JPS6235321A - 電気機械光変調素子 - Google Patents
電気機械光変調素子Info
- Publication number
- JPS6235321A JPS6235321A JP17423485A JP17423485A JPS6235321A JP S6235321 A JPS6235321 A JP S6235321A JP 17423485 A JP17423485 A JP 17423485A JP 17423485 A JP17423485 A JP 17423485A JP S6235321 A JPS6235321 A JP S6235321A
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- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- substrate
- electromechanical
- swinging
- electromechanical light
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は電気機械光変調素子に関し、特に微細なミラー
が揺動する電気機械光変調素子に関する・〔従来技術〕 上記のような電気機械的光変調素子としては例えばＤＭ
Ｄ （Ｄｅｆｏｒｍａｂｌａ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉ
ｃｅ）が知らている。
が揺動する電気機械光変調素子に関する・〔従来技術〕 上記のような電気機械的光変調素子としては例えばＤＭ
Ｄ （Ｄｅｆｏｒｍａｂｌａ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉ
ｃｅ）が知らている。
ＤＥＤに関しては、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ
ｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ Ｖｏｌ、ＥＤ
−３０Ａ５５４４ （１９８３）に記述がされ、又光学
系についても特開昭５９−１７５２５に開示されている
。
ｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ Ｖｏｌ、ＥＤ
−３０Ａ５５４４ （１９８３）に記述がされ、又光学
系についても特開昭５９−１７５２５に開示されている
。
以下ＤＭＤの一般的機構について図面に基づき説明する
。
。
第２図（＆）にＤＭＤの拡大断面図を示す。１はミラー
構造でＡｔ、 Ａｇ等の物質で製造され入射光を反射さ
せる役割を示す。２はｌのミラー構造を支持する基板で
Ａｕなどで構成される。３，４は１，２の支持部材で、
３はミラーコンタクトと呼ばれ、特に電気機械動作をす
るひんし部を受けるものであり、４はポリオキサイドＳ
ｔの絶縁物質である。
構造でＡｔ、 Ａｇ等の物質で製造され入射光を反射さ
せる役割を示す。２はｌのミラー構造を支持する基板で
Ａｕなどで構成される。３，４は１，２の支持部材で、
３はミラーコンタクトと呼ばれ、特に電気機械動作をす
るひんし部を受けるものであり、４はポリオキサイドＳ
ｔの絶縁物質である。
５はポリシリコンゲートでＭＯ８型ＦＥＴトランジスタ
ーノダートの役割を示す。６はエアーギャップで、０．
６μ〜数μの空洞である。７はフローティング、フィー
ルドグレートで、８のＮ＋フローティングソースからト
ランジスターのＯＮ 、 ＯＦＦ情報により７のフロー
ティング、フィールドプレートに電圧がかかる。９はＮ
＋ドレインを示す。これもＭＯ８型ＦＥＴトランジスタ
ーの構成の役割をする。
ーノダートの役割を示す。６はエアーギャップで、０．
６μ〜数μの空洞である。７はフローティング、フィー
ルドグレートで、８のＮ＋フローティングソースからト
ランジスターのＯＮ 、 ＯＦＦ情報により７のフロー
ティング、フィールドプレートに電圧がかかる。９はＮ
＋ドレインを示す。これもＭＯ８型ＦＥＴトランジスタ
ーの構成の役割をする。
１０はダートオキサイド、１１はＰ型シリコン基板であ
る。
る。
第２図（ｂ）は第２図（ａ）の入方向からの拡大正面図
で、１２はエアー空隙で１３は電気機械的に揺動するミ
ラー揺動部、１４はひんし部分を示す。
で、１２はエアー空隙で１３は電気機械的に揺動するミ
ラー揺動部、１４はひんし部分を示す。
１５はＤ〜の表面のミラー揺動部１３以外のミラー表面
を示す。ＤＭＤはＩＣ又はＬＳＩのゾロセスと似た工程
で製作される・ 第２図（ｃ）はＤＶＤのミス的等価図を示す。１６は１
．２のミラー及び支持部材にかかる′ｄ圧ｖＭを示す。
を示す。ＤＭＤはＩＣ又はＬＳＩのゾロセスと似た工程
で製作される・ 第２図（ｃ）はＤＶＤのミス的等価図を示す。１６は１
．２のミラー及び支持部材にかかる′ｄ圧ｖＭを示す。
１７は８にかかる電圧Ｖ、を示す。１８はトランジスタ
ー構成を示しており、９のＤ（ドレイン）信号、５ノ０
（ｆ−ト）信号ノＯＮ 、 ＯＦＦ ＦＣヨリＶ２の
電圧が８にＯＮ 、 ＯＦＦされる。この時１゜２に電
圧■つがかかっており、１，２と８間に電位差がＯＮ
、 ＯＦＦ信号だよシ増減されることになる。
ー構成を示しており、９のＤ（ドレイン）信号、５ノ０
（ｆ−ト）信号ノＯＮ 、 ＯＦＦ ＦＣヨリＶ２の
電圧が８にＯＮ 、 ＯＦＦされる。この時１゜２に電
圧■つがかかっており、１，２と８間に電位差がＯＮ
、 ＯＦＦ信号だよシ増減されることになる。
この時、電位差に応じて６，７間につぎの式に応じた力
Ｆが生じ、 Ｆ’ｃ／３ＫＶＱ（Ｋ：定数 ｖ：を位差α：定数 Ｆ
：曲げ力） ミラー１．２はひんし部１４で揺動される。第２図（ａ
）の左図は１，２と８の間圧電圧差が大きく有る場合で
、ミラー揺動部１３はひんじ部１４から折れ曲がり、こ
の作用のため入射光はミラーのふれ角の２倍角度をかえ
て反射される。
Ｆが生じ、 Ｆ’ｃ／３ＫＶＱ（Ｋ：定数 ｖ：を位差α：定数 Ｆ
：曲げ力） ミラー１．２はひんし部１４で揺動される。第２図（ａ
）の左図は１，２と８の間圧電圧差が大きく有る場合で
、ミラー揺動部１３はひんじ部１４から折れ曲がり、こ
の作用のため入射光はミラーのふれ角の２倍角度をかえ
て反射される。
一方電圧差が少ない場合は第２図（ａ）の右図に示すよ
うに、１．２のミラー揺動部１３＃″ｌニアによシひり
ばられる力が少なく彎曲されない、従って入射光はミラ
ーのふれない状態で反射されることとなる。ＤＭＤとは
電気的ＯＮ 、 ＯＦＦをミラー揺動部１３の揺動のＯ
Ｎ 、 ＯＦＦに変換し、さらに光のふれ角に変換する
ものである。
うに、１．２のミラー揺動部１３＃″ｌニアによシひり
ばられる力が少なく彎曲されない、従って入射光はミラ
ーのふれない状態で反射されることとなる。ＤＭＤとは
電気的ＯＮ 、 ＯＦＦをミラー揺動部１３の揺動のＯ
Ｎ 、 ＯＦＦに変換し、さらに光のふれ角に変換する
ものである。
しかしながら上記のようなりＭＤにおいてはエアーギャ
ップ、印加電圧（約３ Ｑ ｖｏｌｔ ）等の設定から
光のふれの角は最大で４°程度である。ＤＭＤを用いる
光学系は必然的に反射光学系になシ、それだけで高精度
が要求されるが、さらにわずか４°の角度変化に対拠で
きる光学系を組まなければならないとすると、光学系の
精度は非常に高度にする必要があり、また位置調整も大
変難しくなる問題点がありた。
ップ、印加電圧（約３ Ｑ ｖｏｌｔ ）等の設定から
光のふれの角は最大で４°程度である。ＤＭＤを用いる
光学系は必然的に反射光学系になシ、それだけで高精度
が要求されるが、さらにわずか４°の角度変化に対拠で
きる光学系を組まなければならないとすると、光学系の
精度は非常に高度にする必要があり、また位置調整も大
変難しくなる問題点がありた。
以上のような従来技術の問題点に鑑み、本発明において
はミラー揺動部１３のふれ角を大きくするために、基板
と該基板上に近接して配設されたミラー揺動部が、静電
気力によって揺動することによって反射光をすくなくと
も２方向に偏向できるＤＭＤのような電気機械光変調素
子において、基板とミラー揺動部の間に絶縁性低粘度液
体を設ける手段がとられる。
はミラー揺動部１３のふれ角を大きくするために、基板
と該基板上に近接して配設されたミラー揺動部が、静電
気力によって揺動することによって反射光をすくなくと
も２方向に偏向できるＤＭＤのような電気機械光変調素
子において、基板とミラー揺動部の間に絶縁性低粘度液
体を設ける手段がとられる。
以下、図面に基づき本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明の電気機械光変調素子の拡大断面図を示
したものである。なお、同図において第２図と同じ部材
には同じ番号が付しである。本発明は第２図に示したエ
アギャッｆ６中に絶縁性低粘度液体１９を注入したもの
である。
したものである。なお、同図において第２図と同じ部材
には同じ番号が付しである。本発明は第２図に示したエ
アギャッｆ６中に絶縁性低粘度液体１９を注入したもの
である。
一般に液体１９の比誘電率εは２以上と高く、又絶縁性
の高い液体を用いることで絶縁破壊電圧を高くすること
ができ、ギャップ間距離ｄを小さくすることができる。
の高い液体を用いることで絶縁破壊電圧を高くすること
ができ、ギャップ間距離ｄを小さくすることができる。
すなわち、ミラーの曲げカＦはミラーの面積Ｓに比例し
、ギヤツブ間距離ｄＫ反比例するので液体１９の比誘電
率をｅとすると、この場合、 Ｆｏｃｃ＆ｏｒ （ε。は真空の誘を率）となり、エ
アーギャップの時に比べて大きな曲げ力Ｆが働くことに
なる。つまシ、ＤＭＤ等に印加する電圧が従来と同じで
もふれ角が大きくとれ、あるいは同じふれ角を得る印加
電圧を下′けることができる。
、ギヤツブ間距離ｄＫ反比例するので液体１９の比誘電
率をｅとすると、この場合、 Ｆｏｃｃ＆ｏｒ （ε。は真空の誘を率）となり、エ
アーギャップの時に比べて大きな曲げ力Ｆが働くことに
なる。つまシ、ＤＭＤ等に印加する電圧が従来と同じで
もふれ角が大きくとれ、あるいは同じふれ角を得る印加
電圧を下′けることができる。
前記絶縁性低粘度液体１９としてシリコン油、スルホン
系油、フッ素油、塩素置換芳香族炭化水素等などがある
。
系油、フッ素油、塩素置換芳香族炭化水素等などがある
。
また、本発明の電気機械光変調素子の製造に際しては、
揺動ミラー１３の表面を表面自由エネルギーの低い材料
で構成し、注入した液体１９が素子内に毛細現象で保持
きれるようにすることが望ましい。さらに、注入した液
体１９の粘性はレスポンス上低い方が好ましく、液体１
９の蒸気圧も低い方が良い。
揺動ミラー１３の表面を表面自由エネルギーの低い材料
で構成し、注入した液体１９が素子内に毛細現象で保持
きれるようにすることが望ましい。さらに、注入した液
体１９の粘性はレスポンス上低い方が好ましく、液体１
９の蒸気圧も低い方が良い。
以上、説明したように本発明によれば、簡単な方法でミ
ラー揺動部のふれ角を大きくすることが可能となり、ま
た高絶縁性液体を用いることによシ絶縁破壊電圧を高め
ることも可能になった。
ラー揺動部のふれ角を大きくすることが可能となり、ま
た高絶縁性液体を用いることによシ絶縁破壊電圧を高め
ることも可能になった。
第１図は本発明の電気機械光変調素子の拡大断面図であ
る。 第２図は従来の電気機械光変調素子の説明図である。 １１：Ｐ型シリコン基板、１３：ミラー揺動部、１９：
ｊＱ縁性低粘度液体。 代理人 弁理士 山 下 積 平 第１図
る。 第２図は従来の電気機械光変調素子の説明図である。 １１：Ｐ型シリコン基板、１３：ミラー揺動部、１９：
ｊＱ縁性低粘度液体。 代理人 弁理士 山 下 積 平 第１図
Claims (1)
- （１）基板と、該基板上に近接して配設されたミラー揺
動部とを有し、該ミラー揺動部を電気的に揺動させるこ
とにより反射光をすくなくとも２方向に偏向できる電気
機械光変調素子において、基板とミラー揺動部の間に絶
縁性低粘度液体を設けたことを特徴とする電気機械光変
調素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17423485A JPS6235321A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 電気機械光変調素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17423485A JPS6235321A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 電気機械光変調素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6235321A true JPS6235321A (ja) | 1987-02-16 |
Family
ID=15975063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17423485A Pending JPS6235321A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 電気機械光変調素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6235321A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5061049A (en) * | 1984-08-31 | 1991-10-29 | Texas Instruments Incorporated | Spatial light modulator and method |
| US5469302A (en) * | 1993-05-21 | 1995-11-21 | Daewoo Electronics Co., Ltd. | Electrostrictive mirror actuator for use in optical projection system |
| EP0786679A3 (en) * | 1995-12-29 | 1998-09-16 | Hewlett-Packard Company | Electrostatically-driven light modulator and display |
| KR100368366B1 (ko) * | 1994-03-07 | 2003-03-28 | 텍사스 인스트루먼츠 인코포레이티드 | 디지탈마이크로미러장치의제어방법 |
| JP2003322807A (ja) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Hewlett Packard Co <Hp> | 超小型鏡デバイスおよびその形成方法 |
| JP2007086143A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Sony Corp | 可変焦点レンズおよび可変焦点ミラー |
| JP2007335859A (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-27 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ用ミラーアレイ |
| US11199724B2 (en) | 2016-09-12 | 2021-12-14 | LooLoops, LLC | Slip-resistant eyewear system |
-
1985
- 1985-08-09 JP JP17423485A patent/JPS6235321A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5061049A (en) * | 1984-08-31 | 1991-10-29 | Texas Instruments Incorporated | Spatial light modulator and method |
| US5469302A (en) * | 1993-05-21 | 1995-11-21 | Daewoo Electronics Co., Ltd. | Electrostrictive mirror actuator for use in optical projection system |
| KR100368366B1 (ko) * | 1994-03-07 | 2003-03-28 | 텍사스 인스트루먼츠 인코포레이티드 | 디지탈마이크로미러장치의제어방법 |
| EP0786679A3 (en) * | 1995-12-29 | 1998-09-16 | Hewlett-Packard Company | Electrostatically-driven light modulator and display |
| JP2003322807A (ja) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Hewlett Packard Co <Hp> | 超小型鏡デバイスおよびその形成方法 |
| JP2007086143A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Sony Corp | 可変焦点レンズおよび可変焦点ミラー |
| JP2007335859A (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-27 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ用ミラーアレイ |
| US11199724B2 (en) | 2016-09-12 | 2021-12-14 | LooLoops, LLC | Slip-resistant eyewear system |
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