JP3668935B2

JP3668935B2 - 静電駆動デバイス

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Publication number: JP3668935B2
Application number: JP2001227613A
Authority: JP
Inventors: 嘉睦加藤; 義彦濱田
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2021-07-27
Also published as: JP2003039392A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は静電駆動デバイスに関し、特に、マイクロマシニング技術を適用して製造した静電駆動デバイスにおいて、可動電極板の固定電極基板に対する貼り付きを防止する静電駆動デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来例を図１３を参照して説明する。図１３は静電駆動デバイスを光スイッチとして例示している。図１３（ａ）は従来例を上から視た図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の線ｂ−ｂ’に沿った断面を示す図である。
図１３において、１０は支持フレーム、１１はアンカー部、２１はフレクチュア、２は可動電極板、８は固定電極基板、８３は電極、８４は接地電極である。これら構成部材はシリコンより成る原材料基板に順次に薄膜成膜技術およびエッチング技術を含むマイクロマシニング技術を適用することにより製造される。ここで、可動電極板２はフレクチュア２１およびアンカー部１１を介して支持フレーム１０に電気機械的に結合している。フレクチュア２１は図示される通りの枠形に構成されている。１２は原材料基板を貫通して形成された座ぐり孔である。即ち、原材料基板は、図１３に示される通りの支持フレーム１０に加工され、この支持フレーム１０に一体に、左方のアンカー部１１およびフレクチュア２１、可動電極板２、右方のフレクチュア２１およびアンカー部１１が形成される。そして、可動電極板２の上面にミラー３を形成する。
【０００３】
図１４を参照して支持フレームおよび可動電極板の製造の仕方を説明する。
（工程１）上面に酸化シリコン膜６を介して単結晶シリコン薄膜７が接合された単結晶シリコン基板より成る原材料基板１を準備する。
（工程２）単結晶シリコン薄膜７を可動電極板２、フレクチュア２１、電極８３の形状にパターニングする。
（工程３）原材料基板１の全表面を酸化して酸化シリコン膜６’を形成する。
【０００４】
（工程４）原材料基板１の上面の酸化シリコン膜６、６’の内の電極８３を形成する部分８３’と、下面の酸化シリコン膜６、６’の内の工程７において原材料基板１を貫通エッチングして座ぐり孔１２を形成する部分１２’を除去する。
（工程５）原材料基板１の上面全面に金／クロム２層膜８０を成膜する。
（工程６）電極８３の形状に金／クロム２層膜８０をパターニングする。
（工程７）ＫＯＨ溶液により原材料基板１を貫通エッチングして座ぐり孔１２を形成し、原材料基板１から支持フレーム１０が形成される。
【０００５】
（工程８）可動電極板２およびフレクチュア２１に対応する領域の酸化シリコン膜６、６’を除去し、フレクチュア２１を介して支持フレーム１０に取り付けられた可動電極板２を構成する。
なお、ミラー３の形成工程は省略したが、当該特許出願人の出願に係わる特願２０００−７０５７０号明細書において、ミラーの形成をも含めた更に詳細な製造工程の説明がなされている。
更に、固定電極基板８は別体に製造され、表面に形成される酸化被膜８５を介して支持フレーム１０に電気絶縁状態に接合一体化される。
【０００６】
次に、図３を参照して以上の光スイッチによるスイッチング動作を説明する。
４は出射側光ファイバ或は光導波路であり、５’は入射側光ファイバ或いは光導波路である。図示される状態は、出射側光ファイバ４を介して伝送されてきた光がその端面から出射して空間を伝播し、ミラー３において反射し、入射側光ファイバ５に入射して伝送される状態を示す。この状態を定常状態とし、ここで、先の両電極間に電圧を印加して両電極間に吸引する向きの静電力が発生すると、可動電極板２は下向きに駆動され、フレクチュア２１が変形することにより下方に変位する。可動電極板２が下方に変位することによりこの上面に形成されているミラー３も下方に変位し、ミラー３は出射側光ファイバ４端面から出射する光の光路から下方に変位して外れる。これにより、遮断されていた空間伝播光は直進して入射側光ファイバ５’に入射し、これを介して伝送される。入射側光ファイバ５に対する反射光は消失する。以上の通り、入射側光ファイバ５と入射側光ファイバ５’に対して光路の切り替えを光導波路を介することなしに空間的に実施することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上の光スイッチにおいて、可動電極板２はその板厚が極く薄く、この可動電極板２をアンカー部１１に連結するフレクチュア２１の厚さも極く薄くて弾性復元力が小さい。そして、可動電極板２の下面は平滑であり、これに対向する固定電極基板８の上面も平滑である。これらの条件の元で、可動電極板２の下面が下方に変位して固定電極基板８の上面に接触すると、可動電極板２の下面と固定電極基板８の上面との間にファン・デル・ワールス力が作用して両者は相互に吸着し、瞬時には復元せず動作を円滑に行なわない場合が生ずる。即ち、可動電極板２と固定電極基板８がファン・デル・ワールス力により貼り付いた場合、可動電極板２と固定電極基板８の間の電圧を無印加としても可動電極板２が元の位置に瞬時には復帰しない貼り付き現象が生起する。ところで、対向する面の何れか一方に突起を形成して可動電極板２と固定電極基板８の間の接触面積を低減することにより、この相互吸着を阻止する従来例或いは先行例が開発されている。これを図１５に示す。
【０００８】
図１５において、図１３における部材と共通する部材には共通する参照符号を付与している。図１５（ａ）は従来例を上から視た図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の線ｂ−ｂ’に沿った断面を示す図、図１５（ｃ）は固定電極基板を上から視た図である（詳細は、特開平１０−２５６５６３号公報、特願２０００−７０５７０号明細書、参照）。ここで、図１５に示される通り、対向する面の何れか一方である固定電極基板８の表面に突起１３をマトリクス状に形成して可動電極板２と固定電極基板８の間の接触面積を低減する構造を採用しても、固定電極基板８と可動電極板２の間に電圧印加中に両者の間の絶縁被膜８５が帯電し、この帯電により可動電極板２に静電吸引力が作用して電圧を無印加とした時にもその瞬間に可動電極板２が元の位置に復帰せず、復帰に時間遅れが発生する。この場合、固定電極基板８の表面全面に絶縁被膜８５を形成しないで、可動電極板２と接触する突起１３のみを絶縁体により構成することにより酸化被膜８５が帯電したことの影響を低減することはできるが、影響を皆無とすることはできない。
【０００９】
固定電極基板８の表面に絶縁被膜８５を形成しないものとすると、帯電の問題は生じないが、吸引時に可動電極板２と固定電極基板８が接触導通して通電が発生し、電気回路的に好ましくない。
この発明は、第１の電極領域を第２の電極領域と電気絶縁状態で形成し、可動電極板と第２の電極領域の間が電圧無印加の状態において可動電極板と第１の電極領域と第２の電極領域とを同電位に接続する電圧駆動回路を具備して可動電極板の固定電極基板への貼り付きを防止する静電駆動デバイスを提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
［請求項１］マイクロマシニング技術で製造され、固定電極基板８と、アンカー部１１およびフレクチュア２１を介して固定電極基板８に取り付け結合される可動電極板２とを有し、可動電極板２の開放状態と固定電極基板８に静電吸着した状態とを切り替え駆動する静電駆動デバイスにおいて、固定電極基板８の表面には互いに絶縁された第１の電極領域８７および第２の電極領域８８が形成され、第１の電極領域８７は第２の電極領域８８と比較して可動電極板２に対して相対的に突出していて上記静電吸着の状態においては可動電極板２は第１の電極領域８７のみと接触するものとされ、可動電極板２と第２の電極領域８８の間が電圧無印加の時には可動電極板２と第１の電極領域８７と第２の電極領域８８とを全て同電位に接続する電圧駆動回路を具備する静電駆動デバイスを構成した。
［請求項２］請求項１に記載される静電駆動デバイスにおいて、固定電極基板８の上面に突起１３をマトリクス状に形成し、第２の電極領域８８を固定電極基板８自体とし、第１の電極領域８７を絶縁被膜８５により固定電極基板８と絶縁した状態でライン状に突起１３間を連結して形成した静電駆動デバイスを構成した。
【００１１】
［請求項３］請求項１に記載される静電駆動デバイスにおいて、固定電極基板８の上面に突起１３をマトリクス状に形成し、第２の電極領域８８を固定電極基板８自体とし、第１の電極領域８７を絶縁被膜８５により固定電極基板８と絶縁した状態で面状に可動電極板２に対向して形成した静電駆動デバイスを構成した。
［請求項４］マイクロマシニング技術で製造され、固定電極基板８と、アンカー部１１およびフレクチュア２１を介して固定電極基板８に取り付け結合される可動電極板２とを有し、可動電極板２の開放状態と固定電極基板８に静電吸着した状態とを切り替え駆動する静電駆動デバイスにおいて、固定電極基板８の表面に互いに絶縁された第１の電極領域８７および第２の電極領域８８が形成され、第１の電極領域８７に対向する可動電極板２下面の領域に固定電極基板８に対して相対的に突出した部分を形成して上記静電吸着の状態においては可動電極板２はその突出した部分において第１の電極領域８７のみと接触するものとされ、可動電極板２と第２の電極領域８８の間が電圧無印加の時には可動電極板２と第１の電極領域８７と第２の電極領域８８とを全て同電位に接続する電圧駆動回路を具備する静電駆動デバイスを構成した。
【００１２】
［請求項５］マイクロマシニング技術で製造され、固定電極基板８と、アンカー部１１およびフレクチュア２１を介して固定電極基板８に取り付け結合される可動電極板２とを有し、可動電極板２は固定電極基板８に静電吸着されて回動軸まわりに回動傾斜駆動される静電駆動デバイスにおいて、第１の電極領域８７および第２の電極領域８８は、回動軸に直交する方向に、回動軸に関してそれぞれ内側と外側とに偏位して、固定電極基板８の表面に絶縁分離して形成され、上記静電吸着の状態においては可動電極板２は第１の電極領域８７のみと接触するものとされ、可動電極板２と第２の電極領域８８の間が電圧無印加の時には可動電極板２と第１の電極領域８７と第２の電極領域８８とを全て同電位に接続する電圧駆動回路を具備する静電駆動デバイスを構成した。
【００１３】
［請求項６］請求項１ないし請求項５の内の何れかに記載される静電駆動デバイスにおいて、電圧駆動回路は、可動電極板２は切り替えスイッチＳＷ１を介して第２の電極領域８８に直接接続すると共に切り替えスイッチＳＷ１と電源Ｅとを介して第２の電極領域８８に接続し、可動電極板２は、更に、オンオフスイッチＳＷ２を介して第１の電極領域８７に接続するものである静電駆動デバイスを構成した。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図の実施例を参照して説明する。
図１および図２を参照して第１の実施例を説明するに、図１（ａ）は第１の実施例を上から視た図、図１（ｂ）は固定電極基板を上から視た図、図２（ｃ）は図１における線ａ−ａ’に沿った厚さ方向断面を示す図、図２（ｄ）は図１における線ｂ−ｂ’に沿った厚さ方向断面を示す図、図２（ｅ）は図１における線ｃ−ｃ’に沿った厚さ方向断面を示す図である。図１および図２において、図１５および図１３における部材と共通する部材には共通する参照符号を付与する。
【００１５】
図１および図２において、第１の実施例は、先の従来例と同様に、フレクチュア２１を介して可動電極板２が取り付けられた支持フレーム１０と固定電極基板８とを接合して構成されている。
固定電極基板８の上面には突起１３がマトリクス状に形成される。そして、この固定電極基板８の突起１３を含む上面には酸化シリコン被膜より成る絶縁被膜８５が形成される。金／クロム２層膜より成る第１の電極領域８７は絶縁被膜８５により固定電極基板８と絶縁された状態にあり、突起１３上端間にライン状に亘って連結して形成されている。可動電極板２が固定電極基板８に静電吸着した時は、可動電極板２はこの突起１３の上部のみと接触する。ここで、単結晶シリコンより成る固定電極基板８自体が第２の電極領域８８を構成している。金／クロム２層膜より成る第１の電極領域８７は固定電極基板８のエッジにおいて第２の電極パッド８９に接続すると共に、固定電極基板８自体より成る第２の電極領域８８はエッジにおいて接地電極８４に接続している。
【００１６】
ここで、静電駆動デバイスを解放および吸着状態に切り替え駆動する電圧駆動回路を概念図３を参照して説明する。
図３（ａ）は解放状態を示す図である。ここで、ＳＷ１は切り替えスイッチであり、ＳＷ２はオンオフスイッチである。可動電極板２に接続する電極８３は、切り替えスイッチＳＷ１を介して固定電極基板８に直接接続すると共に、切り替えスイッチＳＷ１および電源Ｅを介して固定電極基板８に接続する。可動電極板２に接続する電極８３は、更に、オンオフスイッチＳＷ２を介して第１の電極領域８７に接続する。
【００１７】
図３（ｂ）は、オンオフスイッチＳＷ２の可動接点ｂと固定接点ハを常に接続状態としておき、切り替えスイッチＳＷ１の可動接点ａを固定接点ロから固定接点イに切り替え接触せしめることにより、電源Ｅを可動電極板２と固定電極基板８の間に接続した吸着状態を実現したところを示している。ここで、切り替えスイッチＳＷ１の可動接点ａを固定接点イから固定接点ロに切り替えて可動電極板２と固定電極基板８の間を電圧無印加とした瞬間、可動電極板２と固定電極基板８の間は切り替えスイッチＳＷ１を介して同電位となる。そして、可動電極板２はオンオフスイッチＳＷ２を介して常に第１の電極領域８７に接続しているので可動電極板２と第１の電極領域８７は同電位である。結局、可動電極板２と固定電極基板８および第１の電極領域８７の３者は同電位となる。従って、可動電極板２と固定電極基板８の間を電圧無印加とした瞬間において、可動電極板２は同電位の第１の電極領域８７に対向しているので絶縁被膜８５の帯電による影響は受けない。
【００１８】
図３（ｃ）は、切り替えスイッチＳＷ１の可動接点ａを固定接点ロから固定接点イに切り替え接触せしめて電源Ｅを可動電極板２と固定電極基板８の間に接続すると同時に、オンオフスイッチＳＷ２の可動接点ｂを固定接点ハから解放して吸着状態を実現したところを示している。この吸着状態において、第１の電極領域８７は電源Ｅから浮動状態にある。従って、可動電極板２から放射される電気力線は、可動電極板２と等しい大面積の第１の電極領域８７および絶縁被膜８５を介して固定電極基板８に到達することができる。図３（ｃ）の電圧駆動回路も可動電極板２と固定電極基板８の間を電圧無印加とした瞬間において、可動電極板２は同電位の第１の電極領域８７に対向しているので絶縁被膜８５の帯電による影響は殆ど受けない点で、図３（ｂ）の電圧駆動回路と同等である。
【００１９】
図３（ｃ）の電圧駆動回路は、図３（ｂ）の電圧駆動回路と比較して駆動電圧を低くすることができる。通常、固定電極基板８の接地電極８４を接地し、可動電極板２側の電極８３および電極パッド８９に電圧を印加する。
図４および図５をも参照して第１の実施例の固定電極基板の製造の仕方を説明する。図４（ａ）は図１における線ｃ−ｃ’に沿った断面を示す図、図４（ｂ）は図１における線ｂ−ｂ’に沿った断面を示す図である。図５（ａ）は図１における線ｃ−ｃ’に沿った断面を示す図、図５（ｂ）は図１における線ｂ−ｂ’に沿った断面を示す図である。
【００２０】
（工程１）
原材料基板として上下両面に酸化シリコン被膜８５’を形成した単結晶シリコン基板８’を準備する。
（工程２）
単結晶シリコン基板８’の上面の酸化シリコン被膜８５’をエッチング除去して突起１３の形状にパターニング１３’する。
（工程３）
パターニング１３’をマスクとして単結晶シリコン基板８’の上面をエッチングし、突起１３を形成する。
【００２１】
（工程４）
突起１３の上面に残存する酸化シリコン被膜より成るパターニング１３’を除去する。
（工程５）
工程４に続いて、単結晶シリコン基板８’の上下両面に絶縁被膜８５を酸化形成する。
（工程６）
単結晶シリコン基板８’の上面の絶縁被膜８５の内の接地電極８４を形成する形成領域８６を除去する。
【００２２】
（工程７）
形成領域８６を含む上面の絶縁被膜８５上面に金およびクロムの２層より成る金／クロム薄膜層８７’を成膜形成する。
（工程８）
金／クロム薄膜層８７’をエッチング除去し、マトリクス状に配列される突起１３を一方方向に亘ってライン状に平行に延伸連結する第１の電極領域８７、第２の電極パッド８９、および接地電極８４の形状にパターニングする。
【００２３】
（工程９）
形成領域８６を含む上面の絶縁被膜８５の内の可動電極板２に対向する領域を除去して第２の電極領域８８を露出する。この場合、突起１３間を連結するライン状の第１の電極領域８７に位置する絶縁被膜８５は、上側の金／クロム薄膜層８７がマスクとなり残存する。この残存する絶縁被膜８５により、第１の電極領域８７は固定電極基板８から絶縁された状態とされる。
図６および図７を参照して第２の実施例を説明する。第２の実施例において第１の実施例における部材と共通する部材には共通する参照符号を付与している。図６（ａ）は第２の実施例を上から視た図、図６（ｂ）は固定電極基板を上から視た図、図７（ｃ）は図６における線ａ−ａ’に沿った断面を示す図、そして、図７（ｄ）は図６における線ｂ−ｂ’に沿った断面を示す図、図７（ｅ）は図６における線ｃ−ｃ’に沿った断面を示す図である。
【００２４】
この第２の実施例も、フレクチュア２１を介して可動電極板２が取り付けられた支持フレーム１０と固定電極基板８とを接合して構成されている。固定電極基板８には突起１３が形成されている。この突起１３を含む固定電極基板８の上面には、絶縁被膜８５を介して金／クロム２層膜より成る第１の電極領域８７が形成される。そして、第１の電極領域８７は、第１の実施例においてはライン状に突起１３間を連結して形成されていたが、この第２の実施例においては、可動電極板２とほぼ同等の形状面積を有して可動電極板２に対向形成されている。第２の電極領域８８は、第１の実施例と同様に、単結晶シリコンより成る固定電極基板８自体が構成する。可動電極板２は、静電吸着時において、この突起１３に形成される第１の電極領域８７の先端部の第１の電極領域８７に係合接触する。
【００２５】
この第２の実施例は、先に図３を参照して説明された電圧駆動回路の内の図３（ｃ）の電圧駆動回路により駆動される。図３（ｂ）の電圧駆動回路に依っては駆動することはできない。図３（ｃ）は、切り替えスイッチＳＷ１の可動接点ａを固定接点ロから固定接点イに切り替え接触せしめて電源Ｅを可動電極板２と固定電極基板８の間に接続すると同時に、オンオフスイッチＳＷ２の可動接点ｂを固定接点ハから解放して吸着状態を実現したところを示している。この吸着状態において、第１の電極領域８７は電源Ｅから浮動状態にある。従って、可動電極板２から放射される電気力線は、可動電極板２と等しい大面積の第１の電極領域８７および絶縁被膜８５を介して固定電極基板８に到達することができる。図３（ｃ）の電圧駆動回路も、可動電極板２と固定電極基板８の間を電圧無印加とした瞬間において、可動電極板２は同電位の第１の電極領域８７に対向しているので絶縁被膜８５の帯電による影響は受けない。
【００２６】
図８および図９をも参照して第２の実施例の固定電極基板の製造の仕方を説明する。図８（ａ）は図６における線ｃ−ｃ’に沿った断面を示す図、図８（ｂ）は図６における線ｂ−ｂ’に沿った断面を示す図である。図９（ａ）は図６における線ｃ−ｃ’に沿った断面を示す図、図９（ｂ）は図６における線ｂ−ｂ’に沿った断面を示す図である。
（工程１）
原材料基板として上下両面に酸化シリコン被膜８５’を形成した単結晶シリコン基板８’を準備する。
【００２７】
（工程２）
単結晶シリコン基板８’の上面の酸化シリコン被膜８５’をエッチング除去して突起１３の形状にパターニング１３’する。
（工程３）
パターニング１３’をマスクとして単結晶シリコン基板８’の上面をエッチングし、突起１３を形成する。
（工程４）
突起１３の上面に残存する酸化シリコン被膜より成るパターニング１３’を除去する。
【００２８】
（工程５）
工程４に続いて、単結晶シリコン基板８’の上下両面に絶縁被膜８５を酸化形成する。
（工程６）
単結晶シリコン基板８’の上面の絶縁被膜８５の内の接地電極８４を形成する形成領域８６を除去する。
（工程７）
形成領域８６を含む上面の絶縁被膜８５上面に金およびクロムの２層より成る金／クロム薄膜層８７’を成膜形成する。
【００２９】
（工程８）
金／クロム薄膜層８７’をエッチング除去して、可動電極板２とほぼ同等の形状面積を有して可動電極板２に対向する第１の電極領域８７、第２の電極パッド８９、および接地電極８４の形状にパターニングする。
図１０を参照して第３の実施例を説明する。第１および第２の実施例は突起１３を固定電極基板８側に形成した実施例であるが、第３の実施例は突起１３を可動電極板２側に形成した例である。図１０において、図１および図２における部材と共通する部材には共通する参照符号を付与している。ここで、２は可動電極板、１３は突起、８は固定電極基板、８４は接地電極、８７は第１の電極領域５は絶縁被膜、８９は電極パッドである。この実施例も、図３（ｂ）および図３（ｃ）双方の電圧駆動回路を使用して駆動することができる。可動電極板２と固定電極基板８間を電圧無印加の状態で可動電極板２と固定電極基板８および第１の電極領域８７の３者は同電位とすることができ、従って、可動電極板２と固定電極基板８の間を電圧無印加とした瞬間において、可動電極板２は同電位の第１の電極領域８７に対向しているので絶縁被膜８５の帯電による影響は受けない。
【００３０】
図１１を参照して第４の実施例を説明する。この第４の実施例は、図６および図７の第２の実施例において、固定電極基板８側に形成した突起１３を削除して代わりに可動電極板２の下面に形成した例である。第４の実施例も、図３（ｂ）の電圧駆動回路を使用して駆動することができる。
図１２を参照して第５の実施例を説明する。この第５の実施例は、可動電極板２が両フレクチュア２１の連結片２１１を通る軸を回動軸として回動傾斜する実施例である。
【００３１】
先の実施例の第２の電極領域８８は、第２Ａの電極領域８８Ａと第２Ｂの電極領域８８Ｂに２分割され、固定電極基板８の絶縁被膜８５の表面の中央部に回動軸に関して対称に左右に分離して形成取り付けられている。第２Ａの電極領域８８Ａと第２Ｂの電極領域８８Ｂはそれぞれの接地電極８４に電気的に接続している。そして、第１の電極領域８７は、第１Ａの電極領域８７Ａと第１Ｂの電極領域８７Ｂに２分割され、固定電極基板８の絶縁被膜８５の表面において第２の電極領域８８の外側に左右に分離して形成取り付けられている。第１Ａの電極領域８７Ａと第１Ｂの電極領域８７Ｂはそれぞれの電極パッド８９に電気的に接続している。
【００３２】
第５の実施例の駆動の仕方について説明するに、第２の電極領域８８および第１の電極領域８７はフレクチュア２１を通る回動軸に直交する方向に偏位して固定電極基板８の絶縁被膜８５の表面に分離して形成されるものである。具体的に説明するに、第２Ａの電極領域８８Ａと第１Ａの電極領域８７Ａとが一方の電極領域の組を構成し、第２Ｂの電極領域８８Ｂと第１Ｂの電極領域８７Ｂとが他方の電極領域の組を構成して、何れか一方の電極領域の組に対して、可動電極板２との間に電位を印加、開放して動作させる。双方の電極領域の組を同時に動作させることはしない。
【００３３】
ここで、図３（ｂ）の電圧駆動回路を使用して駆動する。一方の電極領域の組である第２Ａの電極領域８８Ａと第１Ａの電極領域８７Ａに対して、可動電極板２との間に電位を印加、開放して動作させるものとする。可動電極板２と第２Ａの電極領域８８Ａとの間に電位が印加されて、可動電極板２が固定電極基板８側に静電的に引き寄せられる場合、第２Ａの電極領域８８Ａは両フレクチュア２１の連結片２１１を通る回動軸に関して固定電極基板８の全表面の内の片側に変位して形成されているので、可動電極板２の内の第２Ａの電極領域８８Ａに対向する領域が偏って固定電極基板８側に引き寄せられ、可動電極板２は図１２（ｃ）の左側の矢印の向きに回動して傾斜する。可動電極板２が回動傾斜した場合、可動電極板２は可動電極板２の傾斜した縁辺部が第１Ａの電極領域８７Ａに接触して停止状態となる。この図３（ｂ）の電圧駆動回路を使用する場合、可動電極板２と第１Ａの電極領域８７ＡはオンオフスイッチＳＷ２により接続されて同電位とされているので、可動電極板２が第１Ａの電極領域８７Ａに静電気的に吸着することはない。
【００３４】
【発明の効果】
以上の通りであって、この発明によれば、静電吸着時に電流が生じることはなく、電圧無印加時においては、可動電極板と固定電極基板の間の互いに対向する表面は全て同電位の導体とすることができるので、絶縁被膜の帯電による影響は可動電極板に及ばない。これにより、絶縁被膜の帯電による元の状態への復帰の遅れを防止することができるし、第１の電極領域および第２の電極領域を固定電極基板の表面に互いに絶縁して形成した静電駆動デバイス全般において固定電極基板に対する可動電極板の吸着を阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例を説明する図。
【図２】図１の続き。
【図３】電圧駆動回路を説明する図。
【図４】第１の実施例の固定電極基板の製造の仕方を説明する図。
【図５】図４の続き。
【図６】第２の実施例を説明する図。
【図７】図６の続き。
【図８】第２の実施例の固定電極基板の製造の仕方を説明する図。
【図９】図８の続き。
【図１０】第３の実施例を説明する図。
【図１１】第４の実施例を説明する図。
【図１２】第５の実施例を説明する図。
【図１３】従来例を説明する図。
【図１４】可動電極板を説明する図。
【図１５】他の従来例を説明する図。
【符号の説明】
１１アンカー部１３突起
２可動電極板２１フレクチュア
８固定電極基板８５絶縁被膜
８７第１の電極領域８８第２の電極領域

Claims

マイクロマシニング技術で製造され、固定電極基板と、アンカー部およびフレクチュアを介して固定電極基板に取り付け結合される可動電極板とを有し、可動電極板の開放状態と固定電極基板に静電吸着した状態とを切り替え駆動する静電駆動デバイスにおいて、
固定電極基板の表面には互いに絶縁された第１の電極領域および第２の電極領域が形成され、第１の電極領域は第２の電極領域と比較して可動電極板に対して相対的に突出していて上記静電吸着の状態においては可動電極板は第１の電極領域のみと接触するものとされ、可動電極板と第２の電極領域の間が電圧無印加の時には可動電極板と第１の電極領域と第２の電極領域とを全て同電位に接続する電圧駆動回路を具備することを特徴とする静電駆動デバイス。
請求項１に記載される静電駆動デバイスにおいて、
固定電極基板の上面に突起をマトリクス状に形成し、第２の電極領域を固定電極基板自体とし、
第１の電極領域を絶縁被膜により固定電極基板と絶縁した状態でライン状に突起間を連結して形成したことを特徴とする静電駆動デバイス。
請求項１に記載される静電駆動デバイスにおいて、
固定電極基板の上面に突起をマトリクス状に形成し、第２の電極領域を固定電極基板自体とし、
第１の電極領域を絶縁被膜により固定電極基板と絶縁した状態で面状に可動電極板に対向して形成したことを特徴とする静電駆動デバイス。
マイクロマシニング技術で製造され、固定電極基板と、アンカー部およびフレクチュアを介して固定電極基板に取り付け結合される可動電極板とを有し、可動電極板の開放状態と固定電極基板に静電吸着した状態とを切り替え駆動する静電駆動デバイスにおいて、
固定電極基板の表面に互いに絶縁された第１の電極領域および第２の電極領域が形成され、第１の電極領域に対向する可動電極板下面の領域に固定電極基板に対して相対的に突出した部分を形成して上記静電吸着の状態においては可動電極板はその突出した部分において第１の電極領域のみと接触するものとされ、可動電極板と第２の電極領域の間が電圧無印加の時には可動電極板と第１の電極領域と第２の電極領域とを全て同電位に接続する電圧駆動回路を具備することを特徴とする静電駆動デバイス。
マイクロマシニング技術で製造され、固定電極基板と、アンカー部およびフレクチュアを介して固定電極基板に取り付け結合される可動電極板とを有し、可動電極板は固定電極基板に静電吸着されて回動軸まわりに回動傾斜駆動される静電駆動デバイスにおいて、
第１の電極領域および第２の電極領域は、回動軸に直交する方向に、回動軸に関してそれぞれ内側と外側とに偏位して、固定電極基板の表面に絶縁分離して形成され、上記静電吸着の状態においては可動電極板は第１の電極領域のみと接触するものとされ、可動電極板と第２の電極領域の間が電圧無印加の時には可動電極板と第１の電極領域と第２の電極領域とを全て同電位に接続する電圧駆動回路を具備することを特徴とする静電駆動デバイス。
請求項１ないし請求項５の内の何れかに記載される静電駆動デバイスにおいて、
電圧駆動回路は、可動電極板は切り替えスイッチを介して第２の電極領域に直接接続すると共に切り替えスイッチと電源とを介して第２の電極領域に接続し、可動電極板は、更に、オンオフスイッチを介して第１の電極領域に接続するものであることを特徴とする静電駆動デバイス。