CN106054375A - 电光装置、电光装置的制造方法及电子设备 - Google Patents

电光装置、电光装置的制造方法及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电光装置、电光装置的制造方法及电子设备,能够在支撑镜的镜支撑部不残留牺牲层而高效地形成表面没有大的凹陷的镜。电光装置(100)的扭转铰链(35)和镜支撑部(38)一体地形成于导电部件(31),在镜支撑部(第二支撑部)(38)中,基板(1)侧的第一端部(381)为朝向基板(1)开口的开放端。在镜支撑部(38)中,镜(51)侧的第二端部(382)为堵住镜支撑部(38)的开口的平板部(385),镜(51)和平板部(385)的与基板(1)相反的一侧的面接触。使用于该电光装置(100)的制造的第一牺牲层(21)通过向感光性抗蚀剂进行曝光、显影而形成。

Description

电光装置、电光装置的制造方法及电子设备
技术领域
本发明涉及一种具备镜的电光装置、电光装置的制造方法及电子设备。
背景技术
作为电子设备,已知例如投射型显示装置等,其在利用被称为DMD(数字镜器件)的电光装置的多个镜(微镜)对从光源射出的光进行调制之后,通过利用投射光学系统将调制光扩大投射,从而在屏幕上显示图像。在用于所述电子设备的电光装置中,镜经由镜支撑部被扭矩铰链(扭转铰链)支撑,并与扭矩铰链电连接。另外,扭矩铰链经由转轴支撑部被形成于基板上的基板侧偏压电极支撑,并与基板侧偏压电极电连接。因此,从基板侧偏压电极向镜施加偏压的同时,如果向地址电极施加驱动电压,则能够利用镜与地址电极之间产生的静电力来驱动镜。在该构成的电光装置的制造工序中,利用由树脂材料构成的牺牲层可形成扭矩铰链、镜等。
在此,如果镜支撑部使凹部朝向与基板相反的一侧,则导致在镜的表面会形成较大的凹陷,从而在镜的表面(反射面)的反射率降低。因此,提出了使无机材料堆积在镜支撑部和牺牲层等的表面之后,进行研磨,此后,形成形成有镜的反射膜(参照专利文献1)。另外,提出了在形成镜支撑部时,在残留在扭矩铰链上的柱状的牺牲层(树脂层)的表面形成有金属层的构成(参照专利文献2)。
但是,如专利文献1中记载的构成那样,对于使无机材料堆积来填埋凹部需要相当厚地堆积无机材料,并且在无机材料的情况下,研磨速度较慢。因此,存在这样的问题点:从牺牲层等的表面研磨并除去无机材料需要较长的处理时间。
另外,如专利文献2中记载的构成那样,在柱状的树脂层上层叠金属层来形成镜支撑部的情况下,被照射了光或使驱动电路动作时基板中发热等原因造成电光装置的温度上升时,有可能从牺牲层产生气体。如果该气体附着在镜的表面(反射面),则使镜的反射率降低,因此并不优选。另外,为了形成扭矩铰链(扭转铰链)和镜支撑部则需要如下工序:形成两层金属层并且在两层金属层之间形成绝缘性的中间层,并进行图案化,因此电光装置的制造工序变得复杂。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2007-510174号公报
专利文献2:日本特开平8-227042号公报
发明内容
鉴于以上的问题点,本发明的课题在于提供一种电光装置、电光装置的制造方法及电子设备,能够在支撑镜的镜支撑部不残留牺牲层而高效地形成表面没有大的凹陷的镜。
为了解决上述课题,本发明的电光装置的一个方式,其特征在于,具有:基板;第一支撑部(铰链支撑部),在所述基板的一个面侧朝向所述基板突出并支撑于所述基板;导电部件,一体地形成有经由所述第一支撑部支撑于所述基板侧的扭转铰链和从所述扭转铰链向与所述基板相反的一侧突出的筒状的第二支撑部(镜支撑部),所述第二支撑部的所述扭转铰链侧的第一端部为向所述基板开放的开放端;以及镜,接触于所述第二支撑部的与所述基板相反一侧的第二端部。
在本发明的电光装置的制造方法中,其特征在于,具有:第一牺牲层形成工序,对形成于基板的一个面侧的感光性树脂层进行曝光和显影,形成具备第一开口部(铰链支撑部用开口部)和向与所述基板相反的一侧突出的呈柱状的凸部的第一牺牲层;第一导电膜形成工序,在所述第一牺牲层的与所述基板相反的一侧和所述第一开口部的内侧形成第一导电膜;第一图案化工序,对所述第一导电膜进行图案化,形成由形成于所述第一开口部的内侧的所述第一导电膜构成的第一支撑部、与所述第一支撑部(铰链支撑部)一体的扭转铰链、和从所述扭转铰链向与所述基板相反的一侧突出的、且与所述扭转铰链一体的筒状的第二支撑部;第二牺牲层形成工序,在所述扭转铰链和所述第二支撑部的与所述基板相反的一侧形成第二牺牲层;平坦化工序,从与所述基板相反的一侧将所述第二牺牲层平坦化而使所述第二支撑部露出;第二导电膜形成工序,在所述第二牺牲层的与所述基板相反的一侧形成第二导电膜;第二图案化工序,对所述第二导电膜进行图案化而形成镜;以及牺牲层除去工序,去除所述第一牺牲层和所述第二牺牲层。
在本发明中,从扭矩铰链向与基板相反的一侧突出的镜支撑部为筒状,并基板侧的第一端部为开放端。因此,在形成镜柱时即使在内侧具有牺牲层,也能够除去该牺牲层。因此,在镜柱的内部不残留构成牺牲层的树脂,所以即使是被照射了光或使驱动电路动作时基板的发热等原因造成电光装置的温度上升的情况下,也不会从牺牲层产生气体。由此,不会发生由从牺牲层产生的气体而导致镜的表面(反射面)中的反射率降低这种事态。在第二支撑部中,第二端部在与基板的相反一侧为平坦部的状态时能够使与第二支撑部的形式形状不同的镜连接到第二支撑部。因此,镜的表面不会产生凹陷。因此,能够提高光的利用效率,并且能够抑制由于在镜的散射而导致对比的降低。另外,与以无机材料填埋凹部的情况不同,由于没必要从镜的表面除去填埋凹部的较厚的无机材料,因此能够高效地形成使镜的表面不产生凹陷的第二支撑部。另外,从扭转铰链向与基板的相反一侧突出的第二支撑部为筒状,并且基板侧的第一端部为开放端,与扭转铰链形为一体。因此,能够抑制在第二支撑部与扭转铰链的边界部产生的强度的降低,电光装置的可靠性提高。
在本发明中,所述第二端部优选为堵住所述第二支撑部的开口的平板部。根据该构成,能够可靠地将第二支撑部与镜电连接。
在本发明中,所述第二支撑部优选与所述扭转铰链之间呈弯曲的截面形状。根据该构成,具有以下的优点:从镜经由第二支撑部施加到扭转铰链的应力不易集中在指定位置。
在本发明中,所述第二支撑部的外周面优选为朝向所述镜侧的锥面。根据该构成,能够增大第二支撑部的强度。
在本发明的电光装置的制造方法中,能够采用以下方式,在所述第一牺牲层形成工序中,进行形成第一感光性树脂层的第一工序、对所述第一感光性树脂层进行曝光和显影而形成所述第一开口部的第二工序、形成在与所述基板相反的一侧与所述第一感光性树脂层重叠的第二感光性树脂层的第三工序、和对所述第二感光性树脂层进行曝光和显影而形成所述凸部的第四工序,来形成所述第一牺牲层。
在本发明的电光装置的制造方法中,可以采用以下方式,在所述第一牺牲层形成工序中,在形成感光性树脂层之后,通过半色调掩模对所述感光性树脂层进行曝光之后,进行显影而形成具备向与所述基板相反的一侧突出的呈柱状的所述凸部的所述第一牺牲层。
在本发明的电光装置的制造方法中,能够采用使用正型的感光性树脂层作为所述感光性树脂层的方式。另外,在本发明的电光装置的制造方法中,可以采用使用负型的感光性树脂层作为所述感光性树脂层的方式。
适用本发明的电光装置能够用于各种电子设备,该情况下,在电子设备上设置向所述镜照射光源光的光源部。另外,将投射型显示装置或头部安装型显示装置作为电子设备而构成的情况下,在电子设备上进一步地设置投射被所述镜调制的光的投射光学系统。
附图说明
图1是示出作为适用本发明的电子设备的投射型显示装置的光学系统的示意图。
图2的(a)和(b)是示意性地示出适用本发明的电光装置的基本构成的说明图。
图3的(a)和(b)是示意性地示出适用本发明的电光装置的主要部分中的A-A’截面的说明图。
图4是示出适用本发明的电光装置的详细构成的截面图。
图5的(a)至(e)是示出适用本发明的电光装置的制造方法的工序截面图。
图6的(a)至(c)是示出适用本发明的电光装置的制造方法的工序截面图。
图7的(a)至(d)是示出适用本发明的电光装置的制造方法的工序截面图。
图8的(a)至(f)是适用本发明的电光装置的制造工序中所形成的层的俯视图。
图9的(a)和(b)是示意性地示出适用本发明的电光装置的制造工序中所使用的第一牺牲层的另一个制造方法的说明图。
图10是示出适用本发明的电光装置的镜支撑部(第二支撑部)的优选方式的说明图。
符号说明:
1 基板
10 晶片
11 基板侧偏压电极
12、13 基板侧地址电极
14 地址电路
21 第一牺牲层
22 第二牺牲层
30 第一导电膜
31 导电部件
35 扭矩铰链
38 镜支撑部(第二支撑部)
39 转轴支撑部(第一支撑部)
50 第二导电膜
51 镜
71 蚀刻阻挡层
100 电光装置
211 第一感光性树脂层
211a 转轴支撑部用开口部(第一支撑部用开口部)
212 第二感光性树脂层
212a 凸部
381 第一端部
382 第二端部
383 外周面
385 平板部
1000 投射型显示装置
1002 光源部
1004 投射光学系统
具体实施方式
参照附图说明本发明的实施方式。需要说明的是,在以下的说明中,作为适用本发明的电子设备对投射型显示装置进行说明。另外,在以下的说明中参照的附图中,为了使各层或各部件在附图上可识别的程度的大小,对各层、各部件的每一个比例尺不同。另外,附图示出减少了镜等的数量。
作为电子设备的投射型显示装置
图1是示出作为适用本发明的电子设备的投射型显示装置的光学系统的示意图。图1示出的投射型显示装置1000具有光源部1002、根据图像信息对被光源部1002射出的光进行调制的电光装置100、将被电光装置100调制后的光作为投射图像向屏幕等的被投射物1100投射的投射光学系统1004。光源部1002具备光源1020和彩色滤光器1030。光源1020射出白色光,彩色滤光器1030伴随着旋转射出各色的光,电光装置100在同步于彩色滤光器1030的旋转的定时调制入射的光。此外,代替彩色滤光器1030,可以使用将从光源1020射出的光转换为各色的光的荧光体基板。另外,可以针对各色的每种光设置光源部1002以及电光装置100。
电光装置100的基本构成
图2是示意性地示出适用本发明的电光装置100的基本构成的说明图,图2的(a)、(b)分别是示出电光装置100的主要部分的说明图以及电光装置100的主要部分的分解立体图。图3是示意性地示出适用本发明的电光装置100的主要部分中的A-A’截面的说明图,图3的(a)、(b)分别是示意性地示出镜向一侧倾斜的状态的说明图以及示意性地示出镜向另一侧倾斜的状态的说明图。
如图2的(a)和(b)以及图3的(a)、(b)所示,电光装置100在基板1的一个表面1s侧矩阵状地配置有多个镜51,镜51远离基板1。基板1例如是硅基板。镜51例如是一边长度具有例如10μm~30μm的平面尺寸的微镜。镜51例如配置为具有从600×800到1920×1080的排列,一个镜51对应于图像的一个像素。
镜51的表面是由铝等的反射金属膜构成的反射面。电光装置100具备包含形成于基板1的一个表面1s的基板侧偏压电极11以及基板侧地址电极12、13等的第一层部分100a、包含高架地址电极32、33以及扭矩铰链(hinge)35的第二层部分100b、和包含镜51的第三层部分100c。在第一层部分100a中,在基板1上形成有地址电路14。地址电路14具备用于选择性地控制各镜51的动作的存储器单元、字线、位线的布线15等,具有具备CMOS电路16的类似于RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)的电路构成。
第二层部分100b包含高架地址电极32、33、扭矩铰链35以及镜支撑部(第二支撑部)38。高架地址电极32、33经由电极支柱321、331与基板侧地址电极12、13导通,并由基板侧地址电极12、13支撑。转轴臂36、37从扭矩铰链35的两端延伸。转轴臂36、37经由转轴支撑部(第一支撑部)39与基板侧偏压电极11导通,并由基板侧偏压电极11支撑。镜51经由镜支撑部38与扭矩铰链35导通,并由扭矩铰链35支撑。因此,镜51经由镜支撑部38、扭矩铰链35、转轴臂36、37、转轴支撑部39与基板侧偏压电极11导通,并从基板侧偏压电极11施加偏压。并且,在转轴臂36、37的末端形成有阻挡(stopper)361、362、371、372,当镜51倾斜时相抵接而防止镜51与高架地址电极32、33的接触。
基板侧地址电极12、13以及高架地址电极32、33构成在与镜51之间产生静电力以驱动镜51使其驱动倾斜的驱动元件。具体而言,对基板侧地址电极12、13及高架地址电极32、33施加驱动电压,如图3所示,当镜51以被吸引到基板侧地址电极12和高架地址电极32侧或被基板侧地址电极13和高架地址电极33吸引的方式倾斜时扭矩铰链35扭转。然后,停止对基板侧地址电极12、13和高架地址电极32、33的驱动电压的施加并对镜51的吸引力消失时,产生镜51反馈平行于基板1的姿势的力。
在电光装置100中,例如,图3的(a)所示镜51向基板侧地址电极12和高架地址电极32侧倾斜时,变成从光源部1002射出的光被镜51朝向投射光学系统1004反射的开启状态。与此相对,如图3的(b)所示,镜51向基板侧地址电极13和高架地址电极33侧倾斜时,变成从光源部1002射出的光被镜51朝向光吸收装置1005反射的关闭状态,在该关闭状态下,光不向投射光学系统1004反射。该驱动在多个镜51的每一个进行的结果是从光源部1002射出的光被多个镜51调制成图像光并从投射光学系统1004投射,从而显示图像。
此外,有时将与基板侧地址电极12、13相对的平板状的轭(yoke)和扭矩铰链35设置为一体,除了高架地址电极32、33与镜51之间产生的静电力之外,还利用作用于基板侧地址电极12、13与轭之间的静电力来驱动镜51。
电光装置100的详细构成
图4是示出适用本发明的电光装置100的详细构成的截面图。此外,图4中仅示出电光装置100的第二层部分100b和第三层部分100c,省略了包含基板侧偏压电极11及基板侧地址电极12、13等的第一层部分100a的图示。另外,在图4中,在形成于电光装置100的多个镜51之中,仅示出了相对一个镜51的镜支撑部(第二支撑部)38及扭矩铰链35(扭转铰链)。
如图4所示,电光装置100在基板1的一个表面1s侧具有经由导电性的转轴支撑部(第一支撑部)39而被支撑于基板1侧的导电性的扭矩铰链35。另外,电光装置100具有在扭矩铰链35的长度方向的中央部分从扭矩铰链35向与基板1侧相反的一侧突出的筒状的镜支撑部38和被镜支撑部38支撑的镜51。
在此,扭矩铰链35与镜支撑部38形为一体。更具体而言,在一体地具备有扭矩铰链35与镜支撑部38的导电部件31中,由以沿基板1的一个表面1s的方式延伸的部分而构成扭矩铰链35,由朝向与基板1侧相反的一侧突出的部分构成镜支撑部38。另外,转轴支撑部39也一体地形成于导电部件31。即,在导电部件31中,由从扭矩铰链35朝向基板1突出的部分构成转轴支撑部39,转轴支撑部39被基板1支撑。
在镜支撑部38中,基板1侧(扭矩铰链35侧)的第一端部381为朝向基板1开口的开放端。在镜支撑部38中,与基板1及扭矩铰链35相反的一侧(镜51侧)的第二端部382为堵住镜支撑部38的开口的平板部385,镜51和平板部385的与基板1相反的一侧的表面接触。因此,镜51的表面不存在凹陷。
电光装置的制造方法
参照图2的(b)及图5~图8,在适用本发明的电光装置100的制造工序中,以形成扭矩铰链(扭转铰链)、镜支撑部(第二支撑部)及镜的工序为中心进行说明。图5、图6及图7是示出适用本发明的电光装置100的制造方法的工序截面图。图8是适用本发明的电光装置100的制造工序中形成的层的俯视图。此外,在图5~图8中,在形成于电光装置100的多个镜51之中,仅示出了相对一个镜51的镜支撑部38及扭矩铰链35。另外,在以下的说明中,也适当地说明与参照图2的(b)说明的各部位的关系。
首先,如图5的(a)所示,在工序ST1中,在由硅基板构成的晶片10(基板)上形成参照图2的(b)已说明的地址电路14、基板侧偏压电极11及基板侧地址电极12、13等。
接下来,在工序ST2(第一工序)中,在晶片10的一个表面10s形成由正型有机光致抗蚀剂等构成的第一感光性树脂层211之后,在图5的(b)示出的工序ST3(第二工序)中,对第一感光性树脂层211进行曝光及显影,形成转轴支撑部用开口部(第一支撑部用开口部)211a。此时,如图8的(a)所示,还形成高架地址电极32、33的电极支柱321、331用的电极支柱用开口部211b。第一感光性树脂层211的厚度例如是1μm,转轴支撑部用开口部211a的开口直径例如大约是0.6μm。接下来,在图5的(c)所示的工序ST4(第三工序)中,对第一感光性树脂层211在与晶片10相反的一侧的面上形成由正型有机光致抗蚀剂等构成的第二感光性树脂层212。接下来,在图5的(d)示出的工序ST5(第四工序)中,对第二感光性树脂层212进行曝光及显影,从与转轴支撑部用开口部211a重叠的位置除去第二感光性树脂层212,并形成从第一感光性树脂层211向与基板1相反的一侧突出的呈柱状的凸部212a。第二感光性树脂层212的厚度例如是2μm,凸部212a的外径例如大约是0.6μm。该工序ST2、ST3、ST4、ST5是对感光性树脂层进行曝光以及显影,从而形成具备转轴支撑部用开口部211a以及呈柱状的凸部212a的第一牺牲层21的第一牺牲层形成工序。
接下来,在图5的(e)所示的工序ST6(第一导电膜形成工序)中,在第一牺牲层21的表面(与晶片10相反的一侧的面)整个面地形成第一导电膜30(参照图8的(b))。此时,第一导电膜也形成在转轴支撑部用开口部211a的壁面及底面。第一导电膜30例如是铝层的单体膜或铝层与鈦层的层叠膜,厚度例如是0.06μm。
接下来,在工序ST7(第一图案化工序)中,在第一导电膜30的表面(与晶片10相反的一侧的面)形成有抗蚀掩模的状态下将第一导电膜30图案化,形成具备扭矩铰链35的导电部件31。此时,在导电部件31中,由残留在转轴支撑部用开口部211a的第一导电膜30使转轴支撑部39与扭矩铰链35形为一体。另外,在导电部件31中,从扭矩铰链35向与基板1相反的一侧突出的筒状的镜支撑部38与扭矩铰链35形为一体。此时,如图8的(c)所示,在导电部件31中,形成转轴臂36、37。另外,同时形成高架地址电极32、33,在电极支柱用开口部211b的内部形成电极支柱321、331。
接下来,在图6的(a)示出的工序ST8(第二牺牲层形成工序)中,以从与晶片10相反的一侧覆盖扭矩铰链35以及镜支撑部38的方式形成由正型有机光致抗蚀剂等构成的感光性树脂层之后,使其硬化,从而形成第二牺牲层22。第二牺牲层22的厚度例如是3μm。
接下来,在图6的(b)示出的工序ST9(平坦化工序)中,利用CMP法等从与晶片10相反的一侧对第二牺牲层22进行平坦化而使镜支撑部38的第二端部382露出(参照图8的(d))。本方式中,进行平坦化使得平板部385残留于镜支撑部38的第二端部382。
接下来,在图6的(c)示出的工序ST10(第二导电膜形成工序)中,在第二牺牲层22的与晶片10相反的一侧形成第二导电膜50。第二导电膜50例如是厚度为0.3μm的铝层。
接下来,在图7的(a)示出的工序ST11中,利用PEVCD法等形成氧化硅膜(SiO2)等的无机膜70(参照图8的(e))。接下来,在图7的(b)示出的工序ST12中,在无机膜70的表面(与晶片10相反的一侧的面)形成有抗蚀掩模的状态下将无机膜70进行图案化,并形成与镜51同一平面形状的蚀刻阻挡层71(参照图8的(f))。此后,除去抗蚀掩模。接下来,在图7的(c)示出的工序ST13中,使蚀刻阻挡层71作为掩模,将第二导电膜50图案化,形成镜51。该ST11、ST12、ST13是第二图案化工序。
接下来,将晶片10分割成单品尺寸的多个基板1。
接下来,在图7的(d)示出的工序ST14(牺牲层除去工序)中,进行等离子蚀刻等,除去第一牺牲层21及第二牺牲层22。此时,在镜支撑部38与晶片10之间,由于第一牺牲层21的第一感光性树脂层211与凸部212a(第二感光性树脂层212)接触,因此如果除去第一感光性树脂层211,此后,凸部212a(第二感光性树脂层212)也被除去。另外,在本方式中,当除去第一牺牲层21及第二牺牲层22时,除去蚀刻阻挡层71。其结果,可得到电光装置100。
本方式的主要效果
如以上说明的那样,在本方式中,从扭矩铰链(扭转铰链)35向与基板1相反的一侧突出的镜支撑部(第二支撑部)38为筒状,并且基板1侧的第一端部381为开放端。因此,在形成镜支撑部38时即使在内侧具有凸部212a(第一牺牲层21),也能够除去第一牺牲层21。因此,在镜支撑部38的内部不残留构成牺牲层的树脂,所以即使是由于被照射了光或驱动电路动作时基板产生热量等原因而导致电光装置100的温度上升的情况下,也不会从牺牲层产生气体。由此,不会发生由牺牲层产生的气体而导致镜51的表面(反射面)中的反射率下降这种事态。而且,从扭矩铰链35向与基板相反的一侧突出的镜支撑部38为筒状,并与扭矩铰链35形为一体。因此,在镜支撑部38与扭矩铰链35的边界部产生的强度不会下降。
另外,在镜支撑部38中第二端部382在与基板1相反的一侧为平坦部的状态时能够使与镜支撑部38形状形式不同的镜51连接到镜支撑部38。因此,镜51的表面不会产生凹陷。因此,能够提高光的利用效率,并能够抑制由于在镜51的散射而导致的对比的降低。
另外,与利用无机材料填埋凹部的情况不同,由于没必要从镜51的表面去除填埋凹部的较厚的无机材料,因此能够高效地形成在镜51的表面不产生凹陷的镜支撑部38。
第一牺牲层21的另一制造方法
图9是示意性地示出适用本发明的电光装置100的制造工序中使用的第一牺牲层的另一制造方法的说明图。
在本方式中,在第一牺牲层形成工序中,首先,如图9的(a)所示,在晶片10的一个表面10s形成由正型有机光致抗蚀剂等构成的感光性树脂层210之后,由半色调掩模使感光性树脂层210曝光之后,进行显影,形成图9的(b)示出的第一牺牲层21。在该第一牺牲层21中,在感光性树脂层210之中,在被全曝光的区域形成转轴支撑部用开口部211a,被半曝光的区域的感光性树脂层210变薄,结果在未被曝光的区域形成柱状的凸部212a。
需要说明的是,在本例中,通过使用了半色调掩模的一次曝光而形成第一牺牲层21,但是也可以在另一工序中进行向应形成转轴支撑部用开口部211a的区域的曝光与使用了相对于未形成转轴支撑部用开口部211a及柱状的凸部212a的区域的半色调掩模的半曝光。
镜支撑部(第二支撑部)38的改良例
图10是示出适用本发明的电光装置100的镜支撑部(第二支撑部)38的优选方式的说明图。在制造适用本发明的电光装置100时,形成第一牺牲层21时,使用了正型的感光性树脂层,但是也可以使用负型的感光性树脂层。使用了该负型的感光性树脂层的情况下,在感光性树脂层内的光的散射等的影响下,凸部212a的外周面212b容易变成朝向镜51侧(与晶片10相反的一侧)的锥面。其结果,镜支撑部38的外周面383变成朝向镜51侧(与晶片10相反的一侧)的锥面。由此,镜支撑部38在扭矩铰链35侧的直径比镜51侧的直径大,所以能够增大镜支撑部38的强度。
另外,无论正型以及负型,使用了感光性树脂层的情况下,凸部212a的底部212c容易为弯曲的形状。其结果,镜支撑部38与扭矩铰链35之间为弯曲的截面形状。根据该构成,具有这样的优点:从镜51经由镜支撑部38施加到扭矩铰链35的应力很难集中在特定位置。
其他实施方式
在上述实施方式中,在参照图6的(b)说明的平坦化工序(工序ST9)中,以在镜支撑部38的第二端部382残留平板部385的方式进行了平坦化,但是也可以至平板部385消失为止进行平坦化。即使这种情况下,在形成用于形成镜51的第二导电膜50时,镜支撑部38的端部由于第一牺牲层21的凸部212a而为平坦部。因此,镜51的表面不产生凹陷。

Claims (10)

1.一种电光装置,其特征在于,
具有:
基板;
第一支撑部,在所述基板的一个面侧朝向所述基板突出并支撑于所述基板;
导电部件,一体地形成有经由所述第一支撑部支撑于所述基板侧的扭转铰链和从所述扭转铰链向与所述基板相反的一侧突出的筒状的第二支撑部,所述第二支撑部的所述扭转铰链侧的第一端部为向所述基板开放的开放端;以及
镜,接触于所述第二支撑部的与所述基板相反一侧的第二端部。
2.根据权利要求1所述的电光装置,其特征在于,
所述第二端部为堵住所述第二支撑部的开口的平板部。
3.根据权利要求1或2所述的电光装置,其特征在于,
所述第二支撑部与所述扭转铰链之间呈弯曲的截面形状。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电光装置,其特征在于,
所述第二支撑部的外周面为朝向所述镜侧的锥面。
5.一种电光装置的制造方法,其特征在于,
具有:
第一牺牲层形成工序,对形成于基板的一个面侧的感光性树脂层进行曝光和显影,形成具备第一开口部和向与所述基板相反的一侧突出的呈柱状的凸部的第一牺牲层;
第一导电膜形成工序,在所述第一牺牲层的与所述基板相反的一侧和所述第一开口部的内侧形成第一导电膜;
第一图案化工序,对所述第一导电膜进行图案化,形成由形成于所述第一开口部的内侧的所述第一导电膜构成的第一支撑部、与所述第一支撑部一体的扭转铰链、和从所述扭转铰链向与所述基板相反的一侧突出的、且与所述扭转铰链一体的筒状的第二支撑部;
第二牺牲层形成工序,在所述扭转铰链和所述第二支撑部的与所述基板相反的一侧形成第二牺牲层;
平坦化工序,从与所述基板相反的一侧将所述第二牺牲层平坦化而使所述第二支撑部露出;
第二导电膜形成工序,在所述第二牺牲层的与所述基板相反的一侧形成第二导电膜;
第二图案化工序,对所述第二导电膜进行图案化而形成镜;以及
牺牲层除去工序,去除所述第一牺牲层和所述第二牺牲层。
6.根据权利要求5所述的电光装置的制造方法,其特征在于,
在所述第一牺牲层形成工序中,进行形成第一感光性树脂层的第一工序、对所述第一感光性树脂层进行曝光和显影而形成所述第一开口部的第二工序、形成在与所述基板相反的一侧与所述第一感光性树脂层重叠的第二感光性树脂层的第三工序、和对所述第二感光性树脂层进行曝光和显影而形成所述凸部的第四工序,来形成所述第一牺牲层。
7.根据权利要求5所述的电光装置的制造方法,其特征在于,
在所述第一牺牲层形成工序中,在形成感光性树脂层之后,通过半色调掩模对所述感光性树脂层进行曝光之后,进行显影而形成具备向与所述基板相反的一侧突出的呈柱状的所述凸部的所述第一牺牲层。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的电光装置的制造方法,其特征在于,
使用正型的感光性树脂层作为所述感光性树脂层。
9.根据权利要求5至7中任一项所述的电光装置的制造方法,其特征在于,
使用负型的感光性树脂层作为所述感光性树脂层。
10.一种电子设备,其特征在于,
具备根据权利要求1至4中任一项所述的电光装置,并
具有向所述镜照射光源光的光源部。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112219164A (zh) * 2018-03-26 2021-01-12 应用材料公司 用于生产多层压印母版的方法、多层压印母版及多层压印母版的用途

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6492893B2 (ja) * 2015-04-01 2019-04-03 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、および電子機器
JP6924090B2 (ja) * 2017-07-21 2021-08-25 浜松ホトニクス株式会社 アクチュエータ装置
CN111786648A (zh) * 2019-04-04 2020-10-16 中芯集成电路(宁波)有限公司上海分公司 体声波谐振器及其制造方法和滤波器、射频通信系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5650881A (en) * 1994-11-02 1997-07-22 Texas Instruments Incorporated Support post architecture for micromechanical devices
CN1474954A (zh) * 2000-11-22 2004-02-11 鲍尔半导体公司 光调制装置及系统
CN101546575A (zh) * 2001-01-30 2009-09-30 松下电器产业株式会社 备有可形变镜子的信息装置
CN104216107A (zh) * 2013-05-31 2014-12-17 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 单像素结构,包括其的数字微镜器件以及它们的制备方法
CN104380172A (zh) * 2012-07-02 2015-02-25 株式会社尼康 空间光调制器及曝光装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5061049A (en) 1984-08-31 1991-10-29 Texas Instruments Incorporated Spatial light modulator and method
US5083857A (en) 1990-06-29 1992-01-28 Texas Instruments Incorporated Multi-level deformable mirror device
US5583688A (en) * 1993-12-21 1996-12-10 Texas Instruments Incorporated Multi-level digital micromirror device
US5703728A (en) 1994-11-02 1997-12-30 Texas Instruments Incorporated Support post architecture for micromechanical devices
US6522454B2 (en) * 2000-09-29 2003-02-18 Texas Instruments Incorporated Hidden hinge digital micromirror device with improved manufacturing yield and improved contrast ratio
JP4419374B2 (ja) * 2002-09-18 2010-02-24 セイコーエプソン株式会社 光スイッチング素子
EP1588202A4 (en) * 2002-10-11 2007-10-10 Exajoule Llc MICRO-MIRROR SYSTEMS
CN101084462B (zh) 2003-10-27 2010-06-02 视频有限公司 高反差空间光调制器和方法
JP2005202257A (ja) 2004-01-19 2005-07-28 Ricoh Co Ltd 光偏向装置
US7787170B2 (en) * 2004-06-15 2010-08-31 Texas Instruments Incorporated Micromirror array assembly with in-array pillars
WO2006073111A1 (ja) 2005-01-05 2006-07-13 Nippon Telegraph And Telephone Corporation ミラー装置、ミラーアレイ、光スイッチ、ミラー装置の製造方法及びミラー基板の製造方法
US20060238852A1 (en) * 2005-04-22 2006-10-26 Texas Instruments Incorporated A non-contacting electrostatically-driven mems device
US7871931B2 (en) * 2005-09-20 2011-01-18 Texas Instruments Incorporated Method for chemical mechanical planarization of a metal layer located over a photoresist layer and a method for manufacturing a micro pixel array using the same
US7522330B2 (en) * 2005-10-28 2009-04-21 Miradia Inc. High fill ratio silicon spatial light modulator
JP2013068678A (ja) 2011-09-20 2013-04-18 Olympus Corp 光偏向器および光偏向器アレイ
US8780434B1 (en) * 2013-01-04 2014-07-15 Texas Instruments Incorporated MEMS device with sloped support
JP6064839B2 (ja) * 2013-08-26 2017-01-25 株式会社豊田中央研究所 Mems装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5650881A (en) * 1994-11-02 1997-07-22 Texas Instruments Incorporated Support post architecture for micromechanical devices
CN1474954A (zh) * 2000-11-22 2004-02-11 鲍尔半导体公司 光调制装置及系统
CN101546575A (zh) * 2001-01-30 2009-09-30 松下电器产业株式会社 备有可形变镜子的信息装置
CN104380172A (zh) * 2012-07-02 2015-02-25 株式会社尼康 空间光调制器及曝光装置
CN104216107A (zh) * 2013-05-31 2014-12-17 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 单像素结构,包括其的数字微镜器件以及它们的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112219164A (zh) * 2018-03-26 2021-01-12 应用材料公司 用于生产多层压印母版的方法、多层压印母版及多层压印母版的用途

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