JP2002328313A - Optical switching element, its manufacturing method, and image display device - Google Patents

Optical switching element, its manufacturing method, and image display device

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JP2002328313A
JP2002328313A JP2001134564A JP2001134564A JP2002328313A JP 2002328313 A JP2002328313 A JP 2002328313A JP 2001134564 A JP2001134564 A JP 2001134564A JP 2001134564 A JP2001134564 A JP 2001134564A JP 2002328313 A JP2002328313 A JP 2002328313A
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JP
Japan
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layer
display
green
red
film
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JP2001134564A
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Takuya Makino
拓也 牧野
Hirokazu Ishikawa
博一 石川
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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    • G02OPTICS
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    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/001Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on interference in an adjustable optical cavity

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical switching element for color display which is simple in structure, small and light, and permits a high speed response, and which can be suitably used for a direct viewing/reflection type image display device requiring a quickly moving picture display. SOLUTION: The optical switching element 10 has optical multilayered structures 10R, 10G, 10B for displaying red color, green color and blue color, respectively on a substrate 11. Each layer (or a gap) differs in its film thickness (or a size) for each color, and is formed by using a gray scale mask or lift-off method. Color display is performed by changing reflected, transmitted or absorbed quantity of incident light by changing the sizes of the gaps 13R, 13G, 13B for displaying red color, green color and blue color, respectively. The substrate 11 is formed with carbon (C) for example. First layers 12R, 12G, 12B are formed with tantalum (Ta) for example. Second layers 14R, 14G, 14B are formed with silicon nitride (SiNx ) for example.

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、入射光を反射,透
過若しくは吸収させる機能を有する光学多層構造体を用
いてカラー画像を表示するための光スイッチング素子お
よびその製造方法、並びに画像表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical switching element for displaying a color image using an optical multilayer structure having a function of reflecting, transmitting or absorbing incident light, a method of manufacturing the same, and an image display device. .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、直視・反射型の画像表示装置は、
情報携帯機器の小型化・省電力化のキーデバイスとなっ
ている。また、この種の情報携帯機器においては、これ
まで文字情報等の白黒の静止画の表示が中心であった
が、カラー画像表示および動画表示に対する要求が非常
に高まってきている。しかも、カラー画像表示の品質、
例えば明るさ、色再現性、階調表示の正確さなどに対す
る要求も非常に厳しく、色がついているだけのような画
像ではこのような要求を満たすことができなくなってき
ている。そのため、このような要求に応えることのでき
る直視・反射型画像表示装置用の素子として、高速応答
可能であるとともにフルカラー表示に対応できる光スイ
ッチング素子の開発が要望されている。
2. Description of the Related Art In recent years, direct-view / reflection-type image display devices have
It is a key device for miniaturization and power saving of portable information devices. In addition, in this type of information portable device, display of black and white still images such as character information has been mainly used, but demands for color image display and moving image display have been greatly increased. Moreover, the quality of color image display,
For example, requirements for brightness, color reproducibility, accuracy of gradation display, and the like are very severe, and it is no longer possible to satisfy such requirements with an image having only colors. Therefore, there is a demand for the development of an optical switching element capable of responding at high speed and capable of supporting full-color display as an element for a direct-view / reflection-type image display device that can meet such a demand.

【0003】従来の光スイッチング素子としては、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 Device 、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。
As conventional optical switching elements, those using liquid crystal and those using micromirrors (DMD;
Digital Micro Mirror Device, Digital Micro Mirror Device, registered trademark of Texas Instruments), one using a diffraction grating (GLV: Grating Light)
Valve, grating light valve, SLM (silicon light machine) company, and the like.

【0004】液晶を用いた従来の反射型画像表示装置
は、ガラスからなる上部基板と、シリコンまたはガラス
からなる下部基板との間に液晶分子が封入された構造に
なっており、上部透明電極と下部電極との間に電圧を印
加し、液晶分子の方向を制御して偏向面を回転させるこ
とにより光スイッチングを行うものである。
A conventional reflection-type image display device using liquid crystal has a structure in which liquid crystal molecules are sealed between an upper substrate made of glass and a lower substrate made of silicon or glass. Optical switching is performed by applying a voltage between the lower electrode and the liquid crystal molecules to control the direction of the liquid crystal molecules and rotate the deflecting surface.

【0005】しかしながら、液晶は応答速度が速いもの
でも数ミリ秒程度でしかなく、高速応答特性が悪い。そ
のため、液晶を用いた従来の反射型画像表示装置は、速
い動きの動画表示を行った際、輪郭がぼやけてしまって
精確な表示ができないという問題がある。また、液晶を
用いた反射型画像表示装置は、偏光板を必要とするた
め、光の利用効率が低い。さらに、液晶を用いた反射型
画像表示装置は、現状では白黒表示が主流であり、カラ
ー画像表示装置としての明るさ、色再現性、階調表示の
精確さという点で十分満足できるものは実用化されてい
ない。
However, the liquid crystal has a high response speed of only about several milliseconds, and has a poor high-speed response characteristic. Therefore, the conventional reflective image display device using liquid crystal has a problem in that when displaying a moving image with a fast movement, the outline is blurred and accurate display cannot be performed. In addition, a reflective image display device using liquid crystal requires a polarizing plate, and therefore has low light use efficiency. Further, at present, black-and-white display is the mainstream among reflection-type image display devices using liquid crystals, and those that can sufficiently satisfy the brightness, color reproducibility, and accuracy of gradation display as color image display devices are practical. Not converted.

【0006】マイクロミラーを用いた光スイッチング素
子は、マイクロミラーの角度を制御することにより入射
光をスイッチングするものである。マイクロミラーを用
いた光スイッチング素子は、DMD(Digital Micro Mi
ror Device,デジタルマイクロミラーデバイス、米国テ
キサスインスツルメンツ社の登録商標)に代表されるよ
うに、既に多くの実施例を有している。マイクロミラー
は、大きく分けて一点で支持される片持ち梁構造と二点
で支持される捩れヒンジ構造との二種類に分類され、静
電力、圧電素子、熱アクチュエータなどを利用して駆動
される。
An optical switching element using a micro mirror switches incident light by controlling the angle of the micro mirror. An optical switching element using a micromirror is a DMD (Digital Micro Mi
ror Device, a digital micromirror device, a registered trademark of Texas Instruments of the United States). Micromirrors are roughly classified into two types, a cantilever structure supported at one point and a torsional hinge structure supported at two points, and are driven using electrostatic force, a piezoelectric element, a thermal actuator, and the like. .

【0007】片持ち梁構造の場合、各マイクロミラーは
基板に対して水平な状態で支持され、マイクロミラーと
これに対応する駆動電極との間に電位差を与えると、静
電引力が発生し、そのマイクロミラーが対応する駆動電
極に向かって傾斜する。傾斜したマイクロミラーと傾斜
していないマイクロミラーとでは入射光を異なる角度で
反射させるので、これにより入射光を二方向にスイッチ
ングすることができる。マイクロミラーと駆動電極との
間に与えた電位差を取り除くと、マイクロミラーを支持
しているヒンジ部のばね力によって、マイクロミラーは
元の位置に復帰する。
In the case of the cantilever structure, each micromirror is supported horizontally with respect to the substrate. When a potential difference is applied between the micromirror and the corresponding drive electrode, an electrostatic attraction is generated, The micromirrors are tilted toward the corresponding drive electrodes. Since the inclined micromirror and the non-tilted micromirror reflect the incident light at different angles, the incident light can be switched in two directions. When the potential difference applied between the micromirror and the drive electrode is removed, the micromirror returns to the original position by the spring force of the hinge supporting the micromirror.

【0008】一方、捩れヒンジ構造のマイクロミラーで
は、各マイクロミラーが一対のヒンジ部により共通の上
部基板に支持されている。下部基板には、各マイクロミ
ラーに対応させて、それぞれ一対の電極が設けられてい
る。各マイクロミラーと一対の電極のうちの一方の電極
との間、およびそのマイクロミラーと他方の電極との間
には、同じ電位差を生じさせており、これにより、その
マイクロミラーは下部基板に対して水平に保たれてい
る。
On the other hand, in a micro mirror having a twisted hinge structure, each micro mirror is supported on a common upper substrate by a pair of hinge portions. The lower substrate is provided with a pair of electrodes corresponding to each micro mirror. The same potential difference is generated between each micromirror and one electrode of the pair of electrodes, and between the micromirror and the other electrode, so that the micromirror moves with respect to the lower substrate. And is kept horizontal.

【0009】ここで、例えば一方の電極に加える電圧を
大きくし、他方の電極に加える電圧を小さくすることに
よって、マイクロミラーと対応する一対の電極のそれぞ
れとの間に生じる静電引力に不釣合いを生じさせ、マイ
クロミラーを一対の電極のうちのどちらかに向かって傾
ける。これにより、マイクロミラーは異なる二方向のう
ちのどちらかに傾くことになるので、入射光を異なる二
方向に反射させてスイッチングすることができる。この
ようなマイクロミラーにおいては、光を偏向できる角
度、すなわち、二方向の反射光の角度の差が機械的なミ
ラーの振れ角の二倍となり、偏向できる角度が大きくな
る。
Here, for example, by increasing the voltage applied to one electrode and decreasing the voltage applied to the other electrode, the electrostatic attraction generated between the micromirror and each of the corresponding pair of electrodes is unbalanced. And tilt the micromirror toward one of the pair of electrodes. As a result, the micromirror is inclined in one of two different directions, so that the incident light can be reflected and switched in two different directions. In such a micromirror, the angle at which light can be deflected, that is, the difference between the angles of reflected light in two directions is twice the mechanical deflection angle of the mirror, and the angle at which the light can be deflected becomes large.

【0010】しかしながら、このようなマイクロミラー
の応答速度は一般に数マイクロ秒程度であり、高速性が
十分ではない。また、画像表示装置に用いる場合には、
コントラストを向上させるために光を偏向できる角度を
増大させる必要があり、そのため応答速度が一層低下す
るという問題がある。したがって、マイクロミラーを用
いた光スイッチング素子は、プロジェクション型の画像
表示装置には既に用いられているが、直視型の画像表示
装置への適用は困難である。
However, the response speed of such a micromirror is generally on the order of several microseconds, and the high speed is not sufficient. When used for an image display device,
In order to improve the contrast, it is necessary to increase the angle at which light can be deflected, which causes a problem that the response speed is further reduced. Therefore, an optical switching element using a micromirror has already been used in a projection type image display device, but it is difficult to apply it to a direct-view type image display device.

【0011】また、回折格子を用いた光スイッチング素
子として、例えば特表平10−510374号公報に開
示された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)が
ある。このGLVにおいては、光反射面を持つリボン状
のミラーと下部電極との間に電位差を生じさせ、これに
より発生する静電引力によって、リボン状ミラーを入射
光の波長の1/4動かす。こうして、静止状態のリボン
状ミラーと可動リボン状ミラーとの間に1/2波長分の
光路差を作り出すことにより回折光を生じさせ、反射光
を0次回折光方向と1次回折光方向とにスイッチングす
る。このとき、光路差を1/2波長までの範囲で制御す
ることにより、1次回折光の強度をコントロールするこ
とも可能である。
As an optical switching element using a diffraction grating, for example, there is a GLV (Grating Light Valve, SLM (Silicon Light Machine)) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-510374. In this GLV, a potential difference is generated between a ribbon-shaped mirror having a light reflecting surface and the lower electrode, and the resulting electrostatic attraction causes the ribbon-shaped mirror to move by 4 of the wavelength of the incident light. Thus, a diffracted light is generated by creating an optical path difference of 1/2 wavelength between the stationary ribbon-shaped mirror and the movable ribbon-shaped mirror, and the reflected light is switched between the 0th-order diffracted light direction and the 1st-order diffracted light direction. I do. At this time, it is also possible to control the intensity of the first-order diffracted light by controlling the optical path difference in a range up to 波長 wavelength.

【0012】GLVは、非常に軽いリボン状ミラーを小
さい距離動かすだけで光のスイッチングを行うことがで
きるので、応答速度が数十ナノ秒と速く、高速スイッチ
ングに適しているが、以下のようないくつかの問題も有
している。
The GLV can perform light switching only by moving a very light ribbon-shaped mirror by a small distance, so that the response speed is as fast as several tens of nanoseconds and is suitable for high-speed switching. It also has some problems.

【0013】第1に、光の回折を生じさせるためには少
なくとも二本のリボン状ミラーが必要であり、光の利用
効率を高めるためには四本以上、現実的には六本のリボ
ン状ミラーが必要となる。したがって、1次元に配列し
て用いた場合、全体の小型化が困難となる。
First, at least two ribbon-shaped mirrors are required to cause light diffraction, and four or more, in practice, six ribbon-shaped mirrors are required to enhance the light use efficiency. A mirror is required. Therefore, when used one-dimensionally, it is difficult to reduce the overall size.

【0014】第2に、1次回折光は、0次回折光の光軸
に対称な二方向に対してある角度をもって生じるので、
1次回折光を利用するためにはこの二方向に進む光を集
めて一本にするための複雑な光学系が必要となる。
Second, the first-order diffracted light is generated at a certain angle with respect to two directions symmetric with respect to the optical axis of the zero-order diffracted light.
In order to use the first-order diffracted light, a complicated optical system for collecting the light traveling in these two directions into one light is required.

【0015】第3に、電極に電圧を加えない状態では、
静止状態のリボン状ミラーの反射面と可動リボン状ミラ
ーの反射面とは理想的には同一平面上にあるはずである
が、実際には同一平面上に揃わない。したがって、下部
電極にそれぞれ小さい電圧を加えてすべてのミラーの反
射面が同一平面上に揃うよう調整が必要となる。
Third, when no voltage is applied to the electrodes,
The reflection surface of the ribbon mirror in the stationary state and the reflection surface of the movable ribbon mirror should ideally be on the same plane, but they are not actually aligned on the same plane. Therefore, it is necessary to apply a small voltage to each of the lower electrodes so that the reflection surfaces of all the mirrors are aligned on the same plane.

【0016】第4に、GLVは、光源としてレーザを用
い、一次元アレイ状に集積されたスイッチング素子にラ
イン状に成形した光を照射し、その光をミラー等でスキ
ャンすることによって2次元画像を得るようにしたプロ
ジェクション型の画像表示装置には適しているが、レー
ザ以外の光源を用いたり、直視型の画像表示装置に用い
ることは原理的に非常に困難である。
Fourth, the GLV uses a laser as a light source, irradiates switching elements integrated in a one-dimensional array with light formed in a line shape, and scans the light with a mirror or the like to scan a two-dimensional image. However, it is very difficult in principle to use a light source other than a laser or a direct-view image display device.

【0017】より簡単な構成で実現できるものとして
は、米国特許公報5589974号や米国特許公報55
00761号に開示されたものがある。このライトバル
ブは、基板(屈折率nS )の上に間隙部(ギャップ層)
を挟んで、屈折率が√nS の透光性の薄膜を設けた構造
を有している。この素子では、静電力を利用して薄膜を
駆動し、基板と薄膜との間の距離、すなわち、間隙部の
大きさを変化させることにより、光信号を透過あるいは
反射させるものである。ここで、薄膜の屈折率は基板の
屈折率nS に対して、√nS となっており、このような
関係を満たすことにより、高コントラストの光変調を行
うことができるとされている。
[0017] US Pat. No. 5,589,974 and US Pat.
00761 is disclosed. This light valve has a gap (gap layer) on a substrate (refractive index n S ).
, A light-transmitting thin film having a refractive index of Δn S is provided. In this element, an optical signal is transmitted or reflected by driving a thin film using electrostatic force and changing the distance between the substrate and the thin film, that is, the size of the gap. Here, the refractive index of the thin film is Δn S with respect to the refractive index n S of the substrate, and it is described that high contrast light modulation can be performed by satisfying such a relationship.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような構成の素子では、基板の屈折率nS が「4」など
の大きな値でなければ、可視光領域においては実現する
ことはできないという問題がある。すなわち、透光性薄
膜としては、構造体であることを考えると、窒化珪素
(Si3 4 )(屈折率n=2.0)などの材料が望ま
しいので、その場合には基板の屈折率nS =4となる。
可視光領域では、このような透明基板は入手が困難であ
り、材料の選択肢は狭い。赤外線等の通信用波長では、
ゲルマニウム(Ge)(n=4)などを用いることによ
り実現可能であるが、直視・反射型画像表示装置への適
用は現実的には難しいと思われる。
However, the element having the above-mentioned structure cannot be realized in the visible light region unless the refractive index n S of the substrate is a large value such as “4”. There is. That is, considering that the light-transmitting thin film is a structural body, a material such as silicon nitride (Si 3 N 4 ) (refractive index n = 2.0) is desirable. n S = 4.
In the visible light region, such transparent substrates are difficult to obtain, and the choice of materials is narrow. For communication wavelengths such as infrared,
Although it can be realized by using germanium (Ge) (n = 4) or the like, application to a direct-view / reflection-type image display device seems to be practically difficult.

【0019】そこで、本出願人と同一出願人は、先に、
基板上に、光の吸収のある第1の層、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可変な間隙
部、および第2の層を配設した構造を有する光学多層構
造体、これを用いた光スイッチング素子および画像表示
装置を提案した(特願2000−219599明細
書)。この光学多層構造体は、基板上に、第1の層、間
隙部および第2の層をこの順で配設した構成のものであ
る。また、この光学多層構造体では、基板の複素屈折率
をNS (=nS −i・kS ,nS は屈折率,kS は消衰
係数,iは虚数単位)、第1の層の複素屈折率をN
1 (=n1 −i・k1 ,n1 は屈折率,k1 は消衰係
数)、第2の層の屈折率をn2 、入射媒質の屈折率を
1.0としたとき、次式(4)の関係を満たすように構
成されている。
Therefore, the same applicant as the present applicant firstly
An optical multilayer structure having a structure in which a first layer having light absorption, a gap having a size capable of causing a light interference phenomenon and having a variable size, and a second layer are provided on a substrate. And an optical switching element and an image display device using the same (Japanese Patent Application No. 2000-219599). This optical multilayer structure has a configuration in which a first layer, a gap, and a second layer are arranged in this order on a substrate. In this optical multilayer structure, the complex refractive index of the substrate is represented by N S (= n S −i k S , n S is the refractive index, k S is the extinction coefficient, i is the imaginary unit), and the first layer The complex refractive index of N
1 (= n 1 −ik 1 , n 1 is the refractive index, k 1 is the extinction coefficient), the refractive index of the second layer is n 2 , and the refractive index of the incident medium is 1.0. It is configured to satisfy the relationship of Expression (4).

【0020】[0020]

【数1】 (Equation 1)

【0021】上記の光学多層構造体を用いることによ
り、2次元の画像表示装置を構成するのに十分な高速応
答が可能で、かつ原理的に単純な構造で光スイッチング
素子を実現することができる。更に、光の反射と吸収と
を切り替えることができるので、画像表示装置を実現す
る上で問題となる不要な光の処理を極めて簡単に行うこ
とができる。したがって、この光スイッチング素子は直
視・反射型の画像表示装置に好適に用いることができ
る。
By using the above-mentioned optical multilayer structure, a high-speed response sufficient to constitute a two-dimensional image display device can be achieved, and an optical switching element can be realized with a simple structure in principle. . Further, since it is possible to switch between reflection and absorption of light, unnecessary light processing which is a problem in realizing an image display device can be extremely easily performed. Therefore, this optical switching element can be suitably used for a direct-view / reflection-type image display device.

【0022】しかしながら、この光スイッチング素子
は、設計波長に対して広い波長域での光スイッチングが
可能であり、換言すれば、特性が非常にブロードバンド
になる。したがって、この光スイッチング素子をそのま
まフルカラーの画像表示装置に用いると、色再現性の非
常に悪いものになってしまう。このような色再現性の問
題は、液晶を用いた直視・反射型画像表示装置の場合と
同様に、光スイッチング素子を封止する際用いるカバー
ガラス上にカラーフィルタを形成することで解決可能で
ある。この際、カラーフィルタから光の反射面までの距
離を小さくすることで、反射型液晶に見られるような、
見る角度によって発生する色ずれ等を小さくすることが
できる。
However, this optical switching element can perform optical switching in a wide wavelength range with respect to a design wavelength, in other words, has a very broad band characteristic. Therefore, if this optical switching element is used as it is in a full-color image display device, the color reproducibility will be extremely poor. Such a problem of color reproducibility can be solved by forming a color filter on a cover glass used for sealing an optical switching element, as in the case of a direct-view / reflection-type image display device using liquid crystal. is there. At this time, by reducing the distance from the color filter to the light reflecting surface, as seen in a reflective liquid crystal,
It is possible to reduce a color shift or the like caused by a viewing angle.

【0023】上記の光スイッチング素子をフルカラーの
画像表示装置に適用する際の別の問題として、RGB各
色に対して最適設計を行うと、厚さ方向の寸法が上部電
極層をのぞくすべての層で色毎に異なることになるの
で、通常の作製プロセスを採用することが困難になると
いうことが挙げられる。
Another problem in applying the above-described optical switching element to a full-color image display device is that when an optimal design is performed for each of the RGB colors, the dimension in the thickness direction is reduced in all layers except the upper electrode layer. It is difficult to adopt a normal manufacturing process because the color is different for each color.

【0024】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、小型軽量であ
ると共に、特に、速い動きの動画表示が求められる直視
・反射型の画像表示装置に好適に用いることができる高
速応答可能な光スイッチング素子を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and a first object of the present invention is to provide a direct-view / reflection type camera which has a simple structure, is small in size and light in weight, and is particularly required to display a fast-moving moving image. An object of the present invention is to provide an optical switching element which can be suitably used for an image display device and can respond at high speed.

【0025】また、本発明の第2の目的は、各層の厚さ
方向の寸法が異なる複数の光学多層構造体を通常の製造
プロセスで共通の基板に作製することにより、カラー表
示用の光スイッチング素子を簡単な工程で実現できる光
スイッチング素子の製造方法を提供することにある。
A second object of the present invention is to produce a plurality of optical multilayer structures having different dimensions in the thickness direction of each layer on a common substrate by a normal manufacturing process, so that optical switching for color display can be achieved. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an optical switching element that can realize an element by simple steps.

【0026】本発明の第3の目的は、小型軽量かつ省電
力であるとともに、光利用効率が高く、高品質フルカラ
ー表示および速い動きの動画表示が可能な画像表示装置
を提供することにある。
A third object of the present invention is to provide an image display device which is small, light and power-saving, has high light use efficiency, and is capable of displaying high-quality full-color display and fast-moving moving images.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】本発明による光スイッチ
ング素子は、基板上に、光の吸収のある赤色表示用の第
1の層、光の干渉現象を起こしうる大きさを有すると共
にその大きさが可変な赤色表示用間隙部、および赤色表
示用の第2の層を配設した構造を有する赤色表示用光学
多層構造体と、基板上に、光の吸収のある緑色表示用の
第1の層、光の干渉現象を起こし得る大きさを有すると
共にその大きさが可変な緑色表示用間隙部、および緑色
表示用の第2の層を配設した構造を有する緑色表示用光
学多層構造体と、基板上に、光の吸収のある青色表示用
の第1の層、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可変な青色表示用間隙部、および青
色表示用の第2の層を配設した構造を有する青色表示用
光学多層構造体と、赤色表示用間隙部、緑色表示用間隙
部または青色表示用間隙部の光学的な大きさを変化させ
る駆動手段とを有し、駆動手段によって赤色表示用間隙
部、緑色表示用間隙部または青色表示用間隙部の大きさ
を変化させることにより、入射した光の反射、透過もし
くは吸収の量を変化させるものである。
An optical switching element according to the present invention has, on a substrate, a first layer for red display having light absorption, a size capable of causing a light interference phenomenon, and the size thereof. And a red display optical multilayer structure having a structure in which a variable red display gap portion and a second layer for red display are provided, and a first for green display having light absorption on a substrate. A green display optical multilayer structure having a structure in which a layer, a green display gap having a size capable of causing a light interference phenomenon and having a variable size, and a second layer for green display are provided; A first layer for blue display having light absorption on a substrate, a gap for blue display having a size capable of causing a light interference phenomenon and having a variable size, and a second layer for blue display. Optical multilayer structure for blue display having a structure in which Driving means for changing the optical size of the red display gap, the green display gap, or the blue display gap, and the red display gap, the green display gap, or the blue display by the driving means. By changing the size of the use gap, the amount of reflection, transmission or absorption of the incident light is changed.

【0028】本発明による光スイッチング素子の製造方
法は、基板上に、互いに膜厚の異なる赤色表示用の第1
の層、緑色表示用の第1の層および青色表示用の第1の
層を、第1のグレースケールマスクを用いて形成する工
程と、赤色表示用の第1の層、緑色表示用の第1の層お
よび青色表示用の第1の層の上に、犠牲層として、互い
に大きさの異なる赤色表示用間隙部、緑色表示用間隙部
および青色表示用間隙部に対応する3次元形状を有する
非晶質シリコン(a−Si)膜を、第2のグレースケー
ルマスクを用いて形成する工程と、非晶質シリコン膜の
上に、互いに膜厚の異なる赤色表示用の第2の層、緑色
表示用の第2の層および青色表示用の第2の層を、第3
のグレースケールマスクを用いて形成する工程と、非晶
質シリコン膜をエッチングにより除去することによっ
て、互いに大きさの異なる赤色表示用間隙部、緑色表示
用間隙部および青色表示用間隙部を形成する工程とを含
むものである。
According to the method of manufacturing an optical switching element of the present invention, a first red display element having a different film thickness is provided on a substrate.
Forming a first layer for green display and a first layer for blue display using a first gray scale mask; and forming a first layer for red display and a first layer for green display. On the first layer and the first layer for blue display, as a sacrificial layer, three-dimensional shapes corresponding to the red display gap, the green display gap, and the blue display gap having different sizes from each other are provided. A step of forming an amorphous silicon (a-Si) film using a second gray scale mask; and forming a second layer for displaying red and a green layer having different thicknesses on the amorphous silicon film. The second layer for display and the second layer for blue display
Forming a red display gap, a green display gap, and a blue display gap having different sizes from each other by removing the amorphous silicon film by etching. And a process.

【0029】本発明による他の光スイッチング素子の製
造方法は、基板上に、互いに膜厚の異なる赤色表示用の
第1の層、緑色表示用の第1の層および青色表示用の第
1の層を、リフトオフ法を用いて形成する工程と、赤色
表示用の第1の層、緑色表示用の第1の層および青色表
示用の第1の層の上に、犠牲層として、互いに大きさの
異なる赤色表示用間隙部、緑色表示用間隙部および青色
表示用間隙部に対応する3次元形状を有する非晶質シリ
コン(a−Si)膜を、リフトオフ法を用いて形成する
工程と、非晶質シリコン膜の上に、互いに膜厚の異なる
赤色表示用の第2の層、緑色表示用の第2の層および青
色表示用の第2の層を、リフトオフ法を用いて形成する
工程と、非晶質シリコン膜をエッチングにより除去する
ことによって、互いに大きさの異なる赤色表示用間隙
部、緑色表示用間隙部および青色表示用間隙部を形成す
る工程とを含むものである。
According to another method of manufacturing an optical switching element according to the present invention, a first layer for displaying red, a first layer for displaying green, and a first layer for displaying blue are provided on a substrate. Forming a layer using a lift-off method, and forming a sacrificial layer on the first layer for red display, the first layer for green display, and the first layer for blue display. Forming an amorphous silicon (a-Si) film having a three-dimensional shape corresponding to the red display gap, the green display gap, and the blue display gap by using a lift-off method. Forming a second layer for red display, a second layer for green display, and a second layer for blue display using a lift-off method, on the amorphous silicon film; , By removing the amorphous silicon film by etching. Different red display gap sizes, in which green display gap portion and a step of forming a blue display gap.

【0030】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次元画像をカラー表示するものであっ
て、光スイッチング素子が、基板上に、光の吸収のある
赤色表示用の第1の層、光の干渉現象を起こしうる大き
さを有すると共にその大きさが可変な赤色表示用間隙
部、および赤色表示用の第2の層を配設した構造を有す
る赤色表示用光学多層構造体と、基板上に、光の吸収の
ある緑色表示用の第1の層、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可変な緑色表示用間
隙部、および緑色表示用の第2の層を配設した構造を有
する緑色表示用光学多層構造体と、基板上に、光の吸収
のある青色表示用の第1の層、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可変な青色表示用
間隙部、および青色表示用の第2の層を配設した構造を
有する青色表示用光学多層構造体と、赤色表示用間隙
部、緑色表示用間隙部または青色表示用間隙部の光学的
な大きさを変化させる駆動手段とを備えたものである。
An image display device according to the present invention displays a two-dimensional image in color by irradiating a plurality of one-dimensionally or two-dimensionally arranged optical switching elements with light. A red display first layer having light absorption, a red display gap having a size capable of causing a light interference phenomenon and having a variable size, and a red display second layer And an optical multilayer structure for red display having a structure in which a first layer for green display with light absorption is provided on a substrate. The first layer has a size capable of causing a light interference phenomenon. A green display optical multilayer structure having a structure in which a variable green display gap and a green display second layer are provided, and a first layer for blue display having light absorption on a substrate With a size that can cause light interference A blue display optical multilayer structure having a structure in which a blue display gap portion having a variable size, and a blue display second layer are provided, a red display gap portion, a green display gap portion or Driving means for changing the optical size of the blue display gap.

【0031】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、赤色,緑色,青色表示用光学多層構造
体の赤色,緑色,青色表示用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、カラー表示が実現できる。
In the optical switching device according to the present invention, the driving means changes the optical size of the red, green and blue display gaps of the red, green and blue display optical multilayer structure, so that the incident light is changed. , A switching operation is performed, and color display can be realized.

【0032】本発明による光スイッチング素子の製造方
法では、第1,第2,第3のグレースケールマスクを用
いるようにしたので、工程数を減少させることができ、
各層(または間隙部)の膜厚(または大きさ)が各色で
異なる赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体を容易に
精度良く形成できる。
In the method for manufacturing an optical switching element according to the present invention, the first, second, and third gray scale masks are used, so that the number of steps can be reduced.
It is possible to easily and accurately form an optical multilayer structure for red, green, and blue display in which the film thickness (or size) of each layer (or gap) differs for each color.

【0033】本発明による光スイッチング素子の他の製
造方法では、リフトオフ法を用いるようにしたので、通
常の製造プロセスの繰り返しによる製造が可能となると
ともに、プロセス条件の設定が容易になる。
In another manufacturing method of the optical switching element according to the present invention, since the lift-off method is used, the manufacturing can be performed by repeating the normal manufacturing process, and the process conditions can be easily set.

【0034】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次元カラ
ー画像が表示される。
In the image display device according to the present invention, a two-dimensional color image is displayed by irradiating light to a plurality of optical switching elements of the present invention arranged one-dimensionally or two-dimensionally.

【0035】[0035]

【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。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0036】(第1の実施の形態)図1および図2は、
本発明の第1の実施の形態に係る光スイッチング素子の
概略を表している。この光スイッチング素子10は、例
えばPDA(Personal Digital Assistant),携帯端末
などの情報携帯機器のフルカラーディスプレイに用いら
れるものである。
(First Embodiment) FIG. 1 and FIG.
1 schematically illustrates an optical switching element according to a first embodiment of the present invention. The optical switching element 10 is used for a full-color display of an information portable device such as a PDA (Personal Digital Assistant) and a portable terminal.

【0037】光スイッチング素子10は、赤色表示用光
学多層構造体10R,緑色表示用光学多層構造体10
G,青色表示用光学多層構造体10Bを一つずつ有して
おり、これによりカラー表示に対応することができる。
赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体10R,10
G,10Bは、基板11上に一方向に配列されている。
この光スイッチング素子10の平面形状における寸法
は、例えば5インチSVGA,800×600ピクセル
の直視・反射型画像表示装置の場合であれば、縦147
μm×横147μmに収まっている。
The optical switching element 10 includes an optical multilayer structure 10R for red display and an optical multilayer structure 10 for green display.
G and blue display optical multilayer structures 10B are provided one by one, which can support color display.
Red, green, blue display optical multilayer structure 10R, 10
G and 10B are arranged on the substrate 11 in one direction.
The dimension of the optical switching element 10 in the planar shape is, for example, 147 in the case of a 5-inch SVGA, 800 × 600 pixel direct-view / reflection image display device.
It fits in μm × 147 μm in width.

【0038】赤色表示用光学多層構造体10Rは、基板
11上に、この基板11に接して形成された、光の吸収
のある赤色表示用の第1の層12R、光の干渉現象を起
こし得る大きさを有するとともにその大きさを変化させ
ることのできる赤色表示用間隙部13R、および赤色表
示用の第2の層14Rをこの順で配設して構成したもの
である。
The red display optical multilayer structure 10R is formed on the substrate 11 so as to be in contact with the substrate 11, the first layer 12R for red display having light absorption, and can cause a light interference phenomenon. A red display gap 13R having a size and the size can be changed, and a second layer 14R for red display are arranged in this order.

【0039】緑色表示用光学多層構造体10Gは、基板
11上に、この基板11に接して形成された、光の吸収
のある緑色表示用の第1の層12G、光の干渉現象を起
こし得る大きさを有するとともにその大きさを変化させ
ることのできる緑色表示用間隙部13G、および緑色表
示用の第2の層14Gをこの順で配設して構成したもの
である。
The green optical display multilayer structure 10G is formed on the substrate 11 so as to be in contact with the substrate 11, the first layer 12G for absorbing green light and capable of causing light interference. A green display gap 13G having a size that can be changed in size and a second layer 14G for green display are arranged in this order.

【0040】また、青色表示用光学多層構造体10B
は、基板11上に、この基板11に接して形成された、
光の吸収のある青色表示用の第1の層12B、光の干渉
現象を起こし得る大きさを有するとともにその大きさを
変化させることのできる青色表示用間隙部13B、およ
び青色表示用の第2の層14Bをこの順で配設して構成
したものである。
Further, the optical multilayer structure for blue display 10B
Is formed on and in contact with the substrate 11,
A first layer 12B for blue display having light absorption, a gap 13B for blue display having a size capable of causing a light interference phenomenon and having a variable size, and a second layer for blue display. Are arranged in this order.

【0041】赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体1
0R,10G,10Bの上方には、図1に示したよう
に、例えば酸化ケイ素(SiO2 )からなるスペーサ1
6を介して共通のカバーガラス17が接合されている。
図を分かりやすくするため、このカバーガラス17は一
部切り欠いて示している。なお、このカバーガラス17
は、この光スイッチング素子10を2次元に多数配設し
てなる、後述の光スイッチング素子アレイの全体に共通
のものである。
Red, green and blue display optical multilayer structure 1
As shown in FIG. 1, a spacer 1 made of, for example, silicon oxide (SiO 2 ) is provided above the OR, 10G, and 10B.
6, a common cover glass 17 is joined.
The cover glass 17 is partially cut away for easy understanding of the drawing. The cover glass 17
Is common to the entire optical switching element array described later, in which a large number of the optical switching elements 10 are arranged two-dimensionally.

【0042】カバーガラス17の裏面、すなわちスペー
サ16に接合される面には、色再現性を改善するため、
赤色,緑色,青色光学多層構造体10R,10G,10
Bに対応して、赤色フィルタ18R,緑色フィルタ18
G,青色フィルタ18Bが公知の方法で形成されてい
る。基板11の表面からカバーガラス17の裏面(赤
色,緑色,青色フィルタ18R,18G,18Bの裏
面)までの距離(すなわち、スペーサ16の高さ)は例
えば2.2μmと短く、見る角度により色ずれが生じな
いようになっている。
On the back surface of the cover glass 17, that is, the surface joined to the spacer 16, to improve color reproducibility,
Red, green, blue optical multilayer structures 10R, 10G, 10
B, red filter 18R, green filter 18
The G and blue filters 18B are formed by a known method. The distance (that is, the height of the spacer 16) from the front surface of the substrate 11 to the back surface of the cover glass 17 (the back surface of the red, green, and blue filters 18R, 18G, and 18B) is as short as 2.2 μm, for example, and the color shift depends on the viewing angle. Does not occur.

【0043】基板11は、カーボン(C),グラファイ
ト(黒鉛)などの非金属,タンタル(Ta)などの金
属,酸化クロム(CrO)などの酸化金属,窒化チタン
(TiNX )などの窒化金属,シリコンカーバイド(S
iC)などの炭化物,シリコン(Si)などの半導体等
の、不透明で光の吸収のある材料により形成されたも
の、あるいは、これら光の吸収のある材料の薄膜を透明
基板上に成膜したものとしてもよい。基板11は、ま
た、例えばガラス,プラスチックなどの透明材料若しく
は消衰係数の小さい半透明材料により形成されたものと
してもよい。
The substrate 11 is made of a non-metal such as carbon (C) or graphite (graphite), a metal such as tantalum (Ta), a metal oxide such as chromium oxide (CrO), a metal nitride such as titanium nitride (TiN x ), Silicon carbide (S
An opaque and light-absorbing material such as a carbide such as iC) or a semiconductor such as silicon (Si), or a thin film of such a light-absorbing material formed on a transparent substrate It may be. The substrate 11 may be formed of a transparent material such as glass or plastic, or a translucent material having a small extinction coefficient.

【0044】赤色,緑色,青色表示用の第1の層12
R,12G,12Bは、光の吸収のある層であり、例え
ばTa,Ti,Crなどの金属,CrOなどの酸化金
属,TiNX などの窒化金属,SiCなどの炭化物,シ
リコン(Si)などの半導体などにより形成されたもの
である。
First layer 12 for displaying red, green and blue
R, 12G, 12B is a layer of light absorption, for example Ta, Ti, a metal such as Cr, metal oxide such as CrO, a metal nitride such as TiN X, such as SiC carbides, such as silicon (Si) It is formed of a semiconductor or the like.

【0045】赤色,緑色,青色表示用の第2の層14
R,14G,14Bは、透明材料により形成されたもの
であり、例えば、酸化チタン(TiO2 )(屈折率2.
4),窒化珪素(Si3 4 )(屈折率2.0),酸化
亜鉛(ZnO)(屈折率2.0),酸化ニオブ(Nb2
5 )(屈折率2.2),酸化タンタル(Ta2 5
(屈折率2.1),酸化ケイ素(SiO)(屈折率2.
0),酸化スズ(SnO 2 )(屈折率2.0),ITO
(Indium-Tin Oxide) (屈折率2.0)などにより形成
されている。
Second layer 14 for displaying red, green and blue
R, 14G and 14B are made of transparent material
For example, titanium oxide (TiO 2)Two) (Refractive index 2.
4), silicon nitride (SiThreeNFour) (Refractive index 2.0), oxidation
Zinc (ZnO) (refractive index 2.0), niobium oxide (NbTwo
OFive) (Refractive index 2.2), tantalum oxide (Ta)TwoOFive)
(Refractive index 2.1), silicon oxide (SiO) (refractive index 2.
0), tin oxide (SnO) Two) (Refractive index 2.0), ITO
(Indium-Tin Oxide) (refractive index 2.0)
Have been.

【0046】なお、この赤色,緑色,青色表示用の第2
の層14R,14G,14Bは、スイッチング動作時に
おいては、後述のように可動部として作用するため、特
に、ヤング率が高く、丈夫なSi3 4 などで形成され
たものであることが好ましい。また、赤色,緑色,青色
表示用の第2の層14R,14G,14Bは、後述のよ
うに静電気により駆動されるので、赤色,緑色,青色表
示用の第2の層14R,14G,14Bは、その一部に
ITOなどからなる透明導電膜である赤色,緑色,青色
表示用透明導電膜15R,15G,15Bを含む複合層
となっている。
The second display for displaying red, green and blue is
Since the layers 14R, 14G, and 14B function as movable parts during the switching operation as described later, it is particularly preferable that the layers 14R, 14G, and 14B are formed of Si 3 N 4 , which has a high Young's modulus and is durable. . The second layers 14R, 14G, and 14B for displaying red, green, and blue are driven by static electricity as described later, so that the second layers 14R, 14G, and 14B for displaying red, green, and blue are formed. And a composite layer including transparent conductive films 15R, 15G, and 15B for red, green, and blue, which are transparent conductive films made of ITO or the like.

【0047】赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体1
0R,10G,10Bは、そのすべての層(または間隙
部)において物理的または光学的な膜厚(または大き
さ)が各色で互いに異なっている。ただし、赤色,緑
色,青色表示用透明導電膜15R,15G,15Bは各
色で膜厚が等しくてもよく、本実施の形態では、例えば
20nmとなっている。
Optical multilayer structure 1 for red, green and blue display
Each of the layers 0R, 10G, and 10B has a different physical or optical film thickness (or size) in each color in all layers (or gaps). However, the transparent conductive films 15R, 15G, and 15B for red, green, and blue display may have the same film thickness for each color. In the present embodiment, the thickness is, for example, 20 nm.

【0048】赤色,緑色,青色表示用の第1の層12
R,12G,12Bの物理的な膜厚は、入射光の波長、
その材料の屈折率と消衰係数、基板11および赤色,緑
色,青色表示用の第2の層14R,14G,14Bの光
学定数により決まるものであり、例えば5〜60nm程
度の値をとる。本実施の形態においては、赤色表示用の
第1の層12Rの物理的な膜厚は例えば12.8nm、
緑色表示用の第1の層12Gの物理的な膜厚は例えば2
1.6nm、青色表示用の第1の層12Bの物理的な膜
厚は例えば16.3nmに設計されている。
First layer 12 for displaying red, green and blue
The physical film thickness of R, 12G, and 12B is the wavelength of the incident light,
It is determined by the refractive index and extinction coefficient of the material, and the optical constants of the substrate 11 and the second layers 14R, 14G, and 14B for displaying red, green, and blue, and takes a value of, for example, about 5 to 60 nm. In the present embodiment, the physical thickness of the first layer 12R for red display is, for example, 12.8 nm,
The physical thickness of the first layer 12G for green display is, for example, 2
The physical thickness of the first layer 12 </ b> B for blue display is set to 1.6 nm, for example.

【0049】赤色,緑色,青色表示用の第2の層14
R,14G,14Bの光学的な膜厚は、基板11がカー
ボン,グラファイト,炭化物若しくはガラスなどの透明
材料により形成されており、かつ、赤色,緑色,青色表
示用の第1の層12R,12G,12Bがタンタル(T
a)などの消衰係数の大きな金属材料等により形成され
ている場合には、「λ/4」(λは入射光の設計波長)
以下である。但し、基板11がカーボン,グラファイ
ト,炭化物若しくはガラスなどの透明材料により形成さ
れ、かつ、赤色,緑色,青色表示用の第1の層12R,
12G,12Bがシリコン(Si)などの消衰係数の小
さな材料により形成されている場合には、赤色,緑色,
青色表示用の第2の層14R,14G,14Bの光学的
な膜厚は「λ/4」より大きく、「λ/2」以下であ
る。これは赤色,緑色,青色表示用の第1の層12R,
12G,12BをSiにより形成した場合の光学アドミ
ッタンスの軌跡がアドミッタンスダイアグラム上で上方
に移動するため、赤色,緑色,青色表示用の第2の層1
4R,14G,14Bとの交点が実軸よりも上側(虚軸
上で+側)となるためである。
Second layer 14 for displaying red, green and blue
The optical film thickness of R, 14G and 14B is such that the substrate 11 is formed of a transparent material such as carbon, graphite, carbide or glass, and the first layers 12R and 12G for displaying red, green and blue. , 12B are tantalum (T
In the case of being formed of a metal material having a large extinction coefficient such as a), “λ / 4” (λ is a design wavelength of incident light)
It is as follows. However, the substrate 11 is formed of a transparent material such as carbon, graphite, carbide or glass, and has a first layer 12R for displaying red, green and blue.
When 12G and 12B are formed of a material having a small extinction coefficient such as silicon (Si), red, green,
The optical thicknesses of the second layers 14R, 14G, and 14B for blue display are larger than “λ / 4” and equal to or smaller than “λ / 2”. This is the first layer 12R for displaying red, green and blue.
Since the trajectory of the optical admittance when 12G and 12B are formed of Si moves upward on the admittance diagram, the second layer 1 for displaying red, green and blue is used.
This is because the points of intersection with 4R, 14G, and 14B are above the real axis (+ on the imaginary axis).

【0050】なお、以上の膜厚は厳密に「λ/4」「λ
/2」でなくとも、これらの近傍の値でもよい。これ
は、例えば、一方の層の光学膜厚がλ/4より厚くなっ
た分、他方の層を薄くするなどして補完できるからであ
る。このことは他の実施の形態においても同様である。
よって、本明細書においては、「λ/4」の表現には
「ほぼλ/4」の場合も含まれるものとする。
It should be noted that the above film thickness is strictly “λ / 4”, “λ
/ 2 ", values near these values may be used. This is because, for example, as the optical film thickness of one layer becomes larger than λ / 4, the other layer can be supplemented by making it thinner. This is the same in other embodiments.
Therefore, in this specification, the expression of “λ / 4” includes the case of “almost λ / 4”.

【0051】なお、上述の赤色,緑色,青色表示用の第
2の層14R,14G,14Bの光学的特性は、赤色,
緑色,青色表示用の透明導電膜15R,15G,15B
を含む複合層としての合成した光学的特性(光学アドミ
ッタンス)である。また、赤色,緑色,青色表示用の第
1の層12R,12G,12Bも、赤色,緑色,青色表
示用の第2の層14R,14G,14Bと同様に互いに
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
てもよく、この場合には複合層における合成した光学的
特性(光学アドミッタンス)が単層の場合と同等な特性
を有するものとする。
The optical characteristics of the second layers 14R, 14G and 14B for displaying red, green and blue are as follows.
Transparent conductive films 15R, 15G, 15B for green and blue display
Is a synthesized optical characteristic (optical admittance) as a composite layer containing. The first layers 12R, 12G, and 12B for displaying red, green, and blue also have two or more optical characteristics different from each other similarly to the second layers 14R, 14G, and 14B for displaying red, green, and blue. It may be a composite layer composed of layers. In this case, the combined optical characteristics (optical admittance) of the composite layer are assumed to have the same characteristics as those of a single layer.

【0052】本実施の形態では、赤色,緑色,青色表示
用の第2の層14R,14G,14Bの物理的な膜厚
(赤色,緑色,青色表示用透明導電膜15R,15G,
15Bの物理的な膜厚を除いた値)は、それぞれ32.
8nm、31.7nm、22.8nmとしている。
In this embodiment, the physical thickness of the red, green and blue display second layers 14R, 14G and 14B (the red, green and blue display transparent conductive films 15R, 15G,
15B excluding the physical film thickness) is 32.
8 nm, 31.7 nm, and 22.8 nm.

【0053】赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,1
3G,13Bは、後述の駆動手段によって、その光学的
な大きさ(赤色,緑色,青色表示用の第1の層12R,
12G,12Bと赤色,緑色,青色表示用の第2の層1
4R,14G,14Bとの間隔)が可変であるように設
定されている。赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,
13G,13B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nD=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 =1.3
618)、グリセリン(nD =1.4730)、ジョー
ドメタン(nD =1.737)などが挙げられる。な
お、赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,13G,1
3Bを真空状態とすることもできる。
Red, green, and blue display gaps 13R, 1
3G and 13B are optically sized (the first layers 12R and 12R for red, green and blue display) by driving means described later.
12G, 12B and second layer 1 for red, green, blue display
4R, 14G, and 14B) are set to be variable. Red, green, and blue display gaps 13R,
The medium filling 13G and 13B may be gas or liquid as long as it is transparent. As the gas, for example, air (refractive index n D = 1.10 with respect to sodium D line (589.3 nm)).
0), nitrogen (N 2 ) (n D = 1.0) and the like, water (n D = 1.333), silicone oil (n D
= 1.4 to 1.7), ethyl alcohol (n D = 1.3
618), glycerin (n D = 1.4730), and iodomethane (n D = 1.737). The red, green, and blue display gaps 13R, 13G, 1
3B may be in a vacuum state.

【0054】赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,1
3G,13Bの光学的な大きさは、「λ/4の奇数倍」
と「λ/4の偶数倍(0を含む)」との間で、2値的あ
るいは連続的に変化するものである。これにより入射光
の反射、透過若しくは吸収の量が2値的あるいは連続的
に変化する。なお、上記赤色,緑色,青色表示用の第1
の層12R,12G,12Bおよび赤色,緑色,青色表
示用の第2の層14R,14G,14Bの膜厚の場合と
同様に、λ/4の倍数から多少ずれても、他の層の膜厚
あるいは屈折率の多少の変化で補完できるので、「λ/
4」の表現には、「ほぼλ/4」の場合も含まれるもの
とする。
Red, green, and blue display gaps 13R, 1
The optical size of 3G, 13B is “odd multiple of λ / 4”
And “even number multiples of λ / 4 (including 0)” in a binary or continuous manner. As a result, the amount of reflection, transmission, or absorption of incident light changes in a binary or continuous manner. Note that the first for red, green, and blue display is
As in the case of the thicknesses of the layers 12R, 12G, and 12B and the second layers 14R, 14G, and 14B for displaying red, green, and blue, even if the thickness slightly deviates from a multiple of λ / 4, Since it can be complemented by a slight change in thickness or refractive index, "λ /
The expression “4” includes the case of “almost λ / 4”.

【0055】本実施の形態においては、赤色,緑色,青
色表示用間隙部13R,13G,13Bの光学的な大き
さは「λ/4」、すなわち、それぞれ162.5nm、
137.5nm、112.5nmとなっている。
In this embodiment, the optical size of the red, green, and blue display gaps 13R, 13G, and 13B is “λ / 4”, that is, 162.5 nm, respectively.
137.5 nm and 112.5 nm.

【0056】上記のような構成を有する光スイッチング
素子10は、図3ないし図19に示した製造方法により
製造することができる。
The optical switching element 10 having the above configuration can be manufactured by the manufacturing method shown in FIGS.

【0057】まず、図3に示したように、例えばカーボ
ンからなる基板11を用意する。そして、図4に示した
ように、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition ;
化学気相成長)法により、基板11上に、上述した材料
からなる薄膜として例えばタンタル(Ta)膜41を成
膜する。上述のように、本実施の形態においては、赤色
表示用の第1の層12Rの膜厚は例えば12.8nm、
緑色表示用の第1の層12Gの膜厚は例えば21.6n
m、青色表示用の第1の層12Bの膜厚は例えば16.
3nmに設定しているが、図4の工程で成膜するタンタ
ル膜41の膜厚は、最も厚い緑色表示用の第1の層12
Gの膜厚21.6nmに等しくなるようにする。
First, as shown in FIG. 3, a substrate 11 made of, for example, carbon is prepared. Then, as shown in FIG. 4, for example, CVD (Chemical Vapor Deposition;
For example, a tantalum (Ta) film 41 is formed as a thin film made of the above-described material on the substrate 11 by a chemical vapor deposition method. As described above, in the present embodiment, the thickness of the first layer 12R for red display is, for example, 12.8 nm,
The thickness of the first layer 12G for green display is, for example, 21.6 n.
m, the thickness of the first layer 12B for blue display is, for example, 16.
Although the thickness is set to 3 nm, the thickness of the tantalum film 41 formed in the process of FIG.
The thickness of G should be equal to 21.6 nm.

【0058】これに続いて行われる図5ないし図7の工
程は、このタンタル膜41を3次元形状にエッチングす
ることにより、互いに膜厚の異なる赤色表示用の第1の
層12R,緑色表示用の第1の層12G,青色表示用の
第1の層12Bを形成するための工程である。具体的に
は、赤色表示用の第1の層12Rは、膜厚21.6nm
のタンタル膜41を8.8nmエッチング除去すること
により形成する。緑色表示用の第1の層12Gは、タン
タル膜41がエッチングされないようにして当初の膜厚
を維持させることにより形成する。青色表示用の第1の
層12Bは、タンタル膜41を5.3nmエッチング除
去することにより形成する。なお、図7に示したよう
に、タンタル膜41の両端部分41A,41Aはエッチ
ング除去されない。このように、タンタル膜41を場所
により異なる膜厚になるようにエッチング除去するた
め、本実施の形態では以下に詳しく説明するようにグレ
ースケールマスクを用いている。
The subsequent steps shown in FIGS. 5 to 7 are performed by etching the tantalum film 41 into a three-dimensional shape, thereby forming a first layer 12R for red display and a green display for which the film thicknesses are different from each other. This is a step for forming the first layer 12G and the first layer 12B for blue display. Specifically, the first layer 12R for red display has a thickness of 21.6 nm.
Is formed by etching away the tantalum film 41 of 8.8 nm. The first layer 12G for green display is formed by maintaining the initial film thickness so that the tantalum film 41 is not etched. The first layer 12B for blue display is formed by etching off the tantalum film 41 by 5.3 nm. As shown in FIG. 7, both end portions 41A, 41A of the tantalum film 41 are not removed by etching. As described above, in order to remove the tantalum film 41 by etching so as to have a different thickness depending on the location, a gray scale mask is used in the present embodiment as described in detail below.

【0059】まず、図5に示したように、タンタル膜4
1上に第1のフォトレジスト膜21を均一な膜厚に塗布
し、第1のフォトレジスト膜21を、予め作製しておい
た第1のグレースケールマスク31を用いて感光させ
る。第1のグレースケールマスク31は、電子線やレー
ザビームによる直接描画装置を使用して、表面層を特殊
処理した膜厚数mmのガラスプレートをマスク露光する
ことにより製作されるグレースケールマスクである。こ
のようなグレースケールマスクとして、電子線またはレ
ーザビームの照射量によって黒レベル(マスクを光が透
過するレベル)を調節することができるものが実用化さ
れている(例えば、キャニオンマテリアル社製HEBS
(High Energy Beam Sensitive)ガラスプレート)。マ
スクの黒レベルを変化させたグレースケールマスクを用
いることにより、フォトレジストの露光量を調節し、感
光されるフォトレジストの厚みを変えることができる。
First, as shown in FIG.
A first photoresist film 21 is applied to a uniform thickness on 1, and the first photoresist film 21 is exposed using a first gray scale mask 31 prepared in advance. The first gray scale mask 31 is a gray scale mask manufactured by mask-exposing a glass plate having a film thickness of several mm in which the surface layer has been specially processed using a direct drawing apparatus using an electron beam or a laser beam. . As such a gray scale mask, a mask capable of adjusting a black level (a level at which light passes through the mask) by an irradiation amount of an electron beam or a laser beam has been put into practical use (for example, HEBS manufactured by Canyon Material Co., Ltd.).
(High Energy Beam Sensitive) glass plate). By using a gray scale mask with a changed black level of the mask, the amount of exposure of the photoresist can be adjusted and the thickness of the exposed photoresist can be changed.

【0060】このような第1のグレースケールマスク3
1を用いて、第1のフォトレジスト膜21を感光させ、
図6に示したような3次元形状に加工する。その後、第
1のフォトレジスト膜21も合わせてタンタル膜41の
エッチングを行うことにより、図7に示したように、タ
ンタル膜41に第1のフォトレジスト膜21の形状を転
写することができる。
Such a first gray scale mask 3
1 to expose the first photoresist film 21;
It is processed into a three-dimensional shape as shown in FIG. After that, by etching the tantalum film 41 together with the first photoresist film 21, the shape of the first photoresist film 21 can be transferred to the tantalum film 41 as shown in FIG.

【0061】一般的には、例えば、エッチングレートが
1の薄膜を階段状にエッチングしたい場合、フォトレジ
スト膜のエッチングレートが2であれば、必要な形状
(作成したい階段において、ある段と最も低い段との厚
さの差)の2倍の厚さでフォトレジスト膜を階段状に加
工すればよい。本実施の形態においては、第1のフォト
レジスト膜21を感光する工程において、図6に示した
感光後の第1のフォトレジスト膜21の膜厚TP1は、次
式(5)の関係を満たすようになっている。 TP1=RP1・DP1 (5) (ただし、RP1はタンタル膜41のエッチングレートに
対する第1のフォトレジスト膜21のエッチングレート
の比を表し、DP1は感光後の第1のフォトレジスト膜2
1のうち最も膜厚の小さい部分(すなわち赤色表示用の
第1の層12R)と、この最も膜厚の小さい部分以外の
部分(すなわち緑色,青色表示用の第1の層12G,1
2B、およびタンタル膜41の両端部分41A,41
A)との膜厚の差を表す)
In general, for example, when it is desired to etch a thin film having an etching rate of 1 in a stepwise manner, if the etching rate of a photoresist film is 2, a required shape (in a step to be formed, a certain step is the lowest) The photoresist film may be processed stepwise with a thickness twice as large as the difference in thickness from the step. In the present embodiment, in the step of exposing the first photoresist film 21 to light, the thickness T P1 of the first photoresist film 21 after the exposure shown in FIG. To meet. T P1 = R P1 · D P1 (5) (where R P1 represents the ratio of the etching rate of the first photoresist film 21 to the etching rate of the tantalum film 41, and D P1 is the first photoresist after exposure. Membrane 2
1 (ie, the first layer 12R for displaying red) and portions other than the portion having the smallest thickness (ie, the first layers 12G, 1G for displaying green and blue).
2B and both end portions 41A, 41 of the tantalum film 41
It represents the difference in film thickness from A))

【0062】上述のように、赤色表示用の第1の層12
Rの膜厚が最も小さく、緑色表示用の第1の層12Gは
赤色表示用の第1の層12Rよりも8.8nm厚く、青
色表示用の第1の層12Bは赤色表示用の第1の層12
Rよりも3.5nm厚い。したがって、タンタル膜41
に対する第1のフォトレジスト膜21のエッチングレー
トの比が2であれば、図5の工程では第1のフォトレジ
スト膜21を8.8nmの2倍、すなわち17.6nm
の膜厚で塗布しておく。そして、図6に示した感光後の
第1のフォトレジスト膜21の膜厚が、赤色表示用の第
1の層12Rでは0nm(第1のフォトレジスト膜21
は完全に除去される)、緑色表示用の第1の層12Gで
は8・8nmの2倍、すなわち17.6nm(第1のフ
ォトレジスト膜21は当初の膜厚を維持する)、青色表
示用の第1の層12Bでは3.5nmの2倍で7.0n
m(第1のフォトレジスト膜21はわずかに残る)とな
るようにすればよい。
As described above, the first layer 12 for displaying red color
The thickness of R is the smallest, the first layer 12G for green display is 8.8 nm thicker than the first layer 12R for red display, and the first layer 12B for blue display is the first layer for red display. Layer 12
3.5 nm thicker than R. Therefore, the tantalum film 41
If the ratio of the etching rate of the first photoresist film 21 to the first photoresist film 21 is 2, the first photoresist film 21 is twice as large as 8.8 nm, that is, 17.6 nm in the process of FIG.
Is applied in advance. Then, the thickness of the first photoresist film 21 after the exposure shown in FIG. 6 is 0 nm (the first photoresist film 21) in the first layer 12R for red display.
Is completely removed), the first layer 12G for green display is twice 8.8 nm, that is, 17.6 nm (the first photoresist film 21 maintains the original thickness), and the first layer 12G for green display is In the first layer 12B of FIG.
m (the first photoresist film 21 slightly remains).

【0063】上述のような形状に加工された第1のフォ
トレジスト膜21とタンタル膜41とを合わせてエッチ
ングすると、タンタル膜41に対する第1のフォトレジ
スト膜21のエッチングレートの比は2であるから、第
1のフォトレジスト膜21に覆われていないタンタル膜
41が8.8nmエッチングされて赤色表示用の第1の
層12Rが形成される時間内に、タンタル膜41を覆う
膜厚17.6nmの第1のフォトレジスト膜21がすべ
てエッチングされ、タンタル膜41の表面が露出して、
緑色表示用の第1の層12Gが形成される。一方、同時
間内に、タンタル膜41を覆う膜厚7.0nmの第1の
フォトレジスト膜21も完全にエッチングされ、さらに
タンタル膜41が5.3nmエッチングされて、膜厚1
6.3nmの青色表示用の第1の層12Bが形成され
る。
When the first photoresist film 21 and the tantalum film 41 processed into the above-described shapes are etched together, the ratio of the etching rate of the first photoresist film 21 to the tantalum film 41 is two. Then, the tantalum film 41 not covered with the first photoresist film 21 is etched by 8.8 nm to form the first layer 12R for red display, so that the film thickness covering the tantalum film 41 is obtained. The first photoresist film 21 of 6 nm is entirely etched, and the surface of the tantalum film 41 is exposed,
A first layer 12G for green display is formed. On the other hand, within the same time, the first photoresist film 21 having a thickness of 7.0 nm covering the tantalum film 41 is also completely etched, and the tantalum film 41 is further etched by 5.3 nm to have a thickness of 1 nm.
A first layer 12B for 6.3 nm blue display is formed.

【0064】このようにしてタンタル膜41をエッチン
グにより3次元形状に加工し、図7に示したように、互
いに膜厚の異なる赤色表示用の第1の層12R,緑色表
示用の第1の層12G,青色表示用の第1の層12Bを
形成することができる。
As described above, the tantalum film 41 is processed into a three-dimensional shape by etching, and as shown in FIG. 7, the first layer 12R for red display and the first layer for green display having different film thicknesses from each other. The layer 12G and the first layer 12B for blue display can be formed.

【0065】次に、図8に示すように、相互に大きさが
異なる赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,13G,
13Bを形成するための犠牲層として、非晶質シリコン
(a−Si)層42を均一な膜厚で形成する。赤色,緑
色,青色表示用間隙部13R,13G,13Bのうち赤
色表示用間隙部13Rの大きさが162.5nmと最も
大きいので、この非晶質シリコン膜42も162.5n
mの膜厚に形成する。
Next, as shown in FIG. 8, the red, green, and blue display gaps 13R, 13G,
An amorphous silicon (a-Si) layer 42 is formed with a uniform thickness as a sacrificial layer for forming 13B. Since the size of the red display gap 13R among the red, green, and blue display gaps 13R, 13G, and 13B is 162.5 nm, which is the largest, the amorphous silicon film 42 also has 162.5 n.
m.

【0066】これに続く図9から図11に示す工程は、
互いに大きさの異なる赤色表示用間隙部13R,緑色表
示用間隙部13G,青色表示用間隙部13Bを形成する
ために、この非晶質シリコン膜42を、これらの赤色,
緑色,青色表示用間隙部13R,13G,13Bに対応
する3次元形状にエッチングする工程である。具体的に
は、大きさ162.5nmの赤色表示用間隙部13Rを
形成するためには、非晶質シリコン膜42がエッチング
されないようにして当初の膜厚を維持させる。大きさ1
37.5nmの緑色表示用間隙部13Gを形成するため
には、非晶質シリコン膜42を25nmエッチング除去
する。大きさ112.5nmの青色表示用間隙部13B
を形成するためには、非晶質シリコン膜42を50nm
エッチング除去する。なお、図8に示した非晶質シリコ
ン膜42の両端部分42A,42Aは、図11に示した
ように完全にエッチング除去される。
The subsequent steps shown in FIG. 9 to FIG.
To form the red display gap 13R, the green display gap 13G, and the blue display gap 13B having different sizes from each other, the amorphous silicon film 42 has
This is a step of etching into three-dimensional shapes corresponding to the green and blue display gaps 13R, 13G, and 13B. Specifically, in order to form the red display gap 13R having a size of 162.5 nm, the amorphous silicon film 42 is maintained at the original film thickness so as not to be etched. Size 1
To form the 37.5 nm green display gap 13 G, the amorphous silicon film 42 is etched away by 25 nm. 112.5 nm blue display gap 13B
Is formed by forming the amorphous silicon film 42 to a thickness of 50 nm.
Remove by etching. Note that both end portions 42A, 42A of the amorphous silicon film 42 shown in FIG. 8 are completely removed by etching as shown in FIG.

【0067】まず、図9に示したように、非晶質シリコ
ン膜42上に第2のフォトレジスト膜22を均一な膜厚
に塗布し、この第2のフォトレジスト膜22を、予め作
製しておいた第2のグレースケールマスク32を用いて
感光させ、3次元形状に加工する。本実施の形態におい
ては、第2のフォトレジスト膜22を感光する工程にお
いて、図10に示した感光後の第2のフォトレジスト膜
22の膜厚TP2は、次式(6)の関係を満たすようにな
っている。 TP2=RP2・DP2 (6) (ただし、RP2は非晶質シリコン膜42のエッチングレ
ートに対する第2のフォトレジスト膜22のエッチング
レートの比を表し、DP2は感光後の第2のフォトレジス
ト膜22のうち最も膜厚の小さい部分(すなわち両端部
分42A,42A)と、この最も膜厚の小さい部分以外
の部分(赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,13
G,13Bとなるべき部分)との膜厚の差を表す)
First, as shown in FIG. 9, a second photoresist film 22 is applied on the amorphous silicon film 42 to a uniform thickness, and this second photoresist film 22 is formed in advance. It is exposed to light using the second gray scale mask 32 and processed into a three-dimensional shape. In the present embodiment, in the step of exposing the second photoresist film 22 to light, the thickness T P2 of the second photoresist film 22 after exposure shown in FIG. To meet. T P2 = R P2 · D P2 (6) (where R P2 represents the ratio of the etching rate of the second photoresist film 22 to the etching rate of the amorphous silicon film 42, and D P2 represents the second rate after the exposure. Of the photoresist film 22 having the smallest thickness (ie, both end portions 42A, 42A) and portions other than the portion having the smallest thickness (red, green, and blue display gaps 13R, 13R).
G, represents the difference in film thickness from the portion that should be 13B)

【0068】感光後の第2のフォトレジスト膜22の具
体的な膜厚の数値の設定については第1のフォトレジス
ト膜21の場合と同様なので、その詳細な説明は省略す
る。
The setting of the specific numerical value of the film thickness of the second photoresist film 22 after the exposure is the same as that of the first photoresist film 21, so that the detailed description is omitted.

【0069】その後、第2のフォトレジスト膜22も合
わせて非晶質シリコン膜42のエッチングを行うことに
より、図11に示したように、非晶質シリコン膜42に
第2のフォトレジスト膜22の形状を転写することがで
きる。
Thereafter, the amorphous silicon film 42 is etched together with the second photoresist film 22 to thereby form the second photoresist film 22 on the amorphous silicon film 42 as shown in FIG. Can be transferred.

【0070】続いて、図12に示したように、タンタル
膜41および非晶質シリコン膜42の上に、プラズマC
VD(PECVD;Plazma Enhanced Chemical Vapor D
eposition )または低圧CVD(LPCVD;Low Pres
sure Chemical Vapor Deposition)により、赤色,緑
色,青色表示用の第2の層14R,14G,14Bを形
成するための窒化ケイ素(SiNx )膜43を均一な膜
厚で成膜する。このとき、窒化ケイ素膜43の内部応力
は、光スイッチング素子10に必要な応答周波数によっ
て調整される必要があり、おおむね100〜800MP
aの引張り応力が必要となる。本実施の形態では、応答
時間を1μs以下とすることが要求されているので、窒
化ケイ素膜43の引張り応力が200MPaとなるよう
な条件で成膜する。なお、赤色,緑色,青色表示用の第
2の層14R,14G,14Bのうち赤色表示用の第2
の層14Rの膜厚が32.8nmと最も厚いので、ここ
で成膜される窒化ケイ素膜43の膜厚は32.8nmと
する。
Subsequently, as shown in FIG. 12, a plasma C is formed on the tantalum film 41 and the amorphous silicon film 42.
VD (PECVD; Plazma Enhanced Chemical Vapor D)
eposition) or low pressure CVD (LPCVD; Low Pres)
The silicon nitride (SiN x ) film 43 for forming the second layers 14R, 14G, and 14B for displaying red, green, and blue is formed to have a uniform thickness by sure chemical vapor deposition. At this time, the internal stress of the silicon nitride film 43 needs to be adjusted according to the response frequency required for the optical switching element 10, and is approximately 100 to 800 MPa.
a tensile stress is required. In the present embodiment, since the response time is required to be 1 μs or less, the silicon nitride film 43 is formed under the condition that the tensile stress becomes 200 MPa. The red, green, and blue display second layers 14R, 14G, and 14B are the second layers for red display.
Since the thickness of the layer 14R is 32.8 nm, which is the thickest, the thickness of the silicon nitride film 43 formed here is 32.8 nm.

【0071】これに続く図13から図15に示す工程
は、互いに膜厚の異なる赤色表示用の第2の層14R,
緑色表示用の第2の層14G,青色表示用の第2の層1
4Bを形成するために、この窒化ケイ素膜43を3次元
形状にエッチングする工程である。具体的には、膜厚3
2.8nmの赤色表示用の第2の層14Rを形成するた
めには、窒化ケイ素膜43がエッチングされないように
して当初の膜厚を維持させる。膜厚31.7nmの緑色
表示用の第2の層14Gを形成するためには、窒化ケイ
素膜43を1.1nmエッチング除去する。膜厚22.
8nmの青色表示用の第2の層14Bを形成するために
は、窒化ケイ素膜43を10nmエッチング除去する。
なお、図12に示した窒化ケイ素膜43の両端部分43
A,43Aは、図15に示したように、完全にエッチン
グ除去される。
The subsequent steps shown in FIG. 13 to FIG. 15 are the second layers 14R, 14R for red display having different film thicknesses.
Second layer 14G for green display, second layer 1 for blue display
This is a step of etching the silicon nitride film 43 into a three-dimensional shape to form 4B. Specifically, the film thickness 3
In order to form the second layer 14R for 2.8 nm red display, the silicon nitride film 43 is kept from being etched so as to maintain the original thickness. In order to form the second layer 14G for displaying green with a thickness of 31.7 nm, the silicon nitride film 43 is etched away by 1.1 nm. Film thickness 22.
In order to form the second layer 14B for blue display of 8 nm, the silicon nitride film 43 is etched away by 10 nm.
Note that both end portions 43 of the silicon nitride film 43 shown in FIG.
A and 43A are completely etched away as shown in FIG.

【0072】まず、図13に示したように、窒化ケイ素
膜43上に第3のフォトレジスト膜23を均一な膜厚に
塗布し、この第3のフォトレジスト膜23を、予め作製
しておいた第3のグレースケールマスク33を用いて感
光させ、図14に示したような3次元形状に加工する。
このとき、図14からわかるように、第3のフォトレジ
スト膜23は、膜厚の互いに異なる3つの部分に分割さ
れている。本実施の形態においては、第3のフォトレジ
スト膜23を感光する工程において、図14に示した感
光後の第3のフォトレジスト膜23の膜厚TP3は、次式
(7)の関係を満たすようになっている。 TP3=RP3・DP3 (7) (ただし、RP3は非晶質シリコン膜43のエッチングレ
ートに対する第3のフォトレジスト膜23のエッチング
レートの比を表し、DP3は感光後の第3のフォトレジス
ト膜23のうち最も膜厚の小さい部分(すなわち両端部
分43A,43A)と、この最も膜厚の小さい部分以外
の部分(赤色,緑色,青色表示用の第2の層14R,1
4G,14B)との膜厚の差を表す)
First, as shown in FIG. 13, a third photoresist film 23 is applied to a uniform thickness on a silicon nitride film 43, and this third photoresist film 23 is formed in advance. Using the third gray scale mask 33 that has been exposed, it is processed into a three-dimensional shape as shown in FIG.
At this time, as can be seen from FIG. 14, the third photoresist film 23 is divided into three portions having different thicknesses. In the present embodiment, in the step of exposing the third photoresist film 23, the film thickness T P3 of the third photoresist film 23 after the exposure shown in FIG. To meet. T P3 = R P3 · D P3 (7) (where R P3 represents the ratio of the etching rate of the third photoresist film 23 to the etching rate of the amorphous silicon film 43, and D P3 represents the third rate after the exposure. Of the photoresist film 23 (ie, both end portions 43A, 43A) and portions other than the portion having the smallest thickness (the second layers 14R, 1 for displaying red, green, and blue).
4G, 14B).

【0073】感光後の第3のフォトレジスト膜23の具
体的な膜厚の数値の設定については第1のフォトレジス
ト膜21の場合と同様なので、その詳細な説明は省略す
る。
The setting of the specific numerical value of the film thickness of the third photoresist film 23 after exposure is the same as that of the first photoresist film 21, and therefore the detailed description is omitted.

【0074】その後、第3のフォトレジスト膜23も合
わせて窒化ケイ素膜43のエッチングを行うことによ
り、図15に示したように、窒化ケイ素膜43に第3の
フォトレジスト膜23の形状を転写するとともに、3つ
の部分に分割された互いに膜厚の異なる赤色,緑色,青
色表示用の第2の層14R,14G,14Bが形成され
る。
Thereafter, by etching the silicon nitride film 43 together with the third photoresist film 23, the shape of the third photoresist film 23 is transferred to the silicon nitride film 43 as shown in FIG. At the same time, second layers 14R, 14G, and 14B for red, green, and blue display, which are divided into three portions and have different thicknesses, are formed.

【0075】続いて、赤色,緑色,青色表示用透明導電
膜15R,15G,15Bを形成するためのITO膜
を、均一な厚み、例えば本実施の形態では20nmの厚
みで成膜する。赤色,緑色,青色表示用透明導電膜15
R,15G,15Bは各色で膜厚を変える必要がないの
で、通常のマスクを用いてITO膜をパターニングす
る。これにより、図16に示したように、赤色,緑色,
青色表示用の第2の層14R,14G,14Bの上にそ
れぞれ赤色,緑色,青色表示用透明導電膜15R,15
G,15Bが形成される。
Subsequently, an ITO film for forming the red, green, and blue display transparent conductive films 15R, 15G, and 15B is formed with a uniform thickness, for example, a thickness of 20 nm in the present embodiment. Transparent conductive film 15 for red, green and blue display
Since it is not necessary to change the film thickness of each of R, 15G and 15B for each color, the ITO film is patterned using a normal mask. As a result, as shown in FIG.
The red, green, and blue display transparent conductive films 15R and 15R are respectively formed on the blue display second layers 14R, 14G, and 14B.
G and 15B are formed.

【0076】次に、図1および図2に示したスペーサ1
6を形成するための酸化シリコン(SiO2 )膜を基板
11の表面から2.2μmの膜厚になるように成膜し、
この酸化シリコン膜をリフトオフ法によりパターニング
する。こうして、図17(A),(B)に示したよう
に、赤色,緑色,青色光学多層構造体10R,10G,
10Bに対してそれぞれ一対のスペーサ16を形成す
る。
Next, the spacer 1 shown in FIGS.
A silicon oxide (SiO 2 ) film for forming 6 is formed to a thickness of 2.2 μm from the surface of the substrate 11,
This silicon oxide film is patterned by a lift-off method. Thus, as shown in FIGS. 17A and 17B, the red, green, and blue optical multilayer structures 10R, 10G,
A pair of spacers 16 is formed on each of the spacers 10B.

【0077】その後、例えばフッ化キセノン(Xe
2 )を用いたドライエッチングにより、犠牲層として
の非晶質シリコン膜42を除去する。こうして、図18
および図19に示したように、「λ/4」の光学的大き
さを有する赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,13
G,13Bが形成される。こうして、赤色,緑色,青色
表示用光学多層構造体10R,10G,10Bを備えた
カラー表示可能な光スイッチング素子10が完成する。
Thereafter, for example, xenon fluoride (Xe
The amorphous silicon film 42 as the sacrificial layer is removed by dry etching using F 2 ). Thus, FIG.
19, as shown in FIG. 19, the red, green, and blue display gaps 13R and 13 having an optical size of “λ / 4”.
G and 13B are formed. In this manner, the optical switching element 10 capable of displaying a color including the optical multilayer structures 10R, 10G, and 10B for displaying red, green, and blue is completed.

【0078】なお、図1ないし図19では一個の光スイ
ッチング素子10を示しているが、実際には、多数の光
スイッチング素子10が基板11上に2次元アレイ状に
作製されて図示しない光スイッチング素子アレイを構成
している。そして、さらにスペーサ16を介してこの光
スイッチング素子アレイ全体に共通のカバーガラス17
(図1参照)が接合される。カバーガラス17の裏面に
は、色再現性を向上させるための赤色,緑色,青色フィ
ルタ18R,18G,18Bが予め形成されている。カ
バーガラス17を接合する際には、光スイッチング素子
アレイの内部を窒素(N2 )またはヘリウム(He)雰
囲気にして封止する。内部の圧力は、用途に応じて必要
な光スイッチング素子10の減衰を考慮して決定され、
本実施の形態では例えば50KPaのヘリウム雰囲気と
する。
Although one optical switching element 10 is shown in FIGS. 1 to 19, in practice, a large number of optical switching elements 10 are formed in a two-dimensional array An element array is configured. Further, a cover glass 17 common to the entire optical switching element array is further provided via a spacer 16.
(See FIG. 1). Red, green, and blue filters 18R, 18G, and 18B for improving color reproducibility are formed on the back surface of the cover glass 17 in advance. When joining the cover glass 17, the inside of the optical switching element array is sealed in a nitrogen (N 2 ) or helium (He) atmosphere. The internal pressure is determined in consideration of the required attenuation of the optical switching element 10 depending on the application,
In the present embodiment, for example, a helium atmosphere of 50 KPa is used.

【0079】その後、2次元アレイ状に形成されている
光スイッチング素子10を個々に分割してチップ化す
る。光スイッチング素子10のチップ化は、例えば、ま
ずカバーガラス17をダイシングし、その後基板11を
ダイシングすることにより行うことができる。
Thereafter, the optical switching elements 10 formed in a two-dimensional array are individually divided into chips. The optical switching element 10 can be formed into a chip by, for example, first dicing the cover glass 17 and then dicing the substrate 11.

【0080】上記のような構造を有する光スイッチング
素子10の赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体10
R,10G,10Bは、赤色,緑色,青色表示用間隙部
13R,13G,13Bの光学的な大きさを、λ/4の
奇数倍とλ/4の偶数倍(0を含む)との間(例えば
「λ/4」と「0」との間)で、2値的あるいは連続的
に変化させることによって、入射した光の反射,透過若
しくは吸収の量を変化させるものである。赤色,緑色,
青色表示用光学多層構造体10R,10G,10Bを構
成する各層または間隙部は、その光学的または物理的な
膜厚または大きさが各色ごとに最適化されており、これ
により光スイッチング素子10はカラー表示可能とな
る。
The optical multilayer structure 10 for displaying red, green, and blue light of the optical switching element 10 having the above-described structure.
R, 10G, and 10B indicate the optical size of the red, green, and blue display gaps 13R, 13G, and 13B between odd multiples of λ / 4 and even multiples of λ / 4 (including 0). (For example, between “λ / 4” and “0”), the amount of reflection, transmission, or absorption of incident light is changed by changing the value in a binary or continuous manner. Red, green,
The optical or physical film thickness or size of each layer or gap constituting the blue display optical multilayer structure 10R, 10G, 10B is optimized for each color. Color display becomes possible.

【0081】本実施の形態においては、赤色,緑色,青
色表示用光学多層構造体10R,10G,10Bは、静
電気により駆動される。すなわち、赤色,緑色,青色表
示用透明導電膜15R,15G,15Bと、赤色,緑
色,青色表示用の第1の層12R,12G,12Bとの
間への電圧印加による電位差で生じた静電引力によっ
て、赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,13G,1
3Bの光学的な大きさを、例えば「λ/4」と「0」と
の間、あるいは「λ/4」と「λ/2」との間で2値的
に切り替える。勿論、赤色,緑色,青色表示用透明導電
膜15R,15G,15B、赤色,緑色,青色表示用の
第1の層12R,12G,12Bへの電圧印加を連続的
に変化させることにより、赤色,緑色,青色表示用間隙
部13R,13G,13Bの大きさをある値の範囲で連
続的に変化させ、入射した光の反射、若しくは透過ある
いは吸収等の量を連続的(アナログ的)に変化させるよ
うにすることもできる。
In the present embodiment, the red, green, and blue display optical multilayer structures 10R, 10G, and 10B are driven by static electricity. That is, the electrostatic force generated by the potential difference due to the voltage application between the red, green, and blue display transparent conductive films 15R, 15G, and 15B and the red, green, and blue display first layers 12R, 12G, and 12B. Red, green, and blue display gaps 13R, 13G, 1
The optical size of 3B is binary-switched, for example, between “λ / 4” and “0” or between “λ / 4” and “λ / 2”. Of course, by continuously changing the voltage application to the red, green, and blue display transparent conductive films 15R, 15G, and 15B and the red, green, and blue display first layers 12R, 12G, and 12B, the red, green, and blue display first conductive layers 15R, 12G, and 12B are continuously changed. The sizes of the green and blue display gaps 13R, 13G, and 13B are continuously changed within a certain value range, and the amount of reflected, transmitted, or absorbed incident light is changed continuously (in an analog manner). You can also do so.

【0082】ここで、赤色、緑色,青色表示用間隙部1
3R,13G,13Bの光学的な大きさを例えば上記の
「λ/4」と「0」との間で2値的に切り替えるとす
る。赤色,緑色,青色表示用透明導電膜15R,15
G,15Bと赤色,緑色,青色表示用の第1の層12
R,12G,12Bとの間の電位差が0Vであるとき
は、図20(A)に示したように、赤色,緑色,青色表
示用の第2の層14R,14G,14Bは赤色,緑色,
青色表示用の第1の層12R,12G,12Bに対して
離間した状態となり、赤色,緑色,青色表示用間隙部1
3R,13G,13Bの光学的な大きさは例えばすべて
「λ/4」である。このとき、入射光は反射され、画面
上は白となる。
Here, the red, green, and blue display gaps 1
It is assumed that the optical sizes of 3R, 13G, and 13B are binary-switched between, for example, the above-mentioned “λ / 4” and “0”. Red, green, and blue display transparent conductive films 15R, 15
G, 15B and first layer 12 for red, green, and blue display
When the potential difference between R, 12G, and 12B is 0 V, the second layers 14R, 14G, and 14B for displaying red, green, and blue are red, green, and blue, as shown in FIG.
The first display layers 12R, 12G, and 12B for blue display are separated from each other, and the red, green, and blue display gaps 1 are provided.
The optical size of each of 3R, 13G, and 13B is, for example, “λ / 4”. At this time, the incident light is reflected and becomes white on the screen.

【0083】これに対し、赤色,緑色,青色表示用透明
導電膜15R,15G,15Bに正の電圧(本実施の形
態では例えば+10V)を印加し、赤色,緑色,青色表
示用の第1の層12R,12G,12Bを接地し0Vと
すると、静電引力が発生する。この静電引力により、図
20(B)に示したように、赤色,緑色,青色表示用の
第2の層14R,14G,14Bが、赤色,緑色,青色
表示用の第1の層12R,12G,12Bに密着する。
こうして赤色、緑色,青色表示用間隙部13R,13
G,13Bの光学的な大きさがすべて「0」となる。こ
のとき、基板11が例えばカーボンなどの光を吸収のあ
る不透明な材料から構成されていれば、入射した光は基
板11に完全に吸収され、画面上は黒となる。
On the other hand, a positive voltage (for example, +10 V in this embodiment) is applied to the red, green, and blue display transparent conductive films 15R, 15G, and 15B, and the first red, green, and blue display is performed. When the layers 12R, 12G, and 12B are grounded and set to 0 V, an electrostatic attraction is generated. Due to this electrostatic attraction, as shown in FIG. 20B, the second layers 14R, 14G, and 14B for displaying red, green, and blue become the first layers 12R, for displaying red, green, and blue. Adhere to 12G, 12B.
Thus, the gaps 13R, 13 for displaying red, green, and blue are displayed.
The optical sizes of G and 13B are all “0”. At this time, if the substrate 11 is made of an opaque material that absorbs light such as carbon, incident light is completely absorbed by the substrate 11 and becomes black on the screen.

【0084】勿論、赤色,緑色,青色表示用光学多層構
造体10R,10G,10Bはそれぞれ個別に駆動され
ることも可能である。例えば、図20(A)の状態にお
いて、緑色,青色表示用透明導電膜15G,15Bに正
の電圧(本実施の形態では例えば+10V)を印加し、
緑色,青色表示用の第1の層12G,12Bを接地し0
Vとすると、静電引力が発生する。この静電引力によ
り、図21(A)に示したように、緑色,青色表示用の
第2の層14G,14Bが、緑色,青色表示用の第1の
層12G,12Bに密着する一方、赤色表示用の第2の
層14Rは赤色表示用の第1の層12Rから離間した状
態を保つ。こうして、緑色,青色表示用間隙部13G,
13Bの光学的な大きさが「0」となり、赤色表示用間
隙部13Rの光学的な大きさは「λ/4」となる。この
とき、緑色,青色表示用光学多層構造体10G,10B
に入射した光は基板11に完全に吸収され、赤色表示用
光学多層構造体10Rに入射した光のみが反射されるの
で、画面上は赤となる。
Of course, the red, green, and blue display optical multilayer structures 10R, 10G, and 10B can be individually driven. For example, in the state of FIG. 20A, a positive voltage (for example, +10 V in the present embodiment) is applied to the green and blue display transparent conductive films 15G and 15B,
The first layers 12G and 12B for displaying green and blue are grounded to zero.
If V, electrostatic attraction is generated. Due to this electrostatic attraction, as shown in FIG. 21A, the green and blue display second layers 14G and 14B adhere to the green and blue display first layers 12G and 12B, respectively. The second layer 14R for displaying red is kept separated from the first layer 12R for displaying red. Thus, the green and blue display gaps 13G,
The optical size of 13B is “0”, and the optical size of the red display gap 13R is “λ / 4”. At this time, the green and blue display optical multilayer structures 10G and 10B
Is completely absorbed by the substrate 11, and only the light that has entered the optical multilayer structure for red display 10R is reflected, so that the screen becomes red.

【0085】また、例えば、図20(A)の状態におい
て、青色表示用透明導電膜15Bに正の電圧(本実施の
形態では例えば+10V)を印加し、青色表示用の第1
の層12Bを接地し0Vとすると、静電引力が発生す
る。この静電引力により、図21(B)に示したよう
に、青色表示用の第2の層14Bが、青色表示用の第1
の層12Bに密着する一方、赤色,緑色表示用の第2の
層14R,14Gは赤色,緑色表示用の第1の層12
R,12Gから離間した状態を保つ。こうして、青色表
示用間隙部13Bの光学的な大きさが「0」となり、赤
色,緑色表示用間隙部13R,13Gの光学的な大きさ
は「λ/4」となる。このとき、青色表示用光学多層構
造体10Bに入射した光は基板11に完全に吸収され、
赤色,緑色表示用光学多層構造体10R,10Gに入射
した光のみが反射されるので、画面上は黄色となる。
For example, in the state shown in FIG. 20A, a positive voltage (for example, +10 V in the present embodiment) is applied to the transparent conductive film 15B for blue display, and the first conductive film 15B for blue display is applied.
When the layer 12B is grounded to 0 V, an electrostatic attraction is generated. Due to this electrostatic attraction, as shown in FIG. 21B, the second layer 14B for blue display becomes the first layer for blue display.
The second layers 14R and 14G for displaying red and green are in close contact with the first layer 12B for displaying red and green.
Maintain a state separated from R and 12G. Thus, the optical size of the blue display gap 13B is “0”, and the optical size of the red and green display gaps 13R and 13G is “λ / 4”. At this time, the light incident on the blue display optical multilayer structure 10B is completely absorbed by the substrate 11, and
Since only the light that has entered the optical multilayer structures 10R and 10G for displaying red and green is reflected, the screen turns yellow.

【0086】このように本実施の形態では、同一の基板
11上に、各層(または間隙部)の膜厚(または大き
さ)が各色で互いに異なる以外は同一の構成を有する赤
色,緑色,青色表示用光学多層構造体10R,10G,
10Bを作製することにより光スイッチング素子10を
作製するようにしたので、簡単な構成でカラー表示可能
な光スイッチング素子10を実現することができる。さ
らに、一個の光スイッチング素子10が画面上の1ピク
セルを構成するので、例えば1つのピクセルに6本の格
子状のリボンが必要となるGLVに比べて構成が簡単で
あり、寸法を小さくすることができる。したがって、画
像表示装置に適用した場合に、小型軽量化が可能となる
とともに、小型であるだけに応答速度が速くなるので、
動きの速い動画表示の品質向上が期待できる。
As described above, in the present embodiment, red, green, and blue having the same configuration on the same substrate 11 except that the film thickness (or size) of each layer (or gap) is different for each color. Display optical multilayer structures 10R, 10G,
Since the optical switching element 10 is manufactured by manufacturing the optical switching element 10B, the optical switching element 10 capable of performing color display with a simple configuration can be realized. Furthermore, since one optical switching element 10 forms one pixel on the screen, the configuration is simpler and the size is smaller than, for example, a GLV in which one pixel requires six grid ribbons. Can be. Therefore, when applied to an image display device, the size and weight can be reduced, and the response speed increases as the size is reduced.
It can be expected to improve the quality of fast moving video display.

【0087】また、本実施の形態では、基板11および
赤色,緑色,青色表示用の第1の層12R,12G,1
2Bの屈折率はある範囲の任意の値であれば良いため、
材料の選択の自由度が広くなる。また、基板11を不透
明な材料により構成した場合には、低反射時において入
射光は基板11に吸収されるので、迷光などが発生する
心配はなくなり、画像表示装置に適用した場合にコント
ラストが向上する。
In the present embodiment, the substrate 11 and the first layers 12R, 12G, 1
Since the refractive index of 2B may be any value within a certain range,
The degree of freedom in material selection is increased. Further, when the substrate 11 is made of an opaque material, incident light is absorbed by the substrate 11 at the time of low reflection, so that there is no fear of generating stray light and the like, and the contrast is improved when applied to an image display device. I do.

【0088】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10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。
In addition, in the present embodiment, if a plurality of optical switching elements 10 are assigned to one pixel, they can be driven independently of each other. Therefore, when performing gradation display of image display as an image display device, In addition to the time-division method, gradation display by area is also possible.

【0089】また、本実施の形態では、上述の光スイッ
チング素子10の製造方法において、赤色,緑色,青色
表示用光学多層構造体10R,10G,10Bの各層
(または間隙部)を形成する際に成膜する第1,第2,
第3のフォトレジスト層21,22,23を、第1,第
2,第3のグレースケールマスク31,32,33を用
いて3次元加工するようにしたので、工程数を減少させ
ることができ、各層(または間隙部)の膜厚(または大
きさ)が各色で異なる赤色,緑色,青色表示用光学多層
構造体10R,10G,10Bを容易に精度良く形成で
きる。
Further, in the present embodiment, in the method of manufacturing the optical switching element 10 described above, the respective layers (or gaps) of the red, green, and blue display optical multilayer structures 10R, 10G, and 10B are formed. First, second and second
Since the third photoresist layers 21, 22, and 23 are three-dimensionally processed using the first, second, and third gray scale masks 31, 32, and 33, the number of steps can be reduced. The red, green, and blue display optical multilayer structures 10R, 10G, and 10B in which the thickness (or size) of each layer (or gap) differs for each color can be easily and accurately formed.

【0090】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施の形態に係る光スイッチング素子について説明す
る。本実施の形態に係る光スイッチング素子は、図1に
示した第1の実施の形態に係る光スイッチング素子と製
造方法のみにおいて異なり、その他は、第1の実施の形
態と同一の構成、作用および効果を有している。よっ
て、同一の構成要素には同一の符号を付し、ここではそ
の詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described.
An optical switching element according to the embodiment will be described. The optical switching element according to the present embodiment is different from the optical switching element according to the first embodiment shown in FIG. 1 only in the manufacturing method, and the other configurations and operations are the same as those of the first embodiment. Has an effect. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0091】本実施の形態に係る光スイッチング素子の
製造方法は、以下の点で第1の実施の形態と異なってい
る。すなわち、第1の実施の形態においては、各層(ま
たは間隙部)の膜厚(または大きさ)が各色で互いに異
なる赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体10R,1
0G,10Bを同一の基板11上に形成するために、第
1ないし第3のグレースケールマスク31,32,33
を用いる。これに対して、本実施の形態においては、リ
フトオフ法を用いて、各色ごとに別々の工程で所望の膜
厚を有する層を形成するようにしている。
The manufacturing method of the optical switching element according to the present embodiment is different from the first embodiment in the following points. That is, in the first embodiment, the red, green, and blue display optical multilayer structures 10R, 1R in which the film thickness (or size) of each layer (or gap) is different from each other for each color.
The first to third gray scale masks 31, 32, and 33 are used in order to form 0G and 10B on the same substrate 11.
Is used. On the other hand, in this embodiment, a layer having a desired film thickness is formed in a separate step for each color by using a lift-off method.

【0092】以下、図22ないし図49を参照して、本
実施の形態に係る光スイッチング素子の製造方法につい
て説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing the optical switching element according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0093】まず、図22に示したように、例えばカー
ボンからなる基板11を用意する。この基板上に、互い
に膜厚の異なる赤色,緑色,青色表示用の第1の層12
R,12G,12Bを、各色ごとに別々の工程で形成す
る。
First, as shown in FIG. 22, a substrate 11 made of, for example, carbon is prepared. On this substrate, first layers 12 for displaying red, green, and blue having different thicknesses from each other are provided.
R, 12G, and 12B are formed in separate steps for each color.

【0094】初めに、この基板11の全面にわたってフ
ォトレジストを塗布し、図示しない通常のマスクを用い
て露光する。これによりフォトレジストをパターニング
し、図23に示したように、赤色表示用の第1の層12
Rを形成するためのフォトレジスト膜61を形成する。
First, a photoresist is applied over the entire surface of the substrate 11 and exposed using a normal mask (not shown). As a result, the photoresist is patterned, and as shown in FIG.
A photoresist film 61 for forming R is formed.

【0095】続いて、図24に示したように、基板11
およびフォトレジスト膜61の全面にわたって、赤色,
緑色,青色表示用の第1の層12R,12G,12Bの
上述した材料からなる薄膜として例えばタンタル(T
a)膜62を成膜する。上述のように、本実施の形態に
おいては、赤色表示用の第1の層12Rの膜厚は例えば
12.8nmであるから、タンタル膜62の膜厚も1
2.8nmとする。
Subsequently, as shown in FIG.
And red, over the entire surface of the photoresist film 61.
As a thin film made of the above-described material for the first layers 12R, 12G, and 12B for displaying green and blue, for example, tantalum (T
a) The film 62 is formed. As described above, in the present embodiment, since the thickness of the first layer 12R for red display is, for example, 12.8 nm, the thickness of the tantalum film 62 is also 1
2.8 nm.

【0096】その後、リフトオフ法を用いて、フォトレ
ジスト膜61を、その上に成膜されているタンタル膜6
2とともに除去する。これにより、図25に示したよう
に、タンタルからなる所望の膜厚の赤色表示用の第1の
層12Rが形成される。
Thereafter, a photoresist film 61 is formed on the tantalum film 6
Remove with 2. As a result, as shown in FIG. 25, a first layer 12R for red display having a desired film thickness made of tantalum is formed.

【0097】次に、基板11および赤色表示用の第1の
層12Rの全面にわたってフォトレジストを塗布し、図
示しない通常のマスクを用いて露光する。これによりフ
ォトレジストをパターニングし、図26に示したよう
に、緑色表示用の第1の層12Gを形成するためのフォ
トレジスト膜63を形成する。
Next, a photoresist is applied to the entire surface of the substrate 11 and the first layer 12R for red display, and is exposed using a normal mask (not shown). Thus, the photoresist is patterned, and as shown in FIG. 26, a photoresist film 63 for forming the first layer 12G for green display is formed.

【0098】続いて、図27に示したように、基板11
およびフォトレジスト膜63の全面にわたって、タンタ
ル(Ta)膜64を成膜する。上述のように、本実施の
形態においては、緑色表示用の第1の層12Gの膜厚は
例えば21.6nmであるから、タンタル膜64の膜厚
も21.6nmとする。
Subsequently, as shown in FIG.
A tantalum (Ta) film 64 is formed over the entire surface of the photoresist film 63. As described above, in the present embodiment, the thickness of the first layer 12G for green display is, for example, 21.6 nm, so that the thickness of the tantalum film 64 is also 21.6 nm.

【0099】その後、リフトオフ法を用いて、フォトレ
ジスト膜63を、その上に成膜されているタンタル膜6
4とともに除去する。これにより、図28に示したよう
に、タンタルからなる所望の膜厚の緑色表示用の第1の
層12Gが形成される。
Thereafter, a photoresist film 63 is formed on the tantalum film 6
Remove with 4. As a result, as shown in FIG. 28, a first layer 12G for displaying green with a desired film thickness made of tantalum is formed.

【0100】更にまた、基板11および赤色,緑色表示
用の第1の層12R,12Gの全面にわたってフォトレ
ジストを塗布し、図示しない通常のマスクを用いて露光
する。これによりフォトレジストをパターニングし、図
29に示したように、青色表示用の第1の層12Bを形
成するためのフォトレジスト膜65を形成する。
Further, a photoresist is applied to the entire surface of the substrate 11 and the first layers 12R and 12G for displaying red and green, and is exposed using a normal mask (not shown). Thus, the photoresist is patterned, and as shown in FIG. 29, a photoresist film 65 for forming the first layer 12B for blue display is formed.

【0101】続いて、図30に示したように、基板11
およびフォトレジスト膜65の全面にわたって、タンタ
ル(Ta)膜66を成膜する。上述のように、本実施の
形態においては、青色表示用の第1の層12Bの膜厚は
例えば16.3nmであるから、タンタル膜66の膜厚
も16.3nmとする。
Subsequently, as shown in FIG.
Then, a tantalum (Ta) film 66 is formed over the entire surface of the photoresist film 65. As described above, in the present embodiment, since the thickness of the first layer 12B for blue display is, for example, 16.3 nm, the thickness of the tantalum film 66 is also set to 16.3 nm.

【0102】その後、リフトオフ法を用いて、フォトレ
ジスト膜65を、その上に成膜されているタンタル膜6
6とともに除去する。これにより、図31に示したよう
に、タンタルからなる所望の膜厚の青色表示用の第1の
層12Bが形成される。
Thereafter, a photoresist film 65 is formed on the tantalum film 6
Remove with 6. As a result, as shown in FIG. 31, the first layer 12B for blue display having a desired film thickness made of tantalum is formed.

【0103】以上のようにして、それぞれ所望の膜厚を
有する赤色,緑色,青色表示用の第1の層12R,12
G,12Bが各色ごとに別々の工程により完成する。次
に、各色で互いに大きさの異なる赤色,緑色,青色表示
用間隙部13R,13G,13Bを形成するための犠牲
層としての非晶質シリコン膜を、各色ごとに別々の工程
により形成する。
As described above, the first layers 12R, 12R for displaying red, green, and blue, each having a desired film thickness, are provided.
G and 12B are completed by separate processes for each color. Next, an amorphous silicon film is formed as a sacrificial layer for forming the red, green, and blue display gaps 13R, 13G, and 13B having different sizes for each color by a separate process for each color.

【0104】まず、基板11および赤色,緑色,青色表
示用の第1の層12R,12G,12Bの全面にわたっ
てフォトレジストを塗布し、図示しない通常のマスクを
用いて露光する。これによりフォトレジストをパターニ
ングし、図32に示したように、赤色表示用間隙部13
Rを形成するための犠牲層としての非晶質シリコン膜6
8(図33参照)を形成するためのフォトレジスト膜6
7を形成する。
First, a photoresist is applied over the entire surface of the substrate 11 and the first layers 12R, 12G, and 12B for displaying red, green, and blue, and is exposed using a normal mask (not shown). As a result, the photoresist is patterned, and as shown in FIG.
Amorphous silicon film 6 as sacrificial layer for forming R
8 (see FIG. 33) for forming a photoresist film 6
7 is formed.

【0105】次に、図33に示したように、フォトレジ
スト膜67および赤色表示用の第1の層12Rの全面に
わたって、非晶質シリコン(a−Si)膜68を成膜す
る。上述のように、本実施の形態においては、赤色表示
用間隙部13Rの大きさは例えば162.5nmである
から、非晶質シリコン膜68の膜厚も162.5nmと
する。
Next, as shown in FIG. 33, an amorphous silicon (a-Si) film 68 is formed over the entire surface of the photoresist film 67 and the first layer 12R for red display. As described above, in the present embodiment, since the size of the red display gap 13R is, for example, 162.5 nm, the thickness of the amorphous silicon film 68 is also set to 162.5 nm.

【0106】その後、リフトオフ法を用いて、フォトレ
ジスト膜67を、その上に成膜されている非晶質シリコ
ン膜68とともに除去する。これにより、図34に示し
たように、所望の大きさを有する赤色表示用間隙部13
Rを形成するための犠牲層としての非晶質シリコン膜6
8が形成される。
Thereafter, the photoresist film 67 is removed together with the amorphous silicon film 68 formed thereon by using the lift-off method. Thus, as shown in FIG. 34, the red display gap 13 having a desired size is formed.
Amorphous silicon film 6 as sacrificial layer for forming R
8 are formed.

【0107】続いて、基板11、非晶質シリコン膜68
および緑色,青色表示用の第1の層12G,12Bの全
面にわたってフォトレジストを塗布し、図示しない通常
のマスクを用いて露光する。これによりフォトレジスト
をパターニングし、図35に示したように、緑色表示用
間隙部13Gを形成するための犠牲層としての非晶質シ
リコン膜70(図36参照)を形成するためのフォトレ
ジスト膜69を形成する。
Subsequently, the substrate 11, the amorphous silicon film 68
Then, a photoresist is applied over the entire surface of the first layers 12G and 12B for displaying green and blue, and is exposed using a normal mask (not shown). Thereby, the photoresist is patterned, and as shown in FIG. 35, a photoresist film for forming an amorphous silicon film 70 (see FIG. 36) as a sacrificial layer for forming the green display gap 13G. Form 69.

【0108】次に、図36に示したように、フォトレジ
スト膜69および緑色表示用の第1の層12Gの全面に
わたって、非晶質シリコン(a−Si)膜70を成膜す
る。上述のように、本実施の形態においては、緑色表示
用間隙部13Gの大きさは例えば137.5nmである
から、非晶質シリコン膜70の膜厚も137.5nmと
する。
Next, as shown in FIG. 36, an amorphous silicon (a-Si) film 70 is formed over the entire surface of the photoresist film 69 and the first layer 12G for green display. As described above, in the present embodiment, since the size of the green display gap 13G is, for example, 137.5 nm, the thickness of the amorphous silicon film 70 is also 137.5 nm.

【0109】その後、リフトオフ法を用いて、フォトレ
ジスト膜69を、その上に成膜されている非晶質シリコ
ン膜70とともに除去する。これにより、図37に示し
たように、所望の大きさを有する緑色表示用間隙部13
Gを形成するための犠牲層としての非晶質シリコン膜7
0が形成される。
Thereafter, the photoresist film 69 is removed together with the amorphous silicon film 70 formed thereon using the lift-off method. As a result, as shown in FIG. 37, the green display gap 13 having a desired size is formed.
Amorphous silicon film 7 as sacrificial layer for forming G
0 is formed.

【0110】更にまた、基板11、非晶質シリコン膜6
8,70および青色表示用の第1の層12Bの全面にわ
たってフォトレジストを塗布し、図示しない通常のマス
クを用いて露光する。これによりフォトレジストをパタ
ーニングし、図38に示したように、青色表示用間隙部
13Bを形成するための犠牲層としての非晶質シリコン
膜72(図39参照)を形成するためのフォトレジスト
膜71を形成する。
Further, the substrate 11, the amorphous silicon film 6
A photoresist is applied to the entire surface of the first layer 12B for blue display, and the first layer 12B for blue display, and is exposed using a normal mask (not shown). Thus, the photoresist is patterned, and as shown in FIG. 38, a photoresist film for forming an amorphous silicon film 72 (see FIG. 39) as a sacrificial layer for forming the blue display gap 13B. 71 is formed.

【0111】次に、図39に示したように、フォトレジ
スト膜71および青色表示用の第1の層12Bの全面に
わたって、非晶質シリコン(a−Si)膜72を成膜す
る。上述のように、本実施の形態においては、青色表示
用間隙部13Bの大きさは例えば112.5nmである
から、非晶質シリコン膜72の膜厚も112.5nmと
する。
Next, as shown in FIG. 39, an amorphous silicon (a-Si) film 72 is formed over the entire surface of the photoresist film 71 and the first layer 12B for blue display. As described above, in the present embodiment, since the size of the blue display gap 13B is, for example, 112.5 nm, the thickness of the amorphous silicon film 72 is also set to 112.5 nm.

【0112】その後、リフトオフ法を用いて、フォトレ
ジスト膜71を、その上に成膜されている非晶質シリコ
ン膜72とともに除去する。これにより、図40に示し
たように、所望の大きさを有する青色表示用間隙部13
Bを形成するための犠牲層としての非晶質シリコン膜7
2が形成される。
Thereafter, the photoresist film 71 is removed together with the amorphous silicon film 72 formed thereon by using a lift-off method. Thereby, as shown in FIG. 40, the blue display gap 13 having a desired size is formed.
Amorphous silicon film 7 as sacrificial layer for forming B
2 are formed.

【0113】以上のようにして、それぞれ所望の大きさ
を有する赤色,緑色,青色表示用間隙部13R,13
G,13Bを形成するための犠牲層としての非晶質シリ
コン膜68,70,72が各色ごとに別々の工程により
完成する。次に、各色で互いに膜厚の異なる赤色,緑
色,青色表示用の第2の層14R,14G,14Bを、
各色ごとに別々の工程により形成する。
As described above, the red, green, and blue display gaps 13R, 13R each having a desired size are provided.
Amorphous silicon films 68, 70, 72 as sacrificial layers for forming G, 13B are completed by separate processes for each color. Next, second layers 14R, 14G, and 14B for displaying red, green, and blue having different thicknesses from each other are formed.
It is formed by a separate process for each color.

【0114】まず、基板11および非晶質シリコン膜6
8,70,72の全面にわたって、フォトレジストを塗
布し、図示しない通常のマスクを用いて露光する。これ
によりフォトレジストをパターニングし、図41に示し
たように、赤色表示用の第2の層14Rを形成するため
のフォトレジスト膜73を形成する。
First, the substrate 11 and the amorphous silicon film 6
A photoresist is applied over the entire surface of each of 8, 70, and 72, and is exposed using a normal mask (not shown). Thus, the photoresist is patterned, and as shown in FIG. 41, a photoresist film 73 for forming the second layer 14R for red display is formed.

【0115】続いて、図42に示したように、フォトレ
ジスト膜73および非晶質シリコン膜68の全面にわた
って、赤色,緑色,青色表示用の第2の層14R,14
G,14Bの上述した材料からなる薄膜として例えば窒
化ケイ素(SiNx )膜74を成膜する。上述のよう
に、本実施の形態においては、赤色表示用の第2の層1
4Rの膜厚は例えば32.8nmであるから、窒化ケイ
素膜74の膜厚も32.8nmとする。
Subsequently, as shown in FIG. 42, the second layers 14R, 14 for displaying red, green, and blue are formed over the entire surface of the photoresist film 73 and the amorphous silicon film 68.
For example, a silicon nitride (SiN x ) film 74 is formed as a thin film made of the above materials G and 14B. As described above, in the present embodiment, the second layer 1 for red display is used.
Since the thickness of 4R is, for example, 32.8 nm, the thickness of silicon nitride film 74 is also 32.8 nm.

【0116】その後、リフトオフ法を用いて、フォトレ
ジスト膜73を、その上に成膜されている窒化ケイ素膜
74とともに除去する。これにより、図43に示したよ
うに、窒化ケイ素からなる所望の膜厚の赤色表示用の第
2の層14Rが形成される。
Thereafter, the photoresist film 73 is removed together with the silicon nitride film 74 formed thereon by using a lift-off method. As a result, as shown in FIG. 43, a second layer 14R for red display having a desired film thickness made of silicon nitride is formed.

【0117】次に、基板11、赤色表示用の第2の層1
4Rおよび非晶質シリコン膜70,72の全面にわたっ
て、フォトレジストを塗布し、図示しない通常のマスク
を用いて露光する。これによりフォトレジストをパター
ニングし、図44に示したように、緑色表示用の第2の
層14Gを形成するためのフォトレジスト膜75を形成
する。
Next, the substrate 11, the second layer 1 for red display
A photoresist is applied over the entire surface of the 4R and amorphous silicon films 70 and 72, and is exposed using a normal mask (not shown). Thus, the photoresist is patterned, and as shown in FIG. 44, a photoresist film 75 for forming the second layer 14G for green display is formed.

【0118】続いて、図45に示したように、フォトレ
ジスト膜75および非晶質シリコン膜70の全面にわた
って、窒化ケイ素(SiNx )膜76を成膜する。上述
のように、本実施の形態においては、緑色表示用の第2
の層14Gの膜厚は例えば31.7nmであるから、窒
化ケイ素膜76の膜厚も31.7nmとする。
Subsequently, as shown in FIG. 45, a silicon nitride (SiN x ) film 76 is formed over the entire surface of the photoresist film 75 and the amorphous silicon film 70. As described above, in the present embodiment, the second display for green display is performed.
Since the thickness of the layer 14G is, for example, 31.7 nm, the thickness of the silicon nitride film 76 is also 31.7 nm.

【0119】その後、リフトオフ法を用いて、フォトレ
ジスト膜75を、その上に成膜されている窒化ケイ素膜
76とともに除去する。これにより、図46に示したよ
うに、窒化ケイ素からなる所望の膜厚の緑色表示用の第
2の層14Gが形成される。
Thereafter, the photoresist film 75 is removed together with the silicon nitride film 76 formed thereon by using a lift-off method. As a result, as shown in FIG. 46, a second layer 14G for green display having a desired film thickness made of silicon nitride is formed.

【0120】更にまた、基板11、赤色,緑色表示用の
第2の層14R,14Gおよび非晶質シリコン膜72の
全面にわたって、フォトレジストを塗布し、図示しない
通常のマスクを用いて露光する。これによりフォトレジ
ストをパターニングし、図47に示したように、青色表
示用の第2の層14Bを形成するためのフォトレジスト
膜77を形成する。
Further, a photoresist is applied over the entire surface of the substrate 11, the second layers 14R and 14G for displaying red and green, and the amorphous silicon film 72, and is exposed using a normal mask (not shown). Thus, the photoresist is patterned, and as shown in FIG. 47, a photoresist film 77 for forming the second layer 14B for blue display is formed.

【0121】続いて、図48に示したように、フォトレ
ジスト膜77および非晶質シリコン膜72の全面にわた
って、窒化ケイ素(SiNx )膜78を成膜する。上述
のように、本実施の形態においては、青色表示用の第2
の層14Bの膜厚は例えば22.8nmであるから、窒
化ケイ素膜78の膜厚も22.8nmとする。
Subsequently, as shown in FIG. 48, a silicon nitride (SiN x ) film 78 is formed over the entire surface of the photoresist film 77 and the amorphous silicon film 72. As described above, in the present embodiment, the second display for blue display is performed.
Since the thickness of the layer 14B is, for example, 22.8 nm, the thickness of the silicon nitride film 78 is also 22.8 nm.

【0122】その後、リフトオフ法を用いて、フォトレ
ジスト膜77を、その上に成膜されている窒化ケイ素膜
78とともに除去する。これにより、図49に示したよ
うに、窒化ケイ素からなる所望の膜厚の青色表示用の第
2の層14Bが形成される。
Thereafter, the photoresist film 77 is removed together with the silicon nitride film 78 formed thereon by using a lift-off method. As a result, as shown in FIG. 49, a second layer 14B for blue display having a desired film thickness made of silicon nitride is formed.

【0123】この後は、第1の実施の形態において図1
6ないし図19を参照して説明した製造工程により、図
1および図2に示したような光スイッチング素子10が
完成する。したがって、この後に続く工程に関する詳細
な説明はこれを省略する。
Thereafter, in the first embodiment, FIG.
By the manufacturing steps described with reference to FIGS. 6 to 19, the optical switching element 10 as shown in FIGS. 1 and 2 is completed. Therefore, a detailed description of the steps that follow is omitted.

【0124】上述のように、本実施の形態では、赤色,
緑色,青色表示用光学多層構造体10R,10G,10
Bの各層を、リフトオフ法を用いて、各色毎に別々の工
程により作製するようにしたので、工程数は多くなる
が、一般的なプロセスの反復によりカラー表示可能な光
スイッチング素子10を製造することができる。したが
って、グレースケールマスク31,32,33を用いる
第1の実施の形態に比べてプロセス条件を設定しやすい
という利点がある。
As described above, in the present embodiment, red,
Green / blue display optical multilayer structure 10R, 10G, 10
Since each layer of B is manufactured by a separate process for each color using the lift-off method, the number of processes is increased, but the optical switching element 10 capable of color display is manufactured by repeating a general process. be able to. Therefore, there is an advantage that the process conditions can be easily set as compared with the first embodiment using the gray scale masks 31, 32, and 33.

【0125】(第3の実施の形態)次に、本発明の第3
の実施の形態に係る光スイッチング素子について説明す
る。図50および図51は、本実施の形態に係る光スイ
ッチング素子80の概略構成を表すものである。光スイ
ッチング素子80は、同一の基板81に形成された赤
色,緑色,青色表示用光学多層構造体80R,80G,
80Bを有している。
(Third Embodiment) Next, the third embodiment of the present invention will be described.
The optical switching element according to the embodiment will be described. FIG. 50 and FIG. 51 show a schematic configuration of the optical switching element 80 according to the present embodiment. The optical switching element 80 includes optical multilayer structures 80R, 80G, for displaying red, green, and blue formed on the same substrate 81.
80B.

【0126】基板81には、赤色,緑色,青色表示用の
第1の層82R,82G,82Bにそれぞれ対応する3
次元形状を有する第1の凹部81R,第2の凹部81
G,第3の凹部81Bが形成されている。そして、赤
色,緑色,青色表示用の第1の層82R,82G,82
Bは、この第1の凹部81R,第2の凹部81G,第3
の凹部81Bに埋め込まれるように形成されている。こ
れ以外は、基板81および赤色,緑色,青色表示用の第
1の層82R,82G,82Bは第1の実施の形態に係
る基板11および赤色,緑色,青色表示用の第1の層1
2R,12G,12Bと同一の構成を有しているので、
これ以上の詳細な説明は省略する。
The substrate 81 has three layers corresponding to the first layers 82R, 82G, and 82B for displaying red, green, and blue, respectively.
First recess 81R and second recess 81 having a two-dimensional shape
G, a third concave portion 81B is formed. Then, the first layers 82R, 82G, 82 for displaying red, green, and blue are displayed.
B indicates the first concave portion 81R, the second concave portion 81G, and the third concave portion 81R.
Is formed so as to be embedded in the concave portion 81B. Except for this, the substrate 81 and the first layers 82R, 82G, and 82B for displaying red, green, and blue are the same as the substrate 11 and the first layer 1 for displaying red, green, and blue according to the first embodiment.
Since it has the same configuration as 2R, 12G, and 12B,
Further detailed description is omitted.

【0127】赤色,緑色,青色表示用の第1の層82
R,82G,82B以外は、光スイッチング素子80
は、すべて第1の実施の形態に係る光スイッチング素子
10と同一の構成,作用および効果を有している。よっ
て、同一の構成要素には同一の符号を付し、ここではそ
の詳細な説明を省略する。
First layer 82 for displaying red, green and blue
Except for R, 82G and 82B, the optical switching element 80
All have the same configuration, operation and effect as the optical switching element 10 according to the first embodiment. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0128】以下、図52ないし図55を参照して、本
実施の形態に係る光スイッチング素子80の製造方法の
うち、第1または第2の実施の形態と異なる工程、すな
わち赤色,緑色,青色表示用の第1の層82R,82
G,82Bを形成する工程のみについて説明する。
Referring to FIGS. 52 to 55, in the method of manufacturing optical switching element 80 according to the present embodiment, steps different from those in the first or second embodiment, that is, in red, green, and blue. First layers 82R, 82 for display
Only the steps of forming G and 82B will be described.

【0129】まず、図52に示したように、例えばカー
ボンからなる基板81を用意する。そして、図53に示
したように、この基板81に、赤色表示用の第1の層8
2Rと同じ3次元形状を有する第1の凹部81Rと、緑
色表示用の第1の層82Gと同じ3次元形状を有する第
2の凹部81Gと、青色表示用の第1の層82Bと同じ
3次元形状を有する第3の凹部81Bとを、例えばイオ
ンビームを用いて形成する。
First, as shown in FIG. 52, a substrate 81 made of, for example, carbon is prepared. Then, as shown in FIG. 53, the first layer 8 for displaying red is
A first recess 81R having the same three-dimensional shape as 2R, a second recess 81G having the same three-dimensional shape as the first layer 82G for green display, and a third recess 81G having the same three-dimensional shape as the first layer 82B for blue display. The third concave portion 81B having a dimensional shape is formed using, for example, an ion beam.

【0130】次に、図54に示したように、例えばCV
D法により、赤色,緑色,青色表示用の第1の層82
R,82G,82Bを形成するための薄膜として、例え
ばタンタル膜82を基板81の全面にわたって成膜す
る。
Next, as shown in FIG.
The first layer 82 for displaying red, green, and blue is formed by the D method.
For example, a tantalum film 82 is formed over the entire surface of the substrate 81 as a thin film for forming R, 82G, and 82B.

【0131】続いて、図55に示したように、CMP
(Chemical Mechanical Polishing )法により、タンタ
ル膜82を、赤色,緑色,青色表示用の第1の層82
R,82G,82Bの所望の膜厚になるよう成形し、平
坦化する。こうして、赤色,緑色,青色表示用の第1の
層82R,82G,82Bが基板81に埋め込まれた状
態で形成される。
Subsequently, as shown in FIG.
The tantalum film 82 is formed by a (Chemical Mechanical Polishing) method into a first layer 82 for displaying red, green and blue.
R, 82G, and 82B are formed into desired film thicknesses and flattened. Thus, the first layers 82R, 82G, and 82B for displaying red, green, and blue are formed in a state of being embedded in the substrate 81.

【0132】これに続いて、グレースケールマスクを用
いる第1の実施の形態またはリフトオフ法を用いる第2
の実施の形態の製造方法を用いて光スイッチング素子8
0の残りの各層(または間隙部)を形成することができ
る。ここでは、その詳細な説明は省略する。
Subsequently, the first embodiment using the gray scale mask or the second embodiment using the lift-off method is used.
Optical switching element 8 using the manufacturing method of the third embodiment.
Zero remaining layers (or gaps) can be formed. Here, the detailed description is omitted.

【0133】このように、本実施の形態によれば、赤
色,緑色,青色表示用の第1の層82R,82G,82
Bが基板81に埋め込まれた状態で形成されるので、赤
色,緑色,青色表示用の第1の層82R,82G,82
Bの表面が同一平面上に揃う。したがって、赤色,緑
色,青色表示用の第1の層82R,82G,82Bの膜
厚の差が解消され、赤色,緑色,青色表示用光学多層構
造体80R,80G,80Bの表面の段差が小さくな
る。これにより、光スイッチング素子80の表面の平坦
度が向上する。
As described above, according to the present embodiment, the first layers 82R, 82G, 82 for displaying red, green, and blue are displayed.
Since B is formed in a state embedded in the substrate 81, the first layers 82R, 82G, and 82 for displaying red, green, and blue are formed.
The surfaces of B are aligned on the same plane. Therefore, the difference in film thickness between the first layers 82R, 82G, and 82B for displaying red, green, and blue is eliminated, and the steps on the surfaces of the optical multilayer structures 80R, 80G, and 80B for displaying red, green, and blue are small. Become. Thereby, the flatness of the surface of the optical switching element 80 is improved.

【0134】(画像表示装置)図56は、本発明の一実
施の形態に係る画像表示装置の一例を表すものである。
この画像表示装置100は、上記各実施の形態に係る光
スイッチング素子10を用いた直視・反射型画像表示装
置である。勿論、光スイッチング素子10に代えて第3
の実施の形態に係る光スイッチング素子80を用いるこ
ともできることは言うまでもない。画像表示装置100
は、例えば基板101上に上記光スイッチング素子10
を2次元アレイ状に配置し、直視により画像を見ること
ができるようにしている。
(Image Display Apparatus) FIG. 56 shows an example of an image display apparatus according to one embodiment of the present invention.
The image display device 100 is a direct-view / reflection image display device using the optical switching element 10 according to each of the above-described embodiments. Of course, instead of the optical switching element 10, a third
It goes without saying that the optical switching element 80 according to the embodiment can also be used. Image display device 100
Is, for example, on the substrate 101, the optical switching element 10
Are arranged in a two-dimensional array so that an image can be viewed directly.

【0135】この画像表示装置100によれば、上記各
実施の形態に係る高速応答可能な光スイッチング素子1
0を用いているので、小型軽量化が可能であり、携帯情
報機器における直視・反射型画像表示装置の用途に好適
であるだけでなく、高速応答可能なので速い動きの動画
表示が可能である。また、光スイッチング素子10は、
反射型液晶と異なり偏光板を必要としないので、この画
像表示装置100は光の利用効率が高く、表示される画
像が明るくなる。
According to the image display device 100, the optical switching element 1 capable of high-speed response according to each of the above embodiments is provided.
Since 0 is used, it is possible to reduce the size and weight and not only to be suitable for use in a direct-view / reflection-type image display device in a portable information device, but also to be able to respond at high speed and to display a moving image with fast movement. Also, the optical switching element 10
Unlike the reflection type liquid crystal, since no polarizing plate is required, the image display device 100 has a high light use efficiency and a brighter image to be displayed.

【0136】加えて、光スイッチング素子10は電圧制
御の素子であるので、画像表示装置100に適用した場
合に消費電力が非常に小さくなる。更に、光スイッチン
グ素子10の基板11としてカーボンのような光の吸収
のある不透明な材料を用いれば、不要な光を基板11に
吸収させることができるので、この光スイッチング素子
10を用いた画像表示装置100はコントラスト向上が
期待できる。
In addition, since the optical switching element 10 is a voltage-controlled element, when it is applied to the image display device 100, the power consumption becomes very small. Furthermore, if an opaque material such as carbon that absorbs light is used as the substrate 11 of the optical switching element 10, unnecessary light can be absorbed by the substrate 11, so that image display using the optical switching element 10 The device 100 can be expected to improve the contrast.

【0137】以上実施の形態を挙げて本発明を説明した
が、本発明は上記実施の形態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、赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体10R,1
0G,10Bの駆動を静電気を利用して行う光スイッチ
ング素子10について説明したが、光学多層構造体の駆
動方法としては、静電気の他、トグル機構や圧電素子な
どのマイクロマシンを用いる方法、磁力を用いる方法
や、形状記憶合金を用いる方法、磁力を用いる方法な
ど、種々考えられる。
Although the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified. For example, in the above-described embodiment, the optical multilayer structure 10R, 1 for displaying red, green, and blue is used.
Although the optical switching element 10 that drives the 0G and 10B using static electricity has been described, as a method of driving the optical multilayer structure, in addition to static electricity, a method using a micromachine such as a toggle mechanism or a piezoelectric element, or a magnetic force is used. There are various methods such as a method, a method using a shape memory alloy, and a method using a magnetic force.

【0138】また、グレースケールマスクを用いる第1
の実施の形態の製造方法と、リフトオフ法を用いる第2
の実施の形態の製造方法は、適宜組み合わせて採用する
ことも可能である。
Further, the first method using a gray scale mask
Manufacturing method according to the embodiment of the present invention and a second method using a lift-off method.
The manufacturing methods according to the embodiments can be appropriately combined and adopted.

【0139】上記実施の形態では、ガラス基板101上
に光スイッチング素子10を2次元アレイ状に配置した
直視・反射型画像表示装置について説明したが、基板1
01の代わりに例えば膜厚2mm以内の柔軟性を有する
(フレキシブルな)基板を用いたペーパ−状のディスプ
レイとすることができるようにしてもよい。
In the above embodiment, a direct-view / reflection type image display device in which the optical switching elements 10 are arranged in a two-dimensional array on the glass substrate 101 has been described.
Instead of 01, a paper-like display using a flexible (flexible) substrate having a film thickness of, for example, 2 mm or less may be provided.

【0140】更に、上記実施の形態では、本発明の光ス
イッチング素子を直視・反射型画像表示装置に用いた例
について説明したが、直視・反射型画像表示装置に限ら
ず、プロジェクション型などの他の画像表示装置への適
用も可能であることは明らかである。さらに、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、画像表示装置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。
Further, in the above-described embodiment, an example was described in which the optical switching element of the present invention was used in a direct-view / reflection type image display device. It is clear that application to an image display device is also possible. Furthermore, the present invention can be applied to various devices such as an optical printer other than the image display device, for example, drawing an image on a photosensitive drum using an optical printer.

【0141】[0141]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし1
5のいずれか1に記載の光スイッチング素子によれば、
同一の基板上に、各層(または間隙部)の膜厚(または
大きさ)が各色で互いに異なる以外は同一の構成を有す
る赤色,緑色,青色表示用光学多層構造体を有するの
で、構成が簡単であり、寸法を小さくすることができ
る。したがって、画像表示装置に適用した場合に、小型
軽量化が可能となるとともに、小型であるだけに応答速
度が速くなるので、動きの速い動画表示の品質向上が期
待できるという効果を奏する。また、本発明の光スイッ
チング素子は、反射型液晶と異なり偏光板を必要としな
いので、本発明の光スイッチング素子を適用した画像表
示装置は光の利用効率が高くなり、表示される画像が明
るくなる。
As described above, claims 1 to 1
According to the optical switching element described in any one of Items 5,
Since the red, green, and blue display optical multilayer structures having the same configuration except that the film thickness (or size) of each layer (or gap) is different for each color on the same substrate, the configuration is simple. And the size can be reduced. Therefore, when applied to an image display device, the size and weight can be reduced, and the response speed increases as the size is reduced, so that the effect of improving the quality of moving image display with fast movement can be expected. Further, since the optical switching element of the present invention does not require a polarizing plate unlike the reflection type liquid crystal, the image display device to which the optical switching element of the present invention is applied has high light use efficiency, and the displayed image is bright. Become.

【0142】特に、請求項3,4または14に記載の光
スイッチング素子によれば、基板としてカーボンのよう
な光の吸収のある材料を用いたので、不要な光を基板に
吸収させることができる。したがって、この光スイッチ
ング素子を用いた画像表示装置はコントラスト向上が期
待できるという更なる効果をもたらす。
In particular, according to the optical switching element of the third, fourth or fourteenth aspect, since a material having light absorption such as carbon is used for the substrate, unnecessary light can be absorbed by the substrate. . Therefore, the image display device using the optical switching element has a further effect that an improvement in contrast can be expected.

【0143】また、特に、請求項10に記載の光スイッ
チング素子によれば、静電力により赤色,緑色,青色表
示用光学多層構造体を駆動するので、本発明の光スイッ
チング素子を用いた画像表示装置の消費電力が非常に小
さくなる。
According to the optical switching element of the tenth aspect, since the optical multilayer structure for displaying red, green and blue is driven by electrostatic force, image display using the optical switching element of the present invention is performed. The power consumption of the device is very low.

【0144】また、請求項16ないし25のいずれか1
に記載の光スイッチング素子の製造方法においては、赤
色,緑色,青色表示用光学多層構造体の各層(または間
隙部)を形成する際に、第1,第2,第3のグレースケ
ールマスクを用いるようにしたので、工程数を減少させ
ることができ、各層(または間隙部)の膜厚(または大
きさ)が各色で異なる赤色,緑色,青色表示用光学多層
構造体を容易に精度良く形成できるという効果がある。
In addition, any one of claims 16 to 25
In the method of manufacturing an optical switching element described in (1), the first, second, and third gray scale masks are used when forming each layer (or gap) of the optical multilayer structure for red, green, and blue display. As a result, the number of steps can be reduced, and a red, green, and blue display optical multilayer structure in which the film thickness (or size) of each layer (or gap) differs for each color can be easily and accurately formed. This has the effect.

【0145】また、請求項26ないし32のいずれか1
に記載の光スイッチング素子の製造方法によれば、赤
色,緑色,青色表示用光学多層構造体の各層(または間
隙部)を形成する際に、リフトオフ法を用いるようにし
たので、通常の製造プロセスの繰り返しによる製造が可
能となるとともに、プロセス条件の設定が容易になる。
Further, any one of claims 26 to 32
According to the method for manufacturing an optical switching element described in (1), the lift-off method is used when forming each layer (or gap) of the optical multilayer structure for red, green, and blue display. And the process conditions can be easily set.

【0146】また、請求項25または請求項32に記載
の光スイッチング素子の製造方法によれば、赤色,緑
色,青色表示用の第1の層が基板に埋め込まれた状態で
形成されるので、赤色,緑色,青色表示用の第1の層の
表面が同一平面上に揃う。したがって、赤色,緑色,青
色表示用の第1の層の膜厚の差が解消され、赤色,緑
色,青色表示用光学多層構造体の表面の段差が小さくな
る。これにより、光スイッチング素子の表面の平坦度が
向上するという効果を奏する。
According to the method for manufacturing an optical switching element according to the twenty-fifth or thirty-second aspect, the first layer for displaying red, green, and blue is formed in a state of being embedded in the substrate. The surfaces of the first layers for displaying red, green, and blue are aligned on the same plane. Therefore, the difference in film thickness between the first layers for displaying red, green, and blue is eliminated, and the step on the surface of the optical multilayer structure for displaying red, green, and blue is reduced. Thereby, there is an effect that the flatness of the surface of the optical switching element is improved.

【0147】請求項33に記載の画像表示装置では、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
元カラー画像が表示されるので、小型軽量化が可能であ
り、携帯情報機器における直視・反射型画像表示装置の
用途に好適であるだけでなく、高速応答可能なので速い
動きの動画表示が可能になる。
In the image display device according to the thirty-third aspect, 1
A two-dimensional color image is displayed by irradiating light to the plurality of optical switching elements of the present invention that are arranged two-dimensionally or two-dimensionally. Not only is it suitable for use as a reflection-type image display device, but also because it can respond at high speed, it is possible to display a moving image with fast movement.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る光スイッチン
グ素子の概略構成を表す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an optical switching element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した光スイッチング素子のII−II
線に沿った断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of the optical switching device shown in FIG.
It is sectional drawing along the line.

【図3】図1に示した光スイッチング素子の製造工程を
説明するための断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the optical switching element shown in FIG.

【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。
FIG. 4 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG.

【図5】図4の工程に続く工程を説明するための断面図
である。
FIG. 5 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG.

【図6】図5の工程に続く工程を説明するための断面図
である。
FIG. 6 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG.

【図7】図6の工程に続く工程を説明するための断面図
である。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG.

【図8】図7の工程に続く工程を説明するための断面図
である。
8 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG.

【図9】図8の工程に続く工程を説明するための断面図
である。
FIG. 9 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG.

【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。
FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG.

【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。
11 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG.

【図12】図11の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG.

【図13】図12の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG.

【図14】図13の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG.

【図15】図14の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG.

【図16】図15の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
16 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG.

【図17】図16の工程に続く工程を説明するための図
であり、(A)は平面図、(B)は(A)のB−B線に
沿った断面図である。
17A and 17B are views for explaining a step that follows the step of FIG. 16, wherein FIG. 17A is a plan view and FIG. 17B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.

【図18】図17の工程に続く工程を説明するための平
面図である。
FIG. 18 is a plan view illustrating a step that follows the step of FIG.

【図19】図18に示した光スイッチング素子の断面図
であり、(A)は図18のA−A線に沿った断面図、
(B)は図18のB−B線に沿った断面図である。
19 is a cross-sectional view of the optical switching element shown in FIG. 18, where (A) is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 18;
FIG. 19B is a sectional view taken along line BB of FIG. 18.

【図20】図1に示した光スイッチング素子の駆動を説
明するための断面図である。
20 is a cross-sectional view for explaining driving of the optical switching element shown in FIG.

【図21】図1に示した光スイッチング素子の駆動を説
明するための断面図である。
21 is a cross-sectional view for explaining driving of the optical switching element shown in FIG.

【図22】本発明の第2の実施の形態に係る光スイッチ
ング素子の製造工程を説明するための断面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the optical switching element according to the second embodiment of the present invention.

【図23】図22の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG. 22.

【図24】図23の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
24 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG.

【図25】図24の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 25 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG. 24.

【図26】図25の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 26 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG. 25.

【図27】図26の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 27 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG. 26.

【図28】図27の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 28 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG. 27.

【図29】図28の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 29 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG. 28.

【図30】図29の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 30 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG. 29.

【図31】図30の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 31 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG. 30.

【図32】図31の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 32 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG. 31.

【図33】図32の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 33 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG. 32.

【図34】図33の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 34 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG. 33.

【図35】図34の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 35 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG. 34.

【図36】図35の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 36 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG. 35.

【図37】図36の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 37 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG. 36.

【図38】図37の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 38 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG. 37.

【図39】図38の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 39 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG. 38.

【図40】図39の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
40 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG. 39.

【図41】図40の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 41 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG. 40.

【図42】図41の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 42 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG. 41.

【図43】図42の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 43 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG. 42.

【図44】図43の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 44 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG. 43.

【図45】図44の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 45 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG. 44.

【図46】図45の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 46 is a cross-sectional view for illustrating a step that follows the step of FIG. 45.

【図47】図46の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 47 is a cross-sectional view for illustrating a step that follows the step of FIG. 46.

【図48】図47の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 48 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG. 47.

【図49】図48の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 49 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG. 48.

【図50】本発明の第3の実施の形態に係る光スイッチ
ング素子の概略構成を表す平面図である。
FIG. 50 is a plan view illustrating a schematic configuration of an optical switching element according to a third embodiment of the present invention.

【図51】図50に示した光スイッチング素子の51−
51線に沿った断面図である。
FIG. 51—51- of the optical switching element shown in FIG. 50;
It is sectional drawing which followed the 51 line.

【図52】図50に示した光スイッチング素子の製造工
程を説明するための断面図である。
FIG. 52 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing step of the optical switching element shown in FIG. 50.

【図53】図51の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 53 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG. 51.

【図54】図52の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 54 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG. 52.

【図55】図53の工程に続く工程を説明するための断
面図である。
FIG. 55 is a cross-sectional view for describing a step that follows the step of FIG. 53.

【図56】本発明に係る画像表示装置の一例の構成を表
す図である。
FIG. 56 is a diagram illustrating a configuration of an example of an image display device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,80…光スイッチング素子、10R,80R…赤
色表示用光学多層構造体、10G,80G…緑色表示用
光学多層構造体、10B,80B…青色表示用光学多層
構造体、11,81…基板、12R,82R…赤色表示
用の第1の層、12G,82G…緑色表示用の第1の
層、12B,82B…青色表示用の第1の層、13R…
赤色表示用間隙部、13G…緑色表示用間隙部、13B
…青色表示用間隙部、14R…赤色表示用の第2の層、
14G…緑色表示用の第2の層、14B…青色表示用の
第2の層、15R…赤色表示用透明導電膜、15G…緑
色表示用透明導電膜、15B…青色表示用透明導電膜、
16…スペーサ、17…カバーガラス、18R…赤色フ
ィルタ、18G…緑色フィルタ、18B…青色フィル
タ、21…第1のフォトレジスト層、22…第2のフォ
トレジスト層、23…第3のフォトレジスト層、31…
第1のグレースケールマスク、32…第2のグレースケ
ールマスク、33…第3のグレースケールマスク、81
R…第1の凹部、81G…第2の凹部、81B…第3の
凹部、100…画像表示装置
10, 80 ... optical switching element, 10R, 80R ... optical multilayer structure for red display, 10G, 80G ... optical multilayer structure for green display, 10B, 80B ... optical multilayer structure for blue display, 11, 81 ... substrate, 12R, 82R: first layer for red display; 12G, 82G: first layer for green display; 12B, 82B: first layer for blue display; 13R;
Red display gap, 13G ... Green display gap, 13B
... Blue display gap, 14R ... Second layer for red display
14G: second layer for green display, 14B: second layer for blue display, 15R: transparent conductive film for red display, 15G: transparent conductive film for green display, 15B: transparent conductive film for blue display,
16 spacer, 17 cover glass, 18R red filter, 18G green filter, 18B blue filter, 21 first photoresist layer, 22 second photoresist layer, 23 third photoresist layer , 31 ...
First grayscale mask, 32... Second grayscale mask, 33... Third grayscale mask, 81
R: first concave portion, 81G: second concave portion, 81B: third concave portion, 100: image display device

フロントページの続き Fターム(参考) 2H041 AA02 AA04 AB14 AC06 AZ02 AZ03 AZ08 2H048 GA01 GA07 GA09 GA12 GA22 GA23 GA25 GA35 GA51 GA57 GA60 GA61 Continued on the front page F term (reference) 2H041 AA02 AA04 AB14 AC06 AZ02 AZ03 AZ08 2H048 GA01 GA07 GA09 GA12 GA22 GA23 GA25 GA35 GA51 GA57 GA60 GA61

Claims (33)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に、光の吸収のある赤色表示用の
第1の層、光の干渉現象を起こしうる大きさを有すると
共にその大きさが可変な赤色表示用間隙部、および赤色
表示用の第2の層を配設した構造を有する赤色表示用光
学多層構造体と、 前記基板上に、光の吸収のある緑色表示用の第1の層、
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
きさが可変な緑色表示用間隙部、および緑色表示用の第
2の層を配設した構造を有する緑色表示用光学多層構造
体と、 前記基板上に、光の吸収のある青色表示用の第1の層、
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
きさが可変な青色表示用間隙部、および青色表示用の第
2の層を配設した構造を有する青色表示用光学多層構造
体と、 前記赤色表示用間隙部、前記緑色表示用間隙部または前
記青色表示用間隙部の光学的な大きさを変化させる駆動
手段とを有し、 前記駆動手段によって前記赤色表示用間隙部、前記緑色
表示用間隙部または前記青色表示用間隙部の大きさを変
化させることにより、入射した光の反射、透過もしくは
吸収の量を変化させることを特徴とする光スイッチング
素子。
1. A red display first layer having light absorption on a substrate, a red display gap having a size capable of causing light interference and having a variable size, and a red display. An optical multilayer structure for red display having a structure in which a second layer for light emission is provided; a first layer for green display with light absorption on the substrate;
A green display optical multilayer structure having a structure in which a green display gap having a size capable of causing light interference and having a variable size, and a green display second layer are provided; A first layer for light-absorbing blue display on a substrate,
An optical multilayer structure for blue display having a structure in which a blue display gap having a size capable of causing a light interference phenomenon and having a variable size, and a second layer for blue display are provided; Driving means for changing the optical size of the red display gap, the green display gap or the blue display gap, wherein the red display gap and the green display are driven by the driving means. An optical switching element, wherein the amount of reflection, transmission, or absorption of incident light is changed by changing the size of the gap or the gap for blue display.
【請求項2】 前記赤色表示用光学多層構造体において
は、前記基板上に、前記赤色表示用の第1の層、前記赤
色表示用間隙部および前記赤色表示用の第2の層がこの
順で配設され、 前記緑色表示用光学多層構造体においては、前記基板上
に、前記緑色表示用の第1の層、前記緑色表示用間隙部
および前記緑色表示用の第2の層がこの順で配設され、 前記青色表示用光学多層構造体においては、前記基板上
に、前記青色表示用の第1の層、前期青色表示用間隙部
および前記青色表示用の第2の層がこの順で配設されて
いることを特徴とする請求項1記載の光スイッチング素
子。
2. In the optical multi-layer structure for red display, the first layer for red display, the gap for red display, and the second layer for red display are arranged on the substrate in this order. In the green display optical multilayer structure, the green display first layer, the green display gap, and the green display second layer are arranged in this order on the substrate. In the blue display optical multilayer structure, the blue display first layer, the blue display gap, and the blue display second layer are arranged in this order on the substrate. 2. The optical switching element according to claim 1, wherein the optical switching element is disposed.
【請求項3】 前記基板は、光の吸収のある基板もしく
は光の吸収のある薄膜を成膜した基板であることを特徴
とする請求項1記載の光スイッチング素子。
3. The optical switching element according to claim 1, wherein the substrate is a substrate that absorbs light or a substrate on which a thin film that absorbs light is formed.
【請求項4】 前記基板はカーボンからなることを特徴
とする請求項1記載の光スイッチング素子。
4. The optical switching element according to claim 1, wherein said substrate is made of carbon.
【請求項5】 前記赤色表示用の第2の層、前記緑色表
示用の第2の層および前記青色表示用の第2の層は、透
明材料により形成されたものであることを特徴とする請
求項1記載の光スイッチング素子。
5. The method according to claim 1, wherein the second layer for displaying red, the second layer for displaying green, and the second layer for displaying blue are formed of a transparent material. The optical switching element according to claim 1.
【請求項6】 前記駆動手段によって、前記赤色表示用
間隙部、前記緑色表示用間隙部または前記青色表示用間
隙部の光学的な大きさを、λ/4の奇数倍とλ/4の偶
数倍(0を含む)との間で、2値的あるいは連続的に変
化させることで、入射光の反射、透過もしくは吸収の量
を2値的あるいは連続的に変化させることを特徴とする
請求項1記載の光スイッチング素子。
6. The optical unit according to claim 6, wherein the driving unit sets the optical size of the red display gap, the green display gap, or the blue display gap to an odd multiple of λ / 4 and an even number of λ / 4. The amount of reflection, transmission, or absorption of incident light is changed in a binary or continuous manner by changing the value of the incident light in a binary or continuous manner between times (including 0). 2. The optical switching element according to 1.
【請求項7】 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表
示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層と前記
赤色表示用の第2の層、前記緑色表示用の第2の層およ
び前記青色表示用の第2の層と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1記載の光ス
イッチング素子。
7. The first layer for red display, the first layer for green display, the first layer for blue display, the second layer for red display, and the second layer for green display. 2. The device according to claim 1, wherein at least one of the second layer and the second layer for blue display is a composite layer including two or more layers having optical characteristics different from each other. Optical switching element.
【請求項8】 前記赤色表示用の第2の層、前記緑色表
示用の第2の層および前記青色表示用の第2の層は、窒
化ケイ素(SiNx )膜よりなることを特徴とする請求
項5記載の光スイッチング素子。
8. The method according to claim 1, wherein the second layer for displaying red, the second layer for displaying green, and the second layer for displaying blue are made of a silicon nitride (SiN x ) film. The optical switching element according to claim 5.
【請求項9】 前記赤色表示用の第2の層、前記緑色表
示用の第2の層および前記青色表示用の第2の層は、窒
化ケイ素(SiNX )膜および透明導電膜よりなること
を特徴とする請求項8記載の光スイッチング素子。
9. The red display second layer, the green display second layer, and the blue display second layer are made of a silicon nitride (SiN x ) film and a transparent conductive film. The optical switching element according to claim 8, wherein:
【請求項10】 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色
表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層と前
記赤色表示用の第2の層、前記緑色表示用の第2の層お
よび前記青色表示用の第2の層とのうちの少なくとも一
方は、一部に透明導電膜を含み、前記駆動手段は、前記
透明導電膜への電圧の印加によって発生した静電力によ
り、前記赤色表示用間隙部、前記緑色表示用間隙部また
は前記青色表示用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1記載の光スイッチ
ング素子。
10. The first layer for displaying red, the first layer for displaying green, the first layer for displaying blue, the second layer for displaying red, and the layer for displaying green. At least one of the second layer and the second layer for blue display includes a transparent conductive film in part, and the driving unit generates an electrostatic force generated by applying a voltage to the transparent conductive film. The optical switching element according to claim 1, wherein the optical size of the gap for red display, the gap for green display, or the gap for blue display is changed.
【請求項11】 前記透明導電膜は、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10記載の光スイッチング素子。
11. The transparent conductive film is made of ITO, SnO 2
The optical switching element according to claim 10, wherein the optical switching element is formed of any one of ZnO and ZnO.
【請求項12】 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色
表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層は、
金属,酸化金属,窒化金属,炭化物および半導体のうち
のいずれかからなることを特徴とする請求項1記載の光
スイッチング素子。
12. The first layer for red display, the first layer for green display, and the first layer for blue display,
2. The optical switching device according to claim 1, wherein the optical switching device is made of any one of a metal, a metal oxide, a metal nitride, a carbide, and a semiconductor.
【請求項13】 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色
表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層はタ
ンタル(Ta)からなることを特徴とする請求項1記載
の光スイッチング素子。
13. The device according to claim 1, wherein the first layer for displaying red, the first layer for displaying green, and the first layer for displaying blue are made of tantalum (Ta). Optical switching element.
【請求項14】 前記基板はカーボンからなり、前記赤
色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層および
前記青色表示用の第1の層はタンタル(Ta)からな
り、前記赤色表示用の第2の層、前記緑色表示用の第2
の層および前記青色表示用の第2の層は窒化ケイ素(S
iNx )膜とITOからなる透明導電膜とからなること
を特徴とする請求項1記載の光スイッチング素子。
14. The substrate is made of carbon, and the first layer for red display, the first layer for green display, and the first layer for blue display are made of tantalum (Ta). A second layer for displaying red, a second layer for displaying green
And the second layer for blue display are made of silicon nitride (S
2. The optical switching device according to claim 1, comprising an iN x ) film and a transparent conductive film made of ITO.
【請求項15】 前記基板は、赤色表示用の第1の層と
同じ3次元形状を有する第1の凹部と、緑色表示用の第
1の層と同じ3次元形状を有する第2の凹部と、青色表
示用の第1の層と同じ3次元形状を有する第3の凹部と
を有し、 前記赤色表示用の第1の層は、前記第1の凹部に埋め込
まれ、 前記緑色表示用の第1の層は、前記第2の凹部に埋め込
まれ、 前記青色表示用の第1の層は、前記第3の凹部に埋め込
まれていることを特徴とする請求項1記載の光スイッチ
ング素子。
15. The substrate has a first recess having the same three-dimensional shape as the first layer for red display, and a second recess having the same three-dimensional shape as the first layer for green display. A third concave portion having the same three-dimensional shape as the first layer for blue display, wherein the first layer for red display is embedded in the first concave portion, The optical switching element according to claim 1, wherein a first layer is embedded in the second recess, and the first layer for blue display is embedded in the third recess.
【請求項16】 基板上に、互いに膜厚の異なる赤色表
示用の第1の層、緑色表示用の第1の層および青色表示
用の第1の層を、第1のグレースケールマスクを用いて
形成する工程と、 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層
および前記青色表示用の第1の層の上に、犠牲層とし
て、互いに大きさの異なる赤色表示用間隙部、緑色表示
用間隙部および青色表示用間隙部に対応する3次元形状
を有する非晶質シリコン(a−Si)膜を、第2のグレ
ースケールマスクを用いて形成する工程と、 前記非晶質シリコン膜の上に、互いに膜厚の異なる赤色
表示用の第2の層、緑色表示用の第2の層および青色表
示用の第2の層を、第3のグレースケールマスクを用い
て形成する工程と、 前記非晶質シリコン膜をエッチングにより除去すること
によって、互いに大きさの異なる前記赤色表示用間隙
部、前記緑色表示用間隙部および前記青色表示用間隙部
を形成する工程とを含むことを特徴とする光スイッチン
グ素子の製造方法。
16. Using a first gray scale mask, a first layer for red display, a first layer for green display, and a first layer for blue display having different film thicknesses are formed on a substrate. A red display having different sizes from each other as a sacrificial layer on the first layer for red display, the first layer for green display, and the first layer for blue display. Forming an amorphous silicon (a-Si) film having a three-dimensional shape corresponding to the gap for display, the gap for green display, and the gap for blue display using a second grayscale mask; Using a third gray scale mask, a second layer for red display, a second layer for green display, and a second layer for blue display having different thicknesses are formed on the amorphous silicon film. Forming, and removing the amorphous silicon film by etching. Forming the red display gap, the green display gap, and the blue display gap having different sizes from each other.
【請求項17】 更に、前記赤色表示用の第2の層、緑
色表示用の第2の層および青色表示用の第2の層の上
に、赤色表示用透明導電膜、緑色表示用透明導電膜およ
び青色表示用透明導電膜をそれぞれ形成する工程を含む
ことを特徴とする請求項16記載の光スイッチング素子
の製造方法。
17. A transparent conductive film for red display and a transparent conductive material for green display on the second layer for red display, the second layer for green display and the second layer for blue display. 17. The method for manufacturing an optical switching element according to claim 16, further comprising a step of forming a film and a transparent conductive film for blue display.
【請求項18】 更に、前記赤色表示用光学多層構造
体、前記緑色表示用光学多層構造体および前記青色表示
用光学多層構造体のそれぞれに対して、カバーガラスを
接合するための一対のスペーサを形成する工程を含むこ
とを特徴とする請求項16記載の光スイッチング素子の
製造方法。
18. A pair of spacers for bonding a cover glass to each of the optical multilayer structure for red display, the optical multilayer structure for green display, and the optical multilayer structure for blue display. 17. The method for manufacturing an optical switching element according to claim 16, comprising a step of forming.
【請求項19】 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色
表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層を形
成する工程は、 基板上に金属膜を形成する工程と、 この金属膜の上に第1のフォトレジスト膜を形成し、こ
の第1のフォトレジスト膜を第1のグレースケールマス
クを用いて感光させることにより3次元形状に加工する
工程と、 前記金属膜および前記第1のフォトレジスト膜を合わせ
てエッチングすることにより、互いに膜厚の異なる赤色
表示用の第1の層、緑色表示用の第1の層および青色表
示用の第1の層を形成する工程とを含むことを特徴とす
る請求項16記載の光スイッチング素子の製造方法。
19. The step of forming the first layer for red display, the first layer for green display, and the first layer for blue display comprises: forming a metal film on a substrate; Forming a first photoresist film on the metal film, exposing the first photoresist film to light using a first grayscale mask, and processing the first photoresist film into a three-dimensional shape; And etching the first photoresist film together to form a first layer for red display, a first layer for green display, and a first layer for blue display having different thicknesses from each other. 17. The method for manufacturing an optical switching element according to claim 16, comprising the steps of:
【請求項20】 前記第1のフォトレジスト膜を感光さ
せる工程において、感光後の前記第1のフォトレジスト
膜の膜厚TP1は、次式(1)の関係を満たす TP1=RP1・DP1 (1) (ただし、RP1は前記金属膜のエッチングレートに対す
る前記第1のフォトレジスト膜のエッチングレートの比
を表し、DP1は感光後の前記第1のフォトレジスト膜の
うち最も膜厚の小さい部分と、この最も膜厚の小さい部
分以外の部分との膜厚の差を表す)ことを特徴とする請
求項19記載の光スイッチング素子の製造方法。
20. In the step of exposing the first photoresist film, the thickness T P1 of the first photoresist film after exposure satisfies the following expression (1): T P1 = R P1. D P1 (1) (where R P1 represents the ratio of the etching rate of the first photoresist film to the etching rate of the metal film, and D P1 is the most film thickness of the first photoresist film after exposure. 20. The method for manufacturing an optical switching element according to claim 19, wherein a difference in film thickness between a portion having a small thickness and a portion other than the portion having the smallest thickness is represented.
【請求項21】 前記非晶質シリコン(a−Si)膜を
形成する工程は、 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層
および前記青色表示用の第1の層の上に、犠牲層として
の非晶質シリコン(a−Si)膜を形成する工程と、 この非晶質シリコン膜の上に第2のフォトレジスト膜を
形成し、この第2のフォトレジスト膜を第2のグレース
ケールマスクを用いて感光させることにより3次元形状
に加工する工程と、 前記非晶質シリコン膜および前記第2のフォトレジスト
膜を合わせてエッチングすることにより、互いに大きさ
の異なる赤色表示用間隙部、緑色表示用間隙部および青
色表示用間隙部を形成するために前記非晶質シリコン層
を3次元形状に加工する工程とを含むことを特徴とする
請求項16記載の光スイッチング素子の製造方法。
21. The step of forming the amorphous silicon (a-Si) film includes: forming the first layer for red display, the first layer for green display, and the first layer for blue display. Forming an amorphous silicon (a-Si) film as a sacrificial layer on the layer; forming a second photoresist film on the amorphous silicon film; Processing the film into a three-dimensional shape by exposing the film to light using a second gray scale mask; and etching the amorphous silicon film and the second photoresist film together to obtain a size 17. A step of processing the amorphous silicon layer into a three-dimensional shape to form different red display gaps, green display gaps, and blue display gaps. Optical switching element Manufacturing method.
【請求項22】 前記第2のフォトレジスト膜を感光さ
せる工程において、感光後の前記第2のフォトレジスト
膜の膜厚TP2は、次式(2)の関係を満たす TP2=RP2・DP2 (2) (ただし、RP2は前記非晶質シリコン膜のエッチングレ
ートに対する前記第2のフォトレジスト膜のエッチング
レートの比を表し、DP2は感光後の前記第2のフォトレ
ジスト膜のうち最も膜厚の小さい部分と、この最も膜厚
の小さい部分以外の部分との膜厚の差を表す)ことを特
徴とする請求項21記載の光スイッチング素子の製造方
法。
22. In the step of exposing the second photoresist film, the film thickness T P2 of the second photoresist film after exposure satisfies the relationship of the following equation (2): T P2 = R P2. D P2 (2) (where R P2 represents the ratio of the etching rate of the second photoresist film to the etching rate of the amorphous silicon film, and D P2 represents the ratio of the etching rate of the second photoresist film after exposure. 22. The method of manufacturing an optical switching element according to claim 21, wherein a difference in film thickness between a portion having the smallest film thickness and a portion other than the portion having the smallest film thickness is represented.
【請求項23】 前記赤色表示用の第2の層、前記緑色
表示用の第2の層および前記青色表示用の第2の層を形
成する工程は、 前記非晶質シリコン膜の上に窒化ケイ素膜を形成する工
程と、 この窒化ケイ素膜の上に第3のフォトレジスト膜を形成
し、この第3のフォトレジスト膜を第3のグレースケー
ルマスクを用いて感光させることにより3次元形状に加
工する工程と、 前記窒化ケイ素膜および前記第3のフォトレジスト膜を
合わせてエッチングすることにより、互いに膜厚の異な
る赤色表示用の第2の層、緑色表示用の第2の層および
青色表示用の第2の層を形成する工程とを含むことを特
徴とする請求項16記載の光スイッチング素子の製造方
法。
23. The step of forming the second layer for red display, the second layer for green display, and the second layer for blue display, the step of forming a nitride layer on the amorphous silicon film Forming a silicon film; forming a third photoresist film on the silicon nitride film; and exposing the third photoresist film to light using a third gray scale mask to form a three-dimensional shape. Processing, and etching the silicon nitride film and the third photoresist film together to form a second layer for red display, a second layer for green display, and a blue display having different film thicknesses from each other. Forming a second layer for use in the optical switching element according to claim 16.
【請求項24】 前記第3のフォトレジスト膜を感光さ
せる工程において、感光後の前記第3のフォトレジスト
膜の膜厚TP3は、次式(3)の関係を満たす TP3=RP3・DP3 (3) (ただし、RP3は前記窒化ケイ素膜のエッチングレート
に対する前記第3のフォトレジスト膜のエッチングレー
トの比を表し、DP3は感光後の前記第3のフォトレジス
ト膜のうち最も膜厚の小さい部分と、この最も膜厚の小
さい部分以外の部分との膜厚の差を表す)ことを特徴と
する請求項23記載の光スイッチング素子の製造方法。
24. In the step of exposing the third photoresist film, the thickness T P3 of the third photoresist film after exposure satisfies the following equation (3): T P3 = R P3. D P3 (3) (where R P3 represents the ratio of the etching rate of the third photoresist film to the etching rate of the silicon nitride film, and D P3 is the most of the third photoresist film after exposure. 24. The method for manufacturing an optical switching element according to claim 23, wherein a difference in film thickness between a portion having a small film thickness and a portion other than the portion having the smallest film thickness is represented.
【請求項25】 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色
表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層を形
成する工程は、 前記基板に、前記赤色表示用の第1の層と同じ3次元形
状を有する第1の凹部と、前記緑色表示用の第1の層と
同じ3次元形状を有する第2の凹部と、前記青色表示用
の第1の層と同じ3次元形状を有する第3の凹部とを形
成する工程と、 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層
および前記青色表示用の第1の層を、前記第1の凹部、
前記第2の凹部および前記第3の凹部に埋め込まれるよ
うに形成する工程と、 CMP法を用いて、前記赤色表示用の第1の層、前記緑
色表示用の第1の層および前記青色表示用第1の層を所
望の膜厚に成形し平坦化する工程とを含むことを特徴と
する請求項16記載の光スイッチング素子の製造方法。
25. The step of forming the first layer for displaying red, the first layer for displaying green, and the first layer for displaying blue, comprises: forming the first layer for displaying red on the substrate; A first recess having the same three-dimensional shape as the first layer; a second recess having the same three-dimensional shape as the first layer for green display; and a third recess having the same three-dimensional shape as the first layer for blue display. Forming a third concave portion having a three-dimensional shape; and forming the first layer for red display, the first layer for green display, and the first layer for blue display by the first layer. Recess,
Forming the first layer for the red display, the first layer for the green display, and the blue display using a CMP method. 17. The method for manufacturing an optical switching element according to claim 16, further comprising: forming the first layer for use to a desired thickness and flattening the first layer.
【請求項26】 基板上に、互いに膜厚の異なる赤色表
示用の第1の層、緑色表示用の第1の層および青色表示
用の第1の層を、リフトオフ法を用いて形成する工程
と、 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層
および前記青色表示用の第1の層の上に、犠牲層とし
て、互いに大きさの異なる赤色表示用間隙部、緑色表示
用間隙部および青色表示用間隙部に対応する3次元形状
を有する非晶質シリコン(a−Si)膜を、リフトオフ
法を用いて形成する工程と、 前記非晶質シリコン膜の上に、互いに膜厚の異なる赤色
表示用の第2の層、緑色表示用の第2の層および青色表
示用の第2の層を、リフトオフ法を用いて形成する工程
と、 前記非晶質シリコン膜をエッチングにより除去すること
によって、互いに大きさの異なる前記赤色表示用間隙
部、前記緑色表示用間隙部および前記青色表示用間隙部
を形成する工程とを含むことを特徴とする光スイッチン
グ素子の製造方法。
26. A step of forming a first layer for red display, a first layer for green display, and a first layer for blue display having different thicknesses on a substrate by a lift-off method. A red display gap having different sizes as a sacrificial layer on the first layer for red display, the first layer for green display, and the first layer for blue display, Forming an amorphous silicon (a-Si) film having a three-dimensional shape corresponding to the green display gap and the blue display gap by using a lift-off method; Forming a second layer for red display, a second layer for green display, and a second layer for blue display using a lift-off method, wherein the amorphous silicon film has different thicknesses; Are removed by etching, so that the red Forming a gap for color display, a gap for green display and a gap for blue display.
【請求項27】 更に、前記赤色表示用の第2の層、緑
色表示用の第2の層および青色表示用の第2の層の上
に、赤色表示用透明導電膜、緑色表示用透明導電膜およ
び青色表示用透明導電膜をそれぞれ形成する工程を含む
ことを特徴とする請求項26記載の光スイッチング素子
の製造方法。
27. A transparent conductive film for red display and a transparent conductive material for green display on the second layer for red display, the second layer for green display and the second layer for blue display. 27. The method for manufacturing an optical switching element according to claim 26, further comprising a step of forming a film and a transparent conductive film for blue display.
【請求項28】 更に、前記赤色表示用光学多層構造
体、前記緑色表示用光学多層構造体および前記青色表示
用光学多層構造体のそれぞれに対して、カバーガラスを
接合するための一対のスペーサを形成する工程を含むこ
とを特徴とする請求項26記載の光スイッチング素子の
製造方法。
28. A pair of spacers for bonding a cover glass to each of the red display optical multilayer structure, the green display optical multilayer structure, and the blue display optical multilayer structure. 27. The method for manufacturing an optical switching element according to claim 26, comprising a step of forming.
【請求項29】 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色
表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層を形
成する工程は、 前記基板上に、リフトオフ法を用いて、所望の膜厚を有
する前記赤色表示用の第1の層を形成する工程と、 前記基板上に、リフトオフ法を用いて、所望の膜厚を有
する前記緑色表示用の第1の層を形成する工程と、 前記基板上に、リフトオフ法を用いて、所望の膜厚を有
する前記青色表示用の第1の層を形成する工程とを含む
ことを特徴とする請求項26記載の光スイッチング素子
の製造方法。
29. The step of forming the first layer for displaying red, the first layer for displaying green, and the first layer for displaying blue is performed by using a lift-off method on the substrate. Forming the first layer for red display having a desired film thickness; and forming the first layer for green display having a desired film thickness on the substrate by using a lift-off method. 27. The optical switching element according to claim 26, further comprising: forming a first layer for blue display having a desired film thickness on the substrate by using a lift-off method. Manufacturing method.
【請求項30】 前記非晶質シリコン(a−Si)膜を
形成する工程は、 前記赤色表示用の第1の層の上に、リフトオフ法を用い
て、前記赤色表示用間隙部の大きさに等しい膜厚を有す
る第1の非晶質シリコン膜を形成する工程と、 前記緑色表示用の第1の層の上に、リフトオフ法を用い
て、前記緑色表示用間隙部の大きさに等しい膜厚を有す
る第2の非晶質シリコン膜を形成する工程と、 前記青色表示用の第1の層の上に、リフトオフ法を用い
て、前記青色表示用間隙部の大きさに等しい膜厚を有す
る第3の非晶質シリコン膜を形成する工程とを含むこと
を特徴とする請求項26記載の光スイッチング素子の製
造方法。
30. The step of forming the amorphous silicon (a-Si) film, comprising the steps of: forming a size of the red display gap on the first red display layer by using a lift-off method; Forming a first amorphous silicon film having a thickness equal to: a size equal to the size of the green display gap on the first green display layer by using a lift-off method. Forming a second amorphous silicon film having a thickness; and forming a film thickness equal to the size of the blue display gap on the first blue display layer by using a lift-off method. Forming a third amorphous silicon film having the following characteristics. 27. The method according to claim 26, further comprising:
【請求項31】 前記赤色表示用の第2の層、前記緑色
表示用の第2の層および前記青色表示用の第2の層を形
成する工程は、 前記非晶質シリコン膜の上に、リフトオフ法を用いて、
所望の膜厚を有する前記赤色表示用の第2の層を形成す
る工程と、 前記非晶質シリコン膜の上に、リフトオフ法を用いて、
所望の膜厚を有する前記緑色表示用の第2の層を形成す
る工程と、 前記非晶質シリコン膜の上に、リフトオフ法を用いて、
所望の膜厚を有する前記青色表示用の第2の層を形成す
る工程とを含むことを特徴とする請求項26記載の光ス
イッチング素子の製造方法。
31. The step of forming the second layer for red display, the second layer for green display, and the second layer for blue display, comprising the steps of: Using the lift-off method,
Forming a second layer for red display having a desired film thickness, and using a lift-off method on the amorphous silicon film,
Forming a second layer for green display having a desired film thickness, and using a lift-off method on the amorphous silicon film,
27. The method according to claim 26, further comprising: forming a second layer for blue display having a desired film thickness.
【請求項32】 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色
表示用の第1の層および前記青色表示用の第1の層を形
成する工程は、 前記基板に、前記赤色表示用の第1の層と同じ3次元形
状を有する第1の凹部と、前記緑色表示用の第1の層と
同じ3次元形状を有する第2の凹部と、前記青色表示用
の第1の層と同じ3次元形状を有する第3の凹部とを形
成する工程と、 前記赤色表示用の第1の層、前記緑色表示用の第1の層
および前記青色表示用の第1の層を、前記第1の凹部、
前記第2の凹部および前記第3の凹部に埋め込まれるよ
うに形成する工程と、 CMP法を用いて、前記赤色表示用の第1の層、前記緑
色表示用の第1の層および前記青色表示用第1の層を所
望の膜厚に成形し平坦化する工程とを含むことを特徴と
する請求項26記載の光スイッチング素子の製造方法。
32. The step of forming the first layer for displaying red, the first layer for displaying green, and the first layer for displaying blue, comprises: forming the first layer for displaying red on the substrate; A first concave portion having the same three-dimensional shape as the first layer, a second concave portion having the same three-dimensional shape as the first layer for green display, and a third concave portion having the same three-dimensional shape as the first layer for blue display. Forming a third concave portion having a three-dimensional shape; and forming the first layer for red display, the first layer for green display, and the first layer for blue display by the first layer. Recess,
Forming the first layer for the red display, the first layer for the green display, and the blue display using a CMP method. 27. The method for manufacturing an optical switching element according to claim 26, further comprising: forming the first layer for use to a desired film thickness and flattening the first layer.
【請求項33】 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
をカラー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が、 基板上に、光の吸収のある赤色表示用の第1の層、光の
干渉現象を起こしうる大きさを有すると共にその大きさ
が可変な赤色表示用間隙部、および赤色表示用の第2の
層を配設した構造を有する赤色表示用光学多層構造体
と、 前記基板上に、光の吸収のある緑色表示用の第1の層、
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
きさが可変な緑色表示用間隙部、および緑色表示用の第
2の層を配設した構造を有する緑色表示用光学多層構造
体と、 前記基板上に、光の吸収のある青色表示用の第1の層、
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
きさが可変な青色表示用間隙部、および青色表示用の第
2の層を配設した構造を有する青色表示用光学多層構造
体と、 前記赤色表示用間隙部、前記緑色表示用間隙部または前
記青色表示用間隙部の光学的な大きさを変化させる駆動
手段とを備えたことを特徴とする画像表示装置。
33. An image display device for displaying a two-dimensional image in color by irradiating light to a plurality of one-dimensionally or two-dimensionally arranged optical switching elements, wherein the optical switching elements are: A red display first layer having light absorption, a red display gap having a size capable of causing a light interference phenomenon and having a variable size, and a red display second layer are provided. An optical multilayer structure for red display having a structure as described above, and a first layer for green display with light absorption on the substrate,
A green display optical multilayer structure having a structure in which a green display gap having a size capable of causing light interference and having a variable size, and a second layer for green display are provided; A first layer for light-absorbing blue display on a substrate,
An optical multilayer structure for blue display having a structure in which a blue display gap having a size capable of causing a light interference phenomenon and having a variable size, and a second layer for blue display are provided; An image display device comprising: a driving unit that changes an optical size of the gap for red display, the gap for green display, or the gap for blue display.
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Cited By (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004207078A (en) * 2002-12-25 2004-07-22 Seiko Epson Corp Display panel and method for manufacturing display panel
JP2004333953A (en) * 2003-05-09 2004-11-25 Toyota Industries Corp New display element
JP2006146169A (en) * 2004-09-27 2006-06-08 Idc Llc System and method for protecting micro-structure of display array by using spacer in gap within display device
JP2006215520A (en) * 2005-02-04 2006-08-17 Qualcomm Mems Technologies Inc Method for manufacturing optical interference color display
JP2007272247A (en) * 2007-06-04 2007-10-18 Sharp Corp Interference type modulator and display device
US7307776B2 (en) 2003-08-15 2007-12-11 Qualcomm Incorporated Optical interference display panel
JP2008514994A (en) * 2004-09-27 2008-05-08 アイディーシー、エルエルシー Color filters for manipulating colors on the display
EP1998211A2 (en) * 2007-05-11 2008-12-03 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Methods of fabricating mems with a shaped substrate and devices formed by same
US7668415B2 (en) 2004-09-27 2010-02-23 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and device for providing electronic circuitry on a backplate
US7701631B2 (en) 2004-09-27 2010-04-20 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Device having patterned spacers for backplates and method of making the same
US7706044B2 (en) 2003-05-26 2010-04-27 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Optical interference display cell and method of making the 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
US7746537B2 (en) 2006-04-13 2010-06-29 Qualcomm Mems Technologies, Inc. MEMS devices and processes for packaging such devices
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
US7835093B2 (en) 2005-08-19 2010-11-16 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Methods for forming layers within a MEMS device using liftoff processes
US7864403B2 (en) 2009-03-27 2011-01-04 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Post-release adjustment of interferometric modulator reflectivity
US8045252B2 (en) 2004-02-03 2011-10-25 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Spatial light modulator with integrated optical compensation structure
US8064124B2 (en) 2006-01-18 2011-11-22 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Silicon-rich silicon nitrides as etch stops in MEMS manufacture
US8094362B2 (en) 2004-03-06 2012-01-10 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and system for color optimization in a display
US8115988B2 (en) 2004-07-29 2012-02-14 Qualcomm Mems Technologies, Inc. System and method for micro-electromechanical operation of an interferometric modulator
US8115983B2 (en) 2004-09-27 2012-02-14 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and system for packaging a MEMS device
US8124434B2 (en) 2004-09-27 2012-02-28 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and system for packaging a display
WO2012102939A3 (en) * 2011-01-24 2012-10-11 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Electromechanical devices with variable mechanical layers
US8362987B2 (en) 2004-09-27 2013-01-29 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and device for manipulating color in a display
US8379392B2 (en) 2009-10-23 2013-02-19 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Light-based sealing and device packaging
US8416154B2 (en) 2004-09-27 2013-04-09 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Apparatus and method for reducing perceived color shift
US8659816B2 (en) 2011-04-25 2014-02-25 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Mechanical layer and methods of making the same
CN101872579B (en) * 2009-04-22 2014-03-12 季中 Display panel, display method and display device
US8682130B2 (en) 2004-09-27 2014-03-25 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and device for packaging a substrate
US8798425B2 (en) 2007-12-07 2014-08-05 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Decoupled holographic film and diffuser
US8848294B2 (en) 2010-05-20 2014-09-30 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and structure capable of changing color saturation
US8872085B2 (en) 2006-10-06 2014-10-28 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Display device having front illuminator with turning features
JP2015007780A (en) * 2014-07-17 2015-01-15 株式会社ユーテック Light-emitting device and display device
US9019183B2 (en) 2006-10-06 2015-04-28 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Optical loss structure integrated in an illumination apparatus
US9025235B2 (en) 2002-12-25 2015-05-05 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Optical interference type of color display having optical diffusion layer between substrate and electrode
US11189606B2 (en) 2018-01-29 2021-11-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Light emitting diode panel and method for manufacturing the light emitting diode panel

Cited By (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9025235B2 (en) 2002-12-25 2015-05-05 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Optical interference type of color display having optical diffusion layer between substrate and electrode
JP2004207078A (en) * 2002-12-25 2004-07-22 Seiko Epson Corp Display panel and method for manufacturing display panel
US7723015B2 (en) 2003-04-15 2010-05-25 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method for manufacturing an array of interferometeric modulators
JP2004333953A (en) * 2003-05-09 2004-11-25 Toyota Industries Corp New display element
US7706044B2 (en) 2003-05-26 2010-04-27 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Optical interference display cell and method of making the same
US7307776B2 (en) 2003-08-15 2007-12-11 Qualcomm Incorporated Optical interference display panel
US9019590B2 (en) 2004-02-03 2015-04-28 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Spatial light modulator with integrated optical compensation structure
US8111445B2 (en) 2004-02-03 2012-02-07 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Spatial light modulator with integrated optical compensation structure
US8045252B2 (en) 2004-02-03 2011-10-25 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Spatial light modulator with integrated optical compensation structure
US8094362B2 (en) 2004-03-06 2012-01-10 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and system for color optimization in a display
US8115988B2 (en) 2004-07-29 2012-02-14 Qualcomm Mems Technologies, Inc. System and method for micro-electromechanical operation of an interferometric modulator
US8124434B2 (en) 2004-09-27 2012-02-28 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and system for packaging a display
JP2013117726A (en) * 2004-09-27 2013-06-13 Qualcomm Mems Technologies Inc System and method for protecting micro-structure of display array using spacers in gap within display device
US8416154B2 (en) 2004-09-27 2013-04-09 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Apparatus and method for reducing perceived color shift
US7668415B2 (en) 2004-09-27 2010-02-23 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and device for providing electronic circuitry on a backplate
US8362987B2 (en) 2004-09-27 2013-01-29 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and device for manipulating color in a display
US8682130B2 (en) 2004-09-27 2014-03-25 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and device for packaging a substrate
JP2008514994A (en) * 2004-09-27 2008-05-08 アイディーシー、エルエルシー Color filters for manipulating colors on the display
US8115983B2 (en) 2004-09-27 2012-02-14 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and system for packaging a MEMS device
JP2006146169A (en) * 2004-09-27 2006-06-08 Idc Llc System and method for protecting micro-structure of display array by using spacer in gap within display device
US7701631B2 (en) 2004-09-27 2010-04-20 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Device having patterned spacers for backplates and method of making the same
JP2011076109A (en) * 2004-09-27 2011-04-14 Qualcomm Mems Technologies Inc Color filter for manipulating color in display
JP4674808B2 (en) * 2004-09-27 2011-04-20 クゥアルコム・メムス・テクノロジーズ・インコーポレイテッド Display device and method of manufacturing display device
JP2006215520A (en) * 2005-02-04 2006-08-17 Qualcomm Mems Technologies Inc Method for manufacturing optical interference color display
US7835093B2 (en) 2005-08-19 2010-11-16 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Methods for forming layers within a MEMS device using liftoff processes
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
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
US7746537B2 (en) 2006-04-13 2010-06-29 Qualcomm Mems Technologies, Inc. MEMS devices and processes for packaging such devices
US7763546B2 (en) 2006-08-02 2010-07-27 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Methods for reducing surface charges during the manufacture of microelectromechanical systems devices
US9019183B2 (en) 2006-10-06 2015-04-28 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Optical loss structure integrated in an illumination apparatus
US8872085B2 (en) 2006-10-06 2014-10-28 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Display device having front illuminator with turning features
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
EP1998211A2 (en) * 2007-05-11 2008-12-03 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Methods of fabricating mems with a shaped substrate and devices formed by same
EP1998211A3 (en) * 2007-05-11 2009-04-01 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Methods of fabricating mems with a shaped substrate 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
US8830557B2 (en) 2007-05-11 2014-09-09 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Methods of fabricating MEMS with spacers between plates and devices formed by same
JP4633088B2 (en) * 2007-06-04 2011-02-16 シャープ株式会社 Interferometric modulator and display device
JP2007272247A (en) * 2007-06-04 2007-10-18 Sharp Corp Interference type modulator and display device
US8798425B2 (en) 2007-12-07 2014-08-05 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Decoupled holographic film and diffuser
US7864403B2 (en) 2009-03-27 2011-01-04 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Post-release adjustment of interferometric modulator reflectivity
CN101872579B (en) * 2009-04-22 2014-03-12 季中 Display panel, display method and display device
US8379392B2 (en) 2009-10-23 2013-02-19 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Light-based sealing and device packaging
US8848294B2 (en) 2010-05-20 2014-09-30 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and structure capable of changing color saturation
WO2012102939A3 (en) * 2011-01-24 2012-10-11 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Electromechanical devices with variable mechanical layers
US8659816B2 (en) 2011-04-25 2014-02-25 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Mechanical layer and methods of making the same
JP2015007780A (en) * 2014-07-17 2015-01-15 株式会社ユーテック Light-emitting device and display device
US11189606B2 (en) 2018-01-29 2021-11-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Light emitting diode panel and method for manufacturing the light emitting diode panel

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