JP2010210813A - Actuator, optical controller, electrooptical device, and electronic equipment - Google Patents

Actuator, optical controller, electrooptical device, and electronic equipment Download PDF

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計夫 岩井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact actuator. <P>SOLUTION: This actuator 200 has a first fixed electrode 11 and a second fixed electrode 12 constituted like comb-teeth on a substrate 18 and opposing to each other on their opened end sides and a movable electrode 13 being arranged between the first fixed electrode 11 and the second fixed electrode 12, being movable between the first fixed electrode 11 and the second fixed electrode 12, and having a meandering shape in plan view. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、アクチュエーター、光制御装置、電気光学装置、及び電子機器に関するものである。   The present invention relates to an actuator, a light control device, an electro-optical device, and an electronic apparatus.

ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術によるアクチュエーターを用いた光制御装置が公知である。例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device；登録商標）、ＧＬＶ（Grating Light Valve）などの反射型光制御装置が実用化されていた。しかし、反射型光制御装置をプロジェクタなどの製品に適用した場合、投射表示に用いない光を適切に処理するための光路設計が複雑になるという課題があり、透過型光制御装置の開発が待たれていた。   A light control device using an actuator based on MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology is known. For example, reflective light control devices such as DMD (Digital Micromirror Device; registered trademark) and GLV (Grating Light Valve) have been put into practical use. However, when a reflection type light control device is applied to a product such as a projector, there is a problem that an optical path design for appropriately processing light not used for projection display becomes complicated, and development of a transmission type light control device has been awaited. It was.

一方、透過型の光制御装置としては、例えば特許文献１に記載の静電アクチュエーターを用いたものが知られていた。かかる光制御装置は、光が通過する開口部、光をオン／オフする遮蔽板、遮蔽板を駆動するアクチュエーター、及びアクチュエーターの可動部を支持するバネ構造部などを備えて構成されていた。   On the other hand, as a transmissive light control device, for example, a device using an electrostatic actuator described in Patent Document 1 has been known. Such a light control device includes an opening through which light passes, a shielding plate that turns light on / off, an actuator that drives the shielding plate, a spring structure that supports a movable portion of the actuator, and the like.

特開２００５−４３６７４号公報JP 2005-43674 A

しかし、特許文献１記載の透過型光制御装置では、駆動力の弱い静電アクチュエーターを用いていたため、静電アクチュエーターが大型にならざるを得なかった。また、遮蔽板の側方に接続された静電アクチュエーターにより遮蔽板を水平移動させる構造であったため、光を透過させる開口領域のほかに、遮蔽板を退避させる領域と静電アクチュエーターを設置する領域と静電アクチュエーター及び遮蔽板を指示するバネ構造部を設置する領域とを確保する必要があり、そのために十分な光利用効率を得ることができないという課題があった。   However, since the transmission light control device described in Patent Document 1 uses an electrostatic actuator with a weak driving force, the electrostatic actuator has to be large. In addition to the opening area through which light is transmitted, the area where the shielding plate is retracted and the area where the electrostatic actuator is installed, because the shielding plate is moved horizontally by the electrostatic actuator connected to the side of the shielding plate And a region for installing the spring structure portion that indicates the electrostatic actuator and the shielding plate, and there is a problem that sufficient light use efficiency cannot be obtained.

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、小型化されたアクチュエーターと、光利用効率を高めた光制御装置とを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to provide a downsized actuator and a light control device with improved light utilization efficiency.

本発明のアクチュエーターは、基板上に、いずれも櫛歯状を成し、互いの開放端側で対向する第１固定電極及び第２固定電極と、前記第１固定電極と前記第２固定電極との間に配置され、前記第１固定電極と前記第２固定電極との間を移動可能とされた平面視蛇行形状の可動電極と、を有することを特徴とする。   The actuator according to the present invention includes a first fixed electrode and a second fixed electrode, both of which are comb-like on the substrate and are opposed to each other at the open end side, the first fixed electrode and the second fixed electrode, And a movable electrode having a meandering shape in a plan view and movable between the first fixed electrode and the second fixed electrode.

この構成によれば、いずれも櫛歯状の第１及び第２固定電極を形成し、これらの固定電極に噛み合う蛇行形状の可動電極を用いているので、固定電極と可動電極の双方を櫛歯電極とした構成に比して大きな駆動力を得ることができ、確実に可動電極を移動させることが可能である。これにより、十分な駆動力を確保しつつアクチュエーターを小型化することが可能になる。
また、可動電極の移動範囲のうち、おおよそ半分の領域は第１固定電極と可動電極との間に電圧を印加することにより可動電極の移動を行い、残りの領域は第２固定電極と可動電極との間に電圧を印加することにより可動電極の移動を行うことができる。したがって、電極間に印加する電圧を比較的低くすることができる。 According to this configuration, the first and second fixed electrodes each having a comb shape are formed, and the meandering movable electrode meshing with these fixed electrodes is used. Therefore, both the fixed electrode and the movable electrode are comb teeth. A large driving force can be obtained as compared with the configuration in which the electrode is used, and the movable electrode can be moved reliably. Thereby, it becomes possible to reduce the size of the actuator while ensuring a sufficient driving force.
In addition, approximately half of the movable electrode moving range moves the movable electrode by applying a voltage between the first fixed electrode and the movable electrode, and the remaining area is the second fixed electrode and the movable electrode. The movable electrode can be moved by applying a voltage between them. Therefore, the voltage applied between the electrodes can be made relatively low.

前記可動電極が平面視略矩形波状であることが好ましい。このような構成とすれば、櫛歯状の第１及び第２固定電極との間に形成される電界を大きくすることができ、駆動力を向上させることができる。   It is preferable that the movable electrode has a substantially rectangular wave shape in a plan view. With such a configuration, the electric field formed between the comb-shaped first and second fixed electrodes can be increased, and the driving force can be improved.

前記可動電極の前記基板と反対側の面に板状部材が設けられていることが好ましい。このような構成とすれば、上記の板状部材によって蛇行形状の可動電極の反りや曲がりを防止することができ、アクチュエーターの信頼性を向上させることができる。   It is preferable that a plate-like member is provided on the surface of the movable electrode opposite to the substrate. With such a configuration, warpage and bending of the meandering movable electrode can be prevented by the plate-like member, and the reliability of the actuator can be improved.

前記可動電極の少なくとも一部が中空構造であることが好ましい。この構成によれば、可動電極を軽量化することができ、必要な駆動力を小さくすることができる。したがって、アクチュエーターのさらなる小型化に有利な構成となる。   It is preferable that at least a part of the movable electrode has a hollow structure. According to this configuration, the movable electrode can be reduced in weight, and the required driving force can be reduced. Therefore, the configuration is advantageous for further downsizing of the actuator.

前記可動電極の移動方向が、前記基板の主面に対して略平行方向であることが好ましい。この構成によれば、第１又は第２固定電極と可動電極との間に形成される電界の方向に沿った移動方向となり、大きな駆動力を得ることができる。   The moving direction of the movable electrode is preferably substantially parallel to the main surface of the substrate. According to this structure, it becomes a moving direction along the direction of the electric field formed between the first or second fixed electrode and the movable electrode, and a large driving force can be obtained.

本発明の光制御装置は、先に記載のアクチュエーターと、前記可動電極と接続された遮光部材とを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、小型化されたアクチュエーターにより遮光板を駆動することで、開口率を高めた光制御装置が得られる。 The light control device of the present invention includes the actuator described above and a light shielding member connected to the movable electrode.
According to this configuration, a light control device with an increased aperture ratio can be obtained by driving the light shielding plate with a miniaturized actuator.

本発明の光制御装置は、基板上に、櫛歯状の第１固定電極と、前記第１固定電極と互いの開放端側で対向配置された櫛歯状の第２固定電極と、前記第１固定電極と前記第２固定電極との間に配置され、前記第１固定電極と前記第２固定電極との間を移動可能とされた蛇行形状の可動電極と、前記基板を貫通し、前記可動電極の移動領域内に開口する貫通孔と、を有することを特徴とする。   The light control device of the present invention includes a comb-shaped first fixed electrode, a comb-shaped second fixed electrode disposed opposite to the first fixed electrode on the open end side, and the first fixed electrode on the substrate. A meander-shaped movable electrode disposed between the first fixed electrode and the second fixed electrode and movable between the first fixed electrode and the second fixed electrode, and penetrating the substrate, And a through hole opening in the moving region of the movable electrode.

この構成によれば、いずれも櫛歯状の第１及び第２固定電極を形成し、これらの固定電極に噛み合う蛇行形状の可動電極を用いているので、固定電極と可動電極の双方を櫛歯電極とした構成に比して大きな駆動力を得ることができ、確実に可動電極を移動させることが可能である。また、可動電極の移動範囲のうち、おおよそ半分の領域は第１固定電極と可動電極との間に電圧を印加することにより可動電極の移動を行い、残りの領域は第２固定電極と可動電極との間に電圧を印加することにより可動電極の移動を行うことができる。したがって、電極間に印加する電圧を比較的低くすることができる。
この構成によれば、第１固定電極と第２固定電極との間に配置された可動電極の移動領域内に貫通孔が開口しているので、貫通孔から射出される光の通過／遮断状態を可動電極の移動によって切り換えることができる。これにより、第１及び第２固定電極の外側に貫通孔を設ける従来例に比して開口率を高めることができる。 According to this configuration, the first and second fixed electrodes each having a comb shape are formed, and the meandering movable electrode meshing with these fixed electrodes is used. Therefore, both the fixed electrode and the movable electrode are comb teeth. A large driving force can be obtained as compared with the configuration in which the electrode is used, and the movable electrode can be moved reliably. In addition, approximately half of the movable electrode moving range moves the movable electrode by applying a voltage between the first fixed electrode and the movable electrode, and the remaining area is the second fixed electrode and the movable electrode. The movable electrode can be moved by applying a voltage between them. Therefore, the voltage applied between the electrodes can be made relatively low.
According to this configuration, since the through-hole is opened in the moving region of the movable electrode disposed between the first fixed electrode and the second fixed electrode, the state of passing / blocking light emitted from the through-hole Can be switched by moving the movable electrode. Thereby, an aperture ratio can be raised compared with the prior art example which provides a through-hole in the outer side of a 1st and 2nd fixed electrode.

前記可動電極の前記基板と反対側の面に、前記貫通孔の開口部を平面視で遮蔽可能の遮光部材が設けられていることが好ましい。この構成によれば、遮光板の移動によって貫通孔から射出される光の通過／遮断状態を切り換えることができる。遮光板は可動電極よりも大きくすることができるので、貫通孔を大きくすることが可能になり、さらに開口率を高めることが可能である。   It is preferable that a light shielding member capable of shielding the opening of the through hole in a plan view is provided on the surface of the movable electrode opposite to the substrate. According to this structure, the passage / blocking state of the light emitted from the through hole can be switched by the movement of the light shielding plate. Since the light shielding plate can be made larger than the movable electrode, the through hole can be enlarged, and the aperture ratio can be further increased.

本発明の電気光学装置は、先に記載の光制御装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、高開口率の透過型の電気光学装置を提供することができる。 The electro-optical device of the present invention includes the light control device described above.
According to this configuration, it is possible to provide a transmissive electro-optical device having a high aperture ratio.

本発明の電子機器は、先に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、高輝度、高コントラストの表示が可能な表示手段を具備した電子機器を提供することができる。 An electronic apparatus according to an aspect of the invention includes the electro-optical device described above.
According to this configuration, it is possible to provide an electronic apparatus including a display unit that can display with high brightness and high contrast.

光制御装置の一実施形態を示す平面図。The top view which shows one Embodiment of a light control apparatus. 図１のＡ−Ａ’線に沿う位置における光制御装置の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of the light control device at a position along the line A-A ′ of FIG. 1. 実施形態に係る光制御装置の動作説明図。Operation | movement explanatory drawing of the light control apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る光制御装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the light control apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る光制御装置の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the light control apparatus which concerns on embodiment. アクチュエーターの一実施形態を示す平面図。The top view which shows one Embodiment of an actuator. 電気光学装置の一実施形態を示す図。1 is a diagram illustrating an electro-optical device according to an embodiment. 電子機器の一実施形態であるプロジェクターを示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating a projector that is an embodiment of an electronic apparatus.

（光制御装置）
以下、図面を用いて本発明の光制御装置について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。 (Light control device)
Hereinafter, the light control apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
The scope of the present invention is not limited to the following embodiment, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention. Moreover, in the following drawings, in order to make each configuration easy to understand, the actual structure is different from the scale and number of each structure.

図１は、本発明の光制御装置の一実施形態を示す平面図である。図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ’線に沿う位置における光制御装置の断面図である。   FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a light control device of the present invention. FIG. 2A is a cross-sectional view of the light control device at a position along the line A-A ′ of FIG. 1.

図１に示すように、本実施形態の光制御装置１００は、基体としての基板１８と、第１固定電極１１と、第２固定電極１２と、第１固定電極１１と第２固定電極１２との間に配置された可動電極１３と、可動電極１３の移動領域内で開口する貫通孔１４と、を備えて構成されている。   As shown in FIG. 1, the light control apparatus 100 of the present embodiment includes a substrate 18 as a base, a first fixed electrode 11, a second fixed electrode 12, a first fixed electrode 11, and a second fixed electrode 12. And a through-hole 14 that opens in the moving region of the movable electrode 13.

基板１８は、例えばシリコンやガラス等からなり、その表面に遮光膜や絶縁膜が形成されたものであってもよい。基板１８には、平面視矩形状を成して基板１８を厚さ方向に貫通する貫通孔１４が形成されている。本実施形態の場合、貫通孔１４の形成領域に対応して第１固定電極１１が形成されており、貫通孔１４の側方に第２固定電極１２が形成されている。   The substrate 18 may be made of, for example, silicon or glass, and may have a light shielding film or an insulating film formed on the surface thereof. The substrate 18 is formed with a through hole 14 having a rectangular shape in plan view and penetrating the substrate 18 in the thickness direction. In the present embodiment, the first fixed electrode 11 is formed corresponding to the formation region of the through hole 14, and the second fixed electrode 12 is formed on the side of the through hole 14.

第１固定電極１１及び第２固定電極１２は、例えば不純物をドープした多結晶シリコンや金属材料からなり、いずれも平面視略櫛歯状に形成されている。第１固定電極１１は、図示上下方向に延在する幹電極１１ａと、幹電極１１ａから第２固定電極１２側（図示右側）に延出された複数（図１では６本）の枝電極１１ｂとからなる。第１固定電極１１の両端に位置する枝電極１１ｂ、１１ｂの間の領域に、幹電極１１ａに沿って延びる貫通孔１４が配置されている。
第２固定電極１２は、図示上下方向に延在する幹電極１２ａと、幹電極１２ａから第１固定電極１１側に延出された複数（図１では５本）の枝電極１２ｂとからなる。 The first fixed electrode 11 and the second fixed electrode 12 are made of, for example, polycrystalline silicon doped with impurities or a metal material, and both are formed in a substantially comb-like shape in plan view. The first fixed electrode 11 includes a stem electrode 11a extending in the illustrated vertical direction, and a plurality (six in FIG. 1) of branch electrodes 11b extending from the stem electrode 11a to the second fixed electrode 12 side (right side in the drawing). It consists of. A through hole 14 extending along the trunk electrode 11a is disposed in a region between the branch electrodes 11b and 11b located at both ends of the first fixed electrode 11.
The second fixed electrode 12 includes a trunk electrode 12a extending in the illustrated vertical direction, and a plurality (five in FIG. 1) of branch electrodes 12b extending from the trunk electrode 12a toward the first fixed electrode 11 side.

第１固定電極１１と第２固定電極１２とは、互いの開放端（枝電極１１ｂ、１２ｂの先端）を対向させた状態で基板１８上に配置されている。第１固定電極１１及び第２固定電極１２の長手方向（図示上下方向）において、第１固定電極１１の枝電極１１ｂと第２固定電極１２の枝電極１２ｂとが交互に配置されている。   The first fixed electrode 11 and the second fixed electrode 12 are disposed on the substrate 18 with their open ends (tips of the branch electrodes 11b and 12b) facing each other. In the longitudinal direction (the vertical direction in the figure) of the first fixed electrode 11 and the second fixed electrode 12, the branch electrodes 11b of the first fixed electrode 11 and the branch electrodes 12b of the second fixed electrode 12 are alternately arranged.

第１固定電極１１の幹電極１１ａには、基板１８上に形成された配線１７ａが接続されており、第２固定電極１２の幹電極１２ａには、基板１８上に形成された配線１７ｂが接続されている。光制御装置１００の動作時には、配線１７ａ、１７ｂを介して、図示略の電位制御回路から第１固定電極１１及び第２固定電極１２に所定の電位が入力される。   A wiring 17a formed on the substrate 18 is connected to the trunk electrode 11a of the first fixed electrode 11, and a wiring 17b formed on the substrate 18 is connected to the trunk electrode 12a of the second fixed electrode 12. Has been. During the operation of the light control apparatus 100, a predetermined potential is input to the first fixed electrode 11 and the second fixed electrode 12 from a potential control circuit (not shown) via the wirings 17a and 17b.

可動電極１３は、第１固定電極１１と第２固定電極１２との間に配置されており、例えば、不純物をドープした多結晶シリコンや金属材料からなる。可動電極１３は、平面視蛇行形状に形成されており、本実施形態の場合、平面視矩形波状に形成されている。可動電極１３の形状は、矩形波状に限らず、三角波状のジグザグ形状や、正弦波状のような曲線形状であってもよい。   The movable electrode 13 is disposed between the first fixed electrode 11 and the second fixed electrode 12, and is made of, for example, polycrystalline silicon doped with impurities or a metal material. The movable electrode 13 is formed in a meandering shape in plan view, and in the case of this embodiment, is formed in a rectangular wave shape in plan view. The shape of the movable electrode 13 is not limited to a rectangular wave shape, and may be a triangular wave zigzag shape or a curved shape such as a sine wave shape.

可動電極１３は、互いに対向して配置された第１固定電極１１と第２固定電極１２との間の矩形波状の平面領域に沿って形成されている。そして、可動電極１３は、第１固定電極１１と第２固定電極１２との間の領域を、第１固定電極１１と第２固定電極１２の対向方向（図示左右方向）に移動可能である。   The movable electrode 13 is formed along a rectangular wave-shaped plane region between the first fixed electrode 11 and the second fixed electrode 12 that are arranged to face each other. The movable electrode 13 is movable in a region between the first fixed electrode 11 and the second fixed electrode 12 in a direction opposite to the first fixed electrode 11 and the second fixed electrode 12 (the left-right direction in the drawing).

より詳しくは、可動電極１３は、第１固定電極１１側に位置する複数の第１Ｕ形電極部１３ａと、第２固定電極１２側に位置する複数の第２Ｕ形電極部１３ｂとを相互に接続した構成を有している。第１Ｕ形電極部１３ａと第２Ｕ形電極部１３ｂとは、可動電極１３の長手方向（図示上下方向）に沿って交互に配列され、全体として矩形波状を成している。   More specifically, the movable electrode 13 connects a plurality of first U-shaped electrode portions 13a located on the first fixed electrode 11 side and a plurality of second U-shaped electrode portions 13b located on the second fixed electrode 12 side to each other. It has the structure. The first U-shaped electrode portion 13a and the second U-shaped electrode portion 13b are alternately arranged along the longitudinal direction (vertical direction in the drawing) of the movable electrode 13, and form a rectangular wave shape as a whole.

第１Ｕ形電極部１３ａの外側部は、第１固定電極１１の枝電極１１ｂ、１１ｂ間に噛み合うように配置され、第１Ｕ形電極部１３ａの内側部は、第２固定電極１２の枝電極１２ｂに噛み合うように配置されている。
一方、第２Ｕ形電極部１３ｂの外側部は、第２固定電極１２の枝電極１２ｂ、１２ｂ間に噛み合うように配置され、第２Ｕ形電極部１３ｂの内側部は、第１固定電極１１の枝電極１１ｂと噛み合うように配置されている。 The outer portion of the first U-shaped electrode portion 13a is disposed so as to be engaged between the branch electrodes 11b and 11b of the first fixed electrode 11, and the inner portion of the first U-shaped electrode portion 13a is the branch electrode 12b of the second fixed electrode 12. Are arranged so as to mesh with each other.
On the other hand, the outer portion of the second U-shaped electrode portion 13 b is arranged so as to be engaged between the branch electrodes 12 b and 12 b of the second fixed electrode 12, and the inner portion of the second U-shaped electrode portion 13 b is the branch of the first fixed electrode 11. It arrange | positions so that it may mesh with the electrode 11b.

ここで、図２（ｂ）〜図２（ｆ）は、図１のＢ−Ｂ’線に沿う位置の可動電極１３の断面構造を複数例示する図である。可動電極１３は、図２（ａ）に示すように中実な構造であってもよいが、図２（ｂ）に示すように内部に空間を有する中空構造をであってもよい。さらに、図２（ｃ）及び図２（ｄ）に示すように、一部に開口を有する中空構造であってもよい。さらにまた、図２（ｅ）及び図２（ｆ）に示すように、２枚の壁体を接続した断面Ｌ形の構造であってもよい。   Here, FIGS. 2B to 2F are diagrams illustrating a plurality of cross-sectional structures of the movable electrode 13 at positions along the line B-B ′ in FIG. 1. The movable electrode 13 may have a solid structure as shown in FIG. 2 (a), or may have a hollow structure having a space inside as shown in FIG. 2 (b). Further, as shown in FIGS. 2C and 2D, a hollow structure having an opening in a part thereof may be used. Furthermore, as shown in FIGS. 2 (e) and 2 (f), an L-shaped structure in which two wall bodies are connected may be used.

可動電極１３は、その全体が上記のような中空構造であってもよく、一部のみに中空構造が形成された構造であってもよい。例えば、第１Ｕ形電極部１３ａ及び第２Ｕ形電極部１３ｂのみを図２（ｂ）〜（ｆ）の中空構造とし、連結部１３ｃ、１３ｄは中実構造とすれば、可動電極１３を軽量化しつつ、弾性梁部１５ａ〜１５ｄとの接続部の強度を確保することが可能である。   The entire movable electrode 13 may have a hollow structure as described above, or may have a structure in which a hollow structure is formed only in part. For example, if only the first U-shaped electrode portion 13a and the second U-shaped electrode portion 13b have the hollow structure shown in FIGS. 2B to 2F and the connecting portions 13c and 13d have a solid structure, the movable electrode 13 is reduced in weight. However, it is possible to ensure the strength of the connecting portion with the elastic beam portions 15a to 15d.

可動電極１３の両端には、可動電極１３の矩形波状の部位から第１固定電極１１の外側に延出された連結部１３ｃ、１３ｄが形成されている。連結部１３ｃの両側（図示左右側）の側壁面には、可動電極１３の移動方向（図示左右方向）に伸縮可能な弾性梁部１５ａ、１５ｂがそれぞれ接続されている。また、連結部１３ｄの両側には、弾性梁部１５ｃ、１５ｄがそれぞれ接続されている。
弾性梁部１５ａ〜１５ｄは、平面視略矩形波状の弾性体であり、例えば不純物をドープした多結晶シリコンや金属材料からなる。 At both ends of the movable electrode 13, connecting portions 13 c and 13 d extending from the rectangular wave-shaped portion of the movable electrode 13 to the outside of the first fixed electrode 11 are formed. Elastic beam portions 15a and 15b that can expand and contract in the moving direction of the movable electrode 13 (left and right in the drawing) are connected to the side wall surfaces on both sides (left and right in the drawing) of the connecting portion 13c. In addition, elastic beam portions 15c and 15d are connected to both sides of the connecting portion 13d, respectively.
The elastic beam portions 15a to 15d are elastic bodies having a substantially rectangular wave shape in plan view, and are made of, for example, polycrystalline silicon doped with impurities or a metal material.

弾性梁部１５ａ、１５ｂの先端は、それぞれ、基板１８上に形成された支持部１６ａ、１６ｂと接続されている。また、弾性梁部１５ｃ、１５ｄの先端は、それぞれ、基板１８上に形成された支持部１６ｃ、１６ｄと接続されている。
支持部１６ａ〜１６ｄは、基板１８上に固定されており、弾性梁部１５ａ〜１５ｄは、図示左右方向に移動可能な自由端で連結部１３ｃ、１３ｄに接続されている。
支持部１６ａ〜１６ｄは、例えば不純物をドープした多結晶シリコンや金属材料からなる。 The ends of the elastic beam portions 15a and 15b are connected to support portions 16a and 16b formed on the substrate 18, respectively. The ends of the elastic beam portions 15c and 15d are connected to support portions 16c and 16d formed on the substrate 18, respectively.
The support portions 16a to 16d are fixed on the substrate 18, and the elastic beam portions 15a to 15d are connected to the connection portions 13c and 13d at free ends that can move in the horizontal direction in the drawing.
The support portions 16a to 16d are made of, for example, polycrystalline silicon doped with impurities or a metal material.

本実施形態の場合、支持部１６ａ及び１６ｃに、基板１８上に形成された配線１７ｃが接続されている。光制御装置１００の動作時には、配線１７ｃを介して、図示略の電位制御装置から支持部１６ａ、１６ｃに所定の電位が入力される。そして、支持部１６ａ、１６ｃから弾性梁部１５ａ、１５ｃ、及び連結部１３ｃ、１３ｄを介して、可動電極１３に上記の電位が入力される。   In the case of this embodiment, the wiring 17c formed on the board | substrate 18 is connected to the support parts 16a and 16c. During the operation of the light control device 100, a predetermined potential is input to the support portions 16a and 16c from a potential control device (not shown) via the wiring 17c. Then, the potential is input to the movable electrode 13 from the support portions 16a and 16c through the elastic beam portions 15a and 15c and the connection portions 13c and 13d.

可動電極１３の平面視矩形波状の部位を覆うようにして、遮光板１９が設けられている。遮光板１９は、例えば、多結晶シリコンや金属材料などの遮光性材料からなる。遮光板１９は可動電極１３と接続されており、可動電極１３と一体に水平移動する。遮光板１９は、基板１８の裏面（図１奥側の面）から照射され、貫通孔１４を通過した光のシャッターとして機能する部材であり、所定位置で貫通孔１４を覆う大きさに形成される。   A light shielding plate 19 is provided so as to cover a portion of the movable electrode 13 having a rectangular wave shape in plan view. The light shielding plate 19 is made of a light shielding material such as polycrystalline silicon or a metal material. The light shielding plate 19 is connected to the movable electrode 13 and horizontally moves integrally with the movable electrode 13. The light shielding plate 19 is a member that functions as a shutter for light that has been irradiated from the back surface (the back surface in FIG. 1) of the substrate 18 and has passed through the through hole 14. The

図２に示す断面構造を見ると、基板１８上に絶縁膜２１が形成されており、絶縁膜２１上に第１固定電極１１及び第２固定電極１２が形成されている。可動電極１３は絶縁膜２１から図示上方に離間状態で配設され、第１固定電極１１と第２固定電極１２との間を水平移動可能に構成されている。可動電極１３上には、複数の支柱部１９ａを介して遮光板１９が接続されている。貫通孔１４は基板１８及び絶縁膜２１を厚さ方向（図示上下方向）に貫通して形成されている。   In the cross-sectional structure shown in FIG. 2, the insulating film 21 is formed on the substrate 18, and the first fixed electrode 11 and the second fixed electrode 12 are formed on the insulating film 21. The movable electrode 13 is disposed apart from the insulating film 21 in the figure and is configured to be horizontally movable between the first fixed electrode 11 and the second fixed electrode 12. On the movable electrode 13, a light shielding plate 19 is connected via a plurality of support columns 19a. The through hole 14 is formed through the substrate 18 and the insulating film 21 in the thickness direction (vertical direction in the drawing).

図３は、光制御装置１００の動作説明図である。図３には、図１に示す光制御装置１００の要部が拡大表示されている。
光制御装置１００は、可動電極１３及び遮光板１９を一体に水平移動させることで貫通孔１４上に遮光板１９を進退させる。これにより、貫通孔１４を介して入射する光の遮光板１９による通過／遮断状態を切り換えることで光制御を行う。 FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the light control apparatus 100. 3 is an enlarged view of a main part of the light control device 100 shown in FIG.
The light control device 100 moves the light shielding plate 19 forward and backward over the through hole 14 by horizontally moving the movable electrode 13 and the light shielding plate 19 together. Thereby, light control is performed by switching the pass / block state of the light incident through the through hole 14 by the light shielding plate 19.

図３（ａ）は、光遮断状態の光制御装置１００を示す図である。図３（ａ）では、第１固定電極１１と可動電極１３との間に、電源３０によって電圧が印加されている。本実施形態の場合、第１固定電極１１が相対的に高電位、可動電極１３が相対的に低電位とされているが、電位の高低関係は逆であってもよい。すなわち、第１固定電極１１と可動電極１３との間に電位差を生じさせれば、可動電極１３を移動させることができる。なお、このときの第２固定電極１２は、可動電極１３の動作を妨げなければ任意の電位状態とすることができる。第２固定電極１２の電位は、例えば、可動電極１３と同電位とすればよく、電気的に切断された状態であってもよい。   FIG. 3A is a diagram illustrating the light control device 100 in a light blocking state. In FIG. 3A, a voltage is applied between the first fixed electrode 11 and the movable electrode 13 by the power supply 30. In the present embodiment, the first fixed electrode 11 has a relatively high potential and the movable electrode 13 has a relatively low potential. However, the potential relationship may be reversed. That is, if a potential difference is generated between the first fixed electrode 11 and the movable electrode 13, the movable electrode 13 can be moved. Note that the second fixed electrode 12 at this time can be in an arbitrary potential state as long as the operation of the movable electrode 13 is not hindered. The potential of the second fixed electrode 12 may be, for example, the same potential as that of the movable electrode 13 and may be in an electrically disconnected state.

このように電圧を印加すると、第１固定電極１１と可動電極１３との間の静電引力が生じ、可動電極１３が第１固定電極１１側へ引き寄せられる。そうすると、可動電極１３とともに第１固定電極１１側に移動した遮光板１９によって貫通孔１４が覆われ、貫通孔１４から射出される光が遮光板１９により遮断された状態となる。   When the voltage is applied in this way, an electrostatic attractive force is generated between the first fixed electrode 11 and the movable electrode 13, and the movable electrode 13 is drawn toward the first fixed electrode 11 side. Then, the through hole 14 is covered with the light shielding plate 19 moved to the first fixed electrode 11 side together with the movable electrode 13, and light emitted from the through hole 14 is blocked by the light shielding plate 19.

一方、図３（ｂ）に示す光通過状態では、第２固定電極１２が相対的に高電位、可動電極１３が相対的に低電位となるように第２固定電極１２と可動電極１３との間に電圧を印加する。そうすると、可動電極１３が第２固定電極１２側へ引き寄せられ、遮光板１９が貫通孔１４上から後退する。これにより、貫通孔１４から射出される光が光制御装置１００を透過する状態となる。   On the other hand, in the light passing state shown in FIG. 3B, the second fixed electrode 12 and the movable electrode 13 are placed so that the second fixed electrode 12 has a relatively high potential and the movable electrode 13 has a relatively low potential. A voltage is applied between them. Then, the movable electrode 13 is drawn toward the second fixed electrode 12 side, and the light shielding plate 19 is retracted from the through hole 14. Thereby, the light emitted from the through hole 14 is in a state of being transmitted through the light control device 100.

このように、本実施形態の光制御装置１００は、第１固定電極１１、第２固定電極１２、及び可動電極１３の電位状態を制御することで、可動電極１３を第１固定電極１１側又は第２固定電極１２側に水平移動させ、遮光板１９によって貫通孔１４から射出される光の通過／遮断状態を切り換えることができる。   As described above, the light control device 100 according to the present embodiment controls the potential state of the first fixed electrode 11, the second fixed electrode 12, and the movable electrode 13, thereby moving the movable electrode 13 to the first fixed electrode 11 side or The light can be horizontally moved to the second fixed electrode 12 side, and the passage / blocking state of the light emitted from the through hole 14 can be switched by the light shielding plate 19.

次に、上記実施形態の光制御装置１００の製造方法について、図４及び図５を参照して説明する。図４及び図５に示す工程図は、図１のＡ−Ａ’線に沿う位置における各工程での状態を示す断面図である。   Next, a method for manufacturing the light control device 100 of the above embodiment will be described with reference to FIGS. The process diagrams shown in FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views showing the state in each process at a position along the line A-A ′ of FIG. 1.

まず、図４（ａ）に示すように、例えばシリコンからなる基板１８を用意し、基板１８の一面側に絶縁膜２１を形成する。絶縁膜２１は、シリコンからなる基板１８を熱酸化して形成してもよいし、ＣＶＤ法やスパッタ法などの成膜法を用いて形成してもよい。また、絶縁膜２１は、シリコン酸化物膜に限らず、シリコン窒化物やシリコン酸化窒化物膜であってもよい。   First, as shown in FIG. 4A, a substrate 18 made of, for example, silicon is prepared, and an insulating film 21 is formed on one surface side of the substrate 18. The insulating film 21 may be formed by thermally oxidizing the substrate 18 made of silicon, or may be formed using a film forming method such as a CVD method or a sputtering method. The insulating film 21 is not limited to a silicon oxide film, and may be a silicon nitride or a silicon oxynitride film.

次いで、絶縁膜２１上に、例えばシリコン窒化物からなる犠牲層２２をパターン形成する。犠牲層２２は、光制御装置１００における可動部を基板１８から浮かせて形成するために用いられる。したがって、犠牲層２２が形成される平面領域は、図１に示した第１固定電極１１の複数の枝電極１１ｂ、第２固定電極１２の複数の枝電極１２ｂ、可動電極１３、及び弾性梁部１５ａ〜１５ｄを内包する領域である。   Next, a sacrificial layer 22 made of, for example, silicon nitride is patterned on the insulating film 21. The sacrificial layer 22 is used to float and form the movable part in the light control device 100 from the substrate 18. Therefore, the planar region where the sacrificial layer 22 is formed includes the plurality of branch electrodes 11b of the first fixed electrode 11, the plurality of branch electrodes 12b of the second fixed electrode 12, the movable electrode 13, and the elastic beam portion shown in FIG. This is a region including 15a to 15d.

なお、実際の工程では、犠牲層２２を形成する前に、絶縁膜２１上に、図１に示した配線１７ａ〜１７ｃを形成する工程が実施される。本実施形態の場合、配線１７ｂ、１７ｃと弾性梁部１５ｃ、１５ｄが平面視で重なる位置に形成されるので、犠牲層２２は、配線１７ｂ、１７ｃの一部を覆うようにして形成される。   In the actual process, before the sacrifice layer 22 is formed, a process of forming the wirings 17a to 17c shown in FIG. In the present embodiment, since the wirings 17b and 17c and the elastic beam portions 15c and 15d overlap each other in plan view, the sacrificial layer 22 is formed so as to cover a part of the wirings 17b and 17c.

次に、図４（ｂ）に示すように、犠牲層２２及び絶縁膜２１を覆うように、導電膜２３をスパッタ法などの公知の成膜法により形成する。導電膜２３は、例えば、不純物をドープした多結晶シリコン膜である。   Next, as shown in FIG. 4B, a conductive film 23 is formed by a known film formation method such as a sputtering method so as to cover the sacrificial layer 22 and the insulating film 21. The conductive film 23 is, for example, a polycrystalline silicon film doped with impurities.

次に、図４（ｃ）に示すように、導電膜２３をフォトリソグラフィー工程でパターニングする。このパターニングにより、第１固定電極１１、第２固定電極１２、可動電極１３、弾性梁部１５ａ〜１５ｄ、及び支持部１６ａ〜１６ｄが形成される。
図示のように、第１固定電極１１及び第２固定電極１２の幹電極１１ａ、１２ａが、犠牲層２２の外側の絶縁膜２１上に形成され、幹電極１１ａ、１２ａから内側に延びる枝電極１１ｂ、１２ｂは犠牲層２２上に形成される。また、光制御装置１００の可動部である可動電極１３及び弾性梁部１５ａ〜１５ｄも犠牲層２２上に形成される。一方、支持部１６ａ〜１６ｄは、絶縁膜２１上に形成され、さらに支持部１６ａ、１６ｃは配線１７ａと一部重なって形成される。 Next, as shown in FIG. 4C, the conductive film 23 is patterned by a photolithography process. By this patterning, the first fixed electrode 11, the second fixed electrode 12, the movable electrode 13, the elastic beam portions 15a to 15d, and the support portions 16a to 16d are formed.
As shown in the figure, the trunk electrodes 11a, 12a of the first fixed electrode 11 and the second fixed electrode 12 are formed on the insulating film 21 outside the sacrificial layer 22, and branch electrodes 11b extending inward from the trunk electrodes 11a, 12a. , 12b are formed on the sacrificial layer 22. In addition, the movable electrode 13 and the elastic beam portions 15 a to 15 d which are movable portions of the light control device 100 are also formed on the sacrificial layer 22. On the other hand, the support portions 16a to 16d are formed on the insulating film 21, and the support portions 16a and 16c are formed so as to partially overlap the wiring 17a.

次に、図４（ｄ）に示すように、基板１８上の全面に犠牲層２４を形成する。その後、犠牲層２４の表面を、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）などの処理により平坦化する。犠牲層２２は、先の犠牲層２４と同様の材料を用いて形成してもよいし、異なる材料を用いて形成してもよい。犠牲層２４に犠牲層２２と異なる材料を用いる場合には、同等のエッチング速度が得られる材料を用いることが好ましい。犠牲層２４は、例えばシリコン酸化物膜やシリコン窒化物膜とすることができる。   Next, as shown in FIG. 4D, a sacrificial layer 24 is formed on the entire surface of the substrate 18. Thereafter, the surface of the sacrificial layer 24 is planarized by a process such as CMP (Chemical Mechanical Polishing). The sacrificial layer 22 may be formed using the same material as the previous sacrificial layer 24, or may be formed using a different material. In the case where a material different from that for the sacrificial layer 22 is used for the sacrificial layer 24, it is preferable to use a material that can obtain an equivalent etching rate. The sacrificial layer 24 can be, for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film.

次に、図４（ｅ）に示すように、犠牲層２４を貫通して可動電極１３に達するコンタクトホール２４ａを、フォトリソグラフィー工程により形成する。コンタクトホール２４ａは、遮光板１９を支持する支柱部１９ａを形成するためのものであり、遮光板１９と可動電極１３との接続信頼性を確保できる範囲で任意の大きさと個数で形成してよい。   Next, as shown in FIG. 4E, a contact hole 24a that reaches the movable electrode 13 through the sacrificial layer 24 is formed by a photolithography process. The contact hole 24a is for forming the support column 19a that supports the light shielding plate 19, and may be formed in any size and number within a range in which the connection reliability between the light shielding plate 19 and the movable electrode 13 can be secured. .

次に、図５（ａ）に示すように、遮光性材料からなる遮光膜２５を、犠牲層２４上に形成する。遮光膜２５は、アルミニウムやクロムなどの金属材料やシリコンなど、遮光性を有し、可動電極１３との密着性が良好な材料を用いて形成することができる。
次に、図５（ｂ）に示すように、遮光膜２５をフォトリソグラフィー工程によりパターニングして遮光板１９を形成する。遮光板１９は支柱部１９ａを介して可動電極１３と接続されている。 Next, as shown in FIG. 5A, a light shielding film 25 made of a light shielding material is formed on the sacrificial layer 24. The light shielding film 25 can be formed using a material having a light shielding property and good adhesion to the movable electrode 13 such as a metal material such as aluminum or chromium or silicon.
Next, as shown in FIG. 5B, the light shielding film 25 is patterned by a photolithography process to form the light shielding plate 19. The light shielding plate 19 is connected to the movable electrode 13 through a support column 19a.

次に、図５（ｃ）に示すように、基板１８を裏面（図示下面）からエッチングすることで、基板１８及び絶縁膜２１を厚さ方向に貫通する貫通孔１４を形成する。
次に、図５（ｄ）に示すように、フッ酸系のエッチング液やエッチングガスを用いたエッチング工程により、犠牲層２２及び犠牲層２４を除去する。これにより、基板１８上に、貫通孔１４上で水平移動可能の可動電極１３及び遮光板１９が形成される。
以上の工程により、光制御装置１００を製造することができる。 Next, as shown in FIG. 5C, the substrate 18 is etched from the back surface (the bottom surface in the drawing), thereby forming the through hole 14 that penetrates the substrate 18 and the insulating film 21 in the thickness direction.
Next, as shown in FIG. 5D, the sacrificial layer 22 and the sacrificial layer 24 are removed by an etching process using a hydrofluoric acid-based etchant or etching gas. As a result, the movable electrode 13 and the light shielding plate 19 that are horizontally movable on the through hole 14 are formed on the substrate 18.
The light control apparatus 100 can be manufactured through the above steps.

以上、詳細に説明したように、本実施形態の光制御装置１００では、第１固定電極１１と第２固定電極１２との間に水平移動可能の可動電極１３と遮光板１９を形成し、可動電極１３及び遮光板１９を貫通孔１４上に進退させることで、貫通孔１４から射出される光の通過／遮断状態を制御することができる。   As described above in detail, in the light control apparatus 100 according to the present embodiment, the movable electrode 13 and the light shielding plate 19 that are horizontally movable are formed between the first fixed electrode 11 and the second fixed electrode 12 so as to be movable. By moving the electrode 13 and the light shielding plate 19 back and forth on the through hole 14, it is possible to control the passage / blocking state of light emitted from the through hole 14.

本実施形態では、可動電極１３が、第１固定電極１１と第２固定電極１２の双方に噛み合うような平面視矩形波状に形成されている。これにより、図３に示したように、第１固定電極１１又は第２固定電極１２と、可動電極１３との間隔を比較的狭くすることができる。したがって、第１固定電極１１又は第２固定電極１２と、可動電極１３との間に作用する静電引力を大きくすることができ、小型であっても可動電極１３を確実に動作させることができる光制御装置１００を実現することができる。   In the present embodiment, the movable electrode 13 is formed in a rectangular wave shape in plan view so as to mesh with both the first fixed electrode 11 and the second fixed electrode 12. Thereby, as shown in FIG. 3, the space | interval of the 1st fixed electrode 11 or the 2nd fixed electrode 12, and the movable electrode 13 can be made comparatively narrow. Accordingly, the electrostatic attractive force acting between the first fixed electrode 11 or the second fixed electrode 12 and the movable electrode 13 can be increased, and the movable electrode 13 can be reliably operated even if it is small. The light control device 100 can be realized.

また、貫通孔１４が、第１固定電極１１の枝電極１１ｂが配列された領域に形成されている。すなわち、アクチュエーターとして機能する第１固定電極１１、第２固定電極１２の内側に、貫通孔１４が配置されている。したがって、アクチュエーターの外側に貫通孔を形成する場合に比して、光制御装置１００の平面積を小さくすることができる。   Further, the through hole 14 is formed in a region where the branch electrodes 11 b of the first fixed electrode 11 are arranged. That is, the through hole 14 is disposed inside the first fixed electrode 11 and the second fixed electrode 12 that function as actuators. Therefore, the plane area of the light control device 100 can be reduced as compared with the case where the through hole is formed outside the actuator.

また、遮光板１９が可動電極１３上に配設されており、遮光板１９もアクチュエーター（第１固定電極１１、第２固定電極１２、可動電極１３）の内側でのみ移動する。かかる構成も、光制御装置１００の小型化に寄与する。
より詳しくは、従来技術のようにアクチュエーターの外側に貫通孔が設けられている場合には、貫通孔から遮光板を後退させたときに遮光板が配置される領域（退避領域）を確保しなければならないが、本実施形態ではアクチュエーターの内側で遮光板１９が移動するため、上記の退避領域を設ける必要が無く、その結果、光制御装置１００を小型化することができる。 Further, the light shielding plate 19 is disposed on the movable electrode 13, and the light shielding plate 19 also moves only inside the actuator (the first fixed electrode 11, the second fixed electrode 12, and the movable electrode 13). Such a configuration also contributes to miniaturization of the light control device 100.
More specifically, when a through hole is provided outside the actuator as in the prior art, an area (retraction area) where the light shielding plate is disposed when the light shielding plate is retracted from the through hole must be secured. However, in this embodiment, since the light shielding plate 19 moves inside the actuator, it is not necessary to provide the above-described retraction area, and as a result, the light control device 100 can be downsized.

また、本実施形態の光制御装置１００では、電極１１〜１３に電位を入力しない状態において、可動電極１３が、弾性梁部１５ａ〜１５ｄによって第１固定電極１１と第２固定電極１２との中間位置に付勢されている。
これにより、遮光板１９を貫通孔１４上に進出させるときに第１固定電極１１と可動電極１３との間に印加する電圧と、遮光板１９を貫通孔１４上から後退させるときに第２固定電極１２と可動電極１３との間に印加する電圧とを、ほぼ同じ電圧とすることができ、動作制御が容易な構成を実現することができる。 Further, in the light control device 100 of the present embodiment, the movable electrode 13 is intermediate between the first fixed electrode 11 and the second fixed electrode 12 by the elastic beam portions 15a to 15d in a state where no potential is input to the electrodes 11 to 13. Biased to position.
As a result, the voltage applied between the first fixed electrode 11 and the movable electrode 13 when the light shielding plate 19 is advanced onto the through hole 14 and the second fixed when the light shielding plate 19 is retracted from the through hole 14. The voltage applied between the electrode 12 and the movable electrode 13 can be made substantially the same voltage, and a configuration with easy operation control can be realized.

また上記構成によれば、可動電極１３を第１固定電極１１又は第２固定電極１２に引き寄せている状態で、第１固定電極１１又は第２固定電極１２と可動電極１３への電位入力を停止すれば、弾性梁部１５ａ〜１５ｄの弾性復帰力により可動電極１３を中間位置に戻る。
かかる弾性復帰作用を利用すれば、電力を消費することなく可動電極１３を中央位置に戻せるため、可動電極１３を例えば第１固定電極１１側から第２固定電極１２側へ大きく移動させる際にも、可動電極１３を中間位置から第２固定電極１２側へ引き寄せるための電圧を印加すればよい。したがって、本実施形態の光制御装置１００では、可動電極１３を連続的に移動させる場合の印加電圧を比較的小さくすることができ、消費電力の点でも有利である。 According to the above configuration, the potential input to the first fixed electrode 11 or the second fixed electrode 12 and the movable electrode 13 is stopped while the movable electrode 13 is attracted to the first fixed electrode 11 or the second fixed electrode 12. Then, the movable electrode 13 is returned to the intermediate position by the elastic restoring force of the elastic beam portions 15a to 15d.
If this elastic return action is used, the movable electrode 13 can be returned to the center position without consuming electric power. Therefore, even when the movable electrode 13 is moved largely from the first fixed electrode 11 side to the second fixed electrode 12 side, for example. A voltage for pulling the movable electrode 13 from the intermediate position toward the second fixed electrode 12 may be applied. Therefore, in the light control apparatus 100 of the present embodiment, the applied voltage when the movable electrode 13 is continuously moved can be made relatively small, which is advantageous in terms of power consumption.

また、本実施形態の光制御装置１００では、貫通孔１４上に第１固定電極１１の枝電極１１ｂが配置されている。そこで、第１固定電極１１の少なくとも枝電極１１ｂを、透明導電材料を用いて形成してもよい。このような構成とすれば、貫通孔１４から射出されて枝電極１１ｂを透過した光を利用することができ、開口率を高めることができる。   Further, in the light control device 100 of the present embodiment, the branch electrode 11 b of the first fixed electrode 11 is disposed on the through hole 14. Therefore, at least the branch electrode 11b of the first fixed electrode 11 may be formed using a transparent conductive material. With such a configuration, light emitted from the through hole 14 and transmitted through the branch electrode 11b can be used, and the aperture ratio can be increased.

また本実施形態では、貫通孔１４が１つのみ形成されている構成について説明したが、貫通孔１４の形状や個数については適宜変更することができる。例えば、第１固定電極１１の枝電極１１ｂ間の各領域に独立の貫通孔１４を形成してもよい。   In the present embodiment, the configuration in which only one through hole 14 is formed has been described. However, the shape and number of the through holes 14 can be changed as appropriate. For example, independent through holes 14 may be formed in each region between the branch electrodes 11 b of the first fixed electrode 11.

（アクチュエーター）
図６は、本発明のアクチュエータの一実施形態を示す平面図である。以下、図面を参照しつつ説明する。
なお、図６において、図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、それら共通の構成要素についての説明は適宜省略することとする。 (Actuator)
FIG. 6 is a plan view showing an embodiment of the actuator of the present invention. Hereinafter, it demonstrates, referring drawings.
In FIG. 6, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description of those common components will be omitted as appropriate.

本実施形態のアクチュエーター２００は、図６に示すように、基板１８上に、第１固定電極１１と、第２固定電極１２と、可動電極１３と、弾性梁部１５ａ〜１５ｄと、支持部１６ａ〜１６ｃと、を備えて構成されている。
すなわち、アクチュエーター２００は、先の実施形態の光制御装置１００において遮光板１９を移動させる駆動部をその構成要素とするものである。 As shown in FIG. 6, the actuator 200 according to this embodiment includes a first fixed electrode 11, a second fixed electrode 12, a movable electrode 13, elastic beam portions 15 a to 15 d, and a support portion 16 a on a substrate 18. To 16c.
That is, the actuator 200 includes a drive unit that moves the light shielding plate 19 in the light control apparatus 100 of the previous embodiment.

本実施形態のアクチュエーター２００によれば、可動電極１３が、第１固定電極１１と第２固定電極１２の双方に噛み合うような平面視矩形波状に形成されている。これにより、第１固定電極１１又は第２固定電極１２と、可動電極１３との間隔を比較的狭くすることができる。したがって、第１固定電極１１又は第２固定電極１２と、可動電極１３との間に作用する静電引力を大きくすることができ、小型であっても駆動力の大きいアクチュエーターを実現することができる。   According to the actuator 200 of the present embodiment, the movable electrode 13 is formed in a rectangular wave shape in plan view so as to mesh with both the first fixed electrode 11 and the second fixed electrode 12. Thereby, the space | interval of the 1st fixed electrode 11 or the 2nd fixed electrode 12, and the movable electrode 13 can be made comparatively narrow. Accordingly, the electrostatic attractive force acting between the first fixed electrode 11 or the second fixed electrode 12 and the movable electrode 13 can be increased, and an actuator having a large driving force can be realized even if it is small. .

先の実施形態では、第１固定電極１１の形成領域に対応して貫通孔１４を設け、可動電極１３上に配設した遮光板１９により光の通過／遮断状態を制御するものとしたが、光制御装置１００の駆動部であるアクチュエーター２００は、種々の形態の光制御装置に使用することができる。   In the previous embodiment, the through hole 14 is provided corresponding to the formation region of the first fixed electrode 11, and the light passing / blocking state is controlled by the light shielding plate 19 disposed on the movable electrode 13. The actuator 200 which is a drive unit of the light control device 100 can be used for various types of light control devices.

例えば、図６に示すように、可動電極１３の連結部１３ｄに、遮光板２９Ａを接続した構成としてもよい。また、遮光板２９Ａの可動電極１３と反対側（図示下側）に、他のアクチュエーター２００をもう１つ接続し、２個のアクチュエーター２００により遮光板２９Ａを移動させる構成としてもよい。
あるいは、図示のように、アクチュエーター２００の側方（図示右側）に遮光板２９Ｂを配置し、遮光板２９Ｂから延出された接続梁部２９ａを介して可動電極１３と接続した構成としてもよい。 For example, as shown in FIG. 6, the light shielding plate 29 </ b> A may be connected to the connecting portion 13 d of the movable electrode 13. Alternatively, another actuator 200 may be connected to the side of the light shielding plate 29A opposite to the movable electrode 13 (the lower side in the drawing), and the light shielding plate 29A may be moved by the two actuators 200.
Alternatively, as shown in the figure, a light shielding plate 29B may be arranged on the side (right side in the figure) of the actuator 200 and connected to the movable electrode 13 via a connecting beam portion 29a extending from the light shielding plate 29B.

また本実施形態のアクチュエーター２００では、図６に示すように、可動電極１３上に、板状部材３９を設けることが好ましい。このような構成とすることで、線状に形成された電極材を蛇行させた可動電極１３を、板状部材３９によって平面状に支持することができ、可動電極１３の反りや湾曲を防止することができる。   Moreover, in the actuator 200 of this embodiment, it is preferable to provide the plate-shaped member 39 on the movable electrode 13, as shown in FIG. By adopting such a configuration, the movable electrode 13 meandering the electrode material formed in a linear shape can be supported in a planar shape by the plate-like member 39, and warping and bending of the movable electrode 13 can be prevented. be able to.

（電気光学装置）
図７は、先の実施形態の光制御装置１００を備えた電気光学装置４０の概略平面図である。
電気光学装置４０は、図７に示すように、基板１８と、基板１８上に形成された表示領域５０と、表示領域５０の側方に形成された駆動回路６０とを備えて構成されている。表示領域５０には、複数の光制御装置１００が平面視マトリクス状に配列されており、各々の光制御装置１００は、図示略の配線を介して駆動回路６０に接続されている。 (Electro-optical device)
FIG. 7 is a schematic plan view of the electro-optical device 40 including the light control device 100 of the previous embodiment.
As shown in FIG. 7, the electro-optical device 40 includes a substrate 18, a display area 50 formed on the substrate 18, and a drive circuit 60 formed on the side of the display area 50. . In the display area 50, a plurality of light control devices 100 are arranged in a matrix in a plan view, and each light control device 100 is connected to a drive circuit 60 via a wiring (not shown).

本実施形態の電気光学装置４０は、光制御装置１００を画素として備えており、各々の光制御装置１００において、貫通孔１４から射出される光の通過／遮断状態を遮光板１９の水平移動によって独立に制御することができる。   The electro-optical device 40 according to the present embodiment includes the light control device 100 as a pixel. In each light control device 100, the passage / blocking state of the light emitted from the through hole 14 is determined by the horizontal movement of the light shielding plate 19. It can be controlled independently.

先に説明したように、本発明に係る光制御装置１００は、貫通孔１４と遮光板１９とがアクチュエーターの平面領域内に設けられていることで、高い開口率を得ることができる。したがって、本実施形態の電気光学装置４０によれば、表示領域を構成する画素において高い開口率を得ることができる。   As described above, the light control device 100 according to the present invention can obtain a high aperture ratio because the through hole 14 and the light shielding plate 19 are provided in the plane area of the actuator. Therefore, according to the electro-optical device 40 of this embodiment, a high aperture ratio can be obtained in the pixels constituting the display area.

なお、本実施形態では、電気光学装置４０の画素として光制御装置１００を用いた場合について説明したが、上述したアクチュエーター２００を備えた光制御装置によって画素を構成してもよいのはもちろんである。   In the present embodiment, the case where the light control device 100 is used as the pixel of the electro-optical device 40 has been described. However, the pixel may be configured by the light control device including the actuator 200 described above. .

（電子機器）
次に、本発明の電子機器の一実施形態について説明する。
図８は、上記実施形態の電気光学装置を備えた電子機器の一例であるプロジェクターを示す図である。 (Electronics)
Next, an embodiment of the electronic device of the present invention will be described.
FIG. 8 is a diagram illustrating a projector that is an example of an electronic apparatus including the electro-optical device according to the embodiment.

図８に示すように、プロジェクター４００は、三原色に対応する原色光を各々出力する光源装置４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂと、透過型ライトバルブ４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂと、ダイクロイックプリズム４４と、投射光学系４５とを備えている。
透過型ライトバルブ４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂは、先に説明した本発明に係る電気光学装置４０からなり、透過型の光制御装置１００を画素として備えたライトバルブである。 As shown in FIG. 8, the projector 400 includes light source devices 41R, 41G, and 41B that output primary color lights corresponding to the three primary colors, transmissive light valves 40R, 40G, and 40B, a dichroic prism 44, and a projection optical system 45, respectively. And.
The transmissive light valves 40R, 40G, and 40B are light valves that include the electro-optical device 40 according to the present invention described above and include the transmissive light control device 100 as a pixel.

光源装置４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂは、それぞれ赤色光、緑色光、青色光を射出し、射出された各色光は、それぞれ透過型ライトバルブ４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂに入射して変調される。変調された各色光は、ダイクロイックプリズム４４によって合成され、合成された光は投射光学系４５によってスクリーン等に投射される。   The light source devices 41R, 41G, and 41B emit red light, green light, and blue light, respectively, and the emitted color lights are incident on the transmissive light valves 40R, 40G, and 40B, respectively, and modulated. The modulated color lights are combined by a dichroic prism 44, and the combined light is projected onto a screen or the like by a projection optical system 45.

また、本実施形態のプロジェクター４００は、照度均一化光学系４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂを含んでいる。照度均一化光学系４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂは、レーザー光源やＬＥＤ光源を備えた光源装置４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂから射出された出力光の照度分布を均一化する。照度均一化光学系４２Ｒは、ホログラム４２１Ｒとフィールドレンズ４２２Ｒ等により構成されている。照度均一化光学系４２Ｇ、４２Ｂは、照度均一化光学系４２Ｒと同様に、ホログラム４２１Ｇ、４２１Ｂ、フィールドレンズ４２２Ｇ、４２２Ｂを備えた構成になっている。   In addition, the projector 400 of the present embodiment includes illuminance uniformizing optical systems 42R, 42G, and 42B. The illuminance uniforming optical systems 42R, 42G, and 42B uniformize the illuminance distribution of the output light emitted from the light source devices 41R, 41G, and 41B including the laser light source and the LED light source. The illuminance uniforming optical system 42R includes a hologram 421R, a field lens 422R, and the like. Similarly to the illuminance uniforming optical system 42R, the illuminance uniforming optical systems 42G and 42B are configured to include holograms 421G and 421B and field lenses 422G and 422B.

透過型ライトバルブ４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂの各々により変調された色光は、ダイクロイックプリズム４４に入射する。ダイクロイックプリズム４４は４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面（直角プリズムの表面）に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。３つの色光は、これらの誘電体多層膜によって合成され、カラー画像を表す光になる。合成された光が投射光学系４５によりスクリーンや壁等の被投射面４５０に拡大投射されることにより、投射画像が表示される。   The color light modulated by each of the transmissive light valves 40R, 40G, and 40B is incident on the dichroic prism 44. The dichroic prism 44 is formed by bonding four right-angle prisms, and a dielectric multilayer film reflecting red light and a dielectric multilayer film reflecting blue light are arranged in a cross shape on the inner surface (surface of the right-angle prism). ing. The three color lights are synthesized by these dielectric multilayer films and become light representing a color image. The combined light is enlarged and projected onto a projection surface 450 such as a screen or a wall by the projection optical system 45, whereby a projection image is displayed.

本実施形態のプロジェクター４００によれば、透過型ライトバルブ４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂとして、本発明に係る電気光学装置４０を備えているので、高輝度、高コントラストの表示が得られるプロジェクターとなっている。   According to the projector 400 of the present embodiment, since the electro-optical device 40 according to the present invention is provided as the transmissive light valves 40R, 40G, and 40B, the projector can obtain a display with high brightness and high contrast. .

なお、上記したプロジェクターの構成は一例であり、その構成は適宜変更することができる。例えば、プロジェクター４００では色光合成素子としてダイクロイックプリズムを用いているが、ダイクロイックミラーをクロス配置とし色光を合成するものや、ダイクロイックミラーを平行に配置し色光を合成するもの等を用いた構成としてもよい。   The configuration of the projector described above is an example, and the configuration can be changed as appropriate. For example, the projector 400 uses a dichroic prism as a color light combining element. However, a configuration using a dichroic mirror in a cross arrangement to combine color lights, a structure in which dichroic mirrors are arranged in parallel to combine color lights, or the like may be used. .

１００ 光制御装置、２００ アクチュエーター、４００ プロジェクター（電子機器）、１１ 第１固定電極、１１ａ，１２ａ 幹電極、１１ｂ，１２ｂ 枝電極、１２ 第２固定電極、１３ 可動電極、１３ａ 第１Ｕ形電極部、１３ｂ 第２Ｕ形電極部、１３ｃ，１３ｄ 連結部、１４ 貫通孔、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ 弾性梁部、１６ 支持部、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ 配線、１８ 基板、１９，２９Ａ，２９Ｂ 遮光板、３９ 板状部材   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Light control apparatus, 200 Actuator, 400 Projector (electronic device), 11 1st fixed electrode, 11a, 12a Trunk electrode, 11b, 12b Branch electrode, 12 2nd fixed electrode, 13 Movable electrode, 13a 1U-shaped electrode part, 13b 2nd U-shaped electrode part, 13c, 13d connection part, 14 through-hole, 15a, 15b, 15c, 15d elastic beam part, 16 support part, 17a, 17b, 17c wiring, 18 substrate, 19, 29A, 29B light shielding plate, 39 Plate member

Claims (10)

基板上に、
いずれも櫛歯状を成し、互いの開放端側で対向する第１固定電極及び第２固定電極と、
前記第１固定電極と前記第２固定電極との間に配置され、前記第１固定電極と前記第２固定電極との間を移動可能とされた平面視蛇行形状の可動電極と、
を有することを特徴とするアクチュエーター。 On the board
Both form a comb-tooth shape, the first fixed electrode and the second fixed electrode facing each other on the open end side,
A movable electrode having a meandering shape in plan view that is disposed between the first fixed electrode and the second fixed electrode and is movable between the first fixed electrode and the second fixed electrode;
The actuator characterized by having. 前記可動電極が平面視略矩形波状であることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエーター。   The actuator according to claim 1, wherein the movable electrode has a substantially rectangular wave shape in a plan view. 前記可動電極の前記基板と反対側の面に板状部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエーター。   The actuator according to claim 1, wherein a plate-like member is provided on a surface of the movable electrode opposite to the substrate. 前記可動電極の少なくとも一部が中空構造であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアクチュエーター。   The actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein at least a part of the movable electrode has a hollow structure. 前記可動電極の移動方向が、前記基板の主面に対して略平行方向であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のアクチュエーター。   The actuator according to any one of claims 1 to 4, wherein the moving direction of the movable electrode is a direction substantially parallel to a main surface of the substrate. 請求項１から５のいずれか１項に記載のアクチュエーターと、前記可動電極と接続された遮光部材とを備えたことを特徴とする光制御装置。   6. A light control apparatus comprising: the actuator according to claim 1; and a light shielding member connected to the movable electrode. 基板上に、
櫛歯状の第１固定電極と、
前記第１固定電極と互いの開放端側で対向配置された櫛歯状の第２固定電極と、
前記第１固定電極と前記第２固定電極との間に配置され、前記第１固定電極と前記第２固定電極との間を移動可能とされた蛇行形状の可動電極と、
前記基板を貫通し、前記可動電極の移動領域内に開口する貫通孔と、
を有することを特徴とする光制御装置。 On the board
A comb-shaped first fixed electrode;
A comb-like second fixed electrode disposed opposite to the first fixed electrode on the open end side of each other;
A meander-shaped movable electrode disposed between the first fixed electrode and the second fixed electrode, and movable between the first fixed electrode and the second fixed electrode;
A through-hole penetrating the substrate and opening into a moving region of the movable electrode;
A light control device comprising: 前記可動電極の前記基板と反対側の面に、前記貫通孔の開口部を平面視で遮蔽可能の遮光部材が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の光制御装置。   The light control device according to claim 6, wherein a light shielding member capable of shielding the opening of the through hole in a plan view is provided on a surface of the movable electrode opposite to the substrate. 請求項６から８のいずれか１項に記載の光制御装置を備えたことを特徴とする電気光学装置。   An electro-optical device comprising the light control device according to claim 6. 請求項９に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 9.
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