JP2002277762A - Light modulator and its driving method - Google Patents

Light modulator and its driving method

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JP2002277762A
JP2002277762A JP2001077614A JP2001077614A JP2002277762A JP 2002277762 A JP2002277762 A JP 2002277762A JP 2001077614 A JP2001077614 A JP 2001077614A JP 2001077614 A JP2001077614 A JP 2001077614A JP 2002277762 A JP2002277762 A JP 2002277762A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a light modulator which is suitable for usage as an optical writer in an electronic photographing process. SOLUTION: An EL element 304 is formed on a package upper lid 302 so as to face multiple beams 101 which constitute multiple optical switches. A projected shape part 303 for collecting lights from the EL element to the beams 101 is formed on the package upper lid 302. When the respective beams 101 are driven, the lights reflected against a light reflection surface 106 are outputted from a window 313 of a shield film 306 to the outer part of the package.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、梁の変形により光
をスイッチする光変調装置に係り、特に、デジタル複写
機やプリンタなどにおける電子写真プロセスの光書き込
み装置などとして用いるのに好適な光変調装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light modulation device for switching light by deforming a beam, and more particularly to a light modulation device suitable for use as an optical writing device in an electrophotographic process in a digital copying machine or a printer. Related to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】パーソナルコンピュータの普及などによ
り、レーザプリンタに匹敵する画質の安価なプリンタが
普及している。そのようなプリンタとして、発光ダイオ
ードアレイを用いて感光体へ直接書き込みを行うものが
ある。例えば、エレクトロルミネッセンス(EL)素子
アレイを用いた光プリンタヘッドが特開平8-48052公報
に開示されている。このような光プリンタヘッドは、電
子写真式プリンタの小型化に有利であり、カラープリン
タへの応用も注目されている。
2. Description of the Related Art Due to the spread of personal computers and the like, inexpensive printers having image quality comparable to laser printers have become popular. As such a printer, there is a printer that directly writes on a photoconductor using a light emitting diode array. For example, an optical printer head using an electroluminescence (EL) element array is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-48052. Such an optical printer head is advantageous for reducing the size of an electrophotographic printer, and is attracting attention for application to a color printer.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電子
写真プロセスの光書き込み装置などとして好適な新規な
光変調装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a novel light modulation device suitable as an optical writing device for an electrophotographic process.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明による光変調装置
は、請求項1記載のように、固定電極と、この固定電極
に空隙を介して対向する、光反射面を有する梁と、発光
素子とが同一パッケージ内に形成され、前記梁は、駆動
時に静電力により前記固定電極側へ変形可能に保持さ
れ、前記梁の駆動時と非駆動時で前記発光素子で発生さ
れた光が前記梁上の反射面により異なった方向へ反射さ
れ、駆動時又は非駆動時に前記反射面による反射光がパ
ッケージ外部へ出力される構成である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical modulator comprising: a fixed electrode; a beam having a light reflecting surface facing the fixed electrode via a gap; Are formed in the same package, and the beam is deformably held toward the fixed electrode by electrostatic force during driving, and light generated by the light emitting element during driving and non-driving of the beam emits the beam. The light is reflected in different directions by the upper reflecting surface, and the light reflected by the reflecting surface is output to the outside of the package during driving or non-driving.

【0005】本発明の光変調装置のもう1つの特徴は、
請求項2記載のように、前記梁が両端固定梁であること
である。もう1つの特徴は、請求項3記載のように、前
記発光素子がエレクトロルミネッセンス素子であること
である。もう1つの特徴は、請求項4記載のように、前
記固定電極及び前記梁は同じ基板上に形成され、前記発
光素子は前記基板と接合されるパッケージ上蓋に前記梁
に対向して形成されることである。もう1つの特徴は、
請求項5記載のように、前記パッケージ上蓋に前記発光
素子の発生した光を前記梁に集光するための凸形状部が
形成されることである。もう1つの特徴は、請求項6記
載のように、前記固定電極、前記梁及び前記発光素子は
同じ基板上に形成され、前記基板と接合されるパッケー
ジ上蓋に前記発光素子の発生した光を前記梁へ集光する
ための凹面鏡が形成されることである。もう1つの特徴
は、請求項7記載のように、前記固定電極、前記梁及び
前記発光素子は同じ基板上に形成され、前記基板内に前
記発光素子の発生した光を前記空隙に導くための導波路
が形成されることである。もう1つの特徴は、請求項8
記載のように、前記パッケージ上蓋に遮光膜が形成さ
れ、この遮光膜に設けられた窓を通じて前記梁上の光反
射面で反射された光がパッケージ外部へ出力されること
である。
Another feature of the light modulator of the present invention is that
According to another aspect of the present invention, the beam is a fixed beam at both ends. Another feature is that the light emitting device is an electroluminescent device. Another feature is that, as in claim 4, the fixed electrode and the beam are formed on the same substrate, and the light emitting element is formed on a package upper lid joined to the substrate, facing the beam. That is. Another feature is
According to a fifth aspect of the present invention, a convex portion for condensing the light generated by the light emitting element on the beam is formed on the package upper lid. Another feature is that, as described in claim 6, the fixed electrode, the beam and the light emitting element are formed on the same substrate, and the light generated by the light emitting element is applied to a package top lid bonded to the substrate. That is, a concave mirror for focusing light on the beam is formed. Another feature is that, as described in claim 7, the fixed electrode, the beam and the light emitting element are formed on the same substrate, and guide light generated by the light emitting element to the gap in the substrate. That is, a waveguide is formed. Another feature is claim 8
As described above, a light-shielding film is formed on the package upper lid, and light reflected on the light reflecting surface on the beam is output to the outside of the package through a window provided in the light-shielding film.

【0006】本発明のもう1つの特徴は、前記光変調装
置の駆動において、梁の変位過程では発光素子を発光さ
せないことである。
Another feature of the present invention is that, in driving the light modulation device, the light emitting element does not emit light during the beam displacement process.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態について説明する。 《実施例1》図1は本発明の光変調装置の一実施例の構
成を説明するための概略断面図であり、(a)は非駆動
状態を、(b)は駆動状態を表している。図1におい
て、102は基板であり、これは紙面に対し垂直方向に
長い形状を有する。この基板102には、その長手方向
に長い溝が形成され、この溝内に固定電極103が形成
されている。この固定電極103の電極パッドが設けら
れるが、図示されていない。基板102の上面には、空
隙105を介して固定電極103に対向する梁101が
形成されている。梁101は本実施例では両端固定梁で
あるが、片端固定梁とすることも可能である。梁101
は、基板102の長手方向に複数個並べて形成される。
個々の梁101上には金属膜106が形成される。この
属膜106は光反射面となるとともに電極の役割を持
つ。金属膜106は基板102の端部の電極パッド10
7まで引き出されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. << Embodiment 1 >> FIGS. 1A and 1B are schematic cross-sectional views for explaining the configuration of an embodiment of the light modulation device of the present invention. FIG. 1A shows a non-driving state, and FIG. . In FIG. 1, reference numeral 102 denotes a substrate, which has a shape elongated in a direction perpendicular to the plane of the drawing. A long groove is formed in the substrate 102 in the longitudinal direction, and a fixed electrode 103 is formed in the groove. An electrode pad for the fixed electrode 103 is provided, but is not shown. On the upper surface of the substrate 102, a beam 101 facing the fixed electrode 103 via a gap 105 is formed. The beam 101 is a fixed beam at both ends in this embodiment, but may be a fixed beam at one end. Beam 101
Are formed side by side in the longitudinal direction of the substrate 102.
A metal film 106 is formed on each beam 101. The metal film 106 serves as a light reflecting surface and also functions as an electrode. The metal film 106 is formed on the electrode pad 10 at the end of the substrate 102.
7 have been drawn.

【0008】基板102上に基板長手方向に長いスペー
サ301が接合され、このスペーサ301上に、基板長
手方向に長い透明材料からなるパッケージ上蓋302が
接合されている。パッケージ上蓋302には、基板長手
方向に長い発光面を有する発光素子304が形成されて
いる。本実施例では、発光素子304は有機又は無機の
エレクトロルミネッセンス(EL)素子である。発光素
子304から出た光を梁101上の金属膜106へ向け
て集光するために、パッケージ上蓋302には凸形状部
303が形成され、その部分に発光素子304が形成さ
れている。本実施例では、凸形状部303は基板長手方
向に長いカマボコ形であるが、これに限られるものでは
なく、例えば各梁101に対応した球面形状とすること
もできる。305は発光素子304に給電するための電
極パッドである。307は発光素子304の保護膜であ
る。パッケージ上蓋302の下面には遮光膜306とし
て例えばCr薄膜が形成されている。この遮光膜306
には、発光素子304からの光を梁101へ入射させる
ための窓314と、梁101からの反射光を通すための
窓313とが、梁101と1対1に対応して形成されて
いる。
A spacer 301 long in the longitudinal direction of the substrate is bonded on the substrate 102, and a package upper lid 302 made of a transparent material long in the longitudinal direction of the substrate is bonded on the spacer 301. A light emitting element 304 having a light emitting surface long in the longitudinal direction of the substrate is formed on the package upper lid 302. In this embodiment, the light emitting element 304 is an organic or inorganic electroluminescent (EL) element. In order to condense the light emitted from the light emitting element 304 toward the metal film 106 on the beam 101, a convex part 303 is formed on the package upper lid 302, and the light emitting element 304 is formed on that part. In the present embodiment, the protruding portion 303 has a convex shape that is long in the longitudinal direction of the substrate. However, the shape is not limited to this. For example, a spherical shape corresponding to each beam 101 can be used. An electrode pad 305 supplies power to the light emitting element 304. Reference numeral 307 denotes a protective film for the light emitting element 304. On the lower surface of the package upper lid 302, for example, a Cr thin film is formed as a light shielding film 306. This light shielding film 306
A window 314 for allowing light from the light emitting element 304 to enter the beam 101 and a window 313 for passing reflected light from the beam 101 are formed in one-to-one correspondence with the beam 101. .

【0009】次に、この光変調装置の動作を説明する。
いずれの梁101に対応した電極パッド107と、共通
電極である固定電極103の電極パッド(不図示)との
間に駆動電圧が印加されない状態では、全ての梁101
は図1(a)に示すように平坦である。したがって、発
光素子304から入射した光Lは各梁101上の金属膜
106(光反射面)で図1(a)に示すように窓313
からずれた方向へ反射されるため、反射光は遮光膜30
6に遮られて外部に出ない。
Next, the operation of the light modulation device will be described.
When no drive voltage is applied between the electrode pad 107 corresponding to any of the beams 101 and the electrode pad (not shown) of the fixed electrode 103 serving as a common electrode, all the beams 101
Is flat as shown in FIG. Therefore, the light L incident from the light emitting element 304 is applied to the window 313 on the metal film 106 (light reflecting surface) on each beam 101 as shown in FIG.
The light is reflected in a direction deviated from the light-shielding film 30.
6 and do not go outside.

【0010】選択した梁101に対応した電極パッド1
07に駆動電圧を印加した時には、その選択された梁1
01は静電引力により固定電極103に引きつけられ、
図1(b)に示すように変形する。その結果、この選択
された梁101上の金属膜106によって入射光は窓3
13の方向へ反射され外部へ出力される。
An electrode pad 1 corresponding to the selected beam 101
07 when the drive voltage is applied, the selected beam 1
01 is attracted to the fixed electrode 103 by electrostatic attraction,
It is deformed as shown in FIG. As a result, the incident light is transmitted through the window 3 by the metal film 106 on the selected beam 101.
The light is reflected in the direction of 13 and output to the outside.

【0011】選択された梁101の電極パッド107へ
の駆動電圧の印加を停止すると、その梁101は、その
バネ性により再び図1(a)に示すような平坦な状態に
戻るため、反射光は外部に出なくなる。
When the application of the driving voltage to the electrode pad 107 of the selected beam 101 is stopped, the beam 101 returns to a flat state as shown in FIG. Will not go outside.

【0012】梁101は両端固定梁であるため、片端固
定梁とした場合に比べ、復元時の余分な振動が発生しに
くく、高速な駆動が可能である。
Since the beam 101 is a fixed beam at both ends, extra vibration during restoration is less likely to occur as compared with the case of a beam fixed at one end, and high-speed driving is possible.

【0013】なお、梁101の変位過程で発光素子30
4の発光を停止することで、梁101の変位中に余分な
光出力を防止することができる。これは後述の各実施例
の場合も同様である。また、梁101と発光素子304
の位置関係を変更することによって、梁101の非駆動
状態で反射光を外部に出し、駆動状態で反射光を外部に
出さないようにすることも可能であり、これは後述の各
実施例の場合も同様である。
In the process of displacing the beam 101, the light emitting element 30
By stopping the light emission of 4, it is possible to prevent extra light output during the displacement of the beam 101. This is the same in each of the embodiments described later. Also, the beam 101 and the light emitting element 304
By changing the positional relationship, it is possible to emit reflected light to the outside when the beam 101 is not driven, and to prevent reflected light from being emitted to the outside when the beam 101 is driven. The same applies to the case.

【0014】以上に説明したように、この光変調装置
(及び後述する各実施例の光変調装置)は、梁101を
要素とした複数の光スイッチと、それらに共通の光源で
ある発光素子304とを同一パッケージ内に設けた構成
であり、例えば電子写真プロセスにおける光書き込み装
置として用いることができる。そして、光源と光スイッ
チとが分離している場合と違い、光源と光スイッチの位
置合わせは不要であり、また、光源と光スイッチの間に
特別な光学系を介在させる必要もなくその占有スペース
を省くことができる。
As described above, this light modulator (and the light modulator of each embodiment described later) includes a plurality of optical switches each including the beam 101 and the light emitting element 304 serving as a common light source. Are provided in the same package, and can be used, for example, as an optical writing device in an electrophotographic process. Unlike the case where the light source and the optical switch are separated from each other, there is no need to position the light source and the optical switch, and there is no need to interpose a special optical system between the light source and the optical switch. Can be omitted.

【0015】最近のデジタル複写機やプリンタの高画質
化に伴い、その光書き込み装置の画素数が増加し、画素
毎の光量の補正が難しくなっている。本発明の光変調装
置においては、複数の光スイッチに共通の光源を用いる
ため、各光スイッチ(各画素)に対する光量の空間分布
はなだらかであり、画素ごとの光量の補正が容易であ
る。
With the recent improvement in image quality of digital copiers and printers, the number of pixels of the optical writing device has increased, and it has become difficult to correct the amount of light for each pixel. In the light modulation device of the present invention, since a common light source is used for a plurality of optical switches, the spatial distribution of the light amount for each optical switch (each pixel) is gentle, and the correction of the light amount for each pixel is easy.

【0016】次に、この光変調装置の製造方法の一例に
ついて図2乃至図6を参照し説明する。図2乃至図6は
工程説明図、図7は発光素子304の詳細図である。
Next, an example of a method for manufacturing the light modulation device will be described with reference to FIGS. 2 to 6 are process explanatory diagrams, and FIG. 7 is a detailed diagram of the light emitting element 304.

【0017】まず、基板側の製造工程を説明する。First, the manufacturing process on the substrate side will be described.

【0018】《図2(a)》 Si基板102に有機フ
ォトレジストで空隙となる溝をパターン形成する。例え
ば、SF6 ガスのRIE(リアクティブ・イオン・エッ
チング)でドライエッチングして溝を掘る。溝に傾斜を
形成する場合、フォトマスクに階調を設け、レジストパ
ターンの厚さ方向に傾斜を形成する。RIEを行うと、
フォトマスクの階調にしたがった構造がSi基板の溝に
転写される。溝が深い場合はRIEの際に基板温度を−
40℃程度以下の低温にするこで側面への広がりを抑制
できる。次に、Si基板102と後に形成される固定電
極103を絶縁するため、溝内面に1μm程度の厚さに
熱酸化膜201を成膜する。
<< FIG. 2 (a) >> A groove serving as a void is patterned on the Si substrate 102 with an organic photoresist. For example, a groove is formed by dry etching using RIE (reactive ion etching) of SF6 gas. When forming an inclination in the groove, a gradation is provided on the photomask, and the inclination is formed in the thickness direction of the resist pattern. When you do RIE,
The structure according to the gradation of the photomask is transferred to the groove of the Si substrate. If the groove is deep, reduce the substrate temperature during RIE.
By setting the temperature to a low temperature of about 40 ° C. or less, the spread to the side surface can be suppressed. Next, a thermal oxide film 201 having a thickness of about 1 μm is formed on the inner surface of the groove in order to insulate the Si substrate 102 from a fixed electrode 103 to be formed later.

【0019】《図2(b)》 例えばTiNなどの導
体薄膜をスパッタ法で成膜する。固定電極103のパタ
ーンを有機レジストのフォトリソグラフィでパターンニ
ングし、Cl2 ガスでRIEにより導体薄膜をエッチン
グして固定電極103を形成する。そして、パッシベー
ション膜104となるSiN膜を、SiH4 とNH3の
混合ガスの熱CVDにより形成する。
<< FIG. 2 (b) >> A conductive thin film of, for example, TiN is formed by sputtering. The pattern of the fixed electrode 103 is patterned by photolithography of an organic resist, and the conductive thin film is etched by RIE with Cl2 gas to form the fixed electrode 103. Then, a SiN film to be the passivation film 104 is formed by thermal CVD of a mixed gas of SiH4 and NH3.

【0020】《図2(c)》 犠牲層となる酸化膜20
2を、PH3 、B2H2 、SiH4とN2Oの混合ガスの
熱CVDによって成膜する。そして、1000℃でリフ
ロー処理を行い平坦にし、さらにCMP(ケミカル・メ
カニカル・ポリシング)技術により研磨して平坦化す
る。
<< FIG. 2 (c) >> Oxide film 20 serving as a sacrificial layer
2 is formed by thermal CVD of a mixed gas of PH3, B2H2, SiH4 and N2O. Then, a reflow process is performed at 1000 ° C. to make the surface flat, and further, the surface is polished and flattened by a CMP (Chemical Mechanical Polishing) technique.

【0021】《図2(d)》 SiH4 とNH3 の混合
ガスの熱CVDにより、梁101となるSiN膜203
を成膜する。
<< FIG. 2 (d) >> The SiN film 203 to be the beam 101 by thermal CVD of a mixed gas of SiH4 and NH3.
Is formed.

【0022】《図3(a),(b)》 梁101の平面
形状を有機レジストのフォトリソグラフィでパターンニ
ングし、CHF3 のRIEでSiN膜203をエッチン
グし、梁101の形状を製作する。空隙に埋められた犠
牲層がエッチング用のスリット204により露出する。
同時に固定電極103の電極パッド108も開口する。
鏡材となる金属薄膜、例えばCr膜をスパッタ法で成膜
し、フォトリソグラフィで有機レジストをパターンニン
グし、Cl2 とO2 の混合ガスのRIEでエッチングし
て光反射面となる金属膜106を形成する。
<< FIGS. 3A and 3B >> The planar shape of the beam 101 is patterned by photolithography of an organic resist, and the SiN film 203 is etched by RIE of CHF 3 to manufacture the shape of the beam 101. The sacrificial layer buried in the void is exposed by the slit 204 for etching.
At the same time, the electrode pad 108 of the fixed electrode 103 is also opened.
A metal thin film serving as a mirror material, for example, a Cr film is formed by a sputtering method, an organic resist is patterned by photolithography, and etched by RIE of a mixed gas of Cl2 and O2 to form a metal film 106 serving as a light reflecting surface. I do.

【0023】《図4(a),(b)》 ふっ酸により犠
牲層酸化膜202をスリット204を介しエッチング除
去する。犠牲層の除去により空隙105が完成する。
<< FIGS. 4A and 4B >> The sacrificial layer oxide film 202 is removed by etching through a slit 204 using hydrofluoric acid. The void 105 is completed by removing the sacrificial layer.

【0024】次に、パッケージ上蓋側の製造工程を説明
する。ここでは、発光素子304として有機EL素子を
用いるものとする。
Next, the manufacturing process of the package upper lid will be described. Here, an organic EL element is used as the light emitting element 304.

【0025】《図5(a)》 まず、パッケージ上蓋の
302としての透明なガラス基板に凸形状部303を形
成する。前述のように凸形状部303は発光素子の長辺
方向に長いかまぼこ形とされるが、球面形状に形成する
こともできる。具体的には、ビーズブラスト加工により
引き出し電極パッド(107,108)に対応した角穴
を形成したガラス基板を製作し、このガラス基板にフォ
トレジストを塗布し、凸形状部303に対応した階調を
持つフォトマスクを使用してフォトレジストパターンを
形成する。そして、CF4 とCHF3 とH2 の混合ガス
を用い誘導結合型RIEでガラス基板をエッチングし
て、凸形状部303を形成する。
<< FIG. 5 (a) >> First, a convex portion 303 is formed on a transparent glass substrate as the package upper lid 302. As described above, the convex portion 303 has a semi-cylindrical shape that is long in the long side direction of the light emitting element, but may have a spherical shape. Specifically, a glass substrate in which square holes corresponding to the extraction electrode pads (107, 108) are formed by bead blasting, a photoresist is applied to the glass substrate, and a gradation corresponding to the convex portion 303 is formed. A photoresist pattern is formed using a photomask having. Then, the glass substrate is etched by inductively coupled RIE using a mixed gas of CF4, CHF3 and H2 to form a convex portion 303.

【0026】《図5(b)》 遮光膜306を形成す
る。例えば、ガラス基板の裏面に真空蒸着法でCr膜を
100nmの厚さに成膜し、フォトリソグラフィで有機
レジストをパターンニングし、酢酸セリウムと過塩素酸
の混合水溶液でCr膜をエッチングする。そして、剥離
液でレジストを除去する。
<< FIG. 5 (b) >> A light-shielding film 306 is formed. For example, a Cr film is formed to a thickness of 100 nm on the back surface of a glass substrate by a vacuum evaporation method, an organic resist is patterned by photolithography, and the Cr film is etched with a mixed aqueous solution of cerium acetate and perchloric acid. Then, the resist is removed with a stripping solution.

【0027】《図5(c)》 次に発光素子304とし
ての有機EL素子を形成する。この有機EL素子の膜構
成を図7に示す。図7の(a)は図5中の左側から見た
断面構造を表し、(a)は正面から見た断面構造を表し
ている。まず、ITOターゲットを用い、スパッタ法に
よりで100nm厚の透明電極膜(ITO)を形成す
る。その上に有機レジストをフォトリソグラフィでパタ
ーンニングし、塩化第二鉄水溶液で透明電極膜をエッチ
ングし、レジスト剥離液でレジストを除去して透明電極
(ITO)304aを形成する。メタルマスクを装着
し、透明電極403a上に正孔輸送層304b、電子輸
送層304c、金属電極304dを順に積層形成する。
例えば、正孔輸送層304bとして、TPD;N,N'-ジ
フェニル-,N'-ビス-(3-メチルフェニル)-[1,1'-ビフェ
ニル]-4,4'-ジアミン、を抵抗加熱真空蒸着で55nm
の厚さに成膜する。次に電子輸送層304cとして、A
lq;トリス(8-キノリノール)アルミニウム、を抵抗過
熱真空蒸着で55nm厚に成膜する。次に、金属電極4
03dとして、MgとInの合金を150nmの厚さに
真空蒸着する。次に、メタルマスクを用いAl薄膜を蒸
着法で500nmに成膜しパッド電極305を形成す
る。次に、保護膜307として、SiNやSiONの膜
の膜をプラズマCVD法で成膜する。そしてフォトリソ
グラフィで有機レレジストを形成し、RIEで保護膜3
07にパッド開口を形成する。
<< FIG. 5 (c) >> Next, an organic EL element as the light emitting element 304 is formed. FIG. 7 shows a film configuration of this organic EL element. FIG. 7A illustrates a cross-sectional structure viewed from the left side in FIG. 5, and FIG. 7A illustrates a cross-sectional structure viewed from the front. First, a transparent electrode film (ITO) having a thickness of 100 nm is formed by a sputtering method using an ITO target. An organic resist is patterned thereon by photolithography, the transparent electrode film is etched with an aqueous ferric chloride solution, and the resist is removed with a resist stripper to form a transparent electrode (ITO) 304a. A metal mask is mounted, and a hole transport layer 304b, an electron transport layer 304c, and a metal electrode 304d are sequentially formed on the transparent electrode 403a.
For example, as the hole transport layer 304b, TPD; N, N'-diphenyl-, N'-bis- (3-methylphenyl)-[1,1'-biphenyl] -4,4'-diamine is resistance-heated. 55nm by vacuum evaporation
To a thickness of Next, as the electron transport layer 304c, A
lq; tris (8-quinolinol) aluminum is deposited to a thickness of 55 nm by resistance heating vacuum evaporation. Next, the metal electrode 4
As 03d, an alloy of Mg and In is vacuum-deposited to a thickness of 150 nm. Next, a pad electrode 305 is formed by depositing an Al thin film to a thickness of 500 nm by an evaporation method using a metal mask. Next, a film of a SiN or SiON film is formed as a protective film 307 by a plasma CVD method. Then, an organic resist is formed by photolithography, and the protective film 3 is formed by RIE.
07, a pad opening is formed.

【0028】なお、正孔輸送層304bの材料として、
ヒドラゾン系、トリフェニルメタン系、ポリビニルカル
バゾール系、ピラゾリン系などのものを使用してもよ
い。電子輸送層304cの材料として、シクロペンタジ
ェン誘導体、ペリレン誘導体、ベリリウム-ベンゾキノ
リノール錯体、キノリノール錯体、ポリフィリン系錯体
なども使用できる。
As a material of the hole transport layer 304b,
Hydrazones, triphenylmethanes, polyvinylcarbazoles, pyrazolines, and the like may be used. As a material for the electron transport layer 304c, a cyclopentadiene derivative, a perylene derivative, a beryllium-benzoquinolinol complex, a quinolinol complex, a porphyrin complex, or the like can be used.

【0029】《図5(d),(e)》 スペーサ301
を別途製作し、このスペーサ301介してパッケージ上
蓋304を基板102と例えばエポキシ系接着剤を用い
て接合し、光変調装置を完成させる。
<< FIG. 5 (d), (e) >> Spacer 301
Are separately manufactured, and the package upper lid 304 is bonded to the substrate 102 via the spacer 301 using, for example, an epoxy-based adhesive to complete the light modulation device.

【0030】ここまでは光変調装置の1パッケージ分を
作成する工程を説明したが、実際的には、ウェハ上に複
数パッケージ分を組み立て、後に個々のパッケージ毎に
分離する方法が採用される。これを図6により説明す
る。
Although the process of preparing one package of the light modulator has been described above, a method of actually assembling a plurality of packages on a wafer and separating the individual packages later is adopted. This will be described with reference to FIG.

【0031】ガラス基板にビーズブラスト加工により引
き出し電極パッド(107,108)に対応した角穴を
形成し、前述したような工程により発光素子などを形成
した、複数発ケージ分のパッケージ上蓋302を用意す
る。また、ガラス板に放電加工やビーズブラスト加工で
穴を形成し、複数パッケージ分のスペーサ301を用意
する。なお、ステンレスやコバール板にチップ寸法に対
応した角穴をパンチやエッチングで形成したものをスペ
ーサ301として用いることもできる。あるいは、単結
晶Si基板をKOH水溶液で異方性エッチングしてスペ
ーサ301を形成することも可能である。同様に、前述
したような電極などを有する複数パッケージ分の基板1
02をSiウェハに形成する。そして、これら部材を図
6(a)に示すように接合した後に、図6(b)に示す
ようにダイシングし、図6(c)に示すように個々のパ
ッケージに分離する。
A package upper cover 302 for a plurality of cages is prepared by forming square holes corresponding to the lead electrode pads (107, 108) on a glass substrate by bead blasting and forming light emitting elements and the like by the above-described steps. I do. Further, holes are formed in the glass plate by electric discharge machining or bead blasting, and spacers 301 for a plurality of packages are prepared. A spacer formed by punching or etching a square hole corresponding to the chip size in a stainless steel or Kovar plate can also be used. Alternatively, the spacer 301 can be formed by anisotropically etching a single crystal Si substrate with a KOH aqueous solution. Similarly, a substrate 1 for a plurality of packages having electrodes and the like as described above.
02 is formed on a Si wafer. Then, after joining these members as shown in FIG. 6A, dicing is performed as shown in FIG. 6B, and separated into individual packages as shown in FIG. 6C.

【0032】《実施例2》図8は本発明の光変調装置の
他の実施例の構成を説明するための概略断面図であり、
(a)は非駆動状態を、(b)は駆動状態を表してい
る。なお、図8において、図1と同一の参照番号は同一
又は対応要素を示す。
Embodiment 2 FIG. 8 is a schematic sectional view for explaining the structure of another embodiment of the light modulator of the present invention.
(A) shows a non-driving state, and (b) shows a driving state. In FIG. 8, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding elements.

【0033】本実施例2と前記実施例1の構成上の相違
点は、発光素子304が基板102上に形成され、パッ
ケージ上蓋302に下向きの鏡311が形成され、発光
素子304から出た光が鏡311により梁101へ反射
されることである。本実施例2では、梁101に光を効
率的に集光させるため、鏡311は凹面鏡とされてい
る。なお、梁101は両端固定梁となっているが、片端
固定梁とすることもできる。
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the light emitting element 304 is formed on the substrate 102, the downward mirror 311 is formed on the package upper cover 302, and the light emitted from the light emitting element 304. Is reflected to the beam 101 by the mirror 311. In the second embodiment, the mirror 311 is a concave mirror in order to efficiently collect light on the beam 101. Although the beam 101 is a fixed beam at both ends, it can be a fixed beam at one end.

【0034】各梁101は、その電極パッド107に駆
動電圧が印加されていな時には、平坦な状態であるた
め、図8(a)に示すように、鏡311より入射する光
は梁上の光反射面によって遮光膜306の窓313の方
向へ反射され外部に出力される。ある梁101の電極パ
ッド107に駆動電圧が印加されると、その梁101は
固定電極103側に引きつけられるため、図8(b)に
示すように、その梁101上の光反射面で反射された光
は遮光膜306により遮られ、外部に出力されない。
Each beam 101 is flat when a drive voltage is not applied to its electrode pad 107. Therefore, as shown in FIG. 8A, the light incident from the mirror 311 is the light on the beam. The light is reflected by the reflection surface in the direction of the window 313 of the light-shielding film 306 and output to the outside. When a driving voltage is applied to the electrode pad 107 of a certain beam 101, the beam 101 is attracted to the fixed electrode 103 side, and is reflected by the light reflecting surface on the beam 101 as shown in FIG. 8B. The light is blocked by the light shielding film 306 and is not output to the outside.

【0035】なお、梁101、発光素子304、鏡31
1の位置関係の選択により、非駆動状態で光をパッケー
ジ外に出力させ、駆動状態で出力させないようにするこ
とも可能である。
The beam 101, the light emitting element 304, the mirror 31
By selecting the positional relationship 1, light can be output outside the package in the non-driving state, and can be prevented from being output in the driving state.

【0036】次に、本実施例2の製造工程について図9
乃至図11を参照して説明する。
Next, the manufacturing process of the second embodiment will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIGS.

【0037】《図9(a)》 Si基板102に有機フ
ォトレジストで空隙となる溝をパターン形成する。例え
ば、SF6 ガスのRIEでドライエッチングして溝を掘
る。溝に傾斜を形成する場合、フォトマスクに階調を設
け、レジストパターンの厚さ方向に傾斜を形成する。R
IEを行うと、フォトマスクの階調にしたがった構造が
Si基板の溝に転写される。溝が深い場合はRIEの際
に基板温度を−40℃程度以下の低温にするこで側面へ
の広がりを抑制できる。次に、Si基板102と後に形
成される固定電極103を絶縁するため、溝内面に1μ
m程度の厚さに熱酸化膜201を成膜する。
<< FIG. 9 (a) >> A groove serving as a void is pattern-formed on the Si substrate 102 with an organic photoresist. For example, a groove is dug by dry etching with RIE of SF6 gas. When forming an inclination in the groove, a gradation is provided on the photomask, and the inclination is formed in the thickness direction of the resist pattern. R
When the IE is performed, the structure according to the gradation of the photomask is transferred to the groove of the Si substrate. If the groove is deep, the spread to the side surface can be suppressed by setting the substrate temperature to a low temperature of about −40 ° C. or less during RIE. Next, in order to insulate the Si substrate 102 from the fixed electrode 103 to be formed later, 1 μm
A thermal oxide film 201 is formed to a thickness of about m.

【0038】《図9(b)》 例えばTiNなどの導
体薄膜をスパッタ法で成膜する。固定電極103のパタ
ーンを有機レジストのフォトリソグラフィでパターンニ
ングし、Cl2 ガスでRIEにより導体薄膜をエッチン
グして固定電極103を形成する。そして、パッシベー
ション膜104となるSiN膜をSiH4 とNH3 の混
合ガスの熱CVDにより形成する。
<< FIG. 9 (b) >> A conductive thin film of, for example, TiN is formed by a sputtering method. The pattern of the fixed electrode 103 is patterned by photolithography of an organic resist, and the conductive thin film is etched by RIE with Cl2 gas to form the fixed electrode 103. Then, a SiN film to be the passivation film 104 is formed by thermal CVD of a mixed gas of SiH4 and NH3.

【0039】《図9(c)》 犠牲層となる酸化膜20
2をPH3 、B2H2 、SiH4 とN2Oの混合ガスの熱
CVDによって成膜する。そして、1000℃でリフロ
ー処理を行い平坦にし、さらにCMP(ケミカル・メカ
ニカル・ポリシング)技術により研磨して平坦化する。
<< FIG. 9 (c) >> Oxide film 20 serving as a sacrificial layer
2 is formed by thermal CVD of a mixed gas of PH3, B2H2, SiH4 and N2O. Then, a reflow process is performed at 1000 ° C. to make the surface flat, and further, the surface is polished and flattened by a CMP (Chemical Mechanical Polishing) technique.

【0040】《図9(d)》 SiH4 とNH3 の混合
ガスの熱CVDにより、梁101となるSiN膜203
を成膜する。
<< FIG. 9 (d) >> The SiN film 203 to be the beam 101 by thermal CVD of a mixed gas of SiH4 and NH3.
Is formed.

【0041】《図10(a),(b)》 梁101の平
面形状を有機レジストのフォトリソグラフィでパターン
ニングし、CHF3 のRIEでSiN膜203をエッチ
ングし、梁101の形状を製作する。空隙に埋められた
犠牲層がエッチング用のスリット204により露出す
る。同時に固定電極103の電極パッド108も開口す
る。鏡材となる金属薄膜、例えばCr膜をスパッタ法で
成膜し、フォトリソグラフィで有機レジストをパターン
ニングし、Cl2 とO2 の混合ガスのRIEでエッチン
グして光反射面となる金属膜106を形成する。
<< FIGS. 10 (a) and 10 (b) >> The planar shape of the beam 101 is patterned by photolithography of an organic resist, and the SiN film 203 is etched by RIE of CHF 3 to produce the shape of the beam 101. The sacrificial layer buried in the void is exposed by the slit 204 for etching. At the same time, the electrode pad 108 of the fixed electrode 103 is also opened. A metal thin film serving as a mirror material, for example, a Cr film is formed by a sputtering method, an organic resist is patterned by photolithography, and etched by RIE of a mixed gas of Cl2 and O2 to form a metal film 106 serving as a light reflecting surface. I do.

【0042】《図10(c),(d)》 ふっ酸により
犠牲層酸化膜202をスリット204を介しエッチング
除去する。犠牲層の除去により空隙105が完成する。
<< FIGS. 10 (c) and 10 (d) >> The sacrificial layer oxide film 202 is removed by etching through the slit 204 using hydrofluoric acid. The void 105 is completed by removing the sacrificial layer.

【0043】《図11(a),(b)》 次に、発光
素子304としての有機EL素子を形成する。まず、メ
タルマスクを装着し、MgとInの合金膜401を15
0nmの厚さに真空蒸着する。メタルマスクを装着し、
正孔輸送層としてAlqを抵抗過熱真空蒸着で55nm
の厚さに成膜する。次に電子輸送層として、TPDを連
続して抵抗加熱真空蒸着で55nmの厚さに成膜する。
さらに、透明導電膜402として、ITOをイオンアシ
スト蒸着により室温成膜する。メタルマスクを使用しA
lを500nmの厚さに真空蒸着して電極パッド312
を形成する。
<< FIG. 11 (a), (b) >> Next, an organic EL element as the light emitting element 304 is formed. First, a metal mask is attached, and the Mg-In alloy
Vacuum deposited to a thickness of 0 nm. Wear a metal mask,
Alq as a hole transport layer is 55 nm by resistance heating vacuum evaporation
To a thickness of Next, as an electron transport layer, TPD is continuously formed to a thickness of 55 nm by resistance heating vacuum evaporation.
Further, as the transparent conductive film 402, ITO is formed at room temperature by ion-assisted vapor deposition. A using a metal mask
is vacuum-deposited to a thickness of 500 nm to form an electrode pad 312.
To form

【0044】次に、パッケージ上蓋側の製造工程を説明
する。
Next, the manufacturing process of the package lid will be described.

【0045】《図11(c)》 パッケージ上蓋302
として、図6に関連して説明したように、ビーズブラス
ト加工により引き出し電極パッドに対応した角穴を形成
したガラス基板を製作する。このガラス基板にフォトレ
ジストを塗布し、凹面形状311aに対応した階調を持
ったフォトマスクを使用し、フォトレジストパターンを
形成する。CF4 とCHF3 とH2 の混合ガスを用い、
誘導結合型RIEでガラス基板をエッチングし、凹面形
状311aを形成する。
<< FIG. 11 (c) >> Package upper lid 302
As described with reference to FIG. 6, a glass substrate in which square holes corresponding to the extraction electrode pads are formed by bead blasting is manufactured. A photoresist is applied to the glass substrate, and a photoresist pattern is formed using a photomask having a gradation corresponding to the concave shape 311a. Using a mixed gas of CF4, CHF3 and H2,
The glass substrate is etched by inductively coupled RIE to form a concave surface 311a.

【0046】《図11(d)》 凹面鏡311の反射膜
及び遮光膜306を形成する。例えば、Crをスパッタ
法で100nmの厚さに成膜する。有機レジストをフォ
トリソグラフィで凹面鏡311及び遮光膜306の形状
にパターンニングし、酢酸セリウムと過塩素酸の混合水
溶液でCr膜をエッチングして剥離液でレジストを除去
する。
<< FIG. 11D >> A reflection film and a light-shielding film 306 of the concave mirror 311 are formed. For example, Cr is deposited to a thickness of 100 nm by a sputtering method. The organic resist is patterned into the shape of the concave mirror 311 and the light-shielding film 306 by photolithography, the Cr film is etched with a mixed aqueous solution of cerium acetate and perchloric acid, and the resist is removed with a stripping solution.

【0047】《図11(e),(f)》 スペーサ30
1を別途用意する。このスペーサ301は、図6に関連
して説明したように、ガラス基板に放電加工やビーズブ
ラスト加工で穴を形成して製作することができる。ステ
ンレス板やコバール板にチップ寸法に対応した角穴をパ
ンチやエッチングで形成してスペーサ301を製作する
こともできる。あるいは、単結晶si基板をKOH水溶
液で異方性エッチングしてスペーサ301を作成するこ
とも可能である。そして、スペーサ301を基板102
とパッケージ上蓋302とで挟むように例えばエポキシ
系接着剤で接着して光変調装置を完成する。実際的に
は、前記実施例1で説明したように、複数パッケージ分
の光変調装置をウェハ上に作成し、ダイシングを行って
個々のパッケージに分離する。
<< FIG. 11 (e), (f) >> Spacer 30
Prepare 1 separately. As described with reference to FIG. 6, the spacer 301 can be manufactured by forming a hole in a glass substrate by electric discharge machining or bead blasting. The spacer 301 can also be manufactured by forming a square hole corresponding to the chip size in a stainless steel plate or a Kovar plate by punching or etching. Alternatively, it is also possible to form the spacer 301 by anisotropically etching the single crystal si substrate with a KOH aqueous solution. Then, the spacer 301 is attached to the substrate 102.
The optical modulator is completed by, for example, bonding with an epoxy adhesive so as to be sandwiched between the package and the package upper lid 302. Actually, as described in the first embodiment, the light modulation devices for a plurality of packages are formed on a wafer, and are separated into individual packages by dicing.

【0048】《実施例3》図12は本発明の光変調装置
の他の実施例の構成を説明するための概略断面図であ
り、(a)は非駆動状態を、(b)は駆動状態を表して
いる。なお、図12において、図1と同一の参照番号は
同一又は対応要素を示す。
<< Embodiment 3 >> FIGS. 12A and 12B are schematic cross-sectional views for explaining the configuration of another embodiment of the light modulation device of the present invention. FIG. 12A shows a non-driving state, and FIG. Is represented. In FIG. 12, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding elements.

【0049】本実施例3と前記実施例1との構成上の相
違点は、発光素子304が基板102上に形成され、こ
の発光素子304から出た光を空隙105へ導くための
導波路210bが基板102に形成され、また、梁10
1には導波路210bに導かれた光を通すための穴10
1bが形成されていることである。なお、梁101は両
端固定梁となっているが、片端固定梁とすることもでき
る。
The difference between the third embodiment and the first embodiment is that the light emitting element 304 is formed on the substrate 102 and the waveguide 210 b for guiding the light emitted from the light emitting element 304 to the gap 105. Is formed on the substrate 102 and the beam 10
1 has a hole 10 for passing the light guided to the waveguide 210b.
1b is formed. Although the beam 101 is a fixed beam at both ends, it can be a fixed beam at one end.

【0050】各梁101は、その電極パッド107に駆
動電圧が印加されていな時には、平坦な状態であるた
め、図12(a)に示すように、導波路201bより導
かれた光は固定電極103で梁101へ向けて反射さ
れ、梁101上の金属膜106で遮光されるため、遮光
膜306の窓313から外部へ出力されることはない。
ある梁101の電極パッド107に駆動電圧が印加され
ると、その梁101は固定電極103側に引きつけられ
るため、図12(b)に示すように導波路201bに空
隙105に導かれた光は梁101の穴101bを通過
し、梁101上の金属膜106で窓313の方向へ反射
され、外部に出力される。
Each beam 101 is in a flat state when no drive voltage is applied to its electrode pad 107. Therefore, as shown in FIG. 12A, the light guided from the waveguide 201b is a fixed electrode. The light 103 is reflected toward the beam 101 and is shielded from light by the metal film 106 on the beam 101, so that the light is not output from the window 313 of the light-shielding film 306 to the outside.
When a drive voltage is applied to the electrode pad 107 of a certain beam 101, the beam 101 is attracted to the fixed electrode 103 side, so that the light guided to the gap 105 by the waveguide 201b as shown in FIG. The light passes through the hole 101b of the beam 101, is reflected by the metal film 106 on the beam 101 in the direction of the window 313, and is output to the outside.

【0051】次に、本実施例3の製造工程について図1
3乃至図15を参照して説明する。 《図13(a)》 Si基板102を熱酸化し、1μm
厚さの熱酸化膜を形成する。導波路201bのコア層と
して、プラズマCVD法でSiH4 とNH3 の混合ガス
で基板温度300℃にてSiN膜を5.2μmの厚さに
成膜する。次に、有機フォトレジストで空隙となる溝を
パターン形成する。例えばCF4 とH2の混合ガスによ
り誘導結合型RIEでドライエッチングして溝を掘る。
溝に傾斜を形成する場合、フォトマスクに階調を設け、
レジストパターンの厚さ方向に傾斜を形成する。RIE
を行うと、フォトマスクの階調にしたがった構造がSi
N層の溝に転写される。
Next, the manufacturing process of the third embodiment will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIGS. << FIG. 13 (a) >> The Si substrate 102 is thermally oxidized to 1 μm
A thermal oxide film having a thickness is formed. As a core layer of the waveguide 201b, an SiN film is formed to a thickness of 5.2 μm by a plasma CVD method using a mixed gas of SiH4 and NH3 at a substrate temperature of 300 ° C. Next, a groove serving as a void is patterned with an organic photoresist. For example, a groove is formed by dry etching with an inductively coupled RIE using a mixed gas of CF4 and H2.
When forming an inclination in the groove, a gradation is provided on the photomask,
An inclination is formed in the thickness direction of the resist pattern. RIE
Is performed, the structure according to the gradation of the photomask becomes Si
It is transferred to the groove of the N layer.

【0052】《図13(b)》 例えばTiNなどの導
体薄膜をスパッタ法で成膜する。固定電極103のパタ
ーンを有機レジストのフォトリソグラフィでパターンニ
ングし、Cl2 ガスでRIEにより導体薄膜をエッチン
グして固定電極103を形成する。そして、パッシベー
ション膜104となるSiN膜をSiH4 とNH3 の混
合ガスの熱CVDにより形成する。
<< FIG. 13 (b) >> A conductive thin film such as TiN is formed by sputtering. The pattern of the fixed electrode 103 is patterned by photolithography of an organic resist, and the conductive thin film is etched by RIE with Cl2 gas to form the fixed electrode 103. Then, a SiN film to be the passivation film 104 is formed by thermal CVD of a mixed gas of SiH4 and NH3.

【0053】《図13(c)》 犠牲層となる酸化膜2
02をPH3 、B2H2 、SiH4とN2Oの混合ガスの
熱CVDによって成膜する。そして、1000℃でリフ
ロー処理を行い平坦にし、さらにCMP(ケミカル・メ
カニカル・ポリシング)技術により研磨して平坦化す
る。
<< FIG. 13 (c) >> Oxide film 2 serving as a sacrificial layer
02 is formed by thermal CVD of a mixed gas of PH3, B2H2, SiH4 and N2O. Then, a reflow process is performed at 1000 ° C. to make the surface flat, and further, the surface is polished and flattened by a CMP (Chemical Mechanical Polishing) technique.

【0054】《図13(d)》 SiH4 とNH3 の混
合ガスの熱CVDにより、梁101となるSiN膜20
3を成膜する。
<< FIG. 13 (d) >> The SiN film 20 serving as the beam 101 is formed by thermal CVD of a mixed gas of SiH4 and NH3.
3 is formed.

【0055】《図14(a),(b)》 梁101の平
面形状を有機レジストのフォトリソグラフィでパターン
ニングし、CHF3 のRIEでSiN膜203をエッチ
ングして、梁101の形状を作成する。梁101の穴1
01bも形成される。空隙に埋められた犠牲層がエッチ
ング用のスリット204により露出する。同時に固定電
極の電極パッド108も開口する。鏡材となる例えばC
r膜をスパッタ法で成膜し、フォトリソグラフィで有機
レジストをパターンニングし、Cl2 とO2 の混合ガス
のRIEでエッチングし、鏡である梁上の金属膜106
を形成する。
<< FIGS. 14A and 14B >> The planar shape of the beam 101 is patterned by photolithography of an organic resist, and the SiN film 203 is etched by RIE of CHF 3 to form the shape of the beam 101. Hole 1 in beam 101
01b is also formed. The sacrificial layer buried in the void is exposed by the slit 204 for etching. At the same time, the electrode pad 108 of the fixed electrode is also opened. Mirror material, for example C
An r film is formed by sputtering, an organic resist is patterned by photolithography, etched by RIE of a mixed gas of Cl2 and O2, and a metal film 106 on a beam as a mirror is formed.
To form

【0056】《図14(c),(d)》 ふっ酸により
犠牲層酸化膜をスリット204を介しエッチング除去す
る。梁の下の空隙105が完成する。
<< FIGS. 14 (c) and 14 (d) >> The sacrificial layer oxide film is removed by etching through the slit 204 using hydrofluoric acid. The space 105 under the beam is completed.

【0057】《図15》 発光素子304を形成するた
め、メタルマスクを装着し、透明導電膜402(IT
O)をスパッタ法で100nmの厚さに成膜する。次
に、正孔輸送層としてTPDを抵抗加熱真空蒸着で55
nmの厚さに成膜する。電子輸送層としてAlqを連続
して抵抗過熱真空蒸着で55nmの厚さに成膜する。メ
タル電極401としてMgとInの合金をさらに連続し
て150nm厚に真空蒸着する。メタルマスクを使用
し、Alを500nm厚に真空蒸着し電極パッド312
を形成する。
<< FIG. 15 >> In order to form the light emitting element 304, a metal mask is attached and the transparent conductive film 402 (IT
O) is formed to a thickness of 100 nm by a sputtering method. Next, TPD was used as a hole transport layer by resistance heating vacuum evaporation to form a hole transport layer.
A film is formed to a thickness of nm. Alq is continuously formed as an electron transport layer to a thickness of 55 nm by resistance heating vacuum evaporation. As a metal electrode 401, an alloy of Mg and In is further vacuum-deposited continuously to a thickness of 150 nm. Using a metal mask, Al is vacuum-deposited to a thickness of 500 nm to form an electrode pad 312.
To form

【0058】《図15(c),(d),(e)》 パッ
ケージ上蓋302としてのガラス基板の裏面に、例えば
Cr膜をスパッタ法で100nm厚の成膜する。有機レ
ジストをフォトリソグラフィでパターンニングし、酢酸
セリウムと過塩素酸の混合水溶液でエッチングし、剥離
液でレジストを除去することにより、遮光膜306を形
成する。窓313も同時に形成される。このパッケージ
上蓋302を、前記実施例と同様にして作成されたスペ
ーサ301を介して基板102に、例えばエポキシ系接
着剤で接着して接合する。前記各実施例で述べたよう
に、実際的には複数パッケージ分がウェハ上に作成され
るので、ダイシングを行って個々のパッケージに分割す
る。
<< FIGS. 15 (c), (d), (e) >> On the back surface of the glass substrate as the package upper lid 302, for example, a Cr film is formed to a thickness of 100 nm by sputtering. The organic resist is patterned by photolithography, etched with a mixed aqueous solution of cerium acetate and perchloric acid, and the resist is removed with a stripping solution, so that a light-shielding film 306 is formed. A window 313 is also formed at the same time. The package upper lid 302 is bonded to the substrate 102 via a spacer 301 formed in the same manner as in the above embodiment, for example, with an epoxy-based adhesive. As described in the above embodiments, since a plurality of packages are actually formed on a wafer, dicing is performed to divide the packages into individual packages.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明の光変調装置は、(1)請求項1
乃至7記載のように、同一パッケージ内に梁を要素とす
る光スイッチと光源としての発光素子とが形成されてい
るため、光源と光スイッチとの位置設定が不要であり、
その中間に特別な光学系も不要でその占有スペースも省
けるとともに、量産性も向上しコスト低減が可能であ
り、共通の光源からの光をスイッチする多数の光スイッ
チを密集して形成することも容易であるため、例えば電
子写真プロセスにおける光書き込み装置として好適であ
る。(2)請求項2記載のように、光スイッチを構成す
る梁が両端固定梁であるため、その復元時に余分な振動
が発生しにくいため、片端固定梁を用いる場合よりも高
速な駆動が可能である。(3)請求項3記載のように、
発光素子をエレクトロルミネッセンス素子とすると、シ
リコン基板やガラス基板上に発光素子を容易に製作する
ことができるるととも十分な光量を確保できる。(4)
請求項4記載のように、発光素子を梁に対向させること
により、発光素子の発した光を効率良く光スイッチへ入
射させることができる。(5)請求項5又は6記載のよ
うに、パッケージ上蓋に集光用の凸形状部又は凹面鏡を
形成することによって、発光素子からの光をより効率良
く光スイッチへ入射させることができる。(6)請求項
7記載のように、基板に導波路を形成することにより、
発光素子からの光を効率的に光スイッチに入射させるこ
とができる。(7)請求項8記載のように、パッケージ
上蓋に形成した遮光膜の窓より光を出力させることによ
り、出力光を所定光量に制限することができる。(8)
また、請求項9記載の駆動方法によれば、光スイッチの
遷移時の不要な光出力を防止できる等の効果を得られ
る。
According to the present invention, there is provided (1) an optical modulator.
As described in 7 to 7, since the optical switch having the beam as the element and the light emitting element as the light source are formed in the same package, the position setting between the light source and the optical switch is unnecessary,
There is no need for a special optical system in the middle, so the space occupied can be saved.In addition, mass productivity can be improved and costs can be reduced, and a large number of optical switches for switching light from a common light source can be densely formed. Since it is easy, it is suitable as an optical writing device in an electrophotographic process, for example. (2) As described in the second aspect, since the beam constituting the optical switch is a fixed beam at both ends, extra vibration is unlikely to occur at the time of restoration, so that the driving can be performed at a higher speed than when using the fixed beam at one end. It is. (3) As described in claim 3,
When the light-emitting element is an electroluminescence element, the light-emitting element can be easily manufactured on a silicon substrate or a glass substrate, and a sufficient amount of light can be secured. (4)
The light emitted from the light emitting element can be efficiently incident on the optical switch by making the light emitting element face the beam. (5) By forming a convex portion or a concave mirror for condensing light on the package upper lid as described in claim 5 or 6, light from the light emitting element can be more efficiently incident on the optical switch. (6) As described in claim 7, by forming a waveguide on the substrate,
Light from the light emitting element can be efficiently incident on the optical switch. (7) As described in claim 8, by outputting light from the window of the light shielding film formed on the upper cover of the package, the output light can be limited to a predetermined light amount. (8)
Further, according to the driving method of the ninth aspect, it is possible to obtain an effect that unnecessary light output at the time of transition of the optical switch can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による光変調装置の実施例1を説明する
ための駆動時及び非駆動時の概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view at the time of driving and at the time of non-driving for explaining a first embodiment of an optical modulation device according to the present invention.

【図2】実施例1の製造工程を説明するための概略断面
図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the first embodiment.

【図3】実施例1の製造工程を説明するための概略断面
図及び概略平面図である。
FIGS. 3A and 3B are a schematic cross-sectional view and a schematic plan view for explaining a manufacturing process of the first embodiment.

【図4】実施例1の製造工程を説明するための概略断面
図及び概略平面図である。
FIGS. 4A and 4B are a schematic cross-sectional view and a schematic plan view illustrating a manufacturing process of the first embodiment.

【図5】実施例1の製造工程を説明するための概略断面
図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the first embodiment.

【図6】実施例1の製造工程を説明するための概略断面
図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the first embodiment.

【図7】有機EL素子の膜構成を示す概略断面図であ
る。
FIG. 7 is a schematic sectional view illustrating a film configuration of an organic EL element.

【図8】本発明による光変調装置の実施例2を説明する
ための駆動時及び非駆動時の概略断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a light modulation device according to a second embodiment of the present invention when it is driven and when it is not driven.

【図9】実施例2の製造工程を説明するための概略断面
図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process in Example 2.

【図10】実施例2の製造工程を説明するための概略断
面図及び概略平面図である。
FIGS. 10A and 10B are a schematic cross-sectional view and a schematic plan view for explaining a manufacturing process according to a second embodiment.

【図11】実施例2の製造工程を説明するための概略断
面図及び概略平面図である。
FIGS. 11A and 11B are a schematic cross-sectional view and a schematic plan view for explaining the manufacturing process of the second embodiment.

【図12】本発明による光変調装置の実施例3を説明す
るための駆動時及び非駆動時の概略断面図である。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a light modulation device according to a third embodiment of the present invention when it is driven and when it is not driven.

【図13】実施例3の製造工程を説明するための概略断
面図である。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the third embodiment.

【図14】実施例3の製造工程を説明するための概略断
面図及び概略平面図である。
14A and 14B are a schematic cross-sectional view and a schematic plan view for describing a manufacturing process according to a third embodiment.

【図15】実施例3の製造工程を説明するための概略断
面図及び概略平面図である。
FIGS. 15A and 15B are a schematic cross-sectional view and a schematic plan view for explaining the manufacturing process of the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 梁 102 基板 103 固定電極 105 空隙 106 金属膜(光反射面) 301 スペーサ 302 パッケージ上蓋 303 凸形状部 304 発光素子(EL素子) 306 遮光膜 313 窓 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Beam 102 Substrate 103 Fixed electrode 105 Air gap 106 Metal film (light reflection surface) 301 Spacer 302 Package top lid 303 Convex part 304 Light emitting element (EL element) 306 Light shielding film 313 Window

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定電極と、この固定電極に空隙を介し
て対向する、光反射面を有する梁と、発光素子とが同一
パッケージ内に形成され、 前記梁は、駆動時に静電力により前記固定電極側へ変形
可能に保持され、前記梁の駆動時と非駆動時で前記発光
素子で発生された光が前記梁上の反射面により異なった
方向へ反射され、駆動時又は非駆動時に前記反射面によ
る反射光がパッケージ外部へ出力されることを特徴とす
る光変調装置。
1. A fixed electrode, a beam having a light-reflecting surface facing the fixed electrode via a gap, and a light-emitting element are formed in the same package, and the beam is fixed by electrostatic force during driving. The electrode is deformably held on the electrode side, and light generated by the light emitting element is reflected in a different direction by the reflection surface on the beam when the beam is driven and when the beam is not driven. A light modulation device wherein light reflected by a surface is output to the outside of a package.
【請求項2】 前記梁が両端固定梁であることを特徴と
する請求項1記載の光変調装置。
2. An optical modulator according to claim 1, wherein said beam is a beam fixed at both ends.
【請求項3】 前記発光素子がエレクトロルミネッセン
ス素子であることを特徴とする請求項1記載の光変調装
置。
3. The light modulation device according to claim 1, wherein the light emitting element is an electroluminescence element.
【請求項4】 前記固定電極及び前記梁は同じ基板上に
形成され、前記発光素子は前記基板と接合されるパッケ
ージ上蓋に前記梁に対向して形成されることを特徴とす
る請求項1記載の光変調装置。
4. The light emitting device according to claim 1, wherein the fixed electrode and the beam are formed on the same substrate, and the light emitting device is formed on a package upper lid joined to the substrate so as to face the beam. Light modulator.
【請求項5】 前記パッケージ上蓋に前記発光素子の発
生した光を前記梁に集光するための凸形状部が形成され
ることを特徴とする請求項4記載の光変調装置。
5. The light modulation device according to claim 4, wherein a convex portion for condensing the light generated by the light emitting element on the beam is formed on the upper cover of the package.
【請求項6】 前記固定電極、前記梁及び前記発光素子
は同じ基板上に形成され、前記基板と接合されるパッケ
ージ上蓋に前記発光素子の発生した光を前記梁へ集光す
るための凹面鏡が形成されることを特徴とする請求項1
記載の光変調装置。
6. The fixed electrode, the beam and the light emitting element are formed on the same substrate, and a concave mirror for condensing light generated by the light emitting element to the beam is provided on a package upper lid joined to the substrate. 2. The method of claim 1, wherein
An optical modulator according to any of the preceding claims.
【請求項7】 前記固定電極、前記梁及び前記発光素子
は同じ基板上に形成され、前記基板内に前記発光素子の
発生した光を前記空隙に導くための導波路が形成される
ことを特徴とする請求項1記載の光変調装置。
7. The fixed electrode, the beam and the light emitting element are formed on the same substrate, and a waveguide for guiding light generated by the light emitting element to the gap is formed in the substrate. The light modulation device according to claim 1, wherein
【請求項8】 前記パッケージ上蓋に遮光膜が形成さ
れ、この遮光膜に設けられた窓を通じて前記梁上の光反
射面で反射された光がパッケージ外部へ出力されること
を特徴とする請求項1記載の光変調装置。
8. A light-shielding film is formed on the package upper cover, and light reflected on a light reflecting surface on the beam is output to the outside of the package through a window provided in the light-shielding film. 2. The light modulation device according to 1.
【請求項9】 梁の変位過程においては発光素子を発光
させないことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1
項記載の光変調装置の駆動方法。
9. The light-emitting device according to claim 1, wherein the light-emitting element does not emit light during the beam displacement process.
The driving method of the light modulation device according to the above.
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