JP2002207182A - 光学多層構造体およびその製造方法、光スイッチング素子、並びに画像表示装置 - Google Patents
光学多層構造体およびその製造方法、光スイッチング素子、並びに画像表示装置Info
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- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/02—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light
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- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/001—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on interference in an adjustable optical cavity
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成で、内部応力に起因する歪みの発
生を抑制することができ、画像表示装置に好適に用いる
ことができる光学多層構造体を提供する。 【構成】 光学多層構造体１は、基板１０の上に、この
基板１０に接する導電層１１、光の干渉現象を起こし得
る大きさを有すると共にその大きさが変化する間隙部１
２、および光学薄膜１３をこの順で配設した構造を有す
る。光学薄膜１３の可動部１３Ｅは、その周縁が支持部
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄにより一様に支持され
ており、内部応力に起因する歪みの発生が抑制される。
可動部１３Ｅには、貫通孔１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１
４Ｄが形成されており、犠牲層エッチングにより間隙部
１２を形成する場合にエッチャントが容易に犠牲層に到
達する。
生を抑制することができ、画像表示装置に好適に用いる
ことができる光学多層構造体を提供する。 【構成】 光学多層構造体１は、基板１０の上に、この
基板１０に接する導電層１１、光の干渉現象を起こし得
る大きさを有すると共にその大きさが変化する間隙部１
２、および光学薄膜１３をこの順で配設した構造を有す
る。光学薄膜１３の可動部１３Ｅは、その周縁が支持部
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄにより一様に支持され
ており、内部応力に起因する歪みの発生が抑制される。
可動部１３Ｅには、貫通孔１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１
４Ｄが形成されており、犠牲層エッチングにより間隙部
１２を形成する場合にエッチャントが容易に犠牲層に到
達する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、入射光を反射若し
くは透過させる機能を有する光学多層構造体およびその
製造方法、この光学多層構造体を用いた光スイッチング
素子並びに画像表示装置に関する。
くは透過させる機能を有する光学多層構造体およびその
製造方法、この光学多層構造体を用いた光スイッチング
素子並びに画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、映像情報の表示デバイスとしての
ディスプレイの重要性が高まっており、このディスプレ
イ用の素子として、更には、光通信，光記憶装置，光プ
リンタなどの素子として、高速で動作する光スイッチン
グ素子（ライトバルブ）の開発が要望されている。従
来、この種の素子としては、液晶を用いたもの、マイク
ロミラーを用いたもの（ＤＭＤ；Digtal Micro Miror D
evice 、ディジタルマイクロミラーデバイス、テキサス
インスツルメンツ社の登録商標）、回折格子を用いたも
の（ＧＬＶ：Grating Light Valve,グレーティングライ
トバルブ、ＳＬＭ（シリコンライトマシン）社）等があ
る。
ディスプレイの重要性が高まっており、このディスプレ
イ用の素子として、更には、光通信，光記憶装置，光プ
リンタなどの素子として、高速で動作する光スイッチン
グ素子（ライトバルブ）の開発が要望されている。従
来、この種の素子としては、液晶を用いたもの、マイク
ロミラーを用いたもの（ＤＭＤ；Digtal Micro Miror D
evice 、ディジタルマイクロミラーデバイス、テキサス
インスツルメンツ社の登録商標）、回折格子を用いたも
の（ＧＬＶ：Grating Light Valve,グレーティングライ
トバルブ、ＳＬＭ（シリコンライトマシン）社）等があ
る。
【０００３】ＧＬＶは回折格子をＭＥＭＳ（Micro Elec
tro Mechanical Systems) 構造で作製し、静電力で１０
ｎｓの高速ライトスイッチング素子を実現している。Ｄ
ＭＤは同じくＭＥＭＳ構造でミラーを動かすことにより
スイッチングを行うものである。これらのデバイスを用
いてプロジェクタ等のディスプレイを実現できるもの
の、液晶とＤＭＤは動作速度が遅いために、ライトバル
ブとしてディスプレイを実現するためには２次元配列と
しなければならず、構造が複雑となる。一方、ＧＬＶは
高速駆動型であるので、１次元アレイを走査することで
プロジェクションディスプレイを実現することができ
る。
tro Mechanical Systems) 構造で作製し、静電力で１０
ｎｓの高速ライトスイッチング素子を実現している。Ｄ
ＭＤは同じくＭＥＭＳ構造でミラーを動かすことにより
スイッチングを行うものである。これらのデバイスを用
いてプロジェクタ等のディスプレイを実現できるもの
の、液晶とＤＭＤは動作速度が遅いために、ライトバル
ブとしてディスプレイを実現するためには２次元配列と
しなければならず、構造が複雑となる。一方、ＧＬＶは
高速駆動型であるので、１次元アレイを走査することで
プロジェクションディスプレイを実現することができ
る。
【０００４】しかしながら、ＧＬＶは回折格子構造であ
るので、１ピクセルに対して６つの素子を作り込んだ
り、２方向に出た回折光を何らかの光学系で１つにまと
める必要があるなどの複雑さがある。
るので、１ピクセルに対して６つの素子を作り込んだ
り、２方向に出た回折光を何らかの光学系で１つにまと
める必要があるなどの複雑さがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
本出願人と同一出願人は、先に、簡単な構成で、小型軽
量であると共に、構成材料の選択にも自由度があり、可
視光領域においても高速応答が可能であって、画像表示
装置に好適に用いることができる光学多層構造体を提案
している（例えば、特願２０００−２００８８２、特願
２０００−２０２８３１および特願２０００−２１９５
９９）。
本出願人と同一出願人は、先に、簡単な構成で、小型軽
量であると共に、構成材料の選択にも自由度があり、可
視光領域においても高速応答が可能であって、画像表示
装置に好適に用いることができる光学多層構造体を提案
している（例えば、特願２０００−２００８８２、特願
２０００−２０２８３１および特願２０００−２１９５
９９）。
【０００６】図１７は、上記提案のうち、例えば特願２
０００−２００８８２に係る光学多層構造体を用いた光
スイッチング装置１００の構成の一例を表すものであ
る。この光スイッチング装置１００は、例えばガラスか
らなる透明基板１０１上に複数（図では４個）の光スイ
ッチング素子１００Ａ〜１００Ｄを一次元アレイ状に配
設したものである。なお、１次元に限らず、２次元に配
列した構成としてもよい。この光スイッチング装置１０
０では、透明基板１０１の表面の一方向（素子配列方
向）に沿って例えばＴｉＯ2 膜１０２が形成されてい
る。ＴｉＯ2 膜１０２上には、例えばＩＴＯ（Indium-T
in Oxide：インジウムとスズの酸化物混合膜）膜１０３
が形成されている。
０００−２００８８２に係る光学多層構造体を用いた光
スイッチング装置１００の構成の一例を表すものであ
る。この光スイッチング装置１００は、例えばガラスか
らなる透明基板１０１上に複数（図では４個）の光スイ
ッチング素子１００Ａ〜１００Ｄを一次元アレイ状に配
設したものである。なお、１次元に限らず、２次元に配
列した構成としてもよい。この光スイッチング装置１０
０では、透明基板１０１の表面の一方向（素子配列方
向）に沿って例えばＴｉＯ2 膜１０２が形成されてい
る。ＴｉＯ2 膜１０２上には、例えばＩＴＯ（Indium-T
in Oxide：インジウムとスズの酸化物混合膜）膜１０３
が形成されている。
【０００７】透明基板１０１上には、ＴｉＯ2 膜１０２
およびＩＴＯ膜１０３に対して直交する方向に、複数本
のＢｉ2 Ｏ3 膜１０５が配設されている。Ｂｉ2 Ｏ3 膜
１０５の外側には透明導電膜としてのＩＴＯ膜１０６が
形成されている。これらＩＴＯ膜１０６およびＢｉ2 Ｏ
3 膜１０５は、ＩＴＯ膜１０３を跨ぐ位置において架橋
構造となっている。ＩＴＯ膜１０３とＩＴＯ膜１０６と
の間には、スイッチング動作（オン・オフ）に応じてそ
の大きさが変化する間隙部１０４が設けられている。間
隙部１０４の光学膜厚は、入射光の波長（λ＝５５０ｎ
ｍ）に対しては、例えば「λ／４」（１３７．５ｎｍ）
と「０」との間で変化するようになっている。
およびＩＴＯ膜１０３に対して直交する方向に、複数本
のＢｉ2 Ｏ3 膜１０５が配設されている。Ｂｉ2 Ｏ3 膜
１０５の外側には透明導電膜としてのＩＴＯ膜１０６が
形成されている。これらＩＴＯ膜１０６およびＢｉ2 Ｏ
3 膜１０５は、ＩＴＯ膜１０３を跨ぐ位置において架橋
構造となっている。ＩＴＯ膜１０３とＩＴＯ膜１０６と
の間には、スイッチング動作（オン・オフ）に応じてそ
の大きさが変化する間隙部１０４が設けられている。間
隙部１０４の光学膜厚は、入射光の波長（λ＝５５０ｎ
ｍ）に対しては、例えば「λ／４」（１３７．５ｎｍ）
と「０」との間で変化するようになっている。
【０００８】光スイッチング素子１００Ａ〜１００Ｄ
は、透明導電膜（ＩＴＯ膜１０３，１０６）への電圧印
加による電位差で生じた静電引力によって、間隙部１０
４の光学膜厚を、例えば「λ／４」と「０」との間で切
り替える。図１７では、光スイッチング素子１００Ａ，
１００Ｃが間隙部１０４が「０」の状態（すなわち、低
反射状態）、光スイッチング素子１００Ｂ，１００Ｄが
間隙部１０４が「λ／４」の状態（すなわち、高反射状
態）を示している。
は、透明導電膜（ＩＴＯ膜１０３，１０６）への電圧印
加による電位差で生じた静電引力によって、間隙部１０
４の光学膜厚を、例えば「λ／４」と「０」との間で切
り替える。図１７では、光スイッチング素子１００Ａ，
１００Ｃが間隙部１０４が「０」の状態（すなわち、低
反射状態）、光スイッチング素子１００Ｂ，１００Ｄが
間隙部１０４が「λ／４」の状態（すなわち、高反射状
態）を示している。
【０００９】この光スイッチング装置１００では、ＩＴ
Ｏ膜１０３を接地して電位を０Ｖとし、ＩＴＯ膜１０６
に例えば＋１２Ｖの電圧を印加すると、その電位差によ
りＩＴＯ膜１０３，１０６間に静電引力が発生し、光ス
イッチング素子１００Ａ，１００ＣのようにＩＴＯ膜１
０３，１０６が密着し、間隙部１０４が「０」の状態と
なる。この状態では、入射光Ｐ1 は上記光スイッチング
素子を透過し、更に透明基板１０１を通過して透過光Ｐ
2 となる。
Ｏ膜１０３を接地して電位を０Ｖとし、ＩＴＯ膜１０６
に例えば＋１２Ｖの電圧を印加すると、その電位差によ
りＩＴＯ膜１０３，１０６間に静電引力が発生し、光ス
イッチング素子１００Ａ，１００ＣのようにＩＴＯ膜１
０３，１０６が密着し、間隙部１０４が「０」の状態と
なる。この状態では、入射光Ｐ1 は上記光スイッチング
素子を透過し、更に透明基板１０１を通過して透過光Ｐ
2 となる。
【００１０】次に、ＩＴＯ膜１０６を接地させ電位を０
Ｖにすると、ＩＴＯ膜１０３，１０６間の静電引力がな
くなり、図１７では光スイッチング素子１００Ｂ，１０
０ＤのようにＩＴＯ膜１０３，１０６間が離間して、間
隙部１０４が「λ／４」の状態となる。この状態では、
入射光Ｐ1 は反射され、反射光Ｐ3 となる。
Ｖにすると、ＩＴＯ膜１０３，１０６間の静電引力がな
くなり、図１７では光スイッチング素子１００Ｂ，１０
０ＤのようにＩＴＯ膜１０３，１０６間が離間して、間
隙部１０４が「λ／４」の状態となる。この状態では、
入射光Ｐ1 は反射され、反射光Ｐ3 となる。
【００１１】このようにして、光スイッチング装置１０
０では、光スイッチング素子１００Ａ〜１００Ｄ各々に
おいて、入射光Ｐ1 を静電力により間隙部を２値に切り
替えることによって、反射光がない状態と反射光Ｐ3 が
発生する状態の２値に切り替えて取り出すことができ
る。勿論、前述のように間隙部の大きさを連続的に変化
させることにより、入射光Ｐ1 を反射がない状態から反
射光Ｐ3 が発生する状態に連続的に切り替えることも可
能である。
０では、光スイッチング素子１００Ａ〜１００Ｄ各々に
おいて、入射光Ｐ1 を静電力により間隙部を２値に切り
替えることによって、反射光がない状態と反射光Ｐ3 が
発生する状態の２値に切り替えて取り出すことができ
る。勿論、前述のように間隙部の大きさを連続的に変化
させることにより、入射光Ｐ1 を反射がない状態から反
射光Ｐ3 が発生する状態に連続的に切り替えることも可
能である。
【００１２】ところで、上記提案に係る光学多層構造体
では、いずれも、可動部の光学薄膜（メンブレン）は上
述の酸化ビスマス（Ｂｉ2 Ｏ3 ）や窒化シリコン（Ｓｉ
3 Ｎ 4 ）等により形成され、その構造は平面形状が矩形
のブリッジ（架橋）状であり，その短辺の２辺が支持部
となり、他の二辺（長辺）は自由端となっている。
では、いずれも、可動部の光学薄膜（メンブレン）は上
述の酸化ビスマス（Ｂｉ2 Ｏ3 ）や窒化シリコン（Ｓｉ
3 Ｎ 4 ）等により形成され、その構造は平面形状が矩形
のブリッジ（架橋）状であり，その短辺の２辺が支持部
となり、他の二辺（長辺）は自由端となっている。
【００１３】図１８も、また、このような光学多層構造
体の従来の一般的な断面構成例を表すものである。この
光学多層構造体１１０は、ガラス基板１１１上に下部電
極としてＣｒ膜１１２が形成され、このＣｒ膜１１２上
に間隙部１１４を間にして架橋構造のＳｉ3 Ｎ4 膜（光
学薄膜）１１３が形成されている。この光学薄膜１１３
では、その短辺１１３Ａ，１１３Ｂに可動部１１３Ｃを
支える支持部１１３Ａ，１１３Ｂが設けられている。可
動部１１３Ｃには図示しないが下部電極に対応して上部
電極が形成されている。
体の従来の一般的な断面構成例を表すものである。この
光学多層構造体１１０は、ガラス基板１１１上に下部電
極としてＣｒ膜１１２が形成され、このＣｒ膜１１２上
に間隙部１１４を間にして架橋構造のＳｉ3 Ｎ4 膜（光
学薄膜）１１３が形成されている。この光学薄膜１１３
では、その短辺１１３Ａ，１１３Ｂに可動部１１３Ｃを
支える支持部１１３Ａ，１１３Ｂが設けられている。可
動部１１３Ｃには図示しないが下部電極に対応して上部
電極が形成されている。
【００１４】このような架橋構造の光学薄膜１１３は、
基板上に予めアモルファスシリコン等の図示しない犠牲
層を形成しておき、この犠牲層の上に光学薄膜１１３を
形成した後、犠牲層を選択的にエッチングすることによ
り作製される。そして、この犠牲層エッチングの際に
は、光学薄膜１１３の材料の内部応力として引張応力を
持たせている。これは光学薄膜１１３を張り、その平坦
度を向上させるためであり、圧縮応力を持たせると可動
部１１３Ｃが太鼓橋状になってしまうからである。
基板上に予めアモルファスシリコン等の図示しない犠牲
層を形成しておき、この犠牲層の上に光学薄膜１１３を
形成した後、犠牲層を選択的にエッチングすることによ
り作製される。そして、この犠牲層エッチングの際に
は、光学薄膜１１３の材料の内部応力として引張応力を
持たせている。これは光学薄膜１１３を張り、その平坦
度を向上させるためであり、圧縮応力を持たせると可動
部１１３Ｃが太鼓橋状になってしまうからである。
【００１５】しかしながら、この光学薄膜１１３におい
て、短辺１１３Ａ，１１３Ｂのみが固定端となっている
ため、可動部１１３Ｃの内部応力が等方的な引張応力で
あると、可動部１１３Ｃは長手方向に張られると同時
に、可動部１１３Ｃの幅方向の引張応力によって光学薄
膜１１３が幅方向に歪む現象が生ずるという問題があっ
た。なお、平面形状が正方形の光学薄膜１１３に、卍型
の支持部を設けた構造も提案されている（米国特許公報
第５，５００，７６１号）が、このような光学薄膜にお
いても、内部応力によって歪んでしまうことは容易に想
像できる。
て、短辺１１３Ａ，１１３Ｂのみが固定端となっている
ため、可動部１１３Ｃの内部応力が等方的な引張応力で
あると、可動部１１３Ｃは長手方向に張られると同時
に、可動部１１３Ｃの幅方向の引張応力によって光学薄
膜１１３が幅方向に歪む現象が生ずるという問題があっ
た。なお、平面形状が正方形の光学薄膜１１３に、卍型
の支持部を設けた構造も提案されている（米国特許公報
第５，５００，７６１号）が、このような光学薄膜にお
いても、内部応力によって歪んでしまうことは容易に想
像できる。
【００１６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第１の目的は、簡単な構成で、内部応力に起
因する歪みの発生を抑制することのできる光学多層構造
体およびその製造方法を提供することにある。
ので、その第１の目的は、簡単な構成で、内部応力に起
因する歪みの発生を抑制することのできる光学多層構造
体およびその製造方法を提供することにある。
【００１７】また、本発明の第２の目的は、上記光学多
層構造体を用いて、安定した高速応答が可能な光スイッ
チング素子および画像表示装置を提供することにある。
層構造体を用いて、安定した高速応答が可能な光スイッ
チング素子および画像表示装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明による光学多層構
造体は、基板上に光の干渉現象を起こし得る大きさの間
隙部を間にして架橋構造の光学薄膜を有し、光学薄膜の
基板方向への変位に応じて、入射した光の反射、透過あ
るいは吸収の量を変化させるもので、光学薄膜が、可動
部と、間隙部を囲むように可動部の周縁を一様に支持す
る支持部とを有する構成としたものである。
造体は、基板上に光の干渉現象を起こし得る大きさの間
隙部を間にして架橋構造の光学薄膜を有し、光学薄膜の
基板方向への変位に応じて、入射した光の反射、透過あ
るいは吸収の量を変化させるもので、光学薄膜が、可動
部と、間隙部を囲むように可動部の周縁を一様に支持す
る支持部とを有する構成としたものである。
【００１９】本発明による光学多層構造体の製造方法
は、基板上に、所定の膜厚の犠牲層のパターンを形成
し、犠牲層の表面および側面部を覆うと共に犠牲層に達
するエッチング用の貫通孔を有する光学薄膜を形成する
工程と、貫通孔を通してエッチングすることにより犠牲
層を選択的に除去し、光学薄膜に、可動部と、間隙部を
囲むように可動部の周縁を一様に支持する支持部とを形
成する工程とを含むものである。
は、基板上に、所定の膜厚の犠牲層のパターンを形成
し、犠牲層の表面および側面部を覆うと共に犠牲層に達
するエッチング用の貫通孔を有する光学薄膜を形成する
工程と、貫通孔を通してエッチングすることにより犠牲
層を選択的に除去し、光学薄膜に、可動部と、間隙部を
囲むように可動部の周縁を一様に支持する支持部とを形
成する工程とを含むものである。
【００２０】本発明による光スイッチング素子は、基板
上に光の干渉現象を起こし得る大きさの間隙部を間にし
て架橋構造の光学薄膜を有し、光学薄膜の基板方向への
変位に応じて、入射した光の反射、透過あるいは吸収の
量を変化させる光学多層構造体と、この光学多層構造体
の間隙部の光学的な大きさを変化させるための駆動手段
とを備え、光学薄膜が、可動部と、間隙部を囲むように
可動部の周縁を一様に支持する支持部とを有するもので
ある。
上に光の干渉現象を起こし得る大きさの間隙部を間にし
て架橋構造の光学薄膜を有し、光学薄膜の基板方向への
変位に応じて、入射した光の反射、透過あるいは吸収の
量を変化させる光学多層構造体と、この光学多層構造体
の間隙部の光学的な大きさを変化させるための駆動手段
とを備え、光学薄膜が、可動部と、間隙部を囲むように
可動部の周縁を一様に支持する支持部とを有するもので
ある。
【００２１】本発明による画像表示装置は、１次元また
は２次元に配列された複数の光スイッチング素子に光を
照射することで２次元画像を表示するものであって、光
スイッチング素子は、基板上に光の干渉現象を起こし得
る大きさの間隙部を間にして架橋構造の光学薄膜を有
し、光学薄膜の基板方向への変位に応じて、入射した光
の反射、透過あるいは吸収の量を変化させる光学多層構
造体と、この光学多層構造体の間隙部の光学的な大きさ
を変化させるための駆動手段とを備え、かつ、光学薄膜
が、可動部と、間隙部を囲むように可動部の周縁を一様
に支持する支持部とを有するものである。
は２次元に配列された複数の光スイッチング素子に光を
照射することで２次元画像を表示するものであって、光
スイッチング素子は、基板上に光の干渉現象を起こし得
る大きさの間隙部を間にして架橋構造の光学薄膜を有
し、光学薄膜の基板方向への変位に応じて、入射した光
の反射、透過あるいは吸収の量を変化させる光学多層構
造体と、この光学多層構造体の間隙部の光学的な大きさ
を変化させるための駆動手段とを備え、かつ、光学薄膜
が、可動部と、間隙部を囲むように可動部の周縁を一様
に支持する支持部とを有するものである。
【００２２】本発明による光学多層構造体およびその製
造方法では、光学薄膜の支持部が可動部の周縁を一様に
支持し間隙部全体を囲むようにしたので、光学薄膜が特
定方向に歪む現象が効果的に防止される。
造方法では、光学薄膜の支持部が可動部の周縁を一様に
支持し間隙部全体を囲むようにしたので、光学薄膜が特
定方向に歪む現象が効果的に防止される。
【００２３】本発明による光スイッチング素子では、駆
動手段によって、光学多層構造体の周縁が一様に支持さ
れた可動部が変位し、間隙部の光学的な大きさが変化す
ることにより、入射光に対してスイッチング動作がなさ
れる。
動手段によって、光学多層構造体の周縁が一様に支持さ
れた可動部が変位し、間隙部の光学的な大きさが変化す
ることにより、入射光に対してスイッチング動作がなさ
れる。
【００２４】本発明による画像表示装置では、１次元あ
るいは２次元に配列された本発明の複数の光スイッチン
グ素子に対して光が照射されることによって２次元画像
が表示される。
るいは２次元に配列された本発明の複数の光スイッチン
グ素子に対して光が照射されることによって２次元画像
が表示される。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】〔第１の実施の形態〕図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る光学多層構造体１の基本的な構成
を表すものである。なお、この光学多層構造体１は具体
的には例えば光スイッチング素子として用いられ、この
光スイッチング素子を複数個１次元のアレイ状に配列す
ることにより画像表示装置を構成することができる。
１の実施の形態に係る光学多層構造体１の基本的な構成
を表すものである。なお、この光学多層構造体１は具体
的には例えば光スイッチング素子として用いられ、この
光スイッチング素子を複数個１次元のアレイ状に配列す
ることにより画像表示装置を構成することができる。
【００２７】本実施の形態の光学多層構造体１は、透明
ガラスや透明プラスチックなどの非金属の透明材料から
なる基板１０の上に、この基板１０に接する導電層１１
と、光の干渉現象を起こし得る大きさを有すると共にそ
の大きさを変化させることのできる間隙部１２、および
可動部を有する光学薄膜１３をこの順で配設して構成し
たものである。
ガラスや透明プラスチックなどの非金属の透明材料から
なる基板１０の上に、この基板１０に接する導電層１１
と、光の干渉現象を起こし得る大きさを有すると共にそ
の大きさを変化させることのできる間隙部１２、および
可動部を有する光学薄膜１３をこの順で配設して構成し
たものである。
【００２８】導電層１１は複数の層からなる複合層でも
よく、また下部電極の機能も有するので、その材質とし
ては、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）（ｎ1 ＝２．４），窒化
珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）（ｎ1 ＝２．０），酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）（ｎ1 ＝２．０），酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）（ｎ
1 ＝２．２），酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）（ｎ1 ＝
２．１），酸化珪素（ＳｉＯ）（ｎ1 ＝２．０）などの
誘電体と、酸化スズ（ＳｎＯ2 ）（ｎ1 ＝２．０），Ｉ
ＴＯ（Indium-Tin Oxide) （ｎ1 ＝２．０）やその他の
金属，窒化物，カーボンなどの導電材料との組み合わせ
も考えられる。
よく、また下部電極の機能も有するので、その材質とし
ては、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）（ｎ1 ＝２．４），窒化
珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）（ｎ1 ＝２．０），酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）（ｎ1 ＝２．０），酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）（ｎ
1 ＝２．２），酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）（ｎ1 ＝
２．１），酸化珪素（ＳｉＯ）（ｎ1 ＝２．０）などの
誘電体と、酸化スズ（ＳｎＯ2 ）（ｎ1 ＝２．０），Ｉ
ＴＯ（Indium-Tin Oxide) （ｎ1 ＝２．０）やその他の
金属，窒化物，カーボンなどの導電材料との組み合わせ
も考えられる。
【００２９】間隙部１２は、図示しない駆動手段によっ
て、その大きさ（導電層１１と光学薄膜１３との間隔）
が可変である。間隙部１２を埋める媒体は、透明であれ
ば気体でも液体でもよい。気体としては、例えば、空気
（ナトリウムＤ線（５８９．３ｎｍ）に対する屈折率ｎ
D ＝１．０）、窒素（Ｎ2 ）（ｎD ＝１．０）など、液
体としては、水（ｎD ＝１．３３３）、シリコーンオイ
ル（ｎD ＝１．４〜１．７）、エチルアルコール（ｎD
＝１．３６１８）、グリセリン（ｎD ＝１．４７３
０）、ジョードメタン（ｎD ＝１．７３７）などが挙げ
られる。なお、間隙部１２を真空状態とすることもでき
る。
て、その大きさ（導電層１１と光学薄膜１３との間隔）
が可変である。間隙部１２を埋める媒体は、透明であれ
ば気体でも液体でもよい。気体としては、例えば、空気
（ナトリウムＤ線（５８９．３ｎｍ）に対する屈折率ｎ
D ＝１．０）、窒素（Ｎ2 ）（ｎD ＝１．０）など、液
体としては、水（ｎD ＝１．３３３）、シリコーンオイ
ル（ｎD ＝１．４〜１．７）、エチルアルコール（ｎD
＝１．３６１８）、グリセリン（ｎD ＝１．４７３
０）、ジョードメタン（ｎD ＝１．７３７）などが挙げ
られる。なお、間隙部１２を真空状態とすることもでき
る。
【００３０】光学薄膜１３は、その可動部の平面形状が
例えば矩形であり、その４辺における各側壁が支持部１
３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄとなっている。この光学
薄膜１３の可動部１３Ｅには、後述する犠牲層エッチン
グ工程においてエッチャントを犠牲層に到達させるため
の貫通孔１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄが４隅に設け
られている。なお、この貫通孔の数は任意である。
例えば矩形であり、その４辺における各側壁が支持部１
３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄとなっている。この光学
薄膜１３の可動部１３Ｅには、後述する犠牲層エッチン
グ工程においてエッチャントを犠牲層に到達させるため
の貫通孔１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄが４隅に設け
られている。なお、この貫通孔の数は任意である。
【００３１】この光学薄膜１３は、例えば窒化珪素（Ｓ
ｉ3 Ｎ4 ）（ｎ1 ＝２．０），酸化珪素（ＳｉＯ2 ）
（ｎ2 ＝１．４６），酸化ビスマス（Ｂｉ2 Ｏ3 ）（ｎ
2 ＝１．９１），フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）（ｎ
2 ＝１．３８），アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）（ｎ2 ＝１．
６７）等により形成される。
ｉ3 Ｎ4 ）（ｎ1 ＝２．０），酸化珪素（ＳｉＯ2 ）
（ｎ2 ＝１．４６），酸化ビスマス（Ｂｉ2 Ｏ3 ）（ｎ
2 ＝１．９１），フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）（ｎ
2 ＝１．３８），アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）（ｎ2 ＝１．
６７）等により形成される。
【００３２】なお、この光学薄膜１３は後述のように、
例えば電圧の印加により上下に変位するもので、図示し
ないがＩＴＯ（Indium-Tin Oxide；インジウムとスズの
酸化物混合膜）等の電極が形成されるものである。
例えば電圧の印加により上下に変位するもので、図示し
ないがＩＴＯ（Indium-Tin Oxide；インジウムとスズの
酸化物混合膜）等の電極が形成されるものである。
【００３３】なお、前述のように導電層１１は単層でも
複合層でもよいが、光学薄膜１３もまた、単層でもよい
し、互いに光学的特性の異なる２以上の層で構成された
複合層としてもよい。
複合層でもよいが、光学薄膜１３もまた、単層でもよい
し、互いに光学的特性の異なる２以上の層で構成された
複合層としてもよい。
【００３４】上記間隙部１２を有する光学多層構造体１
は、図２ないし図４に示した製造プロセスにより作製す
ることができる。まず、図２（Ａ）に示したように例え
ば透明ガラスからなる基板１０の上に、例えばスパッタ
リング法により、一部ＩＴＯを含むとともにＴｉＯ2 か
らなる導電層１１を形成し、次いで，図２（Ｂ）に示し
たように例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition:化
学的気相成長 )法により犠牲層としての非晶質シリコン
（ａ−Ｓｉ）膜１２Ａを形成する。続いて、図２（Ｃ）
に示したように、間隙部１２のパターン形状を有するフ
ォトレジスト膜１５を形成し、図２（Ｄ）に示したよう
にこのフォトレジスト膜１５をマスクとして、例えばＲ
ＩＥ（Reactive Ion Etching) により非晶質シリコン
（ａ−Ｓｉ）膜１２Ａを選択的に除去する。
は、図２ないし図４に示した製造プロセスにより作製す
ることができる。まず、図２（Ａ）に示したように例え
ば透明ガラスからなる基板１０の上に、例えばスパッタ
リング法により、一部ＩＴＯを含むとともにＴｉＯ2 か
らなる導電層１１を形成し、次いで，図２（Ｂ）に示し
たように例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition:化
学的気相成長 )法により犠牲層としての非晶質シリコン
（ａ−Ｓｉ）膜１２Ａを形成する。続いて、図２（Ｃ）
に示したように、間隙部１２のパターン形状を有するフ
ォトレジスト膜１５を形成し、図２（Ｄ）に示したよう
にこのフォトレジスト膜１５をマスクとして、例えばＲ
ＩＥ（Reactive Ion Etching) により非晶質シリコン
（ａ−Ｓｉ）膜１２Ａを選択的に除去する。
【００３５】次に、図３（Ａ）に示したようにフォトレ
ジスト膜１５を除去した後、図３（Ｂ）に示したように
例えばスパッタリング法によりＢｉ2 Ｏ3 からなる光学
薄膜１３を形成する。次いで、図３（Ｃ）に示したよう
に、例えばＣＦ4 ガスを用いたドライエッチングにより
光学薄膜１３を図１に示したような所定形状に成形する
と共に、貫通孔１４Ａ〜１４Ｄを形成する。最後に、例
えばＸｅＦ2 をエッチャントとして用いたドライエッチ
ングにより貫通孔１４Ａ〜１４Ｄを通じて非晶質シリコ
ン（ａ−Ｓｉ）膜１２Ａを除去する。これにより、図４
に示したように内部に間隙部１２を備えた光学多層構造
体１を作製することができる。
ジスト膜１５を除去した後、図３（Ｂ）に示したように
例えばスパッタリング法によりＢｉ2 Ｏ3 からなる光学
薄膜１３を形成する。次いで、図３（Ｃ）に示したよう
に、例えばＣＦ4 ガスを用いたドライエッチングにより
光学薄膜１３を図１に示したような所定形状に成形する
と共に、貫通孔１４Ａ〜１４Ｄを形成する。最後に、例
えばＸｅＦ2 をエッチャントとして用いたドライエッチ
ングにより貫通孔１４Ａ〜１４Ｄを通じて非晶質シリコ
ン（ａ−Ｓｉ）膜１２Ａを除去する。これにより、図４
に示したように内部に間隙部１２を備えた光学多層構造
体１を作製することができる。
【００３６】本実施の形態の光学多層構造体１では、光
学薄膜１３の可動部１３Ｅの４辺が支持部１３Ａ〜１３
Ｄにより支持されているので、前述のように可動部１３
Ｅに等方的な引張応力を持たせた場合でも、その応力は
４方向に均等に生じ、２辺で支持する構造の場合のよう
に幅方向に歪むという現象が生ずることはない。従っ
て、簡単な構成で、内部応力に起因する歪みの発生を抑
制することのできる光学多層構造体１を作製することが
できる。また、光学薄膜１３の可動部１３Ｅに設けられ
た貫通孔１４Ａ〜１４Ｄを通じて、エッチャントを犠牲
層に接触させることができるので、簡単な工程で、歪み
のない光学薄膜１３を形成することが可能になる。従っ
て、この光学多層構造体１を用いることにより、安定し
た高速応答が可能な光スイッチング素子および画像表示
装置を実現することができる。
学薄膜１３の可動部１３Ｅの４辺が支持部１３Ａ〜１３
Ｄにより支持されているので、前述のように可動部１３
Ｅに等方的な引張応力を持たせた場合でも、その応力は
４方向に均等に生じ、２辺で支持する構造の場合のよう
に幅方向に歪むという現象が生ずることはない。従っ
て、簡単な構成で、内部応力に起因する歪みの発生を抑
制することのできる光学多層構造体１を作製することが
できる。また、光学薄膜１３の可動部１３Ｅに設けられ
た貫通孔１４Ａ〜１４Ｄを通じて、エッチャントを犠牲
層に接触させることができるので、簡単な工程で、歪み
のない光学薄膜１３を形成することが可能になる。従っ
て、この光学多層構造体１を用いることにより、安定し
た高速応答が可能な光スイッチング素子および画像表示
装置を実現することができる。
【００３７】〔変形例〕以下、第１の実施の形態の変形
例について説明する。上記実施の形態においては、光学
薄膜１３の４辺の側壁を支持部１３Ａ〜１３Ｄとして幅
方向の歪みを防止する構造としたが、本変形例において
は、さらに、図５に示したように、可動部１３Ｅの４隅
に対応する位置（角部）に切欠部２５Ａ，２５Ｂ，２５
Ｃ，２５Ｄを設けたものである。これら切欠部２５Ａ〜
２５Ｄを設けることにより、貫通孔１４Ａ〜１４Ｄと共
に犠牲層エッチング工程においてエッチャントの犠牲層
への到達を容易にし、かつ可動部１３Ｅの４隅への応力
の集中を防止することができる。
例について説明する。上記実施の形態においては、光学
薄膜１３の４辺の側壁を支持部１３Ａ〜１３Ｄとして幅
方向の歪みを防止する構造としたが、本変形例において
は、さらに、図５に示したように、可動部１３Ｅの４隅
に対応する位置（角部）に切欠部２５Ａ，２５Ｂ，２５
Ｃ，２５Ｄを設けたものである。これら切欠部２５Ａ〜
２５Ｄを設けることにより、貫通孔１４Ａ〜１４Ｄと共
に犠牲層エッチング工程においてエッチャントの犠牲層
への到達を容易にし、かつ可動部１３Ｅの４隅への応力
の集中を防止することができる。
【００３８】更に、図６に示したように、光学薄膜１３
の可動部１３Ｅの４隅の角部に切欠部１５Ａ〜１５Ｄを
設けると共に、支持部１３Ｃに開口部３６Ａ，３６Ｂ，
３６Ｃ、支持部１３Ｄに開口部３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ
をそれぞれ設けるようにすることもできる。これによ
り、これら支持部１３Ｃ，１３Ｄの開口部３６Ａ〜３６
Ｆが可動部１３Ｅの貫通孔１４Ａ〜１４Ｄおよび切欠部
１５Ａ〜１５Ｄと共に犠牲層エッチングの窓部分とな
り、エッチング効率がさらに向上し、また、角部の切欠
部１５Ａ〜１５Ｄにより応力集中を緩和することができ
る。
の可動部１３Ｅの４隅の角部に切欠部１５Ａ〜１５Ｄを
設けると共に、支持部１３Ｃに開口部３６Ａ，３６Ｂ，
３６Ｃ、支持部１３Ｄに開口部３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ
をそれぞれ設けるようにすることもできる。これによ
り、これら支持部１３Ｃ，１３Ｄの開口部３６Ａ〜３６
Ｆが可動部１３Ｅの貫通孔１４Ａ〜１４Ｄおよび切欠部
１５Ａ〜１５Ｄと共に犠牲層エッチングの窓部分とな
り、エッチング効率がさらに向上し、また、角部の切欠
部１５Ａ〜１５Ｄにより応力集中を緩和することができ
る。
【００３９】なお、光学薄膜１３の支持部１３Ｃ，１３
Ｄに設ける開口部の数は任意であり、また、支持部１３
Ａ，１３Ｂにも開口部を設けるようにしてもよい。
Ｄに設ける開口部の数は任意であり、また、支持部１３
Ａ，１３Ｂにも開口部を設けるようにしてもよい。
【００４０】以下、本発明の他の実施の形態について説
明する。なお、以下の実施の形態において、第１の実施
の形態と同一構成部分については同一符号を付してその
説明は省略する。
明する。なお、以下の実施の形態において、第１の実施
の形態と同一構成部分については同一符号を付してその
説明は省略する。
【００４１】〔第２の実施の形態〕本実施の形態では、
図７に示したように、光学薄膜４３における可動部４３
Ｂの平面形状が円形であり、その周縁部の側壁が支持部
４３Ａとなっている。なお、可動部４３Ｂの平面形状
は、円形に限らず、楕円形状、矩形の２辺を曲線とした
形状等の曲線を含む形状とすることもできる。光学薄膜
４３の可動部４３Ｂには、犠牲層エッチング工程におい
てエッチャントを犠牲層に到達させるための貫通孔４４
Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄが設けられている。
図７に示したように、光学薄膜４３における可動部４３
Ｂの平面形状が円形であり、その周縁部の側壁が支持部
４３Ａとなっている。なお、可動部４３Ｂの平面形状
は、円形に限らず、楕円形状、矩形の２辺を曲線とした
形状等の曲線を含む形状とすることもできる。光学薄膜
４３の可動部４３Ｂには、犠牲層エッチング工程におい
てエッチャントを犠牲層に到達させるための貫通孔４４
Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄが設けられている。
【００４２】本実施の形態では、光学薄膜４３の平面形
状が円形であるので、可動部４３Ｂの特定の位置に応力
が局部的に集中することはなく、第１の実施の形態と同
様に、簡単な構成で、内部応力に起因する歪みの発生を
抑制することのできる光学多層構造体を作製することが
できる。
状が円形であるので、可動部４３Ｂの特定の位置に応力
が局部的に集中することはなく、第１の実施の形態と同
様に、簡単な構成で、内部応力に起因する歪みの発生を
抑制することのできる光学多層構造体を作製することが
できる。
【００４３】なお、本実施の形態においても、図５また
は図６と同様に、光学薄膜４３の支持部４３Ａの適宜の
個所に切欠部または開口部を設けて犠牲層エッチング工
程の効率をより高めることができる。
は図６と同様に、光学薄膜４３の支持部４３Ａの適宜の
個所に切欠部または開口部を設けて犠牲層エッチング工
程の効率をより高めることができる。
【００４４】〔第３の実施の形態〕本実施の形態では、
図８に示したように、矩形状の光学薄膜５３における４
辺の支持部５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄが、第１の
実施の形態のように導電層１１に対して垂直ではなく、
例えば３０°程度傾斜しており、その膜厚が可動部５３
Ｅと実質的に同じになっている。光学薄膜５３は上述の
ようにＣＶＤ法や蒸着法により成膜され、その際、成膜
される粒子は基板に垂直な方向から進入する確率が高
く、支持部５３Ａ〜５３Ｄが垂直であると、粒子の進入
は少なく、その膜厚は可動部５３Ｅに比べて薄くなり、
強度が弱くなる。これに対して、本実施の形態において
は、支持部５３Ａ〜５３Ｄを下地に対して傾斜させたこ
とにより、基板に対して垂直成分の成膜レートが高い場
合であっても、支持部５３Ａ〜５３Ｄの膜厚を十分に取
ることができ、支持部５３Ａ〜５３Ｄの強度を向上させ
ることができる。
図８に示したように、矩形状の光学薄膜５３における４
辺の支持部５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄが、第１の
実施の形態のように導電層１１に対して垂直ではなく、
例えば３０°程度傾斜しており、その膜厚が可動部５３
Ｅと実質的に同じになっている。光学薄膜５３は上述の
ようにＣＶＤ法や蒸着法により成膜され、その際、成膜
される粒子は基板に垂直な方向から進入する確率が高
く、支持部５３Ａ〜５３Ｄが垂直であると、粒子の進入
は少なく、その膜厚は可動部５３Ｅに比べて薄くなり、
強度が弱くなる。これに対して、本実施の形態において
は、支持部５３Ａ〜５３Ｄを下地に対して傾斜させたこ
とにより、基板に対して垂直成分の成膜レートが高い場
合であっても、支持部５３Ａ〜５３Ｄの膜厚を十分に取
ることができ、支持部５３Ａ〜５３Ｄの強度を向上させ
ることができる。
【００４５】なお、これら支持部５３Ａ〜５３Ｄのう
ち、例えば支持部５３Ａには開口部５５Ａ、支持部５３
Ｂには開口部５５Ｂをそれぞれ形成することにより、犠
牲層エッチング工程においてエッチャントの犠牲層への
到達をさらに促進することができる。但し、開口部５５
Ａ，５５Ｂは必ずしも設ける必要はない。
ち、例えば支持部５３Ａには開口部５５Ａ、支持部５３
Ｂには開口部５５Ｂをそれぞれ形成することにより、犠
牲層エッチング工程においてエッチャントの犠牲層への
到達をさらに促進することができる。但し、開口部５５
Ａ，５５Ｂは必ずしも設ける必要はない。
【００４６】上記光学多層構造体５は、図９ないし図１
１に示した製造プロセスにより作製することができる。
まず、図９（Ａ）に示したように例えば透明ガラスから
なる基板１０の上に、例えばスパッタリング法により、
一部ＩＴＯを含むとともにＴｉＯ2 からなる導電層１１
を形成し、次いで，図９（Ｂ）に示したように例えばプ
ラズマＣＶＤ法により犠牲層としての非晶質シリコン
（ａ−Ｓｉ）膜１２Ａを形成する。続いて、図９（Ｃ）
に示したように、間隙部１２のパターン形状を有するフ
ォトレジスト膜１５を形成し、図９（Ｄ）に示したよう
にこのフォトレジスト膜１５をマスクとして、例えばＳ
Ｆ6 またはＣＦ4 とＯ2 とを用いたドライエッチングに
より非晶質シリコン膜１２Ａを選択的に除去する。その
際、非晶質シリコン膜１２Ａと共にフォトレジスト膜１
５もエッチングされる。このとき、非晶質シリコン膜１
２Ａがやや薄くなると共に、フォトレジスト膜１５の側
面１５Ａがテーパ形状となる。エッチングが進行するに
つれ、図１０（Ａ）に示したように、フォトレジスト膜
１５の側面１５Ａだけでなく非晶質シリコン膜１２Ａの
側面１２Ｂも傾斜する。最終的には、図１０（Ｂ）に示
したように、フォトレジスト膜１５の側面１５Ａおよび
非晶質シリコン膜１２Ａの側面１２Ｂが傾斜したアイラ
ンド状となる。
１に示した製造プロセスにより作製することができる。
まず、図９（Ａ）に示したように例えば透明ガラスから
なる基板１０の上に、例えばスパッタリング法により、
一部ＩＴＯを含むとともにＴｉＯ2 からなる導電層１１
を形成し、次いで，図９（Ｂ）に示したように例えばプ
ラズマＣＶＤ法により犠牲層としての非晶質シリコン
（ａ−Ｓｉ）膜１２Ａを形成する。続いて、図９（Ｃ）
に示したように、間隙部１２のパターン形状を有するフ
ォトレジスト膜１５を形成し、図９（Ｄ）に示したよう
にこのフォトレジスト膜１５をマスクとして、例えばＳ
Ｆ6 またはＣＦ4 とＯ2 とを用いたドライエッチングに
より非晶質シリコン膜１２Ａを選択的に除去する。その
際、非晶質シリコン膜１２Ａと共にフォトレジスト膜１
５もエッチングされる。このとき、非晶質シリコン膜１
２Ａがやや薄くなると共に、フォトレジスト膜１５の側
面１５Ａがテーパ形状となる。エッチングが進行するに
つれ、図１０（Ａ）に示したように、フォトレジスト膜
１５の側面１５Ａだけでなく非晶質シリコン膜１２Ａの
側面１２Ｂも傾斜する。最終的には、図１０（Ｂ）に示
したように、フォトレジスト膜１５の側面１５Ａおよび
非晶質シリコン膜１２Ａの側面１２Ｂが傾斜したアイラ
ンド状となる。
【００４７】次に、図１０（Ｃ）に示したようにフォト
レジスト膜１５を除去した後、図１１（Ａ）に示したよ
うに例えばスパッタリング法によりＢｉ2 Ｏ3 からなる
光学薄膜５３を形成する。次いで、図１１（Ｂ）に示し
たように、例えばＣＦ4 ガスを用いたドライエッチング
により光学薄膜５３を図８に示したような所定形状に成
形すると共に、貫通孔１４Ａ〜１４Ｄ、開口部５５Ａ，
５５Ｂを形成する。最後に、例えばＸｅＦ2 をエッチャ
ントとして用いたドライエッチングにより非晶質シリコ
ン膜１２Ａを除去する。これにより、図１１（Ｃ）に示
したように間隙部１２を備えた光学多層構造体５を作製
することができる。
レジスト膜１５を除去した後、図１１（Ａ）に示したよ
うに例えばスパッタリング法によりＢｉ2 Ｏ3 からなる
光学薄膜５３を形成する。次いで、図１１（Ｂ）に示し
たように、例えばＣＦ4 ガスを用いたドライエッチング
により光学薄膜５３を図８に示したような所定形状に成
形すると共に、貫通孔１４Ａ〜１４Ｄ、開口部５５Ａ，
５５Ｂを形成する。最後に、例えばＸｅＦ2 をエッチャ
ントとして用いたドライエッチングにより非晶質シリコ
ン膜１２Ａを除去する。これにより、図１１（Ｃ）に示
したように間隙部１２を備えた光学多層構造体５を作製
することができる。
【００４８】本実施の形態の光学多層構造体５では、光
学薄膜５３の支持部５３Ａ〜５３Ｄが下地に対して傾斜
して形成されているので、支持部５３Ａ〜５３Ｄの強度
を高めることができ、支持部５３Ａ〜５３Ｄの機能、す
なわち光学薄膜５３が特定方向に歪む現象を防止する機
能を一層強化することができる。従って、簡単な構成
で、内部応力に起因する歪みの発生を抑制することので
きる光学多層構造体５を作製することができる。また、
光学薄膜５３に設けられた貫通孔１４Ａ〜１４Ｄおよび
開口部５５Ａ，５５Ｂを通じて、エッチャントを犠牲層
に容易に接触させることができるので、簡単な工程で、
幅方向の歪みのない光学薄膜５３を形成することができ
る。よって、この光学多層構造体５を用いることによ
り、安定した高速応答が可能な光スイッチング素子およ
び画像表示装置を実現することができる。
学薄膜５３の支持部５３Ａ〜５３Ｄが下地に対して傾斜
して形成されているので、支持部５３Ａ〜５３Ｄの強度
を高めることができ、支持部５３Ａ〜５３Ｄの機能、す
なわち光学薄膜５３が特定方向に歪む現象を防止する機
能を一層強化することができる。従って、簡単な構成
で、内部応力に起因する歪みの発生を抑制することので
きる光学多層構造体５を作製することができる。また、
光学薄膜５３に設けられた貫通孔１４Ａ〜１４Ｄおよび
開口部５５Ａ，５５Ｂを通じて、エッチャントを犠牲層
に容易に接触させることができるので、簡単な工程で、
幅方向の歪みのない光学薄膜５３を形成することができ
る。よって、この光学多層構造体５を用いることによ
り、安定した高速応答が可能な光スイッチング素子およ
び画像表示装置を実現することができる。
【００４９】〔光スイッチング装置〕
【００５０】図１２および図１３は、例えば上記第１の
実施の形態に係る光学多層構造体（図５参照）を用いた
光スイッチング装置２００の構成を表すものである。こ
の光スイッチング装置２００は、例えば透明ガラスから
なる図示しない基板上に複数（図では４個）の光スイッ
チング素子２００Ａ〜２００Ｄを二次元アレイ状に配設
したものである。なお、２次元に限らず、１次元に配列
した構成としてもよい。また、光スイッチング装置２０
０を構成する光学多層構造体は、前述のその他の構造の
光学多層構造体を用いてもよい。
実施の形態に係る光学多層構造体（図５参照）を用いた
光スイッチング装置２００の構成を表すものである。こ
の光スイッチング装置２００は、例えば透明ガラスから
なる図示しない基板上に複数（図では４個）の光スイッ
チング素子２００Ａ〜２００Ｄを二次元アレイ状に配設
したものである。なお、２次元に限らず、１次元に配列
した構成としてもよい。また、光スイッチング装置２０
０を構成する光学多層構造体は、前述のその他の構造の
光学多層構造体を用いてもよい。
【００５１】この光スイッチング装置２００では、例え
ば透明ガラスからなる図示しない基板の表面に互いに絶
縁された複数の導電層２０１が形成されている。各導電
層２０１上には、複数の光学薄膜２０３が配設されてい
る。導電層２０１と光学薄膜２０３との間には、スイッ
チング動作（オン・オフ）に応じてその大きさが変化す
る間隙部２０２（図１３参照）が設けられている。間隙
部２０２の光学膜厚は、入射光の波長（λ＝５５０ｎ
ｍ）に対しては、例えば「λ／４」（１３７．５ｎｍ）
と「０」との間で変化するようになっている。
ば透明ガラスからなる図示しない基板の表面に互いに絶
縁された複数の導電層２０１が形成されている。各導電
層２０１上には、複数の光学薄膜２０３が配設されてい
る。導電層２０１と光学薄膜２０３との間には、スイッ
チング動作（オン・オフ）に応じてその大きさが変化す
る間隙部２０２（図１３参照）が設けられている。間隙
部２０２の光学膜厚は、入射光の波長（λ＝５５０ｎ
ｍ）に対しては、例えば「λ／４」（１３７．５ｎｍ）
と「０」との間で変化するようになっている。
【００５２】光スイッチング素子２００Ａ〜２００Ｄ
は、導電層２０１および光学薄膜２０３への電圧印加に
よる電位差で生じた静電引力によって、間隙部２０２の
光学膜厚を、例えば「λ／４」と「０」との間で切り替
える。図１３では、光スイッチング素子２００Ａ，２０
０Ｃが間隙部２０２が「０」の状態（すなわち、低反射
状態）を示し、光スイッチング素子２００Ｂ，２００Ｄ
が間隙部２０２が「λ／４」の状態（すなわち、高反射
状態）を示している。なお、導電層２０１および光学薄
膜２０３と電圧印加装置（図示せず）とにより、本発明
の「駆動手段」を構成している。
は、導電層２０１および光学薄膜２０３への電圧印加に
よる電位差で生じた静電引力によって、間隙部２０２の
光学膜厚を、例えば「λ／４」と「０」との間で切り替
える。図１３では、光スイッチング素子２００Ａ，２０
０Ｃが間隙部２０２が「０」の状態（すなわち、低反射
状態）を示し、光スイッチング素子２００Ｂ，２００Ｄ
が間隙部２０２が「λ／４」の状態（すなわち、高反射
状態）を示している。なお、導電層２０１および光学薄
膜２０３と電圧印加装置（図示せず）とにより、本発明
の「駆動手段」を構成している。
【００５３】この光スイッチング装置２００では、導電
層２０１を接地して電位を０Ｖとし、光学薄膜２０３に
例えば＋１２Ｖの電圧を印加すると、その電位差により
導電層２０１，光学薄膜２０３間に静電引力が発生し、
図１３の光スイッチング素子２００Ａに示したように導
電層２０１と光学薄膜２０３とがほぼ密着し、間隙部２
０２が「０」の状態となる。この状態では、入射光Ｐ1
は上記多層構造体を透過し、更に基板を通過して透過光
Ｐ2 となる。
層２０１を接地して電位を０Ｖとし、光学薄膜２０３に
例えば＋１２Ｖの電圧を印加すると、その電位差により
導電層２０１，光学薄膜２０３間に静電引力が発生し、
図１３の光スイッチング素子２００Ａに示したように導
電層２０１と光学薄膜２０３とがほぼ密着し、間隙部２
０２が「０」の状態となる。この状態では、入射光Ｐ1
は上記多層構造体を透過し、更に基板を通過して透過光
Ｐ2 となる。
【００５４】次に、光学薄膜２０３を接地させ電位を０
Ｖにすると、導電層２０１と光学薄膜２０３と間の静電
引力がなくなり、図１３の光スイッチング素子２００Ｂ
に示したように導電層２０１と光学薄膜２０３との間が
離間して、間隙部２０２が「λ／４」の状態となる。こ
の状態では、入射光Ｐ1 は反射され、反射光Ｐ3 とな
る。
Ｖにすると、導電層２０１と光学薄膜２０３と間の静電
引力がなくなり、図１３の光スイッチング素子２００Ｂ
に示したように導電層２０１と光学薄膜２０３との間が
離間して、間隙部２０２が「λ／４」の状態となる。こ
の状態では、入射光Ｐ1 は反射され、反射光Ｐ3 とな
る。
【００５５】このようにして、本実施の形態では、光ス
イッチング素子２００Ａ〜２００Ｄ各々において、入射
光Ｐ1 を静電力により間隙部を２値に切り替えることに
よって、透過光Ｐ2 および反射光Ｐ3 の２方向に切り替
えて取り出すことができる。勿論、前述のように間隙部
の大きさを連続的に変化させることにより、入射光Ｐ 1
を透過光Ｐ2 から反射光Ｐ3 に連続的に切り替えること
も可能である。
イッチング素子２００Ａ〜２００Ｄ各々において、入射
光Ｐ1 を静電力により間隙部を２値に切り替えることに
よって、透過光Ｐ2 および反射光Ｐ3 の２方向に切り替
えて取り出すことができる。勿論、前述のように間隙部
の大きさを連続的に変化させることにより、入射光Ｐ 1
を透過光Ｐ2 から反射光Ｐ3 に連続的に切り替えること
も可能である。
【００５６】これら光スイッチング素子２００Ａ〜２０
０Ｄでは、光学薄膜２０３の可動部の４辺がそれぞれ支
持部２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃ，２０３Ｄにより支
持されているため、光学薄膜２０３が特定方向に歪むこ
とがない。よって、安定した高速応答が可能な表示用の
ライトバルブを実現することができる。
０Ｄでは、光学薄膜２０３の可動部の４辺がそれぞれ支
持部２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃ，２０３Ｄにより支
持されているため、光学薄膜２０３が特定方向に歪むこ
とがない。よって、安定した高速応答が可能な表示用の
ライトバルブを実現することができる。
【００５７】加えて、本実施の形態では、１ピクセルに
複数の光スイッチング素子を割り当てれば、それぞれ独
立に駆動可能であるため、画像表示装置として画像表示
の階調表示を行う場合に、時分割による方法だけではな
く、面積による階調表示も可能である。
複数の光スイッチング素子を割り当てれば、それぞれ独
立に駆動可能であるため、画像表示装置として画像表示
の階調表示を行う場合に、時分割による方法だけではな
く、面積による階調表示も可能である。
【００５８】なお、図１２の例ではこれら光スイッチン
グ素子２００Ａ〜２００Ｄを互いに離間して配置してい
るが、隣り合う可動部が支持部を共有するようにして例
えば障子の枠に貼った障子紙のような構成にすれば、こ
れら光スイッチング素子は近接して、開口率を上げるこ
とができる。
グ素子２００Ａ〜２００Ｄを互いに離間して配置してい
るが、隣り合う可動部が支持部を共有するようにして例
えば障子の枠に貼った障子紙のような構成にすれば、こ
れら光スイッチング素子は近接して、開口率を上げるこ
とができる。
【００５９】〔画像表示装置〕図１４は、上記光スイッ
チング装置２００を用いた画像表示装置の一例として、
プロジェクションディスプレイの構成を表すものであ
る。ここでは、光スイッチング素子２００Ａ〜２００Ｄ
からの反射光Ｐ3 を画像表示に使用する例について説明
する。
チング装置２００を用いた画像表示装置の一例として、
プロジェクションディスプレイの構成を表すものであ
る。ここでは、光スイッチング素子２００Ａ〜２００Ｄ
からの反射光Ｐ3 を画像表示に使用する例について説明
する。
【００６０】このプロジェクションディスプレイは、赤
（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）各色のレーザからなる光源
３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃと、各光源に対応して設
けられた光スイッチング素子アレイ３０１Ａ，３０１
Ｂ，３０１Ｃ、ダイクロイックミラー３０２Ａ，３０２
Ｂ，３０２Ｃ、プロジェクションレンズ３０３、１軸ス
キャナとしてのガルバノミラー３０４および投射スクリ
ーン３０５を備えている。なお、３原色は、赤緑青の
他、シアン，マゼンダ，イエローとしてもよい。スイッ
チング素子アレイ３０１Ａ，３０１Ｂ，３０１Ｃはそれ
ぞれ、上記スイッチング素子を紙面に対して垂直な方向
に複数、必要画素数分、例えば１０００個を１次元に配
列したものであり、これによりライトバルブを構成して
いる。
（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）各色のレーザからなる光源
３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃと、各光源に対応して設
けられた光スイッチング素子アレイ３０１Ａ，３０１
Ｂ，３０１Ｃ、ダイクロイックミラー３０２Ａ，３０２
Ｂ，３０２Ｃ、プロジェクションレンズ３０３、１軸ス
キャナとしてのガルバノミラー３０４および投射スクリ
ーン３０５を備えている。なお、３原色は、赤緑青の
他、シアン，マゼンダ，イエローとしてもよい。スイッ
チング素子アレイ３０１Ａ，３０１Ｂ，３０１Ｃはそれ
ぞれ、上記スイッチング素子を紙面に対して垂直な方向
に複数、必要画素数分、例えば１０００個を１次元に配
列したものであり、これによりライトバルブを構成して
いる。
【００６１】このプロジェクションディスプレイでは、
ＲＧＢ各色の光源３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃから出
た光は、それぞれ光スイッチング素子アレイ３０１Ａ，
３０１Ｂ，３０１Ｃに入射される。なお、この入射角は
偏光の影響がでないように、なるべく０に近くし、垂直
に入射させるようにすることが好ましい。各光スイッチ
ング素子からの反射光Ｐ3 は、ダイクロイックミラー３
０２Ａ，３０２Ｂ，３０２Ｃによりプロジェクションレ
ンズ３０３に集光される。プロジェクションレンズ３０
３で集光された光は、ガルバノミラー３０４によりスキ
ャンされ、投射スクリーン３０５上に２次元の画像とし
て投影される。
ＲＧＢ各色の光源３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃから出
た光は、それぞれ光スイッチング素子アレイ３０１Ａ，
３０１Ｂ，３０１Ｃに入射される。なお、この入射角は
偏光の影響がでないように、なるべく０に近くし、垂直
に入射させるようにすることが好ましい。各光スイッチ
ング素子からの反射光Ｐ3 は、ダイクロイックミラー３
０２Ａ，３０２Ｂ，３０２Ｃによりプロジェクションレ
ンズ３０３に集光される。プロジェクションレンズ３０
３で集光された光は、ガルバノミラー３０４によりスキ
ャンされ、投射スクリーン３０５上に２次元の画像とし
て投影される。
【００６２】このように、このプロジェクションディス
プレイでは、複数個の光スイッチング素子を１次元に配
列し、ＲＧＢの光をそれぞれ照射し、スイッチング後の
光を１軸スキャナにより走査することによって、２次元
画像を表示することができる。
プレイでは、複数個の光スイッチング素子を１次元に配
列し、ＲＧＢの光をそれぞれ照射し、スイッチング後の
光を１軸スキャナにより走査することによって、２次元
画像を表示することができる。
【００６３】また、本実施の形態では、光スイッチング
素子アレイ３００Ａ〜３００Ｃの各々を構成する光スイ
ッチング素子として、本発明に係る光学多層構造体を用
いているので、前述のように光学薄膜の可動部の４辺が
支持部（側壁）によって支持されており、光学薄膜が特
定方向に歪む現象が防止される。よって、安定した高速
応答が可能なプロジェクションディスプレイを実現する
ことができる。
素子アレイ３００Ａ〜３００Ｃの各々を構成する光スイ
ッチング素子として、本発明に係る光学多層構造体を用
いているので、前述のように光学薄膜の可動部の４辺が
支持部（側壁）によって支持されており、光学薄膜が特
定方向に歪む現象が防止される。よって、安定した高速
応答が可能なプロジェクションディスプレイを実現する
ことができる。
【００６４】以上実施の形態および変形例を挙げて本発
明を説明したが、本発明は上記実施の形態および変形例
に限定されるものではなく、種々変形可能である。例え
ば、上記実施の形態では、光源としてレーザを用いて一
次元アレイ状のライトバルブを走査する構成のディスプ
レイについて説明したが、図１５に示したように、二次
元状に配列された光スイッチング装置３０６に白色光源
３０７からの光を照射して投射スクリーン３０８に画像
の表示を行う構成とすることもできる。なお、光源とし
てはその他発光ダイオード等を用いるようにしてもよ
い。
明を説明したが、本発明は上記実施の形態および変形例
に限定されるものではなく、種々変形可能である。例え
ば、上記実施の形態では、光源としてレーザを用いて一
次元アレイ状のライトバルブを走査する構成のディスプ
レイについて説明したが、図１５に示したように、二次
元状に配列された光スイッチング装置３０６に白色光源
３０７からの光を照射して投射スクリーン３０８に画像
の表示を行う構成とすることもできる。なお、光源とし
てはその他発光ダイオード等を用いるようにしてもよ
い。
【００６５】また、上記実施の形態では、光学多層構造
体の駆動手段として静電気を用いる例について説明した
が、その他、圧電素子を用いる方法や磁力を利用する方
法なども適用可能である。磁力を利用する方法として
は、例えば、光学薄膜の上に、光の入射する位置に開口
部を有する磁性層を設ける一方、基板の下部に電磁コイ
ルを設け、この電磁コイルのオン・オフの切り替えによ
り、間隙部の大きさを例えば「λ／４」と「０」との間
で切り替え、これにより反射率を変化させる方法が考え
られる。
体の駆動手段として静電気を用いる例について説明した
が、その他、圧電素子を用いる方法や磁力を利用する方
法なども適用可能である。磁力を利用する方法として
は、例えば、光学薄膜の上に、光の入射する位置に開口
部を有する磁性層を設ける一方、基板の下部に電磁コイ
ルを設け、この電磁コイルのオン・オフの切り替えによ
り、間隙部の大きさを例えば「λ／４」と「０」との間
で切り替え、これにより反射率を変化させる方法が考え
られる。
【００６６】また、上記実施の形態では、基板として透
明ガラス基板を用いる例について説明したが、不透明な
基板を用いてもよい。また、導電層１１，２０１は、透
明でも不透明でもよい。さらに、図１６に示したよう
に、例えば厚さ２ｍｍ以内の柔軟性を有する（フレキシ
ブルな）基板３０９を用いたペーパ−状のディスプレイ
とし、直視により画像を見ることができるようにしても
よい。
明ガラス基板を用いる例について説明したが、不透明な
基板を用いてもよい。また、導電層１１，２０１は、透
明でも不透明でもよい。さらに、図１６に示したよう
に、例えば厚さ２ｍｍ以内の柔軟性を有する（フレキシ
ブルな）基板３０９を用いたペーパ−状のディスプレイ
とし、直視により画像を見ることができるようにしても
よい。
【００６７】更に、上記実施の形態では、本発明の光学
多層構造体をディスプレイに用いた例について説明した
が、例えば光プリンタに用いて感光性ドラムへの画像の
描きこみをする等、ディスプレイ以外の光プリンタなど
の各種デバイスにも適用することも可能である。
多層構造体をディスプレイに用いた例について説明した
が、例えば光プリンタに用いて感光性ドラムへの画像の
描きこみをする等、ディスプレイ以外の光プリンタなど
の各種デバイスにも適用することも可能である。
【００６８】
【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし１２
のいずれか１に記載の光学多層構造体、請求項１３また
は１４に記載の光学多層構造体の製造方法、および請求
項１５または１６に記載の光スイッチング素子によれ
ば、可動部を有する光学薄膜において可動部の周縁を支
持部において一様に支持するようにしたので、光学薄膜
が特定方向に歪む現象を防止することができ、安定した
高速応答が可能になるという効果を奏する。
のいずれか１に記載の光学多層構造体、請求項１３また
は１４に記載の光学多層構造体の製造方法、および請求
項１５または１６に記載の光スイッチング素子によれ
ば、可動部を有する光学薄膜において可動部の周縁を支
持部において一様に支持するようにしたので、光学薄膜
が特定方向に歪む現象を防止することができ、安定した
高速応答が可能になるという効果を奏する。
【００６９】特に、請求項５記載の光学多層構造体によ
れば、光学薄膜の支持部が下地としての基板の表面や導
電層に対して傾斜しているので、支持部の強度が向上す
る。
れば、光学薄膜の支持部が下地としての基板の表面や導
電層に対して傾斜しているので、支持部の強度が向上す
る。
【００７０】また、特に、請求項６記載の光学多層構造
体、または請求項１３記載の光学多層構造体の製造方法
によれば、光学薄膜の可動部または支持部の少なくとも
一方に犠牲層に達する貫通孔を形成するようにしたの
で、エッチャントを容易に犠牲層に到達させることがで
き、エッチング効率を向上させることができる。
体、または請求項１３記載の光学多層構造体の製造方法
によれば、光学薄膜の可動部または支持部の少なくとも
一方に犠牲層に達する貫通孔を形成するようにしたの
で、エッチャントを容易に犠牲層に到達させることがで
き、エッチング効率を向上させることができる。
【００７１】さらに、特に、請求項７記載の光学多層構
造体によれば、光学薄膜の角部に対応する位置に切欠部
を形成するようにしたので、光学薄膜の可動部が矩形の
場合に、４隅に応力が集中するのを防止することができ
る。
造体によれば、光学薄膜の角部に対応する位置に切欠部
を形成するようにしたので、光学薄膜の可動部が矩形の
場合に、４隅に応力が集中するのを防止することができ
る。
【００７２】また、請求項１７記載の画像表示装置によ
れば、本発明の光学多層構造体を用いた光スイッチング
素子を１次元または２次元に配列し、この１次元または
２次元アレイ構造の光スイッチング装置を用いて画像表
示を行うようにしたので、安定した高速応答が可能な画
像表示装置を実現することができる。
れば、本発明の光学多層構造体を用いた光スイッチング
素子を１次元または２次元に配列し、この１次元または
２次元アレイ構造の光スイッチング装置を用いて画像表
示を行うようにしたので、安定した高速応答が可能な画
像表示装置を実現することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光学多層構造
体の構成を、一部を切り欠いて表す斜視図である。
体の構成を、一部を切り欠いて表す斜視図である。
【図２】図１に示した光学多層構造体の製造工程を説明
するための断面図である。
するための断面図である。
【図３】図２の工程に続く工程を説明するための断面図
である。
である。
【図４】図３の工程に続く工程を説明するための断面図
である。
である。
【図５】第１の実施の形態の変形例に係る光学多層構造
体の構成を表す斜視図である。
体の構成を表す斜視図である。
【図６】第１の実施の形態の他の変形例に係る光学多層
構造体の構成を表す斜視図である。
構造体の構成を表す斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る光学多層構造
体の構成を、一部を切り欠いて示す斜視図である。
体の構成を、一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る光学多層構造
体の構成を表す斜視図である。
体の構成を表す斜視図である。
【図９】図８に示した光学多層構造体の製造工程を説明
するための断面図である。
するための断面図である。
【図１０】図９の工程に続く工程を説明するための断面
図である。
図である。
【図１１】図１０の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
面図である。
【図１２】第１の実施の形態の変形例に係る光学多層構
造体を用いて構成した光スイッチング装置の一例の構成
を表す平面図である。
造体を用いて構成した光スイッチング装置の一例の構成
を表す平面図である。
【図１３】図１２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図１４】ディスプレイの一例の構成を表す図である。
【図１５】ディスプレイの他の例を表す図である。
【図１６】ペーパー状ディスプレイの構成図である。
【図１７】本出願人が先に出願した光スイッチング装置
の一例の構成を表す図である。
の一例の構成を表す図である。
【図１８】図１７に示した光スイッチング装置における
光学多層構造体の一例の構成を表す図である。
光学多層構造体の一例の構成を表す図である。
１，５…光学多層構造体、１０…基板、１１，２０１…
導電層、１２，２０２…間隙部、１３，４３，５３，２
０３…光学薄膜、１００，２００…光スイッチング装
置、１３Ａ〜１３Ｄ，４３Ａ，５３Ａ〜５３Ｄ…支持
部、１４Ａ〜１４Ｄ，４４Ａ〜４４Ｄ…貫通孔、１５Ａ
〜１５Ｄ…切欠部、３６Ａ〜３６Ｆ，５５Ａ，５５Ｂ…
開口部
導電層、１２，２０２…間隙部、１３，４３，５３，２
０３…光学薄膜、１００，２００…光スイッチング装
置、１３Ａ〜１３Ｄ，４３Ａ，５３Ａ〜５３Ｄ…支持
部、１４Ａ〜１４Ｄ，４４Ａ〜４４Ｄ…貫通孔、１５Ａ
〜１５Ｄ…切欠部、３６Ａ〜３６Ｆ，５５Ａ，５５Ｂ…
開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邉 秀則 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 本庄 禎治 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 2H041 AA16 AB38 AB40 AC06 AZ08 2H048 GA04 GA51 GA60 GA61
Claims (17)
- 【請求項１】 基板上に光の干渉現象を起こし得る大き
さの間隙部を間にして架橋構造の光学薄膜を有し、前記
光学薄膜の前記基板方向への変位に応じて、入射した光
の反射、透過あるいは吸収の量を変化させる光学多層構
造体であって、 前記光学薄膜は、可動部と、前記間隙部を囲むように前
記可動部の周縁を一様に支持する支持部とを有すること
を特徴とする光学多層構造体。 - 【請求項２】 更に、前記基板に接するよう一方の電極
となる導電層が設けられ、かつ、前記導電層に対向する
位置に他方の電極として前記光学薄膜が設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の光学多層構造体。 - 【請求項３】 前記光学薄膜の可動部の平面形状が矩形
であることを特徴とする請求項１記載の光学多層構造
体。 - 【請求項４】 前記光学薄膜の可動部の平面形状が円形
または楕円形であることを特徴とする請求項１記載の光
学多層構造体。 - 【請求項５】 前記光学薄膜の支持部は、前記基板の表
面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１記載
の光学多層構造体。 - 【請求項６】 前記光学薄膜の可動部または支持部の少
なくとも一方に、前記間隙部に連通する貫通孔を有する
ことを特徴とする請求項１記載の光学多層構造体。 - 【請求項７】 前記光学薄膜の矩形状の可動部の角部に
対応する位置に切欠部が形成されていることを特徴とす
る請求項３記載の光学多層構造体。 - 【請求項８】 前記導電層および前記光学薄膜のうちの
少なくとも一方は、互いに光学的特性の異なる２以上の
層により構成された複合層であることを特徴とする請求
項２記載の光学多層構造体。 - 【請求項９】 更に、前記間隙部の光学的な大きさを変
化させる駆動手段を有し、前記駆動手段によって前記間
隙部の大きさを変化させることにより、前記基板側もし
くは前記基板とは反対側より入射した光の反射もしくは
透過の量を変化させることを特徴とする請求項２記載の
光学多層構造体。 - 【請求項１０】 前記駆動手段は、前記導電層および前
記光学薄膜への電圧の印加によって発生した静電力によ
り、前記間隙部の光学的な大きさを変化させるものであ
ることを特徴とする請求項９記載の光学多層構造体。 - 【請求項１１】 前記導電層および前記光学薄膜または
その一部は、ＩＴＯ，ＳｎＯ2 およびＺｎＯのうちのい
ずれかにより形成されていることを特徴とする請求項１
０記載の光学多層構造体。 - 【請求項１２】 前記駆動手段は、磁力を用いて前記間
隙部の光学的な大きさを変化させるものであることを特
徴とする請求項９記載の光学多層構造体。 - 【請求項１３】 基板上に光の干渉現象を起こし得る大
きさの間隙部を間にして架橋構造の光学薄膜を有し、前
記光学薄膜の前記基板方向への変位に応じて、入射した
光の反射、透過あるいは吸収の量を変化させる光学多層
構造体の製造方法であって、 基板上に、所定の膜厚の犠牲層のパターンを形成し、前
記犠牲層の表面および側面部を覆うと共に前記犠牲層に
達するエッチング用の貫通孔を有する光学薄膜を形成す
る工程と、 前記貫通孔を通してエッチングすることにより前記犠牲
層を選択的に除去し、前記光学薄膜に、可動部と、前記
間隙部を囲むように前記可動部の周縁を一様に支持する
支持部とを形成する工程とを含むことを特徴とする光学
多層構造体の製造方法。 - 【請求項１４】 前記光学薄膜の平面形状を矩形状と
し、前記光学薄膜に貫通孔を形成する工程において、同
時に、前記矩形状の光学薄膜の角部に対応する位置に応
力緩和用の切欠部を形成することを特徴とする請求項１
３記載の光学多層構造体の製造方法。 - 【請求項１５】 基板上に光の干渉現象を起こし得る大
きさの間隙部を間にして架橋構造の光学薄膜を有し、前
記光学薄膜の前記基板方向への変位に応じて、入射した
光の反射、透過あるいは吸収の量を変化させる光学多層
構造体と、 この光学多層構造体の間隙部の光学的な大きさを変化さ
せるための駆動手段とを備えた光スイッチング素子であ
って、 前記光学薄膜が、可動部と、前記間隙部を囲むように前
記可動部の周縁を一様に支持する支持部とを有すること
を特徴とする光スイッチング素子。 - 【請求項１６】 上記光学多層構造体が１次元または２
次元アレイ状に配列されていることを特徴とする請求項
１５記載の光スイッチング素子。 - 【請求項１７】 １次元または２次元に配列された複数
の光スイッチング素子に光を照射することで２次元画像
を表示する画像表示装置であって、 前記光スイッチング素子は、 基板上に光の干渉現象を起こし得る大きさの間隙部を間
にして架橋構造の光学薄膜を有し、前記光学薄膜の前記
基板方向への変位に応じて、入射した光の反射、透過あ
るいは吸収の量を変化させる光学多層構造体と、 この光学多層構造体の間隙部の光学的な大きさを変化さ
せるための駆動手段とを備え、かつ、 前記光学薄膜が、可動部と、前記間隙部を囲むように前
記可動部の周縁を一様に支持する支持部とを有すること
を特徴とする画像表示装置。
Priority Applications (2)
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Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004071942A1 (ja) * | 2003-02-17 | 2004-08-26 | Sony Corporation | Ｍｅｍｓ素子とその製造方法、回折型ｍｅｍｓ素子 |
| JP2006068843A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Sony Corp | 微小電気機械素子、光学微小電気機械素子、光変調素子、並びにレーザディスプレイ |
| US7679812B2 (en) | 2005-07-22 | 2010-03-16 | Qualcomm Mems Technologies Inc. | Support structure for MEMS device and methods therefor |
| US7704773B2 (en) | 2005-08-19 | 2010-04-27 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | MEMS devices having support structures with substantially vertical sidewalls and methods for fabricating the same |
| US7706044B2 (en) | 2003-05-26 | 2010-04-27 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Optical interference display cell and method of making the same |
| US7709964B2 (en) | 2003-09-30 | 2010-05-04 | Qualcomm, Inc. | Structure of a micro electro mechanical system and the manufacturing method thereof |
| US7719752B2 (en) | 2007-05-11 | 2010-05-18 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | MEMS structures, methods of fabricating MEMS components on separate substrates and assembly of same |
| US7723015B2 (en) | 2003-04-15 | 2010-05-25 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Method for manufacturing an array of interferometeric modulators |
| US7733552B2 (en) | 2007-03-21 | 2010-06-08 | Qualcomm Mems Technologies, Inc | MEMS cavity-coating layers and methods |
| US7763546B2 (en) | 2006-08-02 | 2010-07-27 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Methods for reducing surface charges during the manufacture of microelectromechanical systems devices |
| US7795061B2 (en) | 2005-12-29 | 2010-09-14 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Method of creating MEMS device cavities by a non-etching process |
| US7864403B2 (en) | 2009-03-27 | 2011-01-04 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Post-release adjustment of interferometric modulator reflectivity |
| US7875485B2 (en) | 2005-07-22 | 2011-01-25 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Methods of fabricating MEMS devices having overlying support structures |
| US8064124B2 (en) | 2006-01-18 | 2011-11-22 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Silicon-rich silicon nitrides as etch stops in MEMS manufacture |
| US8068268B2 (en) | 2007-07-03 | 2011-11-29 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | MEMS devices having improved uniformity and methods for making them |
| US8115988B2 (en) | 2004-07-29 | 2012-02-14 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | System and method for micro-electromechanical operation of an interferometric modulator |
| US8659816B2 (en) | 2011-04-25 | 2014-02-25 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Mechanical layer and methods of making the same |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6960305B2 (en) * | 1999-10-26 | 2005-11-01 | Reflectivity, Inc | Methods for forming and releasing microelectromechanical structures |
| US6781094B2 (en) * | 2002-12-30 | 2004-08-24 | Texas Instruments Incorporated | Analysis of MEMS mirror device using a laser for mirror removal |
| US7417782B2 (en) | 2005-02-23 | 2008-08-26 | Pixtronix, Incorporated | Methods and apparatus for spatial light modulation |
| CN1951007A (zh) * | 2003-08-20 | 2007-04-18 | 康乃尔研究基金会有限公司 | 壳形激励器 |
| US7675665B2 (en) | 2005-02-23 | 2010-03-09 | Pixtronix, Incorporated | Methods and apparatus for actuating displays |
| US7742016B2 (en) | 2005-02-23 | 2010-06-22 | Pixtronix, Incorporated | Display methods and apparatus |
| US9158106B2 (en) | 2005-02-23 | 2015-10-13 | Pixtronix, Inc. | Display methods and apparatus |
| US20070205969A1 (en) | 2005-02-23 | 2007-09-06 | Pixtronix, Incorporated | Direct-view MEMS display devices and methods for generating images thereon |
| US9229222B2 (en) | 2005-02-23 | 2016-01-05 | Pixtronix, Inc. | Alignment methods in fluid-filled MEMS displays |
| US9261694B2 (en) | 2005-02-23 | 2016-02-16 | Pixtronix, Inc. | Display apparatus and methods for manufacture thereof |
| US7746529B2 (en) | 2005-02-23 | 2010-06-29 | Pixtronix, Inc. | MEMS display apparatus |
| US8482496B2 (en) | 2006-01-06 | 2013-07-09 | Pixtronix, Inc. | Circuits for controlling MEMS display apparatus on a transparent substrate |
| US7271945B2 (en) * | 2005-02-23 | 2007-09-18 | Pixtronix, Inc. | Methods and apparatus for actuating displays |
| US8310442B2 (en) | 2005-02-23 | 2012-11-13 | Pixtronix, Inc. | Circuits for controlling display apparatus |
| US7999994B2 (en) | 2005-02-23 | 2011-08-16 | Pixtronix, Inc. | Display apparatus and methods for manufacture thereof |
| US7755582B2 (en) | 2005-02-23 | 2010-07-13 | Pixtronix, Incorporated | Display methods and apparatus |
| US8519945B2 (en) | 2006-01-06 | 2013-08-27 | Pixtronix, Inc. | Circuits for controlling display apparatus |
| US8159428B2 (en) | 2005-02-23 | 2012-04-17 | Pixtronix, Inc. | Display methods and apparatus |
| US9082353B2 (en) | 2010-01-05 | 2015-07-14 | Pixtronix, Inc. | Circuits for controlling display apparatus |
| US20070020794A1 (en) * | 2005-07-22 | 2007-01-25 | Debar Michael J | Method of strengthening a microscale chamber formed over a sacrificial layer |
| US7449759B2 (en) | 2005-08-30 | 2008-11-11 | Uni-Pixel Displays, Inc. | Electromechanical dynamic force profile articulating mechanism |
| US7636151B2 (en) * | 2006-01-06 | 2009-12-22 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | System and method for providing residual stress test structures |
| US8526096B2 (en) | 2006-02-23 | 2013-09-03 | Pixtronix, Inc. | Mechanical light modulators with stressed beams |
| US7876489B2 (en) | 2006-06-05 | 2011-01-25 | Pixtronix, Inc. | Display apparatus with optical cavities |
| EP2080045A1 (en) | 2006-10-20 | 2009-07-22 | Pixtronix Inc. | Light guides and backlight systems incorporating light redirectors at varying densities |
| US7852546B2 (en) * | 2007-10-19 | 2010-12-14 | Pixtronix, Inc. | Spacers for maintaining display apparatus alignment |
| US9176318B2 (en) | 2007-05-18 | 2015-11-03 | Pixtronix, Inc. | Methods for manufacturing fluid-filled MEMS displays |
| US8248560B2 (en) | 2008-04-18 | 2012-08-21 | Pixtronix, Inc. | Light guides and backlight systems incorporating prismatic structures and light redirectors |
| US8169679B2 (en) | 2008-10-27 | 2012-05-01 | Pixtronix, Inc. | MEMS anchors |
| CN104916258B (zh) | 2010-02-02 | 2018-02-16 | 追踪有限公司 | 用于控制显示装置的电路 |
| CN102834763B (zh) | 2010-02-02 | 2015-07-22 | 皮克斯特罗尼克斯公司 | 用于制造填充冷密封流体的显示装置的方法 |
| US9134552B2 (en) | 2013-03-13 | 2015-09-15 | Pixtronix, Inc. | Display apparatus with narrow gap electrostatic actuators |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5231532A (en) * | 1992-02-05 | 1993-07-27 | Texas Instruments Incorporated | Switchable resonant filter for optical radiation |
| US6590710B2 (en) * | 2000-02-18 | 2003-07-08 | Yokogawa Electric Corporation | Fabry-Perot filter, wavelength-selective infrared detector and infrared gas analyzer using the filter and detector |
| GB2375184A (en) * | 2001-05-02 | 2002-11-06 | Marconi Caswell Ltd | Wavelength selectable optical filter |
-
2001
- 2001-01-10 JP JP2001003001A patent/JP2002207182A/ja active Pending
-
2002
- 2002-01-08 US US10/043,919 patent/US20020126387A1/en not_active Abandoned
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004071942A1 (ja) * | 2003-02-17 | 2004-08-26 | Sony Corporation | Ｍｅｍｓ素子とその製造方法、回折型ｍｅｍｓ素子 |
| US7723015B2 (en) | 2003-04-15 | 2010-05-25 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Method for manufacturing an array of interferometeric modulators |
| US7706044B2 (en) | 2003-05-26 | 2010-04-27 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Optical interference display cell and method of making the same |
| US7709964B2 (en) | 2003-09-30 | 2010-05-04 | Qualcomm, Inc. | Structure of a micro electro mechanical system and the manufacturing method thereof |
| US8115988B2 (en) | 2004-07-29 | 2012-02-14 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | System and method for micro-electromechanical operation of an interferometric modulator |
| JP2006068843A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Sony Corp | 微小電気機械素子、光学微小電気機械素子、光変調素子、並びにレーザディスプレイ |
| US7679812B2 (en) | 2005-07-22 | 2010-03-16 | Qualcomm Mems Technologies Inc. | Support structure for MEMS device and methods therefor |
| US7875485B2 (en) | 2005-07-22 | 2011-01-25 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Methods of fabricating MEMS devices having overlying support structures |
| US8298847B2 (en) | 2005-08-19 | 2012-10-30 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | MEMS devices having support structures with substantially vertical sidewalls and methods for fabricating the same |
| US7747109B2 (en) | 2005-08-19 | 2010-06-29 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | MEMS device having support structures configured to minimize stress-related deformation and methods for fabricating same |
| US7835093B2 (en) | 2005-08-19 | 2010-11-16 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Methods for forming layers within a MEMS device using liftoff processes |
| US7704773B2 (en) | 2005-08-19 | 2010-04-27 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | MEMS devices having support structures with substantially vertical sidewalls and methods for fabricating the same |
| US7795061B2 (en) | 2005-12-29 | 2010-09-14 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Method of creating MEMS device cavities by a non-etching process |
| US8394656B2 (en) | 2005-12-29 | 2013-03-12 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Method of creating MEMS device cavities by a non-etching process |
| US8064124B2 (en) | 2006-01-18 | 2011-11-22 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Silicon-rich silicon nitrides as etch stops in MEMS manufacture |
| US7763546B2 (en) | 2006-08-02 | 2010-07-27 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Methods for reducing surface charges during the manufacture of microelectromechanical systems devices |
| US8164815B2 (en) | 2007-03-21 | 2012-04-24 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | MEMS cavity-coating layers and methods |
| US7733552B2 (en) | 2007-03-21 | 2010-06-08 | Qualcomm Mems Technologies, Inc | MEMS cavity-coating layers and methods |
| US8284475B2 (en) | 2007-05-11 | 2012-10-09 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Methods of fabricating MEMS with spacers between plates and devices formed by same |
| US7719752B2 (en) | 2007-05-11 | 2010-05-18 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | MEMS structures, methods of fabricating MEMS components on separate substrates and assembly of same |
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| US8068268B2 (en) | 2007-07-03 | 2011-11-29 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | MEMS devices having improved uniformity and methods for making them |
| US7864403B2 (en) | 2009-03-27 | 2011-01-04 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Post-release adjustment of interferometric modulator reflectivity |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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