JPH07174993A - 光投射型システムに用いられるエレクトロディスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレイ - Google Patents

光投射型システムに用いられるエレクトロディスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレイ

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JPH07174993A
JPH07174993A JP6169558A JP16955894A JPH07174993A JP H07174993 A JPH07174993 A JP H07174993A JP 6169558 A JP6169558 A JP 6169558A JP 16955894 A JP16955894 A JP 16955894A JP H07174993 A JPH07174993 A JP H07174993A
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actuated mirror
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Yong-Ki Min
雇 基 閔
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WiniaDaewoo Co Ltd
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Daiu Denshi Kk
Daewoo Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多層エレクトロディスプレイシブセラミック
構造を用いずに、Ｍ×Ｎエレクトロディスプレイシブア
クチュエイテッドミラーアレイを製造する方法を提供す
ること（Ｍ及びＮは整数）。 【構成】 能動基板１５、Ｍ×Ｎエレクトロディスプレ
イシブアクチュエータアレイ、Ｍ×Ｎヒンジアレイ、Ｍ
×Ｎ接続ターミナルアレイ、Ｍ×Ｎミラーアレイを含む
構成。能動基板は基板、Ｍ×Ｎトランジスタアレイ、Ｍ
×Ｎ接続ターミナルアレイを備える。各Ｍ×Ｎ個のエレ
クトロディスプレイシブアクチュエータは上，下部表
面、第１電極、一対の第２電極、一対の絶縁層を有す
る。Ｍ×Ｎヒンジアレイを形成する各ヒンジは平滑な上
部表面及び各アクチュエータ上部に装着された突起部を
有する下部表面と共に提供される。各Ｍ×Ｎ個の接続タ
ーミナルは第１電極と能動基板とを電気的に接続するの
に用いられる。各Ｍ×Ｎ個のミラーは各Ｍ×Ｎ個のヒン
ジの上部表面に装着される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光投射型システム（opti
cal projection system ）に関するもので、特に、エレ
クトロディスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレ
イ（electrodisplacive actuated mirror array ）およ
びこのようなアレイを製造するのに用いられる向上され
た製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の様々のビデオディスプレイシステ
ムのうち、光投射型システムは大型画面で高画質ビデオ
ディスプレイを提供することと知られている。このよう
な光投射型システムにおいては、ランプから投射された
光は、例えば、Ｍ×Ｎアクチュエイテッドミラーアレイ
に均一に照明されるが、このとき、各々のミラーは各々
のアクチュエータと結合されている。アクチュエータな
どは印加された電界に対応して変形する圧電材料（piez
oelectric ）または電歪材料（electrostrictive）のよ
うなエレクトロディスプレイシブ物質（electrodisplac
ive material）からなりうる。
【０００３】各々のミラーから反射された光は、開口
（aperture）に投射される。電気信号を各々のアクチュ
エータに印加することによって、光線が投射される各々
のミラーの相対的な位置が変更され、これによって各ミ
ラーから反射された光の光路が変更される。各々の反射
された光の光路が変更されるばあい、各々のミラーから
反射されて開口を通過する光量は変化されて、光の強度
が調整される。開口を通じて光量が調整された光は、投
射レンズ（projection lens ）のような適切な光学装置
を通じて投射スクリーン（projection screen ）へ伝送
されて像（image）をディスプレイする。
【０００４】図１０には、“PIEZOELECTRIC ACTUATED A
RRAY AND METHOD FOR THE MANUFACTURE THEREOF ”とい
う名称で共同係留中の米国特許出願第 号に開
示されているＭ×Ｎアクチュエイテッドミラーアレイ１
００の断面図が示されているが、これはアクティブマト
リックス１と、Ｍ×Ｎ個のアクチュエータ（例えば、４
０，４０′，４０″）からなるＭ×Ｎアクチュエータア
レイ４と、対応するＭ×Ｎ個のミラー（例えば、７０，
７０′，７０″）からなるＭ×Ｎミラーアレイ７および
対応するＭ×Ｎ個の接続ターミナル（例えば、９０，９
０′，９０″）からなるＭ×Ｎ接続ターミナルアレイ９
を含み、ここでＭおよびＮは整数である。各々のアクチ
ュエータ（例えば、４０）は上部表面４６，下部表面４
７および一対の外面４８ａ，４８ｂなどを含み、一対の
エレクトロディスプレイシブ部材４２ａ，４２ｂと、一
対のエレクトロディスプレイシブ部材４２ａ，４２ｂの
外面４８ａ，４８ｂ上に各々位置した一対の基準電極４
４ａ，４４ｂと一対のエレクトロディスプレイシブ部材
４２ａ，４２ｂとのあいだに位置した共通信号電極４３
を含む二重形態構造（bimorph structure ）を有する
（全てのアクチュエータ（例えば、４０，４０′，４
０″）は本質的に同一であるので、次の説明などは一つ
のアクチュエータ４０に関して記述される）。
【０００５】エレクトロディスプレイシブ部材４２ａ，
４２ｂは、圧電物質（例えば、leadzirconium titanate
（PZT ））または電歪物質（例えば、lead magnesium n
iobate−lead titanate （PMN −PT））のようなエレク
トロディスプレイシブ物質から構成される。
【０００６】アクチュエータ４０の下部表面４７は、能
動基板１と接している、ミラー７０はアクチュエータ４
０の上部表面４６に形成される。さらに、接続ターミナ
ル９０はアクチュエータ４０内の共通信号電極４３と能
動基板１を電気的に接続するのに用いられる。
【０００７】共通信号電極４３と基準電極４４ａ，４４
ｂとのあいだに電圧が印加されれば、それらのあいだに
位置したエレクトロディスプレイシブ物質は印加された
電圧の極性によって決定された方向に変形されるだろ
う。
【０００８】“ACTUATOR ARRAY AND METHOD FOR THE MA
NUFACTURE THEREOF ”という名称の共同係留中である米
国特許出願第 号に、前記した光投射型システム
に用いるためのＭ×Ｎエレクトロディスプレイシブアク
チュエイテッドアレイを製造する方法が開示されてお
り、その製造方法は次のステップを含む。
【０００９】（１）Ｍ個の第１電導性金属層および、Ｍ
＋１個のエレクトロディスプレイシブ物質層を有する多
層セラミック構造を形成するステップであって、前記第
１電導性金属の各々の階層は二つの前記エレクトロディ
スプレイシブ物質層のあいだに位置し、（２）多層セラ
ミック構造を第１電導性金属層の垂直方向に切断して、
複合セラミックウェーハ（Composite Ceramic Wafer ）
を得るステップと、（３）機械的手段（例えば、ソーイ
ング（sawing））を用いて、水平方向へ一定の間隔をお
いて配列された互いに平行な多数のトレンチを提供する
ステップであって、各々のトレンチは隣接した二つの第
１電導性金属層から同一の距離に位置し、（４）第２電
導性金属を蒸着するステップと、（５）Ｍ×Ｎエレクト
ロディスプレイシブアクチュエータアレイを得るため
に、ステップ（３）とステップ（４）で形成された合成
セラミックウェーハを一定のギャップをおいて垂直方向
へ切断するステップとを含む。
【００１０】第１および第２電導性金属は、各々の完成
されたアクチュエイテッドミラーアレイで共通信号電極
（例えば、４３）と基準電極（例えば、４４ａ，４４
ｂ）として用いる。
【００１１】もう一つの係留中である“MIRROR ARRAY A
ND METHOD FOR THE MANUFACTURE THEREOF ”という名称
で許与された米国特許第 号に開示されている、
Ｍ×ＮミラーアレイをＭ×Ｎエレクトロディスプレイシ
ブアクチュエータアレイに付着する方法において、前記
方法は次のステップを含む。
【００１２】（１）分離層を基板上に形成するステップ
と、（２）ミラー層を分離層上に蒸着するステップと、
（３）ミラー層をＭ×Ｎミラーアレイに限定するステッ
プと、（４）前記ステップ（１）ないし（３）によって
処理された基板上に支持層を提供するステップと、
（５）各々のＭ×Ｎエレクトロディスプレイシブアクチ
ュエータがステップ（３）に限定された各々のＭ×Ｎ個
のミラーと整列されるように、アクチュエータアレイを
支持層上に形成するステップと、（６）基板を支持層と
ミラーとから分離するために分離層を除去するステップ
と、（７）Ｍ×Ｎ個の断絶された各々の支持部材アレイ
をパターニング（pattering ）するステップであって、
各々の前記支持部材は各々のＭ×Ｎ個のミラーと大きさ
が相応することで、その結果によってＭ×Ｎアクチュエ
イテッドミラーアレイを提供するステップとを含む。
【００１３】しかし、Ｍ×Ｎエレクトロディスプレイシ
ブアクチュエータアレイを製造し、Ｍ×Ｎミラーアレイ
を付着する前記した方法などには多くの問題点があっ
た。まず、完成されたアクチュエイテッドミラーアレイ
において、共通信号電極４３で作用する第１電導性金属
は、多層セラミック構造形成に含まれた焼結工程（sint
ering process ）のあいだに変形または曲がるおそれが
あり、さらに、正確な寸法のトレンチを形成しにくいの
で、その結果、正確な寸法のアクチュエータの形成も行
いにくくななる。前記方法における他の問題点は、第１
電導性金属としては、非常に高い焼結温度（例えば、摂
氏1,250 °以上）で耐えうる白金（Pt）またはパラジウ
ム（Pd）のような高融点を有する高価の電極物質が要求
されるという点である。さらに、Ｍ×Ｎ個の圧電アクチ
ュエイテッドミラーアレイを製造する場合、多層セラミ
ック構造は高い直流電源（DC）で前記したステップを行
う前に、分極されなければならないが、この過程で度々
電気的特性低下（electricaldegradation）または電気
的破壊（electrical breakdown）が発生することができ
る。さらに、Ｍ×Ｎ個のエレクトロディスプレイシブア
クチュエイテッドアレイは、機械的手段（例えば、ソー
イング）を用いて製造されるので、Ｍ×Ｎエレクトロデ
ィスプレイシブアクチュエイテッドミラーの製造におい
て、所望の再生、信頼性および生産性を具現しにくく、
小型化にも制限が伴う。
【００１４】さらに、Ｍ×ＮミラーアレイをＭ×Ｎエレ
クトロディスプレイシブアクチュエイテッドアレイに付
着する前記の方法を行うことにおいて、各々のＭ×Ｎ個
のミラーを各々のＭ×Ｎ個のエレクトロディスプレイシ
ブアクチュエータに整列しにくいのみならず、スパッタ
リング層とミラーから分離層を除去または基板を分離す
るのに困難であることがありうる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
多層エレクトロディスプレイシブセラミック構造を用い
ずに、Ｍ×Ｎエレクトロディスプレイシブアクチュエイ
テッドミラーアレイを製造する方法を提供することであ
る（ＭおよびＮは整数）。
【００１６】本発明の他の目的は、高い再現性および信
頼度のＭ×Ｎエレクトロディスプレイシブアクチュエイ
テッドミラーアレイを高い生産性で製造する向上された
方法を提供することである。
【００１７】本発明の他の目的は、分極工程（polling
process ）のあいだ、非常に高い直流（DC）電圧が要求
されないＭ×Ｎ圧電アクチュエイテッドミラーアレイを
製造する方法を提供することである。
【００１８】本発明のさらに他の目的は、各々のＭ×Ｎ
個のミラーと各々のＭ×Ｎ個のエレクトロディスプレイ
シブアクチュエータを容易に整列しうるＭ×Ｎエレクト
ロディスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレイを
製造する方法を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、Ｍ×Ｎエレクトロディスプレイシブアクチュエイテ
ッドミラーアレイを製造する向上された方法が提供され
（ＭおよびＮは整数）、前記方法は次のステップを含
む、（ａ）エレクトロディスプレイシブ物質からなる、
上部表面と下部表面を有するセラミックウェーハを製造
するステップと、（ｂ）前記セラミックウェーハの下部
表面上に一定の間隔で配列された同一の大きさを有する
Ｍ×Ｎ個の第１電極からなるＭ×Ｎ第１電極アレイと、
前記セラミックウェーハの上部表面上に一定の間隔で配
列され、同一の大きさを有するＭ＋１個の第２電極から
なるＭ＋１第２電極アレイを形成するステップであっ
て、各々のＭ＋１個の第２電極は上部表面に沿って延長
し、各々のＭ×Ｎ個の第１電極は隣接した二つの第２電
極の部分を重畳し、隣接した二つの第２電極などのあい
だの中央ラインは重畳する第１電極の中央ラインと一致
し、（ｃ）基板、Ｍ×Ｎ個のトランジスタからなるＭ×
Ｎトランジスタアレイおよび第１電極と各々接続するＭ
×Ｎ個の接続ターミナルからなるＭ×Ｎ接続ターミナル
アレイを含む能動基板（active matrix ）上に前記ステ
ップ（ｂ）によって処理された前記セラミックウェーハ
を装着するステップと、（ｄ）絶縁層で各々のＭ＋１個
の第２電極を被服するステップと、（ｅ）Ｍ＋１個の第
２電極を被服する各々のＭ＋１個の絶縁層上部にフォト
レジスティブネックドセグメント（photoresistive nec
ked segment ））を提供するステップと、（ｆ）各々二
つの第２電極のあいだおよび第１電極の中央ライン上に
位置し、第２電極と平行で、垂直方向へＮ−１個の溝を
含むＭ個のトレンチからなるＭトレンチセットを形成す
るステップと、（ｇ）前記フォトレジスティブネックド
セグメントを除去するステップと、（ｈ）前記ステップ
（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）および（ｇ）
によって処理された前記セラミックウェーハの上部表面
上に隣接した二つの第２電極を被服する絶縁上に同時に
装着される突起部を有する下部表面と上部表面が各々提
供されたＭ×Ｎ個のヒンジからなるＭ×Ｎヒンジアレイ
を配置するステップと、（ｉ）前記ステップ（ｂ）ない
し（ｈ）によって処理された前記セラミックウェーハの
上部表面にＭ×Ｎ個のヒンジによって被服されなかった
露光領域に水溶性分離器（watersoluble separator）を
提供するステップと、（ｊ）ミラーを各々のＭ×Ｎ個の
ヒンジの上部表面上に形成するステップと、（ｋ）前記
水溶性分離器を除去するステップと、（ｌ）Ｍ×Ｎエレ
クトロディスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレ
イを形成するために適切な電気的接続を具現するステッ
プとを含む。
【００２０】本発明の他の観点によれば、光投射型シス
テムに使用可能な新規な構造を有するＭ×Ｎエレクトロ
ディスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレイが提
供され、前記アクチュエイテッドミラーアレイは次の事
項を含む。
【００２１】基板、Ｍ×ＮトランジスタアレイおよびＭ
×Ｎ接続ターミナルアレイを含む能動基板と、上部およ
び下部表面、第１電極、一対の第２電極および一対の絶
縁層を有するエレクトロディスプレイシブ部材を含み、
エレクトロディスプレイシブ部材は上部表面に形成され
たトレンチによって均等に分離され、その結果によって
第１上部表面を有する第１アクチュエーチング部材と第
２上部表面を有する第２アクチュエーチング部材を生成
し、第１電極は下部表面上に位置し、各々の一対の第２
電極は各々第１上部表面と第２上部表面上に位置し、各
々の一対の絶縁層は各々の一対の第２電極の上部に位置
するＭ×Ｎ個のエレクトロディスプレイシブアクチュエ
ータからなるＭ×Ｎエレクトロディスプレイシブアクチ
ュエータアレイと、平滑な上部表面とＭ×Ｎ個のエレク
トロディスプレイシブアクチュエータ上に装着される突
起部を有する下部表面を各々備えるＭ×Ｎ個のヒンジか
らなるＭ×Ｎヒンジアレイと、能動基板と、各々のアク
チュエータ内の第１電極を電気的に接続するのに各々用
いられるＭ×Ｎ個の接続ターミナルからなるＭ×Ｎ接続
ターミナルアレイと、各々のＭ×Ｎ個のヒンジの前記上
部表面に各々装着されるＭ×Ｎ個のミラーと、からなる
Ｍ×Ｎミラーアレイ。
【００２２】前記本発明の他の目的と特性は、添付され
た図面と共に提供される望ましい実施例の詳細な説明を
参照すればより易く理解できるだろう。
【００２３】
【実施例】本発明によるＭ×Ｎエレクトロディスプレイ
シブアクチュエイテッドミラーアレイの製造工程は、上
部表面１１および下部表面１２を有するセラミックウェ
ーハ１０から始まり、セラミックウェーハ１０は、図１
に示された通り、圧電物質（例えば、リードジルコニウ
ムチタネート（lead zirconium titanate ）（PZT））
または電歪物質（例えば、リードマグネシウムニオベー
トーリードチタネート（lead magnesium niobate−lead
titanate （PMN −PT））のようなエレクトロディスプ
レイシブ物質からなる。一方、上部表面１１および下部
方面１２は平滑で互いに平行である。
【００２４】図２に示された通り、セラミックウェーハ
１０の下部表面１２上に一定の間隔で配列された同一の
大きさのＭ×Ｎ個の第１電極（例えば、１３[(M-i+1)，
(N-j)]，１３[(M-i)，(N-j)]，１３[(M-i-1)，(N-j)]）
からなるＭ×Ｎ第１電極アレイ２が形成され、上部表面
１１上には、一定の間隔で配列された同一の大きさのＭ
＋１個の第２電極（例えば、１４M-i ，１４M-i+1 ，１
４M-j+2 ）からなる第２電極アレイ３が形成される。一
方、ｉとｊは整数であって、各々Ｍ−１とＮ−１より同
じであるか小さい。各々のＭ＋１個の第２電極（例え
ば、１４M-j ）はセラミックウェーハ１０の上部表面１
１を横切って延長し、互いに平行である。一方、各々の
Ｍ×Ｎ個の電極（例えば、１３[(M-i)，(N-j)]）は、隣
接した二つの第２電極（例えば、１４M-i+1 ，１４M-j+
2 ）を重畳し、隣接した二つの第２電極（例えば、１４
M-i+1 ，１４M-j+2 ）あいだの中央ラインは第１電極の
中央ラインと同一線上に位置する。
【００２５】Ｍ×Ｎ第１電極アレイ２とＭ＋１第２電極
アレイ３は、例えば、スパッタリング（sputtering）の
ような方法で電導性金属（例えば、Al，Cu，Ni）を全て
の上部表面１１および下部表面１２に被服してから、フ
ォトリソグラフィー（photolithography）方法を用い
て、必要な電極パターンを得ることによって達成され
る。
【００２６】前記したステップによって処理されたセラ
ミックウェーハ１０は、図３に示されたように、絶縁体
（例えば、Al203 またはガラス（glass ））または半導
体（例えば、Si）からなる基板３０，Ｍ×Ｎ個のトラン
ジスタからなるＭ×Ｎトランジスタアレイ（図示せず）
およびＭ×Ｎ個の接続ターミナル（例えば、１６[(M-i+
1)，(N-j)]，１６[(M-１），(N-j)]，１６[(M-i-1)，(N
-j)]からなるＭ×Ｎ接続ターミナルアレイ６を含む能動
基板１５上に装着される。各々のＭ×Ｎ個の接続ターミ
ナル（例えば、１６[(M-1)，(N-j)]）は電導性接着剤を
用いて、各々のＭ×Ｎ個の第１電極（例えば、１３[(M-
1)，(N-j)]）と電気的に接続される。
【００２７】セラミックウェーハ１０が圧電物質（例え
ば、PZT ）からなると、セラミックウェーハ１０は能動
基板１５上に装着される前に分極されなければならな
い。これは、次の二つのステップに行われる、一極隔て
て第２電極（例えば、１４M-i，１４M-i+2 ）と第１電
極（例えば、１３[(M-i+1)，(N-j)]，１３[(M-i)，(N-
j)]，１３[(M-i-1)，(N-j)]）のあいだに直流電圧を印
加することを含む第１ステップであって、第１電極は接
地（図示せず）と接続され、前記したことと同一の直流
電圧を残りの第２電極（例えば、１４M-i+1 ，１４(M-i
+3) と第１電極（例えば、１３[(M-i+1)，(N-j)]，１３
[(M-i)，(N-j)]，１３[(M-i-1)，(N-j)]）のあいだに印
加することを含む第２ステップであって、第１ステップ
と反対に第２電極が接地（図示せず）と接続され、それ
によって第１電極と第２電極とのあいだに位置した圧電
物質は第１ステップの分極方向の反対方向へ分極する。
【００２８】セラミックウェーハ１０が電歪物質からな
ると、前記した分極過程は省略されうる。
【００２９】その後、各々のＭ＋１個の第２電極（例え
ば、１４M-i+1)は酸化物（oxide ）または窒化物（nitr
ide ）からなる絶縁層（insulating layer）２６で塗布
される。
【００３０】次のステップにおいて、絶縁層２６で塗布
されたＭ＋１個の第２電極は、図３に示された通り、エ
ッチングマスク（etching mask）として用いられるＭ＋
１個のフォトレジスティブネクセグメントで塗布され
る。
【００３１】次のステップにおいて、Ｍ＋１個のフォト
レジスティブネクセグメントで塗布されない領域はエッ
チングで除去され、よって、図３に示された通り、一定
の空間の同一の大きさを有するＭ個のトレンチ（例え
ば、１８M-i ，１８M-i-1 ，１８M-i+1 ）からなるトレ
ンチセットを形成し、これらのトレンチはＭ＋１個の共
通基準電極と平行である。一方、各々のトレンチ（例え
ば、１８M-i ）の中央ラインは対応する第１電極（例え
ば、１３[(M-i)，(N-j)]の中央ラインと整列され、各々
のトレンチ（例えば、１８M-i ）は一定の間隔で配列さ
れ、同一の大きさのＮ−１個の溝（例えば、１９[(M-
i)，(N-j-1)]，１９[(M-i)，(N-j)]，１９[(M-i)，(N-j
+1)]）などからなる溝セットを共に含み、これらのＮ−
１個の溝はトレンチ方向と垂直方向に並べている。
【００３２】Ｎ−１個の溝は全てのＭ個のトレンチ上に
同一位置に位置し、各々のＭ個のトレンチにあるＮ−１
個の溝は隣接したトレンチの溝などと接触しない。形成
されたＭ個のトレンチおよびＭ×（Ｎ−１）個の溝の幅
と深さは、各々５−１５μｍおよび１０−２０μｍの範
囲内にある。Ｍ個のトレンチおよびＭ×（Ｎ−１）個の
溝が形成されれば、フォトレジスティブネクセグメント
（例えば、１７M-i ，１７M-i+1 ，１７M-i+2 ）が除去
される。
【００３３】図４および図５には、前記したステップに
よって処理されたセラミックウェーハ１０の上分表面上
に装着されたＭ×Ｎ個のヒンジ（例えば、２０[(M-i+
1)，(N-j)]，２０[(M-i)，(N-j)]，２０[(M-i-1)，(N-
j)]からなるＭ×Ｎヒンジアレイ８が示されているが、
各々のＭ×Ｎ個のヒンジ（例えば、２０[(M-i+1)，(N-
j)]）は平滑な上部表面および突起部２３を有する下部
表面２２を含み、突起部２３の下部は対応する二つの隣
接した第２電極（例えば、１４M-i ，１４M-i+1 ）を被
服する絶縁層２６上に装着される。ヒンジはＵＶ光（li
ght ）に露出されるとき、凝固する絶縁エポキシからな
る。図４および図５は各々前述したステップによって処
理されたセラミックウェーハ１０の斜視図および断面図
である。
【００３４】その次のステップとして、Ｍ×Ｎ個のミラ
ー（例えば、２５[(M-i+1)，(N-j)]，２５[(M-i)，(N-
j)]，２５[(M-i-1)，(N-j)]）からなるＭ×Ｎミラーア
レイ２４は、光反射特性が良好な物質（例えば、Al）か
らなり、スパッタリング方法のような従来の技術を用い
て、各々のＭ×Ｎミラーは各々のＭ×Ｎ個のヒンジの上
部表面２１に形成される。さらに、ヒンジの上部表面に
スパッタリングするあいだ、他の上部表面２１に形成さ
れうる光反射表面からの不規則的な光反射を防ぐため
に、水溶性分離器（図示せず）をスパッタリング以前に
露光領域（例えば、Ｍ×Ｎ個のヒンジによって被服され
ない領域）に提供する。前記分離器はあとに除去され
る。その後のステップにおいて、適切な電気接続が行わ
れ、それによって、図６および図７に示されたように、
Ｍ×Ｎエレクトロディスプレイシブアクチュエイテッド
ミラーアレイ２００が形成される。一方、図６および図
７はＭ×Ｎエレクトロディスプレイシブアクチュエイテ
ッドミラーアレイ２００の斜視図および断面図を各々示
す。
【００３５】本発明のＭ×Ｎエレクトロディスプレイシ
ブアクチュエイテッドミラーアレイ２００は、能動基板
１５、Ｍ×Ｎ個のエレクトロディスプレイシブアクチュ
エータ（例えば、２９[(M-i+1)，(N-j)]，２９[(M-i)，
(N-j)]，２９[(M-i-1)，(N-j)]）からなるＭ×Ｎアクチ
ュエータアレイ２８，Ｍ×Ｎ個のヒンジ（例えば、２０
[(M-i+1)，(N-j)]，２０[(M-i)，(N-j)]）からなるＭ×
Ｎヒンジアレイ８およびＭ×Ｎ個のミラー（例えば、２
５[(M-i+1)，(N-j)]，２５[(M-i)，(N-j)]）からなるＭ
×Ｎミラーアレイ２４を含む、一方、能動基板１５は基
板３０，Ｍ×Ｎ個のトランジスタからなるＭ×Ｎトラン
ジスタアレイ（図示せず）およびＭ×Ｎ個の接続ターミ
ナル（例えば、１６[(M-i)，(N-j)]，１６[(M-i+1)，(N
-j)]，１６[(M-i-1)，(N-j)]）からなるＭ×Ｎアレイ６
を含み、各々のエレクトロディスプレイシブアクチュエ
ータ（例えば、２９[(M-i)，(N-j)]）はエレクトロディ
スプレイシブ部材３１を含み、そのエレクトロディスプ
レイシブ部材３１は上部および下部表面３２，３３，第
１電極（１６[(M-i)，(N-j)]），一対の第２電極（１４
M-i+1 ，１４M-i+2 ）および一対の絶縁層２６を有し、
エレクトロディスプレイシブ部材３１の上部表面３２は
その上部表面３２に沿って延長して形成されたトレンチ
（１８M-i ）により平坦に分離され、これによって、第
１上部表面３６を有する第１アクチュエーチング部材３
４と、第２上部表面３７を有する第２アクチュエーチン
グ部材３５が生成され、一方、第１電極（１６[(M-i)，
(N-j)]）は下部表面３３上に位置し、各々の一対の第２
電極（１４M-i+1 ，１４M-i+2）は第１上部表面３６お
よび第２上部表面３７に位置し、各々の一対の絶縁層２
６は各々の一対の第２電極（１４M-i+1 ，１４M-i+2 ）
の上部に位置する、各々のＭ×Ｎ個のヒンジ（例えば、
２０[(M-i)，(N-j)]）は平滑な上部表面および各々のＭ
×Ｎ個のエレクトロディスプレイシブアクチュエータ
（例えば、２９[(M-i)，(N-j)]）の上部に装着される突
起部２３を有する下部表面２２と共に提供される、各々
のＭ×Ｎ個のミラー（２５[(M-i)，(N-j)]）は各々のＭ
×Ｎ個のヒンジ（例えば、２０[(M-i)，(N-j)]）の上部
表面２１に装着される。
【００３６】このような実施例において、能動基板１５
の下部表面上に装着されたアドレッサブルドライバー
（addressable driver）（図示せず）は、所望のミラー
傾斜のために、各々のＭ×Ｎ個のアクチュエータにある
各々のＭ×Ｎ個の第１電極に電圧を印加するのに用いら
れうる。前記電圧は光投射型システムにある対応する画
素の強度によって増加されうる。
【００３７】エレクトロディスプレイシブ部材３１が電
歪物質（例えば、PMN ）からなると、各々のアクチュエ
ータにある一対の第２電極は、印加される電圧（Ｖｂ）
の大きさが同一であり、極性が反対であるバイアス電極
として作用し、第１電極は対応する画素の強度によって
電圧（Ｖｂ）が印加される共通信号電極として作用す
る。このようなアクチュエータにおいて、機械的な変形
は、即ち、ミラー傾斜程度は一対の第２電極に印加され
たバイアス電圧（＋Ｖｂ，−Ｖｂ）と第１電極に印加さ
れた信号電圧（Ｖｐ）間の差によって比例する。図８は
本発明のＭ×Ｎ個のエレクトロディスプレイシブアクチ
ュエイテッドミラーアレイ３００の断面図を示したもの
である。
【００３８】エレクトロディスプレイシブ部材３１が圧
電物質（例えば、PZT ）からなると、各アクチュエータ
にある一対の第２電極は共通基準電極として作用するの
で、接地と接続される。第１電極は、対応する画素の強
度によって電圧が印加される共通信号電極として作用す
る。かかるアクチュエータにおいて、各々アクチュエー
チング部材に位置した圧電物質は反対方向へ分極される
ので、機械的な変形の強度は、即ち、ミラー傾斜の程度
は、分極程度と信号電圧（Ｖｐ）の大きさによって変わ
る。図９は、本発明のＭ×Ｎ圧電アクチュエイテッドミ
ラーアレイ４００の断面図を示したもので、矢印はアク
チュエータにある圧電物質の分極方向を示す。
【００３９】本発明は特定の望ましい実施例を参照して
記述されたが、本発明の範囲を外れることなく多様な修
正および変更が可能なことは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】以上、説明した通り、本発明によれば、
多層エレクトロディスプレイシブセラミック構造を用い
ずに、各々のＭ×Ｎ個のミラーと各々のＭ×Ｎ個のエレ
クトロディスプレイシブアクチュエータを容易に整列で
きながら、高い再現性および信頼度のＭ×Ｎエレクトロ
ディスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレイを高
い生産性で製造できる。また、本発明によれば、分極工
程（polling process ）のあいだ、非常に高い直流（D
C）電圧が要求されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＭ×Ｎエレクトロディスプレイシブア
クチュエイテッドミラーアレイを製造するのに最初に用
意されるセラミックウェーハを示す斜視図である。
【図２】図１で示されたセラミックウェーハの下部及び
上部表面上に第１及び第２電極が形成された状態を示す
図である。
【図３】図２で示した次の状態を示す図である。
【図４】図３で示したものの次の状態を示す図である。
【図５】図４で示したものの断面図である。
【図６】図４で示したものの次の状態を示す図である。
【図７】図６で示したものの断面図である。
【図８】本発明のＭ×Ｎ圧電および電歪アクチュエイテ
ッドミラーアレイの断面図である。
【図９】本発明のＭ×Ｎ圧電および電歪アクチュエイテ
ッドミラーアレイの断面図である。
【図１０】従来のＭ×Ｎエレクトロディスプレイシブア
クチュエイテッドミラーアレイの断面図である。
【符号の説明】
６ ターミナルアレイ １０ セラミックウェーハ １１ 上部表面 １２ 下部表面 １３[M，N] 第１電極 １４[M，N] 第２電極 １５ 能動基板 １６[M，N] 接続ターミナル １７[M，N] フォトレジスティブネクセグメント １８[M，N] トレンチ １９[M，N] 溝 ２０[M，N] ヒンジ ２５[M，N] ミラー ２６ 絶縁層 ３０ 基板 ２８[M，N] アクチュエータアレイ ２９[M，N] エレクトロディスプレイシブアクチュエー
タミラー ２００ Ｍ×Ｎエレクトロディスプレイシブアクチュエ
イテッドミラーアレイ ３００ Ｍ×Ｎエレクトロディスプレイシブミラーアレ
イ ４００ Ｍ×Ｎ圧電アクチュエイテッドミラーアレイ

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光投射型システム（optical projection
    system ）に用いるためのＭ×Ｎエレクトロディスプレ
    イシブアクチュエイテッドミラーアレイ（electrodispl
    acive actuated mirror array ）を製造する方法におい
    て（ＭおよびＮは整数）、前記方法は、 （ａ）エレクトロディスプレイシブ物質からなる、上部
    および下部表面を有するセラミックウェーハ（ceramic
    wafer ）を製造するステップと、 （ｂ）前記セラミックウェーハの前記下部表面上に一定
    の間隔で配列された同一の大きさを有するＭ×Ｎ個の第
    １電極からなるＭ×Ｎ第１電極アレイと、前記セラミッ
    クウェーハの上部表面上に一定の間隔で配列され、同一
    の大きさを有するＭ＋１個の第２電極からなるＭ＋１第
    ２電極アレイを形成するステップであって、前記各々の
    Ｍ＋１個の第２電極は前記上部表面に沿って延長し、前
    記各々のＭ×Ｎ個の第１電極は隣接した二つの第２電極
    の部分を重畳し、隣接した二つの第２電極などのあいだ
    の中央ラインは重畳する前記第１電極の中央ラインと一
    致し、 （ｃ）基板（substrate ）、Ｍ×Ｎトランジスタからな
    るＭ×Ｎトランジスタアレイおよび第１電極と各々接続
    するＭ×Ｎ個の接続ターミナルからなるＭ×Ｎ接続ター
    ミナルアレイを含む能動基板（active matrix ）上に前
    記ステップ（ｂ）によって処理された前記セラミックウ
    ェーハを装着するステップと、 （ｄ）絶縁層で各々のＭ＋１個の第２電極を被服するス
    テップと、 （ｅ）前記Ｍ＋１個の第２電極を被服する前記各々のＭ
    ＋１個の絶縁層上部にフォトレジスティブネークセグメ
    ントを提供するステップと、 （ｆ）各々二つの第２電極のあいだおよび第１電極の中
    央ライン上に位置し、第２電極と平行であり、垂直方向
    へＮ−１個の溝を含むＭ個のトレンチからなるＭトレン
    チセットを形成するステップと、 （ｇ）前記フォトレジスティブネークセグメントを除去
    するステップと、 （ｈ）前記ステップ（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），
    （ｆ）および（ｇ）によって処理された前記セラミック
    ウェーハの上部表面上に隣接した二つの第２電極を被服
    する前記絶縁上に同時に装着される突起部（protrusio
    n）を有する下部表面と上部表面が各々提供されたＭ×
    Ｎ個のヒンジからなるＭ×Ｎヒンジアレイを配置するス
    テップと、 （ｉ）前記ステップ（ｂ）ないし（ｈ）によって処理さ
    れた前記セラミックウェーハの上部表面にＭ×Ｎ個のヒ
    ンジによって被服されなかった露光領域に水溶性分離器
    （water soluble separator ）を提供するステップと、 （ｊ）ミラーを前記各々のＭ×Ｎ個のヒンジの前記上部
    表面上に形成するステップと、 （ｋ）前記水溶性分離器を除去するステップと、 （ｌ）Ｍ×Ｎエレクトロディスプレイシブアクチュエイ
    テッドミラーアレイを形成するために、適切な電気的接
    続を具現するステップと、を含む光投射型システムに用
    いるエレクトロディスプレイシブアクチュエイテッドミ
    ラーアレイ製造方法。
  2. 【請求項２】 前記Ｍ×Ｎ個の第１電極と前記Ｍ＋１個
    の第２電極は、まず電導性金属を前記セラミックウェー
    ハの前記上部表面および下部表面にスパッタリング（sp
    uttering）したあと、フォトリソグラフィー方法（phot
    olithographymethod ）を用いて、所望の電極パターン
    を得る光投射型システムに用いる請求項１記載のエレク
    トロディスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレイ
    製造方法。
  3. 【請求項３】 前記セラミックウェーハは、圧電物質か
    らなる光投射型システムに用いる請求項１記載のエレク
    トロディスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレイ
    の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記セラミックウェーハは、前記Ｍ×Ｎ
    個の第１電極と前記Ｍ＋１個の第２電極が形成されたあ
    と、分極化（polling ）される光投射型システムに用い
    る請求項３記載のエレクトロディスプレイシブアクチュ
    エイテッドミラーアレイ製造方法。
  5. 【請求項５】 前記セラミックウェーハは、一極隔てて
    第２電極と接地に接続された第１電極とのあいだに直流
    電圧（DC）を印加してから、接地に接続された残りの第
    ２電極と第１電極とのあいだに同一の直流電圧を印加す
    ることによって、分極化される光投射型システムに用い
    る請求項４記載のエレクトロディスプレイシブアクチュ
    エイテッドミラーアレイ製造方法。
  6. 【請求項６】 前記セラミックウェーハに印加された前
    記直流電圧の大きさは、３０Ｖないし６０Ｖの範囲であ
    る光投射型システムに用いる請求項５記載のエレクトロ
    ディスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレイ製造
    方法。
  7. 【請求項７】 Ｍ個のトレンチ（trench）からなるトレ
    ンチセットと、各々のトレンチ上に形成されたＮ−１個
    の溝からなる溝セットは、エッチングから形成される光
    投射型システムに用いる請求項１記載のエレクトロディ
    スプレイシブアクチュエイテッドミラーアレイ製造方
    法。
  8. 【請求項８】 前記ミラーは、前記各々のＭ×Ｎ個のヒ
    ンジの前記上部表面に光反射物質（light reflecting m
    aterial ）をスパッタリングして形成される光投射型シ
    ステムに用いる請求項１記載のエレクトロディスプレイ
    シブアクチュエイテッドミラーアレイ製造方法。
  9. 【請求項９】 請求項１ないし請求項８のいずれか一つ
    に引用された方法によって製造されたＭ×Ｎ個のエレク
    トロディスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレイ
    を含む光投射型システム。
  10. 【請求項１０】 光投射型システムに用いるＭ×Ｎエレ
    クトロディスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレ
    イにおいて、前記アクチュエイテッドミラーアレイは、 基板、Ｍ×Ｎ個のトランジスタアレイおよびＭ×Ｎ接続
    ターミナルアレイを含む能動基板と、 上部および下部表面、第１電極、一対の第２電極および
    一対の絶縁層を有するエレクトロディスプレイシブ部材
    を含み、前記エレクトロディスプレイシブ部材は上部表
    面上に形成されたトレンチによって均等に分離され、そ
    の結果によって第１上部表面を有する第１アクチュエー
    チング部材と第２上部表面を有する第２アクチュエーチ
    ング部材を生成し、前記第１電極は前記下部表面上に位
    置し、前記各々の一対の第２電極は各々前記第１上部表
    面と前記第２上部表面上に位置し、前記各々の一対の絶
    縁層は前記各々の一対の第２電極の上部に位置するＭ×
    Ｎ個のエレクトロディスプレイシブアクチュエータから
    なるＭ×Ｎエレクトロディスプレイシブアクチュエータ
    アレイと、 平滑な上部表面とＭ×Ｎ個のエレクトロディスプレイシ
    ブアクチュエータ上に装着される突起部を有する下部表
    面を各々備えるＭ×Ｎ個のヒンジ（hinge ）からなるＭ
    ×Ｎヒンジアレイと、 各々のＭ×Ｎ個のヒンジの前記上部表面に各々装着され
    るＭ×Ｎ個のミラーからなるＭ×Ｎミラーアレイと、を
    含む光投射型システムに用いるエレクトロディスプレイ
    シブアクチュエイテッドミラーアレイ。
  11. 【請求項１１】 前記エレクトロディスプレイシブ部材
    は、エレクトロストリクティブ物質（electro strictiv
    e material）からなる光投射型システムに用いる請求項
    １０記載のエレクトロディスプレイシブアクチュエイテ
    ッドミラーアレイ。
  12. 【請求項１２】 前記一対の第２電極は、各々第１バイ
    アス（bias）電極および第２バイアス電極として各々作
    用する光投射型システムに用いる請求項１１記載のエレ
    クトロディスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレ
    イ。
  13. 【請求項１３】 前記バイアス電極に印加された第１バ
    イアス電圧と前記第２バイアス電極に印加された第２バ
    イアス電圧は、大きさは同一であるが極性が反対である
    光投射型システムに用いる請求項１２記載のエレクトロ
    ディスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレイ。
  14. 【請求項１４】 前記第１電極は、共通信号電極（comm
    on signal electrode ）として作用する光投射型システ
    ムに用いる請求項１３記載のエレクトロディスプレイシ
    ブアクチュエイテッドミラーアレイ。
  15. 【請求項１５】 前記第１電極に印加された対応する画
    素（pixel ）の強度によって増加する光投射型システム
    に用いる請求項１４記載のエレクトロディスプレイシブ
    アクチュエイテッドミラーアレイ。
  16. 【請求項１６】 前記エレクトロディスプレイシブ部材
    は、圧電物質からなる光投射型システムに用いる請求項
    １０記載のエレクトロディスプレイシブアクチュエイテ
    ッドミラーアレイ。
  17. 【請求項１７】 前記一対の第２電極は基準電極として
    作用し、前記第１電極は共通信号電極として作用する光
    投射型システムに用いる請求項１６記載のエレクトロデ
    ィスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレイ。
  18. 【請求項１８】 前記圧電物質が分極された光投射型シ
    ステムに用いる請求項１０記載のエレクトロディスプレ
    イシブアクチュエイテッドミラーアレイ。
  19. 【請求項１９】 前記第１および第２アクチュエーチン
    グ部材の前記圧電物質は互いに反対方向へ分極された光
    投射型システムに用いる請求項１６記載のエレクトロデ
    ィスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレイ。
  20. 【請求項２０】 前記第１電極に印加された電圧は、対
    応する画素の密度によって変わる光投射型システムに用
    いる請求項１７記載のエレクトロディスプレイシブアク
    チュエイテッドミラーアレイ。
  21. 【請求項２１】 前記絶縁層は酸化物または窒化物から
    なる光投射型システムに用いる請求項１０記載のエレク
    トロディスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレ
    イ。
  22. 【請求項２２】 前記Ｍ×Ｎ個のヒンジは、絶縁エポキ
    シ（epoxy ）からなる光投射型システムに用いる請求項
    １０記載のエレクトロディスプレイシブアクチュエイテ
    ッドミラーアレイ。
  23. 【請求項２３】 前記第１および第２電極は、電導性金
    属からなる光投射型システムに用いる請求項１０記載の
    エレクトロディスプレイシブアクチュエイテッドミラー
    アレイ。
  24. 【請求項２４】 前記各々のＭ×Ｎ個のエレクトロディ
    スプレイシブアクチュエータにおいて、前記一対の第２
    電極は隣接した二つのアクチュエータにより共通に用い
    られる光投射型システムに用いる請求項１０記載のエレ
    クトロディスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレ
    イ。
  25. 【請求項２５】 前記各々のＭ個のトレンチ（trenche
    s）の前記中央ラインは、同一の列の前記第１電極の中
    央ラインと一致する光投射型システムに用いる請求項２
    ３記載のエレクトロディスプレイシブアクチュエイテッ
    ドミラーアレイ。
  26. 【請求項２６】 前記各々の第１電極は、前記対応する
    一対の第２電極の部分と重畳する光投射型システムに用
    いる請求項２５記載のエレクトロディスプレイシブアク
    チュエイテッドミラーアレイ。
  27. 【請求項２７】 前記ミラーは、光反射物質からなる光
    投射型システムに用いる請求項１０記載のエレクトロデ
    ィスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレイ。
  28. 【請求項２８】 前記各々の接続ターミナルは、前記能
    動基板を前記各々の第１電極を電気的に接続するのに用
    いられる光投射型システムに用いる請求項１０記載のエ
    レクトロディスプレイシブアクチュエイテッドミラーア
    レイ。
  29. 【請求項２９】 請求項１０ないし請求項２８のいずれ
    か一つで引用された構造を有するＭ×Ｎ個のエレクトロ
    ディスプレイシブアクチュエイテッドミラーアレイを備
    える光投射型システム。
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