JP3800290B2

JP3800290B2 - 光変調デバイス及び表示装置

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Publication number: JP3800290B2
Application number: JP23541699A
Authority: JP
Inventors: 肇水谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-08-23
Filing date: 1999-08-23
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2019-08-23
Also published as: JP2001059944A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射ミラーの変形によって入射光を変調して表示を行うための光変調デバイス及び表示装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、光を変調して表示を行うための光変調デバイスとしては、例えば、基板上に設けた電極に電圧を印加し、その静電力等によってミラーを傾斜させて入射光を変調させるものや、圧電体層を一対の電極膜で挟持した圧電素子上にミラーを設け、圧電素子を変形させることによりこのミラーを傾斜させて入射光を変調させるもの等が知られている。
【０００３】
また、圧電素子を利用したものとしては、特表平９−５０４３８７号公報に見られるように、片持ち梁状の圧電素子の表面に薄膜等からなるミラー膜を形成し、圧電素子を変形させることによりこのミラー膜を屈曲させて入射光の方向を変えるものも提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような圧電素子を利用した光変調デバイスは、圧電素子の長手方向一端部を支持した片持ち梁状の構造であるため、圧電素子の表面に十分な曲率が得られないという問題がある。また、圧電素子の表面に十分な曲率を得るためには、圧電素子の長手方向の長さ、すなわち、梁の長さを長くしなければならず、高密度に配設することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑み、反射面に十分な曲率が得られると共に、高密度化を図ることのできる光変調デバイス及び表示装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、圧電体層及びこれを挟持する一対の電極とからなる圧電素子を有すると共に光を反射するミラー膜構造を有するミラー要素と、該ミラー要素に対応して設けられた駆動素子とを有する光変調デバイスにおいて、前記ミラー要素は前記圧電素子の一方の端部で支持部を介して基板上に片持ち梁状態に支持されており、前記支持部が前記ミラー要素を構成する前記圧電素子と連続して設けられた圧電素子からなることを特徴とする光変調デバイスにある。
【０００７】
かかる第１の態様では、ミラー要素の駆動と同時に、このミラー要素を支持する支持部が基板との接合部分を支点としてミラー要素とは反対側に変形されるため、基板に対するミラー要素の変形量が増加する。
【０００８】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記圧電素子は前記支持部側に弾性板を有することを特徴とする光変調デバイスにある。
【０００９】
かかる第２の態様では、圧電素子の一方面に設けられた弾性板側に支持部が形成されているので、この接合部を支点として圧電素子が変形する。
【００１０】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記圧電素子は前記支持部とは反対側の面に前記ミラー膜構造を有することを特徴とする光変調デバイスにある。
【００１１】
かかる第３の態様では、圧電素子の一方側に支持部が設けられているので、ミラー要素の圧電素子はこの支持部を支点として圧電素子が変形し、他方面のミラー膜構造が変形する。
【００１２】
本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記圧電素子の前記ミラー膜構造は、前記圧電素子の前記支持部とは反対側の面に設けられた電極又はこの上に設けられた反射膜から構成されることを特徴とする光変調デバイスにある。
【００１３】
かかる第４の態様では、圧電素子を構成する電極又は反射膜が光を反射する。
【００１４】
本発明の第５の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記圧電素子の前記支持部とは反対側の端部近傍には前記ミラー膜構造を構成するミラー部材が設けられており、前記圧電素子の駆動により当該ミラー部材の反射面の傾斜角度が変化することを特徴とする光変調デバイスにある。
【００１５】
かかる第５の態様では、圧電素子上に設けられたミラー部材が光を反射し、ミラー部材の傾斜角度の変化によって光を変調させる。
【００１６】
本発明の第６の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記ミラー膜構造が前記支持部によって支持された複数の前記圧電素子によって保持されていることを特徴とする光変調デバイスにある。
【００１７】
かかる第６の態様では、ミラー膜構造の表面積が増加し、変調効率を向上することができる。
【００１８】
本発明の第７の態様は、第６の態様において、前記ミラー膜構造が前記圧電素子の駆動により当該ミラー膜構造の略中央部を支点として曲面状に変形することを特徴とする光変調デバイスにある。
【００１９】
かかる第７の態様では、ミラー膜構造が曲面状に変形され、入射光をより確実に変調させることができる。
【００２０】
本発明の第８の態様は、第１〜７の何れかの態様の光変調デバイスと、光源と、この光源からの光を前記光変調デバイスに入射すると共に当該光変調デバイスの前記圧電素子の駆動時又は非駆動時の何れか一方の反射光のみを出射する光学系とを具備することを特徴とする表示装置にある。
【００２１】
かかる第８の態様では、変調効率を向上した光変調デバイスを具備する表示装置を実現することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る光変調デバイスの概略を示す斜視図であり、図２は、その一画素内のミラー要素を示す断面図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態の光変調デバイス１０は、例えば、厚さが５００μｍのシリコン（Ｓｉ）基板等からなるミラー基板１１と、このミラー基板１１上に２次元アレイ状に設けられたミラー要素２０とからなる。
【００２５】
各ミラー要素２０は、例えば、図２に示すように、弾性板３１上に形成された下電極膜３２、圧電体層３３及び上電極膜３４を有する圧電素子３０からなり、この圧電素子３０を構成する上電極膜３４は入射光を反射する反射膜を兼ねている。勿論、上電極膜３４上に反射膜を別途設けるようにしてもよい。
【００２６】
また、このような構成のミラー要素２０の表面は略矩形を有し、その一方の端部には、一辺全体に亘って支持部２５が設けられている。すなわち、ミラー要素２０はこの支持部２５を介してミラー基板１１との間に所定の空間を保持した状態でミラー基板１１上に支持されている。
【００２７】
この支持部２５は、ミラー要素２０を構成する圧電素子３０の下電極膜３２、圧電体層３３及び上電極膜３４、並びに弾性板３１がミラー基板１１上まで延設されることにより形成されている。すなわち、支持部２５はミラー要素２０を構成する圧電素子３０から連続して、ミラー要素２０とは略直交する方向に延設された圧電素子３０Ａであり、ミラー要素２０の圧電素子３０に電圧を印加して駆動すると、同時に支持部２５の圧電素子３０Ａも駆動されるようになっている。
【００２８】
ここで、圧電素子３０及び３０Ａを構成する上電極膜３４は、各圧電素子３０の個別の電極であり、ミラー基板１１上に設けられた上電極用接続配線１２に接続され、この上電極用接続配線１２を介してＣ−ＭＯＳトランジスタ等の駆動素子（図示なし）と電気的に接続されている。一方、下電極膜３２は、各圧電素子３０，３０Ａの共通の電極であり、ミラー基板１１上に設けられた下電極用接続配線１３を介して各圧電素子３０の下電極膜３２と接続されている。
【００２９】
また、このような本実施形態の光変調デバイス１０の製造方法は、特に限定されないが、本実施形態では、以下の工程で製造した。なお、図３及び図４は、本実施形態の光変調デバイスの製造方法を示す断面図である。
【００３０】
まず、図３（ａ）に示すように、ミラー基板１１は、本実施形態では、Ｃ−ＭＯＳトランジスタからなる駆動素子が設けられたシリコン単結晶基板であり、このミラー基板１１上に上電極用接続配線１２及び下電極用接続配線１３となる配線膜５０を全面に亘って形成後、この配線膜５０上に犠牲層６０を形成する。
【００３１】
この犠牲層６０の材料は、特に限定されないが、例えば、ポリシリコン、リンドープ酸化シリコン（ＰＳＧ）又はボロン・リンドープ酸化シリコン（ＢＰＳＧ）等を用いることが好ましく、本実施形態では、エッチングレートが比較的速いＰＳＧを用いた。
【００３２】
次に、図３（ｂ）に示すように、犠牲層６０を、例えば、イオンミリング等でパターニングして、各圧電素子３０を支持する支持部２５に対向する領域に貫通孔６１を形成する。また、同時にミラー基板１１上に設けられている電極膜５０をパターニングしてミラー基板１１を露出させると共に上電極用接続配線１２と下電極用接続配線１３とに分離する。このとき、貫通孔６１内に上電極用接続配線１２及び下電極用接続配線１３の端部を露出する露出部１２ａ，１３ａをそれぞれ設ける。この下電極用接続配線１３の露出部１３ａは、少なくとも弾性板３１の厚さよりも長く露出させておくことが好ましい。これにより、以下の工程で、下電極膜３２及び上電極膜３４を形成する際に、これらを下電極用接続配線１３及び上電極用接続配線１２とそれぞれ確実に接続することができる。
【００３３】
次に、図３（ｃ）に示すように、犠牲層６０の表面に全面に亘って弾性板３１及び下電極膜３２を形成及びパターニングする。すなわち、弾性板３１及び下電極膜３２は犠牲層６０の貫通孔６１内のミラー基板１１上にも連続的に形成されるため、まず、弾性板３１を形成後、パターニングして貫通孔６１内のミラー基板１１上に対向する領域の弾性板３１を除去し、その後、下電極膜３２を成膜し、弾性板３１と同様に、パターニングにより貫通孔６１内のミラー基板１１に対向する領域の下電極膜３２を除去する。これにより、下電極膜３２と下電極用配線１３とが電気的に接続される。
【００３４】
このような弾性板３１の材料は、弾性変形可能で且つ所定の剛性を有する材料であれば、特に限定されないが、例えば、本実施形態では、ジルコニウム層を約１μｍの厚さで形成後、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化して酸化ジルコニウムからなる弾性板３１とした。
【００３５】
また、下電極膜３２の材料としては、白金等が好適である。これは、後述するように、スパッタリング法やゾル−ゲル法で圧電体層３３を形成する際、成膜後に大気雰囲気下又は酸素雰囲気下で６００〜１０００℃程度の温度で焼成して結晶化させる必要があるからである。すなわち、下電極膜３２の材料は、このような高温、酸化雰囲気下で導電性を保持できなければならず、殊に、圧電体層３３としてチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いた場合には、酸化鉛（ＰｂＯ）の拡散による導電性の変化が少ないことが望ましい。これらの理由から、本実施形態では、白金をスパッタリング法により形成することにより下電極膜３２とした。
【００３６】
なお、本実施形態では、下電極膜３２を弾性板３１上に形成するようにしたが、これに限定されず、下電極膜３２が弾性板３１を兼ねるようにしてもよい。
【００３７】
次に、図４（ａ）に示すように、下電極膜３２上及び犠牲層６０の貫通孔６１内に圧電体層３３を形成する。
【００３８】
ここで、圧電体層３３の材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系の材料が好ましく、金属有機物を触媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層３３を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて形成した。なお、この圧電体膜３３の成膜方法は、特に限定されず、例えば、スパッタリング法又はＭＯＤ法（有機金属熱塗布分解法）等のスピンコート法により成膜してもよい。
【００３９】
さらに、ゾル−ゲル法又はスパッタリング法もしくはＭＯＤ法等によりチタン酸ジルコン酸鉛の前駆体膜を形成後、アルカリ水溶液中での高圧処理法にて低温で結晶成長させる方法を用いてもよい。
【００４０】
何れにしても、このように成膜された圧電体層３３は、バルクの圧電体とは異なり結晶が優先配向しており、且つ本実施形態では、圧電体層３３は、結晶が柱状に形成されている。なお、優先配向とは、結晶の配向方向が無秩序ではなく、特定の結晶面がほぼ一定の方向に向いている状態をいう。また、結晶が柱状の薄膜とは、略円柱体の結晶が中心軸を厚さ方向に略一致させた状態で面方向に亘って集合して薄膜を形成している状態をいう。勿論、優先配向した粒状の結晶で形成された薄膜であってもよい。なお、このように薄膜工程で製造された圧電体層の厚さは、一般的に０．２〜５μｍである。
【００４１】
次に、図４（ａ）に示すように、圧電体層３３を各圧電素子３０に対応してパターニングする。このとき、圧電素子３０となる領域以外の下電極膜３２、弾性板３１及び犠牲層６０も同時に除去する。このとき、ミラー基板１１上には、上電極用接続配線１２の厚さで、下電極膜が残留するが、この下電極膜の残留部３２ａは、上電極用接続配線１２の一部として機能する。なお、以下に示す図では、残留部３２ａを省略する。
【００４２】
次に、図４（ｂ）に示すように、ミラー基板１１上の全面に亘って上電極膜３４を形成後パターニングして、各圧電体層３３上に上電極膜３４を形成する。また、このとき上電極膜３４と上電極用接続配線１２とを電気的に接続する。
【００４３】
上電極膜３４は、導電性の高い材料であればよく、アルミニウム、金、ニッケル、白金、銀等の多くの金属や、導電性酸化物等を使用できる。特に、本実施形態では、上電極膜が入射光を反射する反射膜を兼ねているため、導電性を有すると共に光の反射率の高い材料、例えば、アルミニウム又は銀等を用いることが好ましい。
【００４４】
次に、図４（ｃ）に示すように、犠牲層上の上電極膜３４、圧電体層３３、下電極膜３２及び弾性板３１をパターニングして各圧電素子３０を形成する。
【００４５】
その後、図４（ｄ）に示すように、犠牲層６０をエッチングにより除去することにより、圧電素子３０Ａからなる支持部２５が形成され、この支持部２５を介して圧電素子３０の一端部でミラー基板１１とは空間を保持した状態で支持される本実施形態のミラー要素２０となる。
【００４６】
なお、本実施形態では、犠牲層６０の材料として、ＰＳＧを用いているため、弗酸水溶液によってエッチングした。また、ポリシリコンを用いた場合には、弗酸及び硝酸の混合水溶液、あるいは水酸化カリウム水溶液によってエッチングすることができる。
【００４７】
ここで、このように形成された本実施形態の光変調デバイスの動作について説明する。なお、図５は、本実施形態の光変調デバイスの駆動状態を示す模式図であり、図６は、本実施形態の光変調デバイスに照射される光の光路を模式的に示した図である。
【００４８】
本実施形態の光変調デバイスでは、上述したように、圧電素子３０を有するミラー要素２０は、その一端部で支持部２５を介してミラー基板１１上に支持され、支持部２５は、圧電素子３０から連続して形成された圧電素子３０Ａによって形成されている。
【００４９】
したがって、このような光変調デバイスでは、ミラー要素２０の圧電素子３０に電圧を印加して駆動すると、図５に示すように、圧電素子３０が支持部２５を支点として先端がミラー基板１１から離れる方向（図中上方向）に変形する。また、圧電素子３０の変形と同時に、支持部２５の圧電素子３０Ａがミラー基板１１との接続部分を支点として、上端がミラー要素２０とは反対方向（図中右方向）に変形される。これにより、ミラー要素２０が支持部２５のミラー基板１１との接続部分を略中心として回転移動されることになり、ミラー要素２０のミラー基板１１に対する変形量が実質的に増加する。
【００５０】
また、図６に示すようにこのような光変調デバイス１０では、各画素となる領域の周囲を覆うように遮光マスク８０が設けられている。例えば、この遮光マスク８０は、各画素に対向する領域に入射光が通過する貫通孔８１を有する略井桁形状を有する。この遮光マスク８０は、光吸収材料からなり、例えば、樹脂に分散されたカーボンブラック、黒色顔料、黒色染料等が挙げられる。
【００５１】
このような構成では、図６（ａ）に示すように、圧電素子３０に電圧が印加されていない状態では、入射光７０が遮光マスク８０の貫通孔８１を介してミラー要素２０の反射膜、すなわち圧電素子３０の表面に対して略直角に入射されるため、入射光７０は入射光路と略同一光路で貫通孔８１から出射される。一方、駆動素子５０によって圧電素子３０，３０Ａに電圧が印加された状態では、図６（ｂ）に示すように、ミラー要素２０が変形されて湾曲しているため、反射された光は、遮光マスク８０に集光されて吸収されるため、貫通孔８１から出射されることがない。
【００５２】
このような光変調デバイス１０を表示装置等に用いた場合、一画素内の各圧電素子３０に同時に電圧を印加する、しないによって、入射光７０のＯＮ、ＯＦＦの制御を容易に行うことができる。なお、上述した例では、圧電素子３０が変形しない場合がＯＮ、変形した場合がＯＦＦとなるが、勿論、これと逆になるように設定することもできる。
【００５３】
以上のような本実施形態の構成では、ミラー要素２０の圧電素子３０に電圧を印加して駆動すると同時に、支持部２５の圧電素子３０Ａが駆動され、ミラー基板１１に対するミラー要素２０の変形量が実質的に向上する。また、変形量の向上に伴って、素子当たりの面積を小さくすることができるため、各ミラー要素２０を高密度に配列することができる。
【００５４】
（実施形態２）
図７は、実施形態２に係る光変調デバイスの断面図である。
【００５５】
本実施形態の光変調デバイス１０Ａは、図７に示すように、反射膜３５を複数、例えば、４つの圧電素子３０及び支持部２５によって支持するようにした例である。
【００５６】
すなわち、本実施形態では、表面が略矩形の反射膜３５の各角部に対応する領域のミラー基板１１上に、それぞれ支持部２５を介して圧電素子３０が設けられている。勿論、本実施形態においても、支持部２５は、圧電素子３０から連続した圧電素子３０Ａで構成されている。そして、反射膜３５は、このような各圧電素子３０の支持部２５とは反対側の端部近傍に設けられた軸部３６を介して各圧電素子３０に固定されている。
【００５７】
このような構成では、各圧電素子３０，３０Ａに電圧を印加すると、それぞれが支持部２５を支点として反射膜３５の略中央部に向かって変形される。したがって、反射膜３５が、その略中央部を支点として曲面状に変形され、入射光をより効率的に変調させることができる。
【００５８】
なお、本実施形態では、各圧電素子３０を反射膜３５の各角部に対応する領域に設けるようにしたが、これに限定されず、何れの位置に設けてもよい。何れにしても、圧電素子３０に電圧を印加して駆動すると、同時に支持部２５の圧電素子３０Ａも駆動されるため、圧電素子３０の変形量が実質的に向上する。
【００５９】
また、反射膜３５を保持する圧電素子３０の数も特に限定されない。
【００６０】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の光変調デバイスは上述した実施形態に限定されるものではない。
【００６１】
例えば、上述の実施形態では、圧電素子３０の上電極膜３４が反射膜を兼ねる、あるいは、上電極膜３４上に反射膜３５を設けるようにしたが、これに限定されず、例えば、上電極膜３４上の支持部２５とは反対側の端部に、ミラー部材を設けるようにしてもよい。なお、このような構成では、圧電素子３０の変形により、ミラー部材の傾斜角度が変化して入射光が変調される。
【００６２】
また、以上説明した各構成の本発明の光変調デバイスは、例えば、表示装置の一部として用いられる。
【００６３】
図８及び図９には本発明の光変調デバイスを用いた表示装置の一例を示す。なお、図８及び図９は表示装置を構成する光学系の概略断面図であり、レンズ、光変調デバイス等は大幅に簡略化して描いてある。
【００６４】
図８に示す表示装置は、光源であるメタルハライドランプ２１０及び放射面形状のリフレクタ２１１と、このメタルハライドランプ２１０からの光を光変調デバイス１０に入射させるハーフミラー２２０と、光変調デバイス１０からの出射光を結像する投影レンズ２３０と、投影レンズ２３０により結像された像を表示するスクリーン２４０とを具備する。
【００６５】
かかる表示装置では、光源であるメタルハライドランプ２１０を有し、メタルハライドランプ２１０から出た光は、リフレクタ２１１で反射されて略平行な光となってハーフミラー２２０に入射し、ハーフミラー２２０で反射されて光変調デバイス１０に入射される。なお、ハーフミラー２２０はキューブ型のハーフプリズムとしてもよい。
【００６６】
光変調デバイス１０を構成するミラー要素２０のうちで、駆動素子５０を介して駆動されて変形しているミラー要素２０Ａの反射面は曲面となっているため、この変形したミラー要素２０Ａに入射した光は反射されて遮光マスク８０に向かって集光され、ハーフミラー２２０方向には戻らない。一方、変形していないミラー要素２０に入射した光は反射されて、投影レンズ２３０によって像面であるスクリーン２４０上に結像される。
【００６７】
以上のような光学系の構成によって、光変調デバイス１０を構成する各ミラー要素２０がスクリーン２４０上の画素に対応し、ミラー要素２０のＯＮ，ＯＦＦ、すなわち、変形していない、変形しているによってスクリーン２４０上の表示画像を変化させることができる。
【００６８】
なお、スクリーン２４０としては反射型のスクリーンあるいは透過性型のスクリーンを用いることができる。
【００６９】
また、図８で示した光学系では、光源２１０から放出された光のうち、ハーフミラー２２０でその約半分だけが光変調デバイス１０を照明し、残りの半分はハーフミラー２２０を透過して無駄な光となる。さらに、光変調デバイス１０で反射した光のうちその半分だけがハーフミラー２２０を透過して投影レンズ２３０へ向かう。すなわち、光源から出てスクリーン２４０に到達する光は、途中でのロスがないとして理想的に見積もっても光源２１０から出た光の１／４程度に減衰している。
【００７０】
図９に示す表示装置では、ハーフミラー２２０の代わりに、３つの偏光ビームスプリッタ２２１、２２２及び２２４を用いることにより、光源から放射されるエネルギを原理的にロスなくスクリーン２４０に導くようにしている。
【００７１】
図示するように、光源であるメタルハライドランプ２１０から出た光は、放物面形状のリフレクタ２１１で反射され略平行な光に変換され、第１の偏光ビームスプリッタ２２１に入射する。以下、偏光ビームスプリッタ２２１はＰ偏光は透過し、Ｓ偏光は反射するものとする。
【００７２】
光源２１０からでた光は、その振動方向がランダムな方向を向いている自然光なので、そのうちのＰ偏光成分（図中ｐで示す）は第１の偏光ビームスプリッタ２２１を透過し、Ｓ偏光成分（図中ｓで参照）は反射される。この反射されたＳ偏光成分の光は隣接する第２の偏光ビームスプリッタ２２２に入射し、そこで反射されて第２の偏光ビームスプリッタ２２２をＳ偏光として出射する。一方、第１の偏光ビームスプリッタ２２１を透過したＰ偏光は、第１のビームスプリッタ２２１の出射面に設けられた１／２波長板２２３によってＳ偏光に変換される。したがって、第３の偏光ビームスプリッタ２２４に入射される光はＳ偏光に揃っている。
【００７３】
Ｓ偏光として第３の偏光ビームスプリッタ２２４に入射された光は、全て光変調デバイス１０の方向へ反射されるが、第３の偏光ビームスプリッタ２２４の光変調デバイス１０側の面に設けられた１／４波長板２２５によって円偏光に変換されて光変調デバイス１０に入射される。
【００７４】
光変調デバイス１０を構成する変形したミラー要素２０Ａの反射膜で反射した光は、入射光の円偏光とは反対方向に偏光する円偏光となり、１／４波長板２２５で今度はＰ偏光となって第３のビームスプリッタ２２４に入射される。このＰ偏光は第３のビームスプリッタ２２４で反射されることなく原理的には全て透過されて投影レンズ２３０に到達する。
【００７５】
以上述べたように、光源から出た光の振動方向を揃えることによって、ハーフミラーを用いた場合のような光のロスがなく、光源から放射されるエネルギを原理的にロスなくスクリーンに導くことができる。すなわち、明るい表示が可能な表示装置を構成することができる。
【００７６】
なお、以上の説明では表示装置としては一枚の光変調デバイスを用いた表示装置を説明したが、従来から知られているように、３枚の光変調デバイスを用い、それぞれの光変調デバイスが赤、緑、青それぞれの光を変調し、その変調光を色合成して投写するカラー表示装置としても本発明を用いることができることはいうまでもない。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明ではミラー要素の圧電素子を支持部によって基板上に支持し、この支持部をミラー要素の圧電素子と連続する圧電素子で形成するようにしたので、ミラー要素の圧電素子に電圧を印加して駆動すると、同時に支持部の圧電素子も駆動されて変形される。したがって、基板に対するミラー要素の圧電素子の変形量が実質的に向上する。また、このように変形量が向上することにより、素子当たりの面積を小さくすることができ、ミラー要素を高密度に配列することができ、小型化を図った光変調デバイスを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る光変調デバイスの概略を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る光変調デバイスの要部断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る光変調デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る光変調デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る光変調デバイスの変形状態を示す概略断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る光変調デバイスの光学系の概略断面図である。
【図７】本発明の実施形態２に係る光変調デバイスの要部平面図及び断面図である。
【図８】本発明に係る光変調デバイスを用いた表示装置を構成する光学系の概略断面図である。
【図９】本発明に係る光変調デバイスを用いた表示装置を構成する光学系の概略断面図である。
【符号の説明】
１０光変調デバイス
１１ミラー基板
２０ミラー要素
２５支持部
３０，３０Ａ圧電素子
３１弾性板
３２下電極膜
３３圧電体層
３４上電極膜
３５反射膜

Claims

圧電体層及びこれを挟持する一対の電極とからなる圧電素子を有すると共に光を反射するミラー膜構造を有するミラー要素と、該ミラー要素に対応して設けられた駆動素子とを有する光変調デバイスにおいて、
前記ミラー要素は前記圧電素子の一方の端部で支持部を介して基板上に片持ち梁状態に支持されており、前記支持部が前記ミラー要素を構成する前記圧電素子と連続して設けられた圧電素子からなり、且つ前記ミラー膜構造が前記支持部によって支持された複数の前記圧電素子によって保持されて前記圧電素子の駆動により当該ミラー膜構造の略中央部を支点として曲面状に変形することを特徴とする光変調デバイス。
前記ミラー膜構造は、前記圧電素子上に設けられた反射膜から構成されることを特徴とする請求項１に記載の光変調デバイス。
請求項１又は２に記載の光変調デバイスと、光源と、この光源からの光を前記光変調デバイスに入射すると共に当該光変調デバイスの前記圧電素子の駆動時又は非駆動時の何れか一方の反射光のみを出射する光学系とを具備することを特徴とする表示装置。