(57)【要約】【課題】シャッタ体の光の透過率を向上する。【解決手段】光シャッタ基板（１）は、静電気力によりスライドするシャッタ体（２８）と、シャッタ体（２８）とアクティブマトリクス基板（１９）との間であって、光の通過方向にシャッタ体（２８）と重畳する位置に設けられ、シャッタ体（２８）を移動可能なように電気的に接続された２つのシャッタビーム（２３ｘ・２３ｙ）とを有する光シャッタ機構（２１）を含む。【選択図】図２
2018049079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブマトリクス基板と、アクティブマトリクス基板上に設けられ、シャッタ体のスライドによって光源からの光を遮断あるいはアクティブマトリクス基板側に通過させる光シャッタ機構とを備えた光シャッタ基板であって、
前記光シャッタ機構は、
静電気力によりスライドする前記シャッタ体と、
前記シャッタ体と前記アクティブマトリクス基板との間であって、光の通過方向に前記シャッタ体と重畳する位置に設けられ、前記シャッタ体と電気的に接続され、当該シャッタ体を移動可能にする２つのシャッタビームと、
を含むことを特徴とする光シャッタ基板。
【請求項２】
前記シャッタ体は、光源からの光を遮断する遮光部と、光源からの光を通過させる開口部とを含み、
前記遮光部は、前記シャッタビームの光の通過方向の厚さよりも深い深さの中央凹部と、当該中央凹部の深さと前記シャッタビームの光の通過方向の厚さとの差よりも浅い深さの側端凹部とを有し、
前記シャッタ体は、前記中央凹部が前記２つのシャッタビーム間に位置し、前記側端凹部が前記２つのシャッタビームの少なくとも一部と光の通過方向に重畳するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光シャッタ基板。
【請求項３】
前記遮光部は、複数の前記中央凹部と２つの前記側端凹部とを有しており、
前記開口部は、複数の前記中央凹部のそれぞれの間、及び、前記側端凹部と当該側端凹部に隣接する前記中央凹部との間に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光シャッタ基板。
【請求項４】
前記中央凹部の開口位置と前記側端凹部の開口位置とは等しく、
前記アクティブマトリクス基板から前記中央凹部の底面までの距離と、前記アクティブマトリクス基板から前記シャッタビームまでの距離とが等しいことを特徴とする請求項２又は３に記載の光シャッタ基板。
【請求項５】
前記光シャッタ機構は、前記シャッタ体と前記アクティブマトリクス基板との間であって、光の通過方向に前記シャッタ体と重畳する位置であって、光の通過方向に交差する方向に前記２つのシャッタビームに対向する位置にそれぞれ設けられ、当該シャッタビームとの間の静電気力により前記シャッタ体を移動させる２つの駆動ビームをさらに含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光シャッタ基板。
【請求項６】
前記光シャッタ機構は、前記シャッタ体と前記アクティブマトリクス基板との間であって、光の通過方向に前記シャッタ体と重畳する位置に設けられ、前記２つのシャッタビームのそれぞれと電気的に接続され、当該シャッタビームを支持する２つのシャッタアンカーをさらに含むことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の光シャッタ基板。
【請求項７】
前記光シャッタ機構は、前記シャッタ体と前記アクティブマトリクス基板との間であって、光の通過方向に前記シャッタ体と重畳する位置に設けられ、前記２つの駆動ビームのそれぞれと電気的に接続され、当該駆動ビームを支持する２つの駆動アンカーをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の光シャッタ基板。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の光シャッタ基板を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項９】
アクティブマトリクス基板上に設けられ、静電気力によりスライドするシャッタ体と、当該シャッタ体と前記アクティブマトリクス基板との間であって、光の通過方向に前記シャッタ体と重畳する位置に設けられ、前記シャッタ体と電気的に接続され、前記シャッタ体を移動可能にするシャッタビームとを備える光シャッタ機構の製造方法であって、
アクティブマトリクス基板の上層に第１犠牲膜を形成し、第１エリア及び第２エリアにフォトリソグラフィを行い、フォトリソグラフィが行われた前記第１犠牲膜の形状に従うように成膜を行うことで、前記第１エリアに前記シャッタ体の一部を形成し、第２エリアに前記シャッタビームを形成する第１成膜工程と、
前記第１成膜工程において成膜した前記第１犠牲膜の上層に第２犠牲膜を形成し、前記第１エリアに連続する第３エリアと、前記第２エリアの少なくとも一部の上側の第４エリアにフォトリソグラフィを行い、フォトリソグラフィが行われた前記第２犠牲膜の形状に従うように成膜することで、前記第１エリアから前記第３エリアまで連続する前記シャッタ体を形成し、かつ、前記第４エリアに前記シャッタ体を形成する第２成膜工程とを含むことを特徴とする光シャッタ機構の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳを用いた光シャッタ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、表示装置の画素に、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を用いた従来技術が開示されている。
【０００３】
この従来技術は、画素ごとに、シャッタ体および駆動ビームを含む光シャッタ機構と、駆動ビームに接続するトランジスタ（ＴＦＴ）とを設けて、バックライト光源から光シャッタ機構に照射された光を、シャッタ体の機械的な動作によって遮断あるいは通過させるものである。
【０００４】
具体的には、光シャッタ機構を通過した光が通る光透過経路を設けるとともに、シャッタ体に繋がるシャッタビーム（バネ）と対向するように駆動ビームを配置し、シャッタビームと駆動ビームとの間の静電気力によってシャッタビームを変形させ、シャッタ体をスライドさせることで、光透過経路からの出射光量を画素ごとに制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１５−５１９６０７号公報（２０１５年７月９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の光シャッタ基板では、シャッタ駆動に必要なシャッタビーム等が設けられていない部分にのみシャッタ体が設けられているため、開口に寄与する領域が狭く、光を透過させる開口部分を大きくできないため、高い透過率を実現できないという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、開口に寄与する領域を広げ、シャッタ体の開口率を向上させることにより、光の透過率の高い光シャッタ基板を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る光シャッタ基板は、アクティブマトリクス基板と、アクティブマトリクス基板上に設けられ、シャッタ体のスライドによって光源からの光を遮断あるいはアクティブマトリクス基板側に通過させる光シャッタ機構とを備えた光シャッタ基板であって、前記光シャッタ機構は、静電気力によりスライドする前記シャッタ体と、前記シャッタ体と前記アクティブマトリクス基板との間であって、光の通過方向に前記シャッタ体と重畳する位置に設けられ、前記シャッタ体と電気的に接続され、当該シャッタ体を移動可能にする２つのシャッタビームと、を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、シャッタビーム間の領域よりも大きいシャッタ体を用いることにより、従来よりも開口に寄与する領域を広げ、開口部分を大きく設けることが可能であるので、シャッタ体の開口率が向上し、光源からの光の透過率を向上させるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に係る表示装置の構成を示す模式図である。
【図２】実施形態１に係る光シャッタ機構が開いた状態を示す模式図である。
【図３】実施形態１に係る光シャッタ機構の無印加状態を示す模式図である。
【図４】実施形態１に係る光シャッタ機構が閉じた状態を示す模式図である。
【図５】実施形態１に係る光シャッタ機構の製造方法の要部を示す断面図である。
【図６】実施形態３に係る光シャッタ機構を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
〔実施形態１〕
（光シャッタ基板）
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１は、実施形態１に係る表示装置の構成を示す模式図である。図２は、実施形態１に係る光シャッタ機構が開いた状態を示す模式図であり、図３は、実施形態１に係る光シャッタ機構の無印加状態を示す模式図であり、図４は、実施形態１に係る光シャッタ機構が閉じた状態を示す模式図である。
【００１２】
図１に示すように、実施形態１にかかる表示装置ＤＰは、光シャッタ基板１および光シャッタ基板１に対向する対向基板３０を含む光シャッタ装置ＳＤと、対向基板３０を介して光シャッタ基板１にＬＥＤ（発光ダイオード）光あるいはレーザ光を照射するバックライトＢＬ（光源）とを備える。
【００１３】
図１〜４に示すように、光シャッタ基板１は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含むアクティブマトリクス基板１９と、このアクティブマトリクス基板１９のバックライトＢＬ側に配され、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）である光シャッタ機構２１を含むメカニカル層２０とを備え、画素ごとに、光シャッタ機構２１と、光シャッタ機構２１を通過した光が通る光透過経路とが設けられている。
【００１４】
（光シャッタ機構）
光シャッタ機構２１は、図１に示すように、シャッタ体２８と、２つのシャッタビーム２３ｘ・２３ｙとを含む。光シャッタ機構２１は、静電気力によりスライドして開閉するシャッタ体２８によってバックライトＢＬからの光を遮断あるいはアクティブマトリクス基板１９側に通過させる。
【００１５】
図２中（ａ）に示すように、シャッタビーム２３ｘ・２３ｙは、シャッタ体２８とアクティブマトリクス基板１９との間であって、光の通過方向Ｘにシャッタ体２８と重畳する位置に設けられている。シャッタビーム２３ｘ・２３ｙはシャッタ体２８と電気的に接続され、印加される電圧に応じて弾性変形し、シャッタ体２８を移動可能にする。図２中（ｂ）に示すように、シャッタビーム２３ｘは、シャッタ体２８の中央２８ｃと一側端２８ｄ側との間に接続され、シャッタビーム２３ｙは、シャッタ体２８の中央２８ｃと他の側端２８ｅ側との間に接続されている。
【００１６】
そして、シャッタ体２８の一側端２８ｄと他の側端２８ｅとの間の幅は、２つのシャッタビーム２３ｘ・２３ｙ間の距離よりも長くなっている。したがって、シャッタ体２８の少なくとも一部は、シャッタビーム２３ｘ及びシャッタビーム２３ｙの少なくとも一部に光の通過方向Ｘに重なるようになっている。
【００１７】
従来の光シャッタ機構においては、シャッタ体が２つのシャッタビームの間にしか形成されておらず、シャッタ体の幅がシャッタビーム間の距離よりも短いため、開口に寄与する領域が狭く、開口部分を大きくすることができなかった。光シャッタ機構２１では、シャッタビーム２３ｘ・２３ｙがアクティブマトリクス基板１９とシャッタ体２８との間に設けられており、光の通過方向Ｘにシャッタ体２８とシャッタビーム２３ｘ・２３ｙとが重なるように配置されているので、シャッタ体２８の幅をシャッタビーム２３ｘ・２３ｙ間の距離よりも長くすることにより、光シャッタ機構２１の開口に寄与する領域を広くすることができる。また、シャッタ体２８の開口部分を大きくすることもできる。その結果、光の透過率の高い光シャッタ基板１を実現することができる。
【００１８】
また、シャッタ体２８は、シャッタビーム２３ｘに電気的に接続するシャッタアンカー２３ｂと、シャッタビーム２３ｙに電気的に接続するシャッタアンカー２３ｄとを含む。シャッタビーム２３ｘはシャッタアンカー２３ｂを介してアクティブマトリクス基板１９のシャッタ線に接続されている。また、シャッタビーム２３ｙはシャッタアンカー２３ｄを介してアクティブマトリクス基板１９のシャッタ線に接続されている。シャッタアンカー２３ｂは、接続されたシャッタビーム２３ｘよりも外側、すなわちシャッタ体２８の一側端２８ｄ側に設けられている。また、シャッタアンカー２３ｄは、接続されたシャッタビーム２３ｙよりも外側、すなわちシャッタ体２８の他の側端２８ｅ側に設けられている。
【００１９】
なお、２つのシャッタアンカー２３ｂ・２３ｄは、シャッタ体２８とアクティブマトリクス基板１９との間であって、光の通過方向Ｘにシャッタ体２８と重畳する位置に設けられている。すなわち、シャッタ体２８の少なくとも一部は、シャッタビーム２３ｘ・２３ｙよりも外側に設けられたシャッタアンカー２３ｂ・２３ｄの少なくとも一部に重なるようになっている。このように、シャッタビーム２３ｘ・２３ｙの外側に設けられたシャッタアンカー２３ｂ・２３ｄの上層にもシャッタ体２８を設けることができるので、より大きいシャッタ体２８を用いることが可能である。その結果、シャッタ体２８の開口率が向上し、光源からの光の透過率を向上させることが可能である。
【００２０】
シャッタ体２８は、さらに、シャッタ体２８とアクティブマトリクス基板１９との間であって、光の通過方向Ｘにシャッタ体２８と重畳する位置であって、光の通過方向Ｘに交差する方向に２つのシャッタビーム２３ｘ・２３ｙに対向する位置にそれぞれ設けられた駆動ビーム２２ｘ・２２ｙを含む。駆動ビーム２２ｘ・２２ｙはそれぞれ、対向するシャッタビーム２３ｘ・２３ｙとの間の静電気力によりシャッタ体２８を移動させる。
【００２１】
駆動ビーム２２ｘ・２２ｙは、アクティブマトリクス基板１９とシャッタ体２８との間に設けられており、光の通過方向Ｘにシャッタ体２８と駆動ビーム２２ｘ・２２ｙとが重なるように配置されているので、シャッタ体２８の幅を駆動ビーム２２ｘ・２２ｙ間の距離よりも長くすることにより、光シャッタ機構２１の開口に寄与する領域を広くすることができる。その結果、光の透過率の高い光シャッタ基板１を実現することができる。
【００２２】
シャッタ体２８は、また、駆動ビーム２２ｘに接続する駆動アンカー２２ｂと、駆動ビーム２２ｙに接続する駆動アンカー２２ｄとを含む。駆動ビーム２２ｘは、駆動アンカー２２ｂを介してアクティブマトリクス基板１９のＴＦＴに接続されている。また、駆動ビーム２２ｙは、駆動アンカー２２ｄを介してアクティブマトリクス基板の別のＴＦＴに接続されている。
【００２３】
なお、２つの駆動アンカー２２ｂ・２２ｄは、シャッタ体２８とアクティブマトリクス基板１９との間であって、光の通過方向Ｘにシャッタ体２８と重畳する位置に設けられている。すなわち、シャッタ体２８の少なくとも一部は、駆動ビーム２２ｘ・２２ｙよりも外側に設けられた駆動アンカー２２ｂ・２２ｄの少なくとも一部に重なるようになっている。このように、駆動ビーム２２ｘ・２２ｙの外側に設けられた駆動アンカー２２ｂ・２２ｄの上層にもシャッタ体２８を設けることができるので、より大きいシャッタ体２８を用いることが可能である。その結果、シャッタ体２８の開口率が向上し、光源からの光の透過率を向上させることが可能である。
【００２４】
シャッタ体２８は、バックライトＢＬからの光を遮断する遮光部と、バックライトＢＬからの光を通過させる開口部２８ｋとを含む。光シャッタ機構２１は、駆動ビーム２２ｘ・２２ｙの電位制御によってバネ状のシャッタビーム２３ｘ・２３ｙが変形し、シャッタ体２８が基板面に平行な方向にスライドすることで、光シャッタ機構２１の開口部２８ｋを通って視認者５０側へ出射する光の量を制御する。
【００２５】
ここでは、例えばフィールドシーケンシャル方式を用い、赤色光、緑色光、および青色光をバックライトＢＬから順次照射し、赤色光の光量、緑色光の光量、および青色光の光量それぞれを調整することで画素の階調表現が可能となる。
【００２６】
なお、光シャッタ基板１と対向基板３０との間には、シリコンオイルが注入されていてもよい。誘電率の高いシリコンオイルを注入することによって、低い印加電圧でシャッタ体２８のスライドが可能になる。また、シリコンオイルのような液体を注入することによって、シャッタ体２８の動きによる振動が抑制されるという効果も奏する。
【００２７】
以下、光シャッタ基板１については、バックライト光が入射する側の面を上面（上側の面）、その反対側で、光が出ていく側の面を下面（下側の面）として説明する。
【００２８】
図２〜４に示すように、シャッタ体２８は、中央凹部２８ａ及び側端凹部２８ｂを、遮光部として含む。中央凹部２８ａ及び側端凹部２８ｂは、アクティブマトリクス基板１９に向けて突出し、バックライトＢＬ側からみるとアクティブマトリクス基板１９側に窪んだ凹部である。遮光部は、シャッタ体２８の強度を高めるための折板構造を有してもよい。
【００２９】
中央凹部２８ａは、２つのシャッタビーム２３ｘ・２３ｙの間に位置し、シャッタビーム２３ｘ・２３ｙの光の通過方向Ｘの厚さＡよりも深い深さＢを有している。側端凹部２８ｂは、２つのシャッタビーム２３ｘ・２３ｙの少なくとも一部と光の通過方向Ｘに重畳するように配置されており、中央凹部２８ａの深さＢとシャッタビーム２３ｘ・２３ｙの光の通過方向Ｘの厚さＡとの差Ｃよりも浅い深さＤを有している。
【００３０】
このように、シャッタビーム２３ｘ・２３ｙの上層にもシャッタ体２８を設けることで、従来よりも大きいシャッタ体２８を用いることができるので、光シャッタ機構２１の開口に寄与する領域を広くすることができ、シャッタ体２８の開口部分を大きくすることもできる。また、シャッタビーム２３ｘ・２３ｙ間に設けられる中央凹部２８ａの深さがシャッタビーム２３ｘ・２３ｙの厚さよりも深いので、遮光部における光漏れを低減することができる。
【００３１】
遮光部は、２つの中央凹部２８ａと２つの側端凹部２８ｂとを含む。遮光部における中央凹部２８ａの数はこれに限定されず、シャッタ体２８の幅に応じて複数含まれていてもよい。複数の中央凹部２８ａのうち、最も外側に設けられた２つの中央凹部２８ａのさらに外側のそれぞれに、側端凹部２８ｂが設けられている。複数の中央凹部２８ａのそれぞれの間と、側端凹部２８ｂとこれに隣接する中央凹部２８ａとの間に、開口部２８ｋがそれぞれ設けられている。このように、シャッタ体２８に複数の開口部２８ｋを設けることにより、シャッタ体２８の開口率が向上し、光の透過率を向上させることが可能である。
【００３２】
ここで、シャッタ体２８のスライドによるバックライトＢＬからの光の遮断あるいはアクティブマトリクス基板１９側への通過について、図２〜４を参照して説明する。電位が無印加の状態では、図３中（ａ）及び（ｂ）に示すように、各開口部２８ｋのそれぞれの半分、及び、シャッタ体２８のシャッタアンカー２３ｂ側の端部の外側の透過領域の半分が、後述するアクティブマトリクス基板１９の遮光膜３が形成されていない光透過経路に重なり、シャッタ体２８が半開きの状態となっている。
【００３３】
この状態から、例えば、シャッタ体２８に低レベル（Ｌｏｗ）の電位を供給した場合、駆動ビーム２２ｘ側の電位を高レベル（Ｈｉｇｈ）に、駆動ビーム２２ｙ側の電位を低レベル（Ｌｏｗ）に電位制御することで、静電気力によって、図２中（ａ）及び（ｂ）に示すように、シャッタ体２８が駆動ビーム２２ｘ側に引き寄せられる。これにより、シャッタ体２８が開（オープン）状態となり、各開口部２８ｋのそれぞれ、及び、シャッタ体２８のシャッタアンカー２３ｂ側の端部の外側の透過領域が、全領域において、後述するアクティブマトリクス基板１９の遮光膜３が形成されていない光透過経路に重なり、光の透過が許容される。これにより、バックライトＢＬからの光が視認者５０側に出射する。
【００３４】
一方、シャッタ体２８に低レベル（Ｌｏｗ）の電位を供給した場合に、駆動ビーム２２ｘ側の電位を低レベル（Ｌｏｗ）に、駆動ビーム２２ｙ側の電位を高レベル（Ｈｉｇｈ）に電位制御することで、静電気力によって、図４中（ａ）及び（ｂ）に示すように、シャッタ体２８が駆動ビーム２２ｙ側に引き寄せられる。これにより、シャッタ体２８が閉（クローズ）状態となり、各開口部２８ｋのそれぞれ、及び、シャッタ体２８のシャッタアンカー２３ｂ側の端部の外側の透過領域が、全領域において、後述するアクティブマトリクス基板１９の遮光膜３に重なり、光の透過が遮断される。これにより、バックライトＢＬからの光が遮断される。
【００３５】
なお、シャッタ体２８に高レベル（Ｈｉｇｈ）の電位を供給した場合、シャッタ体２８は上記とは逆の動作をする。チャージアップを防ぐために、シャッタ体２８の電位は高レベル（Ｈｉｇｈ）と低レベル（Ｌｏｗ）とで切り替えることが好ましい。
【００３６】
ここで、図２〜４に示すように、シャッタ体２８において、中央凹部２８ａの開口位置と側端凹部２８ｂの開口位置とは等しく、アクティブマトリクス基板１９から中央凹部２８ａの底面までの距離Ｅと、アクティブマトリクス基板１９からシャッタビーム２３ｘ・２３ｙまでの距離Ｆとが等しい。これにより、成膜によるシャッタ体２８及びシャッタビーム２３ｘ・２３ｙの形成が容易である。シャッタ体２８及びシャッタビーム２３ｘ・２３ｙの成膜の詳細については、後述する。
【００３７】
（アクティブマトリクス基板）
アクティブマトリクス基板１９は、図２中（ａ）に示すように、ガラス基板２と、遮光膜３と、光透過膜４と、ゲート電極５と、ゲート絶縁膜６と、ソース電極７と、ドレイン電極８と、パッシベ―ション膜９と、半導体層１０とを含む。アクティブマトリクス基板１９の上層には、シャッタ体２８、シャッタビーム２３ｘ・２３ｙ、および駆動ビーム２２ｘ・２２ｙを含む光シャッタ機構２１が形成されたメカニカル層が設けられている。
【００３８】
遮光膜３は、ガラス基板２上に設けられている。遮光膜３は、バックライトＢＬからの光を透過させる光透過領域以外を覆うように形成されている。遮光膜３は、光を透過させず、かつ、光を反射しにくい材料で形成されている。
【００３９】
光透過膜４は、遮光膜３を覆って設けられている。光透過膜４は、塗布により成膜可能な塗布型材料により形成されている。光透過膜４を塗布型材料により形成することで、遮光膜３のパターンにより生じた凹凸を平坦にする。
【００４０】
ゲート電極５は、光透過膜４上に設けられており、ゲート絶縁膜６で覆われている。ゲート電極５は、導電膜により形成されている。ゲート絶縁膜６は、ＳｉＮｘ膜や、酸素を含むシリコン系無機膜（ＳｉＯ２膜等）や、ＳｉＯ２膜とＳｉＮｘ膜との積層膜であってもよい。
【００４１】
ソース電極７及びドレイン電極８は、ゲート絶縁膜６上に設けられており、パッシベ―ション膜９で覆われている。ソース電極７及びドレイン電極８は、導電膜により形成されている。パッシベ―ション膜９は、ＳｉＮｘ膜であってもよい。
【００４２】
半導体層１０は、ゲート絶縁膜６上に、ソース電極７とドレイン電極８とに挟まれるように設けられており、ソース電極７及びドレイン電極８のそれぞれと接触している。半導体層１０は、酸化物半導体（例えば、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）から構成される酸化物（いわゆるＩｎＧａＺｎＯｘ））、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ（Low Temperature Poly Silicon））等により形成され得る。
【００４３】
（光シャッタ機構の製造方法）
上述したような光シャッタ機構２１は、図５中（ａ）〜（ｄ）に示す製造プロセスにより形成できる。図５は、実施形態１に係る光シャッタ機構の製造方法の要部を示す断面図である。ここでは、図５に示すように、第１犠牲膜３１にフォトリソグラフィを行った後に成膜する第１成膜工程と、第２犠牲膜３３にフォトリソグラフィを行った後に成膜する第２成膜工程とにより、２つの中央凹部２８ａ、２つの側端凹部２８ｂ、２つのシャッタビーム２３ｘ・２３ｙ、及び、２つの駆動ビーム２２ｘ・２２ｙを形成する。
【００４４】
図５中（ａ）に示すように、まず、アクティブマトリクス基板１９上にレジストで形成した第１犠牲膜３１に、フォトリソグラフィ及びパターニングにより第１エリアＲａ及び第２エリアＳａを形成する。ここで、第１犠牲膜３１において、例えば、パターニングされるモールドレジストの厚みは３〜５μｍであり、モールドレジストの下のアンカーレジストの厚みは３〜５μｍである。
【００４５】
さらに、第１犠牲膜３１の上に、ＰＥＣＶＤのような成膜技術によりａ−Ｓｉ膜３２を、フォトリソグラフィが行われた第１犠牲膜３１の第１エリアＲａ及び第２エリアＳａの形状に従うように成膜する。なお、ａ−Ｓｉ膜３２は電極も兼ねるため、Ｐドープして抵抗を下げてもよい。また、ａ−Ｓｉ膜３２の厚みは、例えば３００〜６００ｎｍである。そして、ドライエッチングのようなパターニング技術によりａ−Ｓｉ膜３２をパターニングして、第１エリアＲａにシャッタ体２８の中央凹部２８ａの一部を形成し、第２エリアＳａにシャッタビーム２３ｘ・２３ｙ及び駆動ビーム２２ｘ・２２ｙを形成する。
【００４６】
次に、図５中（ｂ）に示すように、成膜した第１犠牲膜３１の上層にレジストで形成した第２犠牲膜３３に、フォトリソグラフィ及びパターニングにより、第１エリアＲａに連続する第３エリアＲｂ、及び、第２エリアＳａの少なくとも一部の上側の第４エリアＳｂを形成する。第２犠牲膜３３におけるモールドレジスト及びアンカーレジストの厚みの例は、第１犠牲膜３１と同様である。
【００４７】
さらに、図５中（ｃ）に示すように、絶縁膜３４、ａ−Ｓｉ膜３５、及び金属遮光層３６をこの順で、第２犠牲膜３３の第３エリアＲｂ及び第４エリアＳｂの形状に従うように成膜する。なお、絶縁膜３４としてはＳｉＮｘ膜を用いることができ、金属遮光層３６としては、モリブデン（Ｍｏ）膜、チタン（Ｔｉ）膜等を用いることができる。絶縁膜３４の厚みは、例えば１００〜３００ｎｍであり、ａ−Ｓｉ膜３５の厚みは、例えば３００〜６００ｎｍであり、金属遮光層３６の厚みは、例えば１００〜３００ｎｍである。
【００４８】
絶縁膜３４は、ＰＥＣＶＤのような成膜技術により成膜することができる。また、金属遮光層３６は、スパッタ法のような成膜技術により成膜することができる。そして、例えば、金属遮光層３６をウェットエッチングし、絶縁膜３４及びａ−Ｓｉ膜３５をドライエッチングすることで、これらの膜をパターニングする。これにより、第１エリアＲａから第３エリアＳｂまで連続する中央凹部２８ａを形成し、第４エリアＳｂに側端凹部２８ｂを形成する。
【００４９】
そして、図５中（ｄ）に示すように、Ｏ２系プラズマ処理のようなレジスト除去技術によって第１犠牲膜３１及び第２犠牲膜３３を除去し（リリース）、２つの中央凹部２８ａ、２つの側端凹部２８ｂ、２つのシャッタビーム２３ｘ・２３ｙ、及び、２つの駆動ビーム２２ｘ・２２ｙを分離する。
【００５０】
次に、図５中（ｅ）に示すように、プラズマＣＶＤ法やＡＬＤ法等により、シャッタ体２８、シャッタビーム２３ｘ・２３ｙ、及び駆動ビーム２２ｘ・２２ｙの表面に、絶縁膜３７を成膜し、それぞれを電気的に絶縁する。絶縁膜３７としてはＳｉＮｘ膜を用いることができ、その厚みは、例えば１００〜３００ｎｍである。
【００５１】
以上により、アクティブマトリクス基板１９の上層のメカニカル層２０に光シャッタ機構２１を形成することができる。なお、形成した光シャッタ機構２１にＰＥＣＶＤによりＳｉＮｘ膜を成膜し、光シャッタ機構２１の表面に絶縁膜を形成してもよい。これにより、シャッタビーム２３ｘ・２３ｙなどへのチャージアップによる動作不良を防ぐことができる。
【００５２】
〔実施形態２〕
実施形態１では、図５中（ｃ）及び（ｄ）に示すように、第２犠牲膜３３上にａ−Ｓｉ膜３５を成膜する前に絶縁膜３４を成膜し、シャッタ体２８のａ−Ｓｉ膜３５とシャッタビーム２３ｘ・２３ｙのａ−Ｓｉ膜３２との絶縁を取っている。一方、第２犠牲膜３３上に絶縁膜３４を形成せずに、直接ａ−Ｓｉ膜３５を形成してもよい。
【００５３】
シャッタ体２８を電位的に制御しなくてもよい場合は、実施形態２のように、第２犠牲膜３３上に絶縁膜３４を形成してシャッタ体２８とシャッタビーム２３ｘ・２３ｙとの間を絶縁する一方で、シャッタ体２８を電位的に制御する場合には、実施形態２のように、第２犠牲膜３３上に絶縁膜３４を形成しない。
【００５４】
ただし、駆動電位、シャッターサイズ等によっては、シャッタ体２８の一部がシャッタビーム２３ｘ・２３ｙの電位の影響で曲げられ、正常な動作を妨げられる可能性がある。そのような場合には、シャッタ体２８とシャッタビーム２３ｘ・２３ｙの絶縁を取ることが好ましい。
【００５５】
〔実施形態３〕
実施形態１では、光シャッタ機構２１のシャッタ体２８に２つの中央凹部２８ａと２つの側端凹部２８ｂとが設けられているが、図６に示すように、光シャッタ機構６０のシャッタ体６１には、１つの中央凹部６１ａと２つの側端凹部６１ｂとが設けられていてもよい。そして、シャッタ体２８には、中央凹部６１ａとこれに隣接する側端凹部６１ｂとの間に、２つの開口部６１ｋが設けられている。
【００５６】
シャッタ体６１がこのような構成を有することにより、シャッタ体６１、シャッタビーム２３ｘ・２３ｙ、及び駆動ビーム２２ｘ・２２ｙのセットを小さく構成することが可能であり、高解像度化に有効である。
【００５７】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る光シャッタ基板１は、アクティブマトリクス基板１９と、アクティブマトリクス基板１９上に設けられ、シャッタ体２８のスライドによって光源（バックライトＢＬ）からの光を遮断あるいはアクティブマトリクス基板１９側に通過させる光シャッタ機構２１とを備えた光シャッタ基板１であって、前記光シャッタ機構２１は、静電気力によりスライドする前記シャッタ体２８と、前記シャッタ体２８と前記アクティブマトリクス基板１９との間であって、光の通過方向Ｘに前記シャッタ体２８と重畳する位置に設けられ、前記シャッタ体２８と電気的に接続され、印加される電圧に応じて弾性変形し、当該シャッタ体を移動可能にする２つのシャッタビーム２３ｘ・２３ｙと、を含む。
【００５８】
上記の構成によれば、シャッタビームとシャッタ体とを光の通過方向に重なるように設けることで、より幅の広いシャッタ体を用いることができる。これにより、従来よりも大きく開口部分を設けることが可能であり、シャッタ体の開口率が向上し、光源からの光の透過率を向上させることができる。
【００５９】
本発明の態様２に係る光シャッタ基板１は、上記態様１において、前記シャッタ体２８は、光源（バックライトＢＬ）からの光を遮断する遮光部と、光源（バックライトＢＬ）からの光を通過させる開口部２８ｋとを含み、前記遮光部は、前記シャッタビーム２３ｘ・２３ｙの光の通過方向Ｘの厚さよりも深い深さの中央凹部２８ａと、当該中央凹部２８ａの深さと前記シャッタビーム２３ｘ・２３ｙの光の通過方向Ｘの厚さとの差よりも浅い深さの側端凹部２８ｂとを有し、前記シャッタ体２８は、前記中央凹部２８ａが前記２つのシャッタビーム２３ｘ・２３ｙ間に位置し、前記側端凹部２８ｂが前記２つのシャッタビーム２３ｘ・２３ｙの少なくとも一部と光の通過方向Ｘに重畳するように配置されていてもよい。
【００６０】
上記の構成によれば、シャッタビームの上層にもシャッタ体を設けられる上に、シャッタビーム間に設けられる遮光部の深さを深くすることができるので、開口部における光の透過率を向上させると共に、遮光部における光漏れを低減することができる。
【００６１】
本発明の態様３に係る光シャッタ基板１は、上記態様２において、前記遮光部は、複数の前記中央凹部２８ａと２つの前記側端凹部２８ｂとを有しており、前記開口部２８ｋは、複数の前記中央凹部２８ａのそれぞれの間、及び、前記側端凹部２８ｂと当該側端凹部２８ｂに隣接する前記中央凹部２８ａとの間に設けられていてもよい。
【００６２】
上記の構成によれば、シャッタ体に複数の開口部を設けることができるので、シャッタ体の開口率が向上し、光源からの光の透過率を向上させることが可能である。
【００６３】
本発明の態様４に係る光シャッタ基板１は、上記態様２又は３において、前記中央凹部２８ａの開口位置と前記側端凹部２８ｂの開口位置とは等しく、前記アクティブマトリクス基板１９から前記中央凹部２８ａの底面までの距離と、前記アクティブマトリクス基板１９から前記シャッタビーム２３ｘ・２３ｙまでの距離とが等しくてもよい。上記の構成によれば、成膜によるシャッタ体及びシャッタビームの形成が容易である。
【００６４】
本発明の態様５に係る光シャッタ基板１は、上記態様１から４のいずれかにおいて、前記光シャッタ機構２１は、前記シャッタ体２８と前記アクティブマトリクス基板１９との間であって、光の通過方向Ｘに前記シャッタ体２８と重畳する位置であって、光の通過方向Ｘに交差する方向に前記２つのシャッタビーム２３ｘ・２３ｙに対向する位置にそれぞれ設けられ、当該シャッタビーム２３ｘ・２３ｙとの間の静電気力により前記シャッタ体２８を移動させる２つの駆動ビーム２２ｘ・２２ｙをさらに含んでもよい。
【００６５】
上記の構成によれば、駆動ビームとシャッタ体とを光の通過方向に重なるように設けることで、より幅の広いシャッタ体を用いることができる。これにより、従来よりも大きく開口部分を設けることが可能であり、シャッタ体の開口率が向上し、光源からの光の透過率を向上させることができる。
【００６６】
本発明の態様６に係る光シャッタ基板１は、上記態様１から５のいずれかにおいて、前記光シャッタ機構２１は、前記シャッタ体２８と前記アクティブマトリクス基板１９との間であって、光の通過方向Ｘに前記シャッタ体２８と重畳する位置に設けられ、前記２つのシャッタビーム２３ｘ・２３ｙのそれぞれと電気的に接続され、当該シャッタビーム２３ｘ・２３ｙを支持する２つのシャッタアンカー２３ｂ・２３ｄをさらに含んでもよい。
【００６７】
上記の構成によれば、シャッタビームの外側に設けられたシャッタアンカーの上層にもシャッタ体を設けることができるので、より大きいシャッタ体を用いることが可能であり、その結果、シャッタ体の開口率が向上し、光源からの光の透過率を向上させることが可能である。
【００６８】
本発明の態様７に係る光シャッタ基板１は、上記態様５において、前記光シャッタ機構２１は、前記シャッタ体２８と前記アクティブマトリクス基板１９との間であって、光の通過方向Ｘに前記シャッタ体２８と重畳する位置に設けられ、前記２つの駆動ビーム２２ｘ・２２ｙのそれぞれと電気的に接続され、当該駆動ビーム２２ｘ・２２ｙを支持する２つの駆動アンカー２２ｂ・２２ｄをさらに含んでもよい。
【００６９】
上記の構成によれば、駆動ビームの外側に設けられた駆動アンカーの上層にもシャッタ体を設けることができるので、より大きいシャッタ体を用いることが可能であり、その結果、シャッタ体の開口率が向上し、光源からの光の透過率を向上させることが可能である。
【００７０】
本発明の態様８に係る表示装置ＤＰは、上記態様１から７のいずれかに記載の光シャッタ基板１を備える。これにより、より光の透過率の高い表示装置を実現できる。
【００７１】
本発明の態様９に係る光シャッタ機構２１の製造方法は、アクティブマトリクス基板１９上に設けられ、静電気力によりスライドするシャッタ体２８と、当該シャッタ体２８と前記アクティブマトリクス基板１９との間であって、光の通過方向Ｘに前記シャッタ体２８と重畳する位置に設けられ、前記シャッタ体２８と電気的に接続され、前記シャッタ体２８を移動可能にするシャッタビーム２３ｘ・２３ｙとを備える光シャッタ機構２１の製造方法であって、アクティブマトリクス基板１９の上層に第１犠牲膜３１を形成し、第１エリアＲａ及び第２エリアＳａにフォトリソグラフィを行い、フォトリソグラフィが行われた前記第１犠牲膜３１の形状に従うように成膜を行うことで、前記第１エリアＲａに前記シャッタ体２８の一部を形成し、第２エリアＳａに前記シャッタビーム２３ｘ・２３ｙを形成する第１成膜工程と、前記第１成膜工程において成膜した前記第１犠牲膜３１の上層に第２犠牲膜３３を形成し、前記第１エリアＲａに連続する第３エリアＲｂと、前記第２エリアＳａの少なくとも一部の上側の第４エリアＳｂにフォトリソグラフィを行い、フォトリソグラフィが行われた前記第２犠牲膜３３の形状に従うように成膜することで、前記第１エリアＲａから前記第３エリアＲｂまで連続する前記シャッタ体２８を形成し、かつ、前記第４エリアＳｂに前記シャッタ体２８を形成する第２成膜工程とを含む。
【００７２】
上記の構成によれば、態様１〜５のいずれかに記載の光シャッタ基板を好適に製造することができる。
【００７３】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１  光シャッタ基板
１９  アクティブマトリクス基板
２１  光シャッタ機構
２２ｘ・２２ｙ  駆動ビーム
２３ｘ・２３ｙ  シャッタビーム
２８  シャッタ体
２８ａ  中央凹部（遮光部）
２８ｂ  側端凹部（遮光部）
２８ｋ  開口部
２３ｂ・２３ｄ  シャッタアンカー
２２ｂ・２２ｄ  駆動アンカー
ＢＬ  バックライト（光源）
Ｒａ  第１エリア
Ｓａ  第２エリア
Ｒｂ  第３エリア
Ｓｂ  第４エリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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