更に０．１〜５モル％の酸化アルミニウムが含有されていると一層好ましい。
【００６４】
また、結晶相は、立方晶＋単斜晶の混合相、正方晶＋単斜晶の混合相、立方晶＋正方晶＋単斜晶の混合相などであってもよいが、中でも主たる結晶相が、正方晶、又は正方晶＋立方晶の混合相としたものが、強度、靭性、耐久性の観点から最も好ましい。
【００６５】
振動部３８がセラミックスからなるとき、多数の結晶粒が振動部３８を構成するが、振動部３８の機械的強度を高めるため、結晶粒の平均粒径は、０．０５〜２μｍであることが好ましく、０．１〜１μｍであることが更に好ましい。
【００６６】
固定部４０は、セラミックスからなることが好ましいが、振動部３８の材料と同一のセラミックスでもよいし、異なっていてもよい。固定部４０を構成するセラミックスとしては、振動部３８の材料と同様に、例えば、安定化された酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、スピネル、ムライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、ガラス、これらの混合物等を用いることができる。
【００６７】
特に、この表示装置１０で用いられるアクチュエータ基板３２は、酸化ジルコニウムを主成分とする材料、酸化アルミニウムを主成分とする材料、又はこれらの混合物を主成分とする材料等が好適に採用される。その中でも、酸化ジルコニウムを主成分としたものが更に好ましい。
【００６８】
なお、焼結助剤として粘土等を加えることもあるが、酸化珪素、酸化ホウ素等のガラス化しやすいものが過剰に含まれないように、助剤成分を調節する必要がある。なぜなら、これらガラス化しやすい材料は、アクチュエータ基板３２と形状保持層４６とを接合させる上で有利ではあるものの、アクチュエータ基板３２と形状保持層４６との反応を促進し、所定の形状保持層４６の組成を維持することが困難となり、その結果、素子特性を低下させる原因となるからである。
【００６９】
即ち、アクチュエータ基板３２中の酸化珪素等は重量比で３％以下、更に好ましくは１％以下となるように制限することが好ましい。ここで、主成分とは、重量比で５０％以上の割合で存在する成分をいう。
【００７０】
形状保持層４６は、上述したように、圧電／電歪層や反強誘電体層等を用いることができるが、形状保持層４６として圧電／電歪層を用いる場合、該圧電／電歪層としては、例えば、ジルコン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、マグネシウムタンタル酸鉛、ニッケルタンタル酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウム、マグネシウムタングステン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛等、又はこれらの何れかの組合せを含有するセラミックスが挙げられる。
【００７１】
主成分がこれらの化合物を５０重量％以上含有するものであってもよいことはいうまでもない。また、前記セラミックスのうち、ジルコン酸鉛を含有するセラミックスは、形状保持層４６を構成する圧電／電歪層の構成材料として最も使用頻度が高い。
【００７２】
また、圧電／電歪層をセラミックスにて構成する場合、前記セラミックスに、更に、ランタン、カルシウム、ストロンチウム、モリブデン、タングステン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガン等の酸化物、若しくはこれらの何れかの組合せ、又は他の化合物を、適宜、添加したセラミックスを用いてもよい。
【００７３】
例えば、マグネシウムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛及びチタン酸鉛とからなる成分を主成分とし、更にランタンやストロンチウムを含有するセラミックスを用いることが好ましい。
【００７４】
圧電／電歪層は、緻密であっても、多孔質であってもよいが、多孔質の場合には、その気孔率が４０％以下であることが好ましい。
【００７５】
形状保持層４６として反強誘電体層を用いる場合、該反強誘電体層としては、ジルコン酸鉛を主成分とするもの、ジルコン酸鉛とスズ酸鉛とからなる成分を主成分とするもの、更にはジルコン酸鉛に酸化ランタンを添加したもの、ジルコン酸鉛とスズ酸鉛とからなる成分に対してジルコン酸鉛やニオブ酸鉛を添加したものが望ましい。
【００７６】
特に、下記の組成のようにジルコン酸鉛とスズ酸鉛からなる成分を含む反強誘電体膜をアクチュエータ部２２のような膜型素子として適用する場合、比較的低電圧で駆動することができるため、特に好ましい。
【００７７】
Ｐｂ_０．９９Ｎｂ_０．０２［（Ｚｒ_ｘＳｎ_１−ｘ）_１−ｙＴｉ_ｙ］_０．９８Ｏ_３
但し、０．５　＜ｘ＜　０．６，０．０５＜ｙ＜　０．０６３，０．０１＜Ｎｂ＜　０．０３
【００７８】
また、この反強誘電体膜は、多孔質であってもよいが、多孔質の場合にはその気孔率が３０％以下であることが望ましい。
【００７９】
そして、振動部３８の上に形状保持層４６を形成する方法としては、スクリーン印刷法、ディッピング法、塗布法、電気泳動法等の各種厚膜形成法や、イオンビーム法、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）、めっき等の各種薄膜形成法を用いることができる。
【００８０】
この実施の形態においては、振動部３８上に前記形状保持層４６を形成するにあたっては、スクリーン印刷法やディッピング法、塗布法、電気泳動法等による厚膜形成法が好適に採用される。
【００８１】
これらの手法は、平均粒径０．０１〜５μｍ、好ましくは０．０５〜３μｍの圧電セラミックスの粒子を主成分とするペーストやスラリー、又はサスペンション、エマルジョン、ゾル等を用いて形成することができ、良好な圧電作動特性が得られるからである。
【００８２】
特に、電気泳動法は、膜を高い密度で、かつ、高い形状精度で形成することができることをはじめ、「電気化学および工業物理化学　Ｖｏｌ．５３，Ｎｏ．１（１９８５），ｐ６３〜６８　安斎和夫著」あるいは「第１回電気泳動法によるセラミックスの高次成形法　研究討論会　予稿集（１９９８），ｐ５〜６，ｐ２３〜２４」等の技術文献に記載されるような特徴を有する。従って、要求精度や信頼性等を考慮して、適宜、手法を選択して用いるとよい。
【００８３】
また、前記振動部３８の厚みと形状保持層４６の厚みは、同次元の厚みであることが好ましい。なぜなら、振動部３８の厚みが極端に形状保持層４６の厚みより厚くなると（１桁以上異なると）、形状保持層４６の焼成収縮に対して、振動部３８がその収縮を妨げるように働くため、形状保持層４６とアクチュエータ基板３２界面での応力が大きくなり、はがれ易くなる。反対に、厚みの次元が同程度であれば、形状保持層４６の焼成収縮にアクチュエータ基板３２（振動部３８）が追従し易くなるため、一体化には好適である。具体的には、振動部３８の厚みは、１〜１００μｍであることが好ましく、３〜５０μｍが更に好ましく、５〜２０μｍがより一層好ましい。一方、形状保持層４６は、その厚みとして５〜１００μｍが好ましく、５〜５０μｍが更に好ましく、５〜３０μｍがより一層好ましい。
【００８４】
前記形状保持層４６の上面及び下面に形成されるロウ電極４８ａ及びカラム電極４８ｂ、あるいは形状保持層４６上に形成される一対の電極４８は、用途に応じて適宜な厚さとするが、０．０１〜５０μｍの厚さであることが好ましく、０．１〜５μｍが更に好ましい。また、前記ロウ電極４８ａ及びカラム電極４８ｂは、室温で固体であって、導電性の金属で構成されていることが好ましい。例えば、アルミニウム、チタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、銀、スズ、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、鉛等を含有する金属単体又は合金が挙げられる。これらの元素を任意の組合せで含有していてもよいことはいうまでもない。
【００８５】
また、これらの金属単体及び合金に、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化銅等の金属酸化物を添加することが好ましく、更には、金属単体及び合金に対して、前記振動部３８及び／又は圧電／電歪層及び／又は反強誘電体層と同じ材料を分散させたサーメットとすることも好ましい。特に、電極としてサーメットを用いた場合には、形状保持層４６を作動させたときの、変位動作の経時的な劣化を効果的に抑制することができ、好ましい。
【００８６】
光導波板２０は、その内部に導入された光１８が前面及び背面において光導波板２０の外部に透過せずに全反射するような光屈折率を有するものであり、導入される光１８の波長領域での透過率が均一で、かつ高いものであることが必要である。このような特性を具備するものであれば、特にその材質は制限されないが、具体的には、例えばガラス、石英、アクリル等の透光性プラスチック、透光性セラミックスなど、あるいは異なる屈折率を有する材料の複数層構造体、又は表面にコーティング層を設けたものなどが一般的なものとして挙げられる。
【００８７】
また、画素構成体３０に含まれる色フィルタや有色散乱体等からなる着色層５２とは、特定の波長領域の光だけを取り出すために用いられる層であり、例えば特定の波長の光を吸収、透過、反射、散乱させることで発色させるものや、入射した光を別の波長のものに変換させるものなどがある。透明体、半透明体及び不透明体を単独、もしくは組み合わせて用いることができる。
【００８８】
構成は、例えば染料、顔料、イオンなどの色素や蛍光体を、ゴム、有機樹脂、透光性セラミックス、ガラス、液体等の内部に分散、溶解したものや、それらの表面に塗布したもの、更には上述の色素や蛍光体等の粉末を焼結させたり、プレスして固めたものなどがある。材質及び構造については、これらを単独で用いてもよいし、これらを組み合わせて用いてもよい。
【００８９】
色フィルタと有色散乱体との違いは、光１８を導入した光導波板２０に画素構成体３０を接触させて発光状態にしたときに、着色層５２のみでの反射、散乱による漏れ光の輝度値が、画素構成体３０及びアクチュエータ部２２を含めた全構成体の反射、散乱による漏れ光の輝度値の０．５倍以上であれば、その着色層５２は有色散乱体であると定義し、０．５倍未満であればその着色層５２は色フィルタであると定義する。
【００９０】
測定法の具体例を挙げると、光１８が導入された光導波板２０の背面に、前記着色層５２の単体を接触させたとき、該着色層５２から該光導波板２０を通過し、前面に漏れ出した光の正面輝度がＡ（ｎｔ）であり、また、該着色層５２の光導波板２０と接する反対側の面に更に画素構成体３０を接触させたとき、前面に漏れ出した光の正面輝度がＢ（ｎｔ）であったとすると、Ａ≧０．５×Ｂを満たすときは、前記着色層５２は有色散乱体であり、Ａ＜０．５×Ｂを満たすときは色フィルタである。
【００９１】
上述の正面輝度とは、輝度を測定する輝度計と前記着色層５２とを結ぶ線が、前記光導波板２０の前記着色層５２と接する面に対して垂直であるように輝度計を配置（輝度計の検出面は光導波板２０の板面に平行）して計測した輝度である。
【００９２】
有色散乱体の利点は、層の厚みにより色調や輝度が変化しにくいことであり、そのための層形成法として、層厚の厳密な制御は難しいが、コストが安いスクリーン印刷など、多種の適用が可能である。
【００９３】
また、有色散乱体が変位伝達部を兼ねることにより、層形成プロセスを簡略化できるほか、それら全体の層厚を薄くできるため、表示装置１０全体の厚みを薄くすることが可能であり、また、アクチュエータ部２２の変位量低下の防止及び応答速度の向上が可能である。
【００９４】
なお、色フィルタや有色散乱体等からなる着色層５２の膜形成法としては、特に制限はなく、公知の各種の膜形成法を適用することができる。アクチュエータ部２２の面上に、チップ状、フィルム状の着色層５２を直接貼り付けるフィルム貼着法のほか、着色層５２の原材料となる粉末、ペースト、液体、気体、イオン等を、スクリーン印刷、フォトリソグラフィ法、スプレー・ディッピング、塗布等の厚膜形成手法や、イオンビーム、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング、ＣＶＤ、めっき等の薄膜形成手法により成膜し、着色層５２を形成する方法がある。
【００９５】
また、前記画素構成体３０としてその全部あるいは一部に発光層を設けるようにしてもよい。この発光層としては蛍光体層が挙げられる。この蛍光体層は、不可視光（紫外線や赤外線）によって励起され、可視光を発光するものや、可視光によって励起されて可視光を発光するものがあるが、いずれであってもよい。
【００９６】
また、前記発光層として、蛍光顔料も用いることができる。この蛍光顔料を用いると、顔料自体の色、即ち、反射色にほぼ一致する波長の蛍光が加わるものは、それだけ色刺激が大きく、鮮やかに発光するため、表示装置１０や大画面ディスプレイ１００の高輝度化に対してより好ましく用いられ、一般的な昼光蛍光顔料が好ましく用いられる。
【００９７】
また、発光層として、輝尽性蛍光体や、燐光体、あるいは蓄光顔料も用いられる。これらの材料は、有機材料、無機材料のいずれであってもよい。
【００９８】
そして、上述した発光材料を単独で用いて発光層を形成したもの、これらの発光材料を樹脂に分散させたものを用いて発光層を形成したもの、あるいはこれらの発光材料を樹脂に溶解させたもので発光層を形成したものが好ましく用いられる。
【００９９】
発光材料の残光時間としては、１秒以下が好ましく、より好ましくは３０ｍ秒以下がよい。更に好ましくは数ｍ秒以下がよい。
【０１００】
そして、画素構成体３０の全部あるいはその一部として前記発光層を用いた場合は、光源１６として、前記発光層を励起する波長の光を含み、励起に十分なエネルギー密度を有していれば、特に制限はない。例えば、冷陰極管、熱陰極管（又はそのフィラメント状熱陰極の代わりにカーボンナノチューブ−フィールドエミッタを配置したもの）、メタルハライドランプ、キセノンランプ、赤外線レーザを含むレーザ、ブラックライト、ハロゲンランプ、白熱電球、重水素放電ランプ、蛍光ランプ、水銀ランプ、トリチウムランプ、発光ダイオード、プラズマ光源などが用いられる。
【０１０１】
次に、本実施の形態に係る表示装置１０の動作を図２を参照しながら簡単に説明する。この動作説明においては、図９に示すように、各アクチュエータ部２２のロウ電極４８ａに印加されるオフセット電位として例えば１０Ｖを使用し、各アクチュエータ部２２のカラム電極４８ｂに印加されるオン信号及びオフ信号の電位としてそれぞれ０Ｖ及び６０Ｖを使用した例を示す。
【０１０２】
従って、カラム電極４８ｂにオン信号が印加されたアクチュエータ部２２においては、カラム電極４８ｂ及びロウ電極４８ａ間に低レベル電圧（−１０Ｖ）がかかり、カラム電極４８ｂにオフ信号が印加されたアクチュエータ部２２においては、カラム電極４８ｂ及びロウ電極４８ａ間に高レベル電圧（５０Ｖ）がかかることになる。
【０１０３】
そして、まず、光導波板２０の例えば端部から光１８が導入される。この場合、画素構成体３０が光導波板２０に接触していない状態で、光導波板２０の屈折率の大きさを調節することにより、全ての光１８が光導波板２０の前面及び背面において透過することなく内部で全反射させるようにする。光導波板２０の反射率ｎとしては、１．３〜１．８が望ましく、１．４〜１．７がより望ましい。
【０１０４】
この例においては、アクチュエータ部２２の自然状態において、画素構成体３０の端面が光導波板２０の背面に対して光１８の波長以下の距離で接触しているため、光１８は、画素構成体３０の表面で反射し、散乱光６２となる。この散乱光６２は、一部は再度光導波板２０の中で反射するが、散乱光６２の大部分は光導波板２０で反射されることなく、光導波板２０の前面（表面）を透過することになる。これによって、全てのアクチュエータ部２２がオン状態となり、そのオン状態が発光というかたちで具現され、しかも、その発光色は画素構成体３０に含まれる着色層５２の色に対応したものとなる。
【０１０５】
この状態から、あるドット２６に対応するアクチュエータ部２２にオフ信号が印加されると、当該アクチュエータ部２２が図２に示すように、空所３４側に凸となるように屈曲変位、即ち、一方向に屈曲変位して、画素構成体３０の端面が光導波板２０から離間し、当該アクチュエータ部２２がオフ状態となり、そのオフ状態が消光というかたちで具現される。
【０１０６】
つまり、この表示装置１０は、画素構成体３０の光導波板２０への接触の有無により、光導波板２０の前面における光の発光（漏れ光）の有無を制御することができる。
【０１０７】
特に、この表示装置１０では、光導波板２０に対して画素構成体３０を接近・離隔方向に変位動作させる１つの単位を垂直方向に並べたものを１ドットとし、このドットが水平方向に３つ並んだもの（赤色ドット２６Ｒ、緑色ドット２６Ｇ及び青色ドット２６Ｂ）を１画素とし、この画素を多数マトリックス状、あるいは各行に関し千鳥状に配列するようにしているため、入力される画像信号の属性に応じて各画素での変位動作を制御することにより、陰極線管や液晶表示装置並びにプラズマディスプレイと同様に、光導波板２０の前面、即ち、表示面に画像信号に応じたカラー映像（文字や図形等）を表示させることができる。
【０１０８】
そして、この実施の形態に係る表示装置１０は、図２、図７及び図１０に示すように、透明層５４の前記光導波板２０と対向する面５４ａの面積（対向面積）Ａが、着色層５２の平面上の投影面５２ａの面積（投影面積）Ｂと同じかそれより小さく設定され、白色散乱体５０の平面上の投影面５０ａの面積（投影面積）Ｃが、着色層５２の投影面積Ｂと同じかそれよりも小さく設定されている。
【０１０９】
また、この実施の形態では、透明層５４の前記光導波板２０との対向面積Ａが、白色散乱体５０の投影面積Ｃと同じかそれよりも小さく設定されている。
【０１１０】
更に、本実施の形態では、着色層５２の投影面積Ｂが、アクチュエータ部本体２３の平面上の投影面２３ａの面積（投影面積）Ｄと同じかそれよりも小さく設定され、アクチュエータ部本体２３の投影面積Ｄが、振動部３８の平面上の投影面３８ａの面積（投影面積）Ｅと同じかそれよりも小さく設定されている。
【０１１１】
ここで、画素構成体３０への光１８の導入を主体に説明すると、光導波板２０に透明層５４が接触又は近接することで、上述したように、透明層５４のうち、前記光導波板２０と対向する面５４ａを通じて光導波板２０からの光１８が画素構成体３０に導入されることになる。画素構成体３０に導入された光１８は、アクチュエータ基板３２側に進行していくことになる。
【０１１２】
このとき、着色層５２の投影面積Ｂが、透明層５４の前記光導波板２０との対向面積Ａよりも小さい場合は、透明層５４の光導波板２０と対向する面５４ａから導入された光１８の一部、特に、透明層５４の側面を透過する光が、アクチュエータ部２２やアクチュエータ基板３２に到達し、不要な散乱光として光導波板２０側に反射されることになる。この場合、有効に着色層５２に到達した光の反射による散乱光（便宜的に着色散乱光と記す）に前記不要な散乱光が混入し、見かけ上の輝度の低下やコントラストの低下を招くおそれがある。
【０１１３】
そこで、透明層５４と着色層５２の両者の面積を広くすることが考えられるが、透明層５４の面積を広くすると、透明層５４が光導波板２０に接触する面積も広くなることから、画素構成体３０に導入される光の量が増加し、１画素当たり、あるいは１ドット当たりの光の消費が多くなる。その結果、例えば光導波板２０の周辺から光１８を導入した場合、光導波板２０の中央部分への光１８の供給量が減り、単一色を表示した場合における表示輝度の一様性が低下するおそれがある。
【０１１４】
しかし、本実施の形態に係る表示装置１０では、着色層５２の投影面積Ｂ並びに白色散乱体５０の投影面積Ｃを共に、透明層５４の前記光導波板２０との対向面積Ａ以上となるように設定したため、前記透明層５４の光導波板２０と対向する面５４ａから導入された光１８は、透明層５４の側面から透過した光を含めて、ほとんど着色層５２や白色散乱体５０に到達することになる。
【０１１５】
しかも、本実施の形態では、着色層５２の投影面積Ｂを白色散乱体５０の投影面積Ｃ以上となるように設定したため、白色散乱体５０のみに入射するということがなくなり、前記透明層５４の光導波板２０と対向する面５４ａから導入された光１８は、透明層５４の側面から透過した光を含めて、有効な着色散乱光として光導波板２０側に反射することとなる。
【０１１６】
つまり、本実施の形態では、図７及び図１０に示すように、平面から見て、着色層５２の領域の中に透明層５４の領域が包含されており、より詳しくは、着色層５２の領域の中に白色散乱体５０の領域が包含され、更に、白色散乱体５０の領域の中に透明層５４の領域が包含されていることから、透明層５４に対してあらゆる方向から入射した光を着色層５２にて反射させて有効な有色散乱光として光導波板２０側に入射させることができる。
【０１１７】
これにより、コントラストの向上並びに色純度の向上など、画質の高品位化を実現させることができる。
【０１１８】
このように、本実施の形態に係る表示装置１０においては、画素構成体３０に導入された光１８の利用率を大幅に向上させることができ、輝度の向上を図ることができる。これにより、透明層５４の前記光導波板２０と対向する面５４ａの投影面積Ａを小さくすることが可能となり、画素構成体３０に導入される光１８の量を低減でき、１画素当たり、あるいは１ドット当たりの光の消費を少なくすることができる。その結果、例えば光導波板２０の周辺から光１８を導入した場合において、光導波板２０の中央部分への光の供給量の低減を抑制することができ、単一色を表示した場合における表示輝度の一様性を確保することができる。
【０１１９】
なお、着色層５２や白色散乱体５０の各投影面積Ｂ及びＣは、表示輝度の向上のためには、アクチュエータ部本体２３を含むアクチュエータ基板３２の表面全体を覆うようにしてもよい。しかしながら、着色層５２や白色散乱体５０の各投影面積Ｂ及びＣをアクチュエータ部本体２３あるいは振動部３８の各投影面積Ｄ及びＥよりも大きくすると、アクチュエータ部２２の変位量を極端に低下させる懸念や、明室コントラストを低下させる懸念があるため、適切な大きさを選択すればよい。望ましくは、着色層５２の投影面積Ｂを振動部３８の投影面積Ｅよりも小さくすることである。本実施の形態では、図２、図７及び図１０に示すように、着色層５２の投影面積Ｂを、アクチュエータ部本体２３の投影面積Ｄと同じかそれよりも小さく設定し、アクチュエータ部本体２３の投影面積Ｄを、振動部３８の投影面積Ｅと同じかそれよりも小さく設定した。
【０１２０】
なお、例えば白色の表示装置を作製する場合においては、着色層５２を白色散乱体５０に置き換えて実施することができる。
【０１２１】
次に、本実施の形態に係る表示装置１０の３つの変形例について図１１〜図１３を参照しながら説明する。なお、図１１及び図１２においては、白色散乱体５０の記述を省略する。
【０１２２】
まず、第１の変形例に係る表示装置１０ａは、図１１に示すように、透明層５４の対向面積Ａが着色層５２の投影面積Ｂと同じかそれより小さく設定され、着色層５２の投影面積Ｂがアクチュエータ部本体２３の投影面積Ｄと同じかそれより小さく設定されて構成されている。
【０１２３】
この場合も、透明層５４の光導波板２０と対向する面５４ａから画素構成体３０に導入された光１８を全て着色層５２に到達させることができる。
【０１２４】
次に、第２の変形例に係る表示装置１０ｂは、図１２に示すように、第１の変形例に係る表示装置１０ａとほぼ同じ構成を有するが、アクチュエータ部本体２３と着色層５２を透明層５４で覆うように形成した点で異なる。即ち、透明層５４の平面上の最大投影面積が、着色層５２の投影面積Ｂよりも大きく、かつ、振動部３８の投影面積Ｅと同じかそれよりも小さく設定されて構成されている。ここで、透明層５４の平面上の最大投影面積を振動部３８の投影面積Ｅよりも大きく設定してもよいが、アクチュエータ部２２の変位動作が透明層５４によって阻害されるおそれがあるため、この第２の変形例のように、透明層５４の平面上の最大投影面積を、振動部３８の投影面積Ｅと同じかそれよりも小さく設定することが好ましい。
【０１２５】
なお、透明層５４の前記光導波板２０との対向面積Ａを、着色層５２の投影面積Ｂと同じかそれよりも小さく設定し、着色層５２の投影面積Ｂを、アクチュエータ部本体２３の投影面積Ｄと同じかそれよりも小さく設定し、アクチュエータ部本体２３の投影面積Ｄを、振動部３８の投影面積Ｅと同じかそれよりも小さく設定している点では、第１の変形例に係る表示装置１０ａと同様である。
【０１２６】
この場合も、第１の変形例と同様に、透明層５４の光導波板２０と対向する面５４ａから画素構成体３０に導入された光１８を全て着色層５２に到達させることができる。
【０１２７】
上述の例では、画素構成体３０を、透明層５４と着色層５２と白色散乱体５０にて構成した例を示したが、その他、図１３に示す第３の変形例に係る表示装置１０ｃのように、画素構成体３０を透明層５４と白色散乱体５０にて構成するようにしてもよい。この場合においても、透明層５４の前記光導波板２０との対向面積Ａは、白色散乱体５０の投影面積Ｃと同じかそれより小さく設定される。
【０１２８】
次に、本実施の形態に係る表示装置１０にて表示を行うために、該表示装置１０に電圧を供給するには、アクチュエータ基板３２の端部付近や裏面に配された電極に、リード線やコネクタ、プリント基板、フレキシブルプリント基板等を接続することで実現することができる。また、アクチュエータ基板３２の表面や裏面に、回路要素を形成したり、部品を実装してもよい。望ましい電圧供給系の構成例を図１４に示す。なお、この図１４において、画素構成体３０を白色散乱体５０、着色層５２、透明層５４及び接着抑制剤５５を含めて構成した例を示す。
【０１２９】
図１４に示すように、アクチュエータ基板３２の背面側（表示面の反対側）に対向して、例えばコネクタ２００及びドライバＩＣ２０２等が実装された配線板２０４が接合され、両者は導電性接着剤２０６を介して電気的に接続されている。
【０１３０】
配線板２０４としては、プリント基板、フレキシブルプリント基板、ビルドアップ基板、セラミック配線板等が好ましく用いられる。配線板２０４は、単層であっても多層であってもよい。
【０１３１】
この配線板２０４上に、一般に用いられている実装技術を用いてドライバＩＣ２０２、コネクタ２００、その他の部品が実装されている。図１４では、ドライバＩＣ２０２を配線板２０４に接着した後、ワイヤボンディング２０８にて配線板２０４とドライバＩＣ２０２のパッドとを電気的に接続し、その後、ポッティングによってこれらを樹脂２１０で覆うようにしている。そして、コネクタ２００に半田付けする。
【０１３２】
配線板２０４とアクチュエータ基板３２の接続部は、導電性接着剤２０６のほかにも、半田付け、異方性導電フィルム、導電ゴム、ワイヤボンディング、リードフレーム、ピン、ばね、圧着等の方法を適用して接続してもよい。また、接続をより確実にするため、補強接着剤２１２を配置することも効果的である。
【０１３３】
図１４では、配線板２０４のうち、アクチュエータ基板３２に対向する面にはアクチュエータ基板３２と接続するための電極パッド２１４が形成されていて、アクチュエータ基板３２側と同じパターンで配列されている。配線板２０４とアクチュエータ基板３２とは、外形がほぼ同じ大きさになっていて、ほぼ全面にわたって電極パッドが配置されている。
【０１３４】
また、図１４では、アクチュエータ基板３２の裏面に抵抗体２１６が形成されており、電気的にドライバＩＣ２０２とアクチュエータ部２２との間にあって電流を制限することで、アクチュエータ部２２やドライバＩＣ２０２の保護、並びに表示の安定性の向上を図っている。
【０１３５】
アクチュエータ基板３２上には、前記抵抗体２１６に限ることなく、各種回路構成を形成したり、実装してもよい。回路要素としては、各種受動部品、能動部品に加え、コネクタ、ソケット、リード線等も挙げられる。回路要素は、厚膜、薄膜形成プロセス等で形成されてもよいし、チップ部品、ディスクリート部品、パッケージ部品等が、半田付け、導電性接着剤、異方性導電フィルム、導電ゴム、ワイヤボンディング、リードフレーム、ピン、ばね、圧着等の方法で実装されていてもよい。また、アクチュエータ基板３２の配線は、単層であっても、多層であってもよく、アクチュエータ基板３２の内部に回路要素を作り込んでもよい。
【０１３６】
配線板２０４とアクチュエータ基板３２とを導電性接着剤２０６を介して接合する方法は、ガラスとアクチュエータ基板３２とを貼り付ける場合と同様に、各種方式が採用できるが、中でも真空包装法が好ましく用いられる。この真空包装法は、まず、部品の実装された配線板２０４のアクチュエータ基板３２側の電極パッド２１４に、導電性接着剤２０６を印刷形成した後、これを硬化させる。次に、アクチュエータ基板３２側の電極パッド２１８に導電性接着剤２０６を印刷すると共に、配線板２０４側に補強接着剤２１２を印刷して、２枚の基板（配線板２０４とアクチュエータ基板３２）を位置決めして貼り合わせる。その後、貼り合わされた状態の基板（配線板２０４とアクチュエータ基板３２）を、袋に入れて真空引きする。これにより、基板全面にわたって押し付け合う方向に一様に加圧され、電気的接続と機械的接着が隅々まで確実に行われる。最初に印刷して硬化させた導電性接着剤２０６がスペーサとなるので、未硬化状態の導電性接着剤２０６が隣接する電極まで広がって短絡するような不具合は生じない。
【０１３７】
電気的接続の信頼性を高めるために、導電性接着剤２０６は補強接着剤２１２よりも柔軟性のある材質が好ましい。また、画素の接触・離隔の信頼性を高く維持するためには、導電性接着剤２０６と補強接着剤２１２は、アクチュエータ基板３２と光導波板２０とを固定している桟４２よりも、柔軟性のある材質が好ましく用いられる。
【０１３８】
表示装置１０の端面には、封止材２２０によって封止処理が施されており、表示装置１０の内部を保護して、表示の信頼性を向上させているほか、端部の機械的強度を増加させて破壊しにくくしている。封止材２２０は、樹脂、ガラス、ろう等を用いることができ、必要に応じてフィラーを添加してもよい。光の散乱を低く抑えるために、透明又は黒い材料であることが好ましい。
【０１３９】
なお、この発明に係る表示装置は、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【０１４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る表示装置によれば、画素構成体に導入された光の利用率を向上させることができ、更に、コントラストの向上をも図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る表示装置を複数配列して構成される大画面ディスプレイを示す構成図である。
【図２】本実施の形態に係る表示装置を示す構成図である。
【図３】本実施の形態に係る表示装置の他の構成例を示す構成図である。
【図４】本実施の形態に係る表示装置の画素構成を示す説明図である。
【図５】アクチュエータ部の構成を示す説明図である。
【図６】アクチュエータ部に形成される一対の電極の平面形状の一例を示す図である。
【図７】画素構成体と桟との位置関係及び画素構成体の各構成部材の大小関係を示す平面図である。
【図８】桟の他の構成を示す説明図である。
【図９】ロウ電極駆動回路から出力されるオフセット電位（バイアス電位）と、カラム電極駆動回路から出力されるオン信号及びオフ信号の電位並びにロウ電極とカラム電極間に加わる電圧の関係を示す表図である。
【図１０】本実施の形態に係る表示装置における透明層の光導波板との対向面積、着色層の投影面積、白色散乱体の投影面積、アクチュエータ部本体の投影面積及び振動部の投影面積の大小関係を示す説明図である。
【図１１】第１の変形例に係る表示装置を示す構成図である。
【図１２】第２の変形例に係る表示装置を示す構成図である。
【図１３】第３の変形例に係る表示装置を示す構成図である。
【図１４】表示装置の電圧供給系を主体にして示す説明図である。
【図１５】提案例に係る表示装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ〜１０ｃ…表示装置　　１６…光源
２０…光導波板　　　　　　　　　　２２…アクチュエータ部
２８…画素　　　　　　　　　　　　３０…画素構成体
３２…アクチュエータ基板　　　　　３８…振動部
４０…固定部　　　　　　　　　　　４２…桟
５０…白色散乱体　　　　　　　　　５０ａ…白色散乱体の平面上の投影面
５２…着色層　　　　　　　　　　　５２ａ…着色層の平面上の投影面
５４…透明層
５４ａ…透明層の光導波板と対向する面
５５…接着抑制剤層

Claims

アクチュエータ部を有する基板と、光導波板と、前記光導波板と前記基板との間に介在して、かつ、前記アクチュエータ部を囲繞する桟と、前記アクチュエータ部上に接合された画素構成体とを具備し、
前記画素構成体は、前記光導波板に接触又は近接する透明層を含み、
前記透明層の前記光導波板と対向する面の面積が、前記画素構成体を構成する他の層の平面上の投影面積と同じかそれよりも小さいことを特徴とする表示装置。
請求項１記載の表示装置において、
前記他の層が白色散乱体を含むことを特徴とする表示装置。
請求項１記載の表示装置において、
前記他の層が着色層を含むことを特徴とする表示装置。
請求項１記載の表示装置において、
前記他の層が白色散乱体及び着色層を含むことを特徴とする表示装置。
請求項４記載の表示装置において、前記白色散乱体の平面上の投影面積が、前記着色層の平面上の投影面積と同じかそれよりも小さいことを特徴とする表示装置。
請求項１記載の表示装置において、
前記アクチュエータ部が、前記基板に設けられた振動部と該振動部上に形成されたアクチュエータ部本体とを有する場合に、
前記画素構成体の平面上の投影面積が、前記振動部の平面上の投影面積と同じかそれよりも小さいことを特徴とする表示装置。
請求項６記載の表示装置において、
前記画素構成体の平面上の投影面積が、前記アクチュエータ部本体の平面上の投影面積よりも小さいことを特徴とする表示装置。
請求項３〜７のいずれか１項に記載の表示装置において、
前記着色層は、色フィルタであることを特徴とする表示装置。
請求項３〜７のいずれか１項に記載の表示装置において、
前記着色層は、有色散乱体であることを特徴とする表示装置。