(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の走査信号電極を平行に配列すると共に、複数の画像信号電極を走査信号電極に直交させて平行に配列し、前記走査信号電極と前記画像信号電極の交差部にそれぞれ形成される１画素領域内へ光変調素子をそれぞれ配設したアレイ型光変調素子を用いる平面表示装置であって、
前記光変調素子が、
変調する光に対して透明な透明基板と、
該透明基板に対向する平面上で所定間隔を空けて設けられ、一部が透明基板に支持された導電性を有する帯状の可動子と、
前記各可動子に設けた第１遮光部と、
前記透明基板上の可動子と重合する光変調領域に開口部を残して敷設され、導電性を有する第２遮光部と、
前記可動子と前記第２遮光部とに電圧印加することで、前記可動子を静電気力により透明基板面に対して略平行に第２遮光部と重合する位置まで移動させる可動子移動手段と、
を有し、
前記１画素領域内に複数本の前記可動子がそれぞれ別体に形成され、前記画素領域内の光変調領域を通る光の透過率を変化させて光変調するものであり、
前記画像信号電極に接続された可動子と前記走査信号電極に接続された可動子とが前記第２遮光膜を挟んで交互に配置され、
前記可動子移動手段は、前記画像信号電極に接続された可動子に隣接する一方の第２遮光膜が前記走査信号電極に接続されると共に、他方の第２遮光膜が前記画像信号電極に接続され、
前記走査信号電極に接続された可動子に隣接する一方の第２遮光膜が前記画像信号電極に接続されると共に、他方の第２遮光膜が前記走査信号電極に接続されることを特徴とする平面表示装置。
【請求項２】
前記可動子は、前記透明基板との接合部で一定の変形方向に対してだけ他方向より小さな剛性となる弾性異方性を有していることを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項３】
前記接合部は、前記可動子の移動方向の断面形状を、移動方向に対しては短く、移動方向の直交方向に対しては長く形成していることを特徴とする請求項２記載の平面表示装置。
【請求項４】
前記接合部は、弾性異方性を有する材料により形成し、前記可動部の移動方向に対しては弾性定数が小さい方向に、移動方向の直交方向に対しては弾性定数が大きい方向に合わせて設けていることを特徴とする請求項２記載の平面表示装置。
【請求項５】
前記可動子移動手段は、各可動子の非動作時には前記可動子及び第２遮光膜の電位を全て一致させる一方、各可動子の動作時には可動子と第２遮光膜とが異なる電位となるように電圧を印加することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の平面表示装置。
【請求項６】
前記アレイ型光変調素子に対向配置した平面光源と、前記アレイ型光変調素子を挟み前記平面光源の反対側に設けた蛍光体と、を具備し、前記アレイ型光変調素子を透過した光によって前記蛍光体を発光表示させることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の平面表示装置。
【請求項７】
前記光源から出射される光が、紫外光であることを特徴とする請求項６記載の平面表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電気応力により可動子を位置変化させて光変調を行う光変調素子を用いた平面表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
入射光の振幅（強度）、位相又は進行方向などを制御して、画像やパターン化されたデータ等を処理・表示するものに、光変調素子がある。光変調素子は、光を透過させる物質の屈折率を物質に印加する外場によって変化させ、屈折、回折、吸収、散乱等などの光学現象を介して、最終的にこの物質を透過又は反射する光の強度を制御する。この光変調素子の一つには、液晶の電気光学効果を利用した液晶光変調素子がある。この液晶光変調素子は、薄型の平面表示装置である液晶表示装置に好適に用いられている。
【０００３】
液晶表示装置は、一対の導電性透明膜を形成した基板間に、基板と平行に且つ両基板間で９０°ねじれた状態にするように配向したネマティック液晶を入れて封止し、これを直交した偏光板で挟んだ構造を有する。この液晶表示装置による表示は、導電性透明膜に電圧を印加することで液晶分子の長軸方向が基板に対して垂直に配向され、バックライトからの光の透過率が変化することを利用して行われる。良好な動画像対応性を持たせるためには、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いたアクティブマトリクス液晶パネルが使用される。
【０００４】
プラズマ表示装置は、ネオン、ヘリウム、キセノン等の希ガスを封入した二枚のガラス板の間に、放電電極に相当する規則的に配列した直交方向の電極を多数配置し、それぞれの対向電極の交点部を単位画素とした構造を有する。このプラズマ表示装置による表示は、画像情報に基づき、それぞれの交点部を特定する対向電極に、選択的に電圧を印加することにより、交点部を放電発光させ、発生した紫外線により蛍光体を励起発光させて行われる。
【０００５】
ＦＥＤは、微小間隔を介して一対のパネルを対向配置し、これらパネルの周囲を封止する平板状の表示管としての構造を有する。表示面側のパネルの内面には、蛍光膜が設けられ、背面パネル上には個々の単位発光領域毎に電界放出陰極が配列される。代表的な電界放出陰極は、微小サイズのエミッタティプと称される錐状突起状の電界放出型マイクロカソードを有している。このＦＥＤによる表示は、エミッタティプを用いて電子を取り出し、これを蛍光体に加速照射することで、蛍光体を励起させて行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の平面表示装置には、以下に述べる種々の問題があった。即ち、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った。また、高品位型にはＴＦＴが必要とされ、且つ二枚の基板間に液晶を封入し、配向させなければならないことも相まって、大面積化が困難とある欠点があった。更に、配向した液晶分子に光を透過させるため、視野角度が狭くなる欠点があった。
【０００７】
プラズマ表示装置では、画素毎にプラズマを発生させるための隔壁形成により製造コストが高くなると共に、大重量となる欠点があった。また、放電電極に相当する多数の電極を、単位画素毎に規則的に配列しなければならない。このため、高精細になると放電効率が低下し、また真空紫外線励起による蛍光体の発光効率が低いために、高電力効率で高精細、高輝度の画像が得難い欠点があった。更に、駆動電圧が高く、駆動ＩＣが高価な欠点もあった。
【０００８】
ＦＥＤでは、放電を高効率且つ安定化させるために、パネル内を超高真空にする必要があり、プラズマ表示装置と同様に製造コストが高くなる欠点があった。また、電界放出した電子を加速して蛍光体へ照射するため、高電圧が必要となる不利もあった。
【０００９】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、光利用効率が良く、高真空化が不要で、且つ安価なコストで大面積化が可能であり、しかも、高画質が得られると共に、駆動電圧が低い光変調素子を用いた平面表示装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【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の平面表示装置は、複数の走査信号電極を平行に配列すると共に、複数の画像信号電極を走査信号電極に直交させて平行に配列し、前記走査信号電極と前記画像信号電極の交差部にそれぞれ形成される１画素領域内へ光変調素子をそれぞれ配設したアレイ型光変調素子を用いる平面表示装置であって、前記光変調素子が、変調する光に対して透明な透明基板と、該透明基板に対向する平面上で所定間隔を空けて設けられ、一部が透明基板に支持された導電性を有する帯状の可動子と、前記各可動子に設けた第１遮光部と、前記透明基板上の可動子と重合する光変調領域に開口部を残して敷設され、導電性を有する第２遮光部と、前記可動子と前記第２遮光部とに電圧印加することで、前記可動子を静電気力により透明基板面に対して略平行に第２遮光部と重合する位置まで移動させる可動子移動手段と、を有し、前記１画素領域内に複数本の前記可動子がそれぞれ別体に形成され、前記画素領域内の光変調領域を通る光の透過率を変化させて光変調するものであり、前記画像信号電極に接続された可動子と前記走査信号電極に接続された可動子とが前記第２遮光膜を挟んで交互に配置され、前記可動子移動手段は、前記画像信号電極に接続された可動子に隣接する一方の第２遮光膜が前記走査信号電極に接続されると共に、他方の第２遮光膜が前記画像信号電極に接続され、前記走査信号電極に接続された可動子に隣接する一方の第２遮光膜が前記画像信号電極に接続されると共に、他方の第２遮光膜が前記走査信号電極に接続されることを特徴とする。
【００１１】
この平面表示装置では、各可動子を静電気の作用によって透明基板に対して略平行に変位させ、透明基板の光変調領域に対する各可動子の相対位置を変化させる。これにより透明基板に入射する光を光変調する。即ち、各可動子を透明基板の光変調領域に重合する位置に移動させることにより、透明基板に導入された光を遮断する一方、各可動子を第２遮光膜に吸引移動させることにより、透明基板に導入された光を光変調領域から光変調素子の上側に出射することができる。また、可動子を複数設けることにより、可動子の変位量を少なくすることができ、可動子も小型軽量化できることから、低電圧で高速な光変調を安定して行うことができる。
そして、各可動子及び第２遮光膜が画像信号電極と走査信号電極に接続されることにより、可動子の動作時に、可動子が極性の異なる隣接する第２遮光膜に吸引されて移動することで光変調される。また、可動子の移動方向が一義的に決定されるため、安定した移動動作が行われる。
【００１２】
請求項２の平面表示装置は、前記可動子が、前記透明基板との接合部で一定の変形方向に対してだけ他方向より小さな剛性となる弾性異方性を有していることを特徴とする。
【００１３】
この平面表示装置では、可動子の弾性変形部となる接合部に、可動子を移動させる方向に対しては小さな剛性を持たせることで、可動子と第２遮光部との間に静電吸引力が作用したときに、可動子が透明基板に対して略平行に移動可能になる。
【００１４】
請求項３の平面表示装置は、前記接合部が、前記可動子の移動方向の断面形状を、移動方向に対しては短く、移動方向の直交方向に対しては長く形成していることを特徴とする。
【００１５】
この平面表示装置では、可動子の移動方向に剛性が小さくなるように弾性変形部における断面形状のアスペクト比を設定することで、簡便にして弾性異方性を得ることができる。
【００１６】
請求項４の平面表示装置は、前記接合部が、弾性異方性を有する材料により形成し、前記可動部の移動方向に対しては弾性定数が小さい方向に、移動方向の直交方向に対しては弾性定数が大きい方向に合わせて設けていることを特徴とする。
【００１７】
この平面表示装置では、弾性変形部を弾性異方性を有する材料で形成することにより、材料自体の弾性異方性で可動子の移動方向を規定でき、可動子の形状を単純化することができ、製造プロセスを簡便化してコストダウンを図ることができる。
【００１８】
請求項５の平面表示装置は、前記可動子移動手段が、各可動子の非動作時には前記可動子及び第２遮光膜の電位を全て一致させる一方、各可動子の動作時には可動子と第２遮光膜とが異なる電位となるように電圧を印加することを特徴とする。
【００１９】
この平面表示装置では、各可動子の非動作時には、各可動子と第２遮光膜との電位が一致しているために静電気力は作用せずにニュートラル位置で静止する。また、各可動子の動作時には、隣接する可動子と第２遮光膜とが異なる電位となり、可動子は発生する静電吸引力により移動する。この移動によって正確且つ安定して光変調が行われる。
【００２０】
請求項６の平面表示装置は、前記アレイ型光変調素子に対向配置した平面光源と、前記アレイ型光変調素子を挟み前記平面光源の反対側に設けた蛍光体と、を具備し、前記アレイ型光変調素子を透過した光によって前記蛍光体を発光表示させることを特徴とする。
【００２１】
この平面表示装置では、静電吸引動作によって可動子が第２遮光膜に吸引されると、透明基板に導入された光が光変調領域から光変調素子の上側へ出射され、出射された光が蛍光体に照射されることで蛍光体が励起して、画像情報に基づいた画像の表示を可能にする。
【００２２】
請求項７の平面表示装置は、前記光源から出射される光が、紫外光であることを特徴とする。
【００２３】
この平面表示装置では、蛍光体を励起することによる発光表示が可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る平面表示装置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は本発明に係る平面表示装置の光変調素子の一部分を切り欠いた斜視図、図２に図１に示した光変調素子の基本動作を示す要部断面図を示した。
【００２５】
図１に示すように、絶縁性を有し変調しようとする光に対して透明な透明基板１上には、一定の間隔を隔てて複数の遮光膜３（第２遮光部）を形成してある。この遮光膜３は、透明基板下側から導入された光を遮光して上側への光出射を阻止している。また、透明基板１上には一対の平行な帯状のスペーサ５が形成され、このスペーサ５の上面には可撓性を有する薄膜状の格子体７が形成されている。格子体７は、透明基板１上で、隣接する遮光膜３の間に配置される帯状の可動子８を複数形成しており、これら可動子８の長手方向両端を格子体７の枠部に支持することによりスリット（細長の間隙）９を形成している。このため、透明基板１と可動子８とは、スペーサ３の厚み分の間隙を隔てて対向配置されている。可動子８は、可動子８の長手方向両端の透明基板１との接合部となる部分に、断面積の小さくなったくびれ部１１が形成されており、このくびれ部１１が脆弱部となって変形することで、可動子８が透明基板１に対して略平行方向に移動可能になっている。
【００２６】
くびれ部１１は、一定の変形方向にだけ、他方向より小さな弾性定数を有するように形成されている。この例では、図２に示すように、透明基板１に垂直な方向（Ｚ方向）に対しては剛性が大きく、透明基板１に平行な方向（Ｘ方向）に対しては剛性が小さくなっている。従って、可動子７に透明基板１側へ吸引される方向の力が作用すると、くびれ部１１は主にＸ方向に変位して、可動子１５は透明基板１に対して略平行に移動し、図２の二点鎖線で示す位置へ移動する。
【００２７】
このようなくびれ部１１の弾性異方性は、例えば、くびれ部１１の断面形状により簡便にして持たせることができる。即ち、くびれ部１１のＺ方向の寸法を大きく、Ｘ方向の寸法を小さくする。これにより、Ｚ方向に大きな剛性を有し、Ｘ方向に小さな剛性を有する弾性異方性を有したくびれ部１１を形成することができる。
【００２８】
また、くびれ部１１の弾性異方性は、くびれ部１１の積層構造により持たせることができる。即ち、低弾性膜と剛性膜とを交互に積層する。これにより、積層方向の剛性を小さくし、積層方向に直交する方向の剛性を大きくしたくびれ部１１を形成することができる。
【００２９】
さらに、くびれ部１１の弾性異方性は、構造的な手段によって実現するものであってもよい。即ち、くびれ部１１を、不図示の摺動子と、この摺動子に低摩擦で接する傾斜部とによって構成する。これにより、摺動子を傾斜部に沿って移動させることにより、変形方向の異方性を有したくびれ部１１を得ることができる。尚、くびれ部１１の異方性は、上述した手段の他に、弾性定数に異方性を有する異方性弾性材料を用い、材質的に実現するものであってもよい。
【００３０】
可動子８は、Ｘ方向の断面形状が方形状となっており、遮光性及び導電性を有する遮光性導電膜（第１遮光部）１５を敷設して形成されているが、その構成は遮光性導電膜１５に限らず、遮光膜と導電膜とを個別に形成するものであっても良い。遮光性導電膜１５としては、例えば金属、金属化合物、高不純物ドープ半導体、導電性高分子等を用いることができる。また、可動子８を遮光性絶縁体で形成し、その周囲に導電膜を形成しても良い。
【００３１】
尚、前述の遮光膜３は、スリット９と同一幅かそれ以上の幅に形成されている。また、隣接する遮光膜３同士の間は、遮光膜３の形成されていない光変調領域１７が形成される。従って、図１における透明基板１の下側から導入された光は、スリット９に相当する位置では遮光膜３によって透過が阻止され、光変調領域１７に相当する位置では可動子８の遮光性導電膜１５によって透過が阻止され、結局、図１における光変調素子２０の上側へは透過されないことになる。
【００３２】
このように構成された光変調素子２０は、図３に一例として示す単純マトリクス構成のアレイ型光変調素子２３を形成することができる。アレイ型光変調素子２３は、複数の走査信号電極２５を平行に配列すると共に、複数の画像信号電極２９を走査信号電極２５に直交させて平行に配列している。勿論、この例に限らず、光変調素子を一次元に配列したアレイ型光変調素子としても良い。この走査信号電極２５，画像信号電極２９、及び、これらに出力する信号を制御する図示しない制御装置が可動子移動手段に相当する。ここにおいて、図３は単純マトリクスの構成図であるが、図４に示すようにＴＦＴ等の半導体スイッチ２８を画素毎に設けたアクティブマトリクスや、図示は省略するが、接点部を有する可撓薄膜の静電気動作により動作させる電気機械スイッチを画素毎に設けたアクティブマトリクスの構成であっても良い。このようなアクティブマトリクス構成により、素子制御を簡略化できると共に表示画像のコントラストを向上させることができる。
【００３３】
ここで、単純マトリクス構成における画素部について説明する。光変調素子２０は、走査信号電極２５と画像信号電極２９の交差部にそれぞれ設けてある。図５はアレイ型光変調素子２３内の各光変調素子２０に対する配線を示している。図５によれば、走査信号ライン２５又は画像信号ライン２９のいずれか一方に接続される可動子８の遮光性導電膜１５と、該可動子８に隣接し他方の信号ラインに接続される透明基板１上の遮光性導電膜３とが１つの組となって、それぞれ複数組が形成されるように各遮光性電電膜３，１５が接続されている。これら各組がそれぞれ１つの光変調部を形成している。このような素子構成と電極接続により、走査信号電極２５と画像信号電極２９の電圧が共に０［Ｖ］のときは、図５ (a)に示すように可動子８はニュートラル状態である遮光状態となり、いずれか一方の電極電圧が駆動電圧Ｖａ［Ｖ］のときは、図５ (b)に示すように可動子８は静電気力により移動して光透過状態となる。
【００３４】
次に、このように構成される光変調素子２０，及びアレイ型光変調素子２３の具体的な駆動方法を説明する。図６ (a)に示すように、走査信号電極２５，画像信号電極２９が同電位（０［Ｖ］）である場合は、可動子８は光変調領域１７の上方に重なって位置し、光変調領域１７を通過した光の光変調素子２０上側への出射を阻止する。
【００３５】
一方、図６ (b)に示すように、走査時、画像信号電極２９に画像信号電圧Ｖａが印加され、走査信号電極２５に０［Ｖ］の電圧が印加された場合は、静電吸引力によって、異なる電極に接続された可動子８と遮光性導電膜１５同が吸引されて、図中矢印で示すように透明基板１に対して平行に移動する。この結果、光変調領域１７における可動子８による光の遮光がなくなり、透明基板１を通過した光が光変調領域１７から出射され、２値の光変調が可能になる。この基本原理により、図３に示した単純マトリクス構造で２次元光変調アレイ素子を駆動することができる。この例では、走査信号電極２５と画像信号電極２９との電圧と、それによる可動子８の変位との関係がヒステリシス特性を有することを利用し、その特性に応じて適応な電圧を両電極２５，２９に印加することにより行われる。
【００３６】
尚、上記第１実施形態において、印加電圧を全て０［Ｖ］としたニュートラル位置を図６ (a)に示す遮光位置に設定し、図６ (a)に示す遮光位置と図６ (b)に示す光透過位置との２値制御とすると、透明基板１及び可動子８の遮光領域を、セルフアライメントにより同時に且つ高精度で形成することが可能となる。
【００３７】
次に、このセルフアライメントによる光変調素子の形成方法を具体的に説明する。図１の光変調素子は、主としてフォトリソグラフィーによるパターニング、エッチング、選択メッキ、印刷、転写等の種々の薄膜プロセス、厚膜プロセスにより形成することができる。これらの形成プロセスによれば、光変調部の高密度配列が可能となる。そこで、光変調素子の形成方法の一例として、フォトリソグラフィー及びエッチングによる方法を図７を用いて説明する。まず、図７ (a)において、変調する光に対して透明な基板、例えばガラス等の透明基板１上に犠牲層３１としてレジスト膜を塗布により成膜する。レジストの他にも、可動子の材料によってはアルミ等の金属も使用できる。この犠牲層３１は後に透明基板１と可動子８を分離する膜として用いられると同時に、図１に示すように可動子８と透明基板１とを支持するスペーサ５として用いられる。また、特に可動子８の絶縁膜として酸、及びアルカリに比較的強いポリイミド等の高分子を用いる場合には、犠牲層３１としてアルミ等の金属も使用できる。そして、犠牲層３１の上に可動子８の主構成となる絶縁膜３２、例えばポリイミド等の高分子を成膜する。この高分子としては特に感光性高分子が好ましい。
【００３８】
上記の絶縁膜をパターニングすることにより、図７ (b)に示すように可動子８となる絶縁体３２ａを形成する。このときのパターニング方法としては、絶縁膜３２が感光性高分子の場合は通常のフォトリソ現像が用いられ、また、絶縁膜材料によってはフォトリソによるパターン形成の後、絶縁膜のエッチングを行うプロセスが用いられる。具体的には、酸、アルカリ溶液によるウェットエッチング、プラズマによるドライエッチング、ＲＩＥ等の異方性ドライエッチング等が好適に用いられ、構成材料により適宜選択される。
【００３９】
次に、図７ (c)に示すように犠牲層３１を除去する。このときのエッチング法は、犠牲層３１の材料及び可動子８を構成する材料によって好適に選択され、アセトン等の溶剤、アルカリ系溶剤、酸、アルカリ水溶液等によるウェットエッチング、又はプラズマによるアッシング等により除去される。但し、エッチング処理時間は最適に制御され、可動子８と透明基板１とを支持するスペーサ５を残すように処理される。
【００４０】
最後に、図７ (d)に示すように、第１遮光部としての導電性遮光膜１５、第２遮光部としての導電性遮光膜３を、例えばアルミ、クロム等の金属、又は金属化合物等を蒸着法等により成膜する。この後、電極を形成するために可動子以外の領域の導電性遮光膜をパターニングする。これにより、隣接する可動子８間の透明基板１上には導電性遮光膜３が形成されると共に、可動子８上には導電性遮光膜１５が形成され、ニュートラル位置における可動子８と遮光膜３との隙間が殆どなくなり、漏れ光の極めて少ない遮光膜が形成でき、以て、高精度の露光アライメントが不要となる。尚、上記プロセスは一例であって、他のいずれの方法であっても良い。また、素子の構成も今までの例に限らない、即ち、遮光性を有する可動子８と透明基板１上の遮光膜との間に静電気力を発生させ、可動子８の移動に伴う素子の光透過率変化を利用する構成であれば良い。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態の光変調素子は、可動子８が隣接する光変調領域１７に重合するまでの距離を、可動子８が平行移動して光変調を行うため、可動子８の変位量が小さくなり、応答速度をより高速にすることができる。さらに、プラズマ表示のように画素毎にプラズマを発生させるための隔壁形成やＦＥＤのように超高真空化が不要となるので、簡単な構成により軽量化、且つ大面積化を容易とすることができ、製造コストの低減を図ることができる。
【００４２】
次に、上述の光変調素子を用いて平面表示装置を構成した第２実施形態を説明する。図８に本発明に係る平面表示装置４０の断面図を示した。本実施形態の光変調素子としては、第１実施形態の光変調素子２０を一例として用いている。本実施形態の平面表示装置４０の構成では、光変調素子２０の透明基板１の下面に紫外線出力部となる紫外線平面光源４１を配設している。そして、光変調素子４０の上方には前面板４２が設けられ、該前面板４２の光変調素子２０側の面には蛍光体４３ａ、４３ｂ、…が各光変調素子２０毎に設けてある。また、各蛍光体の間にはブラックマトリクス４５が設けられ、表示画像のコントラストを向上させている。
【００４３】
このような平面表示装置４０の構成により、平面光源４１からの光は透明基板１内に進入し、光変調素子の光透過時においては、図８における透明基板１の上面に導かれる。そして、光変調素子２０からの光が蛍光体４３ａ，４３ｂに照射されることで、蛍光体は励起して発光し、所望の画像が形成される。上記蛍光体としては、三原色（例えばＲ、Ｇ、Ｂ）の蛍光体を順次設けてカラー画像を表示可能にしても良く、単色の蛍光体だけで構成してモノクロ画像表示用としても良い。
【００４４】
尚、平面表示装置４０の光変調素子２０は、透明基板１と前面板４２との間を脱気した後、希ガスを封入して全体を封止し、外乱の影響を防止して安定化を図るものであっても良い。
【００４５】
次に、このように構成された平面表示装置４０の作用を説明する。走査信号電極２５、画像信号電極２９が同電位の場合、可動子８は、光変調領域１７の上方に重なって位置し、平面光源４１からの光は、可動子８と、遮光性導電膜３とで阻止され、透明基板１の上面側へは透過しない。
【００４６】
走査時、画像信号電極２９と走査信号電極２５との間に十分な電圧が印加されると、静電吸引力によって、１画素領域内の各可動子８が透明基板１上の遮光性導電膜３に吸引されて一斉に移動する。この結果、可動子８による光の遮断がなくなり、透明基板１を通った光が光変調領域１７から出射される。出射した光は、蛍光体４３ａ、４３ｂを励起して、画像情報に基づいた画像を表示する。
【００４７】
この光変調素子が２値で制御される場合、１画面を表示するフィールド周期を複数のサブフィールドに分割し、各々のサブフィールドで独立に２値制御を行って多階調を得る駆動方法によってフルカラー表示が可能である。また、アクティブマトリクス駆動方法によれば様々な連続階調の光変調が可能で、フルカラー表示が可能となる。
【００４８】
このように、上述の平面表示装置４０によれば、透明基板１から出射された光が、直接蛍光体４３ａ、４３ｂを照射して励起するので、光利用効率を向上させることができる。また、蛍光体は散乱発光するので、液晶分子の配向により光を透過させる液晶表示装置に比べ、視野角度を広くすることができる。さらに、アレイ化が容易であるので、製造コストを安価にできる。そして、可動子８の材料に低弾性材料、例えばポリイミド等の高分子を用いたり、形状を最適化することにより、プラズマ表示装置等に比べて十分駆動電圧を低くすることができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る表示装置によれば、各可動子を静電気の作用によって透明基板に対して略平行に変位させ、透明基板上の光変調領域との相互位置を変化させることにより、透明基板に導入される光を変調する。従って、光変調に要する可動子の必要変位量を小さくすることができ、優れた高速応答性を確保することができると共に、駆動電圧を低く抑えることができ駆動電力を低減することができる。また、可動子と透明基板上の第２遮光膜とを静電吸引するだけの簡単な原理により光変調が行えるため、光変調素子の構成を簡略化でき、製造プロセスが簡便化され、以て、コスト低減を図ることができる。また、光変調素子を一次元又は二次元のマトリクス状に配置して構成することで、一次元又は二次元の光変調を簡便にして行うことができる。そして、各可動子及び第２遮光膜が画像信号電極と走査信号電極に接続されることにより、可動子の動作時に、可動子が極性の異なる隣接する第２遮光膜に吸引されて移動することで光変調される。また、可動子の移動方向が一義的に決定されるため、安定した移動動作が行われる。さらに、本発明に係る表示装置は、透明基板から出射された光が、直接蛍光体を励起するので、光利用効率の低減を抑止しつつ、高輝度で視野角依存性の無い表示を行うことができる。さらに、プラズマ表示のように画素毎にプラズマを発生させるための隔壁形成や、ＦＥＤのように超高真空化が不要となるので、軽量化、且つ大画面化が容易となり、製造コストも安価にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る平面表示装置の光変調素子の一部分を切り欠いた斜視図である。
【図２】可動子の移動方向を示す図１のＸ断面図である。
【図３】図１の光変調素子を単純マトリクス構成として配列したアレイ型光変調素子の平面図である。
【図４】図１の光変調素子をアクティブマトリクス構成として配列したアレイ型光変調素子の平面図である。
【図５】光変調素子の走査信号ライン及び画像信号ラインとの結線状態を示す結線図である。
【図６】光変調素子の各動作状態を説明する要部断面図である。
【図７】光変調素子を形成するまでのプロセスの一例を説明する要部断面図である。
【図８】本発明に係る表示装置の要部断面図である。
【符号の説明】
１ 透明基板
３ 遮光性導電膜（第２遮光部）
８ 可動子
９ スリット
１１ くびれ部
１５ 遮光性導電膜（第２遮光部）
１７ 光変調領域
２０ 光変調素子
２３ アレイ型光変調素子
２５ 走査信号電極
２９ 画像信号電極
４０ 表示装置
４１ 平面光源
４３ａ，４３ｂ 蛍光体
【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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【図８】
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