JP2010181648A - マイクロミラーデバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】マイクロミラーチップと電極基板の間隔のばらつきの発生や可動ミラー部の光学特性の低下が防止されたマイクロミラーデバイスを提供する。
【解決手段】マイクロミラーデバイス100は、マイクロミラーチップ110と、マイクロミラーチップ110に対向して配置される電極基板130と、マイクロミラーチップ110と電極基板130との間に配置されてマイクロミラーチップ110と電極基板130の間隔を規定するスペーサー150とを有している。マイクロミラーチップ110は、電極基板130に対向する面に設けられた4つの電極122を有し、電極基板130は、マイクロミラーチップ110に対向する面に設けられた4つの電極134を有している。これらの電極122,134は、マイクロミラーチップ110と電極基板130の相対位置を一定に保つための静電引力を発生させるためのものであり、互いに対向している。
【選択図】 図1
【解決手段】マイクロミラーデバイス100は、マイクロミラーチップ110と、マイクロミラーチップ110に対向して配置される電極基板130と、マイクロミラーチップ110と電極基板130との間に配置されてマイクロミラーチップ110と電極基板130の間隔を規定するスペーサー150とを有している。マイクロミラーチップ110は、電極基板130に対向する面に設けられた4つの電極122を有し、電極基板130は、マイクロミラーチップ110に対向する面に設けられた4つの電極134を有している。これらの電極122,134は、マイクロミラーチップ110と電極基板130の相対位置を一定に保つための静電引力を発生させるためのものであり、互いに対向している。
【選択図】 図1
Description
本発明は、可動ミラー部を有するマイクロミラーデバイスに関する。
特開2005−316043号公報は、可動ミラー部を有するマイクロミラーデバイスのひとつを開示している。このマイクロミラーデバイスはマイクロミラーチップと電極基板とを備えており、マイクロミラーチップと電極基板は、はんだバンプによって互いに接合されている。マイクロミラーチップと電極基板の間隔は、はんだバンプの熱溶融時の変形量を制御することにより調整される。
特開2005−316043号公報
前述のマイクロミラーデバイスでは、マイクロミラーチップと電極基板を互いに接合する際にはんだバンプを熱溶融する。マイクロミラーチップとはんだバンプとの間および電極基板とはんだバンプとの間には線膨張係数差があるため、加熱冷却工程で熱応力が発生する。このため、一番剛性の低いマイクロミラーチップのミラー支持部や可動ミラー部が反ってしまい、マイクロミラーチップと電極基板の間隔にばらつきが生じたり、可動ミラー部の光学特性が低下したりするという不具合が生じることがある。
本発明は、このような実状を考慮して成されたものであり、マイクロミラーチップと電極基板の間隔のばらつきの発生や可動ミラー部の光学特性の低下が防止されたマイクロミラーデバイスを提供することである。
本発明によるマイクロミラーデバイスは、可動ミラー部を備えた第1の基板と、前記第1の基板に対向して配置される第2の基板と、前記第1および第2の基板の間に配置されて前記第1および第2の基板の間隔を規定するスペーサーと、前記第1および第2の基板の相対位置を一定に保つための静電引力を発生させるための第1の電極および第2の電極であって、前記第1の基板に設けられた第1の電極および前記第2の基板に設けられた第2の電極とを備えている。
本発明によれば、マイクロミラーチップと電極基板の間隔のばらつきの発生や可動ミラー部の光学特性の低下が防止されたマイクロミラーデバイスが提供される。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
<第1の実施形態>
本実施形態によるマイクロミラーデバイスを図1〜図4に示す。
本実施形態によるマイクロミラーデバイスを図1〜図4に示す。
(構成)
マイクロミラーデバイス100は、第一の基板であるマイクロミラーチップ110と、マイクロミラーチップ110に対向して配置される第二の基板である電極基板130と、マイクロミラーチップ110と電極基板130との間に配置されてマイクロミラーチップ110と電極基板130の間隔を規定するスペーサー150とを有している。
マイクロミラーデバイス100は、第一の基板であるマイクロミラーチップ110と、マイクロミラーチップ110に対向して配置される第二の基板である電極基板130と、マイクロミラーチップ110と電極基板130との間に配置されてマイクロミラーチップ110と電極基板130の間隔を規定するスペーサー150とを有している。
マイクロミラーチップ110は、可動ミラー部112と、可動ミラー部112を取り囲んでいるミラー支持部114と、可動ミラー部112とミラー支持部114とを接続している一対のヒンジ部116とを有している。一対のヒンジ部116は、可動ミラー部112の両側に位置し、可動ミラー部112の中央を通る一本の直線上に位置している。マイクロミラーチップ110は、たとえば、10〜20μmという非常に薄い厚さに作られている。ヒンジ部116は弾性的にねじり変形可能であり、可動ミラー部112はミラー支持部114に対してヒンジ部116を軸にして傾斜可能である。つまり、可動ミラー部112は揺動ミラーである。
電極基板130は、可動ミラー部112を静電駆動するための一対の駆動電極132を有している。駆動電極132は、配線141を介して、電極基板130の端部に設けられた引き出し端子142と電気的に接続されている。
マイクロミラーチップ110と電極基板130は、可動ミラー部112と駆動電極132が互いに対向するように配置される。マイクロミラーチップ110は、電極基板130に対向する面に設けられた4つの第1の電極122を有している。第1の電極122は可動ミラー部112と電気的に接続されている。電極基板130は、マイクロミラーチップ110に対向する面に設けられた4つの第2の電極134を有している。第1および第2の電極122,134は、マイクロミラーチップ110と電極基板130の相対位置を一定に保つための静電引力を発生させるためのものであり、互いに対向している。
第1の電極122は円形形状をしている。スペーサー150は、はんだバンプで構成され、マイクロミラーチップ110に固定されている。はんだバンプは、下地膜を介して高さを均一に揃えて第1の電極122の中央に形成されている。したがって、スペーサー150は導電性を有し、第1の電極122と電気的に接続されている。
電極基板130は、スペーサー150を位置決めするための位置決め部135を有している。位置決め部135は、たとえば、四角錐形状のテーパー溝で構成されている。位置決め部135の形態は、これに限定されるものではなく、スペーサー150を位置決めする機能を果たしさえすれば、どのような形状を有していてもよい。たとえば、位置決め部135は、他の角錐形状のテーパー溝や円錐形状のテーパー溝で構成されてもよい。さらには、位置決め部135は、テーパー溝に限らず、任意の開口形状の凹部や貫通穴で構成されてもよい。
電極基板130はさらに、位置決め部135に実質的に設けられた第3の電極136を有している。第3の電極136は、スペーサー150が位置決め部135に位置決めして配置された際に、スペーサー150を介して第1の電極122と電気的に接続される。第3の電極136は、たとえば、テーパー溝で構成された位置決め部135を覆うように設けられている。しかし、第3の電極136は、必ずしもこのように設けられている必要はなく、スペーサー150が位置決め部135に位置決めして配置された際にスペーサー150と電気的に接続されさえすれば、位置決め部135の近傍に設けられてもよい。前述の「位置決め部135に実質的に設けられた」は、このような意味であり、位置決め部135に実際に設けられた形態だけに限らず、位置決め部135の近傍に設けられた形態も含んでいる。
第3の電極136は、配線145を介して、電極基板130の端部に設けられた引き出し端子146と電気的に接続されている。第2の電極134は、第3の電極136を取り囲む実質的な輪帯形状をしている。ここで「実質的な輪帯形状」は、完全な輪帯形状ではなく、配線145が通るすき間を与えるように部分的に切れており、全体としてほぼ輪帯形状であることを意味している。第2の電極134は、配線143を介して、電極基板130の端部に設けられた引き出し端子144と電気的に接続されている。
図3に示すように、第1の電極122は、それらの中心が可動ミラー部112を囲む円Cの周上に位置するように配置されている。したがって、スペーサー150は、可動ミラー部112を囲む円Cの周上に配置されている。スペーサー150の2つは、円Cの中心に対して点対称に配置されている。このため、第3の電極136は、図4に示すように、それらの中心が円Cの周上に位置するように配置されている。
スペーサー150は、マイクロミラーチップ110と電極基板130の間隔、言い換えれば可動ミラー部112と駆動電極132の間隔に対応した均一な高さを有している。この間隔(ギャップ量)は、駆動電圧や可動ミラー部112に要求される傾斜角度などの諸条件から決定される。スペーサー150が位置決め部135に位置決めされて配置されることによって、マイクロミラーチップ110と電極基板130とが所定の間隔で互いに対向して配置される。その結果、可動ミラー部112と駆動電極132は所定の間隔を置いて互いに対向する。
マイクロミラーデバイス100は、さらに、第1および第2の電極122,134間に静電引力を発生させるために第1および第2の電極122,134間に電圧を印加する回路170を有している。
(作用)
スペーサー150は、マイクロミラーチップ110に固定されており、位置決め部135に位置決めされて配置される。これにより、マイクロミラーチップ110と電極基板130とが互いに位置決めされ、可動ミラー部112と駆動電極132とが互いに対向する。また、第1の電極122がスペーサー150を介して第3の電極136と電気的に接続される。
スペーサー150は、マイクロミラーチップ110に固定されており、位置決め部135に位置決めされて配置される。これにより、マイクロミラーチップ110と電極基板130とが互いに位置決めされ、可動ミラー部112と駆動電極132とが互いに対向する。また、第1の電極122がスペーサー150を介して第3の電極136と電気的に接続される。
回路170は、第1および第2の電極122,134間に電圧を印加する。これにより、マイクロミラーチップ110と電極基板130とがスペーサー150を介して互いに接合される。スペーサー150の高さが均一に揃っているので、マイクロミラーチップ110と電極基板130の間隔が精度良く所望の値となる。第1および第2の電極122,134間に電圧が印加されている間じゅう、マイクロミラーチップ110と電極基板130の相対位置は一定に保たれる。
さらに回路170は、第1および第2の電極122,134間の静電容量を検出して、第1および第2の電極122,134間に印加する電圧を第1および第2の電極122,134間ごとに調整してよい。第1および第2の電極122,134間の静電容量を検出することにより、第1および第2の電極122,134付近におけるマイクロミラーチップ110と電極基板130の間隔を知ることができる。これにより、第1および第2の電極122,134付近におけるマイクロミラーチップ110と電極基板130の間隔を均一に揃えることができる。
回路170はまた、可動ミラー部112を駆動するために、駆動電極132に駆動電圧を印加する。可動ミラー部112は、第1の電極122と電気的に接続されおり、第1の電極122とスペーサー150と第三の電極136と配線145と引き出し端子146を介して接地電位に維持される。一方の駆動電極132に駆動電圧が印加されると、その駆動電極132と可動ミラー部112との間に静電引力が発生する。この静電引力によって可動ミラー部112はヒンジ部116を軸として傾斜する。可動ミラー部112の傾斜角は駆動電圧の大きさを調整することによって調整される。また、駆動電圧を印加する駆動電極132を交互に切り換えると、可動ミラー部112は、ヒンジ部116を軸に揺動される。
(効果)
本実施形態のマイクロミラーデバイス100では、マイクロミラーチップ110と電極基板130とが加熱されることなく接合される。このため、マイクロミラーチップ110の変形、特に可動ミラー部112やミラー支持部114の反り発生が防止される。これにより、マイクロミラーチップ110と電極基板130の間隔のばらつきの発生や、可動ミラー部112の光学特性の低下が防止される。また、スペーサー150が、バッチ処理によって一度に形成できるはんだバンプで構成されている。このため、マイクロミラーデバイス100の製造が比較的に容易である。その結果、他の実施形態と比べて生産性が高い。
本実施形態のマイクロミラーデバイス100では、マイクロミラーチップ110と電極基板130とが加熱されることなく接合される。このため、マイクロミラーチップ110の変形、特に可動ミラー部112やミラー支持部114の反り発生が防止される。これにより、マイクロミラーチップ110と電極基板130の間隔のばらつきの発生や、可動ミラー部112の光学特性の低下が防止される。また、スペーサー150が、バッチ処理によって一度に形成できるはんだバンプで構成されている。このため、マイクロミラーデバイス100の製造が比較的に容易である。その結果、他の実施形態と比べて生産性が高い。
<第2の実施形態>
本実施形態によるマイクロミラーデバイスを図5に示す。図5において、図1〜図4に示した部材と同一の参照符号を付した部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
本実施形態によるマイクロミラーデバイスを図5に示す。図5において、図1〜図4に示した部材と同一の参照符号を付した部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
(構成)
マイクロミラーデバイス200は、第一の基板であるマイクロミラーチップ210と、マイクロミラーチップ210に対向して配置される電極基板230と、マイクロミラーチップ210と電極基板230との間に配置されてマイクロミラーチップ210と電極基板230の間隔を規定するスペーサー250とを有している。
マイクロミラーデバイス200は、第一の基板であるマイクロミラーチップ210と、マイクロミラーチップ210に対向して配置される電極基板230と、マイクロミラーチップ210と電極基板230との間に配置されてマイクロミラーチップ210と電極基板230の間隔を規定するスペーサー250とを有している。
マイクロミラーチップ210は、可動ミラー部212と、可動ミラー部212を取り囲んでいるミラー支持部214とを有している。可動ミラー部212は可変形状鏡である。たとえば、可動ミラー部212は1μm程度の厚さを有し、ミラー支持部214は100〜300μm程度の厚さを有している。
電極基板230は、可動ミラー部212を静電駆動するための駆動電極232を有している。図5に図示された構成では、電極基板230は一つの駆動電極232を有しているが、電極基板230は複数の駆動電極232を有していてもよい。駆動電極232は、図5には図示されていないが、第一実施形態の駆動電極132と同様に、配線を介して、電極基板230の端部に設けられた引き出し端子と電気的に接続されている。
マイクロミラーチップ210と電極基板230は、可動ミラー部212と駆動電極232が互いに対向するように、スペーサー250を介して互いに位置決めして配置される。スペーサー250は、金属球で構成されている。
電極基板230は、マイクロミラーチップ210に対向する面に設けられた4つの第2の電極134と、スペーサー250を位置決めするための位置決め部135と、位置決め部135に実質的に設けられた第3の電極136とを有している。第2の電極134と位置決め部135と第3の電極136の詳細は、第1の実施形態で説明した通りである。
マイクロミラーチップ210は、スペーサー250を位置決めするための位置決め部218をミラー支持部214に有している。位置決め部218は、たとえば、四角錐形状のテーパー溝で構成されている。位置決め部218の形態は、これに限定されるものではなく、スペーサー250を位置決めする機能を果たしさえすれば、どのような形状を有していてもよい。たとえば、位置決め部218は、他の角錐形状のテーパー溝や円錐形状のテーパー溝で構成されてもよい。さらには、位置決め部218は、テーパー溝に限らず、任意の開口形状の凹部や貫通穴で構成されてもよい。
第1の電極222は、第1の位置決め部218に実質的に配置されている。第1の電極222は、たとえば、円形形状をしており、テーパー溝で構成された位置決め部218を覆うように設けられている。しかし、第1の電極222は、必ずしもこのように設けられている必要はなく、スペーサー250が位置決め部135に位置決めして配置された際にスペーサー250と電気的に接続されさえすれば、位置決め部218の近傍に設けられてもよい。前述の「第1の位置決め部218に実質的に配置されている」は、このような意味であり、位置決め部218を覆っている形態だけに限らず、位置決め部218の近傍に配置されている形態も含んでいる。
第1の電極222は、スペーサー250が位置決め部218に位置決めして配置された際に、スペーサー250と電気的に接続される。スペーサー250は、位置決め部135に位置決めして配置された際に、第3の電極136と電気的に接続される。その結果、第1の電極222は、スペーサー250を介して第3の電極136と電気的に接続される。
マイクロミラーチップ210はまた、第1の電極222上に設けられた突出電極224を有している。突出電極224は、第2の電極134に対向しており、突出電極224と第2の電極134の間隔は第1の電極222と第2の電極134の間隔よりも狭い。このため、本実施形態では、第一実施形態と比較して、静電引力が作用する電極間の間隔が小さくなっている。
(作用)
本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、マイクロミラーチップ210と電極基板230とが互いに位置決めされ、第1および第2の電極222,134間に電圧が印加される。これにより、マイクロミラーチップ210と電極基板230とがスペーサー250を介して互いに接合される。第1および第2の電極222,134間に電圧が印加されている間じゅう、マイクロミラーチップ110と電極基板130の相対位置が一定に保たれる。
本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、マイクロミラーチップ210と電極基板230とが互いに位置決めされ、第1および第2の電極222,134間に電圧が印加される。これにより、マイクロミラーチップ210と電極基板230とがスペーサー250を介して互いに接合される。第1および第2の電極222,134間に電圧が印加されている間じゅう、マイクロミラーチップ110と電極基板130の相対位置が一定に保たれる。
また、第1および第2の電極222,134付近におけるマイクロミラーチップ210と電極基板230の間隔を容易に均一に揃えるために、第1および第2の電極222,134間に印加される電圧を第1および第2の電極222,134間の静電容量を検出して調整してよい。
また、可動ミラー部212を駆動するために、たとえば、可動ミラー部212が接地され、駆動電極232に駆動電圧が印加される。駆動電極232に駆動電圧が印加されると、駆動電極232と可動ミラー部212との間に静電引力が発生する。この静電引力によって可動ミラー部212は変形する。可動ミラー部212の変形量は駆動電圧の大きさを調整することによって調整される。
(効果)
本実施形態のマイクロミラーデバイス200では、マイクロミラーチップ210と電極基板230とが加熱されることなく接合される。このため、マイクロミラーチップ210と電極基板230の間隔のばらつきの発生や、可動ミラー部212の光学特性の低下が防止される。また、スペーサー250は金属球であるため、同一寸法に製造することが比較的に容易である。さらに、突出電極224によって静電引力が作用する電極間の間隔が小さくなっているので、他の実施形態と比較して、マイクロミラーチップ210と電極基板230の相対位置を一定に保つために必要な静電引力を発生させるための印加電圧が小さくて済む。
本実施形態のマイクロミラーデバイス200では、マイクロミラーチップ210と電極基板230とが加熱されることなく接合される。このため、マイクロミラーチップ210と電極基板230の間隔のばらつきの発生や、可動ミラー部212の光学特性の低下が防止される。また、スペーサー250は金属球であるため、同一寸法に製造することが比較的に容易である。さらに、突出電極224によって静電引力が作用する電極間の間隔が小さくなっているので、他の実施形態と比較して、マイクロミラーチップ210と電極基板230の相対位置を一定に保つために必要な静電引力を発生させるための印加電圧が小さくて済む。
<第3の実施形態>
本実施形態は、第1の実施形態の電極基板に代えて使用可能な別の電極基板に関している。別の言い方をすれば、本実施形態によるマイクロミラーデバイスは、電極基板だけが、第1の実施形態のマイクロミラーデバイスと相違している。本実施形態によるマイクロミラーデバイスの電極基板330を図6に示す。図6において、図1〜図4に示した部材と同一の参照符号を付した部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
本実施形態は、第1の実施形態の電極基板に代えて使用可能な別の電極基板に関している。別の言い方をすれば、本実施形態によるマイクロミラーデバイスは、電極基板だけが、第1の実施形態のマイクロミラーデバイスと相違している。本実施形態によるマイクロミラーデバイスの電極基板330を図6に示す。図6において、図1〜図4に示した部材と同一の参照符号を付した部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
(構成)
本実施形態の電極基板330では、第2の電極334が、複数の電極要素334a,334b,334cから構成されている。電極要素334a,334b,334cは、互いに電気的に分離されていて、全体としてほぼ輪帯形状をしている。
本実施形態の電極基板330では、第2の電極334が、複数の電極要素334a,334b,334cから構成されている。電極要素334a,334b,334cは、互いに電気的に分離されていて、全体としてほぼ輪帯形状をしている。
電極要素334a,334b,334cは、それぞれ、配線343a,343b,343cを介して、電極基板330の端部に設けられた引き出し端子344a,344b,344cと電気的に接続されている。
(作用)
本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、マイクロミラーチップ110と電極基板330とが互いに位置決めされ、第1および第2の電極122,334間に電圧が印加される。これにより、マイクロミラーチップ110と電極基板330とがスペーサー150を介して互いに接合される。第1および第2の電極122,334間に電圧が印加されている間じゅう、マイクロミラーチップ110と電極基板130の相対位置は一定に保たれる。
本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、マイクロミラーチップ110と電極基板330とが互いに位置決めされ、第1および第2の電極122,334間に電圧が印加される。これにより、マイクロミラーチップ110と電極基板330とがスペーサー150を介して互いに接合される。第1および第2の電極122,334間に電圧が印加されている間じゅう、マイクロミラーチップ110と電極基板130の相対位置は一定に保たれる。
また、第1の電極122と電極要素334a,334b,334cとの間の静電容量を検出し、第1の電極122と電極要素334a,334b,334cとの間隔がいずれも同じになるように電極要素334a,334b,334cごとに印加電圧を調整してよい。
(効果)
本実施形態のマイクロミラーデバイスでは、マイクロミラーチップ110と電極基板330とが加熱されることなく接合される。このため、マイクロミラーチップ110と電極基板330の間隔のばらつきの発生や、可動ミラー部112の光学特性の低下が防止される。また、第1の電極122と電極要素334a,334b,334cとの間隔がいずれも同じになるように電極要素334a,334b,334cごとに印加電圧を調整することにより、マイクロミラーチップ110と電極基板330の間隔がより高い精度で調整される。
本実施形態のマイクロミラーデバイスでは、マイクロミラーチップ110と電極基板330とが加熱されることなく接合される。このため、マイクロミラーチップ110と電極基板330の間隔のばらつきの発生や、可動ミラー部112の光学特性の低下が防止される。また、第1の電極122と電極要素334a,334b,334cとの間隔がいずれも同じになるように電極要素334a,334b,334cごとに印加電圧を調整することにより、マイクロミラーチップ110と電極基板330の間隔がより高い精度で調整される。
<第4の実施形態>
本実施形態によるマイクロミラーデバイスを図7に示す。図7において、図1〜図4に示した部材と同一の参照符号を付した部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
本実施形態によるマイクロミラーデバイスを図7に示す。図7において、図1〜図4に示した部材と同一の参照符号を付した部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
(構成)
マイクロミラーデバイス400は、第一の基板であるマイクロミラーチップ110と、マイクロミラーチップ110に対向して配置される電極基板430と、マイクロミラーチップ110と電極基板430との間に配置されてマイクロミラーチップ110と電極基板430の間隔を規定するスペーサー150とを有している。
マイクロミラーデバイス400は、第一の基板であるマイクロミラーチップ110と、マイクロミラーチップ110に対向して配置される電極基板430と、マイクロミラーチップ110と電極基板430との間に配置されてマイクロミラーチップ110と電極基板430の間隔を規定するスペーサー150とを有している。
マイクロミラーチップ110とスペーサー150の詳細は、第1の実施形態で説明した通りである。
マイクロミラーデバイス400では、マイクロミラーチップ110と電極基板430の相対位置を一定に保つための不揮発性液体470がマイクロミラーチップ110と電極基板430の間に設けられている。不揮発性液体470は、マイクロミラーチップ110と電極基板430に接触してマイクロミラーチップ110と電極基板430の間に延在している。
電極基板430は、電極基板430を貫通して延びている貫通電極444,446を有している。貫通電極444は第2の電極134と電気的に接続され、貫通電極446は第3の電極136と電気的に接続されている。
本実施形態では、電極基板430の裏面に露出している貫通電極444,446が実質的に引き出し端子として機能する。別の言い方をすれば、第2および第3の電極134,136と電気的に接続された引き出し端子が電極基板430の裏面に設けられている。
(作用)
本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、マイクロミラーチップ110と電極基板430とが互いに位置決めされ、貫通電極444,446を介して第1および第2の電極122,134間に電圧が印加される。これにより、マイクロミラーチップ110と電極基板430とがスペーサー150を介して所望の間隔で互いに接合される。また、マイクロミラーチップ110と電極基板430は、不揮発性液体470の表面張力によっても互いに接合されている。このため、第1および第2の電極122,134間に電圧が印加されている間だけに限らず、電圧の印加が停止された後も、マイクロミラーチップ110と電極基板430の相対位置が一定に保たれる。
本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、マイクロミラーチップ110と電極基板430とが互いに位置決めされ、貫通電極444,446を介して第1および第2の電極122,134間に電圧が印加される。これにより、マイクロミラーチップ110と電極基板430とがスペーサー150を介して所望の間隔で互いに接合される。また、マイクロミラーチップ110と電極基板430は、不揮発性液体470の表面張力によっても互いに接合されている。このため、第1および第2の電極122,134間に電圧が印加されている間だけに限らず、電圧の印加が停止された後も、マイクロミラーチップ110と電極基板430の相対位置が一定に保たれる。
(効果)
本実施形態のマイクロミラーデバイス400では、マイクロミラーチップ110と電極基板430とが加熱されることなく接合される。このため、マイクロミラーチップ110と電極基板430の間隔のばらつきの発生や、可動ミラー部112の光学特性の低下が防止される。また、不揮発性液体470によってマイクロミラーチップ110と電極基板430とが常に互いに接合されているので、電圧印加の停止後もマイクロミラーチップ110と電極基板430の相対位置が一定に保たれる。したがって、マイクロミラーチップ110と電極基板430の相対位置を一定に保つために、第1および第2の電極122,134間に電圧を常に印加している必要がなく、消費電力を低減させることができる。
本実施形態のマイクロミラーデバイス400では、マイクロミラーチップ110と電極基板430とが加熱されることなく接合される。このため、マイクロミラーチップ110と電極基板430の間隔のばらつきの発生や、可動ミラー部112の光学特性の低下が防止される。また、不揮発性液体470によってマイクロミラーチップ110と電極基板430とが常に互いに接合されているので、電圧印加の停止後もマイクロミラーチップ110と電極基板430の相対位置が一定に保たれる。したがって、マイクロミラーチップ110と電極基板430の相対位置を一定に保つために、第1および第2の電極122,134間に電圧を常に印加している必要がなく、消費電力を低減させることができる。
これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。
たとえば、第2の実施形態では、突出電極224がマイクロミラーチップ210の第1の電極222上に設けられた例を示したが、突出電極224は、第1の電極222上に設けられる代わりに、電極基板230の第2の電極134上に設けられてもよい。
100…マイクロミラーデバイス、110…マイクロミラーチップ、112…可動ミラー部、114…ミラー支持部、116…ヒンジ部、122…第1の電極、130…電極基板、132…駆動電極、134…第2の電極、135…位置決め部、136…第3の電極、141…配線、142…引き出し端子、143…配線、144…引き出し端子、145…配線、146…引き出し端子、150…スペーサー、170…回路、200…マイクロミラーデバイス、210…マイクロミラーチップ、212…可動ミラー部、214…ミラー支持部、218…位置決め部、222…第1の電極、224…突出電極、230…電極基板、232…駆動電極、250…スペーサー、330…電極基板、334…第2の電極、334a,334b,334c…電極要素、343a,343b,343c…配線、344a,344b,344c…引き出し端子、400…マイクロミラーデバイス、430…電極基板、444,446…貫通電極、470…不揮発性液体。
Claims (19)
- 可動ミラー部を備えた第1の基板と、
前記第1の基板に対向して配置される第2の基板と、
前記第1および第2の基板の間に配置されて前記第1および第2の基板の間隔を規定するスペーサーと、
前記第1および第2の基板の相対位置を一定に保つための静電引力を発生させるための第1の電極および第2の電極であって、前記第1の基板に設けられた第1の電極および前記第2の基板に設けられた第2の電極とを備えている、マイクロミラーデバイス。 - 前記第1の電極は、前記第2の基板に対向する前記第1の基板の面に設けられ、前記第2の電極は、前記第1の基板に対向する前記第2の基板の面に設けられており、前記第1および第2の電極は互いに対向している、請求項1に記載のマイクロミラーデバイス。
- 前記スペーサーが、前記第1および第2の基板の一方に固定されており、前記第1および第2の基板の他方が、前記スペーサーを位置決めするための位置決め部を有している、請求項1または2に記載のマイクロミラーデバイス。
- 前記スペーサーが前記第1の基板に固定され、前記第2の基板が前記位置決め部を有しており、前記スペーサーは導電性を有し、前記第1の電極と電気的に接続されており、前記第2の基板は、前記位置決め部に実質的に設けられた第3の電極をさらに有しており、前記第3の電極が前記スペーサーを介して前記第1の電極と電気的に接続される、請求項3に記載のマイクロミラーデバイス。
- 前記スペーサーがはんだバンプで構成されている、請求項4に記載のマイクロミラーデバイス。
- 前記第1の電極は円形形状をしており、前記第2の電極は、前記第3の電極を取り囲む実質的な輪帯形状をしている、請求項4または5に記載のマイクロミラーデバイス。
- 前記位置決め部がテーパー溝で構成されている、請求項3〜6のいずれかひとつに記載のマイクロミラーデバイス。
- 前記第1の基板が、前記スペーサーを位置決めするための第1の位置決め部を有し、前記第2の基板が、前記スペーサーを位置決めするための第2の位置決め部を有している、請求項1または2に記載のマイクロミラーデバイス。
- 前記スペーサーは導電性を有しており、前記第1の電極は前記第1の位置決め部に実質的に配置されており、前記第2の基板は、前記第2の位置決め部に実質的に設けられた第3の電極をさらに有しており、前記第3の電極が前記スペーサーを介して前記第1の電極と電気的に接続される、請求項8に記載のマイクロミラーデバイス。
- 前記スペーサーが金属球で構成されている、請求項9に記載のマイクロミラーデバイス。
- 前記第1の電極は円形形状をしており、前記第2の電極は、前記第3の電極を取り囲む実質的な輪帯形状をしている、請求項9または10に記載のマイクロミラーデバイス。
- 前記第1および第2の位置決め部がテーパー溝で構成されている、請求項8〜11のいずれかひとつに記載のマイクロミラーデバイス。
- 前記スペーサーが複数であり、前記可動ミラー部を囲む円周上に配置されている、請求項1〜12のいずれかひとつに記載のマイクロミラーデバイス。
- 前記第2の電極が、複数の電極要素から構成されている。請求項1〜13のいずれかひとつに記載のマイクロミラーデバイス。
- 前記第1の基板が、前記第1の電極上に設けられた突出電極を有している、請求項1〜14のいずれかひとつに記載のマイクロミラーデバイス。
- 前記第2の基板が、前記第2の電極上に設けられた突出電極を有している、請求項1〜14のいずれかひとつに記載のマイクロミラーデバイス。
- 前記第1および第2の基板の相対位置を一定に保つための不揮発性液体であって、前記第1および第2の基板に接触して前記第1および第2の基板の間に延在している不揮発性液体をさらに備えている、請求項1〜16のいずれかひとつに記載のマイクロミラーデバイス。
- 前記第1および第2の電極間に静電引力を発生させるために前記第1および第2の電極間に電圧を印加する回路をさらに有している、請求項1〜17のいずれかひとつに記載のマイクロミラーデバイス。
- 前記第1および第2の電極は共に複数であり、前記回路は、前記第1および第2の電極間の静電容量を検出して、前記第1および第2の電極間に印加する電圧を第1および第2の電極間ごとに調整する、請求項18に記載のマイクロミラーデバイス。
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