JP2007212728A - マイクロミラー装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マイクロミラー装置100aは、ミラー230の回動時にミラー230と電極340a〜340dの接触を防止する接触防止部材として、絶縁性部材400を電極基板300aの基部310上に配設している。
【選択図】 図1
Description
マイクロミラー装置100は、ミラーが形成されたミラー基板200と、電極が形成された電極基板300とが平行に配設された構造を有する。
同様に、一対のミラー連結部221a,221bは、それぞれトーションバネから構成され、可動枠220とミラー230とを連結している。ミラー230は、一対のミラー連結部221a,221bを通る図17のミラー回動軸yを軸として回動することができる。可動枠回動軸xとミラー回動軸yとは、互いに直交している。結果として、ミラー230は、直交する2軸で回動する。
このようなマイクロミラー装置100においては、ミラー230を接地し、電極340a〜340dに正の電圧を与えて、しかも電極340a〜340d間に非対称な電位差を生じさせることにより、ミラー230を静電引力で吸引し、ミラー230を任意の方向へ回動させることができる。
したがって、電極340a〜340dと対向するミラー230の面と電極340a〜340dの表面を露出させたまま、ミラー230と電極340a〜340dが電着することを防止する構造あるいは技術が必要とされている。
また、本発明のマイクロミラー装置の1構成例において、前記第1の接触防止部材は、前記ミラーの回動時に前記ミラーと前記電極が接触する前に前記ミラーと接触するように前記下部基板の上に形成された絶縁性部材である。
また、本発明のマイクロミラー装置の1構成例において、前記第1の接触防止部材は、前記ミラーの回動時に前記ミラーと前記電極が接触する前に前記ミラーと接触するように前記下部基板の上に形成された、前記ミラーと同電位の導電性部材である。
また、本発明のマイクロミラー装置の1構成例において、前記第1の接触防止部材は、前記ミラーの回動時に前記ミラーと前記電極が接触する前に前記電極又は前記下部基板と接触するように、前記下部基板と対向する前記ミラーの面に形成された絶縁性部材である。
また、本発明のマイクロミラー装置の1構成例において、前記第2の接触防止部材は、前記可動枠の回動時に前記可動枠と前記電極が接触する前に前記可動枠と接触するように前記下部基板の上に形成された絶縁性部材である。
また、本発明のマイクロミラー装置の1構成例において、前記第2の接触防止部材は、前記可動枠の回動時に前記可動枠と前記電極が接触する前に前記可動枠と接触するように前記下部基板の上に形成された、前記可動枠と同電位の導電性部材である。
また、本発明のマイクロミラー装置の1構成例において、前記第2の接触防止部材は、前記可動枠の回動時に前記可動枠と前記電極が接触する前に前記電極又は前記下部基板と接触するように、前記下部基板と対向する前記可動枠の面に形成された絶縁性部材である。
図1は本発明の第1の実施の形態に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図であり、図17、図18と同一の構成には同一の符号を付してある。図1は図17のx軸と平行な平面でマイクロミラー装置を切断したときの断面図である。本実施の形態のマイクロミラー装置100aは、ミラー230の回動時にミラー230と電極340a〜340dの接触を防止する接触防止部材として、例えば酸化シリコンからなる絶縁性部材400を、ミラー230と電極基板300a(下部基板)との間の空間内に配設したものである。
図2は本実施の形態の電極基板300aの構成を示す平面図である。図2では、電極基板300aのうち電極340a〜340dの部分のみを記載している。図2に示すように、絶縁性部材400は、電極基板300aの基部310上に4箇所形成されている。なお、例えば単結晶シリコンからなる基部310の表面には酸化シリコン等からなる絶縁層311が形成されており、この絶縁層311の上に電極340a〜340d、引き出し線341a〜341d、配線370および絶縁性部材400が形成されている。
従来のマイクロミラー装置では、ミラー230の傾斜角度が大きくなると、ミラー230と電極340a〜340dの電着が生じる恐れがある。これに対して、本実施の形態では、図3に示すようにミラー230の傾斜角度が大きくなったとしても、ミラー230と電極340a〜340dが接触する前にミラー230と絶縁性部材400が接触して、絶縁性部材400がミラー230の動きを止めるため、ミラー230と電極340a〜340dが接触することはない。
第1の実施の形態では、電極基板300aの基部310上に絶縁性部材400を4箇所配設したが、図4に示すように絶縁性部材400を8箇所配設してもよい。
ミラー230の2軸方向の回動を制御する静電力を与えるためにミラー230と対向して配されている電極340a〜340dは4分割で構成されるのが普通である。
そこで、電極340a〜340dの分割線と平行な方向に絶縁性部材400を設けるだけでなく、分割線に対して45度の方向にも絶縁性部材400を設けることで、ミラー230と電極340a〜340dの接触をより効果的に防止することができる。
なお、絶縁性部材400を8箇所以上配設してもよいことは言うまでもない。また、第1、第2の実施の形態において、絶縁性部材400の位置と高さは適宜設定すればよいことは言うまでもない。
図5は本発明の第3の実施の形態に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図、図6は本実施の形態の電極基板の構成を示す平面図であり、図17、図18と同一の構成には同一の符号を付してある。図5は図17のx軸と平行な平面でマイクロミラー装置を切断したときの断面図である。本実施の形態のマイクロミラー装置100bは、接触防止部材として、例えば酸化シリコンからなる円弧状の絶縁性部材401a〜401dを電極基板300b(下部基板)の基部310上に配設したものである。
第1〜第3の実施の形態では、接触防止部材として絶縁性部材を用いているが、絶縁性部材の代わりに金属等からなる導電性部材を設け、この導電性部材をミラー230と同電位(接地電位)にしてもよい。導電性部材をミラー230と同電位に制御することにより、ミラー230と導電性部材が接触した際に電流が流れることを防止することができる。導電性部材は、第1〜第3の実施の形態の絶縁性部材400,401a〜401dと同様に配設すればよい。
第1〜第4の実施の形態では、電極基板300側に接触防止部材を配設したが、ミラー230側に接触防止部材を配設するようにしてもよい。図8は本発明の第5の実施の形態に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図であり、図17、図18と同一の構成には同一の符号を付してある。図8は図17のx軸と平行な平面でマイクロミラー装置を切断したときの断面図である。本実施の形態のマイクロミラー装置100cは、電極基板300と対向するミラー230の面(図8の下面)に絶縁性部材402を配設したものである。
図9は本実施の形態のミラー230を下から見た下面図である。図9に示すように、絶縁性部材402(402−1〜402−6)はミラー230上に6箇所形成されている。
なお、第1〜第5の実施の形態では、接触防止部材を電極基板300a,300bあるいはミラー230に最低2箇所配設すればよい。すなわち、回動時に最も大きく変位するミラー230の箇所あるいはその近傍に接触防止部材を配設すればよく、接触防止部材を電極基板300a,300b側に配設する場合は、回動時に最も大きく変位するミラー230の箇所と対向する位置に配設すればよい。回動時に最も大きく変位する箇所は、ミラー回動軸yと垂直な方向にあるミラー230の端部であり、図9の例では402−1,402−4の位置である。また、接触防止部材を4箇所配設する場合は、図9の402−2,402−3,402−5,402−6の位置に配設すればよい。
第1〜第5の実施の形態では、ミラー230と電極340a〜340dの接触のみを考慮しているが、2軸回動形のマイクロミラー装置では、可動枠回動軸(図17のx軸)の周りで可動枠220も回動するため、電極340a〜340dの大きさによっては可動枠220が電極340a〜340dと接触する可能性もある。可動枠220はミラー230と同電位なので、可動枠220が電極340a〜340dと接触してしまうと、ミラー230の場合と同様の電着が生じる。前述のとおり、基部310の表面には絶縁層311が形成されているので、ミラー230と基部310が接触しても問題はないが、電極340a〜340dの半径がミラー230の半径より大きい場合には、可動枠220と電極340a〜340dが接触する可能性が高くなる。
図12は本実施の形態の電極基板300dの構成を示す平面図である。図12では、電極基板300dのうち電極340a〜340dの部分のみを記載している。図12に示すように、絶縁性部材403は電極基板300dの基部310上に4箇所形成されている。
なお、絶縁性部材403は、第2の実施の形態と同様に電極340a〜340dの周囲に8箇所以上配設してもよいし、円弧状又は円環状に配設してもよい。
第6の実施の形態では、電極基板側に接触防止部材を配設したが、可動枠220側に接触防止部材を配設するようにしてもよい。図14は本発明の第7の実施の形態に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図であり、図17、図18と同一の構成には同一の符号を付してある。図14は図17のy軸と平行な平面でマイクロミラー装置を切断したときの断面図である。本実施の形態のマイクロミラー装置100eは、電極基板300と対向する可動枠220の面(図14の下面)に絶縁性部材404を配設したものである。
図15は本実施の形態の可動枠220を下から見た下面図である。図15に示すように、絶縁性部材404(404−1〜404−6)は可動枠220上に6箇所形成されている。
絶縁性部材404は、可動枠220の下面に6箇所以上配設してもよいし、可動枠220の周縁部に円弧状又は円環状に設けてもよい。
第1〜第7の実施の形態の接触防止部材は、ミラー230の必要な傾斜角度を妨げない高さや位置に配設されることは言うまでもない。
Claims (8)
- 上部基板に対して回動可能に支持されるミラーと、前記上部基板と対向する下部基板の上に形成された、前記ミラーの傾斜角を制御する電極とを備えたマイクロミラー装置において、
前記ミラーの回動時に前記ミラーと前記電極の接触を防止する第1の接触防止部材を、前記ミラーとこれに対向する前記下部基板との間の空間内に有することを特徴とするマイクロミラー装置。 - 請求項1記載のマイクロミラー装置において、
前記第1の接触防止部材は、前記ミラーの回動時に前記ミラーと前記電極が接触する前に前記ミラーと接触するように前記下部基板の上に形成された絶縁性部材であることを特徴とするマイクロミラー装置。 - 請求項1記載のマイクロミラー装置において、
前記第1の接触防止部材は、前記ミラーの回動時に前記ミラーと前記電極が接触する前に前記ミラーと接触するように前記下部基板の上に形成された、前記ミラーと同電位の導電性部材であることを特徴とするマイクロミラー装置。 - 請求項1記載のマイクロミラー装置において、
前記第1の接触防止部材は、前記ミラーの回動時に前記ミラーと前記電極が接触する前に前記電極又は前記下部基板と接触するように、前記下部基板と対向する前記ミラーの面に形成された絶縁性部材であることを特徴とするマイクロミラー装置。 - 請求項1記載のマイクロミラー装置において、
さらに、前記上部基板に対して回動可能に支持され、かつ内側の開口部に配置された前記ミラーを回動可能に支持する、前記ミラーと同電位の可動枠を有し、
前記可動枠の回動時に前記可動枠と前記電極の接触を防止する第2の接触防止部材を、前記可動枠とこれに対向する前記下部基板との間の空間内に有することを特徴とするマイクロミラー装置。 - 請求項5記載のマイクロミラー装置において、
前記第2の接触防止部材は、前記可動枠の回動時に前記可動枠と前記電極が接触する前に前記可動枠と接触するように前記下部基板の上に形成された絶縁性部材であることを特徴とするマイクロミラー装置。 - 請求項5記載のマイクロミラー装置において、
前記第2の接触防止部材は、前記可動枠の回動時に前記可動枠と前記電極が接触する前に前記可動枠と接触するように前記下部基板の上に形成された、前記可動枠と同電位の導電性部材であることを特徴とするマイクロミラー装置。 - 請求項5記載のマイクロミラー装置において、
前記第2の接触防止部材は、前記可動枠の回動時に前記可動枠と前記電極が接触する前に前記電極又は前記下部基板と接触するように、前記下部基板と対向する前記可動枠の面に形成された絶縁性部材であることを特徴とするマイクロミラー装置。
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2006
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