JP2016139015A - ミラーデバイス、ミラーデバイスの製造方法、及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】明るく良好な表示品位を得ることができるミラーデバイス、ミラーデバイスの製造方法、及び画像表示装置を提供する。【解決手段】基板と、基板の一方の面に基板と離間するように配置された複数のミラー１０２と、基板とミラー１０２との間に配置され、ミラー１０２を支持するようにミラー１０２の一部と接続された支持部１０５と、基板上におけるミラー１０２の第１部分と基板との間に配置された第１電極２０２と、第１部分と対向する第２部分と基板との間に配置された第２電極２０２と、を備え、ミラー１０２は、中央の厚みと比較して、裏面の端部側の少なくとも一部の厚みが薄い薄膜部１０２ｃを備える。【選択図】図６

Description

本発明は、ミラーデバイス、ミラーデバイスの製造方法、及び画像表示装置に関する。

上記画像表示装置として、例えば、光源から射出された光を、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるミラーデバイスに集光させ、投写光学系によって拡大投写することにより、スクリーン上にカラー表示させているプロジェクターが知られている。

ミラーデバイスとしては、例えば、特許文献１に、ベースと、ベースに一対の電極を介して揺動自在に配置された反射ミラー部と、を備えた光偏向器が開示されている。このような光偏向器は、電極と反射ミラー部との間に電圧を印加することにより反射ミラー部が揺動し画像を表示する。

また、図１５に示すように、ミラーデバイス５００として、複数のマイクロミラー５０１がマトリクス状に配列されたものがある。これら複数のマイクロミラー５０１によって、光源から射出された光をマイクロミラー５０１で反射することにより画像を表示する。

特開２０００−１４７４１９号公報

しかしながら、ミラーデバイス５００は小型軽量化及び高精細化が要求されており、ミラーデバイス５００を小型化（例えば、画素ピッチを小さくして高精細にしたとき）した際には、ミラー５０１ａ，５０１ｂが相対的に大きくなるので、図１５に示すように、ミラー５０１ａ，５０１ｂを動作させた際、隣接するミラー５０１ａとミラー５０１ｂとが接触することがある。よって、ミラー５０１ａ，５０１ｂが正常に動作しない恐れがある。また、ミラーデバイス５００を小さくしたときに、ミラー５０１ａ，５０１ｂで反射した光が光学系（図示せず）に吸収されないように、ミラー５０１ａ，５０１ｂが動作する角度を大きくしたいという要望がある。

本発明の態様は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係るミラーデバイスは、基板と、前記基板の一方の面に前記基板と離間するように配置された複数のミラーと、前記基板と前記ミラーとの間に配置され、前記ミラーを支持するように前記ミラーの一部と接続された支持部と、前記基板と前記ミラーとの間に、前記ミラーの他の一部と重なるように配置された第１電極と、を備え、前記ミラーは、前記支持部と接続された第１部分と、前記第１電極と重なる部分である第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の部分である第３部分と、を含み、前記ミラーの第２部分の厚さは、前記第３部分の厚さよりも薄いことを特徴とする。

本適用例によれば、第１電極と重なる部分である第２部分の厚みが、他の部分の厚みと比較して薄いので、隣り合うミラー間の隙間を小さくして、複数のミラーが同じ方向を向くように動作した場合でも、隣り合うミラー同士が干渉することを防ぐことができる。よって、ミラーが動作不良になることを防ぐことができる。また、ミラーデバイスを小型化することができる。また、第２部分の厚みを薄くするので、ミラーを軽量化することが可能となり、ミラーの動作を早くすることができ、画像品質を向上させることができる。

［適用例２］上記適用例に係るミラーデバイスにおいて、前記基板と前記ミラーとの間に、前記ミラーの前記第１部分及び前記第２部分とは異なる部分と重なるように配置された第２電極を備え、前記ミラーは、前記第２電極と重なる部分である第４部分と、前記第１部分と前記第４部分との間の部分である第５部分と、を含み、前記ミラーの第４部分の厚さは、前記第５部分の厚さよりも薄いことが好ましい。

本適用例によれば、第１電極と重なる部分である第２部分の厚み、及び第２電極と重なる部分である第４部分の厚みが、他の部分の厚みと比較して薄いので、隣り合うミラー間の隙間を小さくして、複数のミラーが同じ方向を向くように動作した場合でも、隣り合うミラー同士が干渉することを防ぐことができる。よって、ミラーが動作不良になることを防ぐことができる。また、ミラーデバイスを小型化することができる。また、第２部分、及び第４部分の厚みを薄くするので、ミラーを軽量化することが可能となり、ミラーの動作を早くすることができ、画像品質を向上させることができる。

［適用例３］上記適用例に係るミラーデバイスにおいて、前記ミラーの前記第２部分は、前記ミラーの辺に沿うように配置されていることが好ましい。

本適用例によれば、ミラーの辺に沿って第２部分が形成されているので、複数のミラーが同じ方向を向くように動作した際、隣り合うミラー同士が干渉することを防ぐことができる。また、ミラーの第２部分が薄くなっているので、ミラーを軽量化することができる。

［適用例４］上記適用例に係るミラーデバイスにおいて、前記ミラーの前記第４部分は、前記ミラーの辺に沿うように配置され、前記第２部分及び前記第４部分は、互いに対向する２辺に沿うようにそれぞれ配置されていることが好ましい。

本適用例によれば、対向するミラーの２辺に沿って第２部分及び第４部分が形成されているので、複数のミラーが同じ方向を向くように動作した際、隣り合うミラー同士が干渉することを防ぐことができる。また、ミラーの第２部分及び第４部分が薄くなっているので、ミラーを軽量化することができる。

［適用例５］上記適用例に係るミラーデバイスにおいて、前記ミラーの前記第２部分は、前記ミラーの角部に配置されていることが好ましい。

本適用例によれば、ミラーの角部に第２部分が配置されているので、複数のミラーが同じ方向（角部の方向）を向くように動作した際、隣り合うミラー同士が干渉することを防ぐことができる。また、ミラーの第２部分が薄くなっているので、ミラーを軽量化することができる。

［適用例６］上記適用例に係るミラーデバイスにおいて、前記ミラーの前記第４部分は、前記ミラーの角部に配置され、前記第２部分及び前記第４部分は、互いに対角に位置する２つの角部にそれぞれ配置されていることが好ましい。

本適用例によれば、対向するミラーの角部に第２部分及び第４部分が配置されているので、複数のミラーが同じ方向（角部の方向）を向くように動作した際、隣り合うミラー同士が干渉することを防ぐことができる。また、ミラーの第２部分及び第４部分が薄くなっているので、ミラーを軽量化することができる。

［適用例７］上記適用例に係るミラーデバイスにおいて、前記第２部分は、前記ミラーの中央から端部に向かって徐々に薄くなるテーパー状に形成されていることが好ましい。

本適用例によれば、ミラーの中央から端部に向かって裏面が薄くなっているので、隣り合うミラー間の間隔が狭い状態でミラーが動作した場合でも、隣り合うミラー同士が接触することを防ぐことができる。

［適用例８］上記適用例に係るミラーデバイスにおいて、前記第２部分は、前記ミラーの中央から端部に向かって段階的に薄くなる段差状に形成されていることが好ましい。

本適用例によれば、ミラーの中央から端部に向かって裏面が段階的に薄くなっているので、隣り合うミラー間の隙間が狭い状態でミラーが動作した場合でも、隣り合うミラー同士が接触することを防ぐことができる。

［適用例９］本適用例に係るミラーデバイスの製造方法は、基板の一方の面側に犠牲層を形成する工程と、前記犠牲層にミラーの支持部となる開口孔を形成する工程と、前記犠牲層の上及び前記開口孔の中に第１ミラー膜を成膜する工程と、前記第１ミラー膜のうち前記ミラーとなる領域の前記基板側の端部側が中央と比較して薄くなる少なくとも第２部分を形成する工程と、前記犠牲層を除去して前記ミラーを形成する工程と、を有することを特徴とする。

本適用例によれば、ミラーにおける裏面の端部側の厚みを中央の厚みと比較して薄くなるように第２部分を形成するので、隣り合うミラー間の隙間を小さくして、複数のミラーが同じ方向を向くように動作した場合でも、隣り合うミラー同士が干渉することを防ぐことができる。よって、ミラーが動作不良になることを防ぐことができる。また、ミラーデバイスを小型化することができる。また、ミラーの第２部分の厚みを薄くするので、ミラーを軽量化することが可能となり、ミラーの動作を早くすることができ、画像品質を向上させることができる。

［適用例１０］上記適用例に係るミラーデバイスの製造方法において、前記第２部分を形成する工程は、前記第１ミラー膜の上のうち前記ミラーとなる領域にレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして前記第１ミラー膜に等方性のエッチング処理を施す工程と、を有することが好ましい。

本適用例によれば、レジストパターンをマスクとして等方性のエッチング処理を施すので、ミラーの中央と比較して端部側のエッチング量を多くすることが可能となり、ミラーの裏面の端部側に略テーパー状の薄膜部を形成することができる。

［適用例１１］上記適用例に係るミラーデバイスの製造方法において、前記第２部分を形成する工程は、前記第１ミラー膜の上に、前記第１ミラー膜よりエッチングレートが小さい第２ミラー膜を成膜する工程と、前記第２ミラー膜の上のうち前記ミラーとなる領域にレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして前記第１ミラー膜及び前記第２ミラー膜にエッチング処理を施す工程と、を有することが好ましい。

本適用例によれば、エッチングレートの異なる第１ミラー膜と第２ミラー膜とを積層し、ミラーの端部にエッチング処理を施すので、上層の第２ミラー膜と比較して、エッチングレートの大きい下層の第１ミラー膜のエッチング量を多くすることが可能となる。よって、ミラーにおける裏面（基板側）の端部側の厚みを中央と比較して薄くすることができる（具体的には、例えば、ミラーの裏面を段差状に形成することができる）。

［適用例１２］本適用例に係るミラーデバイスの製造方法は、基板の一方の面側に犠牲層を形成する工程と、前記犠牲層にミラーの支持部となる開口孔を形成する工程と、前記開口孔の中にミラー膜を形成する工程と、前記犠牲層及び前記開口孔の上に、前記ミラーにおける前記基板側の端部側の厚みが中央の厚みと比較して薄くなる少なくとも第２部分が形成された前記ミラーを転写して、前記開口孔の前記ミラー膜と接続する工程と、を有することを特徴とする。

本適用例によれば、ミラーを転写で形成するので、転写する前のミラーの形状を、比較的楽に形成することが可能となる。

［適用例１３］本適用例に係る画像表示装置は、上記に記載のミラーデバイスを備えることを特徴とする。

本適用例によれば、上記のミラーデバイスを備えるので、ミラーをスムーズに動作させることができると共に、小型化することができる。よって、小型で画像品質を向上させることが可能な画像表示装置を提供することができる。

画像表示装置としてのプロジェクターの光学系を示す模式図。 第１実施形態のミラーデバイスの構成を示す模式図。 図２に示すミラーデバイスのＡ−Ａ’線に沿う模式断面図。 図２に示すミラーデバイスのＡ−Ａ’線に沿う模式断面図。 ミラーデバイスを上方から見た概略平面図。 図５に示すミラーデバイスのＢ−Ｂ’線に沿う模式断面図。 ミラーデバイスの製造方法を工程順に示すフローチャート。 ミラーデバイスの製造方法のうち一部を工程順に示す模式断面図。 ミラーデバイスの製造方法のうち一部を工程順に示す模式断面図。 第２実施形態のミラーデバイスの構成及び動作を示す模式断面図。 ミラーデバイスの製造方法のうち一部を工程順に示す模式断面図。 ミラーデバイスの製造方法のうち一部を工程順に示す模式断面図。 変形例のミラーデバイスを上方から見た概略平面図。 変形例のミラーデバイスを上方から見た概略平面図。 従来のミラーデバイスの構成を示す模式断面図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。

なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。

（第１実施形態）
＜画像表示装置としてのプロジェクターの構成＞
図１は、画像表示装置としてのプロジェクターの光学系を示す模式図である。以下、プロジェクターの光学系を、図１を参照しながら説明する。

図１に示すように、プロジェクター１０００は、光源装置１００２と、光源装置１００２から射出された光１００１を画像情報に応じて変調するミラーデバイス１００と、ミラーデバイス１００からの変調光を投写画像として投写する投写光学系１００４と、を具備して構成されている。

光源装置１００２は、発光素子１０２０と、蛍光体基板１０３０と、を備えている。光源装置１００２は、青色のレーザー光を射出するレーザー光源である。発光素子１０２０から射出されるレーザー光の光路上には、蛍光体基板１０３０、が配置されている。

＜ミラーデバイスの構成＞
図２は、ミラーデバイスの構成を示す模式図である。図３及び図４は、図２に示すミラーデバイスのＡ−Ａ’線に沿う模式断面図であると共に、ミラーデバイスのミラーの動作を示す模式断面図である。以下、ミラーデバイスの構成及び動作を、図２〜図４を参照しながら説明する。

図２に示すように、ミラーデバイス（ＤＭＤ）１００は、基板３００の上方に、ヒンジ１０６、支持部１０５（これら図３参照）を介してミラー１０２がマトリクス状に配置されている。基板３００は、例えば、シリコン基板である。ミラー１０２の表面には、光を反射するための反射金属膜が形成されている。反射金属膜としては、例えば、アルミニウムが挙げられる。

図３に示すように、本実施形態のミラーデバイス１００は、制御回路部を含む底部１０と、電極２０２及びヒンジ１０６を備えた中間部２０と、ミラー１０２を備えた上部３０と、の３つの主要な部分を備えている。

底部１０の制御回路部は、ミラーデバイス１００の各ミラー１０２の動作を選択的に制御するために用いられる。なお、制御回路部は、標準的ＣＭＯＳ技術を使用して組み立てることが可能であり、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）に類似している。

中間部２０は、電極２０２、ヒンジ１０６、及び支持部１０５によって構成されている。ミラー１０２は、電極２０２の静電力によって、一方の電極２０２（第１電極）に引き寄せられる。また、ヒンジ１０６は、ミラー１０２が電極２０２に引き寄せられたときねじれ、電極２０２に電圧が印加されていないとき、ねじれが戻るようになっている。静電引力は、ミラー１０２と電極２０２との間の２乗に反比例するので、この影響は、ミラー１０２をそのランディング位置で傾斜させたときに明白になる。

ミラー１０２は、支持部１０５と接続された第１部分と、ミラー１０２が動作した際に一方の電極２０２と重なる部分である第２部分と、第１部分と第２部分との間の部分である第３部分とを有する。ミラー１０２の第２部分の厚さは、第３部分の厚さよりも薄い。言い換えれば、ミラー１０２の第２部分にテーパーが形成されている。

更に、ミラー１０２は、上記と逆の方向に動作した際に、他方の電極２０２（第２電極）と重なる部分である第４部分と、上記第１部分と第４部分との間の部分である第５部分とを有する。ミラー１０２の第４部分の厚さは、第５部分の厚さよりも薄い。第５部分も上記したようにテーパーが形成されている。

上部３０は、上面に平坦な反射金属膜を有するミラー１０２を有する。ヒンジ１０６は、例えば、ミラー１０２の一部になるように形成される。また、ミラー１０２の下側には、最小距離を保持して所定の角度を回転するだけの間隙が与えられる。

図３は、照明光源４０１からの指向性光４１１が入射角θ１を形成するときの、本発明の一実施態様に基づくミラーデバイス１００の一部分の断面図を示す。ミラーデバイス１００を通常の方向で測定したとき、偏向光４１２は角度θｏを有する。デジタル動作モードにおいて、この構成を一般的に「オン」の位置と呼ぶ。

図４は、ミラー１０２が、反対側の電極２０２（第２電極）に向かって回転される間の、ミラーデバイス１００の同じ部分の断面図を示す。指向性光４１１及び偏向光４１２は、より大きな角度θ１およびθｏを成す。偏向光４１２は、光吸収装置４０２の方へ射出する。

図５は、ミラーデバイスを上方から見た概略平面図である。図６は、図５に示すミラーデバイスのＢ−Ｂ’線に沿う模式断面図である。図６（ａ）は、ミラーが動作していないときの状態を示す模式断面図である。図６（ｂ）は、ミラーが動作したときの状態を示す模式断面図である。以下、ミラーデバイスのうち主にミラーの構成を、図５及び図６を参照しながら説明する。

図５に示すように、ミラーデバイス１００は、基板３００の上方に、支持部１０５を介してミラー１０２がマトリクス状に配置されている。

図６に示すように、ミラーデバイス１００は、ミラー１０２と、ミラー１０２を支持する支持部１０５と、を備えている。ミラー１０２は、中央部の領域Ｗ１と、端部側の領域Ｗ２とを有する。具体的には、中央部の領域Ｗ１から端部の領域Ｗ２にいくにしたがってテーパーが形成されている。つまり、端部側（角部）の領域Ｗ２の厚みは、中央部の領域Ｗ１の厚みＨと比較して薄くなっている。

具体的には、ミラー１０２における裏面（基板３００側）の端部側の領域Ｗ２がテーパー状になっており、中央部から外周端部１０２ｂに向かって、ミラー１０２の厚みが徐々に薄くなっている。厚みの薄い端部側の領域Ｗ２は、本実施形態では、ミラー１０２の裏面の角部（端部１０２ｂ）である。ミラー１０２の表面側は平坦になっている。

また、ミラー１０２における端部側の領域Ｗ２の部分を薄膜部と称する。薄膜部のテーパーは、図６（ｂ）に示すように、そのテーパーの少なくとも一部が、ミラー１０２がその方向に傾いた際に、ストッパーの役割を兼ねる電極２０２に接する。

本実施形態のミラーデバイス１００は、ミラー１０２の外周の四隅がテーパー状に形成されている。なお、隣り合うミラー１０２同士が接触する恐れがない場合には、四隅のうち少なくとも１つの角部がテーパー状に形成されていてもよいし、対向する２つの角部がテーパー状に形成されていてもよい。

ミラー１０２が可動した際、ミラー１０２におけるテーパー状になっている部分が、ストッパーの役割を兼ねる電極２０２に当たることでミラー１０２が停止する。ミラー１０２における裏面の端部側がテーパー状になっていることにより、ミラー１０２の傾く角度を大きくすることが可能となり、反射光が光学系に飲み込まれてしまうことを抑えることができる。

また、ミラー１０２における裏面の端部側を薄くすることにより、ミラー１０２が可動した際、隣り合うミラー１０２同士で接触することを防ぐことができる。具体的には、ミラー１０２の端部側の厚みが、ミラー１０２の中央部の厚みＨである場合、ミラー１０２がヒンジ１０６を中心に動作した際に、隣りのミラー１０２側に外周端部１０２ｂが張り出して動くことになる。よって、ミラー１０２をスムーズに動作させるには、隣り合うミラー１０２間の距離を離さなければならない。

しかしながら、動作した際に張り出す端部側の部分をテーパー状に薄くしているため、動作したとしても、隣り合うミラー１０２同士で接触することが抑えられる。よって、隣り合うミラー１０２間の距離を縮めることが可能となり、ミラーデバイス１００を小型化することができる。ミラー１０２の材質は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金である。

＜ミラーデバイスの製造方法＞
図７は、ミラーデバイスの製造方法を工程順に示すフローチャートである。図８及び図９は、ミラーデバイスの製造方法のうち一部を工程順に示す模式断面図である。以下、ミラーデバイスの製造方法を、図７〜図９を参照しながら説明する。

まず、図７に示すように、ステップＳ１１では、底部１０を形成する。具体的には、図８（ａ）に示すように、公知の方法を用いて、基板３００に制御回路（図示せず）を形成する。その後、第１犠牲層６０１を基板３００表面に堆積させる。第１犠牲層６０１の製造方法としては、フォトレジストのスピンコートまたは有機ポリマーのＰＥＣＶＤを用いることができる。

次に、第１犠牲層６０１の上に電極２０２やヒンジ１０６などを形成する。電極２０２やヒンジ１０６は、例えば、公知の成膜技術、フォトリソグラフィ技術、及びエッチング技術などを用いて形成する。

ステップＳ１２では、中間部２０を形成する。具体的には、図８（ｂ）に示すように、１μｍ程度の厚みの第２犠牲層６０２を第１犠牲層６０１の上に堆積させる。第２犠牲層６０２は、上記第１犠牲層６０１と同様に形成する。この第２犠牲層６０２の厚みが、ヒンジ１０６上のミラー１０２の高さを決定する。

ステップＳ１３では、上部３０のミラー１０２となるミラー膜１０２ａを形成する。具体的には、まず、図８（ｃ）に示すように、第２犠牲層６０２に開口部６０３を形成する。開口部６０３の形成方法は、例えば、マスクを用いたエッチング法を挙げることができる。これにより、ヒンジ１０６の表面が露出する。

次に、図８（ｄ）に示す工程では、第２犠牲層６０２の表面から開口部６０３の中に亘って、ミラー膜１０２ａを成膜する。ミラー膜１０２ａは、上記したように、アルミニウムである。

ステップＳ１４では、ミラー膜１０２ａに薄膜部１０２ｃを形成する。具体的には、まず、図９（ｅ）に示すように、フォトレジスト法を用いて、ミラー膜１０２ａ上にレジストパターン１０３を形成する。これにより、隣り合うミラー１０２とミラー１０２との間に開口孔１０３ａを有するレジストパターン１０３が形成される。

次に、図９（ｆ）に示すように、ミラー膜１０２ａにエッチング処理（サイドエッチ）を施す。具体的には、レジストパターン１０３をマスクとしてミラー膜１０２ａに等方性のエッチング処理を施す。これにより、ミラー膜１０２ａにおける裏面（第２犠牲層６０２側）が略テーパー状にエッチングされる。この後、レジストパターン１０３をアッシングして除去する。

ステップＳ１５では、第１犠牲層６０１及び第２犠牲層６０２を除去して、ミラー１０２を完成させる。具体的には、図９（ｇ）に示すように、フッ素ガスなどを用いて第１犠牲層６０１及び第２犠牲層６０２を除去することにより、複数のミラー１０２に分離する。以上により、ミラーデバイス１００が完成する。

以上詳述したように、第１実施形態のミラーデバイス１００、ミラーデバイス１００の製造方法、及びプロジェクター１０００によれば、以下に示す効果が得られる。

（１）第１実施形態のミラーデバイス１００によれば、ミラー１０２における裏面（基板３００側）の端部側の厚みが、ミラー１０２の中央の厚みと比較して薄いので（具体的には、テーパー状に形成しているので）、隣り合うミラー１０２の間隔を小さくして、複数のミラー１０２が同じ方向を向くように動作した場合でも、隣り合うミラー１０２同士が干渉することを防ぐことができる。よって、ミラー１０２が動作不良になることを防ぐことができる。また、ミラーデバイス１００を小型化することができる。

（２）第１実施形態のミラーデバイス１００によれば、ミラー１０２のピッチ（画素ピッチ）に対するミラー１０２の占有率を大きくすることができるので、反射率を向上させることが可能となり、より明るい表示を得ることができる。

（３）第１実施形態のミラーデバイス１００によれば、隣り合うミラー１０２の間隔を小さくすることが可能となるので、ミラー１０２間に侵入した光線が乱反射することに起因する迷光を低減することができる。更に、ミラー１０２間の隙間が狭くなるので、回折光が弱まり、コントラスト比の低下を抑えることができる。

（４）第１実施形態のミラーデバイス１００によれば、ミラー１０２間の隙間が狭くなるので、ミラーデバイス１００の吸収光を低減することが可能となり、ミラーデバイス１００の温度上昇を低減することができる。よって、ミラーデバイス１００を冷却する冷却系を小型化することが可能となり、装置全体の小型化、及び低コスト化を実現することができる。更に、ミラー１０２に薄膜部があるため、ミラー１０２の冷却効率を向上させることができる。

（５）第１実施形態のミラーデバイス１００によれば、ミラー１０２間の隙間を狭くすることが可能となるので、ミラー１０２の下方に配置されたＣＭＯＳなどアクティブ素子周辺への光の侵入が抑えられ温度上昇が抑制できるため、アクティブ素子の熱起因による誤動作（オフリークなど）を抑えることができ、表示不具合を抑制できる。

（６）第１実施形態のミラーデバイス１００によれば、ミラー１０２の端部側の厚みを薄くするので、ミラー１０２を軽量化することが可能となり、ミラー１０２の動作速度を速くすることができる。よって、ＯＮ時間を長くすることが可能となり、投影照度を向上させることができる。また、フレームシーケンシャル方式による３Ｄ表示の際に左右クロストークを低減することができる。さらに、パネルの垂直走査周波数を向上させることでフレームレートを向上させ、カラーブレイクアップを抑制できる。

（７）第１実施形態のミラーデバイス１００によれば、ミラー１０２に薄膜部を設けたことにより、ミラー１０２が電極２０２（ストッパー）に衝突した際にミラー１０２が撓むので、電極２０２への衝撃を吸収することができる。よって、電極２０２にダメージが蓄積されることを抑えることが可能となり、ミラーデバイス１００の信頼性を向上させることができる。

（８）第１実施形態のミラーデバイス１００の製造方法によれば、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いて、ミラー１０２における裏面の端部側の形状をテーパー状に形成するので、現存の装置を用いて所望の形状に形成することができる。これにより、隣り合うミラー１０２が動作不良になることを防ぐことができる。また、隣り合うミラー１０２の間隔を小さくすることが可能となり、ミラーデバイス１００を小型化することができる。また、ミラー１０２の端部側の厚みを薄くするので、ミラー１０２を軽量化することが可能となり、ミラー１０２の動作を早くすることができる。加えて、ミラー１０２の動作角度を大きくすることができるので、動作角度を大きくするためヒンジ１０６とミラー１０２の距離を長くする必要がない。よって、製造工程におけるコスト（例えば、材料費や加工費など）を抑えることができる。

（９）本実施形態のプロジェクター１０００によれば、上記のミラーデバイス１００を備えるので、ミラー１０２をスムーズに動作させることができると共に、小型化することができる。よって、小型で画像品質を向上させることが可能なプロジェクター１０００を提供することができる。

（１０）本実施形態のプロジェクター１０００によれば、ミラー１０２の傾きを大きくすることができるので、よりＦ値が小さく明るい（広い角度の光線を飲み込める）レンズを使用することが可能となり、明るさをより向上させることができる。

（第２実施形態）
＜ミラーデバイスの構成＞
図１０は、第２実施形態のミラーデバイスの構成及び動作を示す模式断面図である。以下、ミラーデバイスの構成及び動作を、図１０を参照しながら説明する。

第２実施形態のミラーデバイス２００は、上述の第１実施形態のミラーデバイス１００と比べて、ミラー３０２の薄膜部３０２ｃの形状を変えている部分が異なり、その他の部分については概ね同様である。このため第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。

図１０に示すミラーデバイスは、第１実施形態と同様に、基板３００の上方に、支持部１０５を介してミラー３０２がマトリクス状に配置されている（図５参照、図５ではミラー１０２）。第１実施形態と異なる部分としてミラー３０２の薄膜部３０２ｃが段差状（階段状）に形成されている。

具体的には、ミラー３０２における裏面（基板３００側）の端部側が段差状になっており、ミラー３０２の中央側から外周端部３０２ｂに向かってミラー３０２の厚みが薄くなっている。厚みの薄い薄膜部３０２ｃの領域は、第１実施形態と同様に、ミラー３０２の外周端部３０２ｂ（角部）に形成されている。ミラー３０２の表面（光の入射側）は平坦状である。

本実施形態のミラーデバイス２００は、ミラー３０２の角部が段差状に形成されている。なお、隣り合うミラー３０２同士が接触する恐れがない場合には、四隅の角部のうち少なくとも１つの角部が段差状に形成されていてもよいし、２つの角部（例えば、対向する２つの角部）が段差状に形成されていてもよい。

ミラー３０２が可動した際、ミラー３０２の段差状になっている部分が、ストッパーの役割を兼ねる電極２０２に当たることでミラー３０２の可動が停止する。ミラー３０２における裏面の端部側が段差状になっていることにより、ミラー３０２の傾く角度を大きくすることが可能となり、反射光が投写レンズ等の光学系に飲み込まれてしまうことを抑えることができる。

また、ミラー３０２における裏面の端部側を薄くしたことにより、ミラー３０２が可動した際、隣り合うミラー３０２同士で接触することを防ぐことができる。具体的には、ミラー３０２が電極２０２に引き寄せられたとき、ねじれたヒンジ１０６を中心にミラー３０２が動作する。動作した際に張り出すミラー３０２における裏面の端部側を段差状に薄くしているため、動作したとしても、隣り合うミラー３０２同士で接触することが抑えられる。よって、隣り合うミラー３０２間の距離を縮めることが可能となり、ミラーデバイス２００を小型化することができる。

＜ミラーデバイスの製造方法＞
図１１及び図１２は、第２実施形態のミラーデバイスの製造方法のうち一部を工程順に示す模式断面図である。以下、ミラーデバイスの製造方法を、図７、図１１、及び図１２を参照しながら説明する。

なお、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に示す工程（ステップＳ１１、ステップＳ１２）は、第１実施形態の図８（ａ）〜図８（ｃ）と同様である。

ステップＳ１３では、ミラー膜３０２ａを形成する。具体的には、まず、図１１（ｄ）に示すように、開口部６０３の中及び第２犠牲層６０２の上に、ミラー膜３０２ａを構成する第１ミラー膜３０２ａ１及び第２ミラー膜３０２ａ２を成膜する。なお、下層に配置される第１ミラー膜３０２ａ１の材料は、上層に配置される第２ミラー膜３０２ａ２の材料と比較して、エッチングレートが大きい。

次に、ステップＳ１４では、ミラー膜３０２ａに薄膜部３０２ｃを形成する。具体的には、まず、図１２（ｅ）に示すように、フォトレジスト法を用いて、ミラー膜３０２ａ上にレジストパターン１０３を形成する。これにより、隣り合うミラー３０２とミラー３０２との間に開口孔１０３ａを有するレジストパターン１０３が形成される。

次に、図１２（ｆ）に示すように、ミラー膜３０２ａ（３０２ａ１，３０２ａ２）にエッチング処理を施す。具体的には、レジストパターン１０３をマスクとして、第１ミラー膜３０２ａ１及び第２ミラー膜３０２ａ２にエッチング処理（サイドエッチ）を施す。下層に成膜された第１ミラー膜３０２ａ１のエッチングレートが大きいので、上層に成膜された第２ミラー膜３０２ａ２より早く、第１ミラー膜３０２ａ１がエッチングされる。これにより、第１ミラー膜３０２ａ１及び第２ミラー膜３０２ａ２で構成されるミラー３０２における裏面（基板側）の端部側が段差状に形成される。

次に、図１２（ｇ）に示すように（ステップＳ１５）、第１犠牲層６０１及び第２犠牲層６０２を除去して、ミラー３０２を完成させる。具体的には、フッ素ガスなどを用いて第１犠牲層６０１及び第２犠牲層６０２を除去することにより、複数のミラー３０２に分離する。以上により、ミラー３０２及びミラーデバイス２００が完成する。

以上詳述したように、第２実施形態のミラーデバイス２００、及びミラーデバイス２００の製造方法によれば、上記した（２）〜（７）の効果に加えて、以下に示す効果が得られる。

（１１）第２実施形態のミラーデバイス２００によれば、ミラー３０２の中央から端部に向かって裏面が段階的に薄くなっている薄膜部（具体的には、段差状）を備えるので、隣り合うミラー３０２間の隙間が狭い状態でミラー３０２が動作した際でも、隣り合うミラー３０２同士が接触することを防ぐことができる。よって、ミラー３０２が動作不良になることを防ぐことができる。また、ミラーデバイス２００を小型化することができる。

（１２）第２実施形態のミラーデバイス２００の製造方法によれば、エッチングレートの異なる第１ミラー膜３０２ａ１と第２ミラー膜３０２ａ２とを積層し、ミラー３０２の端部となる領域にエッチング処理を施すので、上層の第２ミラー膜３０２ａ２と比較して、エッチングレートの大きい下層の第１ミラー膜３０２ａ１のエッチング量を多くすることが可能となる。よって、ミラー３０２における裏面（基板３００側）の端部側の厚みを中央と比較して段差状に薄くすることができる。加えて、既存の装置を用いて段差状のミラー３０２を形成することができる。

なお、本発明の態様は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、本発明の態様の技術範囲に含まれるものである。また、以下のような形態で実施することもできる。

（変形例１）
上記したように、ミラー１０２，３０２の四隅に薄膜部を設けることに限定されず、例えば、ミラー１０２，３０２が動作した際に接触する部分のみに薄膜部を設けるようにしてもよい。また、四隅に薄膜部を設けることに限定されず、対向する２つの角部に薄膜部を設けるようにしてもよい。

（変形例２）
上記した第１実施形態のように、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いてテーパー状に形成することに限定されず、例えば、別の基板にテーパー状のミラーを形成し、そのミラーを転写法を用いて支持部１０５と接続させるようにしてもよい。また、転写法の場合、形成しやすい順テーパーに形成し、基板３００に対して逆テーパーになるように転写することが好ましい。

（変形例３）
上記したように、テーパーの端部はストレート部分があってもいいし、尖った状態であってもよい。なお、強度の面からはストレート部分があった方が好ましい。

（変形例４）
上記したように、ミラー１０２を角部の方向に傾けることに限定されず、以下のようにしてもよい。図１３は、ミラーデバイスを上方から見た概略平面図である。図１３は、ミラー１０２の対向する２辺の側に、電極２０２が設けられている。そして、ミラー１０２は、対向する２辺の方向に傾斜する。なお、ミラー１０２の厚みが薄くなる領域は、図１３に示すように、ミラー１０２の４辺全てにテーパーを形成してもよいし、電極２０２が配置された対向する２辺のみをテーパーにするようにしてもよい。

また、図１４に示す構成にしてもよい。図１４は、ミラーデバイスを上方から見た概略平面図である。図１４は、ミラー１０２の隣り合う２辺の側に、電極２０２が設けられている。そして、ミラー１０２は、隣り合う２辺の方向に傾斜する。なお、ミラー１０２の厚みが薄くなる領域は、図１３に示すように、少なくとも電極２０２が配置された側の辺にテーパーが形成されている。

（変形例５）
上記したように、ミラーデバイス１００が搭載される画像表示装置としては、プロジェクター１０００の他、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、モバイルミニプロジェクター、車載機器、オーディオ機器、露光装置や照明機器など各種電子機器に用いることができる。

１０…底部、２０…中間部、３０…上部、１００…ミラーデバイス、１０２，３０２…ミラー、１０２ａ…ミラー膜、１０２ｂ…外周端部、１０２ｃ…薄膜部、１０３…レジストパターン、１０３ａ…開口孔、１０５…支持部、１０６…ヒンジ、２００…ミラーデバイス、２０２…電極、３００…基板、３０２…ミラー、３０２ａ…ミラー膜、３０２ａ１…第１ミラー膜、３０２ａ２…第２ミラー膜、３０２ｂ…外周端部、３０２ｃ…薄膜部、４０１…照明光源、４０２…光吸収装置、４１１…指向性光、４１２…偏向光、６０１…第１犠牲層、６０２…第２犠牲層、６０３…開口部、１０００…プロジェクター、１００１…光、１００２…光源装置、１００４…投写光学系、１０２０…発光素子、１０３０…蛍光体基板。

Claims (13)

1. 基板と、
   前記基板の一方の面に前記基板と離間するように配置された複数のミラーと、
   前記基板と前記ミラーとの間に配置され、前記ミラーを支持するように前記ミラーの一部と接続された支持部と、
   前記基板と前記ミラーとの間に、前記ミラーの他の一部と重なるように配置された第１電極と、を備え、
   前記ミラーは、前記支持部と接続された第１部分と、前記第１電極と重なる部分である第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の部分である第３部分と、を含み、
   前記ミラーの第２部分の厚さは、前記第３部分の厚さよりも薄いことを特徴とするミラーデバイス。
2. 請求項１に記載のミラーデバイスであって、
   前記基板と前記ミラーとの間に、前記ミラーの前記第１部分及び前記第２部分とは異なる部分と重なるように配置された第２電極を備え、
   前記ミラーは、前記第２電極と重なる部分である第４部分と、前記第１部分と前記第４部分との間の部分である第５部分と、を含み、
   前記ミラーの第４部分の厚さは、前記第５部分の厚さよりも薄いことを特徴とするミラーデバイス。
3. 請求項１又は請求項２に記載のミラーデバイスであって、
   前記ミラーの前記第２部分は、前記ミラーの辺に沿うように配置されていることを特徴とするミラーデバイス。
4. 請求項３に記載のミラーデバイスであって、
   前記ミラーの前記第４部分は、前記ミラーの辺に沿うように配置され、
   前記第２部分及び前記第４部分は、互いに対向する２辺に沿うようにそれぞれ配置されていることを特徴とするミラーデバイス。
5. 請求項１又は請求項２に記載のミラーデバイスであって、
   前記ミラーの前記第２部分は、前記ミラーの角部に配置されていることを特徴とするミラーデバイス。
6. 請求項５に記載のミラーデバイスであって、
   前記ミラーの前記第４部分は、前記ミラーの角部に配置され、
   前記第２部分及び前記第４部分は、互いに対角に位置する２つの角部にそれぞれ配置されていることを特徴とするミラーデバイス。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のミラーデバイスであって、
   前記第２部分は、前記ミラーの中央から端部に向かって徐々に薄くなるテーパー状に形成されていることを特徴とするミラーデバイス。
8. 請求項１乃至請求項６いずれか一項に記載のミラーデバイスであって、
   前記第２部分は、前記ミラーの中央から端部に向かって段階的に薄くなる段差状に形成されていることを特徴とするミラーデバイス。
9. 基板の一方の面側に犠牲層を形成する工程と、
   前記犠牲層にミラーの支持部となる開口孔を形成する工程と、
   前記犠牲層の上及び前記開口孔の中に第１ミラー膜を成膜する工程と、
   前記第１ミラー膜のうち前記ミラーとなる領域の前記基板側の端部側が中央と比較して薄くなる少なくとも第２部分を形成する工程と、
   前記犠牲層を除去して前記ミラーを形成する工程と、
   を有することを特徴とするミラーデバイスの製造方法。
10. 請求項９に記載のミラーデバイスの製造方法であって、
    前記第２部分を形成する工程は、前記第１ミラー膜の上のうち前記ミラーとなる領域にレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして前記第１ミラー膜に等方性のエッチング処理を施す工程と、
    を有することを特徴とするミラーデバイスの製造方法。
11. 請求項９に記載のミラーデバイスの製造方法であって、
    前記第２部分を形成する工程は、前記第１ミラー膜の上に、前記第１ミラー膜よりエッチングレートが小さい第２ミラー膜を成膜する工程と、
    前記第２ミラー膜の上のうち前記ミラーとなる領域にレジストパターンを形成する工程と、
    前記レジストパターンをマスクとして前記第１ミラー膜及び前記第２ミラー膜にエッチング処理を施す工程と、
    を有することを特徴とするミラーデバイスの製造方法。
12. 基板の一方の面側に犠牲層を形成する工程と、
    前記犠牲層にミラーの支持部となる開口孔を形成する工程と、
    前記開口孔の中にミラー膜を形成する工程と、
    前記犠牲層及び前記開口孔の上に、前記ミラーにおける前記基板側の端部側の厚みが中央の厚みと比較して薄くなる少なくとも第２部分が形成された前記ミラーを転写して、前記開口孔の前記ミラー膜と接続する工程と、
    を有することを特徴とするミラーデバイスの製造方法。
13. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のミラーデバイスを備えることを特徴とする画像表示装置。

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