JP2006043778A - Actuator device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To compensate for displacement by a normal actuator even if a defective actuator exists, and to improve a numerical aperture and luminance in the case of application as a display device. <P>SOLUTION: This actuator device 10A includes: a driving part 16 where a plurality of actuators 14 are arrayed in plane on a base plate 12; and a first plate member 18 to which the driving force of the plurality of actuators 14 in the driving part 15 is transmitted. A plurality of spacers 24 are formed between the first plate member 18 and the base plate 12, and m-number of cells 15 are formed by the spacers 24. The actuator 14 has a void 64, a vibrating part 66 and a fixed part 68 formed on the base plate 12. The rigidity of the first plate member 18 is larger than that of the vibrating part 66 of the actuator 14. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、表示装置として適用させることができ、また、光変調器、可変コンデンサなど様々なアプリケーションにも適用させることができるアクチュエータ装置に関する。   The present invention relates to an actuator device that can be applied as a display device and can be applied to various applications such as an optical modulator and a variable capacitor.

複数のアクチュエータを有するアクチュエータ装置は、表示装置として適用させることができ、また、光変調器、可変コンデンサなど様々なアプリケーションにも適用できることが明らかとなっている(例えば特許文献1参照)。ここで、表示装置を例にとると、本出願人は、以下の効果を達成すべく、新規な表示装置を提案している。   It has been clarified that an actuator device having a plurality of actuators can be applied as a display device, and can also be applied to various applications such as an optical modulator and a variable capacitor (see, for example, Patent Document 1). Here, taking a display device as an example, the present applicant has proposed a new display device in order to achieve the following effects.

(1)光導波板と画素構成体とのクリアランス(ギャップ)を容易に形成することができ、かつ、全画素にわたって均一に形成することができる。 (1) The clearance (gap) between the optical waveguide plate and the pixel structure can be easily formed, and can be formed uniformly over all pixels.

(2)前記ギャップの大きさを容易に制御することができる。 (2) The size of the gap can be easily controlled.

(3)光導波板への画素構成体の貼り付きを防止することができ、応答速度の高速化を有効に図ることができる。 (3) The pixel structure can be prevented from sticking to the optical waveguide plate, and the response speed can be effectively increased.

(4)所定の画素構成体が光導波板に接触した際に、当該画素構成体に光が効率よく導入されるように、画素構成体の接触面(光導波板との接触面)を平滑に形成することができる。 (4) When a predetermined pixel structure contacts the optical waveguide plate, the contact surface (contact surface with the optical waveguide plate) of the pixel structure is smoothed so that light is efficiently introduced into the pixel structure. Can be formed.

(5)画素の応答速度を確保することができる。 (5) The response speed of the pixels can be ensured.

(6)全画素にわたって均一な輝度を得ることができる。 (6) Uniform luminance can be obtained over all pixels.

(7)画素の輝度を向上させることができる。 (7) The luminance of the pixel can be improved.

すなわち、この表示装置200は、図52及び図53に示すように、光202が導入される光導波板204と、該光導波板204の一方の板面に対向して設けられ、かつ多数の画素に対応した数のアクチュエータ206が配列されたアクチュエータ基板208と、該アクチュエータ基板208の各アクチュエータ206上に形成された画素構成体210と、光導波板204とアクチュエータ基板208との間において、画素構成体210以外の部分に形成されたスペーサ212とを有する(例えば特許文献2参照)。なお、光導波板204とスペーサ212との間には光遮蔽層218が介在されている。   That is, as shown in FIGS. 52 and 53, the display device 200 is provided with an optical waveguide plate 204 into which the light 202 is introduced, and one plate surface of the optical waveguide plate 204, and a large number of display devices 200. Between the actuator substrate 208 in which the number of actuators 206 corresponding to the pixel is arranged, the pixel structure 210 formed on each actuator 206 of the actuator substrate 208, and the optical waveguide plate 204 and the actuator substrate 208, the pixel And a spacer 212 formed in a portion other than the structure 210 (see, for example, Patent Document 2). A light shielding layer 218 is interposed between the optical waveguide plate 204 and the spacer 212.

また、圧電アクチュエータを用いた応用例としては、特許文献3〜7等が挙げられる。   Examples of applications using piezoelectric actuators include Patent Documents 3-7.

特開平11−339561号公報JP 11-339561 A 特開2003−161896号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-161896 特開平11−252333号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-252333 特開2003−52181号公報JP 2003-52181 A 特開2000−314381号公報JP 2000-314381 A 特開2003−74475号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-74475 WO 02/084751 A1公報WO 02/084751 A1 publication

ところで、上述した表示装置200においては、画素構成として、例えば2行3列の6つのアクチュエータで1つの画素を構成するなどの方法が考えられる。この場合に、1つのアクチュエータ206が不良であったとき、該アクチュエータ206に対応する箇所が、画像表示に拘わらず黒点あるいは白点として表示されることになり、画質を向上させる上で不利になるおそれがある。   By the way, in the display device 200 described above, as a pixel configuration, for example, a method in which one pixel is configured by six actuators in two rows and three columns is conceivable. In this case, when one actuator 206 is defective, a portion corresponding to the actuator 206 is displayed as a black point or a white point regardless of the image display, which is disadvantageous in improving the image quality. There is a fear.

つまり、従来のアクチュエータ装置においては、1つでもアクチュエータについて欠陥があると、その影響がアクチュエータ装置の品質に関わることから、歩留まりを向上させる上で限界が生じるおそれがある。また、アクチュエータによって変位する部分の面積、すなわち、有効面積を大きくとれないことも問題点として挙げられる。   That is, in the conventional actuator device, if even one actuator has a defect, the influence is related to the quality of the actuator device, so that there is a possibility that the yield may be limited. Another problem is that the area displaced by the actuator, that is, the effective area cannot be increased.

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、不良なアクチュエータが存在していても、正常なアクチュエータで変位を補償することができ、歩留まりを向上させることができ、しかも、有効面積を大きくすることができるアクチュエータ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such a problem, and even if a defective actuator exists, the displacement can be compensated for by a normal actuator, the yield can be improved, and it is effective. An object of the present invention is to provide an actuator device capable of increasing the area.

また、本発明の他の目的は、例えば表示装置として適用した場合に、以下に示す効果を奏するアクチュエータ装置を提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide an actuator device that exhibits the following effects when applied as a display device, for example.

(1)不良なアクチュエータが存在していても、正常なアクチュエータによって変位を補償することができ、欠陥画素をなくすことができる。 (1) Even if a defective actuator exists, the displacement can be compensated for by a normal actuator, and defective pixels can be eliminated.

(2)画素の開口率を向上させることができる。 (2) The aperture ratio of the pixel can be improved.

(3)複数のアクチュエータの変位によって1つの画素のオン/オフ制御を行うことができ、しかも、1つのアクチュエータを見た場合に、該アクチュエータの中で最も変位の大きい領域を活用することができる。これは、輝度の向上、コントラストの向上につながる。 (3) One pixel can be turned on / off by displacement of a plurality of actuators, and when one actuator is viewed, a region having the largest displacement among the actuators can be utilized. . This leads to improvement in luminance and contrast.

(4)画素形状の自由度を高くすることができる。 (4) The degree of freedom of the pixel shape can be increased.

本発明に係るアクチュエータ装置は、平面的に配列された複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータの駆動力が伝達される板部材とを有し、前記アクチュエータは、振動部と固定部とを有することを特徴とする。   The actuator device according to the present invention includes a plurality of actuators arranged in a plane and a plate member to which a driving force of the plurality of actuators is transmitted, and the actuator includes a vibrating portion and a fixed portion. It is characterized by.

これにより、板部材は、平面的に配列された複数のアクチュエータからの駆動力が伝達されることになるが、各アクチュエータは垂直方向に変位することから、板部材は、その板面に対してほぼ垂直な方向に変位することになる。   As a result, the driving force from the plurality of actuators arranged in a plane is transmitted to the plate member. However, since each actuator is displaced in the vertical direction, the plate member is moved relative to the plate surface. It will be displaced in a nearly vertical direction.

このとき、複数のアクチュエータのうち、いくつかのアクチュエータが不良となったとしても、正常なアクチュエータで変位を補償することができ、歩留まりを向上させることができる。また、アクチュエータによって変位する部分の面積、すなわち、有効面積を大きくとることができる。特に、3つ以上のアクチュエータを板部材で連結させると、より好ましい。故障の確率が小さくなり、且つ、板部材をより安定に変位制御することができる。アクチュエータの変位方向をZ軸方向とし、板部材の面方向をXY平面方向としたとき、3つ以上のアクチュエータをX軸方向に配列するようにしてもよいし、X軸方向及びY軸方向にそれぞれに2つ以上のアクチュエータを配列するようにしてもよい。   At this time, even if some of the plurality of actuators become defective, the displacement can be compensated by a normal actuator, and the yield can be improved. Further, the area of the portion displaced by the actuator, that is, the effective area can be increased. In particular, it is more preferable to connect three or more actuators with a plate member. The probability of failure is reduced, and the plate member can be displaced more stably. When the displacement direction of the actuator is the Z-axis direction and the surface direction of the plate member is the XY plane direction, three or more actuators may be arranged in the X-axis direction, or in the X-axis direction and the Y-axis direction. Two or more actuators may be arranged in each.

この場合、前記板部材の剛性は、前記振動部の剛性よりも大きいことが好ましい。これにより、1つのアクチュエータが亀裂、断線などで故障しても、別のアクチュエータが変位することで板部材が変位し、その力で故障したアクチュエータの振動部をも変位させることができる。これによって、1つのアクチュエータが故障しても、板部材全体の変位はほとんど影響を受けなくできるので、故障箇所を補償することができる。   In this case, it is preferable that the rigidity of the plate member is larger than the rigidity of the vibrating portion. As a result, even if one actuator fails due to a crack, disconnection, or the like, the plate member is displaced by displacement of another actuator, and the vibration portion of the failed actuator can be displaced by the force. As a result, even if one actuator fails, the displacement of the entire plate member can be hardly affected, so that the failure portion can be compensated.

また、アクチュエータが振動部を有することで、故障したアクチュエータを外力によって容易に変位させることが可能となる。振動部を持たない例えば積層型のアクチュエータではこのような欠陥補償を行うことができない。   In addition, since the actuator has the vibration part, the failed actuator can be easily displaced by an external force. Such a defect compensation cannot be performed with, for example, a laminated actuator that does not have a vibration part.

前記板部材に凹凸を設けるようにしてもよい。この場合、板部材の断面二次モーメントを大きくすることができ、板部材の曲げ剛性を高めることができる。少量の材料で剛性を高めることができることから、軽量化を図る上で有利になる。その上、慣性質量が小さくなることから、アクチュエータの応答速度が向上する効果も得られる。凹凸の形状としては、溝形状等が挙げられるが、その他、複数の凹みや凸部をマトリックス状や千鳥状に配列するようにしてもよい。また、凹凸の形状としては、平面から見た形状が、X字状、円形状、格子状、ストライプ状、櫛歯状等であったり、断面から見た形状が、ディンプル状、鋸歯状、山型状、楔状、四角状等でもよい。もちろん、凹凸は、板部材の両面に形成されてもよいし、片面だけに形成されていてもよい。板部材自体が例えば波状に曲げられてもよい。   You may make it provide an unevenness | corrugation in the said plate member. In this case, the cross-sectional secondary moment of the plate member can be increased, and the bending rigidity of the plate member can be increased. The rigidity can be increased with a small amount of material, which is advantageous in reducing the weight. In addition, since the inertial mass is reduced, an effect of improving the response speed of the actuator can be obtained. Examples of the uneven shape include a groove shape and the like, but a plurality of dents and protrusions may be arranged in a matrix or a staggered pattern. In addition, as the shape of the unevenness, the shape seen from the plane is an X shape, a circular shape, a lattice shape, a stripe shape, a comb tooth shape, or the like, and the shape seen from the cross section is a dimple shape, a sawtooth shape, a mountain shape, etc. A mold shape, a wedge shape, a square shape, or the like may be used. Of course, the unevenness may be formed on both sides of the plate member, or may be formed only on one side. The plate member itself may be bent in a wave shape, for example.

また、前記アクチュエータと前記板部材とが変位伝達部により接続されていてもよい。   Further, the actuator and the plate member may be connected by a displacement transmission unit.

さらに、板部材の曲げ剛性は、振動部の曲げ剛性の10倍以上が好ましい。これにより、板部材の撓み量がより小さくなる。この場合、アクチュエータ間の距離、変位伝達部(アクチュエータと前記板部材とが変位伝達部により接続されている場合)の大きさなどの製造上のばらつきに左右され難い構造とすることができる。   Furthermore, the bending rigidity of the plate member is preferably 10 times or more that of the vibration part. Thereby, the bending amount of a board member becomes smaller. In this case, the structure can be made less susceptible to manufacturing variations such as the distance between the actuators and the size of the displacement transmission unit (when the actuator and the plate member are connected by the displacement transmission unit).

アクチュエータの駆動力の発生源としては、圧電素子、静電気力、磁力、電磁気力、ばね、ワイヤ等を用いることができる。   A piezoelectric element, an electrostatic force, a magnetic force, an electromagnetic force, a spring, a wire, or the like can be used as a generation source of the driving force of the actuator.

アクチュエータの駆動力の発生源として圧電素子を用いた場合は、ユニモルフ構造、バイモルフ構造、モノモルフ構造、振動部上に圧電アクチュエータを形成した構造、振動部と固定部にかけて圧電アクチュエータを形成した構造等を採用することができる。   When a piezoelectric element is used as a source of actuator driving force, a unimorph structure, bimorph structure, monomorph structure, a structure in which a piezoelectric actuator is formed on a vibrating part, a structure in which a piezoelectric actuator is formed between a vibrating part and a fixed part, etc. Can be adopted.

アクチュエータの駆動力の発生源として静電気力を用いた態様では、振動部のうち、固定部に対向する面と、固定部のうち、振動部に対向する面にそれぞれ電極を設けて、これら電極間に電圧を加えることで、静電気力を発生させ、振動部を変位させてもよい。むろん、振動部表面に電極が形成されていてもよいし、異なる電極同士が接触して短絡しないように、異なる電極間に絶縁体を介在させてもよいし、電極表面を絶縁体で被覆してもよい。   In an aspect in which electrostatic force is used as a source for generating the driving force of the actuator, electrodes are provided on the surface of the vibrating portion facing the fixed portion and on the surface of the fixed portion facing the vibrating portion. By applying a voltage to, an electrostatic force may be generated and the vibrating part may be displaced. Of course, electrodes may be formed on the surface of the vibration part, an insulator may be interposed between different electrodes so that different electrodes do not come into contact with each other, and the electrode surface is covered with an insulator. May be.

また、アクチュエータの変位過程において、振動部と板部材との間の距離が変化しないことが好ましいのはいうまでもない。例えば振動部と板部材との間に変位伝達部が介在している場合には、該変位伝達部の厚み(高さ)がアクチュエータの変位動作によってほとんど変形しない(圧縮変形、引張変形や座屈による変形等をしない)のが好ましい。この場合、変位伝達部にフィラーを添加する等で圧縮、引っ張りに対する変形を抑制することができる。   Needless to say, it is preferable that the distance between the vibrating portion and the plate member does not change in the displacement process of the actuator. For example, when a displacement transmission part is interposed between the vibration part and the plate member, the thickness (height) of the displacement transmission part is hardly deformed by the displacement operation of the actuator (compression deformation, tensile deformation, buckling). It is preferable that the deformation does not occur. In this case, deformation due to compression and tension can be suppressed by adding a filler to the displacement transmitting portion.

また、前記構成において、前記アクチュエータのうち、前記変位伝達部と接続される部分の幅が、前記振動部の幅よりも小さいことが好ましい。これにより、振動部の変位と発生力を、変位伝達部によって、板部材により確実に伝達することができる。この場合、変位伝達部での変位を阻害しないように、変位伝達部が固定部に重ならないようにすることが好ましく、振動部と板部材とを確実に固定するために、変位伝達部は振動部に対して小さくなり過ぎないようにすることが好ましい。さらに、変位伝達部は、振動部のうち、変位が最も大きい部分を含む位置で板部材と振動部とを接続することが特に好ましい。もちろん、振動部の場所によって変位や発生力は異なるので、たとえ振動部と変位伝達部との接続部分が、振動部のうち、変位が最も大きい部分を含まなくても、発生力と必要な変位量から最適な値を取り得る。すなわち、変位伝達部の幅は、振動部の幅の5%〜99%、より好ましくは、30%〜90%がよい。面積でみた場合は、変位伝達部の横断面積は、振動部の横断面積の0.5%〜99%、より好ましくは、10%〜90%がよい。また、変位伝達部の高さと幅との比、すなわち、変位伝達部のアスペクト比は、1より小、より好ましくは0.2より小がよい。   Further, in the above configuration, it is preferable that a width of a portion of the actuator connected to the displacement transmission unit is smaller than a width of the vibration unit. Thereby, the displacement and generated force of the vibration part can be reliably transmitted to the plate member by the displacement transmission part. In this case, it is preferable that the displacement transmission portion does not overlap the fixing portion so as not to hinder the displacement at the displacement transmission portion, and the displacement transmission portion vibrates in order to securely fix the vibration portion and the plate member. It is preferable not to be too small relative to the part. Furthermore, it is particularly preferable that the displacement transmitting unit connects the plate member and the vibrating unit at a position including a portion having the largest displacement among the vibrating units. Of course, since the displacement and generated force vary depending on the location of the vibration part, even if the connection part between the vibration part and the displacement transmission part does not include the vibration part with the largest displacement, the generated force and the required displacement The optimum value can be taken from the quantity. That is, the width of the displacement transmitting portion is 5% to 99%, more preferably 30% to 90% of the width of the vibrating portion. When viewed in terms of area, the cross sectional area of the displacement transmitting portion is 0.5% to 99%, more preferably 10% to 90% of the cross sectional area of the vibration portion. Further, the ratio between the height and width of the displacement transmitting unit, that is, the aspect ratio of the displacement transmitting unit is preferably smaller than 1, more preferably smaller than 0.2.

なお、板部材の剛性よりも振動部の剛性が高いと、板部材は、故障したアクチュエータの振動部を変位させることができずに撓んでしまい、板部材の中で変位する箇所と変位しない箇所が形成されてしまうので好ましくない。   In addition, if the rigidity of the vibration part is higher than the rigidity of the plate member, the plate member bends without being able to displace the vibration part of the failed actuator, and the part that is displaced in the plate member and the part that is not displaced Is not preferable.

また、前記振動部は、前記板部材に向かって凸あるいは前記板部材に向かって凹となる凸形状を有していてもよい。振動部が凸形状でない場合(例えば平坦な状態)と比べ、アクチュエータの応答性を向上させる効果があり、なお且つ、アクチュエータが故障しても隣接するアクチュエータで変位を補償することができる。   The vibrating portion may have a convex shape that is convex toward the plate member or concave toward the plate member. Compared with the case where the vibration part is not convex (for example, in a flat state), there is an effect of improving the response of the actuator, and even if the actuator fails, the displacement can be compensated by the adjacent actuator.

その理由は、板部材を配置することによって、振動部はより大きな質量を変位させなければならず、板部材がない場合に比べて負荷が大きい。凸形状を有することで、駆動力がより強力になり、応答性が高く保たれると考えられる。また、剛性が高まることで、板部材の質量が加わってもそれを十分支えられると考えられる。   The reason for this is that by arranging the plate member, the vibrating part must displace a larger mass, and the load is greater than when there is no plate member. By having the convex shape, it is considered that the driving force becomes stronger and the responsiveness is kept high. Moreover, it is thought that it can fully support even if the mass of a plate member is added because rigidity increases.

一方で、アクチュエータが故障した場合には、隣接したアクチュエータによって駆動された板部材が振動部を変位させることになるが、その際に、振動部からの反力は小さい方が望ましい。凸形状は駆動力を高めながら、板部材によって変位させられるときの反力が大きくならないという特徴をもっているものと考えられる。   On the other hand, when the actuator fails, the plate member driven by the adjacent actuator displaces the vibration part. At this time, it is desirable that the reaction force from the vibration part is small. The convex shape is considered to have a characteristic that the reaction force does not increase when displaced by the plate member while increasing the driving force.

振動部の凸形状は、梁の長さ方向に形作られていてもよいし、振動部と固定部の継ぎ目に平行な方向に形作られていてもよい。特に、梁の長さにわたってウィング形状(W形状)をしていることが効果的で好ましい。ウィング形状を有する場合、凸形状の幅、すなわち、谷と谷との距離は梁の長さの1/3以上であることが好ましい。また、前記板部材に向かって凸とした場合、凸の頂点は固定部の高さより板部材側に突出していることがより好ましい。   The convex shape of the vibration part may be formed in the length direction of the beam, or may be formed in a direction parallel to the joint between the vibration part and the fixed part. In particular, it is effective and preferable to have a wing shape (W shape) over the length of the beam. When it has a wing shape, it is preferable that the width of the convex shape, that is, the distance between the valleys is 1/3 or more of the length of the beam. Moreover, when it makes convex toward the said plate member, it is more preferable that the convex vertex protrudes in the plate member side rather than the height of a fixing | fixed part.

また、前記振動部が凸形状である場合に、前記振動部は、アーチ形状もしくは波形状を有していることが好ましい。この構造は、振動部の両端が固定部につながっている構成や、振動部の周辺が固定部につながっている構成で、特に好ましく用いられる。振動部下に空所が存在する場合、該空所に液体を充填して使用する場合などが考えられるが、このような場合、液体が漏れることのないように、振動部の周辺が固定部につながっている必要がある。   In addition, when the vibration part has a convex shape, the vibration part preferably has an arch shape or a wave shape. This structure is particularly preferably used in a configuration in which both ends of the vibration part are connected to the fixed part and a structure in which the periphery of the vibration part is connected to the fixed part. If there is a void under the vibrating part, it can be considered that the void is filled with liquid and used, but in such a case, the periphery of the vibrating part is fixed to the fixed part so that the liquid does not leak. It needs to be connected.

また、故障したアクチュエータに対し、正常なアクチュエータによって板部材が変位し、例えば変位伝達部を介して故障したアクチュエータの振動部が押し下げられる状態において、周辺が固定部につながった振動部が平坦な断面形状をしていると、ピンと張った振動部の張力で前記変位を阻害する力が大きくなるおそれがある。つまり、前記変位をするには、振動部がその長さ方向に伸びることになるためである。それに対して、振動部がアーチ形状や波形状を有していると、固定部間を結ぶ最短距離よりも振動部自体の長さが長くなっているため、変位伝達部から力を受けたとき、変位を阻害する力が比較的弱くなる。   In addition, when the plate member is displaced by a normal actuator with respect to the failed actuator, and the vibration part of the failed actuator is pushed down via the displacement transmission part, for example, the vibration part whose periphery is connected to the fixed part has a flat cross section. If it is shaped, there is a possibility that the force that inhibits the displacement is increased by the tension of the tensioned vibration part. That is, in order to perform the displacement, the vibration part extends in the length direction. On the other hand, when the vibration part has an arch shape or a wave shape, the vibration part itself is longer than the shortest distance connecting the fixed parts. The force that inhibits the displacement becomes relatively weak.

振動部がアーチ形状を有する場合、駆動力を受けてアクチュエータが変位する方向が板部材から離間する方向のときには板部材に向かって凸、変位する方向が板部材に向かう方向のときには板部材に向かって凹のアーチ形状を有することがより好ましい。振動部が板部材に向かって凸とされたアクチュエータをさらに板部材に向かって変位させるのは、より振動部の長さを長くさせることになり、その変位を阻害する力が大きくなるためである。振動部が板部材に向かって凸とされたアクチュエータが変位伝達部を介して板部材から離間する方向に力を受けた場合には、振動部が撓むことで変位を受けることになる。   When the vibration part has an arch shape, the actuator is convex toward the plate member when the direction in which the actuator is displaced by the driving force is away from the plate member, and toward the plate member when the direction of displacement is toward the plate member. More preferably, it has a concave arch shape. The reason why the actuator in which the vibration part is convex toward the plate member is further displaced toward the plate member is that the length of the vibration part is further increased, and the force that inhibits the displacement is increased. . When the actuator having the vibrating portion convex toward the plate member receives a force in a direction away from the plate member via the displacement transmitting portion, the vibrating portion is deflected to receive the displacement.

このように、振動部を固定部に対して両端固定した場合や周辺固定にした場合でも、振動部の剛性が高くなりすぎないため、故障を補償する機能を満足させるための効果が高い。また、設計の自由度も高くなる。もちろん、振動部を固定部に対して、片端固定しても構わない。   Thus, even when the vibration part is fixed to both ends with respect to the fixed part, or when the vibration part is fixed to the periphery, the rigidity of the vibration part does not become too high, so that the effect of satisfying the function of compensating for the failure is high. In addition, the degree of freedom in design is increased. Of course, the vibrating part may be fixed to the fixed part at one end.

振動部がアーチ形状あるいは波形状である場合に、板部材に向かって凸(又は凹)の高さ(又は深さ)は、振動部の厚み分の高さ(又は深さ)よりも大きいことが好ましい。   When the vibration part has an arch shape or a wave shape, the height (or depth) of the convex (or concave) toward the plate member is greater than the height (or depth) of the thickness of the vibration part. Is preferred.

なお、アクチュエータの応答性を確保する上で、振動部の剛性が小さくなりすぎないようにする必要があるのはいうまでもなく、振動部の厚みや幅、梁の長さ、形状、材質等を考慮して選定されるのは当然のことである。また、凸形状を構成する凸や凹は、振動部の中央部分に形成されなくてもよい。   Needless to say, to ensure the response of the actuator, it is necessary that the rigidity of the vibration part does not become too small, the thickness and width of the vibration part, the length of the beam, the shape, the material, etc. It is natural that the selection is made in consideration of the above. Further, the convex or concave constituting the convex shape may not be formed in the central portion of the vibration part.

また、本発明に係るアクチュエータ装置は、平面的に配列された複数のセルを有し、前記セルは、平面的に配列された複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータの駆動力が伝達される板部材とを有し、前記アクチュエータは、振動部と固定部とを有することを特徴とする。各セルは、それぞれ同じ大きさでもよいし(この場合、単位セルとなる)、異なった大きさでもよい。この場合も、上述した発明と同様に、前記板部材の剛性は、前記振動部の剛性よりも大きいことが好ましい。   The actuator device according to the present invention includes a plurality of cells arranged in a plane, and the cells include a plurality of actuators arranged in a plane and a plate to which driving forces of the plurality of actuators are transmitted. The actuator has a vibrating part and a fixed part. Each cell may have the same size (in this case, a unit cell) or may have a different size. Also in this case, it is preferable that the rigidity of the plate member is larger than the rigidity of the vibrating portion, as in the above-described invention.

そして、前記発明において、前記セルの板部材が相互に接続されていてもよい。この場合、前記板部材同士を相互に接続する継手部の全部又は一部の剛性が、前記板部材の剛性より小さいことが好ましい。継手部の全部又は一部の剛性を板部材の剛性よりも小さくする手法としては、継手部として板部材より剛性の小さい材質を使用してもよいし、同じ材質であっても、例えば継手部を板部材よりも肉薄にすることや、継手部の幅を板部材の幅よりも小さくすること等が挙げられる。   And in the said invention, the plate member of the said cell may be connected mutually. In this case, it is preferable that the rigidity of all or part of the joint portion that connects the plate members to each other is smaller than the rigidity of the plate members. As a method of making the rigidity of all or part of the joint part smaller than the rigidity of the plate member, a material that is less rigid than the plate member may be used as the joint part. And making the width of the joint part smaller than the width of the plate member.

また、前記構成において、前記複数のアクチュエータにおける前記固定部と前記板部材との間に隙間を形成するための隙間形成部材を有し、前記板部材同士を相互に接続する前記継手部と前記固定部とが、前記隙間形成部材を介して接合されていてもよい。これにより、各セルにおける板部材と固定部間の距離を精密、かつ、確実に設定することができる。   Further, in the above configuration, the joint portion that has a gap forming member for forming a gap between the fixing portion and the plate member in the plurality of actuators, and connects the plate members to each other and the fixing The part may be joined via the gap forming member. Thereby, the distance between the plate member and the fixed portion in each cell can be set accurately and reliably.

また、前記継手部と前記固定部との間に隙間形成部材が存在することにより、以下のような効果を奏する。   In addition, the presence of a gap forming member between the joint portion and the fixed portion provides the following effects.

すなわち、固定部の高さが場所によって異なるような場合、例えば1つの基板上に複数のアクチュエータを形成する場合において、基板にうねりがある場合(製造上、不可避であることが多い)には、板部材を固定部上に配するときに、場所によって板部材と固定部との距離が変わり、アクチュエータと板部材が直接当たる状態になることもある。このような場合、板部材の一部に歪が生じてしまい、アクチュエータの動作によって板部材を所望する通りに動作させることができなくなるおそれがある。   That is, when the height of the fixed portion varies depending on the location, for example, when a plurality of actuators are formed on one substrate, when the substrate has undulations (many inevitable in manufacturing), When the plate member is disposed on the fixed portion, the distance between the plate member and the fixed portion varies depending on the location, and the actuator and the plate member may directly contact each other. In such a case, a part of the plate member is distorted, and the plate member may not be operated as desired by the operation of the actuator.

しかし、固定部上に隙間形成部材が存在すると、板部材と固定部との距離を隙間形成部材によって確保できるので、基板にうねりがあっても、上述のような不具合は生じない。   However, if there is a gap forming member on the fixed part, the distance between the plate member and the fixed part can be secured by the gap forming member, so that the above-described problems do not occur even if the substrate is wavy.

また、板部材と接続することによってアクチュエータの変位特性は影響を受けることもあるが、隙間形成部材によって板部材と固定部との距離が規定されていると、変位特性の変化の程度が場所によらず均等となり、ばらつきの発生を抑制するのに効果が大きい。例えば変位伝達部の厚みが均等にできるので、各アクチュエータの変位特性に与える影響を均等にすることができる。   In addition, the displacement characteristics of the actuator may be affected by the connection with the plate member. However, if the distance between the plate member and the fixed part is defined by the gap forming member, the degree of change in the displacement characteristics will depend on the location. Regardless, it is uniform and has a great effect on suppressing the occurrence of variations. For example, since the thickness of the displacement transmitting portion can be made uniform, the influence on the displacement characteristics of each actuator can be made uniform.

さらに、隙間形成部材がない場合には、アクチュエータと板部材とが部分的にかなり接近した場合に、アクチュエータと板部材とを接続するための変位伝達部がアクチュエータのサイズよりも大きく広がってしまい、その結果、アクチュエータの動作を阻害するおそれがあるが、隙間形成部材を設けることでこのような不具合を回避することができる。   Furthermore, when there is no gap forming member, when the actuator and the plate member partially approach each other, the displacement transmission part for connecting the actuator and the plate member spreads larger than the size of the actuator, As a result, the operation of the actuator may be hindered, but such a problem can be avoided by providing a gap forming member.

隙間形成部材の高さが必要以上に高い場合には、隙間形成部材自体の膨張、収縮や、アクチュエータの負荷が大きくなることによる特性変化等の不具合を生ずることになる。従って、隙間形成部材を適切な高さに設定することで、上述した隙間形成部材による効果を十分に発揮させることができる。   If the height of the gap forming member is higher than necessary, problems such as expansion and contraction of the gap forming member itself and characteristic changes due to an increase in the load on the actuator may occur. Therefore, by setting the gap forming member to an appropriate height, the above-described effects of the gap forming member can be sufficiently exhibited.

また、前記構成において、第2の板部材が配され、前記第2の板部材の1つの板面は、前記板部材(以下、第1の板部材と記す)の1つの板面と対向していてもよい。第1の板部材と第2の板部材とが近接して対向している場合を想定したとき、第2の板部材と第1の板部材との間隔が所定距離になるように、隙間形成部材を配置して接続することが好ましい。この場合、第2の板部材と固定部との間に隙間形成部材を配置して接続することが好ましい。第1の板部材の継手部と固定部とが隙間形成部材にて接続されている場合には、第1の板部材の継手部と第2の板部材とを別の隙間形成部材を介して接続することも好ましい。   In the above configuration, a second plate member is disposed, and one plate surface of the second plate member is opposed to one plate surface of the plate member (hereinafter referred to as the first plate member). It may be. Assuming the case where the first plate member and the second plate member are close to each other and facing each other, the gap is formed so that the distance between the second plate member and the first plate member is a predetermined distance. It is preferable to arrange and connect the members. In this case, it is preferable to connect a gap forming member between the second plate member and the fixed portion. When the joint portion and the fixed portion of the first plate member are connected by the gap forming member, the joint portion of the first plate member and the second plate member are connected via another gap forming member. It is also preferable to connect.

隙間形成部材の配置は、セル毎に隙間形成部材を設けることが好ましい。緊密な固定が得られ、隙間距離を精密、且つ、確実に設定できるからである。また、セル毎に隙間形成部材を設けた場合に、セルの実効面積が減少するようであれば、実効面積効率を高める目的等で、連続する複数のセルを1つの大セルとし、この大セルに対して隙間形成部材を設けるようにしてもよい。もちろん、アクチュエータ装置の外周のみに隙間形成部材を設けるようにしてもよい。   As for the arrangement of the gap forming member, it is preferable to provide a gap forming member for each cell. This is because tight fixation is obtained and the gap distance can be set accurately and reliably. In addition, when a gap forming member is provided for each cell, if the effective area of the cell is reduced, a plurality of continuous cells are set as one large cell for the purpose of increasing the effective area efficiency. Alternatively, a gap forming member may be provided. Of course, you may make it provide a clearance gap formation member only in the outer periphery of an actuator apparatus.

隙間形成部材は、セルを取り囲むように形成するようにしてもよいし、セルの互いに対向する辺に沿ってストライプ状に形成するようにしてもよい。もちろん、セルの四隅あるいは4辺に柱状の隙間形成部材を配置するようにしてもよい。   The gap forming member may be formed so as to surround the cell, or may be formed in a stripe shape along the opposite sides of the cell. Of course, columnar gap forming members may be arranged at the four corners or four sides of the cell.

そして、本発明に係るアクチュエータ装置を表示装置として構成した場合、すなわち、前記第2の板部材を、光源からの光が導入される光導波板とし、前記板部材のうち、前記光導波板と対向する面に画素構成体を形成し、前記画素構成体の前記光導波板への接触・離隔によって、前記光導波板からの漏光を制御する表示装置として構成した場合に、以下の効果を奏することができる。   When the actuator device according to the present invention is configured as a display device, that is, the second plate member is an optical waveguide plate into which light from a light source is introduced, and among the plate members, the optical waveguide plate The following effects can be obtained when a pixel structure is formed on the opposite surface and the pixel structure is configured as a display device that controls light leakage from the optical waveguide plate by contacting and separating the pixel structure from the optical waveguide plate. be able to.

(1)不良なアクチュエータが存在していても、正常なアクチュエータによって変位を補償することができ、欠陥画素をなくすことができる。 (1) Even if a defective actuator exists, the displacement can be compensated for by a normal actuator, and defective pixels can be eliminated.

(2)画素の開口率を向上させることができる。 (2) The aperture ratio of the pixel can be improved.

(3)複数のアクチュエータの変位によって1つの画素のオン/オフ制御を行うことができ、しかも、1つのアクチュエータを見た場合に、該アクチュエータの中で最も変位の大きい領域を活用することができる。これは、輝度の向上、コントラストの向上につながる。 (3) One pixel can be turned on / off by displacement of a plurality of actuators, and when one actuator is viewed, a region having the largest displacement among the actuators can be utilized. . This leads to improvement in luminance and contrast.

(4)画素形状の自由度を高くすることができる。 (4) The degree of freedom of the pixel shape can be increased.

そして、前記第2の板部材上に可変コンデンサの固定電極を形成し、前記板部材上に前記可変コンデンサの可動電極を形成すれば、複数のアクチュエータの駆動によって可動電極が固定電極に対して接近及び/又は離間することから、任意に容量を変化させることができる可変コンデンサを構成することができる。もちろん、前記第2の板部材自体を可変コンデンサの固定電極とし、前記板部材自体を可変コンデンサの可動電極としてもよい。   If the fixed electrode of the variable capacitor is formed on the second plate member and the movable electrode of the variable capacitor is formed on the plate member, the movable electrode approaches the fixed electrode by driving a plurality of actuators. In addition, a variable capacitor whose capacity can be arbitrarily changed can be configured by separating and / or separating. Of course, the second plate member itself may be the fixed electrode of the variable capacitor, and the plate member itself may be the movable electrode of the variable capacitor.

また、前記第2の板部材を透明板とし、前記板部材の前記第2の板部材と対向する部分を光反射面とすることで、干渉型の光変調器を構成することができる。すなわち、入力光を第2の板部材(透明板)を通して板部材に入射させることで、透明板の裏面(板部材と対向する面)と空間との境界で反射した光(第1の反射光)と、光反射面で反射した光(第2の反射光)が出力光として出射される。このとき、第1の反射光と第2の反射光との干渉により、出力光のスペクトル分布を板部材と第2の板部材との変位によって任意に調整することで、干渉型の光変調器として機能することとなる。前記板部材の前記第2の板部材と対向する部分を光反射面とする構成としては、前記板部材のうち、前記第2の板部材と対向する面を鏡面にしたり、前記板部材のうち、前記第2の板部材と対向する箇所に光反射膜を形成する、あるいは下地層を介して光反射膜を形成する場合等がある。不要な反射を防止するために、透明板の両面あるいは片面に反射防止膜等の層を設けてもよい。   Further, an interference type optical modulator can be configured by using the second plate member as a transparent plate and a portion of the plate member facing the second plate member as a light reflecting surface. That is, by making the input light enter the plate member through the second plate member (transparent plate), the light reflected at the boundary between the back surface of the transparent plate (the surface facing the plate member) and the space (first reflected light). ) And light reflected by the light reflecting surface (second reflected light) are emitted as output light. At this time, an interference type optical modulator is obtained by arbitrarily adjusting the spectral distribution of the output light by the displacement between the plate member and the second plate member due to the interference between the first reflected light and the second reflected light. Will function as. As a structure which makes the part which opposes the said 2nd board member of the said board member into a light reflection surface, the surface which faces the said 2nd board member among the said board members is made into a mirror surface, or among the said board members In some cases, a light reflecting film is formed at a position facing the second plate member, or a light reflecting film is formed through an underlayer. In order to prevent unnecessary reflection, a layer such as an antireflection film may be provided on both sides or one side of the transparent plate.

以上説明したように、本発明に係るアクチュエータ装置によれば、不良なアクチュエータが存在していても、正常なアクチュエータで変位を補償することができ、歩留まりを向上させることができる。   As described above, according to the actuator device of the present invention, even when a defective actuator exists, the displacement can be compensated for by a normal actuator, and the yield can be improved.

また、本発明に係るアクチュエータ装置を例えば表示装置として適用した場合に、以下に示す効果を奏する。   Further, when the actuator device according to the present invention is applied as, for example, a display device, the following effects can be obtained.

(1)不良なアクチュエータが存在していても、正常なアクチュエータによって変位を補償することができ、欠陥画素をなくすことができる。 (1) Even if a defective actuator exists, the displacement can be compensated for by a normal actuator, and defective pixels can be eliminated.

(2)画素の開口率を向上させることができる。 (2) The aperture ratio of the pixel can be improved.

(3)複数のアクチュエータの変位によって1つの画素のオン/オフ制御を行うことができ、しかも、1つのアクチュエータを見た場合に、該アクチュエータの中で最も変位の大きい領域を活用することができる。これは、輝度の向上、コントラストの向上につながる。 (3) One pixel can be turned on / off by displacement of a plurality of actuators, and when one actuator is viewed, a region having the largest displacement among the actuators can be utilized. . This leads to improvement in luminance and contrast.

(4)画素形状の自由度を高くすることができる。 (4) The degree of freedom of the pixel shape can be increased.

以下、本発明に係るアクチュエータ装置の実施の形態例を図1〜図51を参照しながら説明する。   Embodiments of an actuator device according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

先ず、第1の実施の形態に係るアクチュエータ装置10Aは、図1に示すように、基板12上に複数のアクチュエータ14が平面的に配列された駆動部16と、駆動部16における複数のアクチュエータ14の駆動力が伝達される1つの第1の板部材18とを有する。   First, as shown in FIG. 1, the actuator device 10 </ b> A according to the first embodiment includes a drive unit 16 in which a plurality of actuators 14 are arranged in a plane on a substrate 12, and a plurality of actuators 14 in the drive unit 16. And a first plate member 18 to which the driving force is transmitted.

第1の板部材18と基板12との間には、複数のスペーサ24が形成され、これらスペーサ24によってm個のセル15が形成されている。そして、各セル15毎にn個のアクチュエータ14が割り当てられている。各セル15は、それぞれ同じ大きさでもよいし(この場合、単位セルとなる)、異なった大きさでもよい。   A plurality of spacers 24 are formed between the first plate member 18 and the substrate 12, and m cells 15 are formed by these spacers 24. And n actuators 14 are assigned to each cell 15. Each cell 15 may have the same size (in this case, a unit cell) or may have a different size.

ここで、アクチュエータ14は、基板12に形成された空所64と振動部66と固定部68とを有する。すなわち、基板32のうち、空所64の形成されている部分が肉薄とされ、それ以外の部分が厚肉とされている。肉薄の部分は、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66として機能し、空所64以外の部分は肉厚とされて前記振動部66を支持する固定部68として機能するようになっている。アクチュエータ14と第1の板部材18間にはアクチュエータ14の変位を第1の板部材18に伝達する変位伝達部76が介在されている。   Here, the actuator 14 has a void 64 formed in the substrate 12, a vibrating portion 66, and a fixing portion 68. That is, the portion of the substrate 32 where the void 64 is formed is thin, and the other portion is thick. The thin portion functions as the vibrating portion 66 with a structure that is susceptible to vibration against external stress, and the portion other than the void 64 functions as a fixing portion 68 that is thick and supports the vibrating portion 66. It is like that. A displacement transmission unit 76 that transmits the displacement of the actuator 14 to the first plate member 18 is interposed between the actuator 14 and the first plate member 18.

アクチュエータ14の1つの構成例を図2に基づいて説明すると、アクチュエータ14は、振動部66と固定部68のほか、該振動部66上に直接形成された圧電/電歪層72と、該圧電/電歪層72の上面と下面に形成された一対の電極74a及び74bとからなるアクチュエータ本体75を有する。   An example of the configuration of the actuator 14 will be described with reference to FIG. 2. The actuator 14 includes a vibrating portion 66 and a fixed portion 68, a piezoelectric / electrostrictive layer 72 formed directly on the vibrating portion 66, and the piezoelectric portion. The actuator body 75 is composed of a pair of electrodes 74a and 74b formed on the upper and lower surfaces of the electrostrictive layer 72.

一対の電極74a及び74bは、図2に示すように、圧電/電歪層72に対して上下に形成した構造や片側だけに形成した構造でもよいし、圧電/電歪層72の上部のみに一対の電極74a及び74bを形成するようにしてもよい。   As shown in FIG. 2, the pair of electrodes 74 a and 74 b may have a structure formed above and below the piezoelectric / electrostrictive layer 72, a structure formed only on one side, or only on the upper part of the piezoelectric / electrostrictive layer 72. A pair of electrodes 74a and 74b may be formed.

一対の電極74a及び74bを圧電/電歪層72の上部のみに形成する場合、一対の電極74a及び74bの平面形状としては、多数のくし歯が相補的に対峙した形状のほか、特開平10−78549号公報や特開2001−324961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してもよい。   When the pair of electrodes 74a and 74b are formed only on the upper part of the piezoelectric / electrostrictive layer 72, the planar shape of the pair of electrodes 74a and 74b is a shape in which a number of comb teeth complementarily face each other. As shown in JP-A-78549 and JP-A-2001-324961, a spiral shape or a multi-branch shape may be employed.

なお、図1、図3〜図34では、図面の複雑化を避けるために、アクチュエータ14のアクチュエータ本体75を省略して示す。   1 and 3 to 34, the actuator main body 75 of the actuator 14 is omitted in order to avoid complication of the drawings.

この第1の実施の形態に係るアクチュエータ装置10Aにおいて、第1の板部材18は、平面的に配列された複数のアクチュエータ14からの駆動力が伝達されることになるが、各アクチュエータ14は垂直方向に変位することから、第1の板部材18は、その板面に対してほぼ垂直な方向に変位することになる。   In the actuator device 10A according to the first embodiment, the first plate member 18 receives the driving force from the plurality of actuators 14 arranged in a plane, but each actuator 14 is vertical. Since the first plate member 18 is displaced in the direction, the first plate member 18 is displaced in a direction substantially perpendicular to the plate surface.

アクチュエータ14の駆動力の発生源としては、圧電素子、静電気力、磁力、電磁気力、ばね、ワイヤ等を用いることができる。   A piezoelectric element, an electrostatic force, a magnetic force, an electromagnetic force, a spring, a wire, or the like can be used as a generation source of the driving force of the actuator 14.

アクチュエータ14の駆動力の発生源として圧電素子を用いた場合は、ユニモルフ構造、バイモルフ構造、モノモルフ構造、振動部66上に圧電アクチュエータを形成した構造、振動部66と固定部68にかけて圧電アクチュエータを形成した構造等を採用することができる。   When a piezoelectric element is used as a source for generating the driving force of the actuator 14, a unimorph structure, a bimorph structure, a monomorph structure, a structure in which a piezoelectric actuator is formed on the vibration part 66, and a piezoelectric actuator is formed on the vibration part 66 and the fixed part 68. The structure etc. which were made can be employ | adopted.

アクチュエータ14の駆動力の発生源として静電気力を用いた態様では、振動部66のうち、固定部68に対向する面と、固定部68のうち、振動部66に対向する面にそれぞれ電極を設けて、これら電極間に電圧を加えることで、静電気力を発生させ、振動部66を変位させてもよい(図9参照)。むろん、振動部66の表面に電極が形成されていてもよいし、異なる電極同士が接触して短絡しないように、異なる電極間に絶縁体を介在させてもよいし、電極表面を絶縁体で被覆してもよい。   In an aspect in which electrostatic force is used as a source for generating the driving force of the actuator 14, electrodes are provided on the surface of the vibrating portion 66 that faces the fixed portion 68 and the surface of the fixed portion 68 that faces the vibrating portion 66. Then, by applying a voltage between these electrodes, an electrostatic force may be generated to displace the vibrating part 66 (see FIG. 9). Of course, an electrode may be formed on the surface of the vibration part 66, an insulator may be interposed between different electrodes so that different electrodes are not in contact with each other, and the electrode surface is made of an insulator. It may be coated.

次に、第2の実施の形態に係るアクチュエータ装置10Bは、図3に示すように、上述した第1の実施の形態に係るアクチュエータ装置10Aとほぼ同様の構成を有するが、第1の板部材18がm個のセル15に合わせて分離されている点で異なる。   Next, as shown in FIG. 3, the actuator device 10B according to the second embodiment has substantially the same configuration as the actuator device 10A according to the first embodiment described above, but the first plate member. 18 is different in that it is separated in accordance with m cells 15.

ここで、第1及び第2の実施の形態に係るアクチュエータ装置10A及び10Bの好ましい態様について図4〜図24を参照しながら説明する。   Here, preferred modes of the actuator devices 10A and 10B according to the first and second embodiments will be described with reference to FIGS.

まず、第1の板部材18の剛性は、アクチュエータ14の振動部66の剛性よりも大きいことが好ましい。   First, the rigidity of the first plate member 18 is preferably larger than the rigidity of the vibration part 66 of the actuator 14.

このことについて、図4〜図6の模式図を参照しながら説明する。図4は、2つのアクチュエータ(第1のアクチュエータ14a及び第2のアクチュエータ14b)上に1つの第1の板部材18がそれぞれ変位伝達部76を介して接続された構成を示す。なお、図6に示すように、固定部68のうち、隣接するセル15の変位伝達部76間に対応する箇所に孔170を設けるようにしてもよい。   This will be described with reference to the schematic diagrams of FIGS. FIG. 4 shows a configuration in which one first plate member 18 is connected to two actuators (first actuator 14 a and second actuator 14 b) via a displacement transmission unit 76. In addition, as shown in FIG. 6, you may make it provide the hole 170 in the location corresponding to between the displacement transmission parts 76 of the adjacent cell 15 among the fixing | fixed parts 68. FIG.

図5は、第2のアクチュエータ14bが故障となっている状態において、第1のアクチュエータ14aが変位して第1の板部材18が下方に変位している状態を示す。すなわち、第1のアクチュエータ14aが下方に距離w0だけ変位することによって第1の板部材18が第2のアクチュエータ14bを下方へ押し下げようとするが、第2のアクチュエータ14bの振動部66での反力で、距離w1だけ戻された状態を示す。これにより、第1の板部材18は、距離w1だけ撓み、第2のアクチュエータ14bの振動部66は距離w2=w0−w1だけ撓むこととなる。 FIG. 5 shows a state in which the first actuator 14a is displaced and the first plate member 18 is displaced downward in a state where the second actuator 14b is out of order. That is, when the first actuator 14a is displaced downward by the distance w 0 , the first plate member 18 tries to push down the second actuator 14b downward. The reaction force shows a state returned by the distance w 1 . As a result, the first plate member 18 is bent by the distance w 1 , and the vibration part 66 of the second actuator 14b is bent by the distance w 2 = w 0 −w 1 .

計算を簡単にするために、アクチュエータ14a及び14bの振動部66の中心と変位伝達部76の中心は等しく、振動部66の中心に対して集中荷重が加わると仮定する。また、この集中荷重による変位伝達部76の変形は無視できるものとする。   In order to simplify the calculation, it is assumed that the center of the vibration part 66 of the actuators 14a and 14b is equal to the center of the displacement transmission part 76, and a concentrated load is applied to the center of the vibration part 66. Further, it is assumed that the deformation of the displacement transmitting portion 76 due to the concentrated load can be ignored.

そして、図5に示すように、変位伝達部76間の距離をL1、第2のアクチュエータ14bの振動部66の幅をL2、第1の板部材18の曲げ剛性をE11、振動部66の曲げ剛性をE22とすると、第2のアクチュエータ14bにおける振動部の中心での力(P)がつりあっているので、
1=PL1 3/(3E11)………………(1)片持ち梁
2=PL2 3/(48E22)……………(2)両持ち梁
となり、W1とW2の比は、
1/w2=16×(L1/L23×(E22/E11)………(3)
となる。
As shown in FIG. 5, the distance between the displacement transmitting portions 76 is L 1 , the width of the vibrating portion 66 of the second actuator 14b is L 2 , and the bending rigidity of the first plate member 18 is E 1 I 1 , If the bending rigidity of the vibration part 66 is E 2 I 2 , the force (P) at the center of the vibration part in the second actuator 14b is balanced,
w 1 = PL 1 3 / (3E 1 I 1 ) ……………… (1) Cantilever beam W 2 = PL 2 3 / (48E 2 I 2 ) ……… (2) Double-end beam , The ratio of W 1 and W 2 is
w 1 / w 2 = 16 × (L 1 / L 2 ) 3 × (E 2 I 2 / E 1 I 1 ) (3)
It becomes.

この比W1/W2が小さいほど故障状態の第2のアクチュエータ14bの変位を補償できることとなる。つまり、第1の板部材18の曲げ剛性E11が第1及び第2のアクチュエータ14a及び14bの振動部66の曲げ剛性E22よりも大きいほど、前記比W1/W2が小さくなり、第2のアクチュエータ14bの変位を補償することができる。 The smaller this ratio W 1 / W 2 is, the more the displacement of the second actuator 14b in the failed state can be compensated. That is, as the bending rigidity E 1 I 1 of the first plate member 18 is larger than the bending rigidity E 2 I 2 of the vibration part 66 of the first and second actuators 14a and 14b, the ratio W 1 / W 2 becomes larger. As a result, the displacement of the second actuator 14b can be compensated.

また、図7及び図8に示すように、振動部66を、固定部68から空所64に向けて片持ち梁状に延在させた構造としてもよい。ここで、第2のアクチュエータ14b上の変位伝達部76の中心(m)での集中荷重を考えると、
1=PL1 3/(3E11)………………(4)片持ち梁
2=PL2 3/(3E22)………………(5)片持ち梁
となり、W1とW2の比は、
1/w2=(L1/L23×(E22/E11)………(6)
となる。
Further, as shown in FIGS. 7 and 8, the vibrating portion 66 may be configured to extend in a cantilever shape from the fixed portion 68 toward the space 64. Here, considering the concentrated load at the center (m) of the displacement transmitting portion 76 on the second actuator 14b,
w 1 = PL 1 3 / (3E 1 I 1 ) ……………… (4) Cantilever W 2 = PL 2 3 / (3E 2 I 2 ) ……………… (5) Cantilever And the ratio of W 1 and W 2 is
w 1 / w 2 = (L 1 / L 2 ) 3 × (E 2 I 2 / E 1 I 1 ) (6)
It becomes.

この図7及び図8の構成では、L1/L2を小さくすることが可能な構造であるため、比w1/w2をより小さくすることができる利点がある。 7 and 8 has an advantage that the ratio w 1 / w 2 can be further reduced because the structure can reduce L 1 / L 2 .

なお、図7及び図8の構成を採用する場合は、例えば図9に示すように、第1のアクチュエータ14aにおける振動部66の下面に電極172を形成し、第2のアクチュエータ14bにおける振動部66の下面に電極174を形成し、空所64の底部に前記電極172及び電極174に対向する電極176を形成することで、静電気力によって第1及び第2のアクチュエータ14a及び14bに変位動作を行わせることができる。すなわち、例えば第2のアクチュエータ14bが故障状態において、電極172と電極176間に電圧を印加することによって、第1のアクチュエータ14aが下方に変位し、これに伴って、第1の板部材18並びに第2のアクチュエータ14bを下方に変位させることができる。   7 and 8, when the electrode 172 is formed on the lower surface of the vibration part 66 in the first actuator 14a and the vibration part 66 in the second actuator 14b is formed, for example, as shown in FIG. An electrode 174 is formed on the lower surface of the first electrode, and an electrode 176 opposite to the electrode 172 and the electrode 174 is formed on the bottom of the cavity 64, whereby the first and second actuators 14a and 14b are displaced by electrostatic force. Can be made. That is, for example, when the second actuator 14b is in a failure state, the first actuator 14a is displaced downward by applying a voltage between the electrode 172 and the electrode 176, and accordingly, the first plate member 18 and The second actuator 14b can be displaced downward.

第1の板部材18の曲げ剛性を大きくする手法としては、図10及び図11に示すように、第1の板部材18の下面に複数の溝178を設けることが挙げられる。溝178の形成方向(溝178が延在する方向)は、アクチュエータ14が配列される方向であり、溝178の深さは、第1の板部材18の厚みの10%以上、より好ましくは30%以上である。これにより、第1の板部材18の断面二次モーメントが増加し、該第1の板部材18の曲げ剛性を大きくすることができる。   As a method for increasing the bending rigidity of the first plate member 18, as shown in FIGS. 10 and 11, a plurality of grooves 178 may be provided on the lower surface of the first plate member 18. The direction in which the grooves 178 are formed (the direction in which the grooves 178 extend) is the direction in which the actuators 14 are arranged, and the depth of the grooves 178 is 10% or more of the thickness of the first plate member 18, more preferably 30. % Or more. Thereby, the cross-sectional secondary moment of the 1st board member 18 increases, and the bending rigidity of this 1st board member 18 can be enlarged.

また、第1の板部材18の曲げ剛性を大きくする手法としては、図12に示すように、複数の凹部180や凸部182をマトリックス状や千鳥状に配列するようにしてもよい。これは、アクチュエータ14の変位方向をz軸方向とし、第1の板部材18の面方向をxy平面方向としたとき、x軸方向及びy軸方向にそれぞれに2つ以上のアクチュエータ14を配列する場合の第1の板部材18の曲げ剛性を大きくする上で好適となる。つまり、図12の構成を採用することによって、x軸方向及びy軸方向の断面二次モーメントが増加し、あらゆる方向についての曲げ剛性が大きくなるからである。なお、凹部180の深さ、凸部182の高さは、第1の板部材18の厚みの10%以上、より好ましくは30%以上である。また、凹部180や凸部182の形状としては、平面から見た形状が、X字状、円形状、格子状、ストライプ状、櫛歯状等であったり、断面から見た形状が、ディンプル状、鋸歯状、山型状、楔状、四角状等でもよい。もちろん、凹部180や凸部182は、第1の板部材18の両面に形成されてもよいし、片面だけに形成されていてもよい。また、第1の板部材18自体が例えば波状に曲げられてもよい。   Further, as a method for increasing the bending rigidity of the first plate member 18, as shown in FIG. 12, a plurality of concave portions 180 and convex portions 182 may be arranged in a matrix shape or a staggered shape. This is because when the displacement direction of the actuator 14 is the z-axis direction and the surface direction of the first plate member 18 is the xy plane direction, two or more actuators 14 are arranged in the x-axis direction and the y-axis direction, respectively. This is suitable for increasing the bending rigidity of the first plate member 18 in this case. That is, by adopting the configuration shown in FIG. 12, the sectional moment in the x-axis direction and the y-axis direction is increased, and the bending rigidity in all directions is increased. In addition, the depth of the recessed part 180 and the height of the convex part 182 are 10% or more of the thickness of the 1st board member 18, More preferably, it is 30% or more. Further, as the shape of the concave portion 180 and the convex portion 182, the shape viewed from the plane is an X shape, a circular shape, a lattice shape, a stripe shape, a comb tooth shape, or the shape viewed from the cross section is a dimple shape. Sawtooth, chevron, wedge, square, etc. Of course, the concave portion 180 and the convex portion 182 may be formed on both surfaces of the first plate member 18 or may be formed only on one surface. Further, the first plate member 18 itself may be bent in a wave shape, for example.

また、材質や厚みの面から第1の板部材18の曲げ剛性を振動部66の曲げ剛性よりも大きくするようにしてもよい。例えば振動部66の材質を酸化ジルコニウムとした場合、縦弾性係数は245.2GPaであり、第1の板部材18の材質をステンレス(例えばSUS304)とした場合、縦弾性係数は193.0GPaである。断面が長方形の場合、断面二次モーメントは厚みの3乗に比例するから、振動部66の厚みを例えば10μm、第1の板部材18の厚みを例えば50μmとすれば、第1の板部材18と振動部66の曲げ剛性の比は、193.0×503/245.2×103=98.3となり、第1の板部材18の曲げ剛性は、振動部66の曲げ剛性よりも大きくなる。 Further, the bending rigidity of the first plate member 18 may be made larger than the bending rigidity of the vibrating portion 66 in terms of material and thickness. For example, when the material of the vibration part 66 is zirconium oxide, the longitudinal elastic modulus is 245.2 GPa, and when the material of the first plate member 18 is stainless steel (for example, SUS304), the longitudinal elastic modulus is 193.0 GPa. . When the cross section is rectangular, the second moment of the cross section is proportional to the cube of the thickness. Therefore, if the thickness of the vibrating portion 66 is 10 μm and the thickness of the first plate member 18 is 50 μm, for example, the first plate member 18 The bending rigidity ratio of the vibrating portion 66 is 193.0 × 50 3 /245.2×10 3 = 98.3, and the bending rigidity of the first plate member 18 is larger than the bending rigidity of the vibrating portion 66. Become.

次の好ましい態様としては、アクチュエータ14のうち、変位伝達部76と接続される部分の幅が、振動部66の幅よりも小さいことである。この態様の具体的構成例としては、例えば図13あるいは図14に示すような構成が挙げられる。   As a next preferable mode, the width of the portion connected to the displacement transmission unit 76 in the actuator 14 is smaller than the width of the vibration unit 66. As a specific configuration example of this aspect, for example, a configuration as shown in FIG.

すなわち、図13において、変位伝達部76は、少なくとも2つのアクチュエータ14a及び14bにわたって連続して延在して形成され、その上面はほぼ平坦とされ、下面はそれぞれアクチュエータ14a及び14bに対応して凸部184が形成された構成を有する。そして、少なくとも2つのアクチュエータ14a及び14bの中心に沿う断面を考えたとき、第1の板部材18に対する変位伝達部76の1つの接触幅をd1、変位伝達部76のアクチュエータ(振動部66)に対する1つの接触幅をd2、振動部66の幅をd3としたとき、d1>d3>d2を満足する。なお、ここでの幅とは、振動部66を梁とみたときの梁の長さに相当する値である。   That is, in FIG. 13, the displacement transmitting portion 76 is formed to extend continuously over at least two actuators 14a and 14b, the upper surface thereof is substantially flat, and the lower surface is convex corresponding to the actuators 14a and 14b, respectively. A portion 184 is formed. When a cross section along the center of at least two actuators 14a and 14b is considered, one contact width of the displacement transmission portion 76 with respect to the first plate member 18 is d1, and the displacement transmission portion 76 with respect to the actuator (vibration portion 66). When one contact width is d2 and the width of the vibrating portion 66 is d3, d1> d3> d2 is satisfied. Here, the width is a value corresponding to the length of the beam when the vibrating portion 66 is viewed as a beam.

図14において、変位伝達部76は、それぞれアクチュエータ14a及び14bに対応して分離して形成されている。そして、少なくとも2つのアクチュエータ14a及び14bの中心に沿う断面を考えたとき、第1の板部材18に対する変位伝達部76の1つの接触幅をd1、変位伝達部76のアクチュエータ(振動部66)に対する1つの接触幅をd2、振動部66の幅をd3としたとき、d3>d2=d1を満足する。   In FIG. 14, the displacement transmission part 76 is formed separately corresponding to each of the actuators 14a and 14b. When a cross section along the center of at least two actuators 14a and 14b is considered, one contact width of the displacement transmission portion 76 with respect to the first plate member 18 is d1, and the displacement transmission portion 76 with respect to the actuator (vibration portion 66). When one contact width is d2 and the width of the vibration part 66 is d3, d3> d2 = d1 is satisfied.

次の好ましい態様としては、第1の板部材18のうち、変位伝達部76と接続される部分の幅が、振動部66の幅よりも小さいことである。この態様の具体的構成例としては、例えば上述した図14あるいは図15に示すような構成が挙げられる。   As a next preferred mode, the width of the portion connected to the displacement transmitting portion 76 in the first plate member 18 is smaller than the width of the vibrating portion 66. As a specific configuration example of this aspect, for example, the configuration shown in FIG. 14 or FIG.

図15において、変位伝達部76は、少なくとも2つのアクチュエータ14a及び14bにわたって連続して延在して形成され、その下面はほぼ平坦とされ、上面はそれぞれアクチュエータ14a及び14bに対応して凸部186が形成された構成を有する。そして、少なくとも2つのアクチュエータ14a及び14bの中心に沿う断面を考えたとき、第1の板部材18に対する変位伝達部76の1つの接触幅をd1、変位伝達部76のアクチュエータ(振動部66)に対する1つの接触幅をd2、振動部66の幅をd3としたとき、d1<d3=d2を満足する。なお、図10の構成については上述したので、ここではその説明を省略する。   In FIG. 15, the displacement transmitting portion 76 is formed so as to extend continuously over at least two actuators 14a and 14b, the lower surface thereof is substantially flat, and the upper surface corresponds to the actuators 14a and 14b, respectively. Is formed. When a cross section along the center of at least two actuators 14a and 14b is considered, one contact width of the displacement transmission portion 76 with respect to the first plate member 18 is d1, and the displacement transmission portion 76 with respect to the actuator (vibration portion 66). When one contact width is d2 and the width of the vibrating portion 66 is d3, d1 <d3 = d2 is satisfied. Since the configuration of FIG. 10 has been described above, the description thereof is omitted here.

図15に示す構成の場合、図16に示すように、第1のアクチュエータ14aを下方に変位させることによって、故障状態の第2のアクチュエータ14bも変位させることができる。   In the case of the configuration shown in FIG. 15, as shown in FIG. 16, the second actuator 14b in the failed state can be displaced by displacing the first actuator 14a downward.

このように、第1及び第2の実施の形態に係るアクチュエータ装置10A及び10Bにおいては、複数のアクチュエータ14のうち、いくつかのアクチュエータ14が不良となったとしても、正常なアクチュエータ14で変位を補償することができ、歩留まりを向上させることができる。また、アクチュエータ14によって変位する部分の面積、すなわち、有効面積を大きくとることができる。   As described above, in the actuator devices 10A and 10B according to the first and second embodiments, even if some of the actuators 14 out of the plurality of actuators 14 become defective, the normal actuators 14 are displaced. It is possible to compensate, and the yield can be improved. Further, the area of the portion displaced by the actuator 14, that is, the effective area can be increased.

特に、第1の板部材18の剛性を、アクチュエータ14の振動部66の剛性よりも大きくしたので、1つのアクチュエータ14が亀裂、断線などで故障しても、別のアクチュエータ14が変位することで第1の板部材18が変位し、その力で故障したアクチュエータ14の振動部66をも変位させることができる。これによって、1つのアクチュエータ14が故障しても、第1の板部材18全体の変位は影響を受けないので、故障箇所を補償することができる。また、アクチュエータ14が振動部66を有することで、故障したアクチュエータ14を外力によって容易に変位させることが可能となる。振動部66を持たない例えば積層型のアクチュエータではこのような欠陥補償を行うことができない。   In particular, since the rigidity of the first plate member 18 is made larger than the rigidity of the vibration portion 66 of the actuator 14, even if one actuator 14 fails due to a crack, disconnection, etc., another actuator 14 is displaced. The first plate member 18 is displaced, and the vibration portion 66 of the actuator 14 that has failed due to the force can also be displaced. As a result, even if one actuator 14 fails, the displacement of the entire first plate member 18 is not affected, so that the failure portion can be compensated. In addition, since the actuator 14 has the vibrating portion 66, the failed actuator 14 can be easily displaced by an external force. Such a defect compensation cannot be performed by, for example, a laminated actuator that does not have the vibration part 66.

第1の板部材18の曲げ剛性は、振動部66の曲げ剛性の10倍以上が好ましい。これにより、第1の板部材18の撓み量がより小さくなる。この場合、アクチュエータ14間の距離、変位伝達部76の大きさなどの製造上のばらつきに左右され難い構造とすることができる。   The bending rigidity of the first plate member 18 is preferably 10 times or more that of the vibration part 66. Thereby, the bending amount of the 1st board member 18 becomes smaller. In this case, a structure that is not easily affected by manufacturing variations such as the distance between the actuators 14 and the size of the displacement transmitting portion 76 can be obtained.

また、第1の板部材18に溝178、凹部180、凸部182を設けるようにしたので、第1の板部材18の断面二次モーメントを大きくすることができ、第1の板部材18の曲げ剛性を高めることができる。この場合、少量の材料で剛性を高めることができることから、軽量化を図る上で有利になる。その上、慣性質量が小さくなることから、アクチュエータの応答速度が向上する効果も得られる。   Further, since the groove 178, the concave portion 180, and the convex portion 182 are provided in the first plate member 18, the second moment of section of the first plate member 18 can be increased. Bending rigidity can be increased. In this case, the rigidity can be increased with a small amount of material, which is advantageous in reducing the weight. In addition, since the inertial mass is reduced, an effect of improving the response speed of the actuator can be obtained.

また、アクチュエータ14の変位過程において、振動部66と第1の板部材18との間の距離がほとんど変化しないことが好ましい。例えば振動部66と第1の板部材18との間に変位伝達部76が介在している場合には、該変位伝達部76の厚み(高さ)がアクチュエータ14の変位動作によってほとんど変形しない(圧縮変形、引張変形や座屈による変形等をしない)のが好ましい。この場合、変位伝達部76にフィラーを添加する等で圧縮、引っ張りに対する変形を抑制することができる。   In the displacement process of the actuator 14, it is preferable that the distance between the vibrating portion 66 and the first plate member 18 hardly changes. For example, when the displacement transmission unit 76 is interposed between the vibration unit 66 and the first plate member 18, the thickness (height) of the displacement transmission unit 76 is hardly deformed by the displacement operation of the actuator 14 ( It is preferable that the material is not subjected to compression deformation, tensile deformation, deformation due to buckling, or the like. In this case, it is possible to suppress deformation due to compression and tension by adding a filler to the displacement transmitting portion 76.

また、アクチュエータ14のうち、変位伝達部76と接続される部分の幅が、振動部66の幅よりも小さくしたので、振動部66の変位と発生力を、変位伝達部76によって、第1の板部材18により確実に伝達することができる。特に、図13〜図15の態様では、変位伝達部76での変位を阻害しない構成とすることができ、また、図13及び図14の態様では、変位伝達部76が固定部68に重ならない構成にすることができる。これらの場合、振動部66と第1の板部材18とを確実に固定するために、変位伝達部76は振動部66に対して小さくなり過ぎないようにすることが好ましい。この場合、振動部66の場所によって変位や発生力は異なるので、たとえ振動部66と変位伝達部76との接続部分が、振動部66のうち、変位が最も大きい部分を含まなくても、発生力と必要な変位量から最適な値を取り得る。すなわち、変位伝達部76の幅は、振動部66の幅の5%〜99%、より好ましくは、30%〜90%がよい。面積でみた場合は、変位伝達部76の横断面積は、振動部66の横断面積の0.5%〜99%、より好ましくは、10%〜90%がよい。また、変位伝達部76の高さと幅との比、すなわち、変位伝達部76のアスペクト比は、1より小、より好ましくは0.2より小がよい。   In addition, since the width of the portion connected to the displacement transmission unit 76 of the actuator 14 is smaller than the width of the vibration unit 66, the displacement and the generated force of the vibration unit 66 are changed by the displacement transmission unit 76. The plate member 18 can reliably transmit. In particular, in the modes of FIGS. 13 to 15, it is possible to adopt a configuration that does not inhibit the displacement in the displacement transmission unit 76, and in the modes of FIGS. 13 and 14, the displacement transmission unit 76 does not overlap the fixing unit 68. Can be configured. In these cases, it is preferable that the displacement transmitting portion 76 is not too small relative to the vibrating portion 66 in order to securely fix the vibrating portion 66 and the first plate member 18. In this case, since the displacement and generated force differ depending on the location of the vibration part 66, even if the connection part between the vibration part 66 and the displacement transmission part 76 does not include the part with the largest displacement in the vibration part 66. The optimum value can be obtained from the force and the required displacement. That is, the width of the displacement transmission unit 76 is 5% to 99%, more preferably 30% to 90% of the width of the vibration unit 66. When viewed in terms of area, the cross sectional area of the displacement transmitting portion 76 is 0.5% to 99%, more preferably 10% to 90% of the cross sectional area of the vibrating portion 66. Further, the ratio between the height and width of the displacement transmitting portion 76, that is, the aspect ratio of the displacement transmitting portion 76 is preferably smaller than 1, more preferably smaller than 0.2.

なお、第1の板部材18の剛性よりも振動部66の剛性が高いと、第1の板部材18は、故障したアクチュエータ14の振動部66を変位させることができずに撓んでしまい、第1の板部材18の中で変位する箇所と変位しない箇所が形成されてしまうので好ましくない。   In addition, if the rigidity of the vibration part 66 is higher than the rigidity of the first plate member 18, the first plate member 18 is bent without being able to displace the vibration part 66 of the failed actuator 14, and the first plate member 18 is bent. This is not preferable because a portion that is displaced and a portion that is not displaced are formed in one plate member 18.

図4に示す態様では、振動部66を平坦としたが、振動部66は、図17Aに示すように、アーチ形状であってもよいし、図18に示すように、波形状であってもよい。図17A及び図18の例では、振動部66が第1の板部材18に向かって凸とされた形状とした場合を示している。この場合、振動部66が凸形状でない場合(例えば平坦な状態)と比べ、アクチュエータ14の応答性を向上させる効果があり、なお且つ、アクチュエータ14が故障しても隣接するアクチュエータ14で変位を補償することができる。   In the aspect shown in FIG. 4, the vibration part 66 is flat, but the vibration part 66 may have an arch shape as shown in FIG. 17A or a wave shape as shown in FIG. 18. Good. In the example of FIGS. 17A and 18, a case is shown in which the vibrating portion 66 has a shape protruding toward the first plate member 18. In this case, there is an effect of improving the responsiveness of the actuator 14 compared to a case where the vibrating portion 66 is not convex (for example, in a flat state), and even if the actuator 14 fails, the adjacent actuator 14 compensates for the displacement. can do.

その理由は、第1の板部材18を配置することによって、振動部66はより大きな質量を変位させなければならず、第1の板部材18がない場合に比べて負荷が大きい。振動部66が凸形状を有することで、駆動力がより強力になり、応答性が高く保たれると考えられる。また、剛性が高まることで、第1の板部材18の質量が加わってもそれを十分支えられると考えられる。   The reason is that by arranging the first plate member 18, the vibrating portion 66 has to displace a larger mass, and the load is larger than when the first plate member 18 is not provided. It is considered that when the vibrating portion 66 has a convex shape, the driving force becomes stronger and the responsiveness is kept high. Moreover, it is thought that it can fully support even if the mass of the 1st board member 18 is added because rigidity increases.

一方で、アクチュエータ14が故障した場合には、隣接したアクチュエータ14によって駆動された第1の板部材18が振動部66を変位させることになるが、その際に、振動部66からの反力は小さい方が望ましい。凸形状は駆動力を高めながら、第1の板部材18によって変位させられるときの反力が大きくならないという特徴をもっているものと考えられる。   On the other hand, when the actuator 14 fails, the first plate member 18 driven by the adjacent actuator 14 displaces the vibration part 66. At this time, the reaction force from the vibration part 66 is Smaller is desirable. The convex shape is considered to have the characteristic that the reaction force does not increase when displaced by the first plate member 18 while increasing the driving force.

そして、振動部66を凸形状とする構造においては、振動部66の両端が固定部68につながっている構成や、振動部66の周辺が固定部68につながっている構成で、特に好ましく用いられる。振動部66下に空所が存在する場合、該空所に液体を充填して使用する場合などが考えられるが、このような場合、液体が漏れることのないように、振動部66の周辺が固定部68につながっている必要がある。   And in the structure which makes the vibration part 66 convex, it is particularly preferable to use a structure in which both ends of the vibration part 66 are connected to the fixed part 68 and a structure in which the periphery of the vibration part 66 is connected to the fixed part 68. . If there is a void under the vibrating portion 66, there may be a case where the void is filled with a liquid, etc. In such a case, the periphery of the vibrating portion 66 is arranged so that the liquid does not leak. It is necessary to connect to the fixing portion 68.

また、故障したアクチュエータ14に対し、正常なアクチュエータ14によって第1の板部材18が変位し、変位伝達部76を介して故障したアクチュエータ14の振動部66が押し下げられる状態において、周辺が固定部68につながった振動部66が平坦な断面形状をしていると、ピンと張った振動部66の張力で前記変位を阻害する力が大きくなるおそれがある。つまり、前記変位をするには、振動部66がその長さ方向に伸びることになるためである。それに対して、振動部66がアーチ形状や波形状を有していると、固定部68間を結ぶ最短距離よりも振動部66自体の長さが長くなっているため、図19に示すように、変位伝達部76から力を受けたとき、変位を阻害する力が比較的弱くなる。   Further, in the state where the first plate member 18 is displaced by the normal actuator 14 with respect to the failed actuator 14 and the vibration portion 66 of the failed actuator 14 is pushed down via the displacement transmitting portion 76, the periphery is the fixed portion 68. If the vibrating portion 66 connected to the surface of the vibrating portion 66 has a flat cross-sectional shape, the force that inhibits the displacement may be increased by the tension of the vibrating portion 66 that is taut. That is, in order to perform the displacement, the vibration part 66 extends in the length direction. On the other hand, if the vibrating portion 66 has an arch shape or a wave shape, the length of the vibrating portion 66 itself is longer than the shortest distance connecting the fixed portions 68, as shown in FIG. When the force is received from the displacement transmission unit 76, the force that inhibits the displacement becomes relatively weak.

振動部66がアーチ形状を有する場合、駆動力を受けてアクチュエータ14が変位する方向が第1の板部材18から離間する方向のときには第1の板部材18に向かって凸のアーチ形状を有することが好ましく、変位する方向が第1の板部材18に向かう方向のときには第1の板部材18に向かって凹のアーチ形状を有することがより好ましい。   When the vibration part 66 has an arch shape, when the direction in which the actuator 14 is displaced by receiving a driving force is a direction away from the first plate member 18, the vibration portion 66 has a convex arch shape toward the first plate member 18. It is preferable to have a concave arch shape toward the first plate member 18 when the direction of displacement is the direction toward the first plate member 18.

振動部66が第1の板部材18に向かって凸とされたアクチュエータ14をさらに第1の板部材18に向かって変位させるのは、より振動部66の長さを長くさせることになり、その変位を阻害する力が大きくなるためである。振動部66が第1の板部材18に向かって凸とされたアクチュエータ14が変位伝達部76を介して第1の板部材18から離間する方向に力を受けた場合には、振動部66が撓むことで変位を受けることになる。   Displacement of the actuator 14 having the vibrating portion 66 convex toward the first plate member 18 further toward the first plate member 18 further increases the length of the vibrating portion 66. This is because the force that inhibits the displacement increases. When the actuator 14 having the vibrating portion 66 convex toward the first plate member 18 receives a force in a direction away from the first plate member 18 via the displacement transmitting portion 76, the vibrating portion 66 is It will be displaced by bending.

このように、振動部66を固定部68に対して両端固定した場合や周辺固定にした場合でも、振動部66の剛性が高くなりすぎないため、故障を補償する機能を満足させるための効果が高い。また、設計の自由度も高くなる。もちろん、振動部66を固定部68に対して、片端固定しても構わない。   As described above, even when the vibrating portion 66 is fixed at both ends with respect to the fixing portion 68 or the periphery is fixed, the rigidity of the vibrating portion 66 does not become excessively high, so that an effect for satisfying the function of compensating for the failure is obtained. high. In addition, the degree of freedom in design is increased. Of course, the vibration part 66 may be fixed to the fixing part 68 at one end.

振動部66がアーチ形状あるいは波形状である場合に、第1の板部材18に向かって凸(又は凹)の高さ(又は深さ)は、振動部66の厚み分の高さ(又は深さ)よりも大きいことが好ましい。   When the vibration part 66 has an arch shape or a wave shape, the height (or depth) of the convex (or concave) toward the first plate member 18 is the height (or depth) of the thickness of the vibration part 66. It is preferable that it is larger than.

なお、アクチュエータ14の応答性を確保する上で、振動部66の剛性が小さくなりすぎないようにする必要があるのはいうまでもなく、振動部66の厚みや幅、梁の長さ、形状、材質等を考慮して選定されるのは当然のことである。また、凸形状を構成する凸や凹は、振動部66の中央部分に形成されなくてもよい。   Needless to say, the rigidity of the vibration part 66 does not have to be too small in order to ensure the response of the actuator 14, and the thickness and width of the vibration part 66, the length and shape of the beam Of course, the material is selected in consideration of the material and the like. Further, the convex or concave constituting the convex shape may not be formed in the central portion of the vibrating portion 66.

振動部66の凸形状は、図17Aや図18に示すように、梁の長さ方向に形作られていてもよいし、図20に示すように、振動部66と固定部68の継ぎ目に平行な方向に形作られていてもよい。特に、梁の長さにわたってウィング形状(W形状)をしていることが効果的で好ましい。なお、図20において、矢印Aは、凸状に変形していることを示す。ウィング形状を有する場合、凸形状の幅、すなわち、谷と谷との距離は梁の長さの1/3以上であることが好ましい。また、第1の板部材18に向かって凸とした場合、凸の頂点は固定部68の高さより第1の板部材18側に突出していることがより好ましい。   The convex shape of the vibration part 66 may be formed in the length direction of the beam as shown in FIGS. 17A and 18, or parallel to the joint of the vibration part 66 and the fixing part 68 as shown in FIG. 20. It may be shaped in any direction. In particular, it is effective and preferable to have a wing shape (W shape) over the length of the beam. In FIG. 20, an arrow A indicates that it is deformed into a convex shape. When it has a wing shape, it is preferable that the width of the convex shape, that is, the distance between the valleys is 1/3 or more of the length of the beam. Further, when convex toward the first plate member 18, it is more preferable that the convex apex protrudes toward the first plate member 18 from the height of the fixing portion 68.

また、図21及び図22に示すように、例えばマトリックス状に配列された4つのアクチュエータ14に対して1つの第1の板部材18を配置してもよい。この場合、第1の板部材18の四隅にそれぞれアクチュエータ14が配置されることが好ましい。これにより、少ない数及び小さい面積のアクチュエータ14で大面積を有する第1の板部材18の変位を制御することが可能となり、しかも、アクチュエータ14によって変位する部分の面積、すなわち、有効面積(表示装置に適用した場合の開口率等)を大きくとることができる。これは、低消費電力並びに基板12の剛性の向上につながり、平面形状の安定化も図ることができる。   As shown in FIGS. 21 and 22, for example, one first plate member 18 may be arranged for four actuators 14 arranged in a matrix. In this case, the actuators 14 are preferably arranged at the four corners of the first plate member 18. Thereby, it becomes possible to control the displacement of the first plate member 18 having a large area with a small number and a small area of the actuator 14, and the area of the portion displaced by the actuator 14, that is, the effective area (display device). The aperture ratio and the like when applied to can be increased. This leads to low power consumption and improvement in the rigidity of the substrate 12, and the planar shape can be stabilized.

さらに、図23に示すように、第1の板部材18の四隅にそれぞれアクチュエータ14を配置すると共に、第1の板部材18の対角線上の位置で、且つ、各アクチュエータ14に近接する位置にそれぞれ欠陥補償のためのアクチュエータ14eを配置してもよい。これにより、信頼性を大幅に向上させることができる。   Further, as shown in FIG. 23, the actuators 14 are arranged at the four corners of the first plate member 18, respectively, at positions on the diagonal line of the first plate member 18 and close to the actuators 14. An actuator 14e for defect compensation may be arranged. Thereby, reliability can be improved significantly.

また、第1及び第2の実施の形態に係るアクチュエータ装置10A及び10Bは、平面的に配列された複数のセル15を有するが、特に、第1の実施の形態に係るアクチュエータ装置10Aの第1の板部材は、図24や図25に示すように、各セル15に対応する部分が相互に接続されている。この場合、セル15同士を相互に接続する継手部190の全部又は一部の剛性が、第1の板部材18のセル15に対応する部分192(以下、セル部分と記す)の剛性より小さく設定されている。   The actuator devices 10A and 10B according to the first and second embodiments have a plurality of cells 15 arranged in a plane. In particular, the first of the actuator devices 10A according to the first embodiment. As shown in FIGS. 24 and 25, the plate members are connected to each other at portions corresponding to the respective cells 15. In this case, the rigidity of all or part of the joint portion 190 that connects the cells 15 to each other is set to be smaller than the rigidity of the portion 192 (hereinafter referred to as a cell portion) corresponding to the cell 15 of the first plate member 18. Has been.

第1の板部材18の継手部190の全部又は一部の剛性をセル部分192の剛性よりも小さくする手法としては、図26Aに示すように、継手部190にスリット194等を設けて継手部190の幅(2×D2)をセル部分192の幅D1よりも小さくすることや、図26Bに示すように、例えば継手部190の一部196をセル部分192よりも肉薄にすること等が挙げられる。   As a technique for making the rigidity of all or part of the joint portion 190 of the first plate member 18 smaller than the rigidity of the cell portion 192, a slit 194 or the like is provided in the joint portion 190 as shown in FIG. The width (2 × D2) of 190 is made smaller than the width D1 of the cell part 192, and, for example, a part 196 of the joint part 190 is made thinner than the cell part 192 as shown in FIG. 26B. It is done.

図24の例では、第1の板部材18のうち、スペーサ24に対応する部分(スペーサ部分220)間にスリット194が設けられ、セル部分192とスペーサ部分220とが幅の狭いアーム部222でつながれた形となっている。   In the example of FIG. 24, a slit 194 is provided between portions of the first plate member 18 corresponding to the spacer 24 (spacer portion 220), and the cell portion 192 and the spacer portion 220 are formed by the narrow arm portion 222. It is a connected form.

図25の例では、第1の板部材18のうち、スペーサ24の配列に沿って縦方向及び横方向に延びる複数の縦罫部分224と複数の横罫部分226とがそれぞれスペーサ部分220にて結合された形を有し、さらに、例えば横罫部分226とセル部分192とが幅の狭いアーム部222でつながれた形となっている。つまり、この例では、縦罫部分224に沿ったスリット194Aと、横罫部分226に沿ったスリット194Bとが形成された形となっている。   In the example of FIG. 25, among the first plate member 18, a plurality of vertical ruled portions 224 and a plurality of horizontal ruled portions 226 extending in the vertical direction and the horizontal direction along the arrangement of the spacers 24 are respectively formed in the spacer portions 220. For example, the horizontal ruled part 226 and the cell part 192 are connected by a narrow arm part 222. That is, in this example, a slit 194A along the vertical ruled part 224 and a slit 194B along the horizontal ruled part 226 are formed.

具体的な手法としては、例えば図27に示すように、第1の板部材18の一方の面(例えば下面)からのハーフエッチングにより、第1の板部材18の厚みの半分の深さまで、各セル部分192に複数の凹部180を形成する。このとき、セル部分192間の継手部190及びスリットが形成される部分においてもハーフエッチングを行って凹部198を形成する。次に、反対の面(例えば上面)のうち、スリットが形成される部分をエッチングする。これにより、スリットが形成される部分に孔があき、スリット194が形成される。   As a specific method, for example, as shown in FIG. 27, each half-etching from one surface (for example, the lower surface) of the first plate member 18 to half the thickness of the first plate member 18 is performed. A plurality of recesses 180 are formed in the cell portion 192. At this time, the concave portion 198 is formed by half-etching also in the joint portion 190 between the cell portions 192 and the portion where the slit is formed. Next, the portion of the opposite surface (for example, the upper surface) where the slit is formed is etched. Thereby, a hole is made in a portion where the slit is formed, and the slit 194 is formed.

これにより、第1の板部材18のうち、各セル部分192は、複数の凹部180により、断面二次モーメントが大きくなっているため、曲げ剛性が高くなる。継手部190は、凹部198の形成によって厚みがほぼ半分になっており、しかも、スリット194の形成によって、幅が狭くなっていることから、各セル部分192に比べ、曲げ剛性が小さくなっている。   Thereby, since each cell part 192 among the 1st board members 18 has the cross-sectional secondary moment large by the some recessed part 180, bending rigidity becomes high. The joint portion 190 is approximately halved in thickness due to the formation of the recess 198, and the width is narrowed due to the formation of the slit 194, so that the bending rigidity is smaller than that of each cell portion 192. .

また、第1の実施の形態に係るアクチュエータ装置10Aにおいては、例えば図24に示すように、第1の板部材18の継手部190と固定部68(図1参照)とをスペーサ24を介して接合するようにしたので、第1の板部材18のうち、各セル部分192と固定部68間の距離を精密、かつ、確実に設定することができる。   In the actuator device 10A according to the first embodiment, for example, as shown in FIG. 24, the joint portion 190 and the fixing portion 68 (see FIG. 1) of the first plate member 18 are interposed via the spacer 24. Since they are joined, the distance between each cell portion 192 and the fixing portion 68 in the first plate member 18 can be set accurately and reliably.

特に、基板12と第1の板部材18の継手部190との間にスペーサ24が存在することにより、以下のような効果を奏する。   In particular, the presence of the spacer 24 between the substrate 12 and the joint portion 190 of the first plate member 18 provides the following effects.

すなわち、基板12の高さが場所によって異なるような場合、例えば1つの基板12上に複数のアクチュエータ14を形成する場合において、基板12にうねりがある場合(製造上、不可避であることが多い)には、第1の板部材18を基板12上に配するときに、場所によって第1の板部材18と基板12との距離が変わり、アクチュエータ14と第1の板部材18が直接当たる状態になることもある。このような場合、第1の板部材18の一部に歪が生じてしまい、アクチュエータ14の動作によって第1の板部材18を所望する通りに動作させることができなくなるおそれがある。   That is, when the height of the substrate 12 varies depending on the location, for example, when a plurality of actuators 14 are formed on one substrate 12, the substrate 12 has undulations (often inevitable in manufacturing). When the first plate member 18 is disposed on the substrate 12, the distance between the first plate member 18 and the substrate 12 varies depending on the location, and the actuator 14 and the first plate member 18 are in direct contact with each other. Sometimes. In such a case, a part of the first plate member 18 is distorted, and the operation of the actuator 14 may cause the first plate member 18 to be unable to operate as desired.

しかし、基板12と第1の板部材18の継手部190間にスペーサ24が存在すると、第1の板部材18と基板12との距離をスペーサ24によって確保できるので、基板12にうねりがあっても、上述のような不具合は生じない。   However, if the spacer 24 exists between the joint portion 190 of the substrate 12 and the first plate member 18, the distance between the first plate member 18 and the substrate 12 can be secured by the spacer 24. However, the above problems do not occur.

また、アクチュエータ14は、第1の板部材18と接続することによって、該アクチュエータ14の変位特性は影響を受けるが、スペーサ24によって第1の板部材18と基板12との距離が規定されていると、アクチュエータ14の変位特性の変化の程度が場所によらず均等となり、ばらつきの発生を抑制するのに効果が大きい。例えばアクチュエータ14と第1の板部材18とを接続するための接続部材(例えば変位伝達部76)の厚みが均等にできるので、各アクチュエータの変位特性に与える影響を均等にすることができる。   Further, when the actuator 14 is connected to the first plate member 18, the displacement characteristics of the actuator 14 are affected, but the distance between the first plate member 18 and the substrate 12 is defined by the spacer 24. As a result, the degree of change in the displacement characteristics of the actuator 14 is uniform regardless of the location, which is effective in suppressing the occurrence of variations. For example, since the thickness of the connection member (for example, the displacement transmission unit 76) for connecting the actuator 14 and the first plate member 18 can be made uniform, the influence on the displacement characteristics of each actuator can be made uniform.

さらに、スペーサ24がない場合には、アクチュエータ14と第1の板部材18とが部分的にかなり接近した場合に、例えば変位伝達部76がアクチュエータ14のサイズよりも大きく広がってしまい、その結果、アクチュエータ14の動作を阻害するおそれがあるが、スペーサ24を設けることでこのような不具合を回避することができる。   Further, in the case where there is no spacer 24, when the actuator 14 and the first plate member 18 are partially close to each other, for example, the displacement transmission portion 76 spreads larger than the size of the actuator 14, and as a result, Although there is a possibility that the operation of the actuator 14 may be hindered, such a problem can be avoided by providing the spacer 24.

スペーサ24の高さが必要以上に高い場合には、スペーサ24自体の膨張、収縮や、アクチュエータ14の負荷が大きくなることによる特性変化等の不具合を生ずることになる。従って、スペーサ24を適切な高さに設定することで、上述したスペーサ24による効果を十分に発揮させることができる。   If the height of the spacer 24 is higher than necessary, problems such as expansion and contraction of the spacer 24 itself and characteristic changes due to an increase in the load on the actuator 14 may occur. Therefore, by setting the spacer 24 to an appropriate height, the above-described effect of the spacer 24 can be sufficiently exhibited.

スペーサ24の配置は、図24に示すように、セル15毎にスペーサ24を設けることが好ましい。緊密な固定が得られ、各セル部分192と固定部68間の距離を精密、且つ、確実に設定できるからである。また、セル15毎にスペーサ24を設けた場合に、各セル部分192の実効面積が減少するようであれば、実効面積効率を高める目的等で、例えば図28に示すように、連続する4つのセル15を1つの大セル200とし、この大セル200単位にスペーサ24を設けるようにしてもよい。もちろん、アクチュエータ装置10Aの外周のみにスペーサ24を設けるようにしてもよい。   As for the arrangement of the spacers 24, it is preferable to provide the spacers 24 for each cell 15, as shown in FIG. This is because tight fixation is obtained, and the distance between each cell portion 192 and the fixing portion 68 can be set accurately and reliably. In addition, when the spacer 24 is provided for each cell 15, if the effective area of each cell portion 192 is reduced, for example, as shown in FIG. The cell 15 may be one large cell 200, and the spacer 24 may be provided in the large cell 200 unit. Of course, the spacer 24 may be provided only on the outer periphery of the actuator device 10A.

スペーサ24は、図29に示すように、セル15を取り囲むように格子状に形成するようにしてもよいし、図30及び図31に示すように、セル15の互いに対向する辺に沿ってストライプ状に形成するようにしてもよい。もちろん、図24に示すように、セル15の四隅に柱状のスペーサ24を配置するようにしてもよいし、図32に示すように、セル15の4辺に柱状のスペーサ24を配置するようにしてもよい。   The spacers 24 may be formed in a lattice shape so as to surround the cells 15 as shown in FIG. 29, or stripes may be formed along opposite sides of the cells 15 as shown in FIGS. You may make it form in a shape. Of course, columnar spacers 24 may be arranged at the four corners of the cell 15 as shown in FIG. 24, or columnar spacers 24 may be arranged on the four sides of the cell 15 as shown in FIG. May be.

次に、第3の実施の形態に係るアクチュエータ装置10Cは、図33に示すように、上述した第1の実施の形態に係るアクチュエータ装置とほぼ同様の構成を有するが、第1の板部材18に対向して配された1つの第2の板部材20を有する点で異なる。   Next, as shown in FIG. 33, the actuator device 10 </ b> C according to the third embodiment has substantially the same configuration as the actuator device according to the first embodiment described above, but the first plate member 18. It differs in that it has one second plate member 20 disposed opposite to the first plate member 20.

第1の板部材18と第2の板部材20との間には、複数のスペーサ22が形成され、この場合も、これらスペーサ22によって例えばm個のセル15が形成されている。   A plurality of spacers 22 are formed between the first plate member 18 and the second plate member 20, and in this case, for example, m cells 15 are formed by the spacers 22.

第4の実施の形態に係るアクチュエータ装置10Dは、図34に示すように、上述した第2の実施の形態に係るアクチュエータ装置10Bとほぼ同様の構成を有するが、第1の板部材18がm個のセル15に合わせて分離されている点で異なる。なお、第2の板部材20と基板12との間に、隣接する第1の板部材18間の隙間を通して複数のスペーサ26が介在されている。   As shown in FIG. 34, the actuator device 10D according to the fourth embodiment has substantially the same configuration as the actuator device 10B according to the second embodiment described above, but the first plate member 18 is m. It is different in that it is separated according to the number of cells 15. A plurality of spacers 26 are interposed between the second plate member 20 and the substrate 12 through gaps between the adjacent first plate members 18.

上述した第1〜第4の実施の形態に係るアクチュエータ装置10A〜10Dは、表示装置として適用させることができ、また、可変コンデンサや光変調器等にも適用させることができる。   The actuator devices 10A to 10D according to the first to fourth embodiments described above can be applied as display devices, and can also be applied to variable capacitors, optical modulators, and the like.

ここで、第3及び第4の実施の形態に係るアクチュエータ装置10C及び10Dを表示装置として適用した第1及び第2の具体例に係る表示装置30A及び30Bについて図35〜図44を参照しながら説明する。   Here, the display devices 30A and 30B according to the first and second specific examples to which the actuator devices 10C and 10D according to the third and fourth embodiments are applied as display devices will be described with reference to FIGS. explain.

先ず、第1の具体例に係る表示装置30Aは、図35に示すように、1つのアクチュエータ基板32上に複数のアクチュエータ34が平面的(例えばマトリックス状や千鳥状)に配列された駆動部36と、アクチュエータ基板32に対向して配され、かつ、光源からの光33が端面から導入される1つの光導波板38と、アクチュエータ基板32と光導波板38との間に配され、かつ、駆動部36における複数のアクチュエータ34の駆動力が伝達される1つの連結板40とを有する。   First, as shown in FIG. 35, the display device 30A according to the first specific example includes a driving unit 36 in which a plurality of actuators 34 are arranged in a planar manner (for example, in a matrix or zigzag) on one actuator substrate 32. One optical waveguide plate 38 that is disposed opposite to the actuator substrate 32 and into which the light 33 from the light source is introduced from the end surface, and is disposed between the actuator substrate 32 and the optical waveguide plate 38, and And a single connecting plate 40 to which the driving force of the plurality of actuators 34 in the driving unit 36 is transmitted.

アクチュエータ基板32と連結板40との間には、図36に示すように、それぞれ画素が形成されるセル50(画素形成区画)を囲むように複数のスペーサ42が形成され、連結板40と光導波板38との間にも、それぞれセル50を囲むように複数のスペーサ44が形成されている。   As shown in FIG. 36, a plurality of spacers 42 are formed between the actuator substrate 32 and the connecting plate 40 so as to surround each cell 50 (pixel forming section) in which pixels are formed. A plurality of spacers 44 are also formed between the corrugated plates 38 so as to surround the cells 50.

各セル50は、複数のスペーサ42及び44によってそれぞれ例えば矩形状に仕切られ、例えば6つのアクチュエータ34(2行3列のアクチュエータ)を包含する領域を有する。また、各セル50に対応して連結板40上に1つの画素構成体52が形成されている。つまり、この実施の形態では、アクチュエータ基板32上の6つのアクチュエータ34に対して、連結板40上の1つの画素構成体52が割り当てられた構成を有する。   Each cell 50 is partitioned, for example, in a rectangular shape by a plurality of spacers 42 and 44, and has a region including, for example, six actuators 34 (actuators in two rows and three columns). One pixel structure 52 is formed on the connecting plate 40 corresponding to each cell 50. In other words, this embodiment has a configuration in which one pixel component 52 on the connecting plate 40 is assigned to the six actuators 34 on the actuator substrate 32.

そして、この第1の具体例に係る表示装置30Aは、複数個用意されて、図37に示すように、1つの導光板60の背面に、複数個の表示装置30Aが例えばマトリックス状に配列されることによって、1つの大画面表示装置62が構成されるようになっている。   A plurality of display devices 30A according to the first specific example are prepared. As shown in FIG. 37, a plurality of display devices 30A are arranged on the back surface of one light guide plate 60, for example, in a matrix. Thus, one large screen display device 62 is configured.

この大画面表示装置62は、例えばVGA(Video Graphics Array)の規格に準拠すべく、水平方向に640画素が並び、垂直方向に480画素が並ぶように、導光板60の背面に、表示装置30Aを水平方向に5個、垂直方向に4個配列させるようにしている。   The large screen display device 62 has a display device 30A on the back surface of the light guide plate 60 so that 640 pixels are arranged in the horizontal direction and 480 pixels are arranged in the vertical direction so as to comply with, for example, a VGA (Video Graphics Array) standard. Are arranged in the horizontal direction and four in the vertical direction.

導光板60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、かつ、均一なものが使用され、各表示装置30A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。   The light guide plate 60 has a large light transmittance in the visible light region, such as a glass plate or an acrylic plate, and a uniform one is used. Between the display devices 30A, wire bonding, soldering, and end face connectors are used. By connecting with a back surface connector or the like, signals can be supplied between each other.

なお、前記導光板60と各表示装置30Aの光導波板38は、屈折率が類似したものが好ましく、導光板60と光導波板38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。この接着剤や液体は、導光板60や光導波板38と同様に、可視光領域において均一で、かつ、高い光透過率を有することが好ましく、また、屈折率も導光板60や光導波板38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。   The light guide plate 60 and the optical waveguide plate 38 of each display device 30A preferably have similar refractive indexes. When the light guide plate 60 and the optical waveguide plate 38 are bonded together, a transparent adhesive or liquid is used. It may be used. Like the light guide plate 60 and the optical waveguide plate 38, the adhesive and the liquid are preferably uniform in the visible light region and have a high light transmittance, and the refractive index is also the light guide plate 60 and the optical waveguide plate. It is desirable to set a value close to 38 in order to ensure the brightness of the screen.

上記の例では、表示装置30Aの光導波板38側の面を導光板60に貼り合せるようにして大画面表示装置62を構成するようにしたが、その他、図37において括弧内に示すように、光導波板38を省略し、スペーサ44(図35参照)の端面を導光板60に直接貼り合わせて大画面表示装置62を構成するようにしてもよい。   In the above example, the large screen display device 62 is configured such that the surface of the display device 30A on the optical waveguide plate 38 side is bonded to the light guide plate 60. However, as shown in parentheses in FIG. Alternatively, the optical waveguide plate 38 may be omitted, and the large screen display device 62 may be configured by directly bonding the end face of the spacer 44 (see FIG. 35) to the light guide plate 60.

一方、表示装置30Aにおけるアクチュエータ基板32の内部には、各アクチュエータ34に対応した位置にそれぞれ後述する振動部66を形成するための空所64が設けられている。各空所64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(図示せず)を通じて外部と連通されている。   On the other hand, inside the actuator substrate 32 in the display device 30A, a space 64 for forming a vibration part 66 described later is provided at a position corresponding to each actuator 34. Each space 64 communicates with the outside through a through hole (not shown) having a small diameter provided on the other end surface of the actuator substrate 32.

前記アクチュエータ基板32のうち、空所64の形成されている部分が肉薄とされ、それ以外の部分が肉厚とされている。肉薄の部分は、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66として機能し、空所64以外の部分は肉厚とされて前記振動部66を支持する固定部68として機能するようになっている。   Of the actuator substrate 32, the portion where the void 64 is formed is thin, and the other portion is thick. The thin portion functions as the vibrating portion 66 with a structure that is susceptible to vibration against external stress, and the portion other than the void 64 functions as a fixing portion 68 that is thick and supports the vibrating portion 66. It is like that.

つまり、アクチュエータ基板32は、図38に示すように、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との積層体であって、スペーサ層32Bのうち、アクチュエータ34に対応する箇所に空所64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。   That is, as shown in FIG. 38, the actuator substrate 32 is a laminate of a substrate layer 32A, which is the lowest layer, a spacer layer 32B, which is an intermediate layer, and a thin plate layer 32C, which is the uppermost layer. It can be grasped as an integral structure in which a void 64 is formed at a location corresponding to the actuator 34. The substrate layer 32A functions not only as a reinforcing substrate but also as a wiring substrate. The actuator substrate 32 may be integrally fired or retrofitted.

基板層32A、スペーサ層32B及び薄板層32Cの構成材料としては、例えば、安定化酸化ジルコニウム、部分安定化酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、スピネル及びムライト等の高耐熱性、高強度及び高靭性を兼ね備えるものが好適に採用される。なお、基板層32A、スペーサ層32B及び薄板層32Cは、全て同一材料としてもよく、それぞれ別の材料としてもよい。   As a constituent material of the substrate layer 32A, the spacer layer 32B, and the thin plate layer 32C, for example, high heat resistance and high strength such as stabilized zirconium oxide, partially stabilized zirconium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, titanium oxide, spinel and mullite. And what has high toughness is employ | adopted suitably. The substrate layer 32A, the spacer layer 32B, and the thin plate layer 32C may all be made of the same material or different materials.

そして、薄板層32Cの厚みとしては、アクチュエータ34を大きく変位させるために、50μm以下とされ、好ましくは3〜20μm程度とされる。   The thickness of the thin plate layer 32C is set to 50 μm or less, preferably about 3 to 20 μm, in order to greatly displace the actuator 34.

スペーサ層32Bは、アクチュエータ基板32に空所64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64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34が機能する上で必要以上の厚みを有さず、薄い状態で構成されていることが好ましい。すなわち、スペーサ層32Bの厚みは、利用するアクチュエータ34の変位の大きさ程度であることが好ましい。   The spacer layer 32 </ b> B only needs to be present as the void 64 in the actuator substrate 32, and the thickness thereof is not particularly limited. However, on the other hand, the thickness may be determined according to the purpose of use of the space 64, and among them, the actuator 34 does not have a thickness more than necessary for functioning, and is preferably configured in a thin state. . That is, the thickness of the spacer layer 32B is preferably about the magnitude of the displacement of the actuator 34 to be used.

このような構成により、薄肉の部分(振動部66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、前記薄肉の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34の変位を特定値に安定させることも可能である。   With such a configuration, the bending of the thin portion (vibrating portion 66 portion) is limited by the substrate layer 32A close to the bending direction, and the destruction of the thin portion is prevented when an unintended external force is applied. The effect of doing is obtained. Note that it is possible to stabilize the displacement of the actuator 34 at a specific value by utilizing the effect of limiting the bending by the substrate layer 32A.

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38や連結板40)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。   Further, since the thickness of the actuator substrate 32 itself can be reduced and the bending rigidity can be reduced by making the spacer layer 32B thin, for example, when the actuator substrate 32 is bonded and fixed separately, the other party (for example, optical waveguide) The warpage of the self (in this case, the actuator substrate 32) or the like is effectively corrected with respect to the plate 38 and the connecting plate 40), and the reliability of adhesion and fixation can be improved.

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を製造する際に、原材料の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。   In addition, since the actuator substrate 32 is configured to be thin as a whole, the amount of raw materials used can be reduced when the actuator substrate 32 is manufactured, which is an advantageous structure from the viewpoint of manufacturing cost. Therefore, the specific thickness of the spacer layer 32B is preferably 3 to 50 μm, and more preferably 3 to 20 μm.

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。   On the other hand, the thickness of the substrate layer 32A is set to 50 μm or more, preferably about 80 to 300 μm for the purpose of reinforcing the entire actuator substrate 32 because the spacer layer 32B described above is formed thin.

ここで、アクチュエータ34と画素構成体52の具体例を図35及び図38に基づいて説明する。なお、図35は、光導波板38と連結板40との間に介在されたスペーサ44と光導波板38との間に光遮蔽層70を設けた場合を示す。   Here, specific examples of the actuator 34 and the pixel structure 52 will be described with reference to FIGS. 35 and 38. FIG. 35 shows a case where the light shielding layer 70 is provided between the optical waveguide plate 38 and the spacer 44 interposed between the optical waveguide plate 38 and the coupling plate 40.

先ず、アクチュエータ34は、図38に示すように、振動部66と固定部68のほか、該振動部66上に直接形成された圧電/電歪層72と、該圧電/電歪層72の上面と下面に形成された一対の電極74a及び74bとからなるアクチュエータ本体75を有する。   First, as shown in FIG. 38, the actuator 34 includes a vibrating portion 66 and a fixed portion 68, a piezoelectric / electrostrictive layer 72 formed directly on the vibrating portion 66, and an upper surface of the piezoelectric / electrostrictive layer 72. And an actuator body 75 composed of a pair of electrodes 74a and 74b formed on the lower surface.

一対の電極74a及び74bは、図38に示すように、圧電/電歪層72に対して上下に形成した構造や片側だけに形成した構造でもよいし、圧電/電歪層72の上部のみに一対の電極74a及び74bを形成するようにしてもよい。   As shown in FIG. 38, the pair of electrodes 74a and 74b may have a structure formed above and below the piezoelectric / electrostrictive layer 72 or a structure formed only on one side, or only on the upper part of the piezoelectric / electrostrictive layer 72. A pair of electrodes 74a and 74b may be formed.

一対の電極74a及び74bを圧電/電歪層72の上部のみに形成する場合、一対の電極74a及び74bの平面形状としては、多数のくし歯が相補的に対峙した形状のほか、特開平10−78549号公報や特開2001−324961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してもよい。   When the pair of electrodes 74a and 74b are formed only on the upper part of the piezoelectric / electrostrictive layer 72, the planar shape of the pair of electrodes 74a and 74b is a shape in which a number of comb teeth complementarily face each other. As shown in JP-A-78549 and JP-A-2001-324961, a spiral shape or a multi-branch shape may be employed.

また、一対の電極74a及び74bは、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、パラジウム、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、鉛等の各金属、あるいはこれらのうちの2種類以上を構成成分とする合金、また、これら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したもの、更には金属単体及び合金に対して前述したアクチュエータ基板32の構成材料、及び/又は後述の圧電/電歪材料と同じ材料を分散させたサーメットとしたもの等の導電材料を用いることができる。   The pair of electrodes 74a and 74b are made of aluminum, titanium, chromium, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, niobium, molybdenum, ruthenium, palladium, rhodium, silver, tin, tantalum, tungsten, iridium, platinum, gold, Each metal such as lead, or an alloy containing two or more of these as constituents, and metal oxides such as aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, cerium oxide, and copper oxide are added to these metals and alloys. In addition, a conductive material such as a constituent material of the actuator substrate 32 described above with respect to a single metal and an alloy and / or a cermet in which the same material as the piezoelectric / electrostrictive material described later is dispersed is used. it can.

アクチュエータ基板32上に一対の電極74a及び74bを形成する方法としては、フォトリソグラフィ法、スクリーン印刷法、ディッピング法、塗布法、電気泳動法、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、化学気相成長(CVD)法、あるいはめっき等の膜形成法が挙げられる。   As a method for forming the pair of electrodes 74a and 74b on the actuator substrate 32, a photolithography method, a screen printing method, a dipping method, a coating method, an electrophoresis method, an ion beam method, a sputtering method, a vacuum deposition method, an ion plating method. And film formation methods such as plating, chemical vapor deposition (CVD), and plating.

圧電/電歪層の構成材料の好適な例としては、ジルコン酸鉛、マンガンタングステン酸鉛、チタン酸ナトリウムビスマス、鉄酸ビスマス、ニオブ酸カリウムナトリウム、タンタル酸ストロンチウムビスマス、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、銅タングステン酸バリウム、マグネシウムタングステン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛、あるいはこれらのうちの2種以上からなる複合酸化物を挙げることができる。また、これらの圧電/電歪体材料には、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、セリウム、カドミウム、クロム、コバルト、アンチモン、鉄、イットリウム、タンタル、リチウム、ビスマス、スズ、銅等の酸化物が固溶されていてもよい。   Preferable examples of the constituent material of the piezoelectric / electrostrictive layer include lead zirconate, lead manganese tungstate, sodium bismuth titanate, bismuth ferrate, potassium sodium niobate, strontium bismuth tantalate, lead magnesium niobate, nickel niobium Lead oxide, lead zinc niobate, lead manganese niobate, lead magnesium tantalate, lead nickel tantalate, lead antimony stannate, lead titanate, barium titanate, barium copper tungstate, lead magnesium tungstate, lead cobalt niobate Or a composite oxide composed of two or more of these. These piezoelectric / electrostrictive materials include lanthanum, calcium, strontium, molybdenum, tungsten, barium, niobium, zinc, nickel, manganese, cerium, cadmium, chromium, cobalt, antimony, iron, yttrium, tantalum, and lithium. Further, oxides such as bismuth, tin, and copper may be dissolved.

なお、圧電/電歪層72の代わりに反強誘電体層を用いてもよい。この場合、ジルコン酸鉛、ジルコン酸鉛及びスズ酸鉛の複合酸化物、ジルコン酸鉛、スズ酸鉛及びニオブ酸鉛の複合酸化物等を挙げることができる。これらの反強誘電体材料も、上記したような各元素が固溶されていてもよい。   Instead of the piezoelectric / electrostrictive layer 72, an antiferroelectric layer may be used. In this case, there may be mentioned lead zirconate, lead zirconate and lead stannate composite oxide, lead zirconate, lead stannate and lead niobate composite oxide, and the like. These antiferroelectric materials may also have the above-described elements dissolved therein.

また、前記材料等に、ビスマス酸リチウム、ゲルマン酸鉛等を添加した材料、例えばジルコン酸鉛、チタン酸鉛およびマグネシウムニオブ酸鉛の複合酸化物にビスマス酸リチウムないしゲルマン酸鉛を添加した材料は、圧電/電歪層72の低温焼成を実現しつつ高い材料特性を発現できるので好ましい。なお、低温焼成化はガラスの添加(例えば珪酸塩ガラス、硼酸塩ガラス、燐酸塩ガラス、ゲルマン酸塩ガラス、又はそれらの混合物)によっても実現させることができる。ただ、過剰な添加は、材料特性の劣化を招くため、要求特性に応じて添加量を決めることが望ましい。   Further, a material obtained by adding lithium bismutate, lead germanate, etc. to the above materials, for example, a material obtained by adding lithium bismutate or lead germanate to a composite oxide of lead zirconate, lead titanate and lead magnesium niobate The piezoelectric / electrostrictive layer 72 is preferable because it can exhibit high material properties while realizing low-temperature firing. Note that the low-temperature firing can be realized by addition of glass (for example, silicate glass, borate glass, phosphate glass, germanate glass, or a mixture thereof). However, excessive addition leads to deterioration of material characteristics, so it is desirable to determine the addition amount according to required characteristics.

ところで、図38に示すように、一対の電極74a及び74bとして、圧電/電歪層72の下面に電極74aを形成し、圧電/電歪層72の上面に電極74bを形成した場合においては、図35に示すように、アクチュエータ34を空所64側に凸となるように一方向に屈曲変位させることも可能であり、その他、アクチュエータ34を連結板40側に凸となるように、他方向に屈曲変位させることも可能である。   Incidentally, as shown in FIG. 38, when the electrode 74a is formed on the lower surface of the piezoelectric / electrostrictive layer 72 and the electrode 74b is formed on the upper surface of the piezoelectric / electrostrictive layer 72 as a pair of electrodes 74a and 74b, As shown in FIG. 35, it is possible to bend and displace the actuator 34 in one direction so as to be convex toward the space 64, and in other directions so that the actuator 34 is convex toward the connecting plate 40. It is also possible to bend and displace.

ここで、空所64の開口幅(面積)は、アクチュエータ本体75の幅(面積)よりも大きいことが好ましいが、空所64の開口幅(面積)は、アクチュエータ本体75の幅(面積)と同等でもよいし、わずかに小さくてもよい。   Here, the opening width (area) of the space 64 is preferably larger than the width (area) of the actuator body 75, but the opening width (area) of the space 64 is equal to the width (area) of the actuator body 75. They may be the same or slightly smaller.

アクチュエータ34の上部には、該アクチュエータ34の変位を連結板40に伝えるための変位伝達部76が形成される。この変位伝達部76は、例えば接着剤を用いることができる。もちろん、フィラー含有接着剤を用いてもよい。この場合、連結板40と変位伝達部76の端面は、固着(接合)されていてもよいし、単に接触していてもよい。従って、以下の説明は、これら「固着」及び「接触」を包含する意味で「接続」という文言を使用する。つまり、アクチュエータ34と連結板40は変位伝達部76を介して接続されることになる。   A displacement transmitting portion 76 for transmitting the displacement of the actuator 34 to the connecting plate 40 is formed on the actuator 34. For example, an adhesive can be used for the displacement transmission unit 76. Of course, a filler-containing adhesive may be used. In this case, the end faces of the connecting plate 40 and the displacement transmitting portion 76 may be fixed (joined) or simply in contact with each other. Therefore, in the following description, the term “connection” is used to include these “adhesion” and “contact”. That is, the actuator 34 and the connecting plate 40 are connected via the displacement transmission unit 76.

変位伝達部76は、特に限定されるものではないが、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、吸湿硬化性樹脂、常温硬化性樹脂等を好適な例として挙げることができる。   Although the displacement transmission part 76 is not specifically limited, A thermoplastic resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, a moisture absorption curable resin, a normal temperature curable resin etc. can be mentioned as a suitable example.

具体的には、アクリル系樹脂、変性アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、シアノアクリレート系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、メタクリル系樹脂、変性メタクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、特殊シリコーン変性ポリマー、ポリカーボネート系樹脂、天然ゴム、合成ゴム等が例示される。   Specifically, acrylic resins, modified acrylic resins, epoxy resins, modified epoxy resins, silicone resins, modified silicone resins, vinyl acetate resins, ethylene-vinyl acetate copolymer resins, vinyl butyral resins, cyanoacrylate resins Examples include resins, urethane resins, polyimide resins, methacrylic resins, modified methacrylic resins, polyolefin resins, special silicone-modified polymers, polycarbonate resins, natural rubber, and synthetic rubber.

特に、ビニルブチラール系樹脂、アクリル系樹脂、変性アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、あるいはこれらの2種以上の混合物は接着強度に優れるので好適であり、とりわけ、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、あるいはこれらの混合物が好適である。   In particular, a vinyl butyral resin, an acrylic resin, a modified acrylic resin, an epoxy resin, a modified epoxy resin, or a mixture of two or more of these is preferable because of its excellent adhesive strength, and in particular, an epoxy resin, a modified epoxy resin, Alternatively, a mixture of these is preferred.

連結板40は、変位不良のアクチュエータ(欠陥アクチュエータ)があった場合でも、連結板40に接続された正常のアクチュエータ34の変位によって、前記欠陥アクチュエータの変位を補償するために、最適な剛性が得られるような材質、厚みに選定されている。   Even when there is an actuator with a defective displacement (defective actuator), the connecting plate 40 has an optimum rigidity to compensate for the displacement of the defective actuator by the displacement of the normal actuator 34 connected to the connecting plate 40. Material and thickness are selected.

すなわち、連結板40は、金属、セラミックス、ガラス、有機樹脂などが利用でき、上記機能を満たすものなら、特に限定されるものではない。一例を挙げれば、SUS304(ヤング率:193GPa、線膨張係数:17.3×10-6/℃)、SUS403(ヤング率:200GPa、線膨張係数:10.4×10-6/℃)、酸化ジルコニウム(ヤング率:245.2GPa、線膨張係数:9.2×10-6/℃)、ガラス(例えばコーニング0211、ヤング率:74.4GPa、線膨張係数:7.38×10-6/℃)等が好ましく用いられる。この実施の形態では、SUS板を用いた。この場合、SUS板の厚みとしては、好ましくは10μm〜300μmである。 That is, the connecting plate 40 is not particularly limited as long as it can use metal, ceramics, glass, organic resin, or the like and satisfies the above functions. For example, SUS304 (Young's modulus: 193 GPa, linear expansion coefficient: 17.3 × 10 −6 / ° C.), SUS403 (Young's modulus: 200 GPa, linear expansion coefficient: 10.4 × 10 −6 / ° C.), oxidation Zirconium (Young's modulus: 245.2 GPa, linear expansion coefficient: 9.2 × 10 −6 / ° C.), glass (for example, Corning 0211, Young's modulus: 74.4 GPa, linear expansion coefficient: 7.38 × 10 −6 / ° C. Etc.) are preferably used. In this embodiment, a SUS plate is used. In this case, the thickness of the SUS plate is preferably 10 μm to 300 μm.

スペーサ42及び44の構成材料としては、熱、圧力に対して変形しないものが好ましい。例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や、光硬化性樹脂、吸湿硬化性樹脂、常温硬化性樹脂等を硬化させたもの等が挙げられる。   The constituent materials of the spacers 42 and 44 are preferably those that do not deform with respect to heat and pressure. For example, a thermosetting resin such as an epoxy resin, a photo-curing resin, a moisture curable resin, a room temperature curable resin, or the like is cured.

もちろん、スペーサ42及び44にフィラーを含有させるようにしてもよい。フィラーを含有しない場合と比して硬度が高く、かつ耐熱性や強度、寸法安定性が高い。また、フィラーが含有されていないスペーサに比して、表示装置30Aの内部温度上昇に伴う変形量が著しく小さい。換言すれば、フィラーを含有させることによって、樹脂硬化物の硬度や耐熱性、強度を向上させることができ、かつ、熱による膨張・収縮量を著しく減少させることができる。   Of course, the spacers 42 and 44 may contain a filler. Compared with the case where no filler is contained, the hardness is high, and the heat resistance, strength and dimensional stability are high. In addition, the amount of deformation accompanying an increase in the internal temperature of the display device 30A is significantly smaller than that of a spacer containing no filler. In other words, the inclusion of the filler can improve the hardness, heat resistance, and strength of the cured resin, and can significantly reduce the amount of expansion / contraction due to heat.

画素構成体52は、例えば図35に示すように、連結板40上に形成された光散乱層78と透明層80との積層体で構成することができる。   For example, as illustrated in FIG. 35, the pixel structure 52 can be configured by a stacked body of a light scattering layer 78 and a transparent layer 80 formed on the connecting plate 40.

さらに、前記積層体の他に、(1)透明層80と光散乱層78の間に色フィルタあるいは有色散乱体を介在させた場合、(2)光散乱層78の下層に光反射層を積層した場合、(3)有色散乱層と透明層80の積層体で構成した場合、等の種々の組み合わせが考えられる。   In addition to the laminate, (1) when a color filter or a colored scatterer is interposed between the transparent layer 80 and the light scattering layer 78, (2) a light reflecting layer is laminated below the light scattering layer 78. In this case, (3) various combinations such as the case where the laminated body of the colored scattering layer and the transparent layer 80 is formed are conceivable.

なお、アクチュエータ基板32への電極74a及び74b、圧電/電歪層72及びスペーサ42等の膜の形成、並びに連結板40への画素構成体52及びスペーサ44等の膜の形成は、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。   The formation of films such as the electrodes 74a and 74b, the piezoelectric / electrostrictive layer 72 and the spacer 42 on the actuator substrate 32 and the formation of the film such as the pixel structure 52 and the spacer 44 on the connecting plate 40 are not particularly limited. In addition, various known film forming methods can be applied.

例えばアクチュエータ基板32や連結板40の面上に成膜する方法としては、チップ状、フィルム状の膜を直接貼り付けるフィルム貼着法ほか、膜の原材料となる粉末、ペースト、液体、気体、イオン等を、スクリーン印刷法、フォトリソグラフィ法、スプレー・ディッピング法、塗布等の厚膜形成法や、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、化学気相成長(CVD)法、めっき等の薄膜形成法等が挙げられる。   For example, as a method of forming a film on the surface of the actuator substrate 32 or the connecting plate 40, a film sticking method in which a chip-like film or a film-like film is directly attached, or a powder, paste, liquid, gas, ion, which is a raw material of the film Etc., screen printing method, photolithography method, spray dipping method, thick film forming method such as coating, ion beam method, sputtering method, vacuum deposition method, ion plating method, chemical vapor deposition (CVD) method, Examples include a thin film forming method such as plating.

ここで、表示装置30Aの動作を図35及び図38を参照しながら簡単に説明する。先ず、光導波板38の例えば端部から光33が導入される。この場合、画素構成体52が光導波板38に接触していない状態で、光導波板38の屈折率の大きさを調節することにより、全ての光33を光導波板38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38の屈折率としては、1.3〜1.8が望ましく、1.4〜1.7がより望ましい。   Here, the operation of the display device 30A will be briefly described with reference to FIGS. First, light 33 is introduced from, for example, an end of the optical waveguide plate 38. In this case, by adjusting the size of the refractive index of the optical waveguide plate 38 in a state where the pixel structure 52 is not in contact with the optical waveguide plate 38, all the light 33 is transmitted on the front and back surfaces of the optical waveguide plate 38. It should be totally reflected inside without transmitting. The refractive index of the optical waveguide plate 38 is desirably 1.3 to 1.8, and more desirably 1.4 to 1.7.

この例においては、アクチュエータ34の自然状態において、画素構成体52の端面が光導波板38の背面に対して光33の波長以下の距離で接触しているため、光33は、画素構成体52の表面で反射し、散乱光82となる。この散乱光82は、一部は再度光導波板38の中で反射するが、散乱光82の大部分は光導波板38で反射されることなく、光導波板38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34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52に含まれる色フィルタや光散乱層78の色に対応したものとなる。この場合、全てのアクチュエータ34に対応する画素がオン状態となっているため、表示装置30Aの画面からは白色が表示されることになる。   In this example, since the end surface of the pixel structure 52 is in contact with the back surface of the optical waveguide plate 38 at a distance equal to or smaller than the wavelength of the light 33 in the natural state of the actuator 34, the light 33 is emitted from the pixel structure 52. Is reflected on the surface of the light and becomes scattered light 82. A part of the scattered light 82 is reflected again in the optical waveguide plate 38, but most of the scattered light 82 is not reflected by the optical waveguide plate 38 and passes through the front surface (surface) of the optical waveguide plate 38. Will do. As a result, all the actuators 34 are turned on, and the on state is realized in the form of light emission, and the light emission color corresponds to the color filter included in the pixel structure 52 and the color of the light scattering layer 78. Become. In this case, since the pixels corresponding to all the actuators 34 are in the on state, white is displayed from the screen of the display device 30A.

また、更には、アクチュエータ34の電極74bと電極74aとの間に低レベル電圧(例えば−10V)が駆動電圧として印加されることにより、画素構成体52の端面が光導波板38の背面に対して押し付けられる状態で接触し、より確実なオン状態を作り出すことが可能となり、安定した表示が可能となる。   Furthermore, a low level voltage (for example, −10 V) is applied as a drive voltage between the electrode 74 b and the electrode 74 a of the actuator 34, so that the end surface of the pixel structure 52 is against the back surface of the optical waveguide plate 38. It is possible to create a more reliable ON state by touching in a pressed state, and stable display is possible.

この状態から、ある画素に対応する6つのアクチュエータ34の電極74bと電極74aとの間に高レベルの駆動電圧(例えば50V)が印加されると、当該画素に対応する6つのアクチュエータ34が図35に示すように、空所64側に凸となるように屈曲変位、すなわち、下方に屈曲変位することから、この駆動変位が変位伝達部76及び連結板40を通じて画素構成体52に伝わり、これによって、画素構成体52の端面が光導波板38から離隔し、当該画素構成体52に対応する画素がオフ状態となり、そのオフ状態が消光というかたちで具現される。   In this state, when a high-level driving voltage (for example, 50 V) is applied between the electrodes 74b and 74a of the six actuators 34 corresponding to a certain pixel, the six actuators 34 corresponding to the pixel are shown in FIG. As shown in FIG. 4, since the bending displacement is convex so as to be convex toward the void 64, that is, the bending displacement is downward, this driving displacement is transmitted to the pixel structure 52 through the displacement transmitting portion 76 and the connecting plate 40, thereby The end surface of the pixel structure 52 is separated from the optical waveguide plate 38, the pixel corresponding to the pixel structure 52 is turned off, and the off state is realized in the form of quenching.

つまり、この表示装置30Aは、画素構成体52の光導波板38への接触の有無により、光導波板38の前面における光の発光(散乱光82)の有無を制御することができる。   That is, the display device 30 </ b> A can control the presence / absence of light emission (scattered light 82) on the front surface of the optical waveguide plate 38 based on the presence / absence of contact of the pixel structure 52 with the optical waveguide plate 38.

そして、画像信号における1フレーム(1/60sec)を3つの時間帯(第1フィールド〜第3フィールド)に分け、各フィールドで3色の光源を切り換えるようにする。例えば第1フィールドで赤色光源(R光源)からの光を導入し、第2フィールドで緑色光源(G光源)からの光を導入し、第3フィールドで青色光源(B光源)からの光を導入することで、モノクロ対応の画素配列でもカラー表示が実現でき、この場合、1つの画素構成体52で1つの画素を構成することができるため、高解像度を実現させることができる。   Then, one frame (1/60 sec) in the image signal is divided into three time zones (first field to third field), and the three color light sources are switched in each field. For example, light from a red light source (R light source) is introduced in the first field, light from a green light source (G light source) is introduced in the second field, and light from a blue light source (B light source) is introduced in the third field. As a result, color display can be realized even with a monochrome pixel array, and in this case, one pixel can be configured by one pixel structure 52, so that high resolution can be realized.

上述では、第1の具体例に係る表示装置30Aの主要な構成部材の材料について説明したが、その他の構成部材(光33、アクチュエータ基板32、光導波板38)の材料について以下に説明する。   In the above description, the materials of the main constituent members of the display device 30A according to the first specific example have been described, but the materials of the other constituent members (the light 33, the actuator substrate 32, and the optical waveguide plate 38) will be described below.

先ず、光導波板38に入射される光33としては、紫外域、可視域、赤外域のいずれでもよい。光源としては、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、プラズマ光源、熱陰極管、冷陰極管などが用いられる。   First, the light 33 incident on the optical waveguide plate 38 may be in the ultraviolet region, visible region, or infrared region. As the light source, an incandescent bulb, a deuterium discharge lamp, a fluorescent lamp, a mercury lamp, a metal halide lamp, a halogen lamp, a xenon lamp, a tritium lamp, a light emitting diode, a laser, a plasma light source, a hot cathode tube, a cold cathode tube, or the like is used.

振動部66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34を有機接着剤等の耐熱性に劣る材料を用いずに、固定部68によって直接振動部66を支持させる構造とする場合、少なくとも圧電/電歪層72の形成時に、振動部66が変質しないようにするため、振動部66は、高耐熱性材料であることが好ましい。   The vibrating portion 66 is preferably a high heat resistant material. The reason for this is that when the actuator 34 has a structure in which the vibration portion 66 is directly supported by the fixing portion 68 without using a material having poor heat resistance such as an organic adhesive, vibration occurs at least when the piezoelectric / electrostrictive layer 72 is formed. In order to prevent the portion 66 from being altered, the vibrating portion 66 is preferably made of a high heat resistant material.

また、振動部66は、アクチュエータ基板32上に形成される一対の電極74a及び74bにおける一方の電極74aに通じる配線(例えば行選択線)と他方の電極74bに通じる配線(例えば信号線)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。   The vibrating portion 66 includes a wiring (for example, a row selection line) that communicates with one electrode 74a of the pair of electrodes 74a and 74b formed on the actuator substrate 32 and a wiring (for example, a signal line) that communicates with the other electrode 74b. In order to perform electrical separation, an electrically insulating material is preferable.

従って、振動部66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ー等の材料であってもよいが、セラミックスが最適である。   Therefore, the vibration part 66 may be a high heat-resistant metal or a material such as enamel whose metal surface is coated with a ceramic material such as glass, but ceramic is optimal.

振動部66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66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、圧電/電歪層72並びに一対の電極74a及び74b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。   As the ceramic constituting the vibrating section 66, for example, stabilized zirconium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, titanium oxide, spinel, mullite, aluminum nitride, silicon nitride, glass, a mixture thereof, or the like can be used. Stabilized zirconium oxide has high mechanical strength and high toughness even if the vibrating portion 66 is thin, and has low chemical reactivity with the piezoelectric / electrostrictive layer 72 and the pair of electrodes 74a and 74b. For this reason, it is particularly preferable. Stabilized zirconium oxide includes stabilized zirconium oxide and partially stabilized zirconium oxide. Stabilized zirconium oxide has a crystal structure such as a cubic crystal and thus does not cause a phase transition.

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、酸化ナト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66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、酸化イットリウムは、好ましくは1.5〜6モル%含有され、更に好ましくは2〜4モル%含有され、更に0.1〜5モル%の酸化アルミニウムが含有されていることが好ましい。   On the other hand, zirconium oxide undergoes a phase transition between monoclinic and tetragonal crystals at around 1000 ° C., and cracks may occur during this phase transition. The stabilized zirconium oxide contains 1 to 30 mol% of a stabilizer such as calcium oxide, magnesium oxide, yttrium oxide, scandium oxide, ytterbium oxide, sodium oxide, or an oxide of rare earth metal. In order to increase the mechanical strength of the vibration part 66, the stabilizer preferably contains yttrium oxide. At this time, yttrium oxide is preferably contained in an amount of 1.5 to 6 mol%, more preferably 2 to 4 mol%, and further preferably 0.1 to 5 mol% of aluminum oxide.

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。   The crystal phase may be a cubic + monoclinic mixed phase, a tetragonal + monoclinic mixed phase, a cubic + tetragonal + monoclinic mixed phase, etc. However, a mixed phase of tetragonal crystal or tetragonal crystal + cubic crystal is most preferable from the viewpoint of strength, toughness, and durability.

振動部66がセラミックスからなるとき、多数の結晶粒が振動部66を構成するが、振動部66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。   When the vibration part 66 is made of ceramics, a large number of crystal grains constitute the vibration part 66. In order to increase the mechanical strength of the vibration part 66, the average grain size of the crystal grains may be 0.05 to 2 μm. Preferably, it is 0.1-1 micrometer.

固定部68は、セラミックスからなることが好ましいが、振動部66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68を構成するセラミックスとしては、振動部66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。   The fixing portion 68 is preferably made of ceramics, but may be the same ceramic as the material of the vibrating portion 66 or may be different. As the ceramic constituting the fixing portion 68, for example, as with the material of the vibrating portion 66, for example, stabilized zirconium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, titanium oxide, spinel, mullite, aluminum nitride, silicon nitride, glass, these A mixture of the above can be used.

特に、この第1の具体例に係る表示装置30A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。   In particular, the actuator substrate 32 used in the display device 30A according to the first specific example includes a material mainly composed of zirconium oxide, a material mainly composed of aluminum oxide, or a material mainly composed of a mixture thereof. Is preferably employed. Among these, those mainly composed of zirconium oxide are more preferable.

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と圧電/電歪層72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と圧電/電歪層72との反応を促進し、所定の圧電/電歪層72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。   In addition, although clay etc. may be added as a sintering auxiliary agent, it is necessary to adjust an auxiliary | assistant component so that what is easy to vitrify, such as a silicon oxide and a boron oxide, is not included excessively. This is because, although these materials that are easily vitrified are advantageous in bonding the actuator substrate 32 and the piezoelectric / electrostrictive layer 72, the reaction between the actuator substrate 32 and the piezoelectric / electrostrictive layer 72 is promoted, and a predetermined piezoelectricity is achieved. This is because it is difficult to maintain the composition of the electrostrictive layer 72, and as a result, the device characteristics are deteriorated.

すなわち、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。   That is, it is preferable to limit the silicon oxide or the like in the actuator substrate 32 to 3% or less, more preferably 1% or less by weight. Here, the main component refers to a component present at a ratio of 50% or more by weight.

光導波板38は、その内部に導入された光33が前面及び背面において光導波板38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33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。   The optical waveguide plate 38 has an optical refractive index such that the light 33 introduced into the optical waveguide plate 38 is totally reflected without transmitting to the outside of the optical waveguide plate 38 at the front and back surfaces. It is necessary that the transmittance in the wavelength region is uniform and high. The material is not particularly limited as long as it has such characteristics, but specifically, for example, translucent plastic such as glass, quartz, acrylic, translucent ceramics, or the like, or having a different refractive index. A general structure includes a multi-layer structure of materials, or a surface provided with a coating layer.

次に、第1の具体例に係る表示装置30Aの作用効果を実施例と比較例との比較において図39A〜図42を参照しながら説明する。   Next, the effect of the display device 30A according to the first specific example will be described with reference to FIGS. 39A to 42 in comparison between the embodiment and the comparative example.

実施例は、第1の具体例に係る表示装置30Aと同様の構成を有し、比較例は、図52に示す従来例に係る表示装置300と同様の構成を有する。   The example has the same configuration as the display device 30A according to the first specific example, and the comparative example has the same configuration as the display device 300 according to the conventional example shown in FIG.

先ず、1画素についての開口率の違いについて説明する。比較例は、図39Bに示すように、1つのセル50を考えた場合、図52に示すアクチュエータ基板308上の各アクチュエータ306上にそれぞれ形成された例えば6つの画素構成体310の接触面積にて開口率が決定される。この場合、各画素構成体310の面積が、それぞれ対応するアクチュエータ306の面積に制約されることと、隣接する画素構成体310間には隙間が存在することから、画素構成体310の端面が発光領域90(図39Bにおいて斜線で示す領域)、画素構成体310間の隙間が非発光領域92となる。つまり、発光領域90は、非発光領域92にて囲まれた6つのドット状の領域にて規定されることになる。   First, the difference in aperture ratio for one pixel will be described. In the comparative example, as shown in FIG. 39B, when one cell 50 is considered, the contact area of, for example, six pixel structures 310 formed on each actuator 306 on the actuator substrate 308 shown in FIG. The aperture ratio is determined. In this case, since the area of each pixel component 310 is restricted by the area of the corresponding actuator 306 and there is a gap between adjacent pixel components 310, the end surface of the pixel component 310 emits light. A gap between the area 90 (area shown by hatching in FIG. 39B) and the pixel structure 310 becomes a non-light emitting area 92. That is, the light emitting area 90 is defined by six dot-shaped areas surrounded by the non-light emitting area 92.

一方、実施例は、図39Aに示すように、1つのセル50を考えた場合、図35に示す連結板40上に形成された1つの画素構成体52の接触面積にて開口率が決定される。この場合、画素構成体52の端面が発光領域90、それ以外の部分が非発光領域92となる。つまり、発光領域90は、アクチュエータ基板32のアクチュエータ34や変位伝達部76の面積に関わりなく、自由に設定することができ、比較例で非発光領域92であった領域も発光領域90として含めることが可能となる。もちろん、発光領域90をセル50に近接する範囲まで広げることも可能である。   On the other hand, in the embodiment, as shown in FIG. 39A, when one cell 50 is considered, the aperture ratio is determined by the contact area of one pixel structure 52 formed on the connecting plate 40 shown in FIG. The In this case, the end face of the pixel structure 52 is the light emitting region 90 and the other part is the non-light emitting region 92. That is, the light emitting region 90 can be freely set regardless of the area of the actuator 34 and the displacement transmitting portion 76 of the actuator substrate 32, and the region that was the non-light emitting region 92 in the comparative example is also included as the light emitting region 90. Is possible. Of course, the light emitting region 90 can be extended to a range close to the cell 50.

従って、実施例では、開口率を、比較例の開口率と比して大幅に増加させることができる。   Therefore, in the embodiment, the aperture ratio can be significantly increased as compared with the aperture ratio of the comparative example.

次に、1画素についてのアクチュエータの変位量の違いについて見てみる。比較例は、図40に示すように、アクチュエータ306に印加する電圧を制御して、画素構成体310の変位量を変化させることで、画素構成体310を光導波板304に接触させた状態(発光状態)と、光導波板304から離隔した状態(消光状態)とを得るようにしている。   Next, let us look at the difference in displacement of the actuator for one pixel. In the comparative example, as shown in FIG. 40, the voltage applied to the actuator 306 is controlled to change the displacement amount of the pixel structure 310, thereby bringing the pixel structure 310 into contact with the optical waveguide plate 304 ( Light emission state) and a state separated from the optical waveguide plate 304 (quenching state).

比較例では、アクチュエータ306上に直接形成された画素構成体310を光導波板304に接触、離隔させるようにしているため、アクチュエータ306の振動部314の形状が画素構成体310の上面にある程度反映される。そのため、画素構成体310を光導波板304から離隔させたとき、画素構成体310の上面は、光導波板304に対して凹状とされた形状、すなわち、凹部316となる。従って、アクチュエータ306に電圧を印加して画素構成体310を光導波板304から離隔する方向に変位させても、その変位量が不十分であれば、画素構成体310の上端が光導波板304に接触した状態のままとなり、完全な消光状態を得ることができない。   In the comparative example, since the pixel structure 310 directly formed on the actuator 306 is brought into contact with and separated from the optical waveguide plate 304, the shape of the vibration part 314 of the actuator 306 is reflected to some extent on the upper surface of the pixel structure 310. Is done. Therefore, when the pixel structure 310 is separated from the optical waveguide plate 304, the upper surface of the pixel structure 310 has a concave shape with respect to the optical waveguide plate 304, that is, a recess 316. Therefore, even if a voltage is applied to the actuator 306 to displace the pixel structure 310 in a direction away from the optical waveguide plate 304, if the displacement amount is insufficient, the upper end of the pixel structure 310 is positioned at the optical waveguide plate 304. It remains in a state where it is in contact with the film, and a complete extinction state cannot be obtained.

つまり、画素構成体310を光導波板304から離隔させる方向に変位させたとき、画素構成体310における端面の中央部分は、アクチュエータ306の最大変位量が得られる部位に対応しているため、大きく変位するが、画素構成体310の周縁部分は、アクチュエータ306のうち、変位量が少ない部位に対応しているため、小さく変位する。例えば、画素構成体310の中央部分においてある変位量を得るための電圧をV1、画素構成体310の周縁部分において同じ変位量を得るための電圧をV2としたとき、V2>V1となる。上述の部位による変位量の差は、画素の開口率を向上させる目的で画素構成体310の端面面積を広くした場合に顕著となる。   That is, when the pixel structure 310 is displaced in a direction away from the optical waveguide plate 304, the central portion of the end surface of the pixel structure 310 corresponds to a portion where the maximum displacement amount of the actuator 306 can be obtained. Although it is displaced, the peripheral portion of the pixel structure 310 is slightly displaced because it corresponds to a portion of the actuator 306 that has a small amount of displacement. For example, when V1 is a voltage for obtaining a certain amount of displacement in the central portion of the pixel structure 310 and V2 is a voltage for obtaining the same amount of displacement in the peripheral portion of the pixel structure 310, V2> V1. The above-described difference in the amount of displacement due to the portion becomes significant when the end surface area of the pixel structure 310 is increased for the purpose of improving the aperture ratio of the pixel.

そして、画素構成体310を光導波板304から完全に離隔させるために、光導波板304と画素構成体310の上端との間隔を距離d以上にしなければならないのであれば、画素構成体310の周縁部分の変位量を距離d以上にする必要がある。つまり、アクチュエータ306に印加する電圧は、アクチュエータ306のうち、画素構成体310の周縁部分に対応する部位の変位を考慮して設定しなければならない。   If the distance between the optical waveguide plate 304 and the upper end of the pixel structure 310 must be equal to or greater than the distance d in order to completely separate the pixel structure 310 from the optical waveguide plate 304, the pixel structure 310 The amount of displacement of the peripheral portion needs to be greater than the distance d. That is, the voltage applied to the actuator 306 must be set in consideration of the displacement of the part of the actuator 306 corresponding to the peripheral portion of the pixel structure 310.

また、画素構成体310の上端と光導波板304との間隔がd以上となったとき、画素構成体310の端面の中央部分の変位量は前記距離dよりも大きい距離Dとなる。このようなことから、次に、画素構成体310を光導波板304に接触させるとき、前記凹部316の底が接触するまでに時間がかかり、応答性の向上に限界が生じるおそれがある。   In addition, when the distance between the upper end of the pixel structure 310 and the optical waveguide plate 304 is equal to or greater than d, the displacement amount of the central portion of the end surface of the pixel structure 310 is a distance D larger than the distance d. For this reason, when the pixel structure 310 is brought into contact with the optical waveguide plate 304 next, it takes time until the bottom of the concave portion 316 comes into contact with the pixel structure 310, and there is a possibility that the improvement of the responsiveness may be limited.

一方、実施例は、図41に示すように、アクチュエータ34に印加する電圧を制御して、その変位を変位伝達部76及び連結板40に伝達させて画素構成体52の変位量を変化させることで、画素構成体52を光導波板38に接触させた状態(発光状態)と、光導波板38から離隔した状態(消光状態)とを得るようにしている。   On the other hand, in the embodiment, as shown in FIG. 41, the voltage applied to the actuator 34 is controlled and the displacement is transmitted to the displacement transmitting unit 76 and the connecting plate 40 to change the displacement amount of the pixel structure 52. Thus, a state where the pixel structure 52 is in contact with the optical waveguide plate 38 (light emission state) and a state where the pixel structure 52 is separated from the optical waveguide plate 38 (extinction state) are obtained.

この場合、連結板40に形成された画素構成体52はアクチュエータ34における振動部66の形状に関わらず、その端面は平坦となる。しかも、画素の開口率は、アクチュエータ34上に形成された変位伝達部76の横断面積に関係なく、連結板40上に形成された画素構成体52にて決定されるため、変位伝達部76を細く設定することができる。このことから、変位伝達部76を、アクチュエータ34のうち、最大変位量が得られる中央部分に設置することができ、変位伝達部76の変位量をほぼアクチュエータ34の最大変位量に近い量に設定することができる。   In this case, the end face of the pixel structure 52 formed on the connecting plate 40 is flat regardless of the shape of the vibration part 66 in the actuator 34. In addition, since the aperture ratio of the pixel is determined by the pixel structure 52 formed on the connecting plate 40 regardless of the cross-sectional area of the displacement transmission unit 76 formed on the actuator 34, the displacement transmission unit 76 It can be set finely. Therefore, the displacement transmission unit 76 can be installed in the central portion of the actuator 34 where the maximum displacement amount can be obtained, and the displacement amount of the displacement transmission unit 76 is set to an amount substantially close to the maximum displacement amount of the actuator 34. can do.

そのため、画素構成体52を光導波板38から完全に離隔させるために、光導波板38と画素構成体52の上端との間隔を距離d以上にする場合、アクチュエータ34に印加する電圧は、アクチュエータ34のうち、最大変位量が得られる部位の変位を考慮して設定すればよく、比較例と比して前記電圧を大幅に低減させることができる。この結果、消費電力の低減、駆動用ドライバ回路の低電圧化・低コスト化、信頼性の向上などの効果を得ることができる。   Therefore, when the distance between the optical waveguide plate 38 and the upper end of the pixel structure 52 is not less than the distance d in order to completely separate the pixel structure 52 from the optical waveguide plate 38, the voltage applied to the actuator 34 is Of these, it is only necessary to set in consideration of the displacement of the portion where the maximum amount of displacement is obtained, and the voltage can be greatly reduced as compared with the comparative example. As a result, it is possible to obtain effects such as reduction in power consumption, reduction in voltage and cost of the driver circuit for driving, and improvement in reliability.

次に、欠陥アクチュエータがあった場合の明るさの変化について図39A〜図42を参照しながら説明する。   Next, a change in brightness when there is a defective actuator will be described with reference to FIGS. 39A to 42.

比較例は、図39Bに示すように、1つのセル50を考えたとき、アクチュエータ基板308(図32参照)上の各アクチュエータ306上にそれぞれ形成された例えば6つの画素構成体210によって1つの画素が形成される。   In the comparative example, as shown in FIG. 39B, when one cell 50 is considered, one pixel is formed by, for example, six pixel structures 210 formed on each actuator 306 on the actuator substrate 308 (see FIG. 32). Is formed.

実施例は、図39Aに示すように、同じく1つのセル50を考えたとき、連結板40(図41参照)上に形成された1つの画素構成体52によって1つの画素が形成される。連結板40の下には、6つのアクチュエータ34が存在する。   In the embodiment, as shown in FIG. 39A, when one cell 50 is also considered, one pixel is formed by one pixel structure 52 formed on the connecting plate 40 (see FIG. 41). Under the connecting plate 40, there are six actuators 34.

図39A及び図39Bに表示された番号1、2、3・・・6は、欠陥アクチュエータの増加の順番を連番で示している。   Numbers 1, 2, 3,... 6 displayed in FIGS. 39A and 39B indicate the order of increase of defective actuators by serial numbers.

図42は、アクチュエータ206又は34の欠陥率(欠陥アクチュエータの数/1画素を構成するアクチュエータの数)に対する画素のオン/オフ動作時の輝度変化を示す。   FIG. 42 shows the luminance change during the on / off operation of the pixel with respect to the defect rate of the actuator 206 or 34 (the number of defective actuators / the number of actuators constituting one pixel).

そして、比較例において、図39に示す順番で欠陥アクチュエータが増加した場合、比較例の輝度変化は、図42の実線Aに示すように、欠陥アクチュエータの増加に伴って比例的に低下する。   In the comparative example, when the number of defective actuators increases in the order shown in FIG. 39, the luminance change in the comparative example decreases proportionally as the number of defective actuators increases as shown by the solid line A in FIG.

一方、実施例の輝度変化は、図42の破線Bに示すように、アクチュエータ34の欠陥率が2/6以下の場合は、ほとんど輝度変化の低下は起こらず、欠陥率3/6の場合は、5%程度の輝度変化の低下であった。つまり、実施例においては、比較例に比べ、欠陥アクチュエータが存在しても、輝度変化を大きく保つことが可能である。   On the other hand, as shown by a broken line B in FIG. 42, the luminance change in the example hardly decreases when the defect rate of the actuator 34 is 2/6 or less, and the defect rate is 3/6. It was a decrease in luminance change of about 5%. That is, in the embodiment, it is possible to keep a large change in luminance even when a defective actuator is present, as compared with the comparative example.

なお、実施例と同様の構成において、4つのアクチュエータ34で1つの画素を形成する場合は、欠陥率1/4以下の場合であれば輝度変化の低下は起こらない。3つのアクチュエータ34で1つの画素を形成する場合は、欠陥率1/3以下の場合であれば輝度変化の低下は起こらない。   In the same configuration as in the embodiment, when one pixel is formed by the four actuators 34, the luminance change does not decrease if the defect rate is 1/4 or less. When one pixel is formed by the three actuators 34, the luminance change does not decrease if the defect rate is 1/3 or less.

また、比較例と同様の構成において、2つのアクチュエータで1つの画素を形成する場合は、欠陥率1/2での輝度変化の低下はほぼ50%であったが、実施例と同様の構成において、2つのアクチュエータで1つの画素を形成する場合は、欠陥率1/2での輝度変化の低下は、25%以内に抑えられる。   Further, in the same configuration as in the comparative example, when one pixel is formed by two actuators, the decrease in luminance change with a defect rate of ½ was almost 50%. When one pixel is formed by two actuators, a decrease in luminance change at a defect rate of ½ is suppressed to 25% or less.

このように、一部のアクチュエータ34に欠陥があっても、不良となる率が減り、良品率を高めることができ、歩留まりの向上、製品コストの低廉化を有効に図ることができる。   As described above, even if some of the actuators 34 are defective, the failure rate can be reduced, the yield rate can be increased, the yield can be improved, and the product cost can be effectively reduced.

また、正常なアクチュエータ34の変位によって、連結板40を下方へ変位させようとする力が働いたとき、欠陥アクチュエータ34の部分では、振動部66が下方へ撓む。このため、欠陥アクチュエータ34があっても、連結板40は、正常なアクチュエータ34の変位に従って変位し(欠陥アクチュエータ34に対応した部分も変位し)、画素構成体52は正常に動作することになる。   In addition, when a force for displacing the connecting plate 40 is applied due to the normal displacement of the actuator 34, the vibrating portion 66 bends downward in the defective actuator 34. For this reason, even if there is a defective actuator 34, the connecting plate 40 is displaced according to the displacement of the normal actuator 34 (the portion corresponding to the defective actuator 34 is also displaced), and the pixel structure 52 operates normally. .

上述した第1の具体例に係る表示装置30Aにおいては、光導波板38とアクチュエータ基板32との間に1つの連結板40を配置し、アクチュエータ基板32と連結板40との間、並びに光導波板38と連結板40との間に、それぞれセル50に合わせて複数のスペーサ44を形成するようにしたため、連結板40のうち、スペーサ42及び44に近接する部分では、連結板40の張力により(剛性が高くなる)、連結板40自体の変位が低下するおそれがある。しかし、図43に示すように、連結板40におけるセル50間の継手部190のうち、スペーサ42に近接する部分にスリット110を形成するようにすれば、前記部分(継手部190の一部)での剛性を低下させることができるため、上述のような変位低下を回避することができ、しかも、熱応力や機械的応力を緩和する効果もある。   In the display device 30A according to the first specific example described above, one coupling plate 40 is disposed between the optical waveguide plate 38 and the actuator substrate 32, and between the actuator substrate 32 and the coupling plate 40, and the optical waveguide. Since a plurality of spacers 44 are formed between the plate 38 and the connecting plate 40 in accordance with the cells 50, the portions of the connecting plate 40 adjacent to the spacers 42 and 44 are affected by the tension of the connecting plate 40. There is a possibility that the displacement of the connecting plate 40 itself is lowered (the rigidity is increased). However, as shown in FIG. 43, if the slit 110 is formed in a portion close to the spacer 42 in the joint portion 190 between the cells 50 in the connecting plate 40, the portion (a part of the joint portion 190). Therefore, it is possible to avoid a decrease in displacement as described above, and to relieve thermal stress and mechanical stress.

連結板40にスリット110を形成することで、連結板40のうち、スリット110によって細められた部分、すなわち、連結板40のうち、セル50の境界部分(固定領域でもある)と画素構成体52に対応した部分(可動領域でもある)とをつなぐ部分(以下、単にアーム部111と記す)が形成されることになる。   By forming the slit 110 in the connecting plate 40, a portion of the connecting plate 40 that is narrowed by the slit 110, that is, a boundary portion (also a fixed region) of the cell 50 in the connecting plate 40 and the pixel structure 52. A portion (hereinafter, simply referred to as an arm portion 111) that connects a portion corresponding to (also a movable region) is formed.

連結板40のうち、画素構成体52に対応した部分の変位を確保しながら、製造プロセスでの連結板40の取り扱いを容易にするために、アーム部111に適度な剛性を持たせることは言うまでもなく、その形状や厚み、構造を最適にすることが好ましい。より好ましくは、前記可動領域は、欠陥アクチュエータの変位を補償するために曲げ剛性を高くし、アーム部111は曲げ剛性を低くすることである。   Needless to say, the arm portion 111 is given adequate rigidity in order to facilitate the handling of the connecting plate 40 in the manufacturing process while securing the displacement of the portion corresponding to the pixel structure 52 in the connecting plate 40. It is preferable to optimize the shape, thickness, and structure. More preferably, the movable region has a high bending rigidity to compensate for the displacement of the defective actuator, and the arm portion 111 has a low bending rigidity.

連結板40にスリット110を形成しつつ、アーム部111の厚みを周囲より薄くする方法としては、ハーフエッチング法やサンドブラスト法などが好ましく用いられる。また、前記固定領域をクランプし、その状態で前記可動領域を厚み方向に押し下げることで、アーム部111を延伸し、次に、可動領域を逆方向に押し上げることによって、アーム部111の側面形状を例えばアーチ状に形成することもできる。これにより、アーム部111の張力による変位低下をさらに抑制することができる。アーム部111の平面形状は、図43に示した直線状以外にも、L字状や渦巻状、蛇腹状等にしてアーム部111の長さを大きくとるようにしてもよい。   As a method of forming the slit 110 in the connecting plate 40 and making the thickness of the arm portion 111 thinner than the surroundings, a half etching method, a sand blast method, or the like is preferably used. Further, by clamping the fixed region and pushing the movable region down in the thickness direction in that state, the arm unit 111 is stretched, and then the movable region is pushed up in the opposite direction, whereby the side surface shape of the arm unit 111 is changed. For example, it can be formed in an arch shape. Thereby, the displacement fall by the tension | tensile_strength of the arm part 111 can further be suppressed. The planar shape of the arm portion 111 may be an L shape, a spiral shape, a bellows shape, or the like other than the linear shape shown in FIG.

次に、第2の具体例に係る表示装置30Bについて図44を参照しながら説明する。なお、図35と対応するものについては同じ符号を付してその重複説明を省略する。   Next, a display device 30B according to a second specific example will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the thing corresponding to FIG. 35, and the duplicate description is abbreviate | omitted.

この第2の具体例に係る表示装置30Bは、図44に示すように、上述した第1の具体例に係る表示装置30Aとほぼ同様の構成を有するが、連結板40がセル50に合わせて分離されている点で異なる。すなわち、光導波板38とアクチュエータ基板32との間に複数の連結板40が平面的に配されている。   As shown in FIG. 44, the display device 30B according to the second specific example has substantially the same configuration as the display device 30A according to the first specific example described above, but the connecting plate 40 is aligned with the cell 50. It is different in that it is separated. That is, a plurality of connecting plates 40 are arranged in a plane between the optical waveguide plate 38 and the actuator substrate 32.

その関係で、光導波板38とアクチュエータ基板32との間には、複数のスペーサ112が形成され、これらスペーサ112は、隣接する連結板40間の隙間を通して、光導波板38とアクチュエータ基板32との間に介在されている。   In this relation, a plurality of spacers 112 are formed between the optical waveguide plate 38 and the actuator substrate 32, and these spacers 112 pass through the gaps between the adjacent connecting plates 40 and the optical waveguide plate 38 and the actuator substrate 32. It is interposed between

この第2の具体例に係る表示装置30Bにおいては、連結板40がそれぞれセル50に合わせて分離されていることから、各連結板40は、変位駆動の際において、隣接する連結板40の張力やスペーサ112等に干渉されることがない。   In the display device 30B according to the second specific example, since the connecting plates 40 are separated in accordance with the cells 50, each connecting plate 40 has a tension of the adjacent connecting plates 40 during displacement driving. And the spacer 112 or the like.

欠陥アクチュエータがあった場合、連結板40は、前記欠陥アクチュエータによる変位低下の影響を幾分受けることになるが、1つの画素構成体52に対して例えば6つのアクチュエータ34が割り当てられている場合、アクチュエータ34の欠陥率に対する輝度変化は、欠陥率1/6で0%、欠陥率2/6で3%程度、欠陥率3/6で5%程度であり、第1の実施の形態に係る表示装置30Aとほぼ同等の性能を有する。   If there is a defective actuator, the connecting plate 40 will be somewhat affected by the displacement drop caused by the defective actuator. However, for example, when six actuators 34 are assigned to one pixel structure 52, The luminance change with respect to the defect rate of the actuator 34 is 0% when the defect rate is 1/6, approximately 3% when the defect rate is 2/6, and approximately 5% when the defect rate is 3/6. The display according to the first embodiment. It has almost the same performance as the device 30A.

次に、第4の実施の形態に係るアクチュエータ装置10Dを表示以外の他の用途に応用した例について図45〜図48Cを参照しながら説明する。   Next, an example in which the actuator device 10D according to the fourth embodiment is applied to uses other than display will be described with reference to FIGS. 45 to 48C.

先ず、図45に示す具体例に係る可変コンデンサ120は、アクチュエータ基板32上に複数のアクチュエータ34が平面的に配列された駆動部36と、該駆動部36に対向して配された1つの金属板による固定電極122と、アクチュエータ基板32と固定電極122との間に配され、駆動部36における複数のアクチュエータ34の駆動力が変位伝達部76を介して伝達される1つの金属板による可動電極124とを有する。固定電極122は、該固定電極122とアクチュエータ基板32間に介在するスペーサ112によってアクチュエータ基板32に固定されている。   First, a variable capacitor 120 according to a specific example shown in FIG. 45 includes a drive unit 36 in which a plurality of actuators 34 are arranged in a plane on an actuator substrate 32, and one metal disposed to face the drive unit 36. A fixed electrode 122 made of a plate, and a movable electrode made of one metal plate that is arranged between the actuator substrate 32 and the fixed electrode 122 and that transmits the driving force of the plurality of actuators 34 in the drive unit 36 via the displacement transmission unit 76. 124. The fixed electrode 122 is fixed to the actuator substrate 32 by a spacer 112 interposed between the fixed electrode 122 and the actuator substrate 32.

この可変コンデンサ120においては、複数のアクチュエータ34の駆動によって可動電極124が固定電極122に対して接近又は離間することになる。すなわち、固定電極122と可動電極124間の距離daが複数のアクチュエータ34によって精密に変化し、両電極122及び124間の静電容量を任意に変化させることができる。   In the variable capacitor 120, the movable electrode 124 approaches or separates from the fixed electrode 122 by driving the plurality of actuators 34. That is, the distance da between the fixed electrode 122 and the movable electrode 124 is precisely changed by the plurality of actuators 34, and the capacitance between the electrodes 122 and 124 can be arbitrarily changed.

また、固定電極122と可動電極124の対向面積を大きくすることで、静電容量のダイナミックレンジを広くすることができる。1つの可動電極124について複数のアクチュエータ34が割り当てられることから、固定電極122と可動電極124間の距離を広い面積にわたって精密に制御することができる。   Further, by increasing the facing area between the fixed electrode 122 and the movable electrode 124, the dynamic range of the capacitance can be widened. Since a plurality of actuators 34 are assigned to one movable electrode 124, the distance between the fixed electrode 122 and the movable electrode 124 can be precisely controlled over a wide area.

また、動作しない欠陥アクチュエータがあったとしても、この可変コンデンサ120の特性、すなわち、該可変コンデンサ120に供給される制御信号のレベルに対する静電容量値の変化特性はほとんど変動しない。従って、特性の安定した可変コンデンサ120の歩留まりの向上を図ることができる。   Even if there is a defective actuator that does not operate, the characteristic of the variable capacitor 120, that is, the change characteristic of the capacitance value with respect to the level of the control signal supplied to the variable capacitor 120 hardly fluctuates. Therefore, the yield of the variable capacitor 120 with stable characteristics can be improved.

上述の例では、固定電極122と可動電極124をそれぞれ金属板で構成した場合を示したが、その他、図46に示す変形例に係る可変コンデンサ120aのように、固定電極122を、ガラスやセラミックス、樹脂フィルム等、任意の材料を用いた板部材125上に導電膜126を形成することによって構成し、可動電極124を、ガラスやセラミックス、樹脂フィルム等、任意の材料を用いた板部材127上に導電膜128を形成することによって構成するようにしてもよい。   In the above-described example, the case where the fixed electrode 122 and the movable electrode 124 are each formed of a metal plate is shown. However, as in the variable capacitor 120a according to the modified example shown in FIG. The conductive film 126 is formed on the plate member 125 using an arbitrary material such as a resin film, and the movable electrode 124 is formed on the plate member 127 using an arbitrary material such as glass, ceramics, or a resin film. Alternatively, the conductive film 128 may be formed.

次に、図47に示す具体例に係る干渉型光変調器130は、アクチュエータ基板32上に複数のアクチュエータ34が平面的に配列された駆動部36と、該駆動部36に対向して配された1つの透明板132と、アクチュエータ基板32と透明板132との間に配され、かつ、駆動部36における複数のアクチュエータ34の駆動力が変位伝達部76を介して伝達される1つのミラー部材134とを有する。透明板132は、該透明板132とアクチュエータ基板32との間に介在するスペーサ112によってアクチュエータ基板32に固定されている。   Next, the interferometric optical modulator 130 according to the specific example shown in FIG. 47 is arranged so as to be opposed to the drive unit 36 in which a plurality of actuators 34 are arranged in a plane on the actuator substrate 32. One transparent plate 132, and one mirror member that is arranged between the actuator substrate 32 and the transparent plate 132 and that transmits the driving force of the plurality of actuators 34 in the driving unit 36 via the displacement transmitting unit 76. 134. The transparent plate 132 is fixed to the actuator substrate 32 by a spacer 112 interposed between the transparent plate 132 and the actuator substrate 32.

この干渉型光変調器130においては、入力光Liを透明板132を通してミラー部材134に入射させることで、透明板132の裏面(ミラー部材134と対向する面)と空間との境界で反射した光(第1の反射光L1)と、ミラー部材134の表面で反射した光(第2の反射光L2)が出力光Loとして出射される。このとき、第1の反射光L1と第2の反射光L2との干渉により、出力光Loのスペクトル分布は、透明板132とミラー部材134との距離dbによって決定される。従って、複数のアクチュエータ34の駆動によってミラー部材134を透明板132に対して接近又は離間させることで、透明板132とミラー部材134間の距離dbを変化させることにより、出力光Loのスペクトル分布を任意に制御することができる。この干渉型光変調器130は、カラーディスプレイ装置、カラーフィルタ、光スイッチ等として利用することができる。特に、干渉部(ミラー部材134)に連結板を用いることから、光の入力面に平坦性を確保することができることと、広い面積にわたって干渉部を設けることができる。しかも、一部のアクチュエータに欠陥があっても干渉部の変位動作への影響はほとんどない。上述の例では、干渉部の上面を平坦にした例を示したが、その他、必要に応じて干渉部の上部に傾斜をつけたり、凹凸をつけたりしてもよい。   In this interferometric light modulator 130, the input light Li is incident on the mirror member 134 through the transparent plate 132, so that the light reflected at the boundary between the back surface of the transparent plate 132 (the surface facing the mirror member 134) and the space. (First reflected light L1) and light reflected by the surface of the mirror member 134 (second reflected light L2) are emitted as output light Lo. At this time, the spectral distribution of the output light Lo is determined by the distance db between the transparent plate 132 and the mirror member 134 due to interference between the first reflected light L1 and the second reflected light L2. Therefore, the spectral distribution of the output light Lo is changed by changing the distance db between the transparent plate 132 and the mirror member 134 by moving the mirror member 134 toward or away from the transparent plate 132 by driving the plurality of actuators 34. It can be controlled arbitrarily. The interference light modulator 130 can be used as a color display device, a color filter, an optical switch, or the like. In particular, since a connecting plate is used for the interference part (mirror member 134), flatness can be ensured on the light input surface and the interference part can be provided over a wide area. Moreover, even if some actuators are defective, there is almost no influence on the displacement operation of the interference part. In the above-described example, an example in which the upper surface of the interference part is flattened has been shown. However, the upper part of the interference part may be inclined or uneven as necessary.

ミラー部材134は、図48Aに示すように、例えば金属板135のうち、少なくとも透明板132(図47参照)と対向する面135aを鏡面化させることによって構成するようにしてもよいし、図48Bに示すように、任意の板部材136のうち、透明板132と対向する面の一部に直接光反射膜137を形成して構成するようにしてもよい。あるいは、図48Cに示すように、任意の板部材136のうち、透明板132と対向する面の一部に下地層138を介して光反射膜137を形成して構成するようにしてもよい。なお、図48B及び図48Cの例において、板部材136の表面を光吸収面とすれば不要な散乱光が発生しないため、好ましい。   As shown in FIG. 48A, for example, the mirror member 134 may be configured by mirroring at least a surface 135a of the metal plate 135 facing the transparent plate 132 (see FIG. 47), or FIG. 48B. As shown in FIG. 4, the light reflecting film 137 may be directly formed on a part of the surface of the arbitrary plate member 136 that faces the transparent plate 132. Alternatively, as shown in FIG. 48C, a light reflection film 137 may be formed on a part of the surface of the arbitrary plate member 136 that faces the transparent plate 132 via a base layer 138. In the example of FIGS. 48B and 48C, it is preferable that the surface of the plate member 136 is a light absorbing surface because unnecessary scattered light is not generated.

上述した第1〜第4の実施の形態に係るアクチュエータ装置10A〜10Dでは、基板12を用いた例を示したが、その他、基板12を用いない構成も好ましく採用することができる。   In the actuator devices 10A to 10D according to the first to fourth embodiments described above, the example using the substrate 12 has been shown, but other configurations that do not use the substrate 12 can also be preferably employed.

以下、基板12を用いない第5の実施の形態に係るアクチュエータ装置10Eについて図49を参照しながら説明する。   Hereinafter, an actuator device 10E according to a fifth embodiment that does not use the substrate 12 will be described with reference to FIG.

この第5の実施の形態に係るアクチュエータ装置10Eは、図49に示すように、基板12の代わりに振動板層152と圧電機能層154が積層された積層体156を用いる点で特徴を有する。   As shown in FIG. 49, the actuator device 10E according to the fifth embodiment is characterized in that a laminated body 156 in which a diaphragm layer 152 and a piezoelectric functional layer 154 are laminated instead of the substrate 12 is used.

圧電機能層154は、振動板層152上に形成された複数の下部電極74aと、該下部電極74aを含む振動板層152の全面に形成された圧電/電歪層72と、該圧電/電歪層72上に形成された複数の上部電極74bとを有する。振動板層152は、圧電/電歪層72での変位量を増幅させる機能を有する。つまり、この積層体156は、複数のアクチュエータ14が配列された構成を有し、積層体156自体で駆動部16が構成されることになる。なお、振動板層152は、圧電機能層154の圧電/電歪層72と同じ材料で構成してもよいし、あるいは異なった成分系の材料で構成してもよい。また、積層体156は、セラミックグリーンシートの積層にて作製することができ、上部電極74b及び下部電極74aは、スクリーン印刷等によって容易に形成することができる。   The piezoelectric functional layer 154 includes a plurality of lower electrodes 74a formed on the vibration plate layer 152, a piezoelectric / electrostrictive layer 72 formed on the entire surface of the vibration plate layer 152 including the lower electrode 74a, and the piezoelectric / electrostrictive layer. A plurality of upper electrodes 74 b formed on the strained layer 72. The diaphragm layer 152 has a function of amplifying the amount of displacement in the piezoelectric / electrostrictive layer 72. That is, the multilayer body 156 has a configuration in which a plurality of actuators 14 are arranged, and the multilayer body 156 itself constitutes the drive unit 16. The diaphragm layer 152 may be made of the same material as that of the piezoelectric / electrostrictive layer 72 of the piezoelectric functional layer 154, or may be made of different component materials. Moreover, the laminated body 156 can be produced by laminating ceramic green sheets, and the upper electrode 74b and the lower electrode 74a can be easily formed by screen printing or the like.

そして、この第5の実施の形態に係るアクチュエータ装置10Eは、前記駆動部16と、該駆動部16における複数のアクチュエータ14の駆動力が伝達される1つの第1の板部材18と、該第1の板部材18に対向して配された1つの第2の板部材20とを有する。   The actuator device 10E according to the fifth embodiment includes the driving unit 16, the first plate member 18 to which the driving force of the plurality of actuators 14 in the driving unit 16 is transmitted, And one second plate member 20 disposed to face one plate member 18.

この場合も、第1の板部材18と第2の板部材20との間には、複数のスペーサ22が形成され、これらスペーサ22によって例えばm個のセル15が形成されている。第1の板部材18と積層体156との間にも、複数のスペーサ24が形成され、これらスペーサ24によってm個のセル15が形成されている。そして、各セル15毎にn個のアクチュエータ14が割り当てられている。各アクチュエータ14上には、各アクチュエータ14の駆動力を第1の板部材18に伝えるための変位伝達部76が形成されている。   Also in this case, a plurality of spacers 22 are formed between the first plate member 18 and the second plate member 20, and m cells 15 are formed by these spacers 22, for example. A plurality of spacers 24 are also formed between the first plate member 18 and the laminated body 156, and m cells 15 are formed by these spacers 24. And n actuators 14 are assigned to each cell 15. Displacement transmission portions 76 for transmitting the driving force of each actuator 14 to the first plate member 18 are formed on each actuator 14.

一方、積層体156における上部電極74bは、例えば各セル15単位に分離された電極パターンあるいは行単位に分離された電極パターンを有し、下部電極74aは、アクチュエータ14単位に分離された電極パターンを有する。これらの電極74a及び74dは、上下反対でもよい。   On the other hand, the upper electrode 74b in the stacked body 156 has, for example, an electrode pattern separated in units of 15 cells or an electrode pattern separated in units of rows, and the lower electrode 74a has an electrode pattern separated in units of actuators 14. Have. These electrodes 74a and 74d may be upside down.

また、積層体156は、固定板158上に複数のスペーサ160及び162を介して配置された形態となっている。固定板158上のスペーサ160及び162は、例えば第1の板部材18と積層体156との間に形成されたスペーサ24と位置的に対応させて形成された複数の第1のスペーサ160と、各セル15内において、アクチュエータ14を除く部分に形成された複数の第2のスペーサ162とを有する。   Moreover, the laminated body 156 has a configuration in which it is disposed on the fixed plate 158 via a plurality of spacers 160 and 162. The spacers 160 and 162 on the fixed plate 158 include, for example, a plurality of first spacers 160 that are formed so as to correspond to the spacers 24 formed between the first plate member 18 and the laminated body 156. Each cell 15 has a plurality of second spacers 162 formed in a portion excluding the actuator 14.

この第5の実施の形態に係るアクチュエータ装置10Eにおいては、固定板158上に形成された第1及び第2のスペーサ160及び162とによって振動板層152の一部(位置的にアクチュエータ14と対応しない部分)が固定されることから、固定板158、第1及び第2のスペーサ160及び162並びに振動板層152にて囲まれた空間が、疑似的に図35等で示すアクチュエータ基板32の空所64と同等の機能を有することになり、容易にアクチュエータ14の変位方向を確定させることができる。   In the actuator device 10E according to the fifth embodiment, a part of the diaphragm layer 152 (positionally corresponding to the actuator 14) is formed by the first and second spacers 160 and 162 formed on the fixed plate 158. Since the space surrounded by the fixing plate 158, the first and second spacers 160 and 162, and the diaphragm layer 152 is pseudo, the space of the actuator substrate 32 shown in FIG. Therefore, the displacement direction of the actuator 14 can be easily determined.

また、積層体156を固定板158上に第1及び第2のスペーサ160及び162で支持するようにしたので、アクチュエータ14間並びにセル15間のクロストーク(変位の影響)を低減させることができる。しかも、スイッチング(第1の板部材18の変位動作)の応答性も上がるという利点がある。また、固定板158を設けることで、アクチュエータ装置10E自体の機械強度が上がり、運搬時や製造時等のハンドリングが容易になる。   Further, since the laminated body 156 is supported on the fixed plate 158 by the first and second spacers 160 and 162, crosstalk (effect of displacement) between the actuators 14 and between the cells 15 can be reduced. . Moreover, there is an advantage that the response of switching (displacement operation of the first plate member 18) is improved. Further, the provision of the fixing plate 158 increases the mechanical strength of the actuator device 10E itself, and facilitates handling during transportation and manufacturing.

なお、複数の圧電機能層154を積層させることで、各アクチュエータ14の変位量、発生力を大きくすることができる。各スペーサ22、24、160及び162の設置位置を変更するだけで、任意の変位態様を得ることができる。上部電極74bや下部電極74aの電極パターンを任意に変更することで、所望の変位を得ることができる。   In addition, the displacement amount and generated force of each actuator 14 can be increased by laminating the plurality of piezoelectric functional layers 154. An arbitrary displacement mode can be obtained only by changing the installation positions of the spacers 22, 24, 160, and 162. A desired displacement can be obtained by arbitrarily changing the electrode patterns of the upper electrode 74b and the lower electrode 74a.

この第5の実施の形態に係るアクチュエータ装置10Eを表示装置として適用する場合には、第2の板部材20を光導波板38とし、第2の板部材20とスペーサ22との間に光遮蔽層70(二点鎖線で示す)を形成し、第1の板部材18上に画素構成体52(二点鎖線で示す)を形成することによって容易に実現させることができる。   When the actuator device 10E according to the fifth embodiment is applied as a display device, the second plate member 20 is the optical waveguide plate 38, and light shielding is provided between the second plate member 20 and the spacer 22. It can be easily realized by forming the layer 70 (indicated by a two-dot chain line) and forming the pixel structure 52 (indicated by a two-dot chain line) on the first plate member 18.

なお、第5の実施の形態に係るアクチュエータ装置10Eの変形例としては、例えば図50の第1の変形例に係るアクチュエータ装置10Eaのように、第2の板部材20がなくてもよいし、図51の第2の変形例に係るアクチュエータ装置10Ebのように、第2の板部材20及び固定板158がなくてもよい。固定板158がない場合においても、下部電極74aは、アクチュエータ14単位に分離された電極パターンを有しているので、下部電極74aのない部分は屈曲変位をせず、且つ、スペーサ24の存在する部分とつながっている。従って、下部電極74aのない部分がスペーサ24のある部分と同じ高さで固定されたまま、各アクチュエータ14が屈曲変位することになる。   As a modification of the actuator device 10E according to the fifth embodiment, for example, the second plate member 20 may not be provided like the actuator device 10Ea according to the first modification in FIG. Like the actuator device 10Eb according to the second modification example in FIG. 51, the second plate member 20 and the fixed plate 158 may not be provided. Even in the absence of the fixing plate 158, the lower electrode 74a has an electrode pattern separated in units of the actuator 14, so that the portion without the lower electrode 74a is not subjected to bending displacement and the spacer 24 exists. It is connected to the part. Accordingly, each actuator 14 is bent and displaced while the portion without the lower electrode 74a is fixed at the same height as the portion with the spacer 24.

上述した第5の実施の形態に係るアクチュエータ装置(各種変形例を含む)のように、圧電機能層を有する構成は、基板12を有する構成と比して、下部電極や上部電極の電極パターンで屈曲変位の大きさや変位させる形態を任意に変えることができるため、設計変更に柔軟に、且つ、容易に対応できる利点がある。また、欠陥アクチュエータの発生も少なくなる利点があり、これは、圧電機能層がセラミックグリーンシートで一様に形成されていることによる効果である。   As in the actuator device (including various modifications) according to the fifth embodiment described above, the configuration having the piezoelectric functional layer is lower in the electrode pattern of the lower electrode and the upper electrode than the configuration having the substrate 12. Since the magnitude of the bending displacement and the form of displacement can be arbitrarily changed, there is an advantage that the design change can be flexibly and easily handled. Moreover, there is an advantage that generation of defective actuators is reduced, which is an effect due to the piezoelectric functional layer being uniformly formed of a ceramic green sheet.

なお、本発明に係るアクチュエータ装置は、上述の実施の形態に限らず、本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。   In addition, the actuator device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

第1の実施の形態に係るアクチュエータ装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the actuator apparatus which concerns on 1st Embodiment. アクチュエータの1つの構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one structural example of an actuator. 第2の実施の形態に係るアクチュエータ装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the actuator apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第1及び第2の実施の形態に係るアクチュエータ装置の好ましい態様を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the preferable aspect of the actuator apparatus which concerns on 1st and 2nd embodiment. 第1及び第2のアクチュエータのうち、第2のアクチュエータが故障状態における変位の補償を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the compensation of the displacement in case a 2nd actuator is in a failure state among the 1st and 2nd actuators. 振動部の曲げ剛性を小さくする構成の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the structure which makes bending rigidity of a vibration part small. 振動部の曲げ剛性を小さくする構成の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the structure which makes bending rigidity of a vibration part small. 図7に示す構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure shown in FIG. 静電気力を用いた構成を示す図である。It is a figure which shows the structure using an electrostatic force. 第1の板部材の曲げ剛性を高める構成の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the structure which raises the bending rigidity of a 1st board member. 図10におけるXI−XI線上の断面図である。It is sectional drawing on the XI-XI line in FIG. 第1の板部材の曲げ剛性を高める構成の他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the structure which raises the bending rigidity of a 1st board member. アクチュエータのうち、変位伝達部と接続される部分の幅が、振動部の幅よりも小とされた構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the structure by which the width | variety of the part connected with a displacement transmission part among actuators was made smaller than the width | variety of a vibration part. アクチュエータのうち、変位伝達部と接続される部分の幅が、振動部の幅よりも小とされた構成の他の例であって、且つ、第1の板部材のうち、変位伝達部と接続される部分の幅が、振動部の幅よりも小とされた構成の一例を示す断面図である。The actuator is another example of the configuration in which the width of the portion connected to the displacement transmission portion is smaller than the width of the vibration portion, and is connected to the displacement transmission portion of the first plate member. It is sectional drawing which shows an example of the structure by which the width | variety of the part made into smaller than the width | variety of a vibration part. 第1の板部材のうち、変位伝達部と接続される部分の幅が、振動部の幅よりも小とされた構成の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the structure by which the width | variety of the part connected to a displacement transmission part among the 1st board members was made smaller than the width | variety of a vibration part. 図15の構成例による作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action by the structural example of FIG. 振動部をアーチ形状とした場合の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example at the time of making a vibration part into an arch shape. 振動部を波形状とした場合の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example at the time of making a vibration part into a waveform. 第1及び第2のアクチュエータのうち、第2のアクチュエータが故障状態における変位の補償を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the compensation of the displacement in case a 2nd actuator is in a failure state among the 1st and 2nd actuators. 図7の態様において、振動部の一部が波打つ形状を有する場合の構成例を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view illustrating a configuration example in a case where a part of the vibration unit has a waved shape in the aspect of FIG. 7. 第1の板部材の四隅にそれぞれアクチュエータを配置した例を示す平面図である。It is a top view which shows the example which has arrange | positioned the actuator to each of the four corners of the 1st board member. 図21におけるXXII−XXII線上の断面図である。It is sectional drawing on the XXII-XXII line | wire in FIG. 図21の態様において、それぞれ欠陥補償用のアクチュエータを配置した例を示す平面図である。FIG. 22 is a plan view showing an example in which defect compensation actuators are arranged in the embodiment of FIG. 21. 第1の板部材のうち、セル同士を相互に接続する継手部とセル部分の一例を一部省略して示す斜視図である。It is a perspective view which abbreviate | omits and shows an example of the joint part and cell part which mutually connect cells among 1st board members. 第1の板部材のうち、セル同士を相互に接続する継手部とセル部分の他の例を一部省略して示す斜視図である。It is a perspective view which abbreviate | omits and shows the other example of the joint part and cell part which mutually connect cells among 1st board members. 図26Aは継手部にスリットを形成した場合を示す説明図であり、図26Bは継手部の一部を肉薄に形成した場合を示す説明図である。FIG. 26A is an explanatory view showing a case where a slit is formed in the joint part, and FIG. 26B is an explanatory view showing a case where a part of the joint part is formed thin. 第1の板部材の下面に複数の凹部を形成し、継手部にスリットを形成した状態を一部省略して示す斜視図である。It is a perspective view which abbreviate | omits and shows the state which formed the several recessed part in the lower surface of a 1st board member, and formed the slit in the joint part. 連続する4つのセルを1つの大セルとし、この大セル単位にスペーサを設けた構成の一例を一部省略して示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a part of an example of a configuration in which four continuous cells are set as one large cell and a spacer is provided in the large cell unit. スペーサの構成の一例(格子状)を一部省略して示す斜視図である。It is a perspective view which abbreviate | omits and shows some examples (grating form) of a structure of a spacer. スペーサの構成の他の例(ストライプ状:その1)を一部省略して示す斜視図である。It is a perspective view which abbreviate | omits and partially shows other examples (stripe shape: the 1) of the structure of a spacer. スペーサの構成の他の例(ストライプ状:その2)を一部省略して示す斜視図である。It is a perspective view which abbreviate | omits and partially shows other examples (stripe shape: the 2) of a structure of a spacer. スペーサの構成の他の例(柱状)を一部省略して示す斜視図である。It is a perspective view which abbreviate | omits and partially shows other examples (columnar shape) of the structure of a spacer. 第3の実施の形態に係るアクチュエータ装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the actuator apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施の形態に係るアクチュエータ装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the actuator apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第1の具体例に係る表示装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the display apparatus which concerns on a 1st specific example. 第1の具体例に係る表示装置の要部を光導波板側から見て示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the principal part of the display apparatus which concerns on a 1st specific example seeing from the optical waveguide board side. 大画面表示装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a large screen display apparatus. アクチュエータの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of an actuator. 図39Aは、実施例における画素構成体の平面形状を示す説明図であり、図39Bは、比較例における画素構成体の平面形状を示す説明図である。FIG. 39A is an explanatory diagram illustrating a planar shape of the pixel structure in the example, and FIG. 39B is an explanatory diagram illustrating a planar shape of the pixel structure in the comparative example. 比較例における1画素についてのアクチュエータの変位量の違いを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the difference in the displacement amount of the actuator about 1 pixel in a comparative example. 実施例における1画素についてのアクチュエータの変位量の違いを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the difference in the displacement amount of the actuator about 1 pixel in an Example. アクチュエータの欠陥率(欠陥アクチュエータの数/1画素を構成するアクチュエータの数)に対する画素のオン/オフ動作時の輝度変化を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a change in luminance during an on / off operation of a pixel with respect to a defect rate of the actuator (the number of defective actuators / the number of actuators constituting one pixel). 連結板のうち、スペーサに近接する部分にスリットを形成した状態を、連結板の裏面から見て示す図である。It is a figure which shows the state which formed the slit in the part adjacent to a spacer among connection plates seeing from the back surface of a connection plate. 第2の具体例に係る表示装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the display apparatus which concerns on a 2nd example. 具体例に係る可変コンデンサを示す構成図である。It is a block diagram which shows the variable capacitor which concerns on a specific example. 具体例に係る可変コンデンサの変形例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the modification of the variable capacitor which concerns on a specific example. 具体例に係る干渉型光変調器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the interference type optical modulator which concerns on a specific example. 図48A〜図48Cは、ミラー部材の構成例を示す一部省略断面図である。48A to 48C are partially omitted cross-sectional views showing configuration examples of the mirror member. 第5の実施の形態に係るアクチュエータ装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the actuator apparatus which concerns on 5th Embodiment. 第5の実施の形態に係るアクチュエータ装置の第1の変形例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the 1st modification of the actuator apparatus which concerns on 5th Embodiment. 第5の実施の形態に係るアクチュエータ装置の第2の変形例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the 2nd modification of the actuator apparatus which concerns on 5th Embodiment. 従来例に係る表示装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the display apparatus which concerns on a prior art example. 従来例に係る表示装置を光導波板から見て示す平面図である。It is a top view which shows the display apparatus which concerns on a prior art example seeing from an optical waveguide plate.

符号の説明Explanation of symbols

10A〜10E、10Ea、10Eb…アクチュエータ装置
12…基板
14…アクチュエータ 16…駆動部
18…第1の板部材 20…第2の板部材
22、24、26、42、44、112…スペーサ
30A、30B…表示装置 32…アクチュエータ基板
34…アクチュエータ 38…光導波板
40…連結板 52…画素構成体
60…導光板 72…圧電/電歪層
74a、74b…電極 75…アクチュエータ本体
76…変位伝達部 110…スリット
120…可変コンデンサ 122…固定電極
124…可動電極 130…干渉型光変調器
132…透明板 134…ミラー部材
10A to 10E, 10Ea, 10Eb ... Actuator device 12 ... Substrate 14 ... Actuator 16 ... Drive unit 18 ... First plate member 20 ... Second plate member 22, 24, 26, 42, 44, 112 ... Spacer 30A, 30B ... Display device 32 ... Actuator substrate 34 ... Actuator 38 ... Optical wave guide plate 40 ... Connecting plate 52 ... Pixel component 60 ... Light guide plate 72 ... Piezoelectric / electrostrictive layer 74a, 74b ... Electrode 75 ... Actuator body 76 ... Displacement transmission unit 110 ... Slit 120 ... Variable capacitor 122 ... Fixed electrode 124 ... Moving electrode 130 ... Interferometric optical modulator 132 ... Transparent plate 134 ... Mirror member

Claims (15)

平面的に配列された複数のアクチュエータと、
前記複数のアクチュエータの駆動力が伝達される板部材とを有し、
前記アクチュエータは、振動部と固定部とを有することを特徴とするアクチュエータ装置。
A plurality of planarly arranged actuators;
A plate member to which the driving force of the plurality of actuators is transmitted,
The actuator device has a vibrating part and a fixed part.
請求項1記載のアクチュエータ装置において、
前記板部材の剛性は、前記振動部の剛性よりも大きいことを特徴とするアクチュエータ装置。
The actuator device according to claim 1, wherein
An actuator device according to claim 1, wherein the rigidity of the plate member is larger than the rigidity of the vibration part.
請求項2記載のアクチュエータ装置において、
前記板部材は、凹凸が設けられていることを特徴とするアクチュエータ装置。
The actuator device according to claim 2, wherein
An actuator device, wherein the plate member is provided with irregularities.
請求項3記載のアクチュエータ装置において、
前記アクチュエータと前記板部材とが変位伝達部により接続され、
前記アクチュエータのうち、前記変位伝達部と接続される部分の幅が、前記振動部の幅よりも小さいことを特徴とするアクチュエータ装置。
The actuator device according to claim 3, wherein
The actuator and the plate member are connected by a displacement transmission unit,
The actuator device characterized in that a width of a portion of the actuator connected to the displacement transmission unit is smaller than a width of the vibration unit.
請求項3記載のアクチュエータ装置において、
前記アクチュエータと前記板部材とが変位伝達部により接続され、
前記板部材のうち、前記変位伝達部と接続される部分の幅が、前記振動部の幅よりも小さいことを特徴とするアクチュエータ装置。
The actuator device according to claim 3, wherein
The actuator and the plate member are connected by a displacement transmission unit,
An actuator device, wherein a width of a portion of the plate member connected to the displacement transmission unit is smaller than a width of the vibration unit.
請求項1記載のアクチュエータ装置において、
前記振動部は、前記板部材に向かって凸あるいは前記板部材に向かって凹となる形状を有していることを特徴とするアクチュエータ装置。
The actuator device according to claim 1, wherein
The said vibration part has a shape which becomes convex toward the said plate member, or becomes concave toward the said plate member, The actuator apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項6記載のアクチュエータ装置において、
前記振動部は、アーチ形状もしくは波形状を有していることを特徴とするアクチュエータ装置。
The actuator device according to claim 6, wherein
The vibration device has an arch shape or a wave shape.
平面的に配列された複数のセルを有し、
前記セルは、平面的に配列された複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータの駆動力が伝達される板部材とを有し、
前記アクチュエータは、振動部と固定部とを有することを特徴とするアクチュエータ装置。
A plurality of cells arranged in a plane;
The cell includes a plurality of actuators arranged in a plane, and a plate member to which driving force of the plurality of actuators is transmitted.
The actuator device has a vibrating part and a fixed part.
請求項8記載のアクチュエータ装置において、
前記セルの板部材が相互に接続されていることを特徴とするアクチュエータ装置。
The actuator device according to claim 8, wherein
An actuator device, wherein the plate members of the cells are connected to each other.
請求項9記載のアクチュエータ装置において、
前記板部材同士を相互に接続する継手部の全部又は一部の剛性が、前記板部材の剛性より小さいことを特徴とするアクチュエータ装置。
The actuator device according to claim 9, wherein
The actuator device characterized in that the rigidity of all or a part of the joint portion connecting the plate members to each other is smaller than the rigidity of the plate member.
請求項10記載のアクチュエータ装置において、
前記複数のアクチュエータにおける前記固定部と前記板部材との間に隙間を形成するための隙間形成部材を有し、
前記板部材同士を相互に接続する前記継手部と、前記固定部とが、前記隙間形成部材を介して接合されていることを特徴とするアクチュエータ装置。
The actuator device according to claim 10, wherein
A gap forming member for forming a gap between the fixed portion and the plate member in the plurality of actuators;
The actuator device, wherein the joint portion that connects the plate members to each other and the fixing portion are joined via the gap forming member.
請求項1〜11のいずれか1項に記載のアクチュエータ装置において、
第2の板部材が配され、
前記第2の板部材の1つの板面は、前記板部材の1つの板面と対向していることを特徴とするアクチュエータ装置。
In the actuator device according to any one of claims 1 to 11,
A second plate member is arranged,
One plate surface of the second plate member is opposed to one plate surface of the plate member.
請求項12記載のアクチュエータ装置において、
前記第2の板部材が光源からの光が導入される光導波板であり、
前記板部材のうち、前記光導波板と対向する面に画素構成体が形成され、
前記画素構成体の前記光導波板への接触・離隔によって、前記光導波板からの漏光を制御する表示装置として構成されることを特徴とするアクチュエータ装置。
The actuator device according to claim 12, wherein
The second plate member is an optical waveguide plate into which light from a light source is introduced;
A pixel structure is formed on a surface of the plate member facing the optical waveguide plate,
An actuator device configured as a display device that controls light leakage from the optical waveguide plate by contacting and separating the pixel structure from the optical waveguide plate.
請求項12記載のアクチュエータ装置において、
前記第2の板部材自体が可変コンデンサの固定電極、あるいは前記第2の板部材上に前記可変コンデンサの固定電極が形成され、
前記板部材自体が前記可変コンデンサの可動電極、あるいは前記板部材上に前記可変コンデンサの可動電極が形成されていることを特徴とするアクチュエータ装置。
The actuator device according to claim 12, wherein
The second plate member itself is a variable capacitor fixed electrode, or the variable capacitor fixed electrode is formed on the second plate member,
The actuator device, wherein the plate member itself is a movable electrode of the variable capacitor, or the movable electrode of the variable capacitor is formed on the plate member.
請求項12記載のアクチュエータ装置において、
前記第2の板部材が透明板であり、
前記板部材は、前記第2の板部材と対向する部分に光反射面を有することを特徴とするアクチュエータ装置。
The actuator device according to claim 12, wherein
The second plate member is a transparent plate;
The said plate member has a light reflection surface in the part facing the said 2nd plate member, The actuator apparatus characterized by the above-mentioned.
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