JP2017211403A - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】ミラーの揺らぎ等を抑制することのできる電気光学装置、および電子機器を提供すること。
【解決手段】電気光学装置１００は、基板１の一方面１ｓから離間して設けられた光変調用のミラー５０と、ミラー５０と基板１との間でミラーポスト５１を介してミラー５０を軸線Ｌ周りに揺動可能に支持するねじれヒンジ３５と、ミラー５０と基板１との間でミラー５０との間に静電力を発生させるアドレス電極６１、６２とを有している。アドレス電極６１、６２は各々、平面視で軸線Ｌの側方に設けられた第１アドレス電極６１１、６２１と、平面視で第１アドレス電極６１１、６２１に対して軸線Ｌと反対側に設けられた第２アドレス電極６１２、６２２とを有し、第１アドレス電極６１１、６２１および第２アドレス電極６１２、６２２は各々、独立して駆動される。
【選択図】図３

Description

本発明は、光源光をミラーにより変調する電気光学装置および電子機器に関するものである。
ミラーを備えた電子機器として、光源部から出射された光源光をＤＭＤ（デジタル・ミラー・デバイス）と呼ばれる電気光学装置によって変調した後、変調光を投射光学系によって拡大投射する表示装置が提案されている。かかる電子機器において、電気光学装置は、基板と、基板の一方面から離間して設けられた光変調用のミラーと、ミラーと基板との間でミラーポストを介してミラーを軸線周りに揺動可能に支持するねじれヒンジとを有している。また、電気光学装置は、ミラーと基板との間に、ねじれヒンジを介してミラーにバイアス電圧を印加するバイアス電極と、ミラーとの間に作用する静電力によってミラーを軸線周りに揺動させるアドレス電極とを有している。
従って、バイアス電極からねじれヒンジを介してミラーにバイアス電圧を印加した状態でアドレス電極にアドレス電圧を印加すると、ミラーとアドレス電極との間に作用する静電力によって、ミラーの姿勢を、光源光を投射光学系に向かうオン方向に反射するオン姿勢と、光源光をオン方向と異なるオフ方向に反射するオフ姿勢とに切り換えることができ、光源光を変調することができる（特許文献１参照）。
米国特許ＵＳ２００８／００３０８４０ Ａ１
特許文献１等に記載の電気光学装置においては、ミラーの姿勢を切り換える際、ミラーに揺らぎが発生することがあり、かかる揺らぎは、光が漏れてコントラストが低下する原因となるため、好ましくない。そこで、アドレス電極の平面形状や、ミラーおよびバイアス電極に電圧を印加するタイミング等が検討されているが、条件変更に対する自由度が小さいため、ミラーに揺らぎを十分に抑制することが困難である。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ミラーの揺らぎ等を抑制することのできる電気光学装置、および電子機器を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る電気光学装置の一態様は、基板と、前記基板の一方面から離間して設けられた光変調用のミラーと、前記ミラーと前記基板との間でミラーポストを介して前記ミラーを軸線周りに揺動可能に支持するねじれヒンジと、前記ミラーと前記基板との間に設けられ、前記ねじれヒンジを介して前記ミラーにバイアス電圧を印加するバイアス電極と、前記ミラーと前記基板との間において平面視で前記軸線の側方に設けられ、前記ミラーとの間に作用する静電力によって前記ミラーを前記軸線周りに揺動させるアドレス電極と、を有し、前記アドレス電極は、平面視で前記軸線の側方に設けられた第１アドレス電極と、平面視で前記第１アドレス電極に対して前記軸線と反対側に設けられ、前記第１アドレス電極とは独立して駆動される第２アドレス電極と、を含むことを特徴とする。
本発明では、アドレス電極が、軸線からの距離が異なる複数のアドレス電極（第１アドレス電極および第２アドレス電極）を含み、複数のアドレス電極は各々、独立して駆動することが可能である。従って、複数のアドレス電極の各々において、印加する電圧や、電圧を切り換えるタイミングを最適化することができる。このため、ミラーとアドレス電極との間に発生する静電力の方向や方向毎の静電力の大きさを適正化することができるので、ミラーの姿勢を切り換える際の揺らぎを抑制することができる等、ミラーの姿勢を安定に切り換えることができる。
本発明において、前記第２アドレス電極は、例えば、前記基板の前記一方面に設けられた基板側電極である態様を採用することができる。
本発明において、前記第１アドレス電極は、前記基板から離間する位置に設けられた高架電極である態様を採用することができる。かかる態様によれば、第１アドレス電極とミラーとの間に大きな静電力を発生させることができる。
本発明において、前記第１アドレス電極と前記第２アドレス電極とでは、少なくとも１つの駆動期間では印加される電圧が切り換わるタイミングが異なる態様を採用することができる。
本発明において、前記第１アドレス電極と前記第２アドレス電極とでは、少なくとも１つの駆動期間では印加される電圧が異なる態様を採用することができる。
本発明において、少なくとも１つの駆動期間では、前記第２アドレス電極と前記ミラーとの電圧差が前記第１アドレス電極と前記ミラーとの電圧差より小さい態様を採用することができる。
本発明において、前記アドレス電極は、平面視で前記第１アドレス電極と前記第２アドレス電極との間に設けられた第３アドレス電極を含み、前記第１アドレス電極、前記第２アドレス電極および前記第３アドレス電極は各々、独立して駆動される態様を採用することができる。かかる態様によれば、アドレス電極に印加する電圧や、電圧を切り換えるタイミングをより適正に組み合わせることができる。このため、ミラーとアドレス電極との間に発生する静電力の方向や方向毎の静電力の大きさを適正化することができるので、ミラーの姿勢を切り換える際の揺らぎを抑制することができる等、ミラーの姿勢を安定に切り換えることができる。それ故、光の漏れ等が発生しにくい。
本発明において、前記第３アドレス電極は、前記基板から離間する位置に設けられた下段側の高架電極であり、前記第１アドレス電極は、前記第３アドレス電極より前記ミラー側で前記基板から離間する位置に設けられた上段側の高架電極である態様を採用することができる。
本発明において、前記アドレス電極は、平面視で前記軸線を間に挟む両側に設けられている態様を採用することができる。かかる態様によれば、ミラーを軸線周りの一方側および他方側に揺動させることができる。
本発明において、前記ねじれヒンジは、前記軸線としての第１軸線周りおよび前記第１軸線に対して交差する第２軸線周りに前記ミラーを揺動可能に支持し、前記アドレス電極は、平面視で前記第１軸線の一方側の側方および前記第２軸線の一方側の側方の各々に設けられている態様を採用することができる。かかる態様によれば、ミラーを第１軸線周りおよび第２軸線周りに揺動させることができる。
本発明に係る電気光学装置は各種電子機器に用いることができる。電子機器を投射型表示装置として構成した場合、電子機器（投射型表示装置）は、前記ミラーに光源光を照射する光源部と、前記電気光学装置から出射された変調光を投射する投射光学系と、を有する。
本発明を適用した電子機器（投射型表示装置）の説明図である。 本発明の実施の形態１に係る電気光学装置に設けたミラーの説明図である。 図２に示すミラーを駆動するアドレス電極等の説明図である。 図２に示すミラー周辺の断面を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る電気光学装置においてミラーを逆方向に傾かせる際のアドレス電圧等の説明図である。 本発明の実施の形態１に係る電気光学装置においてミラーを逆方向に傾かせる様子を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る電気光学装置においてミラーを同一方向に傾かせる際のアドレス電圧等の説明図である。 本発明の実施の形態１に係る電気光学装置においてミラーを同一方向に傾かせる様子を示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係る電気光学装置の断面を模式的に示す説明図である。 図９に示すアドレス電極等の説明図である。 本発明の実施の形態３に係る電気光学装置の一部を拡大して示す斜視図である。 図１１に示す電気光学装置の一部の平面図である。 図１１に示す電気光学装置においてミラーを駆動したときの説明図である。
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、図面に示しているミラー等の数は、図面上で認識可能な程度の大きさとなるように設定しているが、この図面に示した数よりも多くのミラー等を設けてもよい。
［実施の形態１］
（電子機器１０００の全体構成）
図１は、本発明を適用した電子機器１０００（投射型表示装置）の説明図であり、図１には、電気光学装置１００に設けられた複数のミラー５０の１つのみを示してある。図１では、ミラー５０の定常姿勢を二点鎖線で示し、オン姿勢を実線で示し、オフ姿勢を点線で示してある。
図１に示す電子機器１０００は、光源部１１０と、光源部１１０から照射された光源光を画像情報に応じて変調する電気光学装置１００とを有している。また、電子機器１０００は、電気光学装置１００で変調された変調光を投射画像として壁面やスクリーン等の被投射物２００に投射する投射光学系１２０を有しており、投射型表示装置として構成されている。光源部１１０は、赤色光、緑色光および青色光を順次、出射し、電気光学装置１００は、赤色光、緑色光および青色光を順次、光変調して投射光学系１２０に出射する。従って、カラー画像を表示することができる。
光源部１１０には、例えば、光源から出射された白色光を、カラーフィルター（図示せず）を介して電気光学装置１００に出射する構成を採用することができる。また、光源部１１０には、赤色光を出射する発光素子、緑色光を出射する発光素子、および青色光を出射する発光素子を順次、点灯させて、赤色光、緑色光および青色光を順次、出射する構成を採用してもよい。いずれの場合も、電気光学装置１００は、光源部１１０が赤色光、緑色光および青色光が出射するタイミングに同期して、入射した光を変調する。
（電気光学装置１００の基本構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置１００に設けたミラー５０の説明図である。図３は、図２に示すミラー５０を駆動するアドレス電極６０等の説明図である。図４は、図２に示すミラー５０周辺の断面を模式的に示す説明図であり、図４には、ミラー５０が軸線Ｌ周りの一方側ＣＣＷに傾いたオン姿勢、およびミラー５０が軸線Ｌ周りの他方側ＣＷに傾いたオフ姿勢を示してある。
図２、図３および図４に示すように、電気光学装置１００は、基板１の一方面１ｓに光変調用の複数のミラー５０が設けられたチップ２を備えており、チップ２において、ミラー５０は基板１の一方面１ｓから離間している。１つのミラー５０が配置されている部分が単位ミラー部５であり、本形態において、単位ミラー部５は、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙにマトリクス状に配置されている。
基板１は、例えば、シリコン基板である。ミラー５０は、アルミニウムの単層膜や、アルミニウムとチタンとの積層膜等からなる。ミラー５０の厚さは１μｍ以下、例えば、０．３μｍである。ミラー５０は、例えば、１辺の長さが１０〜３０μｍの平面サイズを有するマイクロミラーである。ミラー５０は、例えば、８００×６００から１１９２０×１０８０の配列をもって配置されており、１つのミラー５０（単位ミラー部５）が投射画像の１画素に対応する。
図３および図４に示すように、電気光学装置１００は、ミラー５０と基板１との間においてミラー５０と平面視で重なる位置に、ミラーポスト５１を介してミラー５０を軸線Ｌ周りに揺動可能に支持するねじれヒンジ３５と、ねじれヒンジ３５と平面視で重なるバイアス電極１５と、平面視で軸線Ｌの側方に設けられたアドレス電極６０とを有している。アドレス電極６０は、ミラー５０との間に静電力を発生させてミラー５０を軸線Ｌ周りに揺動させる駆動素子を構成している。
バイアス電極１５は基板１の一方面１ｓに形成されている。ねじれヒンジ３５は、ミラー５０および基板１から離間する位置で軸線Ｌに沿って延在している。ねじれヒンジ３５の両端部には、ねじれヒンジ３５と一体のヒンジアーム３６、３７が設けられており、バイアス電極１５は、ヒンジポスト３６０、３７０を介してヒンジアーム３６、３７を支持している。このため、バイアス電極１５は、ヒンジポスト３６０、３７０、ヒンジアーム３６、３７、ねじれヒンジ３５およびミラーポスト５１を介してミラー５０にバイアス電圧Ｖｂｉを印加することができる。ミラーポスト５１はミラー５０と一体に形成された導電膜であり、ヒンジポスト３６０、３７０は、ヒンジアーム３６、３７と一体に形成された導電膜である。ヒンジアーム３６、３７の端部には、ミラー５０が軸線Ｌ周りに揺動した際に当接してミラー５０の揺動範囲を規定するスプリングチップ３６１、３７１が設けられている。
（アドレス電極６０の構成）
本形態において、アドレス電極６０は、平面視で軸線Ｌを挟む両側にアドレス電極６１、６２として設けられている。また、アドレス電極６０（アドレス電極６１、６２）は各々、軸線Ｌに直交する方向に沿って複数のアドレス電極に分割されており、複数のアドレス電極は、互いに独立して駆動される。
より具体的には、軸線Ｌに対して一方側に配置されたアドレス電極６１は、基板１の一方面１ｓに、平面視で軸線Ｌの側方に配置された基板側電極１１１と、基板側電極１１１に対して軸線Ｌとは反対側に配置された基板側電極１１２とを有しており、基板側電極１１１と基板側電極１１２とは分離されている。また、アドレス電極６１は、基板１およびミラー５０の双方から離間した高架電極３１６を有しており、高架電極３１６は、基板側電極１１１に対して電極ポスト３１１を介して支持されている。
このように構成したアドレス電極６１において、高架電極３１６は、ミラー５０との間に静電力を発生させる第１アドレス電極６１１であり、基板１において基板側電極１１１に第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａが印加された際、第１アドレス電極６１１は、基板側電極１１１から電極ポスト３１１を介して第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａが印加される。基板側電極１１２は、第１アドレス電極６１１より軸線Ｌから離間した位置でミラー５０との間に静電力を発生させる第２アドレス電極６１２であり、基板１から第２アドレス電圧Ｖａｄ１ｂが印加される。ここで、基板側電極１１１と基板側電極１１２とは分離されていることから、第１アドレス電極６１１と第２アドレス電極６１２とは独立して駆動される。より具体的には、ミラー５０を駆動する際、第１アドレス電極６１１に印加される第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａと、第２アドレス電極６１２に印加される第２アドレス電圧Ｖａｄ１ｂとでは、異なる電圧に設定することができるとともに、異なるタイミングで電圧を切り換えることができる。
同様に、軸線Ｌに対して他方側に配置されたアドレス電極６２は、基板１の一方面１ｓに、平面視で軸線Ｌの側方に配置された基板側電極１２１と、基板側電極１２１に対して軸線Ｌとは反対側に配置された基板側電極１２２とを有しており、基板側電極１２１と基板側電極１２２とは分離されている。また、アドレス電極６２は、基板１およびミラー５０の双方から離間した高架電極３２６を有しており、高架電極３２６は、基板側電極１２１に対して電極ポスト３２１を介して支持されている。
このように構成したアドレス電極６２において、高架電極３２６は、ミラー５０との間に静電力を発生させる第１アドレス電極６２１であり、基板１において基板側電極１２１に第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａが印加された際、第１アドレス電極６２１は、基板側電極１２１から電極ポスト３２１を介して第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａが印加される。また、基板側電極１２２は、第１アドレス電極６２１より軸線Ｌから離間した位置でミラー５０との間に静電力を発生させる第２アドレス電極６２２であり、基板１から第２アドレス電圧Ｖａｄ２ｂが印加される。ここで、基板側電極１２１と基板側電極１２２とは分離されていることから、第１アドレス電極６２１と第２アドレス電極６２２とは独立して駆動される。より具体的には、ミラー５０を駆動する際、第１アドレス電極６２１に印加される第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａと、第２アドレス電極６２２に印加される第２アドレス電圧Ｖａｄ２ｂとでは、異なる電圧に設定することができるとともに、異なるタイミングで電圧を切り換えることができる。
本形態において、基板側電極１１１、１１２、１２１、１２２およびバイアス電極１５は同一の層に構成されている。高架電極３１６、３２６、ねじれヒンジ３５、およびヒンジアーム３６、３７は同一の層に構成されている。電極ポスト３１１は高架電極３１６と一体に形成された導電膜であり、電極ポスト３２１は高架電極３２６と一体に形成された導電膜である。
（揺動動作等の説明）
本形態の電気光学装置１００において、ミラー５０に対する駆動を休止している期間、ミラー５０は、ミラー５０が基板１に平行な定常姿勢となっている。この状態から、ミラー５０にバイアス電圧Ｖｂｉを印加した状態で、アドレス電極６０（アドレス電極６１、６２）にアドレス電圧を印加して、ミラー５０を軸線Ｌ周りの一方側ＣＣＷに揺動して、アドレス電極６１の側に傾いたオン姿勢になると、ミラー５０は、光源部１１０から出射された光源光Ｌ０を、投射光学系１２０に向かうオン方向Ｌｏｎに反射する。
これに対して、ミラー５０が軸線Ｌ周りの他方側ＣＷに揺動して他方側のアドレス電極６２の側に傾いたオフ姿勢になると、ミラー５０は、光源部１１０から出射された光源光Ｌ０を、オン方向Ｌｏｎと異なるオフ方向Ｌｏｆｆに反射する。従って、オフ姿勢のミラー５０は、光源光Ｌ０を投射光学系１２０に反射しない。本形態において、オフ方向Ｌｏｆｆには光吸収装置１４０が設けられている。
かかる駆動は、図２に示す複数のミラー５０の各々で行われる結果、光源部１１０から出射された光源光Ｌ０は、複数のミラー５０で画像光Ｌ１に変調されて投射光学系１２０から投射され、画像を表示する。なお、ねじれヒンジ３５は、ミラー５０が揺動する際にねじれ、アドレス電極６１、６２に対するアドレス電圧の印加が停止してミラー５０に対する駆動が停止した際、ミラー５０が基板１に平行な定常姿勢に戻す力を発揮する。
（駆動方法）
図５は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置１００においてミラー５０を逆方向に傾かせる際のアドレス電圧等の説明図である。図６は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置１００においてミラー５０を逆方向に傾かせる様子を示す説明図である。図７は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置１００においてミラー５０を同一方向に傾かせる際のアドレス電圧等の説明図である。図８は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置１００においてミラー５０を同一方向に傾かせる様子を示す説明図である。なお、図５および図７に示す電圧値等は一例であり、機種等に応じて最適な電圧値に変更可能である。
図５および図６において、時間ｔ１０において、ミラー５０に２４Ｖのバイアス電圧Ｖｂｉを印加し、第１アドレス電極６１１に５Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａを印加し、第１アドレス電極６２１に０Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａを印加すると、ミラー５０と第１アドレス電極６１１との電圧差が１９Ｖとなり、ミラー５０と第１アドレス電極６２１との電圧差が２４Ｖとなる。従って、ミラー５０と第１アドレス電極６１１との静電力と、ミラー５０と第１アドレス電極６２１との静電力との差によって、ミラー５０は、第１アドレス電極６２１の側に傾いている。すなわち、ミラー５０は、第１アドレス電極６１１、６２１のうち、ミラー５０との電圧差が大きい第１アドレス電極６２１の方向に傾いている。
この状態からミラー５０を逆方向（第１アドレス電極６１１の側）に傾かせる場合、データ書き換え期間ｔ１１では、ミラー５０に２４Ｖのバイアス電圧Ｖｂｉを印加し、第１アドレス電極６１１に０Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａを印加し、第１アドレス電極６２１に５Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａを印加する。
次に、引き寄せ期間ｔ１２において、ミラー５０に−２６Ｖのバイアス電圧Ｖｂｉを印加し、第１アドレス電極６１１に０Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａを印加し、第１アドレス電極６２１に７．５Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａを印加する。その結果、ミラー５０と第１アドレス電極６１１との電圧差が２６Ｖとなり、ミラー５０と第１アドレス電極６２１との電圧差が３３．５Ｖとなる。従って、ミラー５０は、第１アドレス電極６２１の側に付勢される。
次に、開放期間ｔ１３において、ミラー５０に７．５Ｖのバイアス電圧Ｖｂｉを印加し、第１アドレス電極６１１に０Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａを印加し、第１アドレス電極６２１に７．５Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａを印加すると、ミラー５０と第１アドレス電極６１１との電圧差が７．５Ｖとなり、ミラー５０と第１アドレス電極６２１との電圧差が０Ｖとなる。従って、ミラー５０には、ねじれヒンジ３５の弾性復帰力が加わるとともに、ミラー５０と第１アドレス電極６１１とミラー５０と第１アドレス電極６２１との静電力との静電力との差に起因するモーメントが加わって、ミラー５０は、第１アドレス電極６１１の側に傾く。
次に、切り換え期間ｔ１４において、ミラー５０に２４Ｖのバイアス電圧Ｖｂｉを印加し、第１アドレス電極６１１に０Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａを印加し、第１アドレス電極６２１に７．５Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａを印加すると、ミラー５０と第１アドレス電極６１１との電圧差が２４Ｖとなり、ミラー５０と第１アドレス電極６２１との電圧差が１６．５Ｖとなる。従って、ミラー５０は、第１アドレス電極６１１の側にさらに傾く。
次に、安定期間ｔ１５において、ミラー５０に２４Ｖのバイアス電圧Ｖｂｉを印加し、第１アドレス電極６１１に０Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａを印加し、第１アドレス電極６２１に５Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａを印加すると、ミラー５０と第１アドレス電極６１１との電圧差が２４Ｖとなり、ミラー５０と第１アドレス電極６２１との電圧差が１９Ｖとなる。従って、ミラー５０は、第１アドレス電極６１１の側にさらに傾く。
これに対して、図７および図８に示すように、時間ｔ２０において、ミラー５０に２４Ｖのバイアス電圧Ｖｂｉを印加し、第１アドレス電極６１１に５Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａを印加し、第１アドレス電極６２１に０Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａを印加して、ミラー５０を第１アドレス電極６２１の側に傾かせた状態から、再度、ミラー５０の同一方向に傾かせる場合を以下に説明する。
まず、データ書き換え期間ｔ２１において、ミラー５０に２４Ｖのバイアス電圧Ｖｂｉを印加し、第１アドレス電極６１１に５Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａを印し、加第１アドレス電極６２１に０Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａを印加する。次に、引き寄せ期間ｔ２２において、ミラー５０に−２６Ｖのバイアス電圧Ｖｂｉを印加し、第１アドレス電極６１１に７．５Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａを印加し、第１アドレス電極６２１に０Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａを印加すると、ミラー５０と第１アドレス電極６１１との電圧差が３３．５Ｖとなり、ミラー５０と第１アドレス電極６２１との電圧差が２６Ｖとなる。従って、ミラー５０は、第１アドレス電極６１１の側に付勢される。
次に、開放期間ｔ２３において、ミラー５０に７．５Ｖのバイアス電圧Ｖｂｉを印加し、第１アドレス電極６１１に７．５Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａを印加し、第１アドレス電極６２１に０Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａを印加すると、ミラー５０と第１アドレス電極６１１との電圧差が０Ｖとなり、ミラー５０と第１アドレス電極６２１との電圧差が７．５Ｖとなる。従って、ミラー５０は、第１アドレス電極６１１の側に傾く。
次に、切り換え期間ｔ２４において、ミラー５０に２４Ｖのバイアス電圧Ｖｂｉを印加し、第１アドレス電極６１１に７．５の第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａを印加し、第１アドレス電極６２１に０Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａを印加すると、ミラー５０と第１アドレス電極６１１との電圧差が１６．５Ｖとなり、ミラー５０と第１アドレス電極６２１との電圧差が２４Ｖとなる。従って、ミラー５０には、ねじれヒンジ３５の弾性復帰力が加わるとともに、ミラー５０と第１アドレス電極６２１との静電力とミラー５０と第１アドレス電極６１１との静電力との差に起因するモーメントが加わって、ミラー５０は、第１アドレス電極６２１の側に傾く。
次に、安定期間ｔ２５において、ミラー５０に２４Ｖのバイアス電圧Ｖｂｉを印加し、第１アドレス電極６１１に５Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａを印加し、第１アドレス電極６２１に０Ｖの第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａを印加すると、ミラー５０と第１アドレス電極６１１との電圧差が１９Ｖとなり、ミラー５０と第１アドレス電極６２１との電圧差が２４Ｖとなる。従って、ミラー５０は、第１アドレス電極６２１の側にさらに傾く。
（第２アドレス電極６１２、６２２の電圧）
図５〜図８を参照して説明した駆動を行う際、本形態では、第１アドレス電極６１１と第２アドレス電極６１２とでは、少なくとも１つの駆動期間において印加される電圧が切り換わるタイミングが異なる。また、第１アドレス電極６１１と第２アドレス電極６１２とでは、少なくとも１つの駆動期間において印加される電圧が異なる。その際、少なくとも１つの駆動期間では、第２アドレス電極６１２とミラー５０との電圧差が第１アドレス電極６１１とミラー５０との電圧差より小さい。同様に、第１アドレス電極６２１と第２アドレス電極６２２とでは、少なくとも１つの駆動期間において印加される電圧が切り換わるタイミングが異なる。また、第１アドレス電極６２１と第２アドレス電極６２２とでは、少なくとも１つの駆動期間において印加される電圧が異なる。その際、少なくとも１つの駆動期間では、第２アドレス電極６２２とミラー５０との電圧差が第１アドレス電極６２１とミラー５０との電圧差より小さい。
例えば、図５および図６を参照して説明した駆動を行う際、第１アドレス電極６２１に印加される第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａと第２アドレス電極６２２に印加される第２アドレス電圧Ｖａｄ２ｂとは、いずれの駆動期間でも等しい。
これに対して、第１アドレス電極６１１に印加される第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａと第２アドレス電極６１２に印加される第２アドレス電圧Ｖａｄ１ｂとは、駆動期間の略全体において等しいが、安定期間ｔ１５の途中では、第１アドレス電極６１１に印加される第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａと第２アドレス電極６１２に印加される第２アドレス電圧Ｖａｄ１ｂとは異なる。より具体的には、第１アドレス電極６１１に印加される第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａは、安定期間ｔ１５の全体で０Ｖであるが、第２アドレス電極６１２に印加される第２アドレス電圧Ｖａｄ１ｂは、安定期間ｔ１５の途中では５Ｖとなる。このため、安定期間ｔ１５の途中までは、ミラー５０が第１アドレス電極６１１の側に付勢される力が強いが、第２アドレス電極６１２に印加される第２アドレス電圧Ｖａｄ１ｂが５Ｖに切り換わった際、ミラー５０が第１アドレス電極６１１の側に付勢される力が弱まる。従って、ミラー５０の揺らぎを抑制することができる。
また、図７および図８を参照して説明した駆動の際、第１アドレス電極６１１に印加される第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａと第２アドレス電極６１２に印加される第２アドレス電圧Ｖａｄ１ｂとは、いずれの駆動期間でも等しい。
これに対して、第１アドレス電極６２１に印加される第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａと第２アドレス電極６２２に印加される第２アドレス電圧Ｖａｄ２ｂとは、駆動期間の略全体において等しいが、安定期間ｔ２５の途中では、第１アドレス電極６２１に印加される第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａと第２アドレス電極６２２に印加される第２アドレス電圧Ｖａｄ２ｂとは異なる。より具体的には、第１アドレス電極６２１に印加される第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａは、安定期間ｔ２５の全体で０Ｖであるが、第２アドレス電極６２２に印加される第２アドレス電圧Ｖａｄ２ｂは、安定期間ｔ２５の途中では５Ｖとなる。このため、安定期間ｔ２５の途中までは、ミラー５０が第１アドレス電極６２１の側に付勢される力が強いが、第２アドレス電極６２２に印加される第２アドレス電圧Ｖａｄ２ｂが５Ｖに切り換わった際、ミラー５０が第１アドレス電極６２１の側に付勢される力が弱まる。従って、ミラー５０の揺らぎを抑制することができる。
なお、本形態では、安定期間ｔ１５において、第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａと第２アドレス電圧Ｖａｄ１ｂとにおいて電圧や電圧が切り換わるタイミングを相違させ、安定期間ｔ２５において、第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａと第２アドレス電圧Ｖａｄ２ｂとにおいて電圧や電圧が切り換わるタイミングを相違させたが、他の期間において電圧や電圧が切り換わるタイミングを相違させてもよい。
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の電気光学装置１００において、アドレス電極６１、６２は、ミラー５０の揺動中心軸線（軸線Ｌ）からの距離が異なる複数のアドレス電極（第１アドレス電極６１１、６２１および第２アドレス電極６１２、６２２）を含み、第１アドレス電極６１１、６２１と第２アドレス電極６１２、６２２とでは各々、独立して駆動することが可能である。従って、第１アドレス電極６１１、６２１と第２アドレス電極６１２、６２２とにおいて、印加する電圧や、電圧を切り換えるタイミングを最適化することができる。このため、ミラー５０とアドレス電極６１、６２との間に発生する静電力の方向や方向毎の静電力の大きさを適正化することができるので、ミラー５０の姿勢を切り換える際の揺らぎを抑制することができる等、ミラー５０の姿勢を安定に切り換えることができる。
また、第２アドレス電極６１２、６２２は、基板１の一方面１ｓに設けられた基板側電極１１２、１２２であり、第１アドレス電極６１１、６２１は、基板１から離間する位置に設けられた高架電極３１６、３２６である。このため、第１アドレス電極６１１、６２１とミラー５０との間に大きな静電力を発生させることができる。
［実施の形態２］
図９は、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置１００の断面を模式的に示す説明図である。図１０は、図９に示すアドレス電極６０等の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１と同様であり、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図９および図１０に示すように、本形態においても、実施の形態１と同様、アドレス電極６０は、平面視で軸線Ｌを挟む両側にアドレス電極６１、６２として設けられている。本形態において、アドレス電極６１は、第１アドレス電極６１１と第２アドレス電極６１２との間に第３アドレス電極６１３を有している。アドレス電極６２も、アドレス電極６１と同様、第１アドレス電極６２１と第２アドレス電極６２２との間に第３アドレス電極６２３を有している。
より具体的には、アドレス電極６１は、基板１の一方面１ｓに、基板側電極１１１と基板側電極１１２との間に基板側電極１１３とを有しており、基板側電極１１１、１１２、１１３は各々、分離されている。また、アドレス電極６１は、高架電極３１６に対して、軸線Ｌとは反対側において基板側電極１１３と平面視で重なる高架電極３１７を有しており、高架電極３１７は、基板側電極１１３に対して電極ポスト３１２を介して支持されている。高架電極３１７は、基板１からみて高架電極３１６より低い位置で基板１およびミラー５０から離間している。従って、高架電極３１７は、下段側高架電極であり、高架電極３１６は、上段側高架電極である。
このように構成したアドレス電極６１において、高架電極３１７は、ミラー５０との間に静電力を発生させる第３アドレス電極６１３であり、基板１において基板側電極１１３に第３アドレス電圧Ｖａｄ１ｃが印加された際、第３アドレス電極６１３は、基板側電極１１３から電極ポスト３１２を介して第３アドレス電圧Ｖａｄ１ｃが印加される。ここで、基板側電極１１１、１１２、１１３は、互いに分離されていることから、第１アドレス電極６１１、第２アドレス電極６１２および第３アドレス電極６１３は独立して駆動される。より具体的には、ミラー５０を駆動する際、第１アドレス電極６１１に印加される第１アドレス電圧Ｖａｄ１ａと、第２アドレス電極６１２に印加される第２アドレス電圧Ｖａｄ１ｂと、第２アドレス電極６１２に印加される第３アドレス電圧Ｖａｄ１ｃとでは、異なる電圧に設定することができるとともに、異なるタイミングで電圧を切り換えることができる。
同様に、アドレス電極６２は、基板１の一方面１ｓに、基板側電極１２１と基板側電極１２２との間に基板側電極１２３とを有しており、基板側電極１２１、１２２、１２３は各々、分離されている。また、アドレス電極６２は、高架電極３２６に対して、軸線Ｌとは反対側において基板側電極１２３と平面視で重なる高架電極３２７を有しており、高架電極３２７は、基板側電極１２３に対して電極ポスト３２２を介して支持されている。高架電極３２７は、基板１からみて高架電極３２６より低い位置で基板１およびミラー５０から離間している。従って、高架電極３２７は、下段側高架電極であり、高架電極３２６は、上段側高架電極である。
このように構成したアドレス電極６２において、高架電極３２７は、ミラー５０との間に静電力を発生させる第３アドレス電極６２３であり、基板１において基板側電極１２３に第３アドレス電圧Ｖａｄ２ｃが印加された際、第３アドレス電極６２３は、基板側電極１２３から電極ポスト３２２を介して第３アドレス電圧Ｖａｄ２ｃが印加される。ここで、基板側電極１２１、１２２、１２３は、互いに分離されていることから、第１アドレス電極６２１、第２アドレス電極６２２および第３アドレス電極６２３は独立して駆動される。より具体的には、ミラー５０を駆動する際、第１アドレス電極６２１に印加される第１アドレス電圧Ｖａｄ２ａと、第２アドレス電極６２２に印加される第２アドレス電圧Ｖａｄ２ｂと、第３アドレス電極６２３に印加される第３アドレス電圧Ｖａｄ２ｃとでは、異なる電圧に設定することができるとともに、異なるタイミングで電圧を切り換えることができる。
かかる構成の電気光学装置１００によれば、アドレス電極６１、６２に印加する電圧や、電圧を切り換えるタイミングをより適正に組み合わせることができる。このため、ミラー５０とアドレス電極６１、６２との間に発生する静電力の方向や方向毎の静電力の大きさを適正化することができるので、ミラー５０の姿勢を切り換える際の揺らぎを抑制することができる等、ミラー５０の姿勢を安定に切り換えることができる。それ故、光の漏れ等が発生しにくい。
［実施の形態３］
図１１は、本発明の実施の形態３に係る電気光学装置１００の一部を拡大して示す斜視図であり、定常姿勢の状態を示している。図１２は、図１１に示す電気光学装置１００の一部の平面図である。図１３は、図１１に示す電気光学装置１００においてミラー５０を駆動したときの説明図であり、ミラー５０が第１軸線Ｌａ周りの一方側ＣＷａに傾いたオフ姿勢、およびミラー５０が第２軸線Ｌｂ周りの一方側ＣＣＷｂに傾いたオン姿勢を示してある。なお、図１１および図１３では、ミラー５０を二点鎖線で示してある。
実施の形態１、２に係る電気光学装置１００では、ミラー５０を１つの軸線Ｌ周りに揺動させたが、本形態では、図１１、図１２および図１３を参照して以下に説明するように、ミラー５０は、平面視でミラー５０と重なって延在する第１軸線Ｌａ周りに揺動可能、かつ、平面視でミラー５０と重なって第１軸線Ｌａと直交する第２軸線Ｌｂ周りに揺動可能に構成されている。本形態では、図１２に示すように、ミラー５０は、第１軸線Ｌａ周りの一方側ＣＷａに揺動してオフ姿勢となり、第２軸線Ｌｂの一方側ＣＣＷｂに揺動してオン姿勢となる。
より具体的には、図１１および図１２に示すように、電気光学装置１００において、電気光学装置１００は、ミラー５０と基板１との間においてミラー５０と平面視で重なる位置に、バイアス電極１５、ヒンジアーム３８、ねじれヒンジ３５、アドレス電極６０等を有している。本形態において、バイアス電極１５は、基板１の一方面１ｓにおいて、第１軸線Ｌａに平行かつ、第２軸線Ｌｂに平行に延在している。ヒンジアーム３８は、バイアス電極１５に沿って延在し、ヒンジポスト３８０を介してバイアス電極１５に支持されている。ヒンジアーム３８の屈曲部からは、第１軸線Ｌａおよび第２軸線Ｌｂに対して交差する方向にヒンジ３５が突出しており、ねじれヒンジ３５の先端には、ミラーポスト５１を介してミラー５０が支持されている。従って、ミラー５０は、ねじれヒンジ３５によって第１軸線Ｌａ周りおよび第２軸線Ｌｂ周りに揺動可能に支持されている。また、バイアス電極１５は、ヒンジポスト３８０、ヒンジアーム３８は、ねじれヒンジ３５およびミラーポスト５１を介してミラー５０にバイアス電圧Ｖｂｉを印加することができる。
バイアス電極１５からは、ヒンジ３５と沿うように中央バイアス電極１６が延在し、かかる中央バイアス電極１６の先端部には、ヒンジアーム３８と同層の電極３９が電極ポスト３９０を介して支持されている。ヒンジアーム３８および電極３９には、ミラー５０が傾いたときに当接するスプリングチップ３８１、３８２、３９１が形成されている。
本形態において、アドレス電極６０は、平面視で第１軸線Ｌａに対する一方側の側方に位置するアドレス電極６６と、平面視で第２軸線Ｌｂに対する一方側の側方に位置するアドレス電極６７として構成されている。また、アドレス電極６６は、第１軸線Ｌａに直交する方向に沿って複数のアドレス電極に分割されており、複数のアドレス電極は、互いに独立して駆動される。また、アドレス電極６７は、第２軸線Ｌｂに直交する方向に沿って複数のアドレス電極に分割されており、複数のアドレス電極は、互いに独立して駆動される。
より具体的には、第１軸線Ｌａの一方側の側方に配置されたアドレス電極６６は、基板１の一方面１ｓに、平面視で第１軸線Ｌａの側方に配置された基板側電極１３１と、基板側電極１３１に対して第１軸線Ｌａとは反対側に配置された基板側電極１３２とを有しており、基板側電極１３１と基板側電極１３２とは分離されている。また、アドレス電極６６は、基板１およびミラー５０の双方から離間した高架電極３１８を有しており、高架電極３１８は、基板側電極１３１に対して電極ポスト３１９を介して支持されている。
このように構成したアドレス電極６６において、高架電極３１８は、ミラー５０との間に静電力を発生させる第１アドレス電極６６１であり、基板１において基板側電極１３１に第１アドレス電圧が印加された際、第１アドレス電極６６１は、基板側電極１３１から電極ポスト３１９を介して第１アドレス電圧が印加される。また、基板側電極１３２は、第１アドレス電極６６１より軸線Ｌｂから離間した位置でミラー５０との間に静電力を発生させる第２アドレス電極６６２であり、基板１から第２アドレス電圧が印加される。ここで、基板側電極１３１と基板側電極１３２とは分離されていることから、第１アドレス電極６６１と第２アドレス電極６６２とは独立して駆動される。より具体的には、図１３に示すように、ミラー５０を第１軸線Ｌａ周りの一方側ＣＷａに駆動する際、第１アドレス電極６６１に印加される第１アドレス電圧と、第２アドレス電極６６２に印加される第２アドレス電圧とでは、異なる電圧に設定することができるとともに、異なるタイミングで電圧を切り換えることができる。
再び図１１および図１２において、第２軸線Ｌｂの一方側の側方に配置されたアドレス電極６７は、アドレス電極６６と同様、基板１の一方面１ｓに、平面視で第２軸線Ｌｂの側方に配置された基板側電極１４１と、基板側電極１４１に対して第２軸線Ｌｂとは反対側に配置された基板側電極１４２とを有しており、基板側電極１４１と基板側電極１４２とは分離されている。また、アドレス電極６７は、基板１およびミラー５０の双方から離間した高架電極３２８を有しており、高架電極３２８は、基板側電極１４１に対して電極ポスト３２９を介して支持されている。
このように構成したアドレス電極６７において、高架電極３２８は、ミラー５０との間に静電力を発生させる第１アドレス電極６７１であり、基板１において基板側電極１４１に第１アドレス電圧が印加された際、第１アドレス電極６７１は、基板側電極１４１から電極ポスト３２９を介して第１アドレス電圧が印加される。また、基板側電極１４２は、第１アドレス電極６７１より軸線Ｌｂから離間した位置でミラー５０との間に静電力を発生させる第２アドレス電極６７２であり、基板１から第２アドレス電圧が印加される。ここで、基板側電極１４１と基板側電極１４２とは分離されていることから、第１アドレス電極６７１と第２アドレス電極６７２とは独立して駆動される。より具体的には、図１３に示すように、ミラー５０を第２軸線Ｌｂ周りの一方側ＣＣＷｂに駆動する際、第１アドレス電極６７１に印加される第１アドレス電圧と、第２アドレス電極６７２に印加される第２アドレス電圧とでは、異なる電圧に設定することができるとともに、異なるタイミングで電圧を切り換えることができる。
かかる構成の電気光学装置１００によれば、アドレス電極６６、６７に印加する電圧や、電圧を切り換えるタイミングをより適正に組み合わせることができる。このため、ミラー５０とアドレス電極６６、６７との間に発生する静電力の方向や方向毎の静電力の大きさを適正化することができるので、ミラー５０の姿勢を切り換える際の揺らぎを抑制することができる等、ミラー５０の姿勢を安定に切り換えることができる。それ故、光の漏れ等が発生しにくい。
［実施の形態４］
実施の形態３においても、実施の形態２と同様、アドレス電極６６に対して、第１アドレス電極６６１と第２アドレス電極６６２との間に第３アドレス電極を設け、アドレス電極６７に対して、第１アドレス電極６７１と第２アドレス電極６７２との間に第３アドレス電極を設けてもよい。
１…基板、１ｓ…面、２…チップ、５…単位ミラー部、１５…バイアス電極、１６…中央バイアス電極、３５…ヒンジ、３６、３７、３８…ヒンジアーム、５０…ミラー、５１…ミラーポスト、６０、６１、６２、６６、６７…アドレス電極、１００…電気光学装置、１１０…光源部、１２０…投射光学系、３６０、３７０、３８０…ヒンジポスト、３６１、３７１、３８１、３８２、３９１…スプリングチップ、６１１、６２１、６６１、６７１…第１アドレス電極、６１２、６２２、６６２、６７２…第２アドレス電極、６１３、６２３…第３アドレス電極、１０００…電子機器、Ｌ…軸線、Ｌａ…第１軸線、Ｌｂ…第２軸線。

Claims (11)

  1. 基板と、
    前記基板の一方面から離間して設けられた光変調用のミラーと、
    前記ミラーと前記基板との間でミラーポストを介して前記ミラーを軸線周りに揺動可能に支持するねじれヒンジと、
    前記ミラーと前記基板との間に設けられ、前記ねじれヒンジを介して前記ミラーにバイアス電圧を印加するバイアス電極と、
    前記ミラーと前記基板との間において平面視で前記軸線の側方に設けられ、前記ミラーとの間に作用する静電力によって前記ミラーを前記軸線周りに揺動させるアドレス電極と、
    を有し、
    前記アドレス電極は、
    平面視で前記軸線の側方に設けられた第１アドレス電極と、
    平面視で前記第１アドレス電極に対して前記軸線と反対側に設けられ、前記第１アドレス電極とは独立して駆動される第２アドレス電極と、
    を含むことを特徴とする電気光学装置。
  2. 請求項１に記載の電気光学装置において、
    前記第２アドレス電極は、前記基板の前記一方面に設けられた基板側電極であることを特徴とする電気光学装置。
  3. 請求項１に記載の電気光学装置において、
    前記第１アドレス電極は、前記基板から離間する位置に設けられた高架電極であることを特徴とする電気光学装置。
  4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の電気光学装置において、
    前記第１アドレス電極と前記第２アドレス電極とでは、少なくとも１つの駆動期間では印加される電圧が切り換わるタイミングが異なることを特徴とする電気光学装置。
  5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の電気光学装置において、
    前記第１アドレス電極と前記第２アドレス電極とでは、少なくとも１つの駆動期間では印加される電圧が異なることを特徴とする電気光学装置。
  6. 請求項５に記載の電気光学装置において、
    少なくとも１つの駆動期間では、前記第２アドレス電極と前記ミラーとの電圧差が前記第１アドレス電極と前記ミラーとの電圧差より小さいことを特徴とする電気光学装置。
  7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載の電気光学装置において、
    前記アドレス電極は、平面視で前記第１アドレス電極と前記第２アドレス電極との間に設けられた第３アドレス電極を含み、
    前記第１アドレス電極、前記第２アドレス電極および前記第３アドレス電極は各々、独立して駆動されることを特徴とする電気光学装置。
  8. 請求項７に記載の電気光学装置において、
    前記第３アドレス電極は、前記基板から離間する位置に設けられた下段側の高架電極であり、
    前記第１アドレス電極は、前記第３アドレス電極より前記ミラー側で前記基板から離間する位置に設けられた上段側の高架電極であることを特徴とする電気光学装置。
  9. 請求項１乃至８の何れか一項に記載の電気光学装置において、
    前記アドレス電極は、平面視で前記軸線を間に挟む両側に設けられていることを特徴とする電気光学装置。
  10. 請求項１乃至８の何れか一項に記載の電気光学装置において、
    前記ねじれヒンジは、前記軸線としての第１軸線周りおよび前記第１軸線に対して交差する第２軸線周りに前記ミラーを揺動可能に支持し、
    前記アドレス電極は、平面視で前記第１軸線の一方側の側方、および前記第２軸線の一方側の側方の各々に設けられていることを特徴とする電気光学装置。
  11. 請求項１乃至１０の何れか一項に記載の電気光学装置を備えた電子機器であって、
    前記ミラーに光源光を照射する光源部と、
    前記電気光学装置から出射された変調光を投射する投射光学系と、
    を有することを特徴とする電子機器。
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