(57)【要約】【課題】不良なアクチュエータが存在しても、正常なアクチュエータで変位を補償できるようにし、また、表示装置として適用した場合に、開口率及び輝度の向上を図れるようにする。【解決手段】アクチュエータ装置１０Ａは、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。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。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。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。【選択図】図１
2006043778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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。
【請求項１５】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
（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。
【０００４】
（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。
【０００５】
（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。
【０００６】
（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。
【０００７】
（５）画素の応答速度を確保することができる。
【０００８】
（６）全画素にわたって均一な輝度を得ることができる。
【０００９】
（７）画素の輝度を向上させることができる。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−３３９５６１号公報
【特許文献２】特開２００３−１６１８９６号公報
【特許文献３】特開平１１−２５２３３３号公報
【特許文献４】特開２００３−５２１８１号公報
【特許文献５】特開２０００−３１４３８１号公報
【特許文献６】特開２００３−７４４７５号公報
【特許文献７】ＷＯ  ０２／０８４７５１  Ａ１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
（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。
【００１８】
（２）画素の開口率を向上させることができる。
【００１９】
（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。
【００２０】
（４）画素形状の自由度を高くすることができる。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
（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。
【００５９】
（２）画素の開口率を向上させることができる。
【００６０】
（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。
【００６１】
（４）画素形状の自由度を高くすることができる。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【発明の効果】
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
（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。
【００６７】
（２）画素の開口率を向上させることができる。
【００６８】
（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。
【００６９】
（４）画素形状の自由度を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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Ｅ1Ｉ1、振動部６６の曲げ剛性をＥ2Ｉ2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、
ｗ1＝ＰＬ13／（３Ｅ1Ｉ1）………………（１）片持ち梁
Ｗ2＝ＰＬ23／（４８Ｅ2Ｉ2）……………（２）両持ち梁
となり、Ｗ1とＷ2の比は、
ｗ1／ｗ2＝１６×（Ｌ1／Ｌ2）3×（Ｅ2Ｉ2／Ｅ1Ｉ1）………（３）
となる。
【００８９】
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Ｅ1Ｉ1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Ｅ2Ｉ2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。
【００９０】
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、
ｗ1＝ＰＬ13／（３Ｅ1Ｉ1）………………（４）片持ち梁
Ｗ2＝ＰＬ23／（３Ｅ2Ｉ2）………………（５）片持ち梁
となり、Ｗ1とＷ2の比は、
ｗ1／ｗ2＝（Ｌ1／Ｌ2）3×（Ｅ2Ｉ2／Ｅ1Ｉ1）………（６）
となる。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
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。
【０１９８】
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。
【０１９９】
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。
【０２００】
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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
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。
【０２０４】
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。
【０２０５】
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。
【０２０６】
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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
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。
【０２１３】
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。
【０２１４】
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。
【０２１５】
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。
【０２１６】
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。
【０２１７】
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。
【０２１８】
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。
【０２１９】
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。
【０２２０】
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。
【０２２１】
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。
【０２２２】
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。
【０２２３】
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。
【０２２４】
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。
【０２２５】
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。
【０２２６】
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。
【０２２７】
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。
【０２２８】
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。
【０２２９】
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。
【０２３０】
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。
【０２３１】
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。
【０２３２】
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。
【０２３３】
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。
【０２３４】
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。
【０２３５】
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。
【０２３６】
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。
【０２３７】
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。
【０２３８】
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。
【０２３９】
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。
【０２４０】
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。
【０２４１】
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。
【０２４２】
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。
【０２４３】
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。
【０２４４】
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。
【０２４５】
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。
【０２４６】
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。
【０２４７】
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。
【０２４８】
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。
【０２４９】
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。
【０２５０】
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。
【０２５１】
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。
【０２５２】
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。
【０２５３】
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。
【０２５４】
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。
【０２５５】
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。
【０２５６】
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。
【０２５７】
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。
【０２５８】
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。
【０２５９】
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。
【図面の簡単な説明】
【０２６０】
【図１】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。
【図２】アクチュエータの１つの構成例を示す断面図である。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】図７に示す構成を示す平面図である。
【図９】静電気力を用いた構成を示す図である。
【図１０】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。
【図１１】図１０におけるＸＩ−ＸＩ線上の断面図である。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】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。
【図１６】図１５の構成例による作用を示す説明図である。
【図１７】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。
【図１８】振動部を波形状とした場合の一例を示す断面図である。
【図１９】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。
【図２０】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。
【図２１】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。
【図２２】図２１におけるＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線上の断面図である。
【図２３】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。
【図２４】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。
【図２５】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。
【図２６】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。
【図２７】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。
【図２８】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。
【図２９】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。
【図３０】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。
【図３１】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。
【図３２】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。
【図３３】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。
【図３４】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。
【図３５】第１の具体例に係る表示装置を示す構成図である。
【図３６】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。
【図３７】大画面表示装置を示す斜視図である。
【図３８】アクチュエータの構成を示す断面図である。
【図３９】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。
【図４０】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。
【図４１】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。
【図４２】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。
【図４３】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。
【図４４】第２の具体例に係る表示装置を示す構成図である。
【図４５】具体例に係る可変コンデンサを示す構成図である。
【図４６】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。
【図４７】具体例に係る干渉型光変調器を示す構成図である。
【図４８】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。
【図４９】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。
【図５０】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。
【図５１】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。
【図５２】従来例に係る表示装置を示す構成図である。
【図５３】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。
【符号の説明】
【０２６１】
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
【図１】
2006043778.tif 000003
【図２】
2006043778.tif 000004
【図３】
2006043778.tif 000005
【図４】
2006043778.tif 000006
【図５】
2006043778.tif 000007
【図６】
2006043778.tif 000008
【図７】
2006043778.tif 000009
【図８】
2006043778.tif 000010
【図９】
2006043778.tif 000011
【図１０】
2006043778.tif 000012
【図１１】
2006043778.tif 000013
【図１２】
2006043778.tif 000014
【図１３】
2006043778.tif 000015
【図１４】
2006043778.tif 000016
【図１５】
2006043778.tif 000017
【図１６】
2006043778.tif 000018
【図１７】
2006043778.tif 000019
【図１８】
2006043778.tif 000020
【図１９】
2006043778.tif 000021
【図２０】
2006043778.tif 000022
【図２１】
2006043778.tif 000023
【図２２】
2006043778.tif 000024
【図２３】
2006043778.tif 000025
【図２４】
2006043778.tif 000026
【図２５】
2006043778.tif 000027
【図２６】
2006043778.tif 000028
【図２７】
2006043778.tif 000029
【図２８】
2006043778.tif 000030
【図２９】
2006043778.tif 000031
【図３０】
2006043778.tif 000032
【図３１】
2006043778.tif 000033
【図３２】
2006043778.tif 000034
【図３３】
2006043778.tif 000035
【図３４】
2006043778.tif 000036
【図３５】
2006043778.tif 000037
【図３６】
2006043778.tif 000038
【図３７】
2006043778.tif 000039
【図３８】
2006043778.tif 000040
【図３９】
2006043778.tif 000041
【図４０】
2006043778.tif 000042
【図４１】
2006043778.tif 000043
【図４２】
2006043778.tif 000044
【図４３】
2006043778.tif 000045
【図４４】
2006043778.tif 000046
【図４５】
2006043778.tif 000047
【図４６】
2006043778.tif 000048
【図４７】
2006043778.tif 000049
【図４８】
2006043778.tif 000050
【図４９】
2006043778.tif 000051
【図５０】
2006043778.tif 000052
【図５１】
2006043778.tif 000053
【図５２】
2006043778.tif 000054
【図５３】
2006043778.tif 000055