JPH05150173A - 空間光変調装置及び達成方法 - Google Patents

空間光変調装置及び達成方法

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JPH05150173A
JPH05150173A JP3158717A JP15871791A JPH05150173A JP H05150173 A JPH05150173 A JP H05150173A JP 3158717 A JP3158717 A JP 3158717A JP 15871791 A JP15871791 A JP 15871791A JP H05150173 A JPH05150173 A JP H05150173A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】高鮮明度テレビジョン等のビデオ投影に適した
可変形ミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた投影装置で，
ピクセル当り１本のドレイン線と１個のトランジスタを
使った簡単な回路で高性能双方向動作アドレスを行う。 【構成】基板９０１はＣＭＯＳ技術によるアドレス回路
を含み，電５１，５２にはそれぞれバイアス電圧―１５
Ｖと十２０Ｖを与えておく。ビーム１０はＦＥＴにより
０Ｖまたは５Ｖの電圧が与えられる。０Ｖのときはビー
ム１０と電極５１，５２との電位差はそれぞれ１５Ｖと
２０Ｖなのでビーム１０は電極５２の方に傾き正のラン
ディング角十θＬをとる。またビームが５Ｖのときは電
極５１，５２との電位差はそれぞれ２０Ｖと１５Ｖとな
り，ビーム１０は電極５１の方に傾き負のランディング
角―θＬをとる。正のランディング角のとき光源からの
光を反射しスクリーン上に輝点を得るように調節してお
く。全ＤＭＤをこの様に制御してビデオ投影を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は可変形ミラーデバイス
（ＤＭＤ）に関し、より詳細にはこのような装置のアド
レッシング構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】高鮮明度テレビジョン（ＨＤＴＶ）等の
ある種のビデオ応用では、１０５０×１７００すなわち
１．８メガセルのアレイサイズを有するピクセル化ディ
スプレイが必要とされる。空間光変調器及び方法という
タイトルの前記米国特許出願に開示された双安定可変形
ミラーデバイス（ＤＭＤ）はこのような応用において投
光管球として使用できる。１．８メガピクセルもの大き
さのＤＭＤでは、チップの歩留りを最大限とし且つコス
トを低減するためにピクセル当りのトランジスタ数を最
小限とすることが極端に重要となる。
【０００３】ピクセル当りの所要トランジスタ数は双安
定ＤＭＤが単方向で作動するか双方向で作動するかに依
存する。単方向動作では、トーションビーム（反射面）
がその静止すなわちフラット状態と正のランディング角
間で作動する。投光光学系は静止状態が暗状態で正ラン
ディング角が輝状態となるように設計されている。
【０００４】アドレスシーケンスはバイアスを一時的に
接地へ戻して開始され、反射ビームはリセットパルスで
リセットされる。次に、正のアドレス電極電圧はアドレ
ストランジスタによりφa ＝＋｜Ｖa ｜もしくはφa ＝
０に設定され、次にバイアスがオンへ戻される。アドレ
ス電極の＋｜Ｖa ｜に対して、ビームはθ＝＋θL へ回
転する。アドレス電極の０Ｖに対して、ビームはθ＝０
にとどまる。
【０００５】双方向動作では、トーションビームは２つ
のランディング状態間で作動する、投光光学系は一方の
状態が暗状態で他方の状態が輝状態となるように設計さ
れている。
【０００６】双方向動作に対するアドレス回路はより複
雑で付加トランジスタを必要とするため、単方向動作が
好ましいように見える。しかしながら、単方向動作には
２つの制限がある。第１に、高いアドレス電圧を必要と
することである。第２にデューティファクタ効果により
コントラストが劣化することがある。これらの制限につ
いては後記する。
【０００７】アドレス電圧要求を低下させるために、ビ
ームにバイアスが加えられる。バイアス量によりビーム
が単安定か、三安定か、双安定かが決定される。双方向
動作に対しては、フラット状態とランド状態間にポテン
シャルエネルギバリアを維持しなければならない。この
バリアによりビームは（０Ｖアドレスに対する）フラッ
ト状態にとどまり、バイアスを加えることによりいずれ
かのランド状態へ自然に偏向しないことが保証される。
従って、単方向動作では、自然偏向を防止するのに適切
なポテンシャルエネルギバリアを保証するようなレベル
へバイアスは制限される。このバイアス制限によりアド
レス電圧は増加される。例えば、無バイアスで作動する
代表的な双安定ＤＭＤは１６Ｖアドレスを必要とする。
−１０Ｖのバイアスでは、ＤＭＤは三安定モードで作動
しており＋１０Ｖアドレスを必要とする。−１６Ｖバイ
アスでは、ＤＭＤは双安定モードで作動しており＋５Ｖ
のアドレスしか必要としない。この例から、標準５Ｖ
ＣＭＯＳアドレス回路とコンパチブルとするには、双方
向動作及びアドレッシングを必要とする双安定モードで
作動する必要があることが明白である。
【０００８】デューティファクター効果は単方向動作の
第２の限界となる。トーションヒンジが捻れると、その
表面の一部は圧縮され一部は緊張する。トーションヒン
ジ上の表面残留にはこれらの応力が加わる。充分な時間
にわたって、これらの残留は捻れた状態で応力緩和する
ことができる。トーションヒンジがその静止（捻れてい
ない）状態に戻ると、これらの残留によりヒンジを捻じ
れたままとする本質的な応力が生じ、ビームは静止状態
においてもはや平坦ではなくなる。偏向デューティファ
クタ（すなわち、トーションヒンジが捻れた状態にある
端数時間長）が大きい程且つ作動時間が長い程、静止状
態に戻る時のビームの偏向角が大きくなる。
【０００９】この静止偏向は差バイアスにより増幅さ
れ、１０°のランディング角に対して２〜３°になるこ
とがある。暗視野投光光学系に対して充分な光学的中立
帯が設計されていないと、この静止偏向により光学的コ
ントラストが劣化する。
【００１０】双方向動作であってもこのデューティファ
クタ応力緩和機構は回避されないが、この動作モードで
はビームは２つのランディング角（θ＝±θL ）間で作
動し静止状態（θ＝０）と正のランディング角（θ＝＋
θL ）間で作動するわけではないためコントラストの劣
化はない。デューティファクタ効果は双方向動作モード
に対してはコントラストに影響を及ぼさないが、アドレ
ス電圧は影響を受ける。応力緩和による静止オフセット
角を補償するには一方向に大きなアドレス電圧を加えな
ければならない。双方向ＤＭＤが５Ｖのアドレス電圧で
動作する場合には、この５Ｖはデューティファクタオフ
セットを考慮するのに充分な動作マージンを含んでいな
ければならない。
【００１１】従って、双方向動作のより複雑なアドレス
回路条件を回避しながら、単方向動作の制限を回避する
ために双方向モードで作動する双安定偏向装置に対する
ニーズがある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】前記したように、最も
簡単なアドレッシングは単方向動作により達成される
が、双方向動作ではデューティファクタ効果によるコン
トラストの劣化が回避され低電圧動作が可能となる。ア
ドレス回路を複雑にすることなく双方向動作の利点を保
持するために、駆動ビーム法と呼ばれる新しいアドレス
回路が構成されている。アドレス信号（θa ）は電極で
はなくビームに与えられ、１個のアドレストランジスタ
により与えられる。差バイアス〔θb （＋），θ
b （−）〕がオフセットバイポーラバイアスの形で電極
に加えられる。ランディング電極はバイアス電極頂部の
酸化物ランディングパッドに置換される。
【００１３】一実施例において、ビームに加えられるア
ドレス電圧は０Ｖもしくは５Ｖであり、双安定性を達成
するのに必要な差バイアスは１５Ｖである。次に、負バ
イアス電極が−１５Ｖにバイアスされ正バイアス電極は
＋２０Ｖに設定される。
【００１４】ビームが０Ｖにアドレスされると、ビーム
と負バイアス電極間には＋１５Ｖの電位差がありビーム
と正バイアス電極間には−２０Ｖの差がある。バイアス
電極により発生するトルクは電位差の絶対値のみに依存
する。ビームと正バイアス電極間の電位差が５Ｖ大きい
ため、ビームは正のランディング角へ回転する。
【００１５】ビームが＋５Ｖにアドレスされると、ビー
ムと負バイアス電極間には＋２０Ｖの電位差がありビー
ムと正バイアス電極間には−１５Ｖの差がある。その結
果、ビームは負のランディング角へ回転する。
【００１６】ビームがランディングする時にビームと電
極間の放電を防止するために、バイアス電極頂部と酸化
物パッドが配置されている。
【００１７】従って、１個のトランジスタ駆動回路によ
り２つの位置間で回転ししかもＣＭＯＳ動作電圧レベル
を使用して行うことが、バイアスされたビーム空間双安
定装置の技術的利点である。
【００１８】常に低電圧動作を維持しながらデューティ
サイクルに無関係に光学状態間でコントラストが一定で
あることが、このような装置のもう一つの技術的利点で
ある。
【００１９】
【実施例】ＤＭＤアレイにおいて、ピクセル当りに必要
なトランジスタ数は双安定ＤＭＤが単方向モードで作動
するか双方向モードで作動するかに依存する。図１に示
すように、単方向動作においてトーションビーム１０は
その静止すなわちフラット状態（θ＝０）と正のランデ
ィング角（θ＝＋θL ）間で作動する。投光光学系は静
止状態が暗状態で正のランディング角が輝状態となるよ
うに設計されている。正のアドレス電極１３がアドレス
トランジスタ１０１に接続されている。負のアドレス電
極１２は接地されている。ビーム１０及びランディング
電極１１，１４は各々が負バイアス、−｜Ｖb ｜に接続
されている。バイアス値はビームを単安定もしくは三安
定モードで作動させるように調整される。バイアスが大
きいため、単安定モードに較べて三安定モードではアド
レス電圧が低くなる。
【００２０】アドレスシーケンスはバイアスを一時的に
接地へ戻して開始され、ビームはリセットパルスにより
リセットされる。次に、アドレストランジスタ１０１に
より正のアドレス電極電圧はφa ＝＋｜Ｖa ｜もしくは
φa ＝０に設定され、次にバイアスはオンへ戻される。
アドレス電極１３の＋｜Ｖa ｜に対して、ビーム１０は
θ＝＋θL へ回転する。アドレス電極１３の０Ｖに対し
ては、ビーム１０はθ＝０のままである。
【００２１】図２及び図３に示す双方向動作に対して、
トーションビーム１０はθ＝−θL とθ＝＋θL 間で作
動する。投光光学系はθ＝−θL が暗状態でθ＝＋θL
が輝状態となるように設定されている。アドレス電極１
２，１３は図２もしくは図３の回路を使用して相補信号
に接続される。
【００２２】図２の回路は１個のインバータ２０１及び
１個のアドレストランジスタ１０１（ピクセル当り３個
のトランジスタ及び１本のドレイン線）により相補信号
を発生する。
【００２３】図３の回路は２個のトランジスタ１０１，
３０１（ピクセル当り２個のトランジスタと２本のドレ
イン線）を使用する。バイアス値は双安定モードで作動
するように調整される。この動作モードにより最低アド
レス電圧が達成される。アドレスシーケンスは単方向の
場合と同様である。
【００２４】前記したように、双方向動作に対するアド
レス回路は一層複雑であるため、単方向動作が好ましい
ように見える。しかしながら、単方向動作には２つの制
限がある。第１は、高いアドレス電圧を必要とすること
であり、第２はデューティファクタ効果によりコントラ
ストが劣化することがあることである。これらの制限に
ついては後記する。
【００２５】アドレス電圧条件を下げるために、ビーム
にバイアスが加えられる。図４に示すように、バイアス
量によりビームが単安定か、三安定か、双安定かが決定
される。単方向動作に対しては、ポテンシャルエネルギ
バリアはフラット状態（θ＝０）とランド状態（θ＝±
θL ）の間に維持しなければならない。このバリアによ
りビームは（０Ｖアドレスに対して）フラット状態にと
どまり、バイアスを加えてもいずれかのランド状態へ自
然に偏向しないことが保証される。従って、単方向動作
に対しては、自然偏向を防止するのに適切なポテンシャ
ルエネルギバリアを保証するレベルヘバイアスは制限さ
れる。バイアスのこの制限により、アドレス電圧は強制
的に増大される。例えば、無バイアスで作動する代表的
な双安定ＤＭＤは１６Ｖアドレスを必要とする。−１０
Ｖのバイアスでは、ＤＭＤは三安定モードで作動してお
り＋１０Ｖアドレスを必要とする。−１６Ｖのバイアス
では、ＤＭＤは双安定モードで作動しており＋５Ｖのア
ドレスしか必要としない。本例において、標準５Ｖ Ｃ
ＭＯＳアドレス回路とコンパチブルにするためには、双
方向動作及びアドレッシングを必要とする双安定モード
で作動する必要がある。
【００２６】デューティファクタ効果は単安定動作に対
する第２の制限である。トーションヒンジが捻れると、
その表面の一部が圧縮し一部が緊張する。トーションヒ
ンジの表面残留にはこれらの応力が加わる。充分な時間
にわたって、これらの残留により捻れた状態で応力が緩
和される。次にトーションヒンジをその静止（捻れてい
ない）状態へ戻すと、これらの残留によりヒンジを捻れ
たままとする本来の応力が生じ、ビームは静止状態では
もはや平坦とはならない。偏向デューティファクタ（す
なわち、トーションヒンジが捻れた状態にある端数時
間）が大きい程且つ動作時間が長い程、静止状態に戻っ
た時のビーム偏向角は大きくなる。
【００２７】この静止偏向は差バイアスにより増幅さ
れ、１０°のランディング角に対して２〜３°に達する
ことがある。暗視野投光光学系に充分な光学的中立帯が
設計されていない限り、この静止偏向により光学的コン
トラストは劣化することがある。
【００２８】このデューティファクタ応力緩和機構は双
方向動作であっても回避できないが、この動作モードで
はビームは２つのランディング角（θ＝±θL ）間で作
動していて静止状態（θ＝０）と正のランディング角
（θ＝＋θL ）間で作動しているわけではないため、コ
ントラストの劣化は生じない。デューティファクタ効果
は双方向動作モードに対してコントラストに影響を及ぼ
すことはないが、アドレス電圧は影響を受ける。大きな
アドレス電圧を一方向に加えて静止角に対する応力緩和
オフセットを補償しなければならない。双方向ＤＭＤが
５Ｖのアドレス電圧で作動する場合には、この５Ｖはデ
ューティファクタオフセットを考慮するのに充分な動作
マージンを含んでいなければならない。
【００２９】前記したように、最も簡単なアドレッシン
グは単方向動作により達成されるが、双方向動作ではデ
ューティファクタ効果によるコントラストの劣化が回避
され低電圧動作が可能となる。アドレス回路を複雑にす
ることなく双方向動作の利点を保持するために、次のア
ドレス回路が提案される。
【００３０】図５に示す回路は駆動ビーム法と呼ばれ
る、アドレス信号（φa ）は電極ではなくビーム１０へ
与えられ、１個のアドレストランジスタ５０１により与
えられる。差バイアス〔φb （＋），φb （−）〕がオ
フセットバイポーラバイアスの形で電極５１，５２に加
えられる。ランディング電極１１，１４はバイアス電極
頂部の酸化物ランディングパッド５３，５４と置換され
ている。
【００３１】図５のアドレス回路の動作を説明するため
に、ビーム１０に加えられるアドレス電圧は０Ｖもしく
は＋５Ｖであり双安定を達成するのに必要な差バイアス
は１５Ｖであるものとする。次に、負バイアス電極５１
が−１５Ｖにバイアスされ正バイアス電極５２は＋２０
Ｖに設定される。
【００３２】ビーム１０が０Ｖにアドレスされると、ビ
ーム１０と負バイアス電極５１間には＋１５Ｖの電位差
がありビーム１０と正バイアス電極５２間には−２０Ｖ
の差がある。バイアス電極により発生されるトルクは電
位差の絶対値のみに依存する。ビーム１０と正バイアス
電極５２間の５Ｖ大きい電位差によりビーム１０は正の
ランディング角へ回転する。
【００３３】ビーム１０が＋５Ｖへアドレスされると、
ビーム１０と負バイアス電極５１間には＋２０Ｖの電位
差がありビーム１０と正バイアス電極５２間には−１５
Ｖの差がある。その結果、ビーム１０は負のランディン
グ角へ回転する。
【００３４】ビームがランディングする時にビーム１０
と電極間の放電を防止するために、バイアス電極５１，
５２の先端に酸化物パッド５３，５４が配置されてい
る。従来のランディング電極を使用することもできる。
しかしながら、従来技術でそうであるように、ランディ
ング電極は共通接続することができない。この提案され
た駆動ビームアドレス法では、ビームは電気的に絶縁さ
れており隣接ピクセル間のランディング電極も電気的に
絶縁して各ビームに接続しなければならない。ビームと
各ランディング電極間のこの複雑なバス（ｂｕｓｓｉｎ
ｇ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｉｏｎ）により酸化物ランディ
ングパッドは魅力的方法となる。
【００３５】リセットパルスが２つのバイアス電極５
１，５２に加わる点を除ければ、共振リセットは通常の
方法で達成される。
【００３６】図６のタイミング図は共振リセットパルス
を含むビーム及び電極波形を示す。
【００３７】従来技術の双安定ＤＭＤでは、前記出願多
値可変形ミラー装置に示すように、ビームは共通で支柱
を共有することができる。駆動ビーム双安定ＤＭＤでは
ピクセル当り２つの支柱がなければならず、その一方は
アドレストランジスタに接続されているか、もしくは、
２つのトーションロッドの一方がその支柱に接続されて
いる共有支柱がその支柱から電気的に絶縁されている。
図７及び図８に示す最初の方法（ピクセル当り２本の支
柱）が好ましく、それは多値可変形ミラー装置の隠れた
ヒンジアーキテクチュアを使用して面積効率を損うこと
なく一つの特別なマスクレベルのみが自動的に与えられ
るためである。
【００３８】図７は中央ビーム支柱７０１を有するピク
セルビーム１０のアレイ７００を示す。ビーム１０は前
記したアドレス法により選択的に偏向される。
【００３９】図８は両端を支柱８０４により支持された
下層バイアス電極５１，５２及びヒンジ８０１を示す。
ヒンジ８０１の一端において、支柱８０４はコンタクト
８０２を介して下層アドレス制御回路とコンタクトでき
るように構成されている。バイアス電極は支柱８０３に
より支持されている。
【００４０】図９は図８の９９に沿った断面を示し、前
記したようにビーム１０に加わるアドレス信号と電極５
１，５２のバイアス電位の組合せの制御の元でビーム１
０が酸化物パッド５３もしくは５４へ偏向可能であるこ
とを示している。
【００４１】層９０１はアドレス回路を含む基板であ
り、ＣＭＯＳ技術とすることができる。層９０２はアド
レス回路の最終金属化層である。層９０３は基板の保護
酸化物である。最終段内の層９０４は第１のスペーサを
除去して構成される空隙である。層９０５はヒンジメタ
ルである。層９０６はバイアス電極メタルである。層９
０７は第２のスペーサを除去して形成されるもう一つの
空隙であり、層９０８はビームメタルである。
【００４２】バイアス電極５１，５２は下層アドレス回
路の下層最終金属化層ではなく電極メタル（図８）を使
用して最も簡便に相互接続される。しかしながら、この
方法ではピクセルの正バイアス電極は次のピクセルの負
バイアス電極となる。バイアス電極のピクセルごとの極
性反転を修正するために、一つおきのピクセルごとにビ
デオ入力が補足される。
【００４３】実施例について本発明を説明してきたが、
発明の範囲を限定するのは本説明ではなく特許請求の範
囲である。同業者ならば、前記説明を参照すれば別の実
施例だけでなく、開示された実施例のさまざまな修正が
明白であると思われる。従って、特許請求の範囲には発
明の真の範囲内に入るこのような修正も包含されるもの
とする。
【００４４】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。
【００４５】（１） 画定された制御可能に回転可能な
ビーム領域を有する空間光変調装置において、該装置は
前記回転可能ビームに近接配置されその上に電位を確立
するように作動する第１のバイアス電極と、前記ビーム
上にアドレス電位を選択可能に確立する回路であって、
前記電位は前記バイアス電極の電位と共に作動して前記
ビームを選択的に回転可能とする前記回路、を具備す
る、空間光変調装置。
【００４６】（２） 第（１）項記載の装置において、
前記アドレス電圧は２つの電圧の中の一電圧であり、前
記装置はさらに、前記回転可能ビームに近接配置され前
記第１のバイアス電極に確立された電位とは異なる電位
をその上に確立するように作動して、前記バイアス電圧
と共に作動する前記ビームの前記アドレス電圧の一方も
しくは他方が前記回転の方向を制御するようにされた第
２のバイアス電極、を具備する、空間光変調装置。
【００４７】（３） 第（２）項記載の装置において、
前記バイアス電極及び前記第２のバイアス電極は間隔を
とって前記ビームの旋回点の両側に配置され、前記ビー
ムの第１の電圧により前記ビームは前記旋回点の周りを
前記第１のバイアス電極に向って回転し、前記回転可能
ビームの前記第２の電圧により前記ビームは前記第２の
バイアス電極に向って旋回するようにされている、空間
光変調装置。
【００４８】（４） 第（３）項記載の装置において、
さらに前記ビームが前記バイアス電極と共にもしくは前
記第２のバイアス電極と共に旋回する時に、前記ビーム
を支持する電気的に絶縁された一対のランディングパッ
ドを含む、空間光変調装置。
【００４９】（５） 第（２）項記載の装置において、
さらにベース層と、前記制御可能に回転可能なビーム領
域を画定する前記ベース層とは独立した層と、前記ベー
ス層により支持され前記回転可能領域に接続されて前記
回転可能領域を支持し前記回転可能領域が前記ベース層
に対して画定された範囲内の運動を行えるようにする、
前記回転可能領域の面とは別の面内にあるヒンジ、を具
備する、空間光変調装置。
【００５０】（６） 第（１）項記載の装置において、
前記ベース基板はその内に画定された制御回路を含み、
前記装置はさらに、前記ベース層と前記別の基板間に配
置され、その上に前記回転可能領域の前記回転を制御す
る信号を与えるための個別領域が画定されている層と、
前記制御回路から前記個別領域へ信号を通信させて前記
回転可能領域を制御する相互接続構造、を含む、空間光
変調装置。
【００５１】（７） 第（６）項記載の装置において、
前記制御回路はＣＭＯＳ技術を使用して構成される、空
間光変調装置。
【００５２】（８） 第（２）項記載の装置において、
前記２つのアドレス電圧は０及び＋Ｖ a であり、前記第
１及び第２のバイアス電圧は、それぞれ、−｜Ｖb ｜及
び＋｜Ｖb ｜＋｜Ｖa ｜である、空間光変調装置。
【００５３】（９） 第（８）項記載の装置において、
Ｖa ＝５ＶでＶb ＝１５Ｖである、空間光変調装置。
【００５４】（１０） 第（２）項記載の装置におい
て、多層基板装置として構成され前記ビームは前記装置
の支持層内に構成されたアドレス制御回路と接触する少
くとも一つの領域を有する、空間光変調装置。
【００５５】（１１） 各装置が画定された制御可能に
回転可能なビーム領域を有する空間光変調装置のアレイ
において、該アレイは、前記回転可能ビームに近接配置
され前記各バイアス電極と異なる電位を確立するように
作動するバイアス電極と、前記ビームに選択的に電位を
確立し、前記電位は前記バイアス電極上の前記電位と共
に作動して前記ビームを選択的に回転できるようにする
回路、を具備する、空間光変調装置アレイ。
【００５６】（１２） 第（１１）項記載のアレイにお
いて、前記ビーム電圧は前記バイアス電圧と共に作動し
て前記ビームの前記回転の方向を制御する２つの電圧の
一方の電圧である、空間光変調器アレイ。
【００５７】（１３） 第（１２）項記載のアレイにお
いて、前記各ビームに対する前記バイアス電極は互いに
間隔をとって前記ビームの旋回点の両側に配置されてお
り、前記ビームの第１の電圧により前記ビームは前記旋
回点の周りを前記一つのバイアス電極に向って回転さ
れ、前記回転可能ビームの前記第２の電圧により前記ビ
ームは前記第２のバイアス電極に向って旋回されるよう
にされている、空間光変調装置アレイ。
【００５８】（１４） 第（１１）項記載のアレイにお
いて、さらにＨＤＴＶシステムを具備し、前記アレイは
前記システム内の可視ディスプレイである、空間光変調
装置アレイ。
【００５９】（１５） 第（１３）項記載のアレイにお
いて、前記旋回点の一方側の前記バイアス電極は全て電
気的に共通であり前記旋回点の他方側の全バイアス電極
が電気的に共通である、空間光変調装置アレイ。
【００６０】（１６） 画定された制御可能に回転可能
なビーム領域を有する空間光変調装置を達成する方法に
おいて、該方法は、第１のバイアス電極を前記回転可能
ビームに近接配置し、前記バイアス電極に電位を確立
し、前記ビームにアドレス電位を選択的に確立し、前記
電位は前記バイアス電極に確立された前記電位と共に作
動して前記ビームを回転させる、ステップからなる、空
間光変調装置達成方法。
【００６１】（１７） 第（１６）項記載の方法におい
て、前記アドレス電圧を確立するステップは、２つの電
圧の一方を供給する、ステップを含む、空間光変調装置
達成方法。
【００６２】（１８） 第（１７）項記載の方法におい
て、さらに、第２のバイアス電極を前記回転可能ビーム
へ近接配置し、前記第１のバイアス電極に確立された電
位とは異なる電位を前記第２のバイアス電極へ確立し
て、前記バイアス電圧と共に作動する前記ビームの前記
アドレス電圧の一方もしくは他方により前記回転の方向
が制御されるようにする、ステップを有する、空間光変
調装置達成方法。
【００６３】（１９） 第（１８）項記載の方法におい
て、前記バイアス電極位置決めステップは、前記ビーム
の旋回点の両側で前記電極を引き離して、前記ビームの
前記第１の電圧により前記ビームが前記旋回点の周りを
前記第１のバイアス電極に向って回転され、前記回転可
能ビームの前記第２の電圧により前記ビームが前記第２
のバイアス電極に向って旋回するようにする、ステップ
を含む、空間光変調装置達成方法。
【００６４】（２０） 双安定ＤＭＤの双方向動作は単
方向動作よりも好ましいものであり、それはデューティ
ファクタ効果によるコントラストの劣化が解消され低電
圧動作が可能となるためである。しかしながら、双方向
アドレッシングはピクセル当たり２本のドレイン線と２
個のトランジスタもしくはピクセル当り１本のドレイン
線と３個のトランジスタを必要とする。ピクセル当り１
本のドレイン線と１個のトランジスタしか必要としない
双方向動作用アドレッシング法を開示する。高鮮明度テ
レビ応用に使用されるメガピクセルＤＭＤに対して、こ
のアドレッシング法によりトランジスタ総数は大幅に低
減しチップの歩留り及びコストの向上が期待される。
【００６５】関連出願 下記の米国特許出願は全て相互参照されるものであり、
全てテキサスインスツルメンツ社が譲り受けているもの
である。これらは同時に出願されているため、参照とし
て本出願に組み入れられている。 譲受人処理番号 ＴＩ−１４５６８ 多値可変形ミラーデバイス ＴＩ−１４６４３ 改良型双安定ＤＭＤアドレ
ス回路及び方法 ＴＩ−１４６４９ ＤＭＤを制御回路基板に集
積するための改良型アーキテクチュア及びプロセス ＴＩ−１４７１５ フィールド更新可変形ミラ
ーデバイス また、下記の出願も参照として、ここに組み入れられて
いる。 ＴＩ−１３１７３Ａ １９８９年５月１５日出
願、第３５５，０４９号空間光変調器及び方法 ＴＩ−１４４８１ １９８９年９月１４日出
願、第４０８，３５５号空間光変調器及び方法 米国特許第４，６６２，７４６号 １９８７年５月５日
付、空間光変調器及び方法 米国特許第４，５６６，９３５号 １９８６年１月２８
日付、空間光変調器及び方法 米国特許第４，６１５，５９５号 １９８６年１０月７
日付、フレームアドレス空間光変調器
【図面の簡単な説明】
【図１】ＤＭＤの代表的な単方向動作を示す図。
【図２】ＤＭＤの代表的な双方向動作を示す図。
【図３】ＤＭＤの代表的な双方向動作を示す図。
【図４】ＤＭＤの閾値のエネルギ図。
【図５】本発明の駆動ビームアドレッシング技術を示す
図。
【図６】代表的なシステムのビーム及び電極波形を示す
図。
【図７】双安定ＤＭＤピクセルの平面図。
【図８】双安定ＤＭＤピクセルの平面図。
【図９】図８の９−９断面に沿ったＤＭＤピクセルの断
面図。
【符号の説明】
１０ トーションビーム １１ ランディング電極 １２ 負アドレス電極 １３ 正アドレス電極 １４ ランディング電極 ５１ 負バイアス電極 ５２ 正バイアス電極 ５３ 酸化物ランディングパッド ５４ 酸化物ランディングパッド １０１ アドレストランジスタ ２０１ インバータ ３０１ トランジスタ ７００ ピクセルビームアレイ ７０１ 中央ビーム支柱 ８０１ ヒンジ ８０２ コンタクト ８０３ 支柱 ８０４ 支柱 ９０１ 層 ９０２ 層 ９０３ 層 ９０４ 層 ９０５ 層 ９０６ 層 ９０７ 層 ９０８ 層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画定された制御可能に回転可能なビーム
    領域を有する空間光変調装置において、該装置は前記回
    転可能ビームに近接配置されその上に電位を確立するよ
    うに作動する第１のバイアス電極と、前記ビーム上にア
    ドレス電位を選択可能に確立する回路であって前記電位
    は前記バイアス電極の電位と共に作動して前記ビームを
    選択的に回転可能とする前記回路を具備する、空間光変
    調装置。
  2. 【請求項２】 画定された制御可能に回転可能なビーム
    領域を有する空間光変調装置を達成する方法において、
    該方法は第１のバイアス電極を前記回転可能ビームに近
    接配置し、前記バイアス電極に電位を確立し、前記ビー
    ムに電位を選択的に確立し、前記電位は前記バイアス電
    極に確立された前記電位と共に作動して前記ビームを回
    転させる、ステップからなる空間光変調装置達成方法。
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