(57)【要約】【課題】静電気力により電気機械的動作をさせる光変調素子の可動部における電荷チャージの発生をなくし、駆動特性の経時劣化を防止する。【解決手段】光の出射される固定部１の表面に対して可撓間隙１１を隔てて可撓部９を設け、静電気力による可撓部９の変位動作と、この可撓部９の弾性復帰動作とにより可撓部９を固定部１の表面に対して接触又は離反させることで、可撓部９を通過する光の変調を行う電気機械的な光変調素子２１において、固定部１の接触表面に微細な凹凸４を形成した。【選択図】        図１
2004212637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の出射される固定部の表面に対して可撓間隙を隔てて可撓部を設け、静電気力による可撓部の変位動作と、該可撓部の弾性復帰動作とにより該可撓部を前記固定部の表面に対して接触又は離反させることで、該可撓部を通過する光の変調を行う電気機械的な光変調素子において、
前記固定部の接触表面に微細な凹凸が形成されたことを特徴とする光変調素子。
【請求項２】
光の出射される固定部の表面に対して可撓間隙を隔てて可撓部を設け、静電気力による可撓部の変位動作と、該可撓部の弾性復帰動作とにより該可撓部を前記固定部の表面に対して接触又は離反させることで、該可撓部を通過する光の変調を行う電気機械的な光変調素子において、
前記固定部の接触表面に対して接触又は離反する前記可撓部の接触表面に微細な凹凸が形成されたことを特徴とする光変調素子。
【請求項３】
光の出射される固定部の表面に対して可撓間隙を隔てて可撓部を設け、静電気力による可撓部の変位動作と、該可撓部の弾性復帰動作とにより該可撓部を前記固定部の表面に対して接触又は離反させることで、該可撓部を通過する光の変調を行う電気機械的な光変調素子において、
前記固定部の接触表面と、該固定部の接触表面に対して接触又は離反する前記可撓部の接触表面との双方に、平行な複数の凹条及び凸条からなる凹凸が形成され且つ固定部の接触表面に形成された凹条及び凸条と、可撓部の接触表面に形成された凹条及び凸条が、交差する方向に配設されることを特徴とする光変調素子。
【請求項４】
前記凹凸の高さが、変調する光の波長の１／１０以下であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の光変調素子。
【請求項５】
前記可撓部が、支持部によって架設されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の光変調素子。
【請求項６】
前記可撓部が、犠牲層によって形成された可撓空間を隔てて前記固定部の表面に対向配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の光変調素子。
【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２次元のマトリクス状に配列し、前記可撓部に設けられる電極と、前記固定部に設けられる電極とのいずれか一方の電極に、走査信号を印加して各画素を選択し、いずれか他方の電極に、画像信号を印加して各光変調素子を駆動することを特徴とする平面表示素子。
【請求項８】
前記電極に、交流信号が印加されることを特徴とする請求項７記載の平面表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機械動作により光の透過率を変化させる光変調素子及び平面表示素子に関し、特に、光変調素子の動作時における電荷チャージ発生の防止に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロマシニングにより作製された可撓薄膜を、静電気力により機械的動作させることで光変調を行う電気機械的な光変調素子が知られている。この光変調素子としては、例えば透明な電極とダイヤフラムからなる可撓薄膜を、支持部を介して導光板上の固定電極に架設したものがある。
この光変調素子では、両電極間に所定の電圧を印加することで電極間に静電気力を発生させ、可撓薄膜を固定電極に向かって撓ませる。これに伴って素子自体の光学的特性が変化して、光変調素子に光が透過する。一方、印加電圧をゼロにすることで可撓薄膜が弾性復帰し、光変調素子は光を遮光する。このようにして光変調が行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２５８５５８号公報
【０００４】
ところで、可撓薄膜を静電気力によって変形させたり弾性復帰させる場合、印加電圧Ｖｇｓと可撓薄膜の変位の関係はヒステリシス特性を示す。従って、印加電圧Ｖｇｓと光透過率Ｔとの関係も図１２に示すようにヒステリシス特性を示すことになる。
このヒステリシス特性によれば、光変調要素がＯＦＦ（光遮蔽）の状態では、ＶｇｓがＶｔｈ（Ｌ）  以下でＯＦＦ状態を維持し、ＶｇｓがＶｔｈ（Ｈ）  以上になるとＯＮ状態を維持する。そして、光変調要素は、ＶｇｓがＶｓ（Ｈ）  以上でＯＮ状態を維持したままとなり、Ｖｓ（Ｌ）以下となるとＯＦＦ状態に飽和する。尚、Ｖｇｓの極性が負の場合は、正極性の縦軸対称の特性となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の光変調素子は、可動部である可撓薄膜が、絶縁材料からなり、且つこの可撓薄膜が絶縁性を有する支持部によって架設されているため、可撓薄膜が撓みにより可動されると、固定電極又は固定電極を覆う絶縁層の固定部接触面に接触する。そして、光変調素子の連続駆動により、可撓薄膜が固定部の接触面に対して接触・離反を繰り返すと、電気的に絶縁状態となっている可撓薄膜には電荷チャージが発生する。
この電荷チャージは、スティッキング等により、可撓薄膜の正常な撓みを阻害する等して、光変調素子の駆動特性を経時劣化させる要因となった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、静電気力により電気機械的動作をさせる光変調素子の可動部における電荷チャージの発生を低減し、もって、駆動特性の経時劣化防止を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る請求項１記載の光変調素子は、光の出射される固定部の表面に対して可撓間隙を隔てて可撓部を設け、静電気力による可撓部の変位動作と、該可撓部の弾性復帰動作とにより該可撓部を前記固定部の表面に対して接触又は離反させることで、該可撓部を通過する光の変調を行う電気機械的な光変調素子において、前記固定部の接触表面に微細な凹凸が形成されたことを特徴とする。
【０００７】
この光変調素子では、固定部の接触表面に微細な凹凸が形成され、可撓部が固定部の接触面に対して接触・離反を繰り返しても、接触面同士に摩擦が生じにくくなり、ベタ面同士を接触・離反させる場合に比べて、可撓部に電荷チャージが発生しにくくなる。従って、静電気力によって可撓部を変位動作させる電気機械的な光変調素子の連続駆動において、スティッキングを防止して、可撓部の正常な撓みを維持することができ、光変調素子の駆動特性における経時劣化が防止されることになる。また、凹凸が固定部の接触表面に形成されることで光変調素子の積層工程において、凹凸の形成が容易になる。
【０００８】
請求項２記載の光変調素子は、光の出射される固定部の表面に対して可撓間隙を隔てて可撓部を設け、静電気力による可撓部の変位動作と、該可撓部の弾性復帰動作とにより該可撓部を前記固定部の表面に対して接触又は離反させることで、該可撓部を通過する光の変調を行う電気機械的な光変調素子において、前記固定部の接触表面に対して接触又は離反する前記可撓部の接触表面に微細な凹凸が形成されたことを特徴とする。
【０００９】
この光変調素子では、固定部の接触表面に対して接触又は離反する可撓部の接触表面に微細な凹凸が形成され、可撓部が固定部の接触面に対して接触・離反を繰り返しても、接触面同士に摩擦が生じにくくなり、ベタ面同士を接触・離反させる場合に比べて、可撓部に電荷チャージが発生しにくくなる。従って、静電気力によって可撓部を変位動作させる電気機械的な光変調素子の連続駆動において、スティッキングを防止して、可撓部の正常な撓みを維持することができ、光変調素子の駆動特性における経時劣化が防止されることになる。また、凹凸が可撓部の接触表面に形成されることで、凹凸が固定電極、若しくは固定電極を覆う絶縁層のみに形成される必要がなくなり、凹凸を形成する材料の選択自由度が高まる。
【００１０】
請求項３記載の光変調素子は、光の出射される固定部の表面に対して可撓間隙を隔てて可撓部を設け、静電気力による可撓部の変位動作と、該可撓部の弾性復帰動作とにより該可撓部を前記固定部の表面に対して接触又は離反させることで、該可撓部を通過する光の変調を行う電気機械的な光変調素子において、前記固定部の接触表面と、該固定部の接触表面に対して接触又は離反する前記可撓部の接触表面との双方に、平行な複数の凹条及び凸条からなる凹凸が形成され且つ固定部の接触表面に形成された凹条及び凸条と、可撓部の接触表面に形成された凹条及び凸条が、交差する方向に配設されることを特徴とする。
【００１１】
この光変調素子では、固定部の接触表面と、可撓部の接触表面との双方に形成された平行な複数の凹条及び凸条からなる凹凸が、交差する方向に配設されることで、固定部の接触表面と可撓部の接触表面とが接触した場合、線状となる双方の凸条同士が、交差して接触（即ち、複数の交差点で接触）することになる。これにより、接触面積が大幅に減少されて、接触面同士に摩擦が生じにくくなり、ベタ面同士を接触・離反させる場合に比べて、可撓部に電荷チャージが発生しにくくなる。従って、静電気力によって可撓部を変位動作させる電気機械的な光変調素子の連続駆動において、可撓部の正常な撓みを維持することができ、光変調素子の駆動特性における経時劣化が防止されることになる。
【００１２】
請求項４記載の光変調素子は、前記凹凸の高さが、変調する光の波長の１／１０以下であることを特徴とする。
【００１３】
この光変調素子では、凹凸の高さを、変調する光の波長の１／１０以下として、請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の構成をとることにより、光の変調に支障を及ぼさないようにできる。
【００１４】
請求項５記載の光変調素子は、前記可撓部が、支持部によって架設されていることを特徴とする。
【００１５】
この光変調素子では、可撓部が支持部によって架設され、請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の構成をとることにより、上記した作用により電荷チャージが発生しにくくなった可撓部が支持部を用いた確実な可撓部支持構造で形成可能になり、電荷チャージが発生しにくく且つ耐久性の高い可撓部が得られる。
【００１６】
請求項６記載の光変調素子は、前記可撓部が、犠牲層によって形成された可撓空間を隔てて前記固定部の表面に対向配置されていることを特徴とする。
【００１７】
この光変調素子では、可撓部が犠牲層によって形成された可撓空間を有して固定部の接触面に対向配置され、請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の構成をとることにより、上記した作用により電荷チャージが発生しなくなった可撓部が支持部を用いない比較的製作容易な可撓部支持構造で形成可能になる。
【００１８】
請求項７記載の平面表示素子は、請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の光変調素子を２次元のマトリクス状に配列し、前記可撓部に設けられる電極と、前記固定部に設けられる電極とのいずれか一方の電極に、走査信号を印加して各画素を選択し、いずれか他方の電極に、画像信号を印加して各光変調素子を駆動することを特徴とする。
【００１９】
この平面表示素子では、光変調素子が２次元のマトリクス状に配列され、走査電極信号に従い各画素が選択され、画素電極にデータ信号が与えられて画像が表示される。そして、各画素を構成する光変調素子が、請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の構成をとることにより、可撓部に電荷チャージが発生しなくなる。これにより、光変調素子の駆動特性における経時劣化が発生せず、画素抜け等のない高品位な画像が長期間にわたって表示可能になる。
【００２０】
請求項８記載の平面表示素子は、前記電極に、交流信号が印加されることを特徴とする。
【００２１】
この平面表示素子では、可撓部と、固定部の接触面との双方の電極に交流信号が印加され、時間と共に双方の電極の電位が正の向き又は負の向きに増大することになる。これにより、請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の構成による作用とも相まって、可撓部に電荷チャージが発生しにくくなり、光変調素子の駆動特性における経時劣化が発生せず、画素抜け等のない高品位な画像が長期間にわたって表示可能になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光変調素子及び平面表示素子の好適な実施の形態を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第一実施形態を示す断面図、図２は図１に示した光変調素子の動作状態を説明する断面図である。
【００２３】
可撓部である可撓薄膜を電気機械動作させて光変調させる動作原理としては、可撓薄膜と透明な信号電極とを離反又は接触させることによる導光拡散作用（以下、導光拡散と称する。）を利用することができる。導光拡散では、空隙を光の透過抵抗として、空隙が形成されている際には、信号電極からの出射光を遮断若しくは減衰させる一方、可撓薄膜を信号電極に接触させた時のみに、信号電極からの出射光を可撓薄膜へ導光（モード結合）させ、その光を可撓薄膜において拡散させることで、可撓薄膜からの出射光の強度を制御する（光変調する）。
【００２４】
図１に示すように、固定部である導光板１上には、紫外線に対して透明な一方の電極（電極）３を形成してある。この例としては、電子密度の高いＩＴＯなどの金属酸化物、非常に薄い金属薄膜（アルミ等）、金属微粒子を透明絶縁体に分散した薄膜、又は高濃度ドープしたワイドハンドギャップ半導体などが好適である。この電極３の表面（即ち、固定部の接触表面）には、光の変調に対して支障の生じない範囲の微細な凹凸４が形成されいる。具体的には凹凸の高さは、変調する光の波長の波長の１／１０以下である。また、電極３が絶縁層によって覆われる場合には、凹凸４は、絶縁層の表面に形成される。
【００２５】
電極３の上には、絶縁性の支持部である支柱７を形成してある。支柱７には、例えばシリコン酸化物、シリコン窒化物、セラミック、樹脂などを用いることができる。支柱７の上端面には、ダイヤフラム９を形成してある。ダイヤフラム９は、絶縁体からなる。電極３とダイヤフラム９との間には、可撓空間（キャビティ）１１が形成されている。このダイヤフラム９には、ポリシリコンなどの半導体、絶縁性のシリコン酸化物、シリコン窒化物、セラミック、樹脂などを用いることができる。また、ダイヤフラム９の屈折率は、導光板１の屈折率と同等かそれ以上が好ましい。
【００２６】
ダイヤフラム９の上には、光拡散層１３、例えば、無機、有機透明材料の表面に凹凸を形成したもの、マイクロプリズム、マイクロレンズを形成したものや、無機、有機多孔質材料、又は屈折率の異なる微粒子を透明基材に分散したものなどを形成してある。
【００２７】
光拡散層１３の上には、紫外線に対して透明な他方の電極（電極）１７を形成してある。例として、一方の電極３と同様の材料のものを用いることができる。ダイヤフラム９、光拡散層１３、電極１７は、可撓薄膜を構成している。
【００２８】
導光板１とダイヤフラム９との間には可撓空間１１が存在するが、この可撓空間１１は支柱７の高さで略決定される。可撓空間１１の高さは、例えば、０．１μｍから１０μｍ程度が好ましい。この可撓空間１１は、通常、犠牲層のエッチングにより決定される。
【００２９】
また、上述の構成例の他に、ダイヤフラム９と光拡散層１３とを同一の材料で構成しても良い。例えば、窒化シリコン膜でダイヤフラム９を構成し、上面側の表面に凹凸を形成することによって、拡散機能を持たせることができる。
【００３０】
このように構成した光変調素子２１の光変調の動作原理を説明する。
電圧ＯＦＦ時、両電極３、１７の電圧がゼロで、ダイヤフラム９と導光板１との間に可撓空間１１（例：空気）が存在する場合、
導光板１の屈折率をｎｗとすると、空気との界面における全反射臨界角θｃは、
θｃ＝ｓｉｎ−１（ｎｗ）        となる。
従って、紫外線は、界面への入射角θが、θ＞θｃのとき、図１に示すように、導光板１内を全反射しながら進む。
【００３１】
電圧ＯＮ時、両電極３、１７に電圧を印加し、ダイヤフラム９と導光板１表面とを接触又は十分な距離に近づけた場合、図２に示すように、紫外線は、ダイヤフラム９側に伝搬透過し、更に光拡散層１３により拡散されて表面側に出射する。
【００３２】
この実施形態による光変調素子２１によれば、電圧印加によるダイヤフラム９の位置制御により、光変調を行うことができる。そして、電極３の表面に、光の変調に対して支障の生じない範囲の微細な凹凸４を形成したので、ダイヤフラム９が電極３の表面に対して接触・離反を繰り返しても、接触面同士に摩擦が生じにくくなり、ベタ面同士を接触・離反させる場合に比べて、ダイヤフラム９に電荷チャージが発生しにくくなる。従って、静電気力によってダイヤフラム９を変位動作させる電気機械的な光変調素子２１の連続駆動においても、ダイヤフラム９の正常な撓みを維持することができ、光変調素子２１の駆動特性における経時劣化を防止することができる。
【００３３】
また、この光変調素子２１では、電圧の値により、ダイヤフラム９と導光板１との間隙距離、接触面積を変化させることができる。これによって、透過光量の制御が可能となる。このような作用を利用することにより、印加電圧を可変して階調制御も可能にできる。
【００３４】
次に、本発明に係る光変調素子の第二実施形態を説明する。
図３は第二実施形態の光変調部を示す断面図である。なお、以下の各実施の形態において、図１に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３５】
この実施の形態による光変調素子２３は、電極３の表面に対して接触又は離反するダイヤフラム９の接触表面（可動部の接触表面）に微細な凹凸４が形成されている。この凹凸の高さも、変調する光の波長の１／１０以下あることが好ましい。
【００３６】
従って、この光変調素子２３においても、ダイヤフラム９が電極３の表面に対して接触・離反を繰り返しても、接触面同士に摩擦が生じにくくなり、ベタ面同士を接触・離反させる場合に比べて、ダイヤフラム９に電荷チャージが発生しにくくなる。従って、静電気力によってダイヤフラム９を変位動作させる電気機械的な光変調素子２３の連続駆動において、ダイヤフラム９の正常な撓みを維持することができ、光変調素子２３の駆動特性における経時劣化が防止されることになる。また、凹凸４がダイヤフラム９の接触表面に形成されることで、凹凸４が電極３、若しくは電極３を覆う絶縁層に形成される場合がなくなり、凹凸４を形成する材料の選択自由度が高まることになる。
【００３７】
なお、上記の第一、第二の実施の形態では、凹凸４が、固定部の接触表面又は可撓部の接触表面のいずれか設けられる場合を例に説明したが、凹凸４は、固定部の接触表面及び可撓部の接触表面の双方に設けられてもよい。即ち、接触表面の双方に、平行な複数の凹条（溝）及び凸条（筋）からなる凹凸４を形成する。この場合、固定部の接触表面に形成された凹条及び凸条と、ダイヤフラム９の表面に形成された凹条及び凸条とは、交差する方向に配設することが好ましい。これら凹条及び凸条、例えば、液晶表示装置の製造工程で採用されるラビィング工程と同様の技術によって形成することが可能になる。
【００３８】
このようにして、固定部の接触表面及び可撓部の接触表面の双方に凹凸４の設けられた光変調素子では、固定部の接触表面とダイヤフラム９とが接触した場合、線状となる双方の凸条同士が、交差して接触する。即ち、複数の交差点で接触することになり、接触面積が大幅に減少されて、接触面同士に摩擦が生じにくくなる。これにより、ベタ面同士を接触・離反させる場合に比べて、ダイヤフラム９に電荷チャージが発生しにくくなる。従って、上記の各実施の形態と同様に、静電気力によってダイヤフラム９を変位動作させる電気機械的な光変調素子の連続駆動において、ダイヤフラム９の正常な撓みを維持することができ、光変調素子の駆動特性における経時劣化を防止できるようになる。
【００３９】
次に、本発明に係る光変調素子の第三実施形態を説明する。
図４は第三実施形態の光変調部を示す平面図、図５は図４のＡ−Ａ断面図、図６は図４のＢ−Ｂ断面図、図７は図４に示した画素部の等価回路図である。
【００４０】
上述した第一、第二実施形態の光変調素子２１、２３は単純マトリクス駆動を可能としたが、本発明に係る光変調素子はアクティブ駆動を行うものであってもよい。
即ち、この実施形態による光変調素子３１では、画素毎に能動素子（例としてＴＦＴ）３３を設けてある。ＴＦＴ３３は、ゲート電極３５、絶縁膜３７、ａ−Ｓｉ：Ｈ層３９、一方の電極（ドレイン電極）４１、一方の電極（ソース電極）４３から構成される。このＴＦＴ３３は、基板４５上に形成される。また、この基板４５の表面（固定部の接触表面）には、上記と同様の凹凸４が形成されている。
【００４１】
ＴＦＴ３３のソース電極４３には、画素電極４７が接続される。ドレイン電極４１には、列毎の画像信号ライン４９が接続される。ゲート電極３５には、行毎の走査信号ライン５１が接続される。
【００４２】
画素電極４７は、光変調部５３にあるダイヤフラム９の上部に積層される。ダイヤフラム９は、支持部である支柱７に架橋される。また、画素電極４７と対向して、基板４５には他の電極（共通電極）５５が設けられ、電位Ｖｃｏｍが印加される。
【００４３】
このように構成された光変調素子３１の光変調部５３では、ゲート電極３５に接続された走査信号ライン５１にＴＦＴ３３を導通させる電圧が印加される。そして、ドレイン電極４１に接続された画像信号ライン４９に所望の画像信号電圧が印加されると、ドレイン電極４１とソース電極４３とが導通する。従って、画像信号電圧が、画素電極４７に印加されることになる。これにより、共通電極５５の電位Ｖｃｏｍと画素電極４７の電位との電圧により静電気力が働き、所望の光変調を行うことができる。この後に他の行の走査のため、ＴＦＴ３３が非導通となっても上述の光変調状態は維持され、複数の行のマトリクス変調が可能となる。
【００４４】
この光変調素子３１においても、ダイヤフラム９が基板４５の表面に形成された凹凸４に接触するため、接触面同士に摩擦が生じにくくなり、電荷チャージが発生しにくくなる。
【００４５】
なお、上記した各実施の形態における光変調素子は、可撓薄膜が支柱等によって支持される構造の場合を例に説明したが、本発明に係る光変調素子は、図８に示すように、ダイヤフラム９が、犠牲層によって形成された可撓空間１１を有して固定部接触面に対向配置されるものであってもよい。
このような構成とすることにより、支柱を用いない比較的製作容易な可撓部支持構造においても、可撓部の正常な撓みを維持することができる。
【００４６】
次に、上記の光変調素子２１を用いた本発明の第四実施形態に係る平面表示素子を説明する。
図９は第四実施形態に係る平面表示素子の断面図、図１０は図９のＣ−Ｃ矢視図である。
導光板１上には帯状の透明な一方の電極（信号電極）３を、間隔を有して平行に複数並設してある。導光板１上には隣接する信号電極３同士を仕切る支柱７を形成してある。支柱７は、例えば導光板１と同質材料をエッチングすることにより形成することができる。導光板１の側面には、光源となる紫外線ランプ（低圧水銀ランプ）６１を配設してあり、低圧水銀ランプ６１からの光は、導光板１の表面（図９の上面）へ導かれる。
【００４７】
支柱７の上端面には、信号電極３から離れた位置で透明なダイヤフラム９を接合してある。従って、信号電極３とダイヤフラム９との間には、可撓空間１１が形成されている。ダイヤフラム９の上面には、信号電極３と直交する方向に長い透明な帯状の他方の電極（走査電極）１７を、間隔を有して平行に複数並設してある。即ち、信号電極３と走査電極１７とは、図１０に示すように、相互に直交する方向に並んだ格子状に配設されている。信号電極３と走査電極１７とは、所定のものを選択することで、特定の対向電極部を指定できるマトリックス電極となっている。導光板１、信号電極３、ダイヤフラム９、走査電極１７は、光変調部６３を構成している。
【００４８】
それぞれの信号電極３と走査電極１７とには電源６５を接続してあり、電源６５は画像情報に基づきそれぞれ所定のものに選択的に電圧が印加できるようになっている。
【００４９】
このように構成される平面表示素子６７は、導光板１を透明ガラス板の他、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートなどの樹脂フィルムにより形成することができる。
【００５０】
また、信号電極３、走査電極１７は、透明な導電性材料で構成される。この透明電極は、紫外線を透過する材料又は光学特性を有する。一般的には微粒子化により透明になされた金属或いは導電性を有する金属酸化物で構成される。この金属しては、金、銀、パラジウム、亜鉛、アルミニウムなどを用いることができ、金属化合物としては、酸化イリジウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなどを用いることができる。具体的には、ＳｎＯ２  膜（ネサ膜）、ＩＴＯ膜などを挙げることができる。
【００５１】
信号電極３、走査電極１７は、導光板１又はダイヤフラム９の表面に上述した導電性材料の薄膜を、スパッタリング法、真空蒸着法により積層し、この薄膜の表面にレジストを塗布して、露光、現像を行うことで形成できる。露光はフォトレジストの上にフォトマスクを配置し、その上から紫外線を照射して行い、現像はフォトレジストの可溶部が除去できる現像液にて処理することにより行う。
【００５２】
信号電極３、走査電極１７に接続される電源供給回路も、これら信号電極３及び走査電極１７の形成と同時にパターン形成することができる。
【００５３】
図１１は図９に示した平面表示素子６７の動作時の状態を示す断面図である。
この平面表示素子６７では、信号電極３と走査電極１７との間に電源６５により電圧を印加すると、静電気力によってダイヤフラム９が吸引されて可撓空間１１側に撓む。これにより、導光板１からダイヤフラム９を透過して出射される光が変調されることになる。従って、画像情報に基づき、電源６５の電圧をそれぞれの信号電極３と走査電極１７とに選択的に印加することで所望の表示制御が可能となる。なお、図９中６９は波長選択用の色フィルターを示す。
【００５４】
従って、この平面表示素子６７によれば、固定部の接触表面に凹凸４が形成され、ダイヤフラム９に電荷チャージが発生しにくくなった光変調素子２１によって各画素が構成されているので、光変調素子２１の駆動特性における経時劣化が発生せず、平面表示素子６７全体として、画素抜け等のない高品位な画像を長期間にわたって表示可能にすることができる。
【００５５】
また、平面表示素子６７は、電極３、１７に、交流信号が印加されてもよい。つまり、ダイヤフラム９と、導光板１との双方の電極３、１７に交流信号が印加され、時間と共に双方の電極の電位が正の向き又は負の向きに増大することになる。これにより、上記した光変調素子２１の構成による作用とも相まって、ダイヤフラム９における電荷チャージをより確実に防止することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る光変調素子によれば、固定部の接触表面又は固定部の接触表面に対して接触又は離反する前記可撓部の接触表面に、光の変調に対して支障を及ぼさない範囲の微細な凹凸を形成したので、可撓部が固定部接触面に対して接触・離反を繰り返しても接触面同士に摩擦が生じにくくなり、ベタ面同士を接触・離反させる場合に比べて、可撓部に電荷チャージが発生しにくくなる。これにより、光変調素子の連続駆動によっても、可撓部の正常な撓みを維持することができ、光変調素子の駆動特性における経時劣化を防止することができる。
【００５７】
本発明に係る平面表示素子によれば、光変調素子が２次元のマトリクス状に配列され、走査電極信号に従い各画素が選択され、画素電極にデータ信号が与えられて画像が表示される。そして、各画素を構成する光変調素子は、固定部の接触表面又は可撓部表面に凹凸が形成され、可撓部に電荷チャージが発生しにくくなるので、光変調素子の駆動特性における経時劣化が発生せず、画素抜け等のない高品位な画像を長期間にわたって表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光変調素子の第一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示した光変調素子の動作状態を説明する断面図である。
【図３】第二実施形態の光変調部を示す断面図である。
【図４】第三実施形態の光変調部を示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】図４に示した画素部の等価回路図である。
【図８】犠牲層によって製作されたダイヤフラムを非駆動時（ａ）、駆動時（ｂ）で示した説明図である。
【図９】第四実施形態に係る平面表示素子の断面図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ矢視図である。
【図１１】図９に示した光変調素子の動作時の状態を示す断面図である。
【図１２】従来の光変調素子のヒステリシス特性を示す図である。
【符号の説明】
３  固定部に設けられる電極
４  凹凸
７  支持部
９  ダイヤフラム（可撓部）
１１  可撓間隙
１７  可撓部に設けられる電極
２１、２３、３１  光変調素子
６７  平面表示素子
【図１】
2004212637.tif 000003
【図２】
2004212637.tif 000004
【図３】
2004212637.tif 000005
【図４】
2004212637.tif 000006
【図５】
2004212637.tif 000007
【図６】
2004212637.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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