(57)【要約】【課題】製造工程の簡略化を図り、高速駆動可能な光変調素子、光変調素子アレイ、表示素子、及び光変調素子の製造方法並びに光変調素子アレイの製造方法を提供する。【解決手段】変調する光に対して透明な可撓薄膜を固定電極に対峙させて設け、この可撓薄膜を電気機械動作により変形させ、光の透過率を変化させる光変調素子であって、可撓薄膜を導電性材料により単層で形成した。この可撓薄膜は、絶縁膜上に犠牲層上に形成し、この犠牲層上に帯状の導電性膜を形成した後に犠牲層を除去することで得られる。【選択図】  図１
2004205653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調する光に対して透明な可撓薄膜を固定電極に対峙させて設け、この可撓薄膜を電気機械動作により変形させ、光の透過率を変化させる光変調素子であって、
前記可撓薄膜を導電性材料により単層で形成したことを特徴とする光変調素子。
【請求項２】
入射光を全反射により導光する導光体を備え、前記可撓薄膜が前記導光体の全反射面における入射光全反射条件を変化させることで、入射光を取り出して素子の光路前方へ出射することを特徴とする請求項１記載の光変調素子。
【請求項３】
前記可撓薄膜が、光路を変化させる表面処理を施してあることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光変調素子。
【請求項４】
前記光路を変化させる表面処理が、回折により光路を変化させるものであることを特徴とする請求項３記載の光変調素子。
【請求項５】
前記光路を変化させる表面処理が、光拡散又は光散乱により光路を変化させるものであることを特徴とする請求項３記載の光変調素子。
【請求項６】
前記光路を変化させる表面処理が、屈折により光路を変化させるものであることを特徴とする請求項３記載の光変調素子。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の光変調素子を一次元又は二次元のマトリクス状の配置して構成したことを特徴とする光変調素子アレイ。
【請求項８】
請求項７記載の光変調素子アレイに光を導入する光源を備えたことを特徴とする表示素子。
【請求項９】
前記光源が紫外線を照射する光源であって、前記光変調素子アレイの光路前方に前記光源からの光により励起発光する蛍光体を配置したことを特徴とする請求項８又は請求項９記載の表示素子。
【請求項１０】
請求項１記載の光変調素子の製造方法であって、
透明基板上に第１の透明導電膜を形成するステップと、
前記第１の透明導電膜上に絶縁膜を形成するステップと、
前記絶縁膜上の一部に犠牲層を形成するステップと、
前記絶縁膜及び前記犠牲層上に第２の透明導電膜を形成するステップと、
前記第２の透明導電膜を帯状にパターニングするステップと、
前記第２の透明導電膜と前記絶縁膜との間の犠牲層を除去するステップと、
を少なくとも有することを特徴とする光変調素子の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の透明導電膜により帯状の固定電極を複数本形成すると共に前記犠牲層を前記固定電極の上方にそれぞれ帯状に形成し、前記可撓薄膜を前記固定電極に対して直交する方向へ帯状に複数本形成することを特徴とする光変調素子アレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導入された光を変調する光変調素子、光変調素子アレイ、表示素子、及び光変調素子の製造方法並びに光変調素子アレイの製造方法に関し、特に光変調素子の製造コストを低減する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の光変調素子からなる薄型の平面表示装置の代表的なものとしては、例えば液晶表示装置、プラズマ表示装置等が挙げられる。しかし、液晶表示装置ではバックライトからの光を偏光板、透明電極、カラーフィルターの多数層に透過させるため、光利用効率が低下する問題があり、また、プラズマ表示装置では画素毎に放電用の隔壁形成を行うため、高精細になると高効率で高輝度を得ることが困難であり、駆動電圧も高いことからコストが高くなる欠点がある。
【０００３】
このような諸問題を解消するものとして、近年、電気機械動作により可撓薄膜を変位させ、これにより光源からの光を光変調して画像表示を行う平面表示素子が開発されている。電気機械動作としては、電圧印加による圧電効果を利用したもの、電流印加による電磁気力を利用したもの等種々の方式があるが、特に静電気力を利用したものは、光変調のための可撓薄膜の変位量が１μｍ程度であれば、低電圧・低消費電力で数μｓ以下の高速駆動が可能である。また、変位の電圧依存性においてヒステリシス特性を有するため、２次元アレイ構成においてはパッシブマトリクス駆動が高コントラストで可能であり、ＴＦＴ等のアクティブ素子が不要で大面積の平面表示素子を低コストで製造できる。この種の平面表示素子としては、例えば、下記の文献に記載されている導光板方式によるものがある。
【０００４】
【非特許文献１】
Large-Area Micromechanical Display IDRC 1997, p230〜p233
【特許文献１】
米国特許第５，７７１，３２１号明細書
【特許文献２】
特表２０００−５０５９１１号公報
【０００５】
図７は導光板方式の平面表示素子８０の一部断面図である。この図に示すように、導光板（又は導波路）８２の片面の一方の側端部にプリズム８４を光学的に接続し、このプリズム８４を通じて光源（白色光源、ＬＥＤ、レーザ光源等）８６からの光を導入し、導光板８２内で全反射により導光させている。また、導光板８２の表面には複数の可撓薄膜８８を離反・接触可能に設けており、これら可撓薄膜８８と導光板８２表面にそれぞれ電極層８９を形成させている。電極層８９に駆動電圧が印加された可撓薄膜８８は、導光板８２表面に接触し、導光板８２表面の全反射条件が崩されて導光板８２から光が取り出される。一方、駆動電圧の印加されていない可撓薄膜８８は、導光板８２表面から離反して光は出射されない。このようにして、各可撓薄膜８８の電極層８９に駆動電圧を選択的に印加することで導光板８２表面に画像表示が行われる。
【０００６】
上記のような光変調素子の可撓薄膜８８は、電極層８９とその支持層９１とを有する多層構造であって、電極層８９と支持層９１とでは異なる材料を用いていた。例えば、電極層８９にはＩＴＯ等の透明導電膜やアルミニウム等の金属薄膜が用いられ、支持層９１にはＳｉＯ2，ＳＩＮ、ＴｉＯ2等の金属酸化物系やポリマー材等が用いられていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような異種材料からなる多層構造の可撓薄膜では、その製造工程が複雑となって製造コストが嵩むといった問題があった。また、可撓薄膜が多層構造であると、膜厚の薄肉化が図りにくくなり、可撓薄膜の動作の高速化を妨げるといった問題があった。
そこで本発明は、このような状況に鑑みて、光変調素子の可撓薄膜を単層で形成することで、製造工程の簡略化を図り、高速駆動可能な光変調素子、光変調素子アレイ、表示素子、及び光変調素子の製造方法並びに光変調素子アレイの製造方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明に係る請求項１記載の光変調素子は、変調する光に対して透明な可撓薄膜を固定電極に対峙させて設け、この可撓薄膜を電気機械動作により変形させ、光の透過率を変化させる光変調素子であって、前記可撓薄膜を導電性材料により単層で形成したことを特徴とする。
【０００９】
この光変調素子では、例えば電圧印加による静電気力を利用する方式、電圧印加による圧電効果を利用する方式、電流印加による電磁気力を利用する方式等の電気機械動作により変形される可撓薄膜を、導電性材料により単層で形成することにより、可撓薄膜の製造工程を簡略化し、且つ、高速駆動可能な光変調素子を得ることができる。
【００１０】
請求項２記載の光変調素子は、入射光を全反射により導光する導光体を備え、前記可撓薄膜が前記導光体の全反射面における入射光全反射条件を変化させることで、入射光を取り出して素子の光路前方へ出射することを特徴とする。
【００１１】
この光変調素子では、可撓薄膜が導光体の全反射面に近接配置されることで、全反射面における全反射条件が変化して、導光体内に導入された入射光が可撓薄膜にカップリングされて取り出される。
【００１２】
請求項３記載の光変調素子は、前記可撓薄膜が、光路を変化させる表面処理を施してあることを特徴とする。
【００１３】
この光変調素子では、可撓薄膜が取り出した光の光路を変化させることにより、光変調素子からの出射光を特定の方向に集光させたり、拡散させたりすることができる。
【００１４】
請求項４記載の光変調素子は、前記光路を変化させる表面処理が、回折により光路を変化させるものであることを特徴とする。
【００１５】
この光変調素子では、可撓薄膜から取り出した光の光路を回折により変化させることで、光の光路を高精度に設定できる。
【００１６】
請求項５記載の光変調素子は、前記光路を変化させる表面処理が、光拡散又は光散乱により光路を変化させるものであることを特徴とする。
【００１７】
この光変調素子では、可撓薄膜から取り出した光の光路を光拡散又は光散乱により変化させることで、取り出した光を任意の方向に出射させることができる。
【００１８】
請求項６記載の光変調素子は、前記光路を変化させる表面処理が、屈折により光路を変化させるものであることを特徴とする。
【００１９】
この光変調素子では、可撓薄膜から取り出した光の光路を屈折により変化させることで、光量を維持したまま光路を変更することができる。
【００２０】
請求項７記載の光変調素子アレイは、請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の光変調素子を一次元又は二次元のマトリクス状の配置して構成したことを特徴とする。
【００２１】
この光変調素子アレイでは、前記光変調素子をマトリクス状に配置することで、一次元又は二次元の光変調を行うことができる。
【００２２】
請求項８記載の表示素子は、請求項７記載の光変調素子アレイに光を導入する光源を備えたことを特徴とする。
【００２３】
この表示素子では、光源からの光を入射光として前記光変調素子アレイに導入することで、一次元又は二次元の表示が行える。
【００２４】
請求項９記載の表示素子は、前記光源が紫外線を照射する光源であって、前記光変調素子アレイの光路前方に前記光源からの光により励起発光する蛍光体を配置したことを特徴とする。
【００２５】
この表示素子では、光変調素子アレイの各光変調素子からの出射光が蛍光体を励起発光させることで、発光された光が表示素子の光路前方に出射される。
【００２６】
請求項１０記載の光変調素子の製造方法は、請求項１記載の光変調素子の製造方法であって、透明基板上に第１の透明導電膜を形成するステップと、前記第１の透明導電膜上に絶縁膜を形成するステップと、前記絶縁膜上の一部に犠牲層を形成するステップと、前記絶縁膜及び前記犠牲層上に第２の透明導電膜を形成するステップと、前記第２の透明導電膜を帯状にパターニングするステップと、前記第２の透明導電膜と前記絶縁膜との間の犠牲層を除去するステップと、を少なくとも有することを特徴とする。
【００２７】
この光変調素子の製造方法では、透明基板上に順次形成した第１の透明導電膜、絶縁膜の上に犠牲層を形成し、さらにその上に第２の透明導電膜を形成し、この第２の透明導電膜を帯状にパターニングした後、犠牲層を除去することで、絶縁膜との間に空隙を有する可撓薄膜を容易に形成できる。以て、低コストに光変調素子を作製することができる。
【００２８】
請求項１１記載の光変調素子アレイの製造方法は、前記第１の透明導電膜により帯状の固定電極を複数本形成すると共に前記犠牲層を前記固定電極の上方にそれぞれ帯状に形成し、前記可撓薄膜を前記固定電極に対して直交する方向へ帯状に複数本形成することを特徴とする。
【００２９】
この光変調素子の製造方法では、第１の透明導電膜を帯状に形成した固定電極と、これに直交する帯状の可撓薄膜との交点に光変調素子が形成され、固定電極を走査電極、可撓薄膜を信号電極とすることで、各光変調素子をマトリクス駆動可能な構成に容易にすることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光変調素子、光変調素子アレイ、表示素子、及び光変調素子の製造方法並びに光変調素子アレイの製造方法の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る光変調素子の一構成例を示す断面図であり、（ａ）遮光状態と（ｂ）透過状態の様子を示している。
この光変調素子１００は、全反射型の光変調素子であって、ガラス基板等の透明な基板１１と、基板１１上に形成された透明導電膜（固定電極）１３と、この固定電極１３と基板１１とを覆うように形成された絶縁膜１５と、絶縁膜１５の上面で、固定電極１３上方の位置で空隙１９を隔てて絶縁膜１５と平行に対向配置されている可撓薄膜１７とを基本構成として備えている。
そして、基板１１の側方に光源２１を配置することで、導光体となる基板１１及び絶縁膜１５内を光が全反射により導入され、この導入された光が可撓薄膜１７へ選択的に導入されることになる。
【００３１】
基板１１は、透明ガラスの他にも、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリカーボネートなどの光透過性を有する樹脂フィルム等によっても形成できる。
固定電極１３は、一般的には微粒子化により透明にされた金属或いは導電性を有する金属化合物で構成される。この金属としては、金、銀、パラジウム、亜鉛、アルミニウム等を用いることができ、金属化合物としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、アルミニウム添加酸化亜鉛（通称；ＡＺＯ）等が用いることができる。具体的には、ＳｎＯ2膜（ネサ膜）、酸化亜鉛系アモルファス透明導電膜（通称：ＩＺＯ）、ＩＴＯ膜等を挙げることができる。
【００３２】
可撓薄膜１７は、透明な導電性材料により単層で形成される。絶縁膜１５は、ＳＩＯ2により形成でき、この他にも、絶縁性のシリコン窒化物、セラミック、樹脂等を用いることができる。
なお、ここでいう透明とは、変調する光に対して透明であることを意味する。
【００３３】
上記構成の光変調素子１００によれば、可撓薄膜１７を電気機械動作により変形させることで光変調素子の光の透過率を変化させることができる。電気機械動作としては、電圧印加による静電気力を利用する方式、電圧印加による圧電効果を利用する方式、電流印加による電磁気力を利用する方式等があるが、ここでは、静電気力を利用する方式を用い、可撓薄膜１７と固定電極１３に印加する電圧に応じて光変調素子１００の光透過率を変更する。
即ち、図１（ａ）に示すように、可撓薄膜１７と固定電極１３との間に非駆動電圧ＶOFFを印加した場合、可撓薄膜１７と絶縁膜１５との間に空隙１９が保持され、基板１１に導光されてきた光が絶縁膜１５の表面（導光体の全反射面）で全反射されて可撓薄膜１７側には出射されない。また、図１（ｂ）に示すように、可撓薄膜１７と固定電極１３との間に駆動電圧ＶONを印加した場合、可撓薄膜１７は静電気力によって固定電極１３側に撓んで絶縁膜１５に接触する。すると、基板１１に導光されてきた光が可撓薄膜１７側に導光（モード結合）されて、光変調素子１００の光路前方へ光を出射する。
このように、印加電圧に応じて可撓薄膜１７を導光体側の絶縁膜１５に接触又は離反させることにより、導光体の全反射面における全反射条件が変化して、光のオンオフ制御が行える。
【００３４】
このように本実施形態の光変調素子１００は、可撓薄膜１７を、導電性材料を用いて単層で形成することにより、可撓薄膜１７が電極部と可動部からなる場合と比較して構成が簡略化されると共にその製造工程も簡略化でき、製造コストを低減できる。また、可撓薄膜１７の薄肉化が図られ、可撓薄膜のより高速な動作が可能となり、応答性の高い素子構造にすることができる。
【００３５】
また、可撓薄膜１７は、透過された光の光路を変化させる表面処理を施すことで、光変調素子１００からの出射光を偏向又は拡散させることができる。図２に光路を変化させる表面処理の例を示した。まず、図２（ａ）に示すように、可撓薄膜１７の表面にレリーフ型回折格子を形成する場合には、高精度に出射光光路の角度を設定できる。図２（ｂ）に示すように、可撓薄膜１７の表面に微小な凹凸を形成する場合には、光拡散、光散乱を生じさせることができる。図２（ｃ）に示すように、可撓薄膜１７の表面にレンズアレイを形成する場合や、図２（ｄ）に示すように、プリズムアレイを形成する場合には、入射光の強度を実質的に低下させずに光路を変更することができる。
【００３６】
ここで、本実施形態の光変調素子１００の製造方法をステップ毎に説明する。この光変調素子１００の作製プロセスの一例を図３に示した。以下、図３に基づいて光変調素子１００の作製プロセスを順次説明する。
（１）透明導電膜の成膜
透明なガラス基板１１上にスパッタ等の真空成膜法により透明導電膜ＩＴＯを成膜する。
（２）透明導電膜のパターニング
成膜された透明導電膜上にフォトレジストを塗布し、フォトマスクのパターンをこのフォトレジストに露光転写する。そして、パターン部以外のレジストを除去してエッチング処理（ウェットエッチング等）し、その後、レジストを除去することで帯状の透明導電膜を形成する。この透明導電膜が固定電極１３となる。
【００３７】
（３）絶縁膜の成膜
形成された帯状の透明導電膜と、エッチング処理による露出された基板１１上にＳｉＯ2等の絶縁膜１５をスパッタにより成膜する。
（４）犠牲層の成膜とパターニング
絶縁膜上に層を形成して、上記同様の手法によりパターニングすることで、可撓薄膜の空隙部分となる断面形状を有する犠牲層３５を形成する。この犠牲層３５は固定電極１３に対応して帯状に形成する。
（５）透明導電膜の成膜
絶縁膜１５と犠牲層３５の上面に透明導電膜を真空成膜法等により成膜する。
【００３８】
（６）透明導電膜のパターニング
成膜された透明導電膜を、上記同様のフォトリソ法とエッチング処理（ドライエッチング又はウェットエッチング）によりパターニングを施し、固定電極１３及び犠牲層３５に対して直交方向に帯状の透明導電膜を形成する。この帯状の透明導電膜が可撓薄膜１７となる。
（７）犠牲層除去
可撓薄膜１７と絶縁膜１５との間の犠牲層をエッチング処理（ドライエッチング又はウェットエッチング）により除去する。
【００３９】
以上の作製プロセスにより光変調素子１００が作製され、可撓薄膜１７を異種材料を用いて電極部と可動部との多層構造で形成する場合よりも、その製造工程が大幅に簡略化され、製造コストを削減することができる。
なお、光変調素子１００の構造は、図示した例に限らず、可撓薄膜１７を単層の導電性材料で形成すれば他のいかなる形態のものであってもよい。例えば、基板上に支柱により平板状の可撓薄膜が支持される構成であってもよい。
【００４０】
次に、上記の光変調素子を複数用いて光変調素子アレイを形成した第２の実施形態を説明する。
図４に本実施形態の光変調素子アレイの概略な構成を斜視図で示した。本実施形態の光変調素子アレイ２００は、前述の光変調素子１００を２次元配列したもので、各光変調素子が個別にオンオフ制御できるように構成されている。
光変調素子アレイ２００は、基板１１側に複数の帯状の固定電極１３を複数それぞれ平行に配列し、この固定電極１３と直交する方向にそれぞれ可撓薄膜１７を連続して形成している。これにより、固定電極１３と可撓薄膜１７との各公差部に光変調部（１，１）,（１，２）、…が形成された構成となり、また、固定電極１３を走査電極とすると共に、可撓薄膜１７を画像信号電極とすることで単純マトリクス駆動が可能となり、２次元の光変調が可能となる。
【００４１】
なお、図４には２次元配列された光変調アレイを示したが、これに限らず、１次元配列された光変調素子アレイの構成としても上記同様の１次元の光変調が行える。
【００４２】
次に、本発明に係る光変調素子により紫外線を光変調し、蛍光体を励起発光させて表示を行う第３の実施形態を説明する。
ここで、図５は本実施形態の平面表示素子に対する概略的な構成を示す斜視図であり、図６は図５のＡ−Ａ断面に対応する一画素の領域の断面図である。
図５及び図６に示すように、本実施形態の平面表示素子３００は、前述の光変調アレイ２００の１つの光変調部を３つの光変調部に分割し、各光変調部で異なる表示色を担うようになっている。
この平面表示素子３００の光源としてＵＶ光源２３を用い、基板１１の側方に配置すると共に、平面表示素子３００の可撓薄膜１７形成側には、蛍光体２５ａ，２５ｂ，２５ｃを透明基板２７に形成した前面板２２を対向配置した構成としている。
【００４３】
前面板２２には、平面表示素子３００の可撓薄膜１７に対向させてＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の三原色の帯状の蛍光体２５ａ，２５ｂ，２５ｃを設けてある。また、これら帯状の蛍光体２５ａ，２５ｂ，２５ｃの間には、コントラスト比を向上させるブラックマトリクス２９を配置している。この場合のブラックマトリクス２９は、カーボン分散樹脂、クロム等の金属で形成できる。
この前面板２２の透明基板２７としては、蛍光体発光波長を透過するガラス等の材料が使用される。また、蛍光体２５ａ，２５ｂ，２５ｃの可撓薄膜１７側には、励起用の紫外線を透過させると共に、蛍光体発光波長を反射する波長選択反射膜３１を設けてあり、ＵＶ光源２３からの光を透過させると共に、蛍光体からの発光を表示側に向けて反射させている。これにより表示光量の増大が図られる。この波長選択反射膜３１としては、例えば誘電体多層膜や、コレステリック液晶材料が使用できる。
【００４４】
ここで、上記構成の平面表示素子３００の光変調動作を説明すると、まず、図６（ａ）に示すように、可撓薄膜１７と固定電極１３との間に非駆動電圧ＶOFFが印加された場合、可撓薄膜１７はニュートラル状態で絶縁膜１５との間に空隙１９が保持されて、基板１１に導入されたＵＶ光は前面板２２側に出射されず全反射導光される。
一方、図６（ｂ）に示すように、可撓薄膜１７と固定電極１３との間に駆動電圧ＶONが印加された場合、可撓薄膜１７は静電気力によって固定電極１３側の絶縁膜１５に吸着される。すると、基板１１に導入されたＵＶ光は全反射条件が崩れるために可撓薄膜１７を通じて取り出され、前面板２２側に出射される。出射されたＵＶ光は、前面板２２の波長選択反射膜３１を透過して蛍光体２５ａ，２５ｂ，２５ｃに選択的に照射され、蛍光体を励起発光させる。これにより生じた励起光（Ｒ，Ｇ，Ｂ色）は表示側に出射され、また、表示側後方に向いた励起光は波長選択反射膜３１により表示側に反射されて出射される。
【００４５】
このように、上記構成の励起発光型の平面表示素子３００によれば、任意の位置の蛍光体を選択的に発光制御することができ、任意のパターンのカラー画像を表示できる。
なお、上記実施形態では、入射光としてＵＶ光を用い、その透過光により励起発光するＲ，Ｇ，Ｂ色の蛍光体を使用してフルカラー表示を行ったが、この他には、入射光として青色（主な波長域は４００〜５００ｎｍ）とし、この青色光で励起発光するＧ，Ｒ色の蛍光体を使用してもよく、これらの組合せは上記例に限らない。入射光として青色のような可視光を使用することにより、ＵＶ光に耐性のない有機材料等を本発明の素子を構成する材料として使用可能にできる。
【００４６】
また、可撓薄膜１７の光路前方に蛍光体を設け、この蛍光体のさらに光路前方に蛍光体の発光波長成分を透過すると共に入射光の波長成分を遮光させる光学フィルタを設けてもよい。この構成によれば、例えば入射光としてＵＶ光を用いた場合に、その透過光（漏れ光）が表示側（観測者側）へ出射されることを防止できる。
さらに、上記光学フィルタに代えて、蛍光体の発光波長成分を遮光させる光学フィルタを設けてもよい。この構成によれば、例えば蛍光体の発光波長が可視光域の場合、可視光を吸収するＮＤフィルタ（透過率２０〜７０％程度）を表示側（観測者側）に設けることにより、明るい場所であっても高いコントラストで表示が行える。
【００４７】
上記構成による２次元配列された平面表示素子３００は、可撓薄膜１７の形状と弾性定数等の機械的物性、可撓薄膜１７と絶縁膜１５（全反射面）との空隙距離等を適宜選択することで、印加電圧に対する可撓薄膜１７の変位特性にヒステリシスを生じる。
このヒステリシス特性を利用して、信号電極となる可撓薄膜１７と走査電極となる固定電極１３に適宜電圧を印加することにより、ＴＦＴ等のアクティブ素子を用いることなく２次元配列された任意の画素の透過率を高コントラストで制御することが可能となる。即ち、所謂パッシブマトリクス駆動が可能となる。パッシブマトリクス駆動とは、格子状に走査電極と信号電極とを配置して、これを時分割でオンオフ制御することで、交点部分の画素を駆動する表示方式である。
【００４８】
このように、平面表示素子３００を一般的に用いられるパッシブマトリクス駆動手段に接続して可撓薄膜１７と固定電極１３に電圧を印加することで、安価で大面積な表面表示素子を実現できる。さらに、可撓薄膜１７を薄肉化すると共に可撓薄膜１７と絶縁膜１５との空隙を１μｍ程度とすることで、低電圧で高速の光変調が可能となり、特に透過率を２値で変調し、１フィールド時間内に透過させる時間をデジタル的に制御することにより、動画表示に適した高品位の階調が安定して得られる。また、蛍光体発光による表示なので視野角依存が無く、高画質な表示が行える。
【００４９】
【発明の効果】
本発明に係る光変調素子、光変調素子アレイ、表示素子によれば、電気機械動作により変形される可撓薄膜を、導電性材料により単層で形成することにより、可撓薄膜の製造工程を簡略化し、且つ、高速駆動可能な素子構成とすることができる。
また、本発明に係る光変調素子の製造方法によれば、透明基板上に順次形成した第１の透明導電膜、絶縁膜の上に犠牲層を形成し、さらにその上に第２の透明導電膜を形成し、この第２の透明導電膜を帯状にパターニングした後、犠牲層を除去することで、絶縁膜との間に空隙を有する可撓薄膜を容易に形成でき、低コスト化が図られる。
さらに、本発明に係る光変調素子アレイの製造方法によれば、各光変調素子をマトリクス駆動可能な構成に容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光変調素子の一構成例を示す断面図であり、（ａ）遮光状態と（ｂ）透過状態の様子を示す図である。
【図２】可撓薄膜に対する光路を変化させる表面処理の例を示す図である。
【図３】光変調素子の作製プロセスの一例を示す説明図である。
【図４】光変調素子アレイの概略な構成を示す斜視図である。
【図５】平面表示素子に対する概略的な構成を示す斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ断面に対応する一画素の領域の断面図である。
【図７】従来の導光板方式の平面表示素子の一部断面図である。
【符号の説明】
１１  基板
１３  透明導電膜（第１の透明導電膜）
１５  絶縁膜
１７  可撓薄膜（第２の透明導電膜）
１９  空隙
２１  光源
２２  前面板
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ  蛍光体
１００  光変調素子
２００  光変調素子アレイ
３００  平面表示素子（表示素子）
【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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【図７】
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