JP2003501274A - エアギャップを有するマイクロマシン静電アクチュエータ - Google Patents

エアギャップを有するマイクロマシン静電アクチュエータ

Info

Publication number
JP2003501274A
JP2003501274A JP2001500902A JP2001500902A JP2003501274A JP 2003501274 A JP2003501274 A JP 2003501274A JP 2001500902 A JP2001500902 A JP 2001500902A JP 2001500902 A JP2001500902 A JP 2001500902A JP 2003501274 A JP2003501274 A JP 2003501274A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrostatic
flexible composite
electrode
electromagnetic radiation
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001500902A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4068346B2 (ja
Inventor
グッドウィン‐ヨハンソン，スコット・ホールデン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MCNC
Original Assignee
MCNC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MCNC filed Critical MCNC
Publication of JP2003501274A publication Critical patent/JP2003501274A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4068346B2 publication Critical patent/JP4068346B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N11/00—Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00642—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for improving the physical properties of a device
    • B81C1/0065—Mechanical properties
    • B81C1/00666—Treatments for controlling internal stress or strain in MEMS structures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
    • G02B6/3568—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details characterised by the actuating force
    • G02B6/357—Electrostatic force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/03—Microengines and actuators
    • B81B2201/032—Bimorph and unimorph actuators, e.g. piezo and thermo
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/01—Suspended structures, i.e. structures allowing a movement
    • B81B2203/0118—Cantilevers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0161—Controlling physical properties of the material
    • B81C2201/0163—Controlling internal stress of deposited layers
    • B81C2201/0167—Controlling internal stress of deposited layers by adding further layers of materials having complementary strains, i.e. compressive or tensile strain
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
    • G02B6/353—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being a shutter, baffle, beam dump or opaque element
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
    • G02B6/3566—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details involving bending a beam, e.g. with cantilever
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3594—Characterised by additional functional means, e.g. means for variably attenuating or branching or means for switching differently polarized beams
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H59/00—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
    • H01H59/0009—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays making use of micromechanics
    • H01H2059/0081—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays making use of micromechanics with a tapered air-gap between fixed and movable electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H59/00—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
    • H01H59/0009—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays making use of micromechanics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 より低くより予測可能な動作電圧で動作するＭＥＭＳ静電装置を提供する。静電アクチュエータ、電磁放射線の静電減衰器、及び電磁放射線を減衰する方法を提供する。改善された動作電圧特性は、静電装置内の基板電極とフレキシブル複合材電極との間に増大しないエアギャップを定めることによって実現される。エレクトロメカニカル基板上に重なる多層のフレキシブル複合材の中間部分は、静電力の印加に関係なく所定に位置に保持され、定められたエアギャップが維持される。中間部分が片持されるときに、エアギャップが、下に横たわるマイクロ電子面からの分離について比較的一定である実施態様を提供する。あるいは、中間部分が下に横たわるマイクロ電子面に近づいて接触するときにゼロまで減少するエアギャップが与えられる実施態様も更に提供する。フレキシブル複合材の可動性の末端部分は、複合材層の間の熱膨張係数の違いによって一方に偏って自然にカールする。静電力に応答して、末端部分が動いて、その結果、フレキシブル複合材が下に横たわるマイクロ電子面から離れる距離が変化する。中間部分において一方への偏りを制御するための構造と技術、そして結果として生じるエアギャップを提供する。静電装置は、電磁放射線の経路を選択的に通過させたり遮ったりするように配置できる。減衰器に使用される材料は、様々なタイプの電磁放射線を通過させたり、反射したり、あるいは吸収したりするよう選択できる。複数の電磁減衰器がアレイに配置され、そして選択的にそのサブセットを作動することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】発明の分野 本発明は、マイクロエレクトロメカニカルアクチュエータ構造（microelectro
mechanical actuator structures）、特に、静電気的に作動するマイクロマシン
アクチュエータ構造（micromachined actuator structures）に関する。
【０００２】発明の背景 薄膜技術の進歩によって精巧な集積回路の開発が可能になった。この進歩した
半導体技術は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System、マイクロエレク
トロメカニカルシステム又は微小電気機械システム）構造を作り出すためにも投
入されている。ＭＥＭＳ構造は一般に、運動すること、あるいは力を加えること
が可能である。マイクロセンサ（microsensors）、マイクロギア（microgears）
、マイクロモータ（micromotors）や、他のマイクロ工学デバイスなどの多種多
様なＭＥＭＳ装置が作り出されている。ＭＥＭＳ装置は広く多種多様な用途のた
めに開発されている。というのは、それらは低コスト、高信頼性、そして極めて
小さなサイズという利点を有するからである。
【０００３】 ＭＥＭＳ装置の技術者に与えられた設計自由度によって、微小構造（microstr
uctures）内において望む動きを引き起こすために必要な力を与えるための種々
な技術と構造が発展した。例えば、マイクロマシンのスプリングやギアを回転さ
せるために機械的な回転力を加えるためにマイクロカンチレバ（microcantileve
rs）が使用されてきた。また電磁場はマイクロモータを駆動させるために使用さ
れてきた。圧電性力も制御可能にマイクロマシン構造を動かすために成功裏に使
用されてきた。アクチュエータ（actuators）あるいは他のＭＥＭＳ構成部品の
熱膨張を制御することもマイクロデバイスを駆動するための力を生成するために
使用されてきた。熱膨張を利用してマイクロデバイスを動かすそのようなデバイ
スの一つは米国特許第５，４７５，３１８号に見いだされる。マイクロカンチレ
バは異なる熱膨張係数を持つ材料から構成される。加熱されると、バイモルフ層
（圧電素子を２枚張り合わせた層）（bimorph layers）は相違してアーチ形にな
り、その結果、マイクロカンチレバが動く。類似の機構がマイクロマシン熱スイ
ッチを作動させるために使用される。これは米国特許第５，４６３，２３３号に
記載されている。
【０００４】 静電力も構造を動かすために使われてきた。従来の静電装置はプラスチックあ
るいはマイラー（商標）（mylar）材料からカットされた積層した薄膜から構成
された。一つのフレキシブルな電極がその薄膜に取り付けられ、別の電極が基礎
構造（base structure）に貼り付けられた。それぞれの電極に電圧を加えること
によって、それらの電極をお互いに引きつける、あるいはお互いに反発させる静
電力が生成された。これらの装置の代表例は米国特許第４，２６６，３９９号に
見いだされる。これらのデバイスは一般的な動力用途にはうまく機能するが、し
かしこれらのデバイスは小型化された集積回路、生物医学的用途、あるいはＭＥ
ＭＳ構造に適した大きさに構築されることができない。
【０００５】 マイクロマシンＭＥＭＳ装置は微小構造を動かすために静電力も利用してきた
。米国特許第５，５７８，９７６号に見いだされるように、一部のＭＥＭＳ静電
装置は比較的堅いカンチレバ部材（cantilever members）を使用する。似たよう
なカンチレバ式静電装置は米国特許第５，２５８，５９１号、第５，３６７，１
３６号、第５，６３８，９４６号、第５，６５８，６９８号、そして第５，６６
６，２５８号に記載されている。上記特許における装置は基板表面から離れる方
向にある曲率半径で湾曲したフレキシブルな静電アクチュエータを開示してはい
ない。他のＭＥＭＳ装置は湾曲した静電アクチュエータを開示している。しかし
ながら、これらの装置の一部は比較的困難なマイクロ加工技術を使用する複雑な
幾何学的形状を含む。米国特許第５，６２９，５６５号と第５，６７３，７８５
号は、そのそれぞれが静電装置を作り出す二重マイクロマシン基板（dual micro
mechanical substrates）を使用している。米国特許第５，２３３，４５９号と
第５，７８４、１８８９号の装置は多数の堆積工程と加工工程によって形成され
る。フレキシブルな電極に波形（corrugations）を作る複雑な作業が要求される
。さらに、米国特許第５，５５２，９２５号は湾曲した静電電極を開示している
。しかしながら、電極は二つの部分から構成され、平らなカンチレバ部分（cant
ilever portion）の後により薄いフレキシブルな部分が続く。
【０００６】 いくつかの静電ＭＥＭＳ装置は基板表面と静電アクチュエータとの間にエアギ
ャップを含む。静電アクチュエータは一般にフレキシブルでカールした電極を含
む。一般に、ギャップは、静電アクチュエータが基板表面から分離する先頭部分
から始まり、エアギャップの長さに沿って継続的に増大する。エアギャップの大
きさは、アクチュエータがその長さに沿って基板表面からカールしてさらに離れ
るにつれて増大する。基板電極とアクチュエータ電極との間のエアギャップの分
離はアクチュエータを動かすのに必要とされる動作電圧に影響を与える。エアギ
ャップが大きくなるほど、あるいは増大率が高くなるほど、アクチュエータを動
作させるために必要とされる電圧はより高くなる。さらに、生産プロセスと材料
のばらつきのために、エアギャップのサイズと形状は装置ごとに大きく変化して
、動作が異常になる場合がある。従来の静電装置は比較的大きく変わりやすい動
作電圧特性を有する。静電アクチュエータのデザインを通じてエアギャップの特
性を制御できれば有利である。より低い動作電圧の装置が開発されることは可能
であろう。所定の装置に必要とされる動作電圧のばらつきは最小化できる。従っ
て、より予測可能な静電アクチュエータが開発できる。静電装置のエアギャップ
を適切に設計することによって、装置の動作は妨げられる代わりに助けられるこ
とが可能である。
【０００７】 静電力を利用してマイクロ加工された装置内に運動を引き起こさせるための改
良されたＭＥＮＳ装置と技術を開発する必要性はなお存在する。電荷間の電場に
よる静電力は、ＭＥＮＳ装置内に小さな電極の分離が与えられて比較的大きな力
を生成することができる。これらの力は、ＭＥＭＳ電極の間に電圧差を与えるこ
とによって容易に制御され、その結果、比較的大きな運動量がもたらされる。よ
り低く、より異常でない動作電圧を持つ静電装置が必要とされる。有利な新規な
装置と用途は、新規のＭＥＮＳ構造に静電力を利用することによって作り出され
ることが可能であろう。
【０００８】発明の概要 本発明の目的は、より低い動作電圧で動作可能なＭＥＭＳ静電アクチュエータ
（MEMS electrostatic actuators）を提供することにある。
【０００９】 本発明の更なる目的は、制御がより容易で、動作が予測可能な、ＭＥＭＳ静電
アクチュエータを提供することにある。
【００１０】 さらに、本発明の目的は、アクチュエータ電極と基板電極との間に増大しない
エアギャップ（non-increasing air gap）を有するＭＥＭＳ静電アクチュエータ
を提供することにある。
【００１１】 本発明は、静電力を利用し、様々なＭＥＭＳ用途を可能にする、改良されたＭ
ＥＭＳ静電アクチュエータを提供する。さらに、電磁放射線のＭＥＭＳ静電減衰
器（MEMS electrostatic attenuator）が本発明によって提供される。またさら
に、電磁放射線を減衰させる方法が本発明によって提供される。
【００１２】 本発明にかかる静電力を用いたＭＥＭＳ装置は、マイクロ電子基板（microele
ctronic substrate）と、基板電極と、フレキシブル複合材と、絶縁体と、を備
える。マイクロ電子基板は、ＭＥＭＳ装置がその上に構築される平らな面を定め
る。基板電極はマイクロ電子基板の表面上に一つの層を形成する。フレキシブル
複合材は基板電極上に重なる。断面で見ると、フレキシブル複合材は、電極層と
バイアス層（biasing layer）とを備える。フレキシブル複合材はその長さにわ
たって、下に横たわる面に取り付けられた固定部分と、基板電極と複合材電極と
の間に増大しないエアギャップを定める中間部分と、基板電極に対して可動性の
末端部分と、を有する。絶縁体は、基板電極をフレキシブル複合材電極から電気
的に絶縁して分離する。基板電極とフレキシブル複合材電極の電圧差を与えるこ
とによって、末端部分を動かして下に横たわる平らな面からの分離間隔を変更さ
せる静電力が生成される。増大しない（非増大）エアギャップは静電力の印加に
関係なく保たれる。
【００１３】 これとは別の態様として、ＭＥＭＳ静電装置は、基板電極と複合材電極との間
に一般に一定のエアギャップを与えることができる。片持ち領域（cantilevered
region）は、それが固定部分から末端部分まで伸びるときに、フレキシブル複
合材の中間部分に定められる。あるいはさらに別の態様として、ＭＥＭＳ静電装
置は、基板電極とフレキシブル複合材電極との間に一般に減少するエアギャップ
を与えることができる。この場合、エアギャップは固定部分に隣接するところで
より大きくなり、中間部分が固定部分から末端部分まで拡がるにつれて減少する
。またさらに別の態様として、ＭＥＭＳ静電装置は、複合材がその下に横たわる
層に接触してエアギャップがゼロに近づく接触ゾーンを有してよい。その接触ゾ
ーンで中間部分は末端部分に移り変わる。あるいは別の態様として、ＭＥＭＳ静
電装置は、静電力が基板電極と複合材電極との間に生成されようがなかろうが一
般に一定のエアギャップを維持することができる。より低く、かつより予測可能
な動作電圧は、中間部分の設計をカスタマイズし、エアギャップの間隔を制限す
ることによって与えられる。
【００１４】 本発明は、静電力によって駆動される電磁放射線のＭＥＭＳ減衰器（attenuat
or）も提供する。このＭＥＭＳ減衰器は、放射線を少なくとも一つの所定経路に
沿って方向付ける電磁放射線源を含む。さらに、このＭＥＭＳ減衰器は上記ＭＥ
ＭＳ静電装置も含む。ＭＥＭＳ減衰器は、上述したマイクロ電子基板と、基板電
極と、絶縁体と、フレキシブル複合材と、を備える。この減衰器へ静電力の印加
を制御することによって、フレキシブル複合材の末端部分は電磁放射線の所定経
路の内外に選択的に動くことができる。これとは別の態様が提供するＭＥＭＳ減
衰器は、基板電極とフレキシブル複合材電極との間に電圧差を生成して、結果と
して電極間に静電力をもたらす電圧源を更に備える。本発明による更に別の態様
のＭＥＭＳ減衰器は、電磁放射線の少なくとも一つの経路に沿って配置された静
電減衰器のアレイ（配列）を更に備える。この他に、本発明によるＭＥＭＳ減衰
器は、電磁放射線を透過あるいは遮断させる、あるいは電磁放射線に対して透過
性のある、構成要素を備えてよい。本発明によるＭＥＭＳ減衰器は更に、電磁放
射線の所定経路に対してフレキシブル複合材の方向性を定めてよい。
【００１５】 本発明は、上に示したように、上記ＭＥＭＳ静電減衰器を使用して電磁放射線
を減衰させる方法も提供する。この方法は、静電減衰器に近接する少なくとも一
つの所定経路に沿って電磁放射線を方向付ける工程と、基板電極とフレキシブル
複合材内の電極層との間で選択に静電力を生成する工程と、少なくとも一つの所
定経路に沿って走る電磁放射線を制御可能に遮り、あるいは通過させるために、
予め選ばれた距離だけフレキシブル複合材を動かす工程と、を備えることを特徴
とする。フレキシブル複合材は、基板電極とフレキシブル複合材電極層との間で
の静電力の選択的生成に応じて動く。この方法は、フレキシブル複合材に対する
電磁放射線経路の方向を指定してよい。この他、この方法は、フレキシブル複合
材が静電力に応答して動く方向を指定してよい。また、静電力が存在しない中で
フレキシブル複合材減衰器を一方に偏らせてよい。その他にも、本発明による方
法は、印加された静電力の大きさと方向の変化に応じて、フレキシブル複合材の
動きを定めてよい。
【００１６】 本発明は、上記ＭＥＭＳ静電減衰器のアレイを使用して電磁放射線を減衰させ
る方法も提供する。この方法は、ＭＥＭＳ静電減衰器のアレイに近接する少なく
とも一つの所定経路に沿って電磁放射線を方向付ける工程と、ＭＥＭＳ静電減衰
器のアレイから選ばれた少なくとも一つの静電減衰器の電極間に選択的に静電力
を生成する工程と、静電減衰器のアレイから選ばれた少なくとも一つの静電減衰
器のフレキシブル複合材を、少なくとも一つの所定経路に沿う電磁放射線を選択
的に遮り、あるいは通過させるために動かす工程と、を備えることを特徴とする
。この方法は、アレイを含む静電減衰器のサブセット内において静電力を生成さ
せることができる。この方法は更に、ＭＥＭＳ減衰機内のアレイ内に静電減衰器
のサブセットを少なくとも横一列に配置させてもよいが、それらを少なくとも横
一列と少なくとも縦一列とに配置させることもできる。
【００１７】詳細な説明 以下、本発明の実施態様を添付図面を参照しながら詳細に説明する。本発明は
、しかしながら、多くの異なった態様で実施でき、ここに紹介される実施態様に
限定されるべきではない。これらの実施態様は、本開示が徹底かつ完全であり、
そして本発明の技術的範囲を当業者に明示するものとなるよう提供される。同様
の符号は同様の要素に付与される。
【００１８】 図１と図２を参照して説明する。本発明は、比較的低く、より予測可能な動作
電圧を必要とする、静電力によって駆動されるＭＥＭＳ装置を提供する。第１の
実施態様では、静電ＭＥＭＳ装置は、層状に、マイクロ電子基板１０と、基板電
極２０と、基板絶縁体３０と、フレキシブル複合材（flexible composite）５０
と、を備える。フレキシブル複合材は一般に平らで、マイクロ電子（microelect
ronic）基板と基板電極の上に重なる。フレキシブル複合材は、その長さ方向に
沿って、固定部分（fixed portion）７０と、中間部分（medial portion）８０
と、末端部分（distal portion）１００とを有する。固定部分は下に横たわるマ
イクロ電子基板または媒介層（intermediate layers）にしっかりと張り合わさ
れる。中間部分は固定部分から伸び、所定の場所に保持され、あるいは静電力が
印加されることなく一方に偏らされて（バイアスされて）、エアギャップ１２０
を定める。エアギャップは所定の増大しない（non-increasing）形状を有し、下
に横たわる平らな面と中間部分との間に定められる。中間部分と末端部分は両方
とも基礎をなす基板から解放される。末端部分は（固定されず）自由になってお
り、作動中に動き、下に横たわる平らな面からカールして離れ、この平らな面か
らの分離間隔を変えることができる。中間部分は、下に横たわる平らな面に対し
て、例えば、一定または減少する分離間隔といった増大しない分離間隔を、フレ
キシブル複合材がマイクロ電子基板に向かってたわみ始めるまで、維持する。フ
レキシブル複合材が結果的にたわむと、中間部分は下に横たわる基板からカール
して離れ、あるいは下に横たわる基板に向かってカールする、あるいは一定の分
離間隔を維持する。
【００１９】 断面で見ると、フレキシブル複合材５０は、少なくとも一つの電極層４０と一
つ又は複数のバイアス層（biasing layers）を含む多層構造になっている。層数
、層厚、層の配置、使用される材料の選択は、フレキシブル複合材が下に横たわ
る基板電極からカールして離れる、あるいはそれに向かってカールする、あるい
は平行を維持するように、選ばれる。こうして、末端部分は、それが中間部分か
ら離れて伸びるにつれて、一方に偏ってカールすることができる。下に横たわる
基板電極に対する中間部分の位置もカスタマイズすることができる。
【００２０】 静電ＭＥＭＳ装置は周知の集積回路材料とマイクロ工学技術を使用して構成さ
れる。当業者であれば、異なった材料、様々な層数、そして多数の層配置が使用
されてよいことは理解できよう。図面に示されたＭＥＭＳ装置は製造の細部を説
明するための一例として使用するが、本議論は断りがなければ本発明によるすべ
てのＭＥＭＳ装置に適用できる。図１と図２を参照して説明すると、マイクロ電
子基板１０はその上にＭＥＭＳ装置が構築される平らな面１２を定める。好まし
くは、マイクロ電子基板はシリコンウェハを含む。しかし平らな面を有するどん
な適切な基板材料も使用できる。他の半導体、ガラス、プラスチック、あるいは
他の材料も基板としての役割を果たすことができる。絶縁層１４はマイクロ電子
基板の平らな面の上に重なり、電気的な絶縁を実現する。絶縁層１４は好ましく
は、ポリイミドあるいは窒化物のような、非酸化処理をベースとする絶縁体また
はポリマを含む。この場合、もしある特定の酸がリリース層（release layer）
を除去するための処理に使用されるなら、酸化物ベースの絶縁体は使用できない
。もし、リリース層材料と相性がよい酸あるいはエッチング液とがそのリリース
層を除去するために使用されるならば、他の絶縁体、しかも酸化物ベースの絶縁
体も、使用してよい。例えば、もしフッ化水素酸を含んでいないエッチング液が
使用されるならば、絶縁体に二酸化ケイ素が使用できる。絶縁層は好ましくは、
マイクロ電子基板の平らな面の上に適切な材料を堆積させることによって形成さ
れる。基板電極２０は、下に横たわる絶縁層１４の表面に貼り付けられる一般に
平らな層として堆積される。基板電極は好ましくは、絶縁層の最上面上に堆積さ
れる金の層を含む。クロムの薄い層が基板電極上に堆積されてよく、マイクロ電
子基板へのより良い接着性が可能になる。また、他の金属性あるいは導電性の材
料も、それらがリリース層の処理作業によって浸食されない限り、使用してよい
。基板電極２０の表面積と形状は、望ましい静電力を生成するために必要される
ように変化させることができる。
【００２１】 第二の絶縁層３０が基板電極２０上に堆積され、その基板電極を電気的に絶縁
して、電気的ショートを防止する。さらに、その第二の絶縁層は、基板電極２０
と、フレキシブル電極４０を含むフレキシブル複合材との間に所定の層厚の誘電
性層を提供する。リリース層処理（release layer processing）に対して耐性が
ある他の誘電性絶縁体またはポリマを使用してよいが、第二の絶縁層３０は好ま
しくはポリイミドを含む。第二の絶縁層３０は一般に平らな面３２を有する。
【００２２】 リリース層（図示されていない）は、最初に、上に重なっているフレキシブル
複合材の中間部分と末端部分との下に横たわる平らな面３２上に堆積され、エア
ギャップ１２０として示された空間を占める。リリース層は、フレキシブル複合
材のその下に横たわる平らな面に貼られていない部分の真下の領域にだけに与え
られる。好ましくは、リリース層は、酸が与えられたときにエッチングして取り
除くことができる酸化物あるいは他の適切な材料を含む。上に重なる層が堆積し
た後、リリース層は、フッ化水素酸エッチングといった標準的なマイクロ工学的
な酸エッチング技術を使って取り除くことができる。リリース層が取り除かれた
後、フレキシブル複合材５０の中間部分と末端部分は下に横たわる平らな面３２
から分離され、それらの間にエアギャップが形成される。
【００２３】 フレキシブル複合材５０の層は、一般に平らな面３２と除去される前のリリー
ス層との上に重なる。この層は縦方向の配置が示されているが、その部分は水平
方向にはフレキシブル複合材に沿って堆積される。周知の集積回路生産プロセス
はフレキシブル複合材５０を含む層を構成するためにも使用できる。ポリマフィ
ルムの第１の層６０がリリース層と平らな面３２の露出領域とに与えられる。リ
リース層プロセスに適する他の柔軟なポリマを使用してよいが、ポリイミドがポ
リマフィルムの第１の層にとって好ましい。最小で二層がフレキシブル複合材５
０を構成する。一つはポリマフィルムの層６０で、もう一つはフレキシブルな電
極層４０である。また、その最小の二層は、フレキシブル電極の層４０とポリマ
フィルムの層６２を含んでもよい。フレキシブル複合材を構成する層の間の異な
った熱膨張係数によって、中間部分８０と末端部分１００が一方に偏り（biased
）、リリース層が除去された後に下に横たわる面３２からカールして離れる。末
端部分は、可変的な、あるいは一定の曲率半径でカールすることができる。
【００２４】 フレキシブルな導電体材料の層を構成するフレキシブル電極４０は、ポリマフ
ィルムの第１の層６０の上に重なるように堆積される。フレキシブル電極４０は
好ましくは金を含むが、導電性高分子フィルムといった酸に対して耐性があるフ
レキシブルな導電体を使用することができる。フレキシブル電極４０の表面積あ
るいは形状は、望ましい静電力を生成するか、あるいは屈曲点１０５からの距離
のある関数としてその静電力を変化させるために必要とされるように変化させる
ことができる。
【００２５】 フレキシブルなポリマフィルムの第二の層６２がフレキシブル電極層上に付け
加えられる。また、クロムの薄い層がフレキシブル電極層上に堆積されてよく、
それによって積み重ねられるポリマフィルムへの接着性を高めることができる。
金の層が使用されるところはどこでも、もし金のそれに隣接する材料への接着性
を改善することが必要ならば、クロムを用いることができる。一般的に、このポ
リマフィルムは柔軟であり、かつ電極層とは異なった熱膨張係数を有する。フレ
キシブル複合材の電極層とバイアス層の成分は異なった速度で膨張するので、フ
レキシブル複合材は熱膨張係数がより低い層に向かってカールする。
【００２６】 もちろん、フレキシブル複合材をカールさせるための他の技術を使用してよい
。例えば、異なった堆積プロセス工程がフレキシブル複合材を構成する層をカー
ルさせるための固有の応力を生成するために使用できる。さらに、フレキシブル
複合材は、その中に含まれる層の固有の機械的応力を生成することによってカー
ルさせることができる。加えて、フレキシブル複合材をカールさせるために連続
的な温度変化を使用できる。例えば、ポリマフィルムが液体として堆積され、そ
の後、温度の上昇によってカールして固体のポリマ層が形成される。好ましくは
、電極層よりもより高い熱膨張係数を持つポリマが使用できる。次に、ポリマ層
と電極層は冷却され、熱膨張係数の違いによって応力が生成される。ポリマ層は
電極層よりも速く収縮するので、フレキシブル複合材はカールする。
【００２７】 中間部分は末端部分と同じように構成されるので、電極層４０とポリマ層の熱
膨張係数の違いによって中間部分はカールすることになる。しかしながら、ポリ
マフィルム、金属、あるいは他の材料の追加的な層が、リリース層が除去されて
しまったときにカールする傾向を打ち消して、中間部分を所定の場所に保つため
のバイアス制御構造（baiasing control structure）として機能するようにポリ
マフィルムの第二の層上に付け加えられてもよい。
【００２８】 バイアス制御構造は、フレキシブル複合材のカールする固有の傾向に対処する
役割を果たす。指摘したように、層の熱膨張係数の違いはフレキシブル複合材を
一方に偏らせてそれをカールさせる役割を果たす。カールは可動性の末端部分に
とって望ましいが、しかし中間部分にとっては不利である。本発明によって提供
されるＭＥＭＳ装置に対して予測可能な中間部分の形状とエアギャップを実現す
ることは、動作電圧特性が改善されるので、重要である。例えば、バイアス制御
構造は、図２に示されたような片持された中間部分とエアギャップとを維持する
ために使用される。バイアス制御構造は本発明による静電ＭＥＭＳ装置のすべて
の実施態様に対して中間部分を支持するために使用される。バイアス制御構造が
なければ、フレキシブル複合材は、その複合材の固定部分が中間部分へと移り変
わるエアギャップの先頭において、基板の平らな面３２から離れるようにカール
し始める。
【００２９】 本発明によるバイアス制御構造の第１の実施態様が図１と図２に示されている
。バイアス制御層１１０は第２のポリマ層６２の上に重なって、構造的に中間部
分８０を拘束する。示されているように、バイアス制御層はフレキシブル複合材
の固定部分７０上に重なり、エアギャップ１２０とフレキシブル複合材の中間部
分８０の上を終端１１２まで拡がる。側部１１４と１１６は、複合材の固定部分
７０から、複合材の端部を越えて拡がって、平らな面３２または基板１０に最後
に取り付けられたある他の層にしっかりと取り付けられる。層１１０の他に、電
極層４０とポリマ層６０及び６２が、マイクロ電子基板上に中間部分を保持する
ために側部を越えて外側に拡張できる。結果として、中間部分は、フレキシブル
性を制限するバイアス制御構造によって最上部と３つの側部とで固められる。バ
イアス制御構造は、マイクロ電子基板に固定された周囲の層に中間部分をしっか
りと取り付けるので、その中間部分を横方向にも支持する。バイアス制御構造は
、中間部分を正しい位置に保持しやすい熱膨張係数を有する金属化した層から形
成することができる。下に横たわるフレキシブル複合材とは異なる熱膨張係数を
有する他の材料がカールする傾向を弱めるために使用されてよい。その層は一般
に固くて平らな面でよく、あるいは中間部分を支持してエアギャップを制御する
のに必要とされるときには、線（line）、升目（grids）、平行線模様（cross-h
atch）、もしくは他のパタンを含んでよい。制御層の終端部１１２は、複合材の
中間部分から末端部分への移り変わる部分において複合材の屈曲点または屈曲ゾ
ーン１０５も定める。この屈曲点において、エアギャップは中間部分８０の下で
は一般に一定の距離ｄを有してもよいが、末端部分１００の下ではその距離が増
大するようになって、そこでは図に示されているように複合材のカールする力に
よって末端部分は平らな面から離れるように動く。
【００３０】 また、バイアス制御層は、本来中間部分を正しい位置に保持するという、中間
部分の最上面の特徴に影響を与える場合がある。第２のポリマフィルム層６２の
層厚は中間部分におけるカールバイアス（curling bias）を制御するために変化
することができる。例えば、その第２の層は、より厚く、より薄く、あるいは中
間部分のある場所で完全に取り除かれることができる。さらに、その第２の層は
、有効な熱膨張係数を修正して中間部分を正しい位置に保持するために、升目が
入れられ、線が入れられ、平行線模様が入れられ、あるいは他のパタンが入れら
れる。図３と図４に示されているように、第２のポリマ層６２は、中間部分８０
の範囲にわたって様々な厚みを持たせて、それによって熱膨張係数によって生成
される力を形成したり、方向付けしたり、あるいは減少させたりするために、模
様が入れられたり、あるいは部分が取り除かれてよい。さらに、中間部分を構成
する最上層に不純物を加えることによって熱膨張係数を変えることが可能である
。バイアス制御構造を生成するために、フレキシブル複合材を構成する他の層の
層厚を変えたり、あるいは中間部分の下に横たわる支持材（support）を提供す
ることも可能である。当業者であれば、中間部分においてバイアス制御を実現す
るために他の技術も使用できることは理解できよう。さらに、上記技術を組み合
わせて、中間部分やエアギャップを一方に偏らせたり、位置決めしたりすること
ができる。また、末端部分１００は、異なる順序で層を堆積させたり、あるいは
異なる材料を選ぶことによって、静電力の印加とは無関係に下に横たわる平らな
面からカールして離れたり、あるいはカールして近づいたりすることができる。
【００３１】 こうして中間部分８０は、平らな面３２上に重なる片持ち部材（cantilever m
ember）のように作用する。とういうのは、バイアス制御構造あるいはバイアス
層の修正によって中間部分は所定の位置に保持されるからである。従来のＭＥＭ
Ｓ静電アクチュエータと異なり、この実施態様においては静電力を用いないで中
間部分は定位置に保持される。さらに、エアギャップ１２０と片持された中間部
分の形状は、ＭＥＭＳ装置に静電力が印加されようとなかろうと最初から一定に
保持され、あるいは縮小する。エアギャップを制御することによって、本発明の
実施態様によってより低くより予測可能な動作電圧が実現される。
【００３２】 作動中、静電力が一切加わらないときは、可動性の末端部分は屈曲点から伸び
ながら一方に偏って自然にカールし、それによってその末端部分と下に横たわる
平らな面との間の距離が変化する。基板電極とフレキシブル電極とに電荷が加わ
ると、それらの間に静電力が生成される。その静電力によって、フレキシブル電
極を含む可動性の末端部分は、基板電極の上に重なる平らな面に対する分離間隔
を変化させる。選択肢として、静電力によって中間部分が平らな面に対する分離
間隔を変化させることもできる。好ましくは、静電力はフレキシブル電極を基板
電極に引きつけて、一方に偏った末端部分をカールさせずに、マイクロエレクト
ニック基板の表面に合わせる。また、静電力は基板電極とフレキシブル電極とを
反発させ、可動性の末端部分をマイクロエレクトニック基板の平らな面からカー
ルして離れさせることができる。支持された中間部分は所定の位置に片持された
ままで、下に横たわる平らな面の上に一定のエアギャップを定める。その増加し
ないエアギャップによって、例えば３０ボルトといった比較的小幅な電圧が保証
され、そのギャップは複合材の運動を開始させるために使用されてよい。増加す
るエアギャップは例えば、８０ボルトといったより高い電圧を必要とする。
【００３３】 図２に示されているように、一定のエアギャップ１２０が中間部分と下に横た
わる平らな面との間に生成されてよい。また、図３と図５に示されているような
減少するエアギャップ１３０は、中間部分が下に横たわる平らな面に接触して、
減少するエアギャップが与えられる本発明を使用して、生成することができる。
これらのＭＥＭＳ装置の構造と構成は、既に議論した中間部分とエアギャップの
例外と同じである。
【００３４】 図３、図４、図５を参照して説明する。固定部分７０に近接するポリマフィル
ムの第２の層６２の一部分が取り除かれて模様が入った領域８２が形成される。
ポリマフィルムの第２の層６２は、フレキシブル電極４０よりも、あるいはポリ
マフィルム６０やフレキシブル電極４０といったフレキシブル複合材５０を形成
する下に横たわる複合層よりも、高い熱膨張係数を有する。中間部分においてポ
リマフィルムの第２の層６２の一部を取り除くことによって、静電力が一切加わ
らないときにフレキシブル複合材５０は下に横たわる平らな面３２に向かってカ
ールする。フレキシブル電極４０の熱膨張係数によって中間部分は制御されてそ
の下に横たわる平らな面３２に近づくので、このカールはその結果として生じる
。詰まるところ中間部分はその下に横たわる平らな面がその接線となるように接
触して、それによって支持される。可動性の末端部分１００は、フレキシブル複
合材５０が再び分離し、その下の横たわる平らな面３２から上に向かってカール
し始めるところである屈曲点１０５において始まる。可動性の末端部分１００は
、フレキシブル複合材５０を形成する成分層の使用材料と層の数や順序に従って
、その下に横たわる絶縁体３０の平らな面３２に向かって、あるいはそれから離
れるように、カールすることができる。また、もう１つのポリマ層といった追加
的な層が中間部分８０においてポリマ層６２の上に重なるように堆積して、マイ
クロエレクトニック基板に向かって中間部分をカールさせることもできる。
【００３５】 開示した異なったＭＥＭＳ装置は同様に動作する。静電力を加える必要なく、
末端部分は自然に湾曲する。基板電極とフレキシブル電極に電圧が加えられると
、その間に静電力が生成される。エアギャップが制御され、あるいはフレキシブ
ル複合材が基板電極近くの絶縁体に接触するので、示された実施態様はより低く
より予測可能な動作電圧で動作する。適切な量の電位が印加されると、静電力は
、フレキシブル電極を有する末端部分を動かす。可動性の末端部分とその下に横
たわる平らな面との間の分離間隔は加わった静電力に応じて変化する。好ましく
は、一方に偏った中間部分とエアギャップは、静電力が加わろうとなかろうと、
その形状は維持される。また、既に論じたように中間部分はその下に横たわる平
らな面に向かって静電気的に引きつけられる。本発明による静電ＭＥＭＳ装置の
動作特性と予測可能性は設計によって向上する。
【００３６】 本発明によって提供される静電ＭＥＭＳ装置は電磁エネルギーの減衰器として
機能することができる。可視光レーザ、赤外線レーザ、あるいは磁気放射線もし
くは無線周波数放射線は、このＭＥＭＳ装置によって選択的に減衰され、反射さ
れ、あるいは透過させられる。末端部分の可変部分は様々な量の光線あるいは他
の電磁放射線を遮断する。例えば、末端部分は、電磁放射線の経路を全体的に除
去して、あるいは全体的に横切るように、動かされる。また、末端部分は電磁放
射線の経路を部分的に横切るように動かされることができ、通過する電磁放射線
の量のアナログ制御が可能になる。光線は基板表面と平行に走ることができるが
、この場合、装置は末端部分を光線経路外に引きずり下ろすように作動する。ま
た、光線は透明な固定電極を備えた透明な基板を通って伝わることができるが、
この場合、装置は光の経路内に末端部分を引きずり下ろすように作動する。フレ
キシブル複合材の表面は、光線による加熱を最小化するための高反射性材料の薄
いフィルムでコートすることができる。光線が表面と平行に走る場合に関して、
複数のアクチュエータをその光線を減衰するために使用することができる。光線
経路に沿う一連のアクチュエータは、リダンダンシー（redundancy）あるいは「
ＯＲ」型論理を実現するだろう。同様に、光線経路に横切るように配置された二
つ以上のアクチュエータ（光線サイズやアクチュエータのサイズに依存）は「Ａ
ＮＤ」型論理を実現するだろう。複合材の曲率半径はフレキシブルフィルムの層
厚や材料選択によって制御されるので、異なるサイズの光線と基板からの間隔は
装置設計を制御することによって減じることができる。
【００３７】 カールしたフレキシブル複合材によって反射した放射線は、複合材の曲率と光
線（beam）の特性に依存する角度にわたって分散されるだろう。反射光のより強
力な制御は、フレキシブル複合材をカールさせないで平坦にしておくことによっ
て実現できる。これは、末端において材料の一部を取り除いて材料の厚みを制御
するか、あるいは他の材料を加えることによって実行することができる。その際
、末端の平坦な面によって光はあまり分散しないで反射されるだろう。中間部分
から最も遠い末端部分における平らな端部を使用することによって、アクチュエ
ータは湾曲を増大させることなく基板からより高いところでフィルムを遮断する
こともできるだろう。結局、用途に依存して、中間部分から最も遠い末端部分の
端部は、カールするか、あるいは比較的平らになるかのいずれかになることが可
能である。
【００３８】 本発明によるＭＥＭＳ静電減衰器は、電磁放射線源と、すでに説明したＭＥＭ
Ｓ静電装置とを含む。図６と図７は本発明による静電減衰器を示している。電磁
放射線源１４０は少なくとも一つの所定経路に沿った方向に向けられる。図６に
示されているように、電磁放射線の経路はフレキシブル複合材５０を横切ってよ
い。また、電磁放射線は、図７に示されているように、マイクロエレクトニック
基板１０によって定められる平面に垂直な経路に沿った方向に向けられてもよい
。減衰される電磁放射線のタイプに依存して、ＭＥＭＳ静電デバイスの構成はあ
る程度まで変化できる。
【００３９】 マイクロ電子基板１０を形成している材料は、所定のタイプの電磁放射線に対
する材料の減衰特性に従って選ぶことができる。例えば、基板に向けられた電磁
放射線ビームを透過し、遮断し、あるいは反射する基板材料を選ぶことができる
。例えば、ガラス基板が可視光線を反射し、あるいは遮断するために使用できる
。基板電極２０とフレキシブル複合材５０も、ある特定のタイプの電磁放射線を
望ましく減衰する材料から構成できる。さらに、フレキシブル複合材５０は電磁
エネルギーを反射する一つ以上の面を有することができる。例えば、フレキシブ
ル複合材の最上部面、最下部面、あるいは両方の面はレーザビームを反射するこ
とができる。
【００４０】 図８は一つのアレイ（配列）を構成する複数の静電減衰器を示している。アク
チュエータの可動性のフレキシブル複合材を取り囲む材料は図８に示されている
ように壁を形成したままに置かれ、あるいは図１に示されているように取り去ら
れてもよい。示されているように、電磁放射線の経路はアレイ内の一つ以上の減
衰器を横切ってよい。アレイ内のすべての減衰器あるいは共同作用するサブセッ
トを作動させることができる。減衰器のサブセットは、横列、縦列、あるいは他
の編成を含むどんな方法で配置してもよい。
【００４１】 本発明は更に、上述した静電ＭＥＭＳ減衰器を使用して電磁放射線を減衰する
方法も提供する。この方法は、電磁放射線を方向付ける工程と、静電力を選択的
に生成する工程と、減衰器のフレキシブル複合材を動かして選択的に少なくとも
一つの所定経路に沿って走る電磁放射線を遮断し、あるいは通過させる工程と、
備える。
【００４２】 電磁放射線を方向付ける工程は、フレキシブル複合材によって定められる平面
と一般に平行な、あるいは垂直な、所定経路に沿って電磁放射線を方向付けるこ
とを含むことができる。フレキシブル複合材を動かす工程は、基板から離れるよ
うに、あるいはそれに向かうようにフレキシブル複合材を動かすことを含むこと
ができる。また、フレキシブル複合材を動かす工程は、基板電極と複合材電極と
の間に静電力の存在なしに、フレキシブル複合材を一方に偏らせてマイクロ電子
基板に対して所定の方向に動かすことを含むことができる。また任意に、フレキ
シブル複合材を動かす工程は、電極間に生成される静電力の大きさを変化させる
ことによって、フレキシブル複合材の動きの程度を制御することを含むことがで
きる。
【００４３】 本発明は更に、静電ＭＥＭＳ減衰器のアレイを使用して電磁放射線を減衰する
方法を提供する。この方法は、減衰器のアレイに近接する少なくとも一つの経路
に沿って電磁放射線を方向付ける工程を含む。この方法は、アレイから選ばれた
少なくとも一つの静電減衰器内で、基板電極とフレキシブル複合材電極との間に
静電力を選択的に生成する工程を更に含む。最後に、この方法は、アレイ内の少
なくとも一つの選ばれた静電減衰器に対してフレキシブル複合材を所定の距離だ
け動かして、減衰器アレイに近接する少なくとも一つの電磁放射線経路を選択的
に遮断し、あるいは通過させる工程を含む。上記のように、電磁放射線経路は全
体的に遮断、あるいは部分的に遮断、あるいは全く遮断されないようにすること
ができる。静電力を選択的に生成する工程は、アレイ内の静電減衰器のサブセッ
トを作動させることを任意に含むことができる。フレキシブル複合材を動かす工
程は、配列した静電減衰器のサブセットを、少なくとも横一列に配置させ、その
少なくとも横一列内の減衰器に対応するフレキシブル複合材を動かすことを任意
に含むことができる。また、フレキシブル複合材を動かす工程は、配列した静電
減衰器のサブセットを、少なくとも横一列と少なくとも縦一列に配置させ、その
少なくとも横一列と少なくとも縦一列内にある減衰器に対応するフレキシブル複
合材を動かすことを含むことができる。
【００４４】 本発明の多くの修正や他の実施態様は、上述した説明と添付図面を参考にすれ
ば、当業者であれば考えつくはずである。従って、本発明はここに開示された特
定の実施態様に限定されるべきではなく、またそれに対する修正や他の実施態様
は以下の請求の範囲に定められる技術的範囲に入ることが意図されていることは
理解されなければならない。ここには特定の用語が使用されているが、それらは
一般的な説明においてのみ使用されているのであって、決して本発明の技術的範
囲を限定する目的のためではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるＭＥＭＳ装置の図２の１−１ラインに沿った断面図である。
【図２】 本発明によるＭＥＭＳ装置の平面図である。
【図３】 本発明によるＭＥＭＳ装置の別の実施態様の図４の３−３ラインに沿った断面
図である。
【図４】 本発明によるＭＥＭＳ装置の別の実施態様の平面図である。
【図５】 本発明によるＭＥＭＳ装置の別の実施態様の断面図である。
【図６】 放射線減衰器として使用される本発明による装置の断面図である。
【図７】 放射線減衰器として使用される本発明による装置の断面図である。
【図８】 本発明による装置のアレイの斜視図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年５月１６日（２００１．５．１６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】 マイクロマシンＭＥＭＳ装置は微小構造を動かすために静電力も利用してきた
。米国特許第５，５７８，９７６号に見いだされるように、一部のＭＥＭＳ静電
装置は比較的堅い片持ち部材（cantilever members）を使用する。似たような片
持ち式静電装置（cantilevered electrostatic device）は米国特許第５，２５
８，５９１号、第５，３６７，１３６号、第５，６３８，９４６号、第５，６５
８，６９８号、そして第５，６６６，２５８号に記載されている。さらに、欧州
特許第６１４１０１Ａ２は、光偏向に使用される片持式静電装置を記載している
。上記特許の装置は、基板表面から離れる方向にある曲率半径で湾曲したフレキ
シブルな静電アクチュエータを開示してはいない。他のＭＥＭＳ装置は湾曲した
静電アクチュエータを開示している。しかしながら、これらの装置の一部は、比
較的難しいマイクロ加工技術を使用する複雑な幾何学的形状を組み込んでいる。
米国特許第５，６２９，５６５号と第５，６７３，７８５号は、そのそれぞれが
それぞれの静電装置を作り出す二重のマイクロマシン基板を使用する。米国特許
第５，２３３，４５９号と第５，７８４，１８９号の装置は、多数の堆積工程と
処理工程を使用して形成される。複雑な作業が、フレキシブルな電極に波形を形
成するために必要とされる。さらに、米国特許第５，２３３，４５９号は高い動
作電圧を必要とするフレキシブルな静電アクチュエータを記載している。同様に
、米国特許第５，５５２，９２５号も湾曲した静電電極を開示している。しかし
ながら、電極は二つの部分、つまりフラットな片持ち部分と、その後に続くより
薄いフレキシブルな部分から構成される。 マイクロマシンＭＥＭＳ装置は光減衰器アレイにも使用される。例えばドイツ
特許第１９５４０３６３Ａ１を参照すると、それは、光放射線の偏向の目的のた
めの配列構成において配置された静電気的に作動する片持ち構造を教示している
。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ， ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ， ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，Ｓ Ｅ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ， ＺＷ 【要約の続き】 偏りを制御するための構造と技術、そして結果として生 じるエアギャップを提供する。静電装置は、電磁放射線 の経路を選択的に通過させたり遮ったりするように配置 できる。減衰器に使用される材料は、様々なタイプの電 磁放射線を通過させたり、反射したり、あるいは吸収し たりするよう選択できる。複数の電磁減衰器がアレイに 配置され、そして選択的にそのサブセットを作動するこ とができる。

Claims (44)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 静電力によって駆動されるＭＥＭＳ装置であって、 平らな面を定めるマイクロ電子基板と、 前記基板の表面上に一つの層を形成する基板電極と、 前記基板電極上に横たわり、電極層とバイアス層とを備え、前記下に横たわっ
    ている基板に取り付けられた固定部分と、前記基板電極と前記電極層との間に増
    大しないエアギャップを定める中間部分と、前記基板電極に対して可動性の末端
    部分と、を有するフレキシブル複合材と、 前記フレキシブル複合材電極から前記基板電極を電気的に分離する絶縁体と、
    を備えていることを特徴とするＭＥＭＳ装置。
  2. 【請求項２】 前記中間部分は、前記基板電極と前記フレキシブル複合材電
    極との間に、前記固定部分から前記末端部分まで伸びる一般に一定のエアギャッ
    プを定めることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
  3. 【請求項３】 前記中間部分は、前記基板電極と前記フレキシブル複合材電
    極との間に、前記固定部分に最も近いところが最大で、前記末端部分に向かって
    減少する、一般に減少するエアギャップを定めることを特徴とする請求項１に記
    載のＭＥＭＳ装置。
  4. 【請求項４】 前記中間部分は、前記エアギャップが前記中間部分と前記末
    端部分との間にある場所でゼロまで減少する接触ゾーンを定めることを特徴とす
    る請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
  5. 【請求項５】 前記エアギャップは、前記基板電極と前記フレキシブル複合
    材電極層との間に静電力が生成されてもされなくても保たれることを特徴とする
    請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
  6. 【請求項６】 前記基板電極は、一般に、前記フレキシブル複合材の前記中
    間部分及び前記末端部分の全領域の下に横たわることを特徴とする請求項１に記
    載のＭＥＭＳ装置。
  7. 【請求項７】 前記絶縁体は、前記基板電極に、その上に横たわるように取
    り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
  8. 【請求項８】 前記基板と前記基板電極との間に絶縁体を更に含んでいるこ
    とを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
  9. 【請求項９】 前記複合材バイアス層は少なくとも一つのポリマフィルムを
    含むことを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
  10. 【請求項１０】 前記複合材バイアス層は、前記複合材電極層の対向する側
    にポリマフィルムを含むことを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
  11. 【請求項１１】 前記複合材バイアス層と前記電極層は異なる膨張率を有し
    ており、それによって前記複合材がカールすることを特徴とする請求項１に記載
    のＭＥＭＳ装置。
  12. 【請求項１２】 前記バイアス層は異なる層厚を持つ少なくとも二つのポリ
    マフィルムを有しており、それによって前記複合材がカールすることを特徴とす
    る請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
  13. 【請求項１３】 前記バイアス層は異なる膨張率を持つ少なくとも二つのポ
    リマフィルムを有しており、それによって前記複合材がカールすることを特徴と
    する請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
  14. 【請求項１４】 前記複合材に含まれる前記バイアス層と前記電極層は異な
    る応力レベルを有しており、それによって前記複合材がカールすることを特徴と
    する請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
  15. 【請求項１５】 前記ポリマフィルムは、前記末端部分よりも前記中間部分
    においてより薄いことを特徴とする請求項９に記載のＭＥＭＳ装置。
  16. 【請求項１６】 前記ポリマフィルムは前記中間部分において模様が刻まれ
    て該ポリマフィルムの少なくとも一部が取り除かれることを特徴とする請求項９
    に記載のＭＥＭＳ装置。
  17. 【請求項１７】 前記フレキシブル複合材の前記末端部分は、前記フレキシ
    ブル複合材電極と前記基板電極との間に静電力が一切生成されないときに該複合
    材の最上面によって定められる平面から外れてカールすることを特徴とする請求
    項１に記載のＭＥＭＳ装置。
  18. 【請求項１８】 前記フレキシブル複合材は、前記末端部分における異なる
    場所で異なる曲率半径を有することを特徴とする請求項１７に記載のＭＥＭＳ装
    置。
  19. 【請求項１９】 前記複合材中間部分は、一般に、前記複合材末端部分より
    も平坦であることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
  20. 【請求項２０】 前記基板電極の表面積は、前記フレキシブル複合材電極と
    一般に同じ表面積であることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
  21. 【請求項２１】 前記基板電極の形状は、前記フレキシブル電極と一般に同
    じ形状であることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
  22. 【請求項２２】 前記フレキシブル複合材は一般的に長方形の形をしている
    ことを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
  23. 【請求項２３】 前記フレキシブル複合材は、前記下に横たわる基板から前
    記可動性の末端部分においてカールして離れることを特徴とする請求項１に記載
    のＭＥＭＳ装置。
  24. 【請求項２４】 前記フレキシブル複合材は、反射性上部面と反射性下部面
    とから成るグループから選ばれた少なくとも一つの反射性表面部を有することを
    特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
  25. 【請求項２５】 前記複合材は、前記中間部分の上に重なる固まった層を更
    に備え、前記中間部分のフレキシブル性が減じられる、ことを特徴とする請求項
    １に記載のＭＥＭＳ装置。
  26. 【請求項２６】 前記フレキシブル複合材の前記中間部分の側部から隣の基
    板まで拡がる架橋層を更に含み、前記中間部分のフレキシブル性が減じられるこ
    とを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
  27. 【請求項２７】 その電磁放射線が少なくとも一つの所定経路に沿って方向
    付けられる電磁放射線源と、 前記放射線経路に近接し、平らな面を定めるマイクロ電子基板と、前記基板の
    表面上に一つの層を形成する基板電極と、前記基板電極上に重なっており、電極
    層とバイアス層とを備え、前記下に横たわっている基板に取り付けられた固定部
    分と、前記基板電極と前記電極層との間に増大しないエアギャップを定める中間
    部分と、前記基板電極に対して可動性の末端部分と、を有するフレキシブル複合
    材と、を備えた少なくとも一つのＭＥＭＳ静電放射線減衰器と、 前記基板電極を前記フレキシブル電極から電気的に分離する絶縁体と、 を備えていることを特徴とするＭＥＭＳ静電減衰器。
  28. 【請求項２８】 電圧源を更に備えており、 前記基板電極と前記電極層との間で電圧差を与えることによって、前記フレキ
    シブル複合材の前記末端部分を電磁放射線の前記少なくとも一つの経路の内外に
    動かす静電力が生成されることを特徴とする請求項２７に記載のＭＥＭＳ静電減
    衰器。
  29. 【請求項２９】 電磁放射線の少なくとも一つの経路に沿って配置された前
    記静電減衰器のアレイを更に備えていることを特徴とする請求項２７に記載のＭ
    ＥＭＳ静電減衰器。
  30. 【請求項３０】 前記マイクロ電子基板は、減衰されているタイプの電磁放
    射線を透過させることを特徴とする請求項２７に記載のＭＥＭＳ静電減衰器。
  31. 【請求項３１】 前記基板電極は、減衰されているタイプの電磁放射線を透
    過させることを特徴とする請求項２７に記載のＭＥＭＳ静電減衰器。
  32. 【請求項３２】 前記フレキシブル複合材は、減衰されているタイプの電磁
    放射線の透過を遮断することを特徴とする請求項２７に記載のＭＥＭＳ静電減衰
    器。
  33. 【請求項３３】 前記フレキシブル複合材は、電磁放射線の前記少なくとも
    一つの経路と平行に配置されることを特徴とする請求項２７に記載のＭＥＭＳ静
    電減衰器。
  34. 【請求項３４】 前記フレキシブル複合材は、電磁放射線の前記少なくとも
    一つの経路に垂直に配置されることを特徴とする請求項２７に記載のＭＥＭＳ静
    電減衰器。
  35. 【請求項３５】 基板電極を有するマイクロ電子基板と、電極層を有してお
    り、前記基板電極と前記電極層との間に生成された静電力に応答して動くことが
    できるフレキシブル複合材と、を備えたＭＥＭＳ静電減衰器を使用して電磁放射
    線を減衰させる方法であって、 前記静電減衰器に近接する少なくとも一つの所定経路に沿って電磁放射線を方
    向付ける工程と、 前記基板電極と前記フレキシブル複合材電極層との間に選択に静電力を生成す
    る工程と、 前記静電力に応答して少なくとも一つの所定経路に沿って走る電磁放射線を選
    択的に遮り、あるいは除去するために所定の距離だけ前記フレキシブル複合材を
    動かす工程と、 を備えたことを特徴とする電磁放射線の減衰方法。
  36. 【請求項３６】 前記電磁放射線を方向付ける工程は、電磁放射線を、前記
    フレキシブル複合材によって定められる平面に一般に平行な所定の経路に沿うよ
    う方向付けることを含むことを特徴とする請求項３５に記載の電磁放射線の減衰
    方法。
  37. 【請求項３７】 前記電磁放射線を方向付ける工程は、電磁放射線を、前記
    フレキシブル複合材によって定められる平面に一般に垂直な所定の経路に沿うよ
    う方向付けることを含むことを特徴とする請求項３５に記載の電磁放射線の減衰
    方法。
  38. 【請求項３８】 前記フレキシブル複合材を動かす工程は、前記基板電極と
    前記電極層との間の静電力の選択的生成に応じて、前記フレキシブル複合材を前
    記基板電極から一般に離れるように動かすことを含むことを特徴とする請求項３
    ５に記載の電磁放射線の減衰方法。
  39. 【請求項３９】 前記基板電極と前記フレキシブル複合材電極層との間に静
    電力が存在しない中で、前記フレキシブル複合材を一方に偏らせて前記末端部分
    を前記マイクロエレクトニック基板に対して所定の方向に動かす工程を更に含む
    ことを特徴とする請求項３５に記載の電磁放射線の減衰方法。
  40. 【請求項４０】 前記フレキシブル複合材を動かす工程は、該フレキシブル
    複合材の動きの度合いを、前記基板電極と前記電極層との間に生成される静電力
    の大きさを変化させることによって制御することを含むことを特徴とする請求項
    ３５に記載の電磁放射線の減衰方法。
  41. 【請求項４１】 基板電極を有するマイクロ電子基板と、 電極層を含み、前記基板電極と前記電極層との間に生成された静電力に応答し
    て動くことができるフレキシブル複合材と、 をそれぞれが備えたＭＥＭＳ静電減衰器のアレイを使用して、 前記静電減衰器のアレイに近接する少なくとも一つの所定経路に沿って電磁放
    射線を方向付ける工程と、 前記静電減衰器のアレイ内の選ばれた少なくとも一つの静電減衰器に対して、
    前記基板電極と前記電極層との間に選択的に静電力を生成する工程と、 前記静電減衰器のアレイ内の前記選ばれた少なくとも一つの静電減衰器に対し
    て、静電力の前記選択的生成に応答して所定の距離だけ前記フレキシブル複合材
    を動かして、少なくとも一つの所定経路に沿って走る電磁放射線を選択的に遮り
    、あるいは除去する工程と、 を備えたことを特徴とする電磁放射線の減衰方法。
  42. 【請求項４２】 前記静電力を選択的に生成する工程は、前記アレイ内に属
    する前記静電減衰器のサブセットを作動させることを含むことを特徴とする請求
    項４１に記載の電磁放射線の減衰方法。
  43. 【請求項４３】 前記フレキシブル複合材を動かす工程は、前記アレイに属
    する前記静電減衰器のサブセットを少なくとも横一列に配置させ、該少なくとも
    横一列内で、前記フレキシブル複合材を動かすことを含むことを特徴とする請求
    項４１に記載の電磁放射線の減衰方法。
  44. 【請求項４４】 前記フレキシブル複合材を動かす工程は、前記アレイに属
    する前記静電減衰器のサブセットを少なくとも横一列と少なくとも縦一列とに配
    置させ、該少なくとも横一列と該少なくとも縦一列内で、前記フレキシブル複合
    材を動かすことを含むことを特徴とする請求項４１に記載の電磁放射線の減衰方
    法。
JP2001500902A 1999-05-27 2000-05-19 エアギャップを有するマイクロマシン静電アクチュエータ Expired - Fee Related JP4068346B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/320,891 US6236491B1 (en) 1999-05-27 1999-05-27 Micromachined electrostatic actuator with air gap
US09/320,891 1999-05-27
PCT/US2000/013759 WO2000073839A1 (en) 1999-05-27 2000-05-19 Micromachined electrostatic actuator with air gap

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004129835A Division JP4465219B2 (ja) 1999-05-27 2004-04-26 エアギャップを有するマイクロマシン静電アクチュエータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003501274A true JP2003501274A (ja) 2003-01-14
JP4068346B2 JP4068346B2 (ja) 2008-03-26

Family

ID=23248265

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001500902A Expired - Fee Related JP4068346B2 (ja) 1999-05-27 2000-05-19 エアギャップを有するマイクロマシン静電アクチュエータ
JP2004129835A Expired - Fee Related JP4465219B2 (ja) 1999-05-27 2004-04-26 エアギャップを有するマイクロマシン静電アクチュエータ

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004129835A Expired - Fee Related JP4465219B2 (ja) 1999-05-27 2004-04-26 エアギャップを有するマイクロマシン静電アクチュエータ

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6236491B1 (ja)
EP (1) EP1183566B1 (ja)
JP (2) JP4068346B2 (ja)
KR (1) KR100614140B1 (ja)
AT (1) ATE274196T1 (ja)
AU (1) AU4857800A (ja)
CA (1) CA2368129C (ja)
DE (1) DE60013118D1 (ja)
WO (1) WO2000073839A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002277592A (ja) * 2001-03-19 2002-09-25 Konica Corp 放射線画像変換プレート及び、それを用いる放射線画像読み取り装置
JP2007535287A (ja) * 2004-04-23 2007-11-29 リサーチ・トライアングル・インスティチュート フレキシブル静電アクチュエータ
WO2008075778A1 (ja) * 2006-12-21 2008-06-26 Nikon Corporation 薄膜構造体、マイクロアクチュエータ、光シャッタ装置、光束調整装置及びマイクロスイッチ
WO2010001771A1 (ja) * 2008-07-02 2010-01-07 アルプス電気株式会社 高分子アクチュエータ及び高分子アクチュエータ搭載デバイス
JP2011518412A (ja) * 2008-04-17 2011-06-23 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 光影響要素を備える高い量子効率の照明装置
JP2018158394A (ja) * 2017-03-22 2018-10-11 エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 微細素子およびその製造方法

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0893675B1 (en) * 1997-07-21 2003-10-01 Euratom Luminous intensity sensor element and light beam modulating method and device employing such a sensor element
US6453083B1 (en) 1999-05-28 2002-09-17 Anis Husain Micromachined optomechanical switching cell with parallel plate actuator and on-chip power monitoring
US6445841B1 (en) 1999-05-28 2002-09-03 Omm, Inc. Optomechanical matrix switches including collimator arrays
US6445840B1 (en) 1999-05-28 2002-09-03 Omm, Inc. Micromachined optical switching devices
US6449406B1 (en) 1999-05-28 2002-09-10 Omm, Inc. Micromachined optomechanical switching devices
US6519074B2 (en) * 2000-03-20 2003-02-11 Parvenu, Inc. Electrostatically-actuated tunable optical components using entropic materials
US7064879B1 (en) 2000-04-07 2006-06-20 Microsoft Corporation Magnetically actuated microelectrochemical systems actuator
US6456420B1 (en) * 2000-07-27 2002-09-24 Mcnc Microelectromechanical elevating structures
US6485273B1 (en) 2000-09-01 2002-11-26 Mcnc Distributed MEMS electrostatic pumping devices
US6590267B1 (en) 2000-09-14 2003-07-08 Mcnc Microelectromechanical flexible membrane electrostatic valve device and related fabrication methods
EP1322545A2 (en) * 2000-10-03 2003-07-02 Honeywell International Inc. Method of trimming micro-machined electromechanical sensors (mems) devices
US6396620B1 (en) 2000-10-30 2002-05-28 Mcnc Electrostatically actuated electromagnetic radiation shutter
US6775048B1 (en) * 2000-10-31 2004-08-10 Microsoft Corporation Microelectrical mechanical structure (MEMS) optical modulator and optical display system
US6771850B1 (en) * 2000-11-18 2004-08-03 Agere Systems Inc. Article comprising a MEMS device and method therefor
US6756545B2 (en) * 2000-11-29 2004-06-29 Xerox Corporation Micro-device assembly with electrical capabilities
US6654155B2 (en) 2000-11-29 2003-11-25 Xerox Corporation Single-crystal-silicon ribbon hinges for micro-mirror and MEMS assembly on SOI material
WO2002049199A1 (en) * 2000-12-11 2002-06-20 Rad H Dabbaj Electrostatic device
ITTO20010251A1 (it) * 2001-03-16 2002-09-16 Fiat Ricerche Micro-otturatore ottico a controllo elettrostatico, e matrice di micro-otturatori a controllo semplificato.
KR100452112B1 (ko) * 2001-07-18 2004-10-12 한국과학기술원 정전 구동기
US20030062193A1 (en) * 2001-09-07 2003-04-03 Jacob Thaysen Flexible structure with integrated sensor/actuator
US6731492B2 (en) 2001-09-07 2004-05-04 Mcnc Research And Development Institute Overdrive structures for flexible electrostatic switch
WO2003028059A1 (en) * 2001-09-21 2003-04-03 Hrl Laboratories, Llc Mems switches and methods of making same
US6794737B2 (en) * 2001-10-12 2004-09-21 Xerox Corporation Spring structure with stress-balancing layer
ITTO20011142A1 (it) * 2001-12-07 2003-06-09 C R F Societa Con Sortile Per ,,micro-specchio con micro-otturatore a controllo elettrostatico, matrice di micro-specchi e spettrofotometro infrarosso comprendente tale m
US6804959B2 (en) * 2001-12-31 2004-10-19 Microsoft Corporation Unilateral thermal buckle-beam actuator
US7177065B2 (en) * 2002-01-09 2007-02-13 Nikon Corporation Optical element, thin film structure, optical switch, and method of manufacturing optical element
JP3558066B2 (ja) * 2002-02-19 2004-08-25 ソニー株式会社 Ｍｅｍｓ素子とその製造方法、光変調素子、ｇｌｖデバイスとその製造方法、及びレーザディスプレイ
KR100419233B1 (ko) * 2002-03-11 2004-02-21 삼성전자주식회사 멤스소자 및 그의 제작방법
US6797163B2 (en) * 2002-03-28 2004-09-28 Tetra Holding (Us), Inc. Filtration devices
US7053519B2 (en) * 2002-03-29 2006-05-30 Microsoft Corporation Electrostatic bimorph actuator
US20030222341A1 (en) * 2002-04-01 2003-12-04 Oberhardt Bruce J. Systems and methods for cooling microelectronic devices using oscillatory devices
US20030227035A1 (en) 2002-06-05 2003-12-11 Hiromu Ishii Micromachine and manufacturing method therefor
GB0213722D0 (en) * 2002-06-14 2002-07-24 Suisse Electronique Microtech Micro electrical mechanical systems
US6972889B2 (en) * 2002-06-27 2005-12-06 Research Triangle Institute Mems electrostatically actuated optical display device and associated arrays
ITTO20020669A1 (it) * 2002-07-26 2004-01-26 Fiat Ricerche Spettrofotometro con otturatore a film elettrostatico
US6536875B1 (en) 2002-07-31 2003-03-25 Hewlett-Packard Development Company Actuator apparatus, process of forming thereof and method of actuation
TW590982B (en) * 2002-09-27 2004-06-11 Agnitio Science & Technology I Micro-fluid driving device
JP4508876B2 (ja) * 2002-12-20 2010-07-21 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ マイクロメカニカル熱的構造及び該マイクロメカニカル構造を製造する方法
US6856499B2 (en) * 2003-03-28 2005-02-15 Northrop Gurmman Corporation MEMS variable inductor and capacitor
KR100631835B1 (ko) * 2004-03-22 2006-10-09 삼성전기주식회사 컨티레버형 ｐｌｃ 광 감쇠기 및 그 제조방법
CN101471203B (zh) * 2004-04-23 2012-09-05 研究三角协会 柔性静电激励器
US7116463B2 (en) * 2004-07-15 2006-10-03 Optron Systems, Inc. High angular deflection micro-mirror system
CA2571829A1 (en) * 2004-07-23 2006-02-02 Afa Controls, Llc Methods of operating microvalve assemblies and related structures and related devices
US7484857B2 (en) * 2004-11-30 2009-02-03 Massachusetts Institute Of Technology Light modulating mirror device and array
CA2507177C (en) * 2005-05-13 2012-04-24 Institut National D'optique Image projector with flexible reflective analog modulator
JP2007005635A (ja) * 2005-06-24 2007-01-11 Toshiba Corp 半導体装置
EP1832550A1 (en) * 2006-03-10 2007-09-12 Seiko Epson Corporation Electrostatic actuation method and electrostatic actuator with integral electrodes for microelectromechanical systems
JP2010534865A (ja) * 2007-07-25 2010-11-11 クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド Ｍｅｍｓ表示装置及び該ｍｅｍｓ表示装置の製造方法
ATE511195T1 (de) * 2007-08-07 2011-06-15 Max Planck Gesellschaft Verfahren zur herstellung eines kondensators und kondensator
KR101557485B1 (ko) 2008-12-09 2015-10-06 삼성전자 주식회사 마이크로 셔터 디바이스 및 그 제조방법
EP2323153A1 (en) * 2009-11-11 2011-05-18 BAE Systems PLC MEMS switches and the packaging thereof
US8442368B1 (en) * 2010-01-22 2013-05-14 The Ohio State University Research Foundation Cantilever couplers for intra-chip coupling to photonic integrated circuits
WO2011111769A1 (ja) * 2010-03-11 2011-09-15 株式会社キッツ 高分子アクチュエータとこれを用いたバルブ
CN103430272B (zh) * 2011-06-02 2015-12-02 富士通株式会社 电子器件及其制造方法、电子器件的驱动方法
US11092977B1 (en) 2017-10-30 2021-08-17 Zane Coleman Fluid transfer component comprising a film with fluid channels
GB2497379B (en) 2011-12-07 2016-06-08 Ibm A nano-electromechanical switch
US8724202B2 (en) 2012-01-24 2014-05-13 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Switchable windows with MEMS shutters
JP5787923B2 (ja) * 2013-03-15 2015-09-30 株式会社東芝 マイクロプローブおよびマイクロプローブの製造方法
US10964505B2 (en) * 2015-11-16 2021-03-30 Cavendish Kinetics, Inc. Naturally closed MEMs switch for ESD protection
US10222265B2 (en) * 2016-08-19 2019-03-05 Obsidian Sensors, Inc. Thermomechanical device for measuring electromagnetic radiation
US11362411B2 (en) * 2016-12-21 2022-06-14 Sofant Technologies Ltd. Antenna apparatus
CN107215845A (zh) * 2017-06-01 2017-09-29 北京有色金属研究总院 一种基于pdms振膜的mems静电执行器及制作方法
DE102017214638B4 (de) * 2017-08-22 2021-12-02 Leibniz-Institut Für Festkörper- Und Werkstoffforschung Dresden E.V. Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Mikro-Bauelementen und dreidimensionale Mikro-Bauelemente
US20210091682A1 (en) * 2019-09-25 2021-03-25 Wisconsin Alumni Research Foundation Hybrid Electrostatic Actuator
US11434130B2 (en) * 2019-12-31 2022-09-06 Texas Instruments Incorporated Surface micromachined structures

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4209689A (en) 1969-06-04 1980-06-24 Hughes Aircraft Company Laser secure communications system
US3917196A (en) 1974-02-11 1975-11-04 Boeing Co Apparatus suitable for use in orienting aircraft flight for refueling or other purposes
US4025193A (en) 1974-02-11 1977-05-24 The Boeing Company Apparatus suitable for use in orienting aircraft in-flight for refueling or other purposes
SU601771A1 (ru) 1976-02-05 1978-04-05 Предприятие П/Я В-8754 Электростатическое реле
GB2095911B (en) 1981-03-17 1985-02-13 Standard Telephones Cables Ltd Electrical switch device
IT1200370B (it) 1981-03-25 1989-01-18 Goldstein Pinchas Apparecchiatura di protezione ottica a traguardo passiva e complesso riflettore stabilizzato impiegato in essa
US4361911A (en) 1981-05-21 1982-11-30 The United States Of American As Represented By The Secretary Of The Army Laser retroreflector system for identification of friend or foe
US4447723A (en) 1981-09-03 1984-05-08 Excellon Industries Scanning beam reference employing a retroreflective code means
US4517569A (en) 1982-02-17 1985-05-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Passive retroreflective doppler shift system
DE3328335A1 (de) 1983-08-05 1985-02-14 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn Datenfernueberwachungssystem
US4794370A (en) 1984-08-21 1988-12-27 Bos-Knox Ltd. Peristaltic electrostatic binary device
US4777660A (en) 1984-11-06 1988-10-11 Optelecom Incorporated Retroreflective optical communication system
US5438449A (en) 1987-11-25 1995-08-01 Raytheon Company Beam pointing switch
US4983021A (en) 1988-08-10 1991-01-08 Fergason James L Modulated retroreflector system
US5233459A (en) 1991-03-06 1993-08-03 Massachusetts Institute Of Technology Electric display device
US5278368A (en) 1991-06-24 1994-01-11 Matsushita Elec. Works, Ltd Electrostatic relay
US5258591A (en) 1991-10-18 1993-11-02 Westinghouse Electric Corp. Low inductance cantilever switch
CA2055198A1 (en) 1991-11-08 1993-05-09 Raymond Carbonneau Optical identification friend-or-foe
US5355241A (en) 1991-12-09 1994-10-11 Kelley Clifford W Identification friend or foe discriminator
US5268696A (en) 1992-04-06 1993-12-07 Westinghouse Electric Corp. Slotline reflective phase shifting array element utilizing electrostatic switches
US5311360A (en) 1992-04-28 1994-05-10 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford, Junior University Method and apparatus for modulating a light beam
JP3402642B2 (ja) 1993-01-26 2003-05-06 松下電工株式会社 静電駆動型リレー
EP0614101A3 (en) * 1993-02-03 1994-10-19 Canon Kk Optical deflector and process for its manufacture.
ATE156934T1 (de) 1993-02-18 1997-08-15 Siemens Ag Mikromechanisches relais mit hybridantrieb
US5463233A (en) 1993-06-23 1995-10-31 Alliedsignal Inc. Micromachined thermal switch
US5345521A (en) * 1993-07-12 1994-09-06 Texas Instrument Incorporated Architecture for optical switch
US5367136A (en) 1993-07-26 1994-11-22 Westinghouse Electric Corp. Non-contact two position microeletronic cantilever switch
US5552925A (en) 1993-09-07 1996-09-03 John M. Baker Electro-micro-mechanical shutters on transparent substrates
US5658698A (en) 1994-01-31 1997-08-19 Canon Kabushiki Kaisha Microstructure, process for manufacturing thereof and devices incorporating the same
DE4437261C1 (de) 1994-10-18 1995-10-19 Siemens Ag Mikromechanisches elektrostatisches Relais
DE4437259C1 (de) 1994-10-18 1995-10-19 Siemens Ag Mikromechanisches Relais
US5784190A (en) * 1995-04-27 1998-07-21 John M. Baker Electro-micro-mechanical shutters on transparent substrates
US5661592A (en) 1995-06-07 1997-08-26 Silicon Light Machines Method of making and an apparatus for a flat diffraction grating light valve
US5578976A (en) 1995-06-22 1996-11-26 Rockwell International Corporation Micro electromechanical RF switch
JP3106389B2 (ja) 1995-08-18 2000-11-06 株式会社村田製作所 可変容量コンデンサ
DE19540363C2 (de) * 1995-10-30 1997-10-16 Univ Schiller Jena Flachbildschirm
US5638946A (en) 1996-01-11 1997-06-17 Northeastern University Micromechanical switch with insulated switch contact
US5793519A (en) * 1996-11-15 1998-08-11 Eastman Kodak Company Micromolded integrated ceramic light reflector

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002277592A (ja) * 2001-03-19 2002-09-25 Konica Corp 放射線画像変換プレート及び、それを用いる放射線画像読み取り装置
JP2007535287A (ja) * 2004-04-23 2007-11-29 リサーチ・トライアングル・インスティチュート フレキシブル静電アクチュエータ
JP4754557B2 (ja) * 2004-04-23 2011-08-24 リサーチ・トライアングル・インスティチュート フレキシブル静電アクチュエータ
US8198974B2 (en) 2004-04-23 2012-06-12 Research Triangle Institute Flexible electrostatic actuator
WO2008075778A1 (ja) * 2006-12-21 2008-06-26 Nikon Corporation 薄膜構造体、マイクロアクチュエータ、光シャッタ装置、光束調整装置及びマイクロスイッチ
JP2011518412A (ja) * 2008-04-17 2011-06-23 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 光影響要素を備える高い量子効率の照明装置
WO2010001771A1 (ja) * 2008-07-02 2010-01-07 アルプス電気株式会社 高分子アクチュエータ及び高分子アクチュエータ搭載デバイス
JP2018158394A (ja) * 2017-03-22 2018-10-11 エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 微細素子およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004312999A (ja) 2004-11-04
DE60013118D1 (de) 2004-09-23
EP1183566A1 (en) 2002-03-06
KR100614140B1 (ko) 2006-08-25
AU4857800A (en) 2000-12-18
ATE274196T1 (de) 2004-09-15
JP4465219B2 (ja) 2010-05-19
KR20020023942A (ko) 2002-03-29
WO2000073839A1 (en) 2000-12-07
CA2368129C (en) 2005-04-26
US6236491B1 (en) 2001-05-22
CA2368129A1 (en) 2000-12-07
JP4068346B2 (ja) 2008-03-26
EP1183566B1 (en) 2004-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4068346B2 (ja) エアギャップを有するマイクロマシン静電アクチュエータ
US6373682B1 (en) Electrostatically controlled variable capacitor
EP1089109B1 (en) Mems variable optical attenuator
US6396620B1 (en) Electrostatically actuated electromagnetic radiation shutter
JP4704398B2 (ja) マイクロ電気機械システムバルブ及びその製造方法
US6731492B2 (en) Overdrive structures for flexible electrostatic switch
US6229683B1 (en) High voltage micromachined electrostatic switch
WO2002084753A1 (en) Micro piezoelectric actuator and method for fabricating same
JP3942619B2 (ja) 光偏向素子
EP1643290B1 (en) Monolithic MEMS device having a balanced cantilever plate
JP2004111360A (ja) スイッチ
US6980339B2 (en) Deformable MEMS mirror
EP1832550A1 (en) Electrostatic actuation method and electrostatic actuator with integral electrodes for microelectromechanical systems
JP2004102227A (ja) マイクロミラーアクチュエーター
EP1321957A1 (en) A micro relay device having a membrane with slits
JP2004233653A (ja) ミラー駆動装置
US20030137716A1 (en) Tilting mirror with rapid switching time
KR20040053127A (ko) 미소기계 스위치 및 그 제조 방법
Sluzewski Actuators of active piezoelectric or electrostrictive material
Kawakami 63 Smart Materials Bulletin

Legal Events

Date Code Title Description
A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20040205

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040426

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050107

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050427

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050518

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20050621

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20050805

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20070409

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20070425

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20070517

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20070518

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070625

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080110

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110118

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110118

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120118

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130118

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130118

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees