JPH09101468A - Color type deformable mirror device and projection type image display device - Google Patents

Color type deformable mirror device and projection type image display device

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Publication number
JPH09101468A
JPH09101468A JP7257388A JP25738895A JPH09101468A JP H09101468 A JPH09101468 A JP H09101468A JP 7257388 A JP7257388 A JP 7257388A JP 25738895 A JP25738895 A JP 25738895A JP H09101468 A JPH09101468 A JP H09101468A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
color
deformable mirror
diffraction grating
light
mirror device
Prior art date
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Pending
Application number
JP7257388A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michihito Ueda
路人 上田
Teruhiro Shiono
照弘 塩野
Shinichi Mizuguchi
信一 水口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP7257388A priority Critical patent/JPH09101468A/en
Publication of JPH09101468A publication Critical patent/JPH09101468A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color type deformable mirror device which can displays a color image with a single plate by making individual mirrors of a deformable mirror device (DMD) separate one of the primary colors of light. SOLUTION: This device has a plurality of deformable mirrors 7 which perform deflecting operation for reflecting incident light selectively in response to an applied electronic signal and diffraction gratings formed on the deformable mirrors 7. As compared with a conventional color DMD which uses colored resist, since the color separation can be performed by the diffraction gratings which are about 0.2μm deep, there is no such problem that the flatness of the mirrors 7 can not be obtained because of residual stress and the mirror mass is reduced, so fast response can be made. Further, the diffraction gratings corresponding to the primary colors R, G, and B can be formed at the same time.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には電子デ
バイスの分野に関し、特にカラー式変形可能ミラーデバ
イス及びこれを用いた投射型画像表示装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to the field of electronic devices, and more particularly to a color type deformable mirror device and a projection type image display device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】カラー式変形可能ミラーデバイス(DM
D)は、複数の偏向可能ミラーを有する半導体デバイス
であり、各ミラーの角度を電子的に制御することで、入
射光の反射経路を決定することができる。例えば、この
ミラーを適切に高密度アレイ化することにより、反射光
を可視画像として形成することが可能である。
2. Description of the Related Art Color type deformable mirror device (DM
D) is a semiconductor device having a plurality of deflectable mirrors, and the reflection path of incident light can be determined by electronically controlling the angle of each mirror. For example, it is possible to form reflected light as a visible image by appropriately forming a high-density array of the mirrors.

【0003】DMD1画素の構成と動作原理を図15に
より簡単に説明する。図15において222はシリコン
基板である。224はスペーサ層であり、例えばレジス
トからなる。226、228は金属層であり、例えばA
l,Ti,Siの合金を堆積したものである。230は
ミラー部である。ミラー部230はスペーサ層に一端を
有するヒンジ部234,236により支持され中空に浮
いている。244は絶縁層であり、例えばシリコン酸化
膜からなる。絶縁層244上には2本のアドレス電極2
42、246と2本のランディング電極240、241
が形成されている、なお、ランディング電極241はア
ドレス電極246の奥に配置されているのであるが、図
では見えない位置にあるため示していない。
The structure and operating principle of one DMD pixel will be briefly described with reference to FIG. In FIG. 15, 222 is a silicon substrate. A spacer layer 224 is made of resist, for example. 226 and 228 are metal layers, for example, A
An alloy of l, Ti, and Si is deposited. 230 is a mirror unit. The mirror portion 230 is supported by hinge portions 234 and 236 having one end in the spacer layer and floats in the hollow. An insulating layer 244 is made of, for example, a silicon oxide film. Two address electrodes 2 are formed on the insulating layer 244.
42, 246 and two landing electrodes 240, 241
Although the landing electrode 241 is disposed at the back of the address electrode 246, it is not shown in the figure because it is in a position that cannot be seen.

【0004】図16はDMD画素の動作原理図であり、
図15のB−B’断面を模式的に示している。なお、同
図に於て図15と同一物には同一番号を附記し説明を省
略する。
FIG. 16 is a diagram showing the operating principle of a DMD pixel.
It has shown typically the BB 'cross section of FIG. In the figure, the same parts as those in FIG. 15 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0005】図16に示すように、ミラー部230とラ
ンディング電極240、241は同電位VBに設定され
ており、アドレス電極242、246に夫々アドレス信
号として電圧φaを印加することでミラー部230を偏
向させる。例えば、差バイアスVB<0のとき、同図に
示すような極性のアドレス信号電圧を印加するとアドレ
ス電極246とミラー部230間に電位差が生じ、これ
らが空気層を挟むコンデンサを形成して電荷がチャージ
されることで、ミラー部230とアドレス電極246間
には静電吸引力が発生し、ミラー部は図の+a側へ偏向
する。ミラー部はその単部がランディング電極241に
接触して回転が停止するが、このときミラー部230と
ランディング電極241は同電位であるために、電気的
なショック(ショートや電荷の残留など)が発生しない
ような仕組みとなっている。次に、図とは逆の極性のア
ドレス信号を印加すると、ミラー部は図の−a側へ偏向
することとなる。
As shown in FIG. 16, the mirror section 230 and the landing electrodes 240 and 241 are set to the same potential VB, and the mirror section 230 is moved to the address electrodes 242 and 246 by applying a voltage φa as an address signal. To deflect. For example, when the differential bias VB <0, when an address signal voltage having a polarity as shown in the figure is applied, a potential difference is generated between the address electrode 246 and the mirror section 230, and these form a capacitor that sandwiches an air layer, and an electric charge is generated. By being charged, an electrostatic attraction force is generated between the mirror part 230 and the address electrode 246, and the mirror part is deflected to the + a side in the figure. A single part of the mirror part comes into contact with the landing electrode 241 to stop the rotation. At this time, since the mirror part 230 and the landing electrode 241 have the same potential, an electric shock (short circuit, residual charge, etc.) may occur. It is a mechanism that does not occur. Next, when an address signal having a polarity opposite to that shown in the figure is applied, the mirror section is deflected to the −a side in the figure.

【0006】以上の動作によってDMDに入射した光の
反射方向を変化させることができ、+aか−aのいずれ
か一方の状態のみ光が投影レンズへ入射するようにする
ことで、スクリーン上での光のオン・オフが可能とな
る。さらに、このようなDMD画素をマトリックス状に
配置し、制御することでモノクロの画像を得ることがで
きる。
By the above operation, the reflection direction of the light incident on the DMD can be changed, and the light is incident on the projection lens only in one of the states of + a and -a. The light can be turned on and off. Furthermore, a monochrome image can be obtained by arranging and controlling such DMD pixels in a matrix.

【0007】このようなDMDのカラー画像化に対して
は、現在までにいくつかの試みがなされている。まず、
第1の方法としては、3つのDMDを使用し、それぞれ
のDMDは異なる原色源または色フィルタを有するよう
にし、3つの単色式DMDの画像を単一画像に合成する
ことにより、所望される3色画像(カラー画像)を得
る、いわゆる「3板式」の方法である。しかし、このよ
うな方法では、チップアライメントが複雑で、出力の収
束や、光学素子のコストが過大になる上、サイズ的にも
大きくなりがちで、民生用には難があった。
Several attempts have been made to date for color image formation of such DMDs. First,
The first method uses three DMDs, each DMD having a different primary color source or color filter, and combines the three monochromatic DMD images into a single image. This is a so-called “three-plate type” method for obtaining a color image (color image). However, in such a method, the chip alignment is complicated, the output is converged, the cost of the optical element is excessive, and the size tends to be large, which is difficult for consumer use.

【0008】この問題点を解決する第2の方法として
は、ミラー上に直接カラーフィルタを形成し、これらの
カラーミラーを適当に配置することにより単一のデバイ
スチップでカラー画像を得ることができるようにしたも
のがある。このような例としては例えば特開平5−19
6881号公報に記載のカラー式変形可能ミラーデバイ
スが挙げられる。
As a second method for solving this problem, a color image can be obtained with a single device chip by directly forming a color filter on the mirror and appropriately disposing these color mirrors. There is something like this. As such an example, for example, JP-A-5-19
The color type deformable mirror device described in Japanese Patent No. 6881 can be used.

【0009】以下にこのような従来のカラー式変形可能
ミラーデバイスについて説明する。図17は従来のカラ
ー式変形可能ミラーデバイスの斜視図を示すものであ
る。図17において、260はカラー式変形可能ミラー
デバイスであり、例えばSRAM上にミラー素子214
をアレイ状に配置したものであって、ピン262から電
子的制御信号を入力して、ミラー素子214を偏向させ
ることにより入射光を変調することができる。
Hereinafter, such a conventional color type deformable mirror device will be described. FIG. 17 shows a perspective view of a conventional color deformable mirror device. In FIG. 17, reference numeral 260 denotes a color type deformable mirror device, for example, a mirror element 214 on an SRAM.
Are arranged in an array, and the incident light can be modulated by inputting an electronic control signal from the pin 262 and deflecting the mirror element 214.

【0010】図18はミラー素子264の配置とフィル
ターの色の例を示したものであり、図18に示すように
RGB(赤緑青)の3原色を市松状に配置することで、
白色光を入射してこれを変調することでカラー画像を出
射させることができる。尚、以下の文章においては、
赤、緑、青色をそれぞれR,G,Bと断わりなく略記す
る。
FIG. 18 shows an example of the arrangement of the mirror elements 264 and the colors of the filters. By arranging the three primary colors of RGB (red, green and blue) in a checkered pattern as shown in FIG.
A color image can be emitted by injecting white light and modulating it. In addition, in the following sentences,
Red, green, and blue are abbreviated as R, G, and B, respectively.

【0011】図19は従来例のカラー式変形可能ミラー
デバイスのカラーフィルタ形成工程を示す図である。以
下、図19を用いてカラーフィルタ形成工程を説明す
る。
FIG. 19 is a diagram showing a color filter forming process of a conventional color type deformable mirror device. Hereinafter, the color filter forming step will be described with reference to FIG.

【0012】図19において322は基板であり、入力
信号に応じてミラー素子314a〜cを制御するのに必
要な回路を含むが、これは図示されていない。324は
犠牲層であり、カラー式変形可能ミラーデバイス最終工
程において除去され、これにより中空に保持されたミラ
ー素子314a〜cが形成されるが、現段階ではまだ除
去されていない。326は着色レジストであり、3原色
のいずれかの色を表示するように、染料とレジストを混
合したものである。この時、通常着色レジスト326は
通常1〜3μmの厚みがある。328は紫外光であり、
着色レジスト326は紫外光328により必要な部分を
残して露光され、その後の現像処理により所定のミラー
素子314aにのみカラーフィルタが形成される。33
0は保護層であり、着色レジスト326をその後の露光
・現像工程や犠牲層除去時のドライ・エッチング(以
下、D/Eと略記)から保護する作用がある。保護層3
28は保護対象の部分を残してパターニングされ、図1
9のdの状態となる。この保護層330は少なくとも可
視光に対し透明である必要があり、たとえば二酸化シリ
コンからなっている。
In FIG. 19, reference numeral 322 denotes a substrate, which includes circuits necessary for controlling the mirror elements 314a to 314c according to an input signal, but this is not shown. Reference numeral 324 denotes a sacrificial layer, which is removed in the final step of the color-type deformable mirror device, thereby forming the hollow-held mirror elements 314a to 314c, but not yet removed at this stage. A colored resist 326 is a mixture of a dye and a resist so that any one of the three primary colors is displayed. At this time, the colored resist 326 usually has a thickness of 1 to 3 μm. 328 is ultraviolet light,
The colored resist 326 is exposed by ultraviolet light 328, leaving a necessary portion, and a color filter is formed only on a predetermined mirror element 314a by the subsequent development processing. 33
Reference numeral 0 denotes a protective layer, which has a function of protecting the colored resist 326 from dry etching (hereinafter abbreviated as D / E) at the subsequent exposure / development step and removal of the sacrificial layer. Protective layer 3
28 is patterned to leave a portion to be protected, and FIG.
It becomes the state of d of 9. The protective layer 330 needs to be at least transparent to visible light and is made of, for example, silicon dioxide.

【0013】同様の工程を着色レジスト332、334
に対しても行うことにより、先の着色レジスト326と
合わせて、3原色を表示可能なカラーフィルターがミラ
ー素子上に配置されることとなる。
A similar process is performed by using colored resists 332 and 334.
By also performing the above, the color filter capable of displaying the three primary colors is arranged on the mirror element together with the colored resist 326.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、例えば従来のDMDのミラー素子の厚みが
およそ0.4μm程度であるのに対して、カラーフィル
タの厚みが1〜3μmと極めて厚く、さらにその上に保
護層を備えた構造となっているために、カラーフィルタ
とミラーの間に残留応力が発生し、これが原因で平坦な
ミラー面が得にくい上、ミラーの高速動作にきわめて不
利であるという問題点を有していた。
However, in the above-described conventional structure, for example, the thickness of the conventional DMD mirror element is about 0.4 μm, whereas the thickness of the color filter is extremely large, 1 to 3 μm. Furthermore, the structure with a protective layer on top of it causes residual stress between the color filter and the mirror, which makes it difficult to obtain a flat mirror surface and is extremely disadvantageous for high-speed operation of the mirror. There was a problem that there is.

【0015】更に3原色のフィルタを配置しこれを保護
する層を各色毎に形成しなくてはならないために、工程
数が増えて複雑になっていた。
Further, it is necessary to dispose filters for the three primary colors and to form a layer for protecting the filters for each color, which increases the number of steps and complicates the process.

【0016】本発明のカラー式変形可能ミラーデバイス
は上記従来の問題点を解決するもので、残留応力が無い
ためにミラー面が平坦で、且つ高速動作に有利で、且つ
少ない工程数で製造可能なカラー式変形可能ミラーデバ
イスを提供することを目的とする。
The color-type deformable mirror device of the present invention solves the above-mentioned conventional problems. The mirror surface is flat because there is no residual stress, it is advantageous for high-speed operation, and it can be manufactured in a small number of steps. An object of the present invention is to provide a color type deformable mirror device.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に第1の発明のカラー式変形可能ミラーデバイスは、印
加された電子信号に応答して入射光を選択的に反射する
偏向動作を行い得る複数の変形可能ミラーを備えたデバ
イスにおいて、変形可能ミラー上に回折格子を形成した
構造を有している。
In order to achieve this object, the color deformable mirror device of the first invention performs a deflection operation of selectively reflecting incident light in response to an applied electronic signal. A device having a plurality of deformable mirrors obtained has a structure in which a diffraction grating is formed on the deformable mirrors.

【0018】第2の発明のカラー式変形可能ミラーデバ
イスは、第1の発明のカラー式変形可能ミラーデバイス
において、変形可能ミラーが偏向するときの回転軸と垂
直な方向に長手方向を有するように変形可能ミラー上に
回折格子が形成され、変形可能ミラー面に垂直で且つ回
折格子の長手方向に平行な面上から光を入射させる構成
を有している。
The color deformable mirror device of the second invention is the color deformable mirror device of the first invention such that the deformable mirror has a longitudinal direction in a direction perpendicular to the rotation axis when deflecting. The diffraction grating is formed on the deformable mirror, and the light is made incident on a surface perpendicular to the deformable mirror surface and parallel to the longitudinal direction of the diffraction grating.

【0019】第3の発明のカラー式変形可能ミラーデバ
イスは、第1の発明のカラー式変形可能ミラーデバイス
において、カラー式変形可能ミラーが偏向するときの回
転軸と垂直な方向に長手方向を有するよう回折格子が形
成され、入射光の波長をλ、前記回折格子のピッチをΛ
としたとき、回折格子の長手方向に平行且つカラー式変
形可能ミラーに垂直な面から 0.9sin-1[λ/(2Λ)]≦α≦±1.1sin-1[λ/
(2Λ)] の範囲内の角度αだけ傾斜した面上にあって、且つ回折
格子の長手方向に垂直且つカラー式変形可能ミラーに垂
直な面上にない方向から光を入射させることを特徴とし
ている。
A color deformable mirror device according to a third aspect of the present invention is the color deformable mirror device according to the first aspect of the present invention, which has a longitudinal direction in a direction perpendicular to the rotation axis when the color deformable mirror is deflected. Is formed, the wavelength of the incident light is λ, and the pitch of the diffraction grating is Λ.
Is 0.9 sin −1 [λ / (2Λ)] ≦ α ≦ ± 1.1 sin −1 [λ / from the plane parallel to the longitudinal direction of the diffraction grating and perpendicular to the color-type deformable mirror.
(2Λ)] on a surface inclined by an angle α and perpendicular to the longitudinal direction of the diffraction grating and not incident on a surface perpendicular to the color deformable mirror. There is.

【0020】第4の発明のカラー式変形可能ミラーデバ
イスは、第1の発明において、回折格子としてフーリエ
回折格子を形成した構造としている。
The color type deformable mirror device of the fourth invention has a structure in which a Fourier diffraction grating is formed as the diffraction grating in the first invention.

【0021】第5の発明の投射型画像表示装置は、印加
された電子信号に応答して入射光を選択的に反射する偏
向動作を行い得る複数の変形可能ミラーを備えたデバイ
スにおいて、変形可能ミラー上に回折格子を形成したカ
ラー式変形可能ミラーデバイスをアレイ状に配置したカ
ラー式変形可能ミラーデバイスアレイと、さらに前記カ
ラー式変形可能ミラーデバイスアレイに光を入射する光
源とを備えた構成としている。
The projection type image display apparatus of the fifth invention is a device provided with a plurality of deformable mirrors capable of performing a deflecting operation of selectively reflecting incident light in response to an applied electronic signal. As a configuration including a color-type deformable mirror device array in which color-type deformable mirror devices in which a diffraction grating is formed on a mirror are arranged in an array, and a light source for making light incident on the color-type deformable mirror device array There is.

【0022】第6の発明のカラー式変形可能ミラーデバ
イスの作成方法は、第4の発明のカラー式変形可能ミラ
ーデバイスの製造方法であって、ミラー上に第1の層を
形成し、さらに第2の層を形成し、その後これらを加熱
して溶融させることでフーリエ回折格子を形成する行程
を含有することを特徴としている。
A method for producing a color deformable mirror device according to a sixth aspect of the present invention is a method for manufacturing the color deformable mirror device according to the fourth aspect of the present invention, in which the first layer is formed on the mirror, and It is characterized in that it includes a step of forming a Fourier diffraction grating by forming two layers and then heating and melting them.

【0023】この構成によって、第1の発明のカラー式
変形可能ミラーデバイスは、0.2μm程度の段差で形
成された回折格子で色分離が行われることとなり、従来
のレジスト・フィルタ方式に比して、残留応力がないた
めにミラーの平坦性を維持できる上、質量が小さいため
高速な動作にも追従できるようになる。さらに、RGB
3色に対応する回折格子の形成を一度に行うことも可能
であるため、その製造プロセスも簡略化される。
With this configuration, the color-type deformable mirror device of the first invention performs color separation by the diffraction grating formed with a step of about 0.2 μm, which is different from the conventional resist filter method. Since there is no residual stress, the flatness of the mirror can be maintained, and since the mass is small, it is possible to follow high-speed operation. In addition, RGB
Since it is possible to form the diffraction gratings corresponding to the three colors at once, the manufacturing process thereof is also simplified.

【0024】第2の発明のカラー式変形可能ミラーデバ
イスは、入射光が色分離される平面が、変形可能ミラー
の回転軸と平行であるために、変形可能ミラーの回転に
より所定の波長の光のオン・オフを行なう際に、これと
は異なる波長の光が混入することを防ぐことができる。
In the color type deformable mirror device of the second invention, since the plane on which the incident light is color-separated is parallel to the rotation axis of the deformable mirror, the light having a predetermined wavelength is rotated by the rotation of the deformable mirror. It is possible to prevent light of a different wavelength from being mixed in when turning on and off.

【0025】第3の発明のカラー式変形可能ミラーデバ
イスは、変形可能ミラー上に形成された回折格子でリト
ロー回折現象により色分離を行なうため、色の純度が高
く(波長帯域幅が狭く)、且つ比較的光利用効率の良好
なカラー式変形可能ミラーデバイスを提供できる。
In the color deformable mirror device of the third invention, since the color separation is performed by the Littrow diffraction phenomenon by the diffraction grating formed on the deformable mirror, the color purity is high (the wavelength band width is narrow), Further, it is possible to provide a color type deformable mirror device having a relatively good light utilization efficiency.

【0026】第4の発明のカラー式変形可能ミラーデバ
イスは、ミラー上の回折格子をフーリエ回折格子の形状
したことで、色の純度は第3の発明と同様に良好なまま
で、高い回折効率が得られるカラー式変形可能ミラーデ
バイスを実現できる。
In the color type deformable mirror device of the fourth invention, since the diffraction grating on the mirror is in the shape of a Fourier diffraction grating, the color purity remains as good as in the third invention, and the high diffraction efficiency is obtained. It is possible to realize a color type deformable mirror device in which

【0027】第5の発明の投射型画像表示装置は、カラ
ー式変形可能ミラーデバイスをアレイ状に配置し光を入
射して、光の三原色に対応するミラーを個々駆動するこ
とにより、単板でフルカラー画像を投射することが可能
となる。
In the projection type image display apparatus of the fifth aspect of the invention, color type deformable mirror devices are arranged in an array form, light is made incident, and the mirrors corresponding to the three primary colors of light are individually driven, whereby a single plate is used. It becomes possible to project a full-color image.

【0028】第6の発明のカラー式変形可能ミラーデバ
イスの製造方法は、第4の発明のカラー式変形可能ミラ
ーデバイスにおいて、ミラー上にフーリエ回折格子を形
成する際に軟化温度の異なる2層の材質を所定の形状に
パターニングし、これを昇温して溶融することにより、
例えばホログラム露光でこれを形成するのに比して、光
の三原色に対応する回折格子を同時に形成することが可
能となり、容易にフーリエ回折格子を形成することがで
きる。
A method of manufacturing a color deformable mirror device according to a sixth aspect of the present invention is the color deformable mirror device according to the fourth aspect of the present invention, in which two layers having different softening temperatures are used when forming a Fourier diffraction grating on the mirror. By patterning the material into a predetermined shape and heating it to melt it,
For example, it is possible to form a diffraction grating corresponding to the three primary colors of light at the same time as compared with the case of forming this by hologram exposure, and it is possible to easily form a Fourier diffraction grating.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施例1)以下本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。図1は本発明の第1の実施例のカ
ラー式変形可能ミラーデバイスの斜視図である。
(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a color type deformable mirror device according to a first embodiment of the present invention.

【0030】図1において、1は基板であって、例えば
シリコンからなる。2は絶縁層であり、例えば基板1を
熱酸化して熱酸化膜0.1μm形成したものである。3
はスペーサであり、例えばレジストをスピンコート塗布
しベークして形成され、その厚さは例えば4μmであ
る。4a,4bはランディング電極、5a,5bはアド
レス電極であって、例えばAlを例えば0.1μm蒸着
してこれを、例えば燐酸によりウエット・エッチング
(以下W/Eと略記)してパターン形成して形成され
る。6はヒンジであり、例えばAl,Ti,Siの合金
を堆積したものであって、厚さは例えば0.08μmで
ある。合金はスペーサ3と熱膨張係数がほぼ同じ値とな
るようにその組成比を決定されるが、例えばAl:T
i:Si=500:1:5である。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a substrate, which is made of, for example, silicon. An insulating layer 2 is formed by thermally oxidizing the substrate 1 to form a thermal oxide film of 0.1 μm. 3
Is a spacer, which is formed by applying a resist by spin coating and baking, for example, and has a thickness of, for example, 4 μm. Reference numerals 4a and 4b are landing electrodes, and 5a and 5b are address electrodes. For example, Al is vapor-deposited by 0.1 μm, for example, and wet-etched with phosphoric acid (hereinafter abbreviated as W / E) to form a pattern. It is formed. Reference numeral 6 denotes a hinge, which is formed by depositing an alloy of Al, Ti, and Si, and has a thickness of 0.08 μm, for example. The composition ratio of the alloy is determined so that the coefficient of thermal expansion of the alloy 3 is almost the same as that of the spacer 3.
i: Si = 500: 1: 5.

【0031】7は回折形ミラーであり、ヒンジ6と同じ
材質の層を例えば0.5μm堆積したのち、その表面を
所定の深さD/Eすることにより回折格子を形成したも
のである。なお、本実施例では回折格子を例えば断面が
矩形形状の2レベルの回折格子としている。回折形ミラ
ー7は、他端をスペーサ3上に有するヒンジ6により支
持され、中空に浮いた構造となっている。
Reference numeral 7 denotes a diffractive mirror, which is formed by depositing a layer made of the same material as that of the hinge 6 by 0.5 μm, for example, and then forming a diffraction grating on the surface by a predetermined depth D / E. In this embodiment, the diffraction grating is a two-level diffraction grating having a rectangular cross section, for example. The diffractive mirror 7 is supported by a hinge 6 having the other end on the spacer 3 and has a hollow structure.

【0032】なお、本実施例では回折形ミラー7は図示
しない配線によりランディング電極4a,4bと電気的
に同電位になるようにしている。一方、アドレス電極5
a,5bも同様に、図示しない配線によりそれぞれ任意
の電圧を印加する事ができるようになっている。
In this embodiment, the diffractive mirror 7 is electrically connected to the landing electrodes 4a and 4b by a wiring (not shown). On the other hand, the address electrode 5
Similarly, an arbitrary voltage can be applied to a and 5b by wiring (not shown).

【0033】以上のように構成されたカラー式変形可能
ミラーデバイスについて、ミラー上に回折格子を形成す
る工程を図2により説明する。図2は図1のA−A’断
面において、回折格子の形成工程を示したものである
が、同図において図1と同一物には同一番号を附記し説
明を省略する。図2において21は金属層である。22
はマスクである。以下、図2を用いて、回折格子形成工
程を順次説明する。 (a)Al−Ti−Si合金を0.5μm堆積し、これ
をD/Eにより、まずミラー形状を形成する。なお、こ
の段階ではスペーサ3はまだ除去されていない。 (b)レジストをスピンコート塗布し、露光・現像を行
ってマスク22を形成する。 (c)例えばBCl3を用いたD/Eにより金属層21を垂
直に掘り下げる。 (d)レジストを除去する。
With respect to the color type deformable mirror device configured as described above, the step of forming the diffraction grating on the mirror will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a process of forming a diffraction grating in the AA ′ cross section of FIG. 1. In FIG. 2, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In FIG. 2, reference numeral 21 is a metal layer. 22
Is a mask. Hereinafter, the diffraction grating forming process will be sequentially described with reference to FIG. (A) 0.5 μm of Al-Ti-Si alloy is deposited, and D / E is performed to form a mirror shape. At this stage, the spacer 3 has not been removed yet. (B) A resist is spin-coated and exposed / developed to form a mask 22. (C) The metal layer 21 is dug vertically by D / E using, for example, BCl 3 . (D) The resist is removed.

【0034】以上のようにして金属層21上に回折格子
を形成することで、回折形ミラーが形成できる。なお、
(d)に示したΛは回折格子の1周期であるピッチであ
り、dは線幅であるが、本実施例では回折効率を最大と
するために例えばd=Λ/2(すなわちDuty比=1:
1)としている。また、tは回折格子の深さである。
By forming a diffraction grating on the metal layer 21 as described above, a diffractive mirror can be formed. In addition,
Λ shown in (d) is a pitch which is one period of the diffraction grating, and d is a line width. In this embodiment, for example, d = Λ / 2 (that is, Duty ratio =) in order to maximize the diffraction efficiency. 1:
1). Further, t is the depth of the diffraction grating.

【0035】次に、ミラー上に回折格子を設けることに
より、カラーミラーとして作用する原理を説明する。
Next, the principle of functioning as a color mirror by providing a diffraction grating on the mirror will be described.

【0036】図3(a)は、回折形ミラーの平面図であ
り、図3(b)は図3(a)のA−A’断面図である。
なお、同図において図1と同一物には同一番号を附記し
説明を省略する。以下、図に示すように座標軸をとり説
明する。図3において31は入射光であり、例えば波長
λの平行光である。32は1次回折光である。なお、実
際にはその他の高次回折光も発生するが、それらは省略
し、図示していない。また、以下、本実施例ではこの1
次回折光を単に回折光と表現することにする。また、θ
は回折角であり、αは入射角である。回折角θは次の式
で与えられる。
FIG. 3 (a) is a plan view of the diffractive mirror, and FIG. 3 (b) is a sectional view taken along the line AA 'of FIG. 3 (a).
In the figure, the same parts as those in FIG. Hereinafter, the coordinate axes will be described as shown in the figure. In FIG. 3, reference numeral 31 denotes incident light, which is parallel light having a wavelength λ, for example. Reference numeral 32 is the first-order diffracted light. Although other high-order diffracted lights are actually generated, they are omitted and not shown. In addition, in the following description of this embodiment,
Next-order diffracted light will be simply referred to as diffracted light. Also, θ
Is the diffraction angle and α is the angle of incidence. The diffraction angle θ is given by the following equation.

【0037】θ=sin-1(λ/Λ) この式で明らかなように、回折角θは入射光の波長λと
回折格子のピッチΛにより任意に設定可能である。ま
た、Λを一定の値にすると、入射光の波長λの値により
回折角θが変化するため、この現象を利用することで、
例えば入射光が白色光のように広い波長分布をもって
も、色の分離が可能となる。
Θ = sin −1 (λ / Λ) As is apparent from this equation, the diffraction angle θ can be arbitrarily set by the wavelength λ of the incident light and the pitch Λ of the diffraction grating. Further, when Λ is a constant value, the diffraction angle θ changes depending on the value of the wavelength λ of the incident light. Therefore, by utilizing this phenomenon,
For example, even if the incident light has a wide wavelength distribution such as white light, the colors can be separated.

【0038】また、図3に示すように本実施例のカラー
式変形可能ミラーデバイスでは、変形可能ミラーが偏向
するときの回転軸(y軸)と垂直な方向(x方向)に長
手方向を有するよう回折格子が形成され、光の入射方向
を回折格子の長手方向に平行で且つミラー面に垂直な平
面(zx平面)上から入射させている。この構成により
入射した光は図のyz平面からx軸方向へ+αだけ傾斜
した平面上でθ方向に波長により順に分光されることに
なる。この時、ミラーの偏向軸はy軸であるため、例え
ば図3ではGで示す所定の波長以外の光が、ミラーがど
の様な偏向状態にあっても投影レンズに入射することが
なく、色の鮮やかさが変化しないという効果がある。
Further, as shown in FIG. 3, in the color deformable mirror device of this embodiment, the longitudinal direction is in the direction (x direction) perpendicular to the rotation axis (y axis) when the deformable mirror deflects. The diffraction grating is formed so that light is incident from a plane (zx plane) parallel to the longitudinal direction of the diffraction grating and perpendicular to the mirror surface. With this configuration, the incident light is sequentially dispersed according to the wavelength in the θ direction on the plane inclined by + α from the yz plane in the figure to the x axis direction. At this time, since the deflection axis of the mirror is the y-axis, for example, light having a wavelength other than the predetermined wavelength indicated by G in FIG. 3 does not enter the projection lens regardless of the deflection state of the mirror, and the color The effect is that the vividness of does not change.

【0039】一方、最大の回折効率が得られる回折格子
深さtは次式で与えられる。 t=λ/(4cosα) 尚、以降の文章では設計に当たっては、R,G,Bの波
長を、それぞれ0.6,0.5,0.4μmとしている
が、これらの数値は適宜変更できるものである。例え
ば、R,G,Bの光を入射角α=30゜で入射した場
合、最適な深さはそれぞれ0.17,0.14,0.12μmである。
回折格子の深さがこの最適深さの時、出射光32は入射
光31に含まれる所定波長の光の強度のおよそ40%の強
度が得られる。このようにして、従来の色フィルタ方式
では、厚さ数μmのフィルタを形成してカラーミラーを
得ていたのに対し、本実施例の方法によれば、カラーミ
ラーの形成には、0.1〜0.2μm程度の段差で色分離が可
能であり、これにより従来問題とされていた残留応力の
影響は全く受けない上、ミラーの質量が小さくなる上
に、高速動作にも障害をもたらさなくなった。
On the other hand, the diffraction grating depth t at which the maximum diffraction efficiency is obtained is given by the following equation. t = λ / (4cosα) In the following texts, the wavelengths of R, G, and B are set to 0.6, 0.5, and 0.4 μm, respectively, but these values can be changed as appropriate. Is. For example, when R, G, and B lights are incident at an incident angle α = 30 °, the optimum depths are 0.17, 0.14, and 0.12 μm, respectively.
When the depth of the diffraction grating is this optimum depth, the intensity of the emitted light 32 is about 40% of the intensity of the light of the predetermined wavelength contained in the incident light 31. In this way, in the conventional color filter system, a color mirror is obtained by forming a filter having a thickness of several μm, but according to the method of the present embodiment, 0.1 to 10 Color separation is possible with a step difference of about 0.2 μm, which does not affect residual stress, which has been a problem in the past, and reduces the mass of the mirror.

【0040】一方、最適な深さを表す式から、回折対象
の波長λに従って深さtを変化させてやる必要があるこ
とが分かるが、これらは各色のミラー毎に先の製造工程
を順次繰り返すことで得られる。しかし、本発明者ら
は、全てのミラーの深さtを等しくしても、十分な回折
効率が得られることを発見した。
On the other hand, from the equation expressing the optimum depth, it is understood that the depth t needs to be changed according to the wavelength λ of the diffraction target. For these, the above manufacturing process is sequentially repeated for each color mirror. It can be obtained. However, the present inventors have discovered that sufficient diffraction efficiency can be obtained even if all mirrors have the same depth t.

【0041】次に図4は、波長0.5μmの波長の光で
最適化される深さで全てのミラーを形成した場合の波長
に対する回折効率を示したものであるが、図に示すよう
に、波長0.4,0.5,0.6μmの光の回折効率
は、それぞれ35、41、38%であり、それほど大き
な違いの無いことが分かる。この誤差は比較的小さなも
のであるが、例えば入射光の波長強度分布を予め設定し
て調整することも可能であるため、ミラー上に回折格子
を形成する工程は1度で済ませることが可能となり、製
造プロセスは極めて容易なものとなる。それぞれの波長
での最適な溝深さは先に述べた通りであるが、このこと
から逆に本実施例では、溝深さの誤差を全てのミラー間
で500オングスロトーム以下に抑制して、少なくとも
35%以上の回折効率を得るようにしている。
Next, FIG. 4 shows the diffraction efficiency with respect to the wavelength when all the mirrors are formed at the depth optimized with the light having the wavelength of 0.5 μm. As shown in FIG. The diffraction efficiencies of light having wavelengths of 0.4, 0.5, and 0.6 μm are 35, 41, and 38%, respectively, and it can be seen that there is no significant difference. Although this error is relatively small, it is possible to preset and adjust the wavelength intensity distribution of the incident light, so that the process of forming the diffraction grating on the mirror can be completed only once. , The manufacturing process becomes extremely easy. The optimum groove depth at each wavelength is as described above. On the contrary, in this embodiment, the groove depth error is suppressed to 500 angstroms or less between all the mirrors. The diffraction efficiency is at least 35% or more.

【0042】次の図5は実際のカラー式変形可能ミラー
デバイスにおいて、カラー画像が得られる原理について
説明するための図であり、同図において図3と同一物に
は同一番号を附記し説明を省略する。図5において、4
1は投影レンズであり、その直径をφ、カラー式変形可
能ミラーデバイスからの距離をLとしている。また、2
θcは出射光が投影レンズ41に入射し図示しないスク
リーンに投影される角度を示しており、図から明らかな
ようにtanθc=φ/(2L)の関係がある。
Next, FIG. 5 is a view for explaining the principle of obtaining a color image in an actual color type deformable mirror device. In FIG. 5, the same parts as those in FIG. Omit it. In FIG. 5, 4
Reference numeral 1 denotes a projection lens, the diameter of which is φ and the distance from the color type deformable mirror device is L. Also, 2
θ c represents the angle at which the emitted light enters the projection lens 41 and is projected on a screen (not shown), and as is clear from the figure, there is a relationship of tan θ c = φ / (2L).

【0043】また、一般にこれらLとφの比で投影系全
体の明るさを表す数値としてF値(=L/φ)がある
が、このパラメータは以下の文章で断わりなく使用され
る。42は入射白色光である。
Further, generally, there is an F value (= L / φ) as a numerical value representing the brightness of the entire projection system by the ratio of these L and φ, but this parameter is used in the following sentences without notice. 42 is incident white light.

【0044】図5において(a)は緑色光、(b)は赤
色光、(c)は青色光を投影する為のミラーを示してい
る。これらのミラーでそれぞれ形成される3原色を合成
することで、カラー画像を得ることができる。先に述べ
たように、(a)〜(c)の各ミラーではそれぞれ出射
対象とする色に応じて回折格子のピッチを変化させてい
る。さらに、例えば図(a)で分かるように、緑色光
(G)のみを投影レンズ41に入射させ、赤色光
(R),青色光(B)が投影レンズ41を外れるように
するには、ΔθRG及びΔθGBはいずれもθcより大きい
必要がある。
In FIG. 5, (a) shows a green light, (b) shows a red light, and (c) shows a mirror for projecting a blue light. A color image can be obtained by combining the three primary colors formed by these mirrors. As described above, in each of the mirrors (a) to (c), the pitch of the diffraction grating is changed according to the color to be emitted. Further, as can be seen in, for example, FIG. 5A, in order to make only the green light (G) enter the projection lens 41 and the red light (R) and the blue light (B) leave the projection lens 41, Δθ Both RG and Δθ GB must be greater than θ c .

【0045】(表1)には図5(a)〜(c)のそれぞ
れの場合について、一例として標準的なF=3の投影系
において色分離が達成される時の、RGBそれぞれのミ
ラーにおける各波長の光の回折角度θR,θG,θBの値
と、各ミラーの回折角(表で太線で囲った部分)と残り
の2種類のミラーが等しい回折角となる時のピッチを示
している。
In Table 1, for each of the cases of FIGS. 5 (a)-(c), as an example, when color separation is achieved in a standard F = 3 projection system, in each of the RGB mirrors. The values of the diffraction angles θ R , θ G , and θ B of the light of each wavelength, the diffraction angle of each mirror (the part surrounded by the thick line in the table) and the pitch when the remaining two types of mirrors have the same diffraction angle Shows.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】例えば(a)は図5(a)に示すように、
Gミラーにおいて色分離が行われる際のRとBの回折角
と、この時、RミラーとBミラーがGミラーと等しい回
折角である41.42゜を発生するピッチを示している。R
GB各波長に対応するミラーの回折角が等しくなるよう
にそれぞれのピッチを設定することにより、本実施例の
カラー式変形可能ミラーデバイスでは、デバイスに単に
白色光を入射させるだけで、設定された回折角方向にカ
ラー画像が投影されることとなる。
For example, (a) is as shown in FIG.
The diffraction angles of R and B when color separation is performed in the G mirror and the pitch at which the R mirror and the B mirror generate 41.42 °, which is the same diffraction angle as the G mirror, are shown. R
By setting the pitches so that the diffraction angles of the mirrors corresponding to the respective GB wavelengths are equal, the color-type deformable mirror device of the present embodiment was set by simply allowing white light to enter the device. A color image is projected in the diffraction angle direction.

【0048】ところで、(表1)から明らかなようにピ
ッチが最も細かくなるのはRミラーの色分離が達成され
る際の、Bミラーであり、0.546μmのピッチであ
る。本実施例では、例えば2レベルの回折格子としてい
る、線幅は0.27μmとなる。
Incidentally, as is clear from (Table 1), the finest pitch is the B mirror when the color separation of the R mirror is achieved, and the pitch is 0.546 μm. In this embodiment, for example, a two-level diffraction grating is used, and the line width is 0.27 μm.

【0049】図6は以上の設計条件から製造されたカラ
ー式変形可能ミラーデバイスの平面図を一部拡大して示
している。図6において51は白色光である。52はR
ミラーであり、53はGミラーであり、54はBミラー
である。55は赤色光、56は緑色光、57は青色光で
ある。
FIG. 6 shows a partially enlarged plan view of a color type deformable mirror device manufactured under the above design conditions. In FIG. 6, 51 is white light. 52 is R
Mirrors, 53 is a G mirror, and 54 is a B mirror. 55 is red light, 56 is green light, and 57 is blue light.

【0050】図6に示すように入射された白色光51は
各ミラー上の回折格子により色分離され、回折格子のピ
ッチにより決定される方向へ回折する。これらの分離さ
れた光をミラー部を回転させることでオン・オフし、図
示しない投影レンズに入射してスクリーン上へ投影する
配置とすることにより、カラー画像を得ることができ
る。
As shown in FIG. 6, the incident white light 51 is color-separated by the diffraction grating on each mirror and diffracted in the direction determined by the pitch of the diffraction grating. A color image can be obtained by arranging these separated lights to be turned on / off by rotating the mirror part and to enter the projection lens (not shown) to be projected on the screen.

【0051】以上のように本実施例によれば、ミラー上
に回折格子を設けることによって、0.2μm程度の段
差で色分離が行われることとなり、従来のレジスト・フ
ィルタ方式に比して、残留応力がないためにミラーの平
坦性を維持できる上、質量が小さいため高速な動作にも
追従できるようになった。また、回折格子のグレーティ
ングベクトルに対して垂直な平面上から白色光を入射す
る構成とすることで、ミラーの回転に伴う色ずれが発生
せず、純度の高いカラー画像を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, by providing the diffraction grating on the mirror, color separation is performed with a step difference of about 0.2 μm, which is superior to the conventional resist filter method. Since there is no residual stress, the flatness of the mirror can be maintained, and since the mass is small, it is possible to follow high-speed operation. Further, by adopting a configuration in which white light is made incident on a plane perpendicular to the grating vector of the diffraction grating, color shift due to rotation of the mirror does not occur, and a highly pure color image can be obtained.

【0052】なお、本実施例では回折格子は2レベルの
タイプについて説明を行ったが、これを断面がそれぞれ
4段階、8段階のステップ形状である4レベルや8レベ
ルの回折格子として、回折効率の向上を図ることも考え
られるが、本実施例では、例えばΛ/λ〜1.4と小さな
値であり、このような領域では4レベルや8レベルの回
折格子を製造しても、スカラー回折理論によりよく知ら
れている値(それぞれ81%,95%)程は効率は向上しな
い。また、回折格子の線幅は、ピッチの1/4、1/8
となって、製造はきわめて困難になる。逆に、回折格子
のピッチは投射系のF値によって決定されるという制約
もあるため、製造可能なF値を選択する必要が出てく
る。
In this embodiment, the diffraction grating of the two-level type has been described. However, the diffraction efficiency is set as a four-level or eight-level diffraction grating having a cross section of four steps and eight steps, respectively. However, in the present embodiment, the value is small, for example, Λ / λ˜1.4, and even if a 4-level or 8-level diffraction grating is manufactured in such a region, the scalar diffraction theory is used. Efficiency does not improve as much as the well-known values (81% and 95%, respectively). The line width of the diffraction grating is 1/4 and 1/8 of the pitch.
Therefore, manufacturing becomes extremely difficult. On the contrary, since there is a constraint that the pitch of the diffraction grating is determined by the F value of the projection system, it becomes necessary to select a manufacturable F value.

【0053】図7は投射系のF値により、ミラー上の回
折格子の最小ピッチがどの様に変化するかを示したもの
である。製造可能な最小線幅を例えば0.3μmとすれ
ば、2、4、8レベルの回折格子の最小ピッチはそれぞ
れ0.6,1.2,2.4μmであり、この値から採り
得る最小のF値はそれぞれ4、9、18となり、回折効
率は上げることができても、投影系全体の明るさは低下
する為、実際には本実施例のように2レベルの回折格子
を用いる方が明るい像を得ることができる。
FIG. 7 shows how the minimum pitch of the diffraction grating on the mirror changes depending on the F value of the projection system. If the minimum line width that can be manufactured is, for example, 0.3 μm, the minimum pitches of the diffraction gratings of 2, 4, and 8 levels are 0.6, 1.2, and 2.4 μm, respectively. The F values are 4, 9, and 18, respectively, and although the diffraction efficiency can be increased, the brightness of the entire projection system is reduced. Therefore, in practice, it is better to use a two-level diffraction grating as in this embodiment. You can get a bright image.

【0054】一方、回折格子により回折された光の色の
純度をさらに向上するために、カラー式変形可能ミラー
デバイスと投影レンズの間にスリット等の光路制限手段
を設けてもよい。
On the other hand, in order to further improve the color purity of the light diffracted by the diffraction grating, an optical path limiting means such as a slit may be provided between the color type deformable mirror device and the projection lens.

【0055】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例
について、図面を参照しながら説明する。本実施例のカ
ラー式変形可能ミラーデバイスは、第1の実施例とはミ
ラー上に設けられた回折格子への光の入射方法と色分離
の方法のみが異なるため、以下、回折格子の構造及び動
作方法についてのみ説明する。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The color deformable mirror device of the present embodiment is different from the first embodiment only in the method of incident light on the diffraction grating provided on the mirror and the method of color separation. Only the operation method will be described.

【0056】本実施例のカラー式変形可能ミラーデバイ
スは、きわめて高い色の純度が要求される場合に極めて
適している。
The color-type deformable mirror device of this embodiment is extremely suitable when extremely high color purity is required.

【0057】回折格子には一般にリトロー角θLという
角が存在している。図8はこのリトロー角を説明した、
変形可能ミラーの断面図である。同図において図1と同
一物には同一番号を附記し説明を省略する。図8におい
て74は入射光であり、75はリトロー条件における1
次回折光である。波長λの光をこのリトロー角で入射す
ると、入射方向と同じ方向に高い効率で光が回折する。
なお、図8に示すようにリトロー角θLは次の式で表さ
れる。
The diffraction grating generally has a Littrow angle θ L. Figure 8 illustrates this Littrow angle,
It is sectional drawing of a deformable mirror. In the figure, the same parts as those in FIG. In FIG. 8, 74 is the incident light, and 75 is 1 under the Littrow condition.
It is the next diffracted light. When light of wavelength λ is incident at this Littrow angle, the light is highly efficiently diffracted in the same direction as the incident direction.
Note that, as shown in FIG. 8, the Littrow angle θ L is expressed by the following equation.

【0058】θL=sin-1[λ/(2Λ)] 図9はデューティー(Duty)比=1:1の回折格子にお
いて、波長λに対してピッチΛを変化させると回折効率
がどの様に変化するかを、回折格子の深さtと波長λの
比をパラメータとして示した図である。この図9から、
λ/Λ=0.7付近及び0.9〜1.1で高い回折効率
が得られることが分かる。一方、回折格子製造に当たっ
てはΛが大きい方が製造し易いため、本実施例ではλ/
Λ=0.7付近で設計を行っている。具体的には回折格
子のピッチが出射させる回折光の中心波長の少なくとも
1.3〜1.7倍の範囲内であるようにして、最低でも40%以
上の回折効率が得られるようにしている。また、パラメ
ータt/Λによる差を比較すると、深さtが多少変化し
ても回折効率は大きく変化しないことが理解される。こ
のことから、実施例1の回折格子と同様に、3原色のミ
ラーに対して、深さを一定とすることができ、各色に対
応する回折格子部を一度に形成することが可能である。
Θ L = sin −1 [λ / (2Λ)] FIG. 9 shows how the diffraction efficiency changes when the pitch Λ is changed with respect to the wavelength λ in the diffraction grating with the duty ratio of 1: 1. FIG. 6 is a diagram showing whether or not there is a change, with the ratio of the depth t of the diffraction grating and the wavelength λ as a parameter. From this FIG.
It can be seen that high diffraction efficiency is obtained near λ / Λ = 0.7 and 0.9 to 1.1. On the other hand, in manufacturing the diffraction grating, the larger Λ is, the easier the manufacturing is. Therefore, in the present embodiment, λ /
We are designing around Λ = 0.7. Specifically, at least the center wavelength of the diffracted light emitted by the pitch of the diffraction grating
The diffraction efficiency is at least 40% or more by setting the range within 1.3 to 1.7 times. Further, comparing the difference due to the parameter t / Λ, it is understood that the diffraction efficiency does not change significantly even if the depth t changes a little. From this, similarly to the diffraction grating of the first embodiment, the depth can be made constant for the three primary color mirrors, and the diffraction grating portion corresponding to each color can be formed at one time.

【0059】次に、実際の入射角がリトロー回折角から
ずれた場合の影響を考えてみる。例えば、λ/Λ=0.7
のとき、リトロー回折角は20.5゜と計算される。入射角
θLが例えば+5゜ずれて25.5゜となった場合、出射さ
れる光の中心波長は、例えばGミラーの場合、0.5μm
の緑色光から0.62μmの赤色光に推移してしまうことと
なり、適切なカラー画像が得られなくなってしまう。本
発明者らは、この色の推移を少なくとも中心波長が0.05
μm以下の変化内で抑制するためには、入射角の精度を
±10%(Gミラーでは±2゜に相当)の範囲内で制御
する必要があることを発見し、本実施例においては誤差
±0.5゜で入射させることで、極めて色の純度の高い画
像を得ることが出来た。
Next, consider the influence when the actual incident angle deviates from the Littrow diffraction angle. For example, λ / Λ = 0.7
Then, the Littrow diffraction angle is calculated to be 20.5 °. When the incident angle θL shifts by + 5 ° to 25.5 °, the center wavelength of the emitted light is 0.5 μm in the case of a G mirror, for example.
The green light changes from 0.62 μm to red light, and an appropriate color image cannot be obtained. The present inventors have made this color transition at least at a center wavelength of 0.05
It was discovered that the accuracy of the incident angle needs to be controlled within a range of ± 10% (corresponding to ± 2 ° for a G mirror) in order to suppress the variation within a range of μm or less. By making the light incident at ± 0.5 °, an image with extremely high color purity could be obtained.

【0060】次の図10は上記特性を考慮して製造され
た本実施例のカラー式変形可能ミラーデバイスのミラー
部を拡大して示したものであり、図10(a)は上面
図、図10(b)は図10(a)のA−A’断面図であ
る。93は入射光である。94は出射光である。
Next, FIG. 10 is an enlarged view of the mirror portion of the color-type deformable mirror device of this embodiment manufactured in consideration of the above characteristics. FIG. 10 (a) is a top view and FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 93 is incident light. 94 is emitted light.

【0061】図10に示すように、白色入射光は回折格
子の長手方向に垂直な平面から角度βだけ傾けて入射さ
れる。本実施例のように光を入射する場合、すなわち入
射角βが0でない場合は、先の図8で説明においてλを
λcosβで置き換えることで等価となる。本実施例では
例えばλcosβ/Λ=0.7とし、さらにβの値を例え
ば30°としている。本実施例では、例えば、入射光の
波長を0.5μmを基準として、深さtを0.16μm
とすることで、波長0.6μm,0.4μmの光に対し
ても、回折効率が50%以上得られるようにしている。
なお、この時のRGBミラーのそれぞれの回折格子のピ
ッチΛは例えばそれぞれ0.74μm、0.62μm、
0.50μmである。また、この時のリトロー角はsin-
1(0.7)=44.4°であり、この角度は当初製造された
マスクパターンにより決定され、しかも3原色の各波長
で等しくすることが可能なため、カラー式変形可能ミラ
ーデバイスと投射光学系の位置決めはリトロー角になる
ように光路に対するカラー式変形可能ミラーデバイスの
入射角θLを調整するだけで済むため、アセンブルは容
易である。以上のように光を入射することで、入射され
た白色光のうち、正確に設定された波長の光が回折さ
れ、極めて色の純度の高いフィルタを形成することがで
きる。さらにこの様な回折格子をミラー上に形成し、ミ
ラーを回転させることで、従来のカラー式変形可能ミラ
ーデバイスと同様にして反射光の方向を変化させること
により、ディスプレイ上へ投射させる3原色の光をオ
ン、オフすることによりカラー画像を得ることができ
る。
As shown in FIG. 10, white incident light is incident at an angle β with respect to a plane perpendicular to the longitudinal direction of the diffraction grating. When light is incident as in this embodiment, that is, when the incident angle β is not 0, it becomes equivalent by replacing λ with λcosβ in the description of FIG. 8 above. In this embodiment, for example, λcos β / Λ = 0.7 and the value of β is set to 30 °, for example. In this embodiment, for example, the depth t is 0.16 μm with the wavelength of the incident light being 0.5 μm as a reference.
By doing so, it is possible to obtain a diffraction efficiency of 50% or more even for light having wavelengths of 0.6 μm and 0.4 μm.
The pitches Λ of the diffraction gratings of the RGB mirrors at this time are, for example, 0.74 μm, 0.62 μm,
0.50 μm. Also, the Littrow angle at this time is sin-
1 (0.7) = 44.4 °, which is determined by the mask pattern initially manufactured, and can be made equal for each wavelength of the three primary colors. Therefore, the color type deformable mirror device and the projection optical system are Assembling is easy because it is only necessary to adjust the incident angle θL of the color-type deformable mirror device with respect to the optical path so that the position will be at the Littrow angle. By entering the light as described above, the light of the accurately set wavelength is diffracted in the incident white light, and a filter having an extremely high color purity can be formed. Further, by forming such a diffraction grating on the mirror and rotating the mirror, the direction of the reflected light is changed in the same manner as in the conventional color-type deformable mirror device, so that the three primary colors projected on the display are displayed. A color image can be obtained by turning the light on and off.

【0062】なお、回折格子の製造工程は実施例1と同
様であり、例えばレジストマスクにより、所定厚だけミ
ラー部をD/Eすることで製造することができる。
The manufacturing process of the diffraction grating is the same as that of the first embodiment, and it can be manufactured by D / E of the mirror portion by a predetermined thickness using a resist mask, for example.

【0063】以上のように本実施例のカラー式変形可能
ミラーデバイスの回折型ミラーによれば、実施例1と同
様に容易に製造が行える上、各ミラー上回折格子により
分離・投影される光の波長ははそれぞれの回折格子のピ
ッチにより一義的に決定されるため、極めて純度の高い
カラー画像が得られることとなる。
As described above, the diffractive mirror of the color deformable mirror device of this embodiment can be easily manufactured in the same manner as in the first embodiment, and the light separated and projected by the diffraction grating on each mirror. Since the wavelength of is uniquely determined by the pitch of each diffraction grating, a color image of extremely high purity can be obtained.

【0064】(実施例3)以下、本発明の第3の実施例
について図面を参照しながら説明する。本実施例のカラ
ー式変形可能ミラーデバイスは、第2の実施例とミラー
上に設けられた回折格子のみが異なるため、以下、この
ミラー上の回折格子についてのみ説明する。
(Embodiment 3) A third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The color deformable mirror device of this embodiment is different from the second embodiment only in the diffraction grating provided on the mirror, and therefore only the diffraction grating on this mirror will be described below.

【0065】本実施例のカラー式変形可能ミラーデバイ
スは、実施例2と同様に回折格子へリトロー角θLで光
を入射するため色の純度が高い上に、実施例2のカラー
式変形可能ミラーデバイスよりも光の利用効率が高いと
いう利点がある。
The color deformable mirror device of this embodiment has a high color purity because light is incident on the diffraction grating at the Littrow angle θL as in the case of the second embodiment, and the color deformable mirror device of the second embodiment is used. It has the advantage of higher light utilization efficiency than the device.

【0066】図11は本実施例のカラー式変形可能ミラ
ーデバイスのミラー部の断面図である。なお、図11に
おいて図8と同一物には同一番号を附記し説明を省略す
る。図11に於て、101は回折格子部である。102
は入射光である。103は出射光である。
FIG. 11 is a sectional view of the mirror portion of the color type deformable mirror device of this embodiment. In FIG. 11, the same parts as those in FIG. 8 are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted. In FIG. 11, 101 is a diffraction grating portion. 102
Is the incident light. Reference numeral 103 is emitted light.

【0067】図11に示される本実施例の回折格子はい
わゆるフーリエ回折格子と呼ばれる形状をなしている。
なお、フーリエ回折格子とは一般に次の式で表される断
面形状を有する回折格子である。
The diffraction grating of this embodiment shown in FIG. 11 has a so-called Fourier diffraction grating shape.
The Fourier diffraction grating is generally a diffraction grating having a sectional shape represented by the following formula.

【0068】y=(t/2)[sin(2πx/Λ)+γs
in(4πx/Λ+δ)] ただし、tは回折格子の溝深さ、Λは回折格子のピッ
チ、γは2次高調振幅係数、δは位相シフト量である。
一方、図11に示されるリトロー角θLは次の式で表さ
れる。
Y = (t / 2) [sin (2πx / Λ) + γs
in (4πx / Λ + δ)] where t is the groove depth of the diffraction grating, Λ is the pitch of the diffraction grating, γ is the second harmonic amplitude coefficient, and δ is the phase shift amount.
On the other hand, the Littrow angle θ L shown in FIG. 11 is expressed by the following equation.

【0069】θL=sin-1[λ/(2Λ)] 本実施例のようなフーリエ回折格子のリトロー回折現象
では、0次と1次の回折光のみが発生するときに、1次
回折光強度が最大になることが一般に知られており、そ
の条件としては波長λとピッチΛが次の条件を満たす必
要がある。
Θ L = sin −1 [λ / (2Λ)] In the Littrow diffraction phenomenon of the Fourier diffraction grating as in this embodiment, when only 0th and 1st order diffracted light is generated, the 1st order diffracted light intensity Is generally known to be the maximum, and the condition is that the wavelength λ and the pitch Λ must satisfy the following conditions.

【0070】2/3<λ/Λ<2 よって最大回折効率が得られるリトロー角は 19.5°<θL<90° 一方、例えばリトロー角θLを例えば30°とすると、
波長0.4,0.5,0.6μmの波長に対しては、そ
れぞれピッチΛの値は0.4,0.5,0.6μmであ
り、この時の最小線幅(=Λ/2)は波長0.4μmに
対応する0.2μmである。
2/3 <λ / Λ <2 Therefore, the Littrow angle at which the maximum diffraction efficiency is obtained is 19.5 ° <θL <90 ° On the other hand, if the Littrow angle θL is, for example, 30 °,
The values of the pitch Λ are 0.4, 0.5 and 0.6 μm for the wavelengths of 0.4, 0.5 and 0.6 μm, respectively, and the minimum line width (= Λ / 2) at this time is obtained. ) Is 0.2 μm corresponding to a wavelength of 0.4 μm.

【0071】次の図12は、リトロー角θLと最小線幅
の関係を示したものである。図12から、例えば最小線
幅を0.2μm以上にしようと思えば、リトロー角は3
0°以下に設定する必要があることが分かる。以上のこ
とから、回折格子の製造に於いては、できるだけ線幅が
大きい方が製造し易いため、本実施例では例えば、リト
ロー角を20°と設定することで、高い回折効率を得る
一方で、線幅が0.3μmと製造し易い回折格子を形成
している。なお、この時、λ/Λの値は0.68であり、こ
の時例えばγの値を0.1、δの値を−90゜としたプロ
ファイルの回折格子を形成することで、90%以上の高い
回折効率を得ることができた。
Next, FIG. 12 shows the relationship between the Littrow angle θL and the minimum line width. From FIG. 12, for example, if the minimum line width is 0.2 μm or more, the Littrow angle is 3
It can be seen that it is necessary to set it to 0 ° or less. From the above, in the manufacture of the diffraction grating, it is easier to manufacture if the line width is as large as possible. Therefore, in this embodiment, for example, by setting the Littrow angle to 20 °, high diffraction efficiency is obtained. , A line width of 0.3 μm forms a diffraction grating that is easy to manufacture. At this time, the value of λ / Λ is 0.68. At this time, for example, by forming a diffraction grating having a profile in which the value of γ is 0.1 and the value of δ is -90 °, a high value of 90% or more is obtained. The diffraction efficiency could be obtained.

【0072】次の図13は本実施例のカラー式変形可能
ミラーデバイスのミラー部の回折格子の製造方法を説明
する図である。図13に於て121は例えばレジストか
らなるスペーサ層である。122a〜cはミラー部であ
る。123はレジスト層である。124は露光光であ
る。125,126,127,128は遮光手段であ
り、例えばステンシルマスクである。129は反射膜で
ある。
Next, FIG. 13 is a diagram for explaining a method of manufacturing the diffraction grating of the mirror portion of the color type deformable mirror device of this embodiment. In FIG. 13, 121 is a spacer layer made of, for example, a resist. 122a-c are mirror parts. 123 is a resist layer. Reference numeral 124 is exposure light. Reference numerals 125, 126, 127 and 128 denote light shielding means, for example, stencil masks. Reference numeral 129 is a reflective film.

【0073】以下、図13に従い、フーリエ回折格子の
製造方法を述べる。 (a)例えばスピンコートにより例えばポジレジストを
塗布し、1.5μm厚のレジスト層123を形成する。 (b)露光光124を例えば図示しないビームスプリッ
タにより2つに分離し、これらをそれぞれ入射角φR
遮光手段128の開口部からレジスト上に照射する。な
お、入射角φは、露光光の波長をλe、製造する回折格
子のピッチをΛとすると次の式で表される。
A method of manufacturing a Fourier diffraction grating will be described below with reference to FIG. (A) A positive resist is applied by, for example, spin coating to form a resist layer 123 having a thickness of 1.5 μm. (B) The exposure light 124 is split into two by, for example, a beam splitter (not shown), and these are irradiated onto the resist from the opening of the light shielding means 128 at an incident angle φ R. The incident angle φ is expressed by the following equation, where λe is the wavelength of the exposure light and Λ is the pitch of the diffraction grating to be manufactured.

【0074】φ=2sin-1(λe/2Λ) 本発明者らは、露光光として波長0.4416μmのHe-Cdレ
ーザを用いた。これにより先に述べた理由によりリトロ
ー角θLを例えば20゜とすると、Rミラーの回折格子の
ピッチはそれぞれ例えば0.88μmであり、このピッチの
回折格子を形成する為に、φR=29.1゜としている。露
光時間は例えば15秒である。 (c)(b)と同様にして0.73μmピッチのGミラー用
回折格子を形成するためにφG=35.2゜として露光を行
う。 (d)(b)と同様にして0.58μmピッチのBミラー用
回折格子を形成するためにφB=44.8゜として露光を行
う。 (e)RGBミラー間のレジストを露光する。 (f)現像を行い、フーリエ回折格子形状を得、その後
例えば120℃でベークする。 (g)例えば蒸着によりAuを0.15μm成膜し、反射膜1
29を形成する。
Φ = 2 sin −1 (λe / 2Λ) The inventors used a He—Cd laser with a wavelength of 0.4416 μm as the exposure light. Therefore, if the Littrow angle θL is, for example, 20 ° for the reason described above, the pitches of the diffraction gratings of the R mirrors are, for example, 0.88 μm, and in order to form the diffraction gratings of this pitch, φ R = 29.1 ° There is. The exposure time is, for example, 15 seconds. In the same manner as in (c) and (b), exposure is performed with φ G = 35.2 ° in order to form a diffraction grating for a G mirror having a pitch of 0.73 μm. In the same manner as in (d) and (b), exposure is performed with φ B = 44.8 ° to form a diffraction grating for a B mirror having a pitch of 0.58 μm. (E) The resist between the RGB mirrors is exposed. (F) Development is performed to obtain a Fourier diffraction grating shape, and then baking is performed at 120 ° C., for example. (G) Reflective film 1 with Au deposited to a thickness of 0.15 μm, for example, by vapor deposition
29 are formed.

【0075】以上の工程によりミラー部上にフーリエ回
折格子を形成することができる。以上のように本実施例
のカラー式変形可能ミラーデバイスは、ミラー部にフー
リエ回折格子を形成することで、色の純度は高いまま
で、光の利用効率を90%以上と極めて高くすることが
可能である。
The Fourier diffraction grating can be formed on the mirror portion by the above steps. As described above, in the color-type deformable mirror device of the present embodiment, the Fourier diffraction grating is formed in the mirror portion, so that the light utilization efficiency can be made extremely high to 90% or more while the color purity remains high. It is possible.

【0076】(実施例4)以下、本発明の第4の実施例
について、図面を参照しながら説明する。本実施例のカ
ラー式変形可能ミラーデバイスは、第3の実施例とは、
ミラー上に形成する回折格子の製造方法のみが異なるた
め、以下、回折格子の製造工程についてのみ説明する。
(Embodiment 4) A fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The color type deformable mirror device of this embodiment is different from that of the third embodiment in that
Since only the manufacturing method of the diffraction grating formed on the mirror is different, only the manufacturing process of the diffraction grating will be described below.

【0077】図14は本実施例のカラー式変形可能ミラ
ーデバイスにおけるミラー部のフーリエ回折格子の製造
方法を説明する図である。同図に於て130はミラー部
基板である。131は第1レジスト層である。132は
第2レジスト層である。
FIG. 14 is a diagram for explaining a method of manufacturing the Fourier diffraction grating of the mirror section in the color type deformable mirror device of this embodiment. In the figure, reference numeral 130 is a mirror portion substrate. 131 is a first resist layer. 132 is a second resist layer.

【0078】以下、図14を用いて本実施例のフーリエ
回折格子の製造方法を説明する。 (a)スピンコートによりレジストを塗布し、第1レジ
スト層131を形成する。その後、露光現像を行い、例
えば120℃でベークして、第1レジスト層131の感光
性を除去する。 (b)スピンコートによりレジストを塗布し、第2レジ
スト層132を形成する。その後、露光現像を行う。な
お、第1レジスト層131と第2レジスト層132は軟
化温度に違いがあるレジストを用いており、第1レジス
ト層131の方が低温で軟化し、いわゆるレジストフロ
ーが発生する。本実施例では、例えば第1レジスト層1
31は140℃で、第2レジスト層132は160℃で
レジストフローが始まる。 (c)例えば160℃で、例えば20分間ベークし、レ
ジストフローを発生させる。この時、第2レジスト層1
32は第1レジスト層131に比べて軟化が進んでいな
いため、図に示すようないわゆるサイン波形に近い形状
の回折格子を製造することができる。
The method of manufacturing the Fourier diffraction grating of this embodiment will be described below with reference to FIG. (A) A resist is applied by spin coating to form a first resist layer 131. After that, exposure and development are performed and baking is performed at, for example, 120 ° C. to remove the photosensitivity of the first resist layer 131. (B) A resist is applied by spin coating to form the second resist layer 132. After that, exposure and development are performed. Note that the first resist layer 131 and the second resist layer 132 use resists having different softening temperatures, and the first resist layer 131 softens at a lower temperature and a so-called resist flow occurs. In this embodiment, for example, the first resist layer 1
The resist flow starts at 140 ° C. for 31 and 160 ° C. for the second resist layer 132. (C) For example, baking is performed at 160 ° C. for 20 minutes to generate a resist flow. At this time, the second resist layer 1
Since 32 is not softened more than the first resist layer 131, it is possible to manufacture a diffraction grating having a shape close to a so-called sine waveform as shown in the figure.

【0079】本実施例の回折格子製造方法では、実施例
3の製造方法に対し、単純なサイン波形状の回折格子し
か製造できない。このため、回折効率は70%程度である
が、第2レジスト層のパターニング時に回折格子のピッ
チを決定できるために、RGB3色に対応するミラーの
回折格子を同時に形成することができ、製造工程が極め
て簡略化される。また、実施例3の方法では紫外線を発
するレーザが必要であったが、本実施例では通常の露光
現像工程で製造を行うことができるため、装置まで含め
て考えれば、コスト面で極めて有利である。
The diffraction grating manufacturing method of this embodiment can manufacture only a simple sine wave-shaped diffraction grating as compared with the manufacturing method of the third embodiment. Therefore, the diffraction efficiency is about 70%, but since the pitch of the diffraction grating can be determined at the time of patterning the second resist layer, the diffraction gratings of the mirrors corresponding to the three RGB colors can be formed at the same time, and the manufacturing process Extremely simplified. Further, the method of Example 3 required a laser that emits ultraviolet rays, but in this Example, since the production can be performed by a normal exposure and development process, it is extremely advantageous in terms of cost when the apparatus is included. is there.

【0080】[0080]

【発明の効果】以上のように第1の発明のカラー式変形
可能ミラーデバイスは、0.2μm程度の段差で形成さ
れた回折格子で色分離が可能であり、残留応力がないた
めにミラーの平坦性を維持できる上、質量が小さいため
高速な動作にも追従できるようになる。さらに、RGB
3色に対応する回折格子の形成を一度に行っても、それ
ぞれのミラー分離される光の利用効率は許容可能な程度
であるため、その製造プロセスも簡略化される。
As described above, in the color deformable mirror device of the first invention, color separation is possible by the diffraction grating formed with a step of about 0.2 μm, and there is no residual stress. The flatness can be maintained, and since the mass is small, it can follow high-speed operations. In addition, RGB
Even if the diffraction gratings corresponding to the three colors are formed at one time, the utilization efficiency of the light separated by the respective mirrors is acceptable, so that the manufacturing process thereof is also simplified.

【0081】また、第2の発明のカラー式変形可能ミラ
ーデバイスは、入射光が分離される平面がミラー回転軸
と平行であるため、ミラーを回転させて所定の波長の光
の投影レンズへの入射・非入射を切り替える場合に、回
転方向には色の分離がないため、鮮やかな画像を得るこ
とが可能となる。
Further, in the color type deformable mirror device of the second invention, since the plane for separating the incident light is parallel to the mirror rotation axis, the mirror is rotated so that the light of a predetermined wavelength is projected onto the projection lens. When switching between incident light and non-incident light, since there is no color separation in the rotation direction, a vivid image can be obtained.

【0082】また、第3の発明のカラー式変形可能ミラ
ーデバイスは、変形可能ミラー上に形成された回折格子
でリトロー回折現象により色分離を行なうため、色の純
度が高く(波長帯域幅が狭く)、且つ比較的光利用効率
の良好なカラー式変形可能ミラーデバイスを提供でき
る。
In the color type deformable mirror device of the third invention, since the diffraction grating formed on the deformable mirror performs color separation by the Littrow diffraction phenomenon, the color purity is high (the wavelength bandwidth is narrow). ), And a color-type deformable mirror device having relatively good light utilization efficiency can be provided.

【0083】また、第4の発明のカラー式変形可能ミラ
ーデバイスは、ミラー上の回折格子をフーリエ回折格子
の形状とすることで、色の純度は第3の発明と同様に高
い上に極めて高い回折効率が得られるカラー式変形可能
ミラーデバイスを実現できる。
In the color deformable mirror device of the fourth invention, the diffraction grating on the mirror is in the shape of a Fourier diffraction grating, so that the color purity is high and extremely high as in the third invention. It is possible to realize a color-type deformable mirror device that can obtain diffraction efficiency.

【0084】また、第5の発明の投射型画像表示装置
は、カラー式変形可能ミラーデバイスをアレイ状に配置
し、これに光を入射することで、光の三原色に対応する
ミラーを個々駆動することにより、単板でフルカラー画
像を投射することが可能となる。
Further, in the projection type image display apparatus of the fifth invention, color type deformable mirror devices are arranged in an array, and light is incident on the mirror type deformable mirror devices to individually drive the mirrors corresponding to the three primary colors of light. This makes it possible to project a full-color image with a single plate.

【0085】また、第6の発明のカラー式変形可能ミラ
ーデバイスの製造方法は、第4の発明のカラー式変形可
能ミラーデバイスにおいて、ミラー上にフーリエ回折格
子を形成する際に軟化温度の異なる2層の材質を所定の
形状にパターニングし、これを昇温して溶融することに
より、例えばホログラム露光でこれを形成するのに比し
て、光の三原色に対応する回折格子を同時に形成するこ
とが可能となり、容易にフーリエ回折格子を形成するこ
とができる。
The method of manufacturing the color deformable mirror device of the sixth invention is the same as the method of manufacturing the color deformable mirror device of the fourth invention, wherein the softening temperature is different when the Fourier diffraction grating is formed on the mirror. By patterning the material of the layer into a predetermined shape and heating and melting it, it is possible to simultaneously form a diffraction grating corresponding to the three primary colors of light, as compared with the case of forming this by hologram exposure. This makes it possible to easily form a Fourier diffraction grating.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例のカラー式変形可能ミラ
ーデバイスの斜視図
FIG. 1 is a perspective view of a color type deformable mirror device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】(a)〜(d)は同実施例における回折格子の形成工
程図
2A to 2D are process diagrams of forming a diffraction grating in the embodiment.

【図3】(a)は同実施例の回折型ミラーの平面図 (b)は同A−A’断面図3A is a plan view of the diffractive mirror of the embodiment, and FIG. 3B is a sectional view taken along the line A-A ′ of FIG.

【図4】同実施例の波長0.5μmで設計された回折形
ミラーの波長に対する回折効率変化を示す特性図
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a change in diffraction efficiency with respect to a wavelength of a diffraction mirror designed at a wavelength of 0.5 μm in the example.

【図5】(a)〜(c)は同実施例のカラー式変形可能ミラー
アレイデバイスのカラー画像投影原理図
5 (a) to (c) are color image projection principle diagrams of the color deformable mirror array device of the same embodiment.

【図6】同実施例のカラー式変形可能ミラーデバイスの
平面図
FIG. 6 is a plan view of a color deformable mirror device of the same embodiment.

【図7】同実施例の投射型画像表示装置のF値と回折格
子の最小ピッチの関係図
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the F value and the minimum pitch of the diffraction grating of the projection type image display device of the same embodiment.

【図8】第2の実施例のカラー式変形可能ミラーデバイ
スのミラー部の断面図
FIG. 8 is a sectional view of a mirror portion of a color type deformable mirror device according to a second embodiment.

【図9】同実施例の回折格子における、t/Λをパラメ
ータとしたλ/Λと回折効率の関係を示す特性図
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between λ / Λ and the diffraction efficiency with t / Λ as a parameter in the diffraction grating of the same example.

【図10】(a)は同実施例のカラー式変形可能ミラーデ
バイスのミラー部の上面図 (b)は同A−A’断面図
10A is a top view of a mirror portion of the color deformable mirror device of the same embodiment, and FIG. 10B is a sectional view taken along line AA ′ of FIG.

【図11】第3の実施例のカラー式変形可能ミラーデバ
イスミラー部の断面図
FIG. 11 is a sectional view of a color type deformable mirror device mirror portion of a third embodiment.

【図12】同実施例に於ける設計波長0.4μmの回折格
子のリトロー角θLと最小線幅の関係を示す特性図
FIG. 12 is a characteristic diagram showing the relationship between the Littrow angle θL and the minimum line width of a diffraction grating having a design wavelength of 0.4 μm in the same example.

【図13】(a)〜(g)は同実施例のミラー上のフーリエ回
折格子製造方法を示す工程図
13 (a) to (g) are process diagrams showing a method for manufacturing a Fourier diffraction grating on a mirror in the same example.

【図14】(a)〜(c)は第4の実施例のカラー式変形可能
ミラーデバイスフーリエ回折格子製造方法を示す工程図
FIGS. 14A to 14C are process diagrams showing a method of manufacturing a color type deformable mirror device Fourier diffraction grating according to a fourth embodiment.

【図15】従来のカラー式変形可能ミラーデバイスの斜
視図
FIG. 15 is a perspective view of a conventional color deformable mirror device.

【図16】従来例のカラー式変形可能ミラーデバイスの
動作を示す図
FIG. 16 is a diagram showing an operation of a conventional color deformable mirror device.

【図17】従来例のカラー式変形可能ミラーアレイデバ
イスの斜視図
FIG. 17 is a perspective view of a conventional color type deformable mirror array device.

【図18】従来例の代表的な色の配置図FIG. 18 is a typical color arrangement diagram of a conventional example.

【図19】(a)〜(f)は従来例のカラーフィルタ形成の工
程図
19A to 19F are process diagrams of forming a color filter of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 絶縁層 3 スペーサ 4a,4b ランディング電極 5a,5b アドレス電極 6 ヒンジ 7 回折型ミラー 1 substrate 2 insulating layer 3 spacers 4a, 4b landing electrodes 5a, 5b address electrodes 6 hinges 7 diffractive mirror

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】印加された電子信号に応答して入射光を選
択的に反射する偏向動作を行い得る複数の変形可能ミラ
ーを有するデバイスであって、前記変形可能ミラー上に
回折格子を備えたことを特徴とするカラー式変形可能ミ
ラーデバイス。
1. A device having a plurality of deformable mirrors capable of performing a deflection operation of selectively reflecting incident light in response to an applied electronic signal, the device including a diffraction grating on the deformable mirror. A color-type deformable mirror device characterized in that
【請求項2】回折格子は断面が階段形状であることを特
徴とする請求項1記載のカラー式変形可能ミラーデバイ
ス。
2. The color deformable mirror device according to claim 1, wherein the diffraction grating has a stepwise cross section.
【請求項3】回折格子は、変形可能ミラーが偏向すると
きの回転軸と垂直な方向に長手方向を有するように変形
可能ミラー上に形成され、前記変形可能ミラー面に垂直
で且つ前記回折格子の前記長手方向に平行な面上から光
を入射させることを特徴とする請求項1記載のカラー式
変形可能ミラーデバイス。
3. The diffraction grating is formed on the deformable mirror so as to have a longitudinal direction in a direction perpendicular to a rotation axis when the deformable mirror deflects, the diffraction grating being perpendicular to the deformable mirror surface and the diffraction grating. The color deformable mirror device according to claim 1, wherein light is incident on a surface parallel to the longitudinal direction of the.
【請求項4】回折格子は、変形可能ミラーが偏向すると
きの回転軸と垂直な方向に長手方向を有するよう形成さ
れ、入射光の波長をλ、前記回折格子のピッチをΛとし
たとき、前記回折格子の長手方向に平行且つ前記カラー
式変形可能ミラーに垂直な面から0.9sin-1[λ/(2
Λ)]≦α≦±1.1sin-1[λ/(2Λ)]の範囲内の角
度αだけ傾斜した面上にあって、且つ前記回折格子の長
手方向に垂直且つ前記カラー式変形可能ミラーに垂直な
面上にない方向から光を入射させることを特徴とした請
求項1記載のカラー式変形可能ミラーデバイス。
4. The diffraction grating is formed so as to have a longitudinal direction in a direction perpendicular to a rotation axis when a deformable mirror deflects. When a wavelength of incident light is λ and a pitch of the diffraction grating is Λ, From the plane parallel to the longitudinal direction of the diffraction grating and perpendicular to the color deformable mirror, 0.9 sin -1 [λ / (2
Λ)] ≦ α ≦ ± 1.1 sin −1 [λ / (2Λ)] on a plane inclined by an angle α, and perpendicular to the longitudinal direction of the diffraction grating and to the color-type deformable mirror. The color deformable mirror device according to claim 1, wherein light is incident from a direction that is not on a vertical surface.
【請求項5】回折格子は、出射させる回折光の中心波長
の1.3〜1.7倍のピッチを有する請求項4記載のカラー式
変形可能ミラーデバイス。
5. The color deformable mirror device according to claim 4, wherein the diffraction grating has a pitch of 1.3 to 1.7 times the center wavelength of the diffracted light to be emitted.
【請求項6】回折格子は、フーリエ回折格子であること
を特徴とする請求項1記載のカラー式変形可能ミラーデ
バイス。
6. The color deformable mirror device according to claim 1, wherein the diffraction grating is a Fourier diffraction grating.
【請求項7】回折格子は、変形可能ミラーが偏向すると
きの回転軸と垂直な方向に長手方向を有するよう形成さ
れ、入射光の波長をλ、前記回折格子のピッチをΛとし
たとき、前記回折格子の長手方向に平行且つ前記カラー
式変形可能ミラーに垂直な面から0.9sin-1[λ/(2
Λ)]≦α≦±1.1sin-1[λ/(2Λ)]の範囲内の角
度αだけ傾斜した面上にあって、且つ前記回折格子の長
手方向に垂直且つ前記カラー式変形可能ミラーに垂直な
面上にない方向から光を入射させることを特徴とした請
求項6記載のカラー式変形可能ミラーデバイス。
7. The diffraction grating is formed so as to have a longitudinal direction in a direction perpendicular to a rotation axis when a deformable mirror is deflected. When a wavelength of incident light is λ and a pitch of the diffraction grating is Λ, From the plane parallel to the longitudinal direction of the diffraction grating and perpendicular to the color deformable mirror, 0.9 sin -1 [λ / (2
Λ)] ≦ α ≦ ± 1.1 sin −1 [λ / (2Λ)] on a plane inclined by an angle α, and perpendicular to the longitudinal direction of the diffraction grating and to the color-type deformable mirror. 7. The color deformable mirror device according to claim 6, wherein light is incident from a direction that is not on a vertical surface.
【請求項8】回折格子の長手方向に平行かつカラー式変
形可能ミラーに垂直な面から20〜30゜だけ傾斜した面上
にあって且つ前記カラー式変形可能ミラー面の法線ベク
トルと平行でない方向から光を入射させることを特徴と
した請求項6記載のカラー式変形可能ミラーデバイス。
8. A plane parallel to the longitudinal direction of the diffraction grating and inclined by 20 to 30 ° from a plane perpendicular to the color deformable mirror and not parallel to a normal vector of the color deformable mirror surface. 7. The color deformable mirror device according to claim 6, wherein light is incident from a direction.
【請求項9】印加された電子信号に応答して入射光を選
択的に反射する偏向動作を行い得る複数の変形可能ミラ
ーと前記変形可能ミラー上に回折格子を形成したカラー
式変形可能ミラーデバイスをアレイ状に配置したカラー
式変形可能ミラーデバイスアレイと、さらに前記カラー
式変形可能ミラーデバイスアレイに光を入射する光源と
を備えたことを特徴とする投射型画像表示装置。
9. A color deformable mirror device having a plurality of deformable mirrors capable of performing a deflecting operation for selectively reflecting incident light in response to an applied electronic signal, and a diffraction grating formed on the deformable mirrors. A projection-type image display device, comprising: a color deformable mirror device array in which the elements are arranged in an array; and a light source that makes light incident on the color deformable mirror device array.
【請求項10】カラー式変形可能ミラーデバイスアレイ
は、少なくとも光の三原色のいずれかの回折光を等しい
角度で回折する少なくとも3種類のピッチの異なる回折
格子を有するミラー群からなることを特徴とする請求項
9記載の投射型画像表示装置。
10. A color deformable mirror device array comprises a mirror group having at least three kinds of diffraction gratings having different pitches, which diffracts diffracted light of at least one of the three primary colors of light at equal angles. The projection type image display device according to claim 9.
【請求項11】少なくとも3種類のピッチの回折格子を
有するミラー群に形成された回折格子は、前記回折格子
の深さの差が3種類のミラーの全てにおいて500オン
グストローム以下であることを特徴とする請求項10記
載の投射型画像表示装置。
11. A diffraction grating formed on a mirror group having diffraction gratings of at least three kinds of pitches, wherein the difference in depth of the diffraction grating is 500 angstroms or less in all of the three kinds of mirrors. The projection type image display device according to claim 10.
【請求項12】カラー式変形可能ミラーデバイスから出
射される出射光のうち、前記カラー式変形可能ミラーデ
バイスの偏向状態により、前記出射光が入射・非入射を
切り換えられる位置にレンズを配置した請求項9記載の
投射型画像表示装置。
12. A lens is arranged at a position where the emitted light can be switched between incident and non-incident depending on the deflection state of the color deformable mirror device among the emitted lights emitted from the color deformable mirror device. Item 10. The projection-type image display device according to Item 9.
【請求項13】カラー式変形可能ミラーデバイスからレ
ンズまでの距離がレンズ直径の3倍以上であることを特
徴とする請求項12記載の投射型画像表示装置。
13. The projection type image display apparatus according to claim 12, wherein the distance from the color deformable mirror device to the lens is three times or more the lens diameter.
【請求項14】請求項6記載のカラー式変形可能ミラー
デバイスの製造方法であって、ミラー上に第1の層を形
成し、さらに第2の層を形成し、その後これらを加熱し
て溶融させることでフーリエ回折格子を形成する工程を
含有することを特徴とするカラー式変形可能ミラーデバ
イスの製造方法。
14. A method of manufacturing a color deformable mirror device according to claim 6, wherein a first layer is formed on the mirror, a second layer is further formed, and then these are heated and melted. A method of manufacturing a color-type deformable mirror device, characterized in that the method includes a step of forming a Fourier diffraction grating.
【請求項15】第1の層の材質が第2の層の材質よりも
低い軟化温度を有する材質であることを特徴とする請求
項14記載のカラー式変形可能ミラーデバイスの製造方
法。
15. The method for manufacturing a color deformable mirror device according to claim 14, wherein the material of the first layer has a lower softening temperature than the material of the second layer.
【請求項16】第1の層及び第2の層の材質を有機物で
あることを特徴とする請求項14記載のカラー式変形可
能ミラーデバイスの製造方法。
16. The method of manufacturing a color-type deformable mirror device according to claim 14, wherein the material of the first layer and the second layer is an organic material.
【請求項17】有機物は、レジストまたはポリイミドで
あることを特徴とする請求項16記載のカラー式変形可
能ミラーデバイスの製造方法。
17. The method for manufacturing a color deformable mirror device according to claim 16, wherein the organic material is resist or polyimide.
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