JPH1039239A - Spatial light modulation element - Google Patents

Spatial light modulation element

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Publication number
JPH1039239A
JPH1039239A JP20647196A JP20647196A JPH1039239A JP H1039239 A JPH1039239 A JP H1039239A JP 20647196 A JP20647196 A JP 20647196A JP 20647196 A JP20647196 A JP 20647196A JP H1039239 A JPH1039239 A JP H1039239A
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JP
Japan
Prior art keywords
substrate
spatial light
shutter
light modulator
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP20647196A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Takahashi
淳一 高橋
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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Publication of JPH1039239A publication Critical patent/JPH1039239A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to set the driving circuit, etc., of a shutter on a substrate without degrading the numerical aperture by providing the element with the shutter for controlling the passage and non-passage of the light which is made incident on through-holes and is condensed by a lens. SOLUTION: The paralleled light is made incident on the microscopes 101 from a light source side and the incident light is made into parallel beams reduced in spot diameter by the microlenses 101. The apertures of the through- holes 103 of a substrate 104 are irradiate with these beams. The beams are so controlled as to pass or not pass the through-holes 103 by opening and closing the light shielding plates 105a of the shutter 105 of a flap type. In the close state, the shutter 105 is held closed and the apertures of the through-holes 103 of the substrate 104 are held closed by two sheets of the light shielding plates 105a to prohibit the beams from passing the through-holes 103. In the open state, electrostatic attraction force acts between the light shielding plates 105a and the walls 106 of the through-holes 103 when a potential difference is applied between both by a power source, by which the light shielding plates 105a are attracted to the walls 106 of the through-holes 103 and the beams are passed through the through-holes 103.

Description

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

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は,マイクロメカニカ
ルシャッタアレイやマイクロガルバノミラーアレイを用
いた投影表示素子としての空間光変調素子に関し,より
詳細には,光記憶・記録,光論理演算,即ち光情報処理
用画像の形成,画像処理,画像論理演算,光コンピュー
ティング用のデータパターンの形成に応用可能な空間光
変調素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spatial light modulator as a projection display device using a micromechanical shutter array or a micro galvanometer mirror array, and more particularly, to optical storage / recording, optical logic operation, that is, optical operation. The present invention relates to a spatial light modulator that can be applied to formation of an information processing image, image processing, image logical operation, and formation of a data pattern for optical computing.

【0002】[0002]

【従来の技術】図61及び図62に基づいて,第1の従
来例(特開平4―230721号公報)を説明する。こ
の空間光変調素子は,多数のマイクロシャッタ1701
により構成されている。マイクロシャッタ1701は,
移動電極1702と,マイクロシャッタ1701を固定
端に接続するビーム1703とを備えている。移動電極
1702は,Alやpoly−Si等可視領域の光を殆
ど透過しない材料で作製される。また,マイクロシャッ
タ1701は接地される。
2. Description of the Related Art A first conventional example (Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-230721) will be described with reference to FIGS. This spatial light modulating element has a large number of micro shutters 1701.
It consists of. The micro shutter 1701 is
A moving electrode 1702 and a beam 1703 connecting the micro shutter 1701 to a fixed end are provided. The movable electrode 1702 is made of a material that hardly transmits light in the visible region, such as Al or poly-Si. The micro shutter 1701 is grounded.

【0003】図62において,電極1705に電圧が印
加されている場合,マイクロシャッタ1701は基板1
704に対して水平方向に位置し,入射する光を遮断す
る。電極1706に電圧が印加された場合,マイクロシ
ャッタ1701は基板1704に対して斜めの姿勢に,
電極1707に電圧が印加されたときには基板1704
に対して垂直になり入射光が空間光変調素子を通過す
る。
In FIG. 62, when a voltage is applied to an electrode 1705, a micro-shutter 1701
704 is located horizontally with respect to 704 and blocks incident light. When a voltage is applied to the electrode 1706, the micro shutter 1701 is inclined with respect to the substrate 1704,
When a voltage is applied to the electrode 1707, the substrate 1704
And the incident light passes through the spatial light modulator.

【0004】このようなマイクロシャッタ1701をア
レイ状に持つ空間光変調素子を透過した光は,レンズ
(図示せず)によりスクリーン(図示せず)上で結像さ
れる。上述したようにマイクロシャッタ1701の開閉
を制御することにより,スクリーン上に画像等を表示す
ることができる。なお,第1の従来例の空間光変調素子
では,開口率を高くするため基板1704のほとんどの
面積が開口1708で占められている。また開口170
8の壁1708aは基板1704に対して垂直になって
いる。したがって,フラップ型のシャッタを閉から開に
移行させる場合,90度回転させる必要がある。
[0004] Light transmitted through a spatial light modulator having such a micro shutter 1701 in an array forms an image on a screen (not shown) by a lens (not shown). By controlling the opening and closing of the micro shutter 1701 as described above, an image or the like can be displayed on a screen. In the first conventional spatial light modulator, the opening 1708 occupies most of the area of the substrate 1704 in order to increase the aperture ratio. Opening 170
The eight walls 1708a are perpendicular to the substrate 1704. Therefore, when shifting the flap type shutter from the closed state to the open state, it is necessary to rotate the shutter by 90 degrees.

【0005】第1の従来例の空間光変調素子を用いてフ
ルカラー表示が可能なディスプレイを実現する場合,図
61に示すように,R,G,Bの透過フィルタ1709
を持つ3個のマイクロシャッタ1701を一組として1
ピクセルを構成する。そして,各マイクロシャッタ17
01が開いて透過状態になっている時間を変化させるこ
とにより,フルカラー表示を可能とする。
In order to realize a display capable of full-color display using the spatial light modulator of the first conventional example, as shown in FIG. 61, R, G, and B transmission filters 1709 are used.
Three micro shutters 1701 having
Make up the pixels. And each micro shutter 17
The full-color display is enabled by changing the time during which the 01 is open and in the transmission state.

【0006】次に,第2の従来例(E.Obermei
er, J.Lin,V.Sclichting, ”
Design and Fabrication of
an electrostatically dri
ven micro−shutter”, Techn
ical Digest of The 7th In
ternational Conference on
Solid−State Sensors and
Actuators, pp132−135,199
3)を図63に示す。この第2の従来例の装置も上述し
た第1の従来例とほぼ同様の構成であり,マイクロシャ
ッタ1701,マイクロシャッタ1701を支持するビ
ーム1703及びマイクロシャッタ1701を開閉させ
る移動電極1702を備えている。また,フルカラー表
示が可能なディスプレイを構成する場合も,第1の従来
例で説明したようにR,G,Bの透過フィルタを持つ3
個のシャッタを一組として1ピクセルを構成すれば良
い。
Next, a second conventional example (E. Obermei)
er, J.A. Lin, V .; Sclicting, "
Design and Fabrication of
an electrostatically dri
ven micro-shutter ”, Techn
ical Digest of The 7th In
international Conference on
Solid-State Sensors and
Actuators, pp 132-135, 199
3) is shown in FIG. The device of the second conventional example has substantially the same configuration as that of the first conventional example, and includes a micro shutter 1701, a beam 1703 supporting the micro shutter 1701, and a moving electrode 1702 for opening and closing the micro shutter 1701. . Also, when a display capable of full-color display is configured, as described in the first conventional example, a display having R, G, and B transmission filters is used.
One pixel may be configured as a set of shutters.

【0007】更に,第3の従来例(「液晶方式投写型デ
ィスプレイのカラー・フィルタを不要に」,日経エレク
トロニクス,1995.1.30)を説明する。第3の
従来例は投写型ディスプレイに関し,その基本構成を図
64に示すと共に,図64における液晶パネル部分の拡
大構成図を図65に示す。この投射型ディスプレイにお
いて,光源1710からの光はダイクロイックミラー1
711により三原色光に分解される。分解された光は,
異なる方向から液晶パネル1712に照射される。液晶
パネル1712は,図65に示すように3つの液晶シャ
ッタ1713毎に1つのマイクロレンズ1714を持
つ。したがって,液晶シャッタ1713を通過した光
は,図64に示すフレネルレンズ1715と投射レンズ
1716によりスクリーン1717上で集光され,スク
リーン上に画像等がフルカラー表示される。マイクロレ
ンズ1714は三原色各々についてレンズに入射した光
を液晶シャッタ1713上に集光するため,実効的な開
口率が低下しない。なお,図65において,1718は
ガラス基板である。
Further, a third conventional example (“Eliminating the need for a color filter of a liquid crystal projection display”, Nikkei Electronics, 1995.1.30) will be described. The third conventional example relates to a projection type display, and its basic configuration is shown in FIG. 64, and an enlarged configuration diagram of a liquid crystal panel portion in FIG. 64 is shown in FIG. In this projection type display, the light from the light source 1710 is applied to the dichroic mirror 1
711 separates the light into three primary colors. The decomposed light is
The liquid crystal panel 1712 is irradiated from different directions. The liquid crystal panel 1712 has one micro lens 1714 for every three liquid crystal shutters 1713 as shown in FIG. Therefore, the light that has passed through the liquid crystal shutter 1713 is condensed on the screen 1717 by the Fresnel lens 1715 and the projection lens 1716 shown in FIG. 64, and an image or the like is displayed on the screen in full color. The micro lens 1714 focuses the light incident on the lens for each of the three primary colors on the liquid crystal shutter 1713, so that the effective aperture ratio does not decrease. In FIG. 65, reference numeral 1718 denotes a glass substrate.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら,第1及
び第2の従来例では,開口率を高めるためにシャッタが
設けられている基板のほとんどの面積が開口,即ち穴に
なっており,マイクロシャッタを駆動する回路や配線を
基板上に配置する面積が不足するという問題がある。こ
のため,マイクロシャッタを備える基板以外にシャッタ
を制御する制御電極を備えた基板を別個設ける必要があ
る。このように制御電極用の基板を別個設ける場合は,
制御電極とシャッタの位置合わせを精度良く行って両基
板の接合或いは相互位置関係を定めるする作業が必要と
なる。したがって,空間光変調素子の製造工程が複雑に
なると共に,精度良く位置合わせができない場合は空間
光変調素子の誤動作の原因となる。
However, in the first and second conventional examples, most of the area of the substrate provided with the shutter in order to increase the aperture ratio is an opening, that is, a hole. However, there is a problem that the area for arranging circuits and wirings for driving on the substrate is insufficient. Therefore, it is necessary to separately provide a substrate having a control electrode for controlling the shutter in addition to the substrate having the micro shutter. When a separate substrate for the control electrode is provided,
It is necessary to perform an operation of accurately positioning the control electrode and the shutter and determining the bonding or mutual positional relationship between the two substrates. Therefore, the manufacturing process of the spatial light modulator becomes complicated, and if the positioning cannot be performed accurately, the spatial light modulator may malfunction.

【0009】また,マイクロシャッタの周辺の隙間にも
光が当たるため,マイクロシャッタが閉じられている場
合であってもこの隙間から光が漏れ,空間光変調素子を
介してスクリーン上に投影される画像のコントラストが
低下するという問題がある。
Further, since the light also irradiates the gap around the micro shutter, even if the micro shutter is closed, the light leaks from this gap and is projected on the screen via the spatial light modulator. There is a problem that the contrast of an image is reduced.

【0010】更に,開口率を高めるために開口面積を大
きくしていることから,この開口を開・閉するシャッタ
の移動距離を大きくする必要があるという問題がある。
従来例のマイクロシャッタは,構造が簡単であること等
の理由から静電引力を用いて開閉させられる。ところ
が,静電引力の強さは距離の2乗に反比例するため,シ
ャッタの移動距離を大きくすると静電引力が弱くなり,
静電引力を発生させるための駆動電圧を大きくしなけれ
ばならない。
Furthermore, since the opening area is increased to increase the aperture ratio, there is a problem that it is necessary to increase the moving distance of the shutter for opening and closing the opening.
The conventional micro shutter is opened and closed using electrostatic attraction because of its simple structure and the like. However, since the strength of the electrostatic attraction is inversely proportional to the square of the distance, increasing the moving distance of the shutter weakens the electrostatic attraction.
The driving voltage for generating the electrostatic attraction must be increased.

【0011】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て,シャッタが設けられている基板の実質的な開口率を
低下することなく前記基板上にシャッタの駆動回路等を
設けることを可能とし,より簡単な工程で製造可能とす
ることを第1の目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and enables a shutter drive circuit and the like to be provided on a substrate on which a shutter is provided without reducing the substantial aperture ratio of the substrate. It is a first object of the present invention to enable manufacturing with simpler processes.

【0012】また,誤動作を少なくすると共に,コント
ラストの高い像をスクリーン上に結ぶことを可能とする
ことを第2の目的とする。
It is a second object of the present invention to reduce malfunctions and to form a high-contrast image on a screen.

【0013】更に,実質的な開口率を低下することなく
シャッタの移動距離を小さくし,静電引力によるシャッ
タの開閉動作をより容易に行うことを可能とすることを
第2の目的とする。
It is a second object of the present invention to reduce the moving distance of the shutter without substantially lowering the aperture ratio, and to make it easier to open and close the shutter by electrostatic attraction.

【0014】[0014]

【課題が解決するための手段】上記目的を達成するた
め,本発明の請求項1に係る空間光変調素子は,光を集
光するレンズと,前記レンズで集光された光が入射さ
れ,前記光を通過させる貫通孔を備えた基板と,前記基
板に設けられ,前記貫通孔に入射された前記光の通過・
非通過を制御するシャッタと,を備えるものである。
To achieve the above object, a spatial light modulator according to a first aspect of the present invention comprises a lens for condensing light, and a light condensed by the lens. A substrate having a through hole through which the light passes, and a substrate provided on the substrate, for passing the light incident on the through hole.
And a shutter for controlling non-passage.

【0015】また,本発明の請求項2に係る空間光変調
素子は,請求項1記載の空間光変調素子において,前記
基板が,前記光を透過する透光性基板と,前記透光性基
板上に形成され,前記光を透過しない非透光性基板とか
らなり,前記非透光性基板が,前記貫通孔と前記シャッ
タとを備えるものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the spatial light modulator according to the first aspect, wherein the substrate comprises a light-transmitting substrate that transmits the light and a light-transmitting substrate. A non-light-transmitting substrate that is formed thereon and does not transmit the light, wherein the non-light-transmitting substrate includes the through-hole and the shutter.

【0016】また,本発明の請求項3に係る空間光変調
素子は,請求項1又は2記載の空間光変調素子におい
て,前記貫通孔内部の壁面が,前記基板表面に対して傾
斜しているものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the spatial light modulator according to the first or second aspect, wherein a wall surface inside the through hole is inclined with respect to the substrate surface. Things.

【0017】また,本発明の請求項4に係る空間光変調
素子は,請求項3記載の空間光変調素子において,前記
シャッタが,前記貫通孔の開口部に設けられて前記光を
遮光する遮光部材と,前記貫通孔内部の壁面方向に前記
遮光板を旋回可能に支持する支持部材と,からなり,前
記シャッタと前記貫通孔内部の壁との間に電圧を印加し
て前記シャッタを開くものである。
In the spatial light modulator according to a fourth aspect of the present invention, in the spatial light modulator according to the third aspect, the shutter is provided at an opening of the through hole to shield the light. A shutter for opening the shutter by applying a voltage between the shutter and the wall inside the through hole, the member comprising a member and a support member for pivotally supporting the light shielding plate in the direction of the wall surface inside the through hole. It is.

【0018】また,本発明の請求項5に係る空間光変調
素子は,請求項1から4のいずれかに記載の空間光変調
素子において,前記シャッタを備えた基板が,単結晶基
板であり,前記貫通孔が,結晶軸異方性エッチングによ
り前記単結晶基板中に形成されるものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a spatial light modulator according to any one of the first to fourth aspects, wherein the substrate provided with the shutter is a single crystal substrate; The through holes are formed in the single crystal substrate by crystal axis anisotropic etching.

【0019】また,本発明の請求項6に係る空間光変調
素子は,請求項5記載の空間光変調素子において,前記
単結晶基板が,(110)面の面方位を持つ単結晶シリ
コンからなり,前記シャッタが,前記貫通孔の開口部の
前記単結晶基板の〈110〉軸に平行な辺に設けられる
ものである。
The spatial light modulator according to claim 6 of the present invention is the spatial light modulator according to claim 5, wherein the single crystal substrate is made of single crystal silicon having a (110) plane orientation. And the shutter is provided on a side of the opening of the through hole parallel to the <110> axis of the single crystal substrate.

【0020】また,本発明の請求項7に係る空間光変調
素子は,請求項6記載の空間光変調素子において,前記
貫通孔が,前記単結晶基板内にハニカム状に配列される
ものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the spatial light modulator according to the sixth aspect, wherein the through holes are arranged in a honeycomb shape in the single crystal substrate. .

【0021】また,本発明の請求項8に係る空間光変調
素子は,請求項1から7のいずれかに記載の空間光変調
素子において,前記レンズを複数有したレンズ基板を備
え,前記レンズ基板と前記シャッタが形成された基板と
の間の空間を封止して真空又はほぼ真空とし,当該空間
内に前記シャッタを位置させるものである。
The spatial light modulator according to claim 8 of the present invention is the spatial light modulator according to any one of claims 1 to 7, further comprising a lens substrate having a plurality of the lenses. A space between the substrate and the substrate on which the shutter is formed is sealed to form a vacuum or substantially a vacuum, and the shutter is positioned in the space.

【0022】また,本発明の請求項9に係る空間光変調
素子は,請求項8記載の空間光変調素子において,前記
レンズ基板上の空間を封止し,当該空間の気圧を大気圧
より低くしかつ前記真空又はほぼ真空とした空間の気圧
より高くするものである。
The spatial light modulator according to a ninth aspect of the present invention is the spatial light modulator according to the eighth aspect, wherein the space on the lens substrate is sealed, and the pressure in the space is lower than the atmospheric pressure. And the pressure is set to be higher than the atmospheric pressure in the vacuum or the substantially vacuumed space.

【0023】また,本発明の請求項10に係る空間光変
調素子は,請求項1から9のいずれかに記載の空間光変
調素子において,前記レンズ基板が,前記シャッタ側の
面に透光性導電層を備え,前記透光性導電層と前記貫通
孔内部の壁と前記シャッタとにそれぞれ所定の電圧を印
加して前記シャッタを開閉させるものである。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the spatial light modulator according to any one of the first to ninth aspects, wherein the lens substrate has a light-transmitting surface on the shutter side. A conductive layer is provided, and a predetermined voltage is applied to each of the light-transmitting conductive layer, the inner wall of the through hole, and the shutter to open and close the shutter.

【0024】また,本発明の請求項11に係る空間光変
調素子は,請求項10記載の空間光変調素子において,
前記シャッタが設けられた基板が,前記シャッタを駆動
する駆動回路を備え,前記透光性導電層と前記駆動回路
とを電気的に接続すると共に,前記透光性導電層に前記
駆動回路の基準電圧又は電源電圧を印加するものであ
る。
The spatial light modulator according to claim 11 of the present invention is the spatial light modulator according to claim 10,
A substrate provided with the shutter includes a driving circuit for driving the shutter, electrically connecting the light-transmitting conductive layer to the driving circuit, and connecting the light-transmitting conductive layer to a reference of the driving circuit. A voltage or a power supply voltage is applied.

【0025】また,本発明の請求項12に係る空間光変
調素子は,請求項1又は請求項3から11のいずれかに
記載の空間光変調素子において,前記基板が,前記シャ
ッタが設けられた面の反対側の面に低抵抗層を備えるも
のである。
A spatial light modulator according to a twelfth aspect of the present invention is the spatial light modulator according to any one of the first or third to eleventh aspects, wherein the substrate is provided with the shutter. The low resistance layer is provided on the surface opposite to the surface.

【0026】また,本発明の請求項13に係る空間光変
調素子は,請求項1又は請求項3から11のいずれかに
記載の空間光変調素子において,前記基板が,前記シャ
ッタが設けられた面の反対側の面に遮光層を備えるもの
である。
A spatial light modulator according to a thirteenth aspect of the present invention is the spatial light modulator according to any one of the first or third to eleventh aspects, wherein the substrate is provided with the shutter. A light shielding layer is provided on the surface opposite to the surface.

【0027】また,本発明の請求項14に係る空間光変
調素子は,請求項2から11のいずれかに記載の空間光
変調素子において,前記透光性基板が,前記非透光性基
板に接触する面上に透光性導電層を備えるものである。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided the spatial light modulator according to any one of the second to eleventh aspects, wherein the translucent substrate is provided on the non-translucent substrate. A light-transmitting conductive layer is provided on the contacting surface.

【0028】また,本発明の請求項15に係る空間光変
調素子は,請求項2から14のいずれかに記載の空間光
変調素子において,前記透光性基板と前記非透光性基板
の間に低抵抗層を設けるものである。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a spatial light modulator according to any one of the second to fourteenth aspects, wherein the spatial light modulator is provided between the translucent substrate and the non-translucent substrate. Is provided with a low resistance layer.

【0029】更に,本発明の請求項16に係る空間光変
調素子は,請求項2から14のいずれかに記載の空間光
変調素子において,前記透光性基板と前記非透光性基板
の間に遮光層を設けるものである。
The spatial light modulator according to a sixteenth aspect of the present invention is the spatial light modulator according to any one of the second to fourteenth aspects, wherein the spatial light modulator is provided between the light-transmitting substrate and the non-light-transmitting substrate. Is provided with a light shielding layer.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下,本発明に係る空間光変調素
子の実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the spatial light modulator according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0031】[実施の形態1]実施の形態1に係る空間
光変調素子は,シャッタを備えた基板中にシャッタを駆
動する駆動回路を設けることを可能にし,静電引力によ
るシャッタの開閉を容易に行うことができるようにした
ものである。すなわち,実施の形態1に係る空間光変調
素子は,光を集光するレンズと,レンズで集光された光
が入射され,光を通過させる貫通孔を備えた基板と,基
板に設けられ,貫通孔に入射された光の通過・非通過を
制御するシャッタと,を備えるものである。以下,この
空間光変調素子の構成を(第1実施例)及び(第2実施
例)に基づいて詳細に説明する。
[Embodiment 1] The spatial light modulator according to Embodiment 1 allows a drive circuit for driving a shutter to be provided in a substrate provided with the shutter, thereby facilitating opening and closing of the shutter by electrostatic attraction. It is possible to do it. That is, the spatial light modulator according to the first embodiment is provided on a substrate having a lens for condensing light, a substrate provided with a through hole through which the light condensed by the lens enters, and through which the light passes. And a shutter for controlling passage / non-passage of the light incident on the through-hole. Hereinafter, the configuration of the spatial light modulator will be described in detail based on (first embodiment) and (second embodiment).

【0032】(第1実施例)図1は,実施の形態1の第
1実施例に係る空間光変調素子の構成を示す構成図であ
る。図1に示す空間光変調素子は,光源(図示せず)か
らの光を集光するマイクロレンズ101を含むマイクロ
レンズ基板102と,マイクロレンズ101で集光され
た光を通過させる貫通孔103を備えた基板104と,
貫通孔103を通過する光の通過・非通過を制御するフ
ラップ型のシャッタ105と,を備えている。
(First Example) FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a spatial light modulator according to a first example of the first embodiment. The spatial light modulator shown in FIG. 1 includes a microlens substrate 102 including a microlens 101 for condensing light from a light source (not shown), and a through hole 103 for passing the light condensed by the microlens 101. Provided substrate 104,
A flap-type shutter 105 for controlling the passage / non-passage of light passing through the through-hole 103.

【0033】基板104には,Si,Ge,Cなどの半
導体,或いはGa,As,In,P,Alなどから構成
される化合物半導体(GaAs,GaP,GaInAs
P,InP等),或いはZn,Te,S,Se,Cdな
どから構成される化合物半導体(ZnSe,CdS,C
dTe等)等を用いることができる。また基板104と
して,石英,ホウケイ酸ガラス(例えばコーニング社の
7740,7070),低融点ガラス,ソーダガラス等
を用いた透光性基板を用いても良い。
The substrate 104 is made of a semiconductor such as Si, Ge, C, or a compound semiconductor (GaAs, GaP, GaInAs) composed of Ga, As, In, P, Al, or the like.
P, InP, etc.) or a compound semiconductor (ZnSe, CdS, C) composed of Zn, Te, S, Se, Cd, etc.
dTe etc.) can be used. Further, as the substrate 104, a light-transmitting substrate using quartz, borosilicate glass (for example, 7740 or 7070 manufactured by Corning Incorporated), low-melting glass, soda glass, or the like may be used.

【0034】図2〜図4は,図1に示すフラップ型のシ
ャッタ105の構成を示しており,図2は平面図,図3
は図2の線A−A’における断面図,図4は図2の線B
−B’における断面図である。シャッタ105は,2枚
の遮光板105aと,2枚の遮光板105aをそれぞれ
支持するトーションバー105bとからなり,トーショ
ンバー105bは基板104表面に固定される。
2 to 4 show the structure of the flap type shutter 105 shown in FIG. 1, FIG. 2 is a plan view, and FIG.
2 is a sectional view taken along line AA ′ in FIG. 2, and FIG.
It is sectional drawing in -B '. The shutter 105 includes two light shielding plates 105a and a torsion bar 105b respectively supporting the two light shielding plates 105a. The torsion bar 105b is fixed to the surface of the substrate 104.

【0035】次に,上記構成を備えた第1実施例に係る
空間光変調素子の動作を説明する。
Next, the operation of the spatial light modulator according to the first embodiment having the above configuration will be described.

【0036】図1に示すように,光源側から平行光化さ
れた光がマイクロレンズ101に入射される。入射され
た光はマイクロレンズ101によりスポット径が小さく
された平行光になり,基板104の貫通孔103の開口
部に照射される。貫通孔103の開口部に照射された光
は,フラップ型のシャッタ105の遮光板105aを開
閉させることにより,貫通孔103を通過させ又は通過
させないよう制御することができる。
As shown in FIG. 1, the collimated light enters the microlens 101 from the light source side. The incident light becomes parallel light whose spot diameter is reduced by the microlens 101 and is applied to the opening of the through hole 103 of the substrate 104. The light applied to the opening of the through-hole 103 can be controlled to pass or not to pass through the through-hole 103 by opening and closing the light-shielding plate 105 a of the flap-type shutter 105.

【0037】すなわち,図3(a)に示すシャッタ10
5を閉じた状態においては,2枚の遮光板105aによ
り基板104の貫通孔103の開口部が光学的に塞が
れ,光は貫通孔103を通過しない(閉状態)。一方,
遮光板105aと貫通孔103の壁106の間に図示し
ない電源により電位差を与えると両者間に静電引力が働
き,図3(b)に示すように遮光板105aが貫通孔1
03の壁106に吸着する(開状態)。開状態では光が
貫通孔103を通過する。電圧印加をなくすと,トーシ
ョンバー105bのバネ力により遮光板105aは図3
(a)に示す閉状態に戻る。
That is, the shutter 10 shown in FIG.
5 is closed, the opening of the through hole 103 of the substrate 104 is optically closed by the two light shielding plates 105a, and light does not pass through the through hole 103 (closed state). on the other hand,
When a potential difference is applied between the light shielding plate 105a and the wall 106 of the through hole 103 by a power supply (not shown), an electrostatic attraction acts between the two, and as shown in FIG.
Adsorb to the wall 106 of No. 03 (open state). In the open state, light passes through the through-hole 103. When the voltage is not applied, the light shielding plate 105a is moved by the spring force of the torsion bar 105b as shown in FIG.
The state returns to the closed state shown in FIG.

【0038】シャッタ105への入射光のスポット径
は,マイクロレンズ101によってシャッタ105の周
期より小さくされるため,実施の形態1の空間光変調素
子においては従来の空間光変調素子よりも貫通孔103
の開口面積を小さくすることができる。したがって,隣
接する他のシャッタ105との間隔P(図1参照)を大
きくとることができる。その結果,隣接するシャッタ1
05間の領域にシャッタ105を駆動する回路を配置す
ることができる。これにより,基板104とは別の基板
を設け,この基板にシャッタ105の駆動回路を設ける
必要がないため,空間光変調素子の構成及び製造行程を
簡素化することができる。
Since the spot diameter of the light incident on the shutter 105 is made smaller than the period of the shutter 105 by the microlens 101, the spatial light modulator of the first embodiment has a smaller diameter than the conventional spatial light modulator than the conventional spatial light modulator.
Opening area can be reduced. Therefore, the interval P (see FIG. 1) with another adjacent shutter 105 can be increased. As a result, the adjacent shutter 1
A circuit for driving the shutter 105 can be arranged in a region between 05. Thus, there is no need to provide a substrate other than the substrate 104 and provide a drive circuit for the shutter 105 on this substrate, so that the configuration of the spatial light modulator and the manufacturing process can be simplified.

【0039】図5に示すように,実施の形態1の空間光
変調素子においては遮光板105a上のみに光が照射さ
れる。したがって,シャッタ105の閉状態で光が漏れ
るのは遮光板105aの隙間の一部からだけである。一
方,従来の空間光変調素子では,図6に示すように遮光
板と開口部の隙間全体に光が照射されることになる。し
たがって,開口部の隙間全体から光が漏れることにな
る。このように実施の形態1の空間光変調素子の方がシ
ャッタ105が閉状態での漏れ光が少ないため,従来の
空間光変調素子よりも空間光変調素子を介してスクリー
ンに投影された画像等のコントラストを向上させること
ができる。
As shown in FIG. 5, in the spatial light modulator of the first embodiment, light is irradiated only on the light shielding plate 105a. Therefore, when the shutter 105 is closed, light leaks only from a part of the gap of the light shielding plate 105a. On the other hand, in the conventional spatial light modulator, light is applied to the entire gap between the light shielding plate and the opening as shown in FIG. Therefore, light leaks from the entire gap of the opening. As described above, the spatial light modulation device of the first embodiment has less leakage light when the shutter 105 is in the closed state, so that an image or the like projected on a screen via the spatial light modulation device is smaller than the conventional spatial light modulation device. Can be improved.

【0040】(第2実施例)図7は実施の形態1の第2
実施例に係る空間光変調素子の構成を示す構成図,図8
は図7に示す空間光変調素子の平面図であり,図9は図
7に示す空間光変調素子のシャッタの開閉状態を説明す
るための説明図である。
(Second Embodiment) FIG. 7 shows a second embodiment of the first embodiment.
FIG. 8 is a configuration diagram showing the configuration of the spatial light modulator according to the embodiment.
FIG. 9 is a plan view of the spatial light modulator shown in FIG. 7, and FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining an open / close state of a shutter of the spatial light modulator shown in FIG.

【0041】図8に示す空間光変調素子のシャッタ10
5は,トーションバーに代え,基板104表面で遮光板
105aを水平に移動させるビーム105cを備えたス
ライド型シャッタである。遮光板105aと固定電極1
07には櫛歯状の電極が形成されている。遮光板105
aは,アンカー108及び配線109を介して電源11
0に接続され,同様に固定電極107も電源110に接
続されている。
The shutter 10 of the spatial light modulator shown in FIG.
Reference numeral 5 denotes a slide shutter provided with a beam 105c for horizontally moving the light shielding plate 105a on the surface of the substrate 104 instead of the torsion bar. Light shielding plate 105a and fixed electrode 1
At 07, a comb-shaped electrode is formed. Light shield 105
a is a power supply 11 via the anchor 108 and the wiring 109.
0, and the fixed electrode 107 is also connected to the power supply 110.

【0042】遮光板105aと固定電極107間に電圧
を印加すると,両者間に静電引力が働き,遮光板105
aは固定電極107方向に移動する(図9(b))。こ
れによりシャッタ105は開状態になる。この電圧印加
をやめるとビーム105cのバネの戻り力により遮光板
105aは閉状態に戻る(図9(a))。
When a voltage is applied between the light-shielding plate 105a and the fixed electrode 107, an electrostatic attraction acts between them and the light-shielding plate 105a is applied.
a moves in the direction of the fixed electrode 107 (FIG. 9B). Thus, the shutter 105 is opened. When the application of the voltage is stopped, the light shielding plate 105a returns to the closed state due to the return force of the spring of the beam 105c (FIG. 9A).

【0043】図7〜図9に示す第2実施例の空間光変調
素子においても,第1実施例のトーションバー105b
を用いたシャッタ105の場合と同様な効果を得ること
ができる。加えて,前述したように基板104の貫通孔
103の幅が従来技術より小さいため,シャッタ105
に要求される移動距離を小さくすることができるという
効果がある。
In the spatial light modulator of the second embodiment shown in FIGS. 7 to 9, the torsion bar 105b of the first embodiment is also used.
The same effect as in the case of the shutter 105 using the same can be obtained. In addition, as described above, since the width of the through hole 103 of the substrate 104 is smaller than that of the related art, the shutter 105
Has the effect that the required moving distance can be reduced.

【0044】図10は,実施の形態1に係る空間光変調
素子の応用例を示す説明図である。図10に示す空間光
変調素子は,RGBの三原色の光についてそれぞれ通過
・非通過を制御する3枚のシャッタ105を一組備えて
いる。これにより,異なる角度からRGBの三原色に分
解した光をマイクロレンズ101を介して貫通孔103
の開口部に照射すると,それぞれの光に対応するシャッ
タ105により,R・G・Bそれぞれの色の光の通過・
非通過を制御をすることができる。よって,図10に示
す空間光変調素子を用いることにより,フルカラー表示
が可能な投写型ディスプレイを実現することができる。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an application example of the spatial light modulator according to the first embodiment. The spatial light modulator shown in FIG. 10 includes a set of three shutters 105 for controlling the passage and non-passage of the light of the three primary colors of RGB. Thus, the light separated into the three primary colors of RGB from different angles is transmitted through the through-hole 103 through the microlens 101.
Irradiate the light of each color of R, G, B by the shutter 105 corresponding to each light.
Non-passage can be controlled. Therefore, by using the spatial light modulator shown in FIG. 10, a projection display capable of full-color display can be realized.

【0045】[実施の形態2]前述した実施の形態1に
係る空間光変調素子において,シャッタ105が設けら
れる基板104には,機械的剛性を保つために少なくと
も200μm程度の厚みを持たせることが必要である。
また,一つの空間光変調素子の面積を小さくし,一枚の
シリコンウェハから得られる空間光変調素子の枚数を多
くするためには,シャッタ105のピッチ,即ち画素密
度を高くしなければならない。例えば30ミリ角の空間
光変調素子とするには,ピッチを40μm程度にしなけ
ればならない。つまり貫通孔103の2次元的寸法(窓
の縦と横)に対して貫通孔103の深さが5倍以上の深
穴の形状になってしまう。
[Second Embodiment] In the spatial light modulator according to the first embodiment, the substrate 104 provided with the shutter 105 may have a thickness of at least about 200 μm in order to maintain mechanical rigidity. is necessary.
Further, in order to reduce the area of one spatial light modulator and increase the number of spatial light modulators obtained from one silicon wafer, the pitch of the shutter 105, that is, the pixel density must be increased. For example, in order to form a 30 mm square spatial light modulator, the pitch must be about 40 μm. In other words, the depth of the through-hole 103 becomes five times or more the two-dimensional size (length and width of the window) of the through-hole 103.

【0046】一方,基板104に上に設けられるマイク
ロレンズ101によって入射する光を平行光にして貫通
孔103に入射する場合,レンズの性能などから空間光
変調素子に入射する光は完全な平行光ではなく,わずか
な放射角度を持っている。したがって,この角度を持っ
て入射した光が前述したような深穴の貫通孔103に導
入されると,光の一部は図11に示すように貫通孔10
3の壁106に当たることになる。貫通孔103の壁1
06は鏡面ではないため,壁106に当たった光はラン
ダムな方向に散乱される。散乱された光は,ほとんどが
基板104の下方に設けられた投射レンズ(図示せず)
に入射されないため,スクリーン上に結像されず,輝度
が低下する原因となる。このことを解決するための手段
として,シャッタ105を設ける基板104の厚さを数
十μm以下にすることが考えられるが,この場合は基板
104の剛性が非常に弱く,容易に破壊される虞があ
る。
On the other hand, when the light incident by the microlens 101 provided on the substrate 104 is converted into parallel light and is incident on the through-hole 103, the light incident on the spatial light modulator is completely parallel light due to the performance of the lens. Instead, it has a slight radiation angle. Therefore, when the light incident at this angle is introduced into the through-hole 103 of the deep hole as described above, a part of the light is transmitted to the through-hole 10 as shown in FIG.
The third wall 106 will be hit. Wall 1 of through hole 103
Since 06 is not a mirror surface, the light hitting the wall 106 is scattered in random directions. Most of the scattered light is a projection lens (not shown) provided below the substrate 104.
Since the light is not incident on the screen, no image is formed on the screen, which causes a decrease in luminance. As a means for solving this, it is conceivable to reduce the thickness of the substrate 104 on which the shutter 105 is provided to several tens μm or less. In this case, the rigidity of the substrate 104 is extremely weak, and the substrate 104 may be easily broken. There is.

【0047】そこで,実施の形態2に係る空間光変調素
子は,実施の形態1の空間光変調素子の機械的剛性を低
下することなく,空間光変調素子を介してスクリーン上
に結像される画像の輝度・画質の向上を図ったものであ
る。
Therefore, the spatial light modulator according to the second embodiment forms an image on a screen via the spatial light modulator without reducing the mechanical rigidity of the spatial light modulator of the first embodiment. This is to improve the brightness and image quality of the image.

【0048】図12は,本発明の実施の形態2に係る空
間光変調素子の構成を示す構成図である。なお,図12
に示す空間光変調素子において,図1に示す実施の形態
1の空間光変調素子と同一の構成には同一の符号を付
し,その説明は省略する。
FIG. 12 is a configuration diagram showing a configuration of a spatial light modulator according to Embodiment 2 of the present invention. Note that FIG.
In the spatial light modulator shown in (1), the same components as those in the spatial light modulator of Embodiment 1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0049】図12に示す空間光変調素子は,基板10
4が,透光性基板であるガラス基板201と,ガラス基
板201上に形成された非透光性基板であるシリコン基
板202とからなり,シャッタ105が,シリコン基板
202上に設けられて構成されている。
The spatial light modulator shown in FIG.
4 comprises a glass substrate 201 which is a light-transmitting substrate and a silicon substrate 202 which is a non-light-transmitting substrate formed on the glass substrate 201, and a shutter 105 is provided on the silicon substrate 202. ing.

【0050】シリコン基板202には,シャッタ105
やこれを駆動する回路が設けられ,その厚みはガラス基
板201よりも薄く形成されている。具体的に厚みは数
十μm以下が好ましいがこれに限定するものではない。
The silicon substrate 202 has a shutter 105
And a circuit for driving the same, and the thickness thereof is formed thinner than the glass substrate 201. Specifically, the thickness is preferably several tens μm or less, but is not limited thereto.

【0051】なお,非透光性基板としてシリコン基板2
02を挙げたが,シリコンに限らず,Ge,Cなどの半
導体,或いはGa,As,In,P,Alなどから構成
される化合物半導体(GaAs,GaP,GaInAs
P,InP等),或いはZn,Te,S,Se,Cdな
どから構成される化合物半導体(ZnSe,CdS,C
dTe等)等を用いてもよい。
The silicon substrate 2 was used as a non-translucent substrate.
02, but not limited to silicon, a semiconductor such as Ge, C, or a compound semiconductor (GaAs, GaP, GaInAs) composed of Ga, As, In, P, Al, or the like.
P, InP, etc.) or a compound semiconductor (ZnSe, CdS, C) composed of Zn, Te, S, Se, Cd, etc.
dTe or the like may be used.

【0052】ガラス基板201は,薄く機械的強度の弱
いシリコン基板202を支持する必要があるため,その
厚みは数百μm以上が好ましいがこれに限定するもので
はない。また,ガラス基板としては,石英,ホウケイ酸
ガラス(例えばコーニング(社)の7740,707
0),低融点ガラス,ソーダガラス等の材料を用いるこ
とができる。
Since the glass substrate 201 needs to support the silicon substrate 202 which is thin and has low mechanical strength, the thickness is preferably several hundred μm or more, but is not limited to this. In addition, as the glass substrate, quartz, borosilicate glass (for example, 7740, 707 of Corning Co., Ltd.)
0), low melting point glass, soda glass, and other materials can be used.

【0053】次に,上記構成を有する空間光変調素子の
製造方法の概略を説明する。図13(a)〜(d)は,
実施の形態2に係る空間光変調素子の製造過程を説明す
るための説明図である。
Next, an outline of a method for manufacturing the spatial light modulator having the above configuration will be described. FIGS. 13 (a) to 13 (d)
FIG. 13 is an explanatory diagram for describing a manufacturing process of the spatial light modulation element according to the second embodiment.

【0054】まず,図13(a)において,p型半導体
基板203上にシリコン基板202となるn型半導体層
204をエピタキシャル成長により形成する。続いてn
型半導体層204中にCMOSプロセスによりシャッタ
105を駆動する回路部205を形成する。その後,n
型半導体層204上に酸化膜(又は窒化膜)206を形
成後,酸化膜206上にアルミ等の金属層207を形成
する。そして金属層207及び酸化膜206をパターニ
ングする。なお,金属層207はシャッタ105と配線
パターンになり,酸化膜206は配線の絶縁と異方性エ
ッチングにより貫通孔103を形成するための開口窓と
なる。
First, in FIG. 13A, an n-type semiconductor layer 204 to be a silicon substrate 202 is formed on a p-type semiconductor substrate 203 by epitaxial growth. Then n
A circuit section 205 for driving the shutter 105 is formed in the mold semiconductor layer 204 by a CMOS process. Then n
After forming an oxide film (or a nitride film) 206 on the type semiconductor layer 204, a metal layer 207 such as aluminum is formed on the oxide film 206. Then, the metal layer 207 and the oxide film 206 are patterned. The metal layer 207 forms a wiring pattern with the shutter 105, and the oxide film 206 forms an opening window for forming the through-hole 103 by insulating the wiring and performing anisotropic etching.

【0055】次に,図13(b)において,パターニン
グされた金属層207及び酸化膜206上に補強板20
8を仮止めし,p型半導体基板203を電気化学エッチ
ングによりエッチングする。エッチングは,周辺のp型
半導体基板203を残しpn接合面で停止する。エッチ
ング後には薄いn型半導体層204が残る。
Next, referring to FIG. 13B, the reinforcing plate 20 is formed on the patterned metal layer 207 and the oxide film 206.
8 is temporarily fixed, and the p-type semiconductor substrate 203 is etched by electrochemical etching. Etching stops at the pn junction surface, leaving the peripheral p-type semiconductor substrate 203. After the etching, a thin n-type semiconductor layer 204 remains.

【0056】図13(c)において,上述したガラス基
板201となるガラス基板209が陽極接合や,紫外線
硬化型接着剤,熱硬化型の接着剤,嫌気性の接着剤等を
用いて接合される。続いて補強板208が取り除かれ
る。
In FIG. 13C, the glass substrate 209 serving as the above-described glass substrate 201 is bonded by anodic bonding, an ultraviolet-curing adhesive, a thermosetting adhesive, an anaerobic adhesive, or the like. . Subsequently, the reinforcing plate 208 is removed.

【0057】図13(d)において,n型半導体層20
4をウェットエッチングによりエッチングして貫通孔1
03を形成する。これにより,ガラス基板201,貫通
孔103及びシャッタ105を備えたシリコン基板20
2が形成される。
In FIG. 13D, the n-type semiconductor layer 20
4 is etched by wet etching to form a through hole 1
03 is formed. As a result, the silicon substrate 20 having the glass substrate 201, the through hole 103, and the shutter 105
2 are formed.

【0058】このように,実施の形態2に係る空間光変
調素子によれば,シリコン基板202の厚みを薄くした
ため,入射した光がシリコン基板202の貫通孔103
の壁106に当たることを防止することができる。ま
た,貫通孔103を通過した光は,可視光に対して高い
透過率を持つガラス基板201に入射されるため,ここ
でも透過光が散乱されることはない。したがって,散乱
された光が投射レンズに入射せず輝度が低下するという
ことを防ぐことができる。
As described above, according to the spatial light modulator according to the second embodiment, since the thickness of the silicon substrate 202 is reduced, incident light is transmitted through the through hole 103 of the silicon substrate 202.
Can be prevented from hitting the wall 106. Further, the light that has passed through the through-hole 103 is incident on the glass substrate 201 having a high transmittance with respect to visible light, so that the transmitted light is not scattered here. Therefore, it is possible to prevent the scattered light from being incident on the projection lens and lowering the luminance.

【0059】また,本実施の形態2に係る空間光変調素
子おいても,図10に示すように3枚のシャッタ105
を一組にし,従来技術3のように異なる角度からRGB
の三原色に分解した光を貫通孔103に入射することに
より,各シャッタ105でそれぞれに対応する色の光の
制御を行うことができる。これにより,一枚の空間光変
調素子により,フルカラー表示が可能な投写型ディスプ
レイを実現することができる。
Also, in the spatial light modulator according to the second embodiment, as shown in FIG.
As a set, and RGB from different angles as in prior art 3.
By entering the light decomposed into the three primary colors into the through-holes 103, each shutter 105 can control the light of the corresponding color. This makes it possible to realize a projection type display capable of performing full-color display with one spatial light modulation element.

【0060】更に,実施の形態2に空間光変調素子で
は,実施の形態1で説明したフラップ型のシャッタに限
らず,図7〜図9に示すスライド型のシャッタを用いる
ことができることはいうまでもない。
Further, in the spatial light modulator according to the second embodiment, not only the flap-type shutter described in the first embodiment but also the slide-type shutter shown in FIGS. 7 to 9 can be used. Nor.

【0061】[実施の形態3]実施の形態1で説明した
空間光変調素子においては,基板104上に設けられた
マイクロレンズ101により入射光をレンズ直径よりも
小さく絞り,貫通孔103に入射する。貫通孔103に
入射される光は,平行光又は特定の位置でビームウェス
トを持つようになる。一般に平行光の場合はその光のス
ポット(平行光の幅)は数十μm以下にはならない。し
たがって貫通孔103の幅は,光のスポット以上でなけ
ればならない。例えば,貫通孔103のピッチが50μ
mで空間光変調素子の一辺の画素数が2000だとする
と,空間光変調素子の一辺は50μm×2000=10
0mmとなり非常に大きいものとなってしまう。この場
合,一枚のシリコンウェハから得られる空間光変調素子
は数個程度となってしまい,結果的にコストの向上を招
く。
[Third Embodiment] In the spatial light modulator described in the first embodiment, the incident light is narrowed to be smaller than the lens diameter by the microlens 101 provided on the substrate 104, and is incident on the through hole 103. . The light incident on the through-hole 103 has a parallel light or a beam waist at a specific position. Generally, in the case of parallel light, the spot of the light (width of the parallel light) does not become several tens μm or less. Therefore, the width of the through hole 103 must be equal to or larger than the light spot. For example, the pitch of the through holes 103 is 50 μm.
Assuming that the number of pixels on one side of the spatial light modulation element is 2,000 at m, one side of the spatial light modulation element is 50 μm × 2000 = 10
0 mm, which is very large. In this case, the number of spatial light modulators obtained from one silicon wafer is about several, resulting in an increase in cost.

【0062】一方,ビームウェストを持つ光(マイクロ
レンズにより集光された光)はビームウェストの位置で
そのスポット径が数μm程度の幅になる。したがって,
このような光を用いれば開口ピッチを10μm程度に小
さくし,もって空間光変調素子の大きさを20ミリ程度
にすることができる。すなわち一枚のシリコンウェハか
ら得られる空間光変調素子の数が増え,コストを低下す
ることができる。
On the other hand, light having a beam waist (light condensed by a microlens) has a spot diameter of about several μm at the position of the beam waist. Therefore,
If such light is used, the aperture pitch can be reduced to about 10 μm, and the size of the spatial light modulator can be reduced to about 20 mm. That is, the number of spatial light modulators obtained from one silicon wafer increases, and the cost can be reduced.

【0063】ところが,ビームウェストを持つ光を導入
すると,光が貫通孔103の壁106に当たってしまう
(いわゆるケラレ)。貫通孔103の壁106は鏡面で
はないため,これに当たった光はランダムな方向に散乱
される。散乱された光は,ほとんどが投射レンズに入射
せず,スクリーン上に結像されない。したがって,輝度
が低下する原因となる(図11参照)。
However, when light having a beam waist is introduced, the light hits the wall 106 of the through hole 103 (so-called vignetting). Since the wall 106 of the through-hole 103 is not a mirror surface, light hitting the wall 106 is scattered in random directions. Most of the scattered light does not enter the projection lens and is not imaged on the screen. Therefore, it causes a decrease in luminance (see FIG. 11).

【0064】そこで,実施の形態3の空間光変調素子
は,空間光変調素子の大きさを小さくすると共に,空間
光変調素子を介してスクリーン上に結像された画像等の
輝度が低下することのないようにしたものである。すな
わち,実施の形態3に係る空間光変調素子は,実施の形
態1及び2の空間光変調素子において,貫通孔内部の壁
面を基板表面に対して傾斜させたものである。以下,こ
の空間光変調素子の構成を(第1実施例)〜(第4実施
例)に基づいて詳細に説明する。
Therefore, the spatial light modulator according to the third embodiment reduces the size of the spatial light modulator and reduces the luminance of an image or the like formed on a screen via the spatial light modulator. It is something without. That is, the spatial light modulator according to the third embodiment has a configuration in which the wall surface inside the through hole is inclined with respect to the substrate surface in the spatial light modulators of the first and second embodiments. Hereinafter, the configuration of the spatial light modulator will be described in detail based on (first embodiment) to (fourth embodiment).

【0065】(第1実施例)図14は,実施の形態3の
第1実施例に係る空間光変調素子の構成を示す構成図で
ある。なお,図14に示す空間光変調素子において,図
1に示す実施の形態1の空間光変調素子と同一の構成に
は同一の符号を付し,その説明は省略する。
(First Example) FIG. 14 is a configuration diagram showing a configuration of a spatial light modulator according to a first example of the third embodiment. In the spatial light modulator shown in FIG. 14, the same components as those of the spatial light modulator of Embodiment 1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0066】図14に示す空間光変調素子は,実施の形
態1で説明した空間光変調素子において,基板104表
面に対して貫通孔103の壁301を傾斜させたもので
ある。
The spatial light modulator shown in FIG. 14 is the same as the spatial light modulator described in the first embodiment except that the wall 301 of the through hole 103 is inclined with respect to the surface of the substrate 104.

【0067】図14に示す空間光変調素子においては,
マイクロレンズ101により光源からの光が集光され
る。貫通孔103の壁301の傾斜角度は,集光された
光の角度に合わせたものである。したがって,貫通孔1
03の壁301によって光がけられることがなく,貫通
孔103に入射された光は全て投射レンズ302に入射
される。また,光をマイクロレンズ101で集光するこ
とにより光のスポット径を数μm程度に小さくすること
ができるため,シャッタ105の間隔を狭くすることが
できる。すなわち空間光変調素子の大きさを小さくする
ことができ,その製造コストを低減することができる。
In the spatial light modulator shown in FIG.
The light from the light source is collected by the microlens 101. The angle of inclination of the wall 301 of the through hole 103 is adjusted to the angle of the collected light. Therefore, through hole 1
The light incident on the through-hole 103 is entirely incident on the projection lens 302 without light being blocked by the wall 301 of 03. Further, since the light spot diameter can be reduced to about several μm by condensing the light with the micro lens 101, the interval between the shutters 105 can be reduced. That is, the size of the spatial light modulator can be reduced, and its manufacturing cost can be reduced.

【0068】(第2実施例)図15は,実施の形態3の
第2実施例に係る空間光変調素子の構成を示す構成図で
ある。図15に示す空間光変調素子は,実施の形態2で
説明した空間光変調素子において,シリコン基板202
表面に対して貫通孔103の壁301を傾斜させたもの
である。
(Second Example) FIG. 15 is a configuration diagram showing a configuration of a spatial light modulator according to a second example of the third embodiment. The spatial light modulator shown in FIG. 15 is the same as the spatial light modulator described in Embodiment 2 except that the silicon substrate 202
The wall 301 of the through hole 103 is inclined with respect to the surface.

【0069】このように貫通孔103の壁301を傾斜
させることにより,第1実施例で説明したものと同様の
効果を得ることができる。また,第2実施例の空間光変
調素子においては,壁301に傾斜がない場合に比べ,
シリコン基板202とガラス基板201とが接する面積
を大きくすることができるため,シリコン基板202と
ガラス基板201との接合強度を高めることができる。
By inclining the wall 301 of the through hole 103 in this manner, the same effect as that described in the first embodiment can be obtained. Also, in the spatial light modulator of the second embodiment, compared to the case where the wall 301 has no inclination,
Since the area where the silicon substrate 202 and the glass substrate 201 are in contact with each other can be increased, the bonding strength between the silicon substrate 202 and the glass substrate 201 can be increased.

【0070】(第3実施例)図16は,実施の形態3の
第3実施例に係る空間光変調素子の構成を示す構成図で
ある。図16に示す空間光変調素子は,基板104をマ
イクロレンズ基板102に接合し,集光点を基板104
とマイクロレンズ基板102の界面に合わせたものであ
る。したがって,基板104の貫通孔103に入射され
た光が,貫通孔103の壁301によってけられること
を防止することができる。
(Third Example) FIG. 16 is a configuration diagram showing a configuration of a spatial light modulator according to a third example of the third embodiment. In the spatial light modulator shown in FIG. 16, a substrate 104 is joined to a microlens
And the interface of the microlens substrate 102. Therefore, it is possible to prevent light incident on the through hole 103 of the substrate 104 from being shaken by the wall 301 of the through hole 103.

【0071】(第4実施例)図17は,実施の形態3の
第4実施例に係る空間光変調素子の構成を示す構成図で
ある。図17に示す空間光変調素子は,基板104をマ
イクロレンズ基板102に接合し,集光点を基板104
表面に合わせると共に,貫通孔103の壁301の傾斜
を上記第3実施例の場合と反対にしたものである。した
がって,基板104の貫通孔103に入射された光が,
貫通孔103の壁301によってけられることを防止す
ることができる。
(Fourth Embodiment) FIG. 17 is a configuration diagram showing a configuration of a spatial light modulator according to a fourth embodiment of the third embodiment. In the spatial light modulator shown in FIG. 17, the substrate 104 is bonded to the microlens substrate 102, and the focal point is set to the substrate 104.
In addition to the surface, the inclination of the wall 301 of the through hole 103 is opposite to that of the third embodiment. Therefore, the light incident on the through hole 103 of the substrate 104 is
It is possible to prevent shaking by the wall 301 of the through hole 103.

【0072】なお,傾斜した壁301を有する貫通孔1
03は,フォトレジストをマスキングフィルムとして用
い,エッチングガスに酸素を混合したドライエッチング
により形成することができる。また,マスキングフィル
ムを後退させながらエッチングを行うウェットエッチン
グであっても貫通孔103の壁面に傾斜を持たせること
ができる。
The through hole 1 having the inclined wall 301
No. 03 can be formed by dry etching in which oxygen is mixed with an etching gas using a photoresist as a masking film. Further, even in wet etching in which etching is performed while the masking film is retracted, the wall surface of the through-hole 103 can be inclined.

【0073】また,実施の形態3に係る空間光変調素子
についても,図10に示すように3枚のシャッタ105
を一組にし,異なる角度からRGBの三原色に分解した
光を各貫通孔103に入射することにより,RGBのそ
れぞれの光の通過・非通過を制御をすることができる。
これにより,一枚の空間光変調素子により,フルカラー
表示が可能な投写型ディスプレイを実現することができ
る。
The spatial light modulator according to the third embodiment also has three shutters 105 as shown in FIG.
Are set as a set, and the light separated into the three primary colors of RGB is incident on each through-hole 103 from different angles, so that the passage and non-passage of each light of RGB can be controlled.
This makes it possible to realize a projection type display capable of performing full-color display with one spatial light modulation element.

【0074】更に,実施の形態3に係る空間光変調素子
においては,実施の形態1で説明したフラップ型のシャ
ッタとスライド型のシャッタの両者を適用することがで
きる。
Further, in the spatial light modulator according to the third embodiment, both the flap shutter and the slide shutter described in the first embodiment can be applied.

【0075】[実施の形態4]前述した第1及び第2の
従来例の空間光変調素子では静電引力によりシャッタを
駆動する。静電引力を用いる理由は,必要とされる電極
などの構造が簡単であること及びミクロンメータのオー
ダにおけるエネルギー密度が高いためである。ところ
が,静電引力の強さは距離の2乗に反比例するため,固
定電極とシャッタとが遠距離に配置されている場合は得
られる静電引力が弱く,高い駆動電圧を印加しないと充
分なシャッタ105の移動を生じさせることができな
い。一方,第1及び第2の従来例ではシャッタを開いた
ときの開口率を高める,即ち空間光変調素子を介してス
クリーン上に結像された画像等の輝度を高めるため,フ
ラップ型のシャッタを90度に回転させる必要がある。
したがって30V程度以下の駆動電圧とするためには,
トーションバーの長さが150μm以上の大きなシャッ
タにしなければならない。このシャッタを用いた空間光
変調素子をビデオ画像の表示に用いる場合,空間光変調
素子の一辺が300mm以上の大きなものとなってしま
う。
Fourth Embodiment In the first and second prior art spatial light modulators described above, the shutter is driven by electrostatic attraction. The reason for using the electrostatic attraction is that the required structure of the electrodes and the like is simple and the energy density in the order of micrometers is high. However, since the strength of the electrostatic attraction is inversely proportional to the square of the distance, when the fixed electrode and the shutter are arranged at a long distance, the obtained electrostatic attraction is weak, which is sufficient unless a high driving voltage is applied. The movement of the shutter 105 cannot be caused. On the other hand, in the first and second conventional examples, a flap type shutter is used to increase the aperture ratio when the shutter is opened, that is, to increase the brightness of an image formed on a screen via a spatial light modulator. It must be rotated 90 degrees.
Therefore, in order to obtain a drive voltage of about 30 V or less,
A large shutter having a torsion bar length of 150 μm or more must be used. When the spatial light modulator using the shutter is used for displaying a video image, one side of the spatial light modulator becomes as large as 300 mm or more.

【0076】そこで,実施の形態4の空間光変調素子
は,開口率を下げることなく,かつフラップ型のシャッ
タの駆動電圧を高くすることなく,シャッタの小型化を
図ったものである。
The spatial light modulator of the fourth embodiment is designed to reduce the size of the shutter without lowering the aperture ratio and without increasing the drive voltage of the flap type shutter.

【0077】図18〜図20は,実施の形態4に係る空
間光変調素子の構成を示す構成図であり,図18は平面
図,図19は図18(a)の線C−C’における断面
図,図20は図18(a)の線D−D’における断面図
である。なお,実施の形態4において,前述した実施の
形態1〜3の空間光変調素子と同一の構成については同
一の符号を付し,その詳細な説明は省略する。
FIGS. 18 to 20 are configuration diagrams showing the configuration of the spatial light modulator according to the fourth embodiment. FIG. 18 is a plan view, and FIG. 19 is a view taken along line CC 'of FIG. FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line DD ′ of FIG. In the fourth embodiment, the same components as those of the spatial light modulators of the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0078】図18〜図20に示す空間光変調素子は,
実施の形態1で説明したフラップ型のシャッタ105を
備え,かつ貫通孔103の内部の壁401は基板104
に対して傾斜が付けられており,シャッタ105の遮光
板105aは貫通孔103の開口部の一辺に設けられた
トーションバー105bにより基板104表面に接続さ
れている。
The spatial light modulator shown in FIGS.
The flap-type shutter 105 described in the first embodiment is provided, and the wall 401 inside the through-hole 103 is the substrate 104.
The light shielding plate 105 a of the shutter 105 is connected to the surface of the substrate 104 by a torsion bar 105 b provided on one side of the opening of the through hole 103.

【0079】このような構成を備える空間光変調素子に
おいて,貫通孔103内部の壁401と遮光板105a
との間に電源402により駆動電圧が印加される。貫通
孔103内部の壁401と遮光板105aとの間に電圧
が印加されると,両者間に静電引力が働き,遮光板10
5aは壁401に吸着されてシャッタ105が開状態と
なる。
In the spatial light modulator having such a configuration, the wall 401 inside the through hole 103 and the light shielding plate 105a
A drive voltage is applied by the power supply 402 during the period. When a voltage is applied between the wall 401 inside the through-hole 103 and the light-shielding plate 105a, an electrostatic attraction acts between the two and the light-shielding plate 10a.
5a is adsorbed on the wall 401 and the shutter 105 is opened.

【0080】従来の空間光変調素子においては,シャッ
タが閉のときのシャッタと貫通孔内部の壁との間の角度
は90度であった。実施の形態4の空間光変調素子の場
合,貫通孔103内部の壁401は所定の角度で傾斜し
て形成されている。ここで,壁401の傾斜角が45度
であるとする。壁401の傾斜角度が90度であるもの
と45度であるものとに対して同じ駆動電圧を印加した
場合,45度のものの方は90度のものに比べて約4倍
の静電引力を得ることができる。その結果,トーション
バー105bのねじれのバネ定数を4倍にすることがで
きる。すなわち,トーションバー105bの断面形状が
等しいとき,その長さを1/4にすることができる。よ
って,シャッタ105を小型化でき,もって空間光変調
素子の大きさを小さくでき,その製造コストを低減する
ことができる。
In the conventional spatial light modulator, the angle between the shutter and the wall inside the through hole when the shutter is closed is 90 degrees. In the case of the spatial light modulator according to the fourth embodiment, the wall 401 inside the through hole 103 is formed to be inclined at a predetermined angle. Here, it is assumed that the inclination angle of the wall 401 is 45 degrees. When the same drive voltage is applied to the case where the inclination angle of the wall 401 is 90 degrees and the case where the inclination angle of the walls 401 is 45 degrees, the 45-degree wall has about four times the electrostatic attraction as compared with the 90-degree wall. Obtainable. As a result, the torsion spring constant of the torsion bar 105b can be quadrupled. That is, when the torsion bars 105b have the same sectional shape, the length can be reduced to 1/4. Therefore, the size of the shutter 105 can be reduced, the size of the spatial light modulator can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.

【0081】なお,図18〜図20には図示していない
が,マイクロレンズやガラス基板と組み合わせて本実施
の形態4に係る空間光変調素子を図14〜図16(実施
の形態3)に示す空間光変調素子と同様に構成すること
ができる。
Although not shown in FIGS. 18 to 20, the spatial light modulator according to the fourth embodiment is shown in FIGS. 14 to 16 (third embodiment) in combination with a microlens or a glass substrate. It can be configured similarly to the spatial light modulator shown.

【0082】また,実施の形態4の空間光変調素子にお
いても,図10に示すように3枚のシャッタ105を一
組にし,従来技術3のように異なる角度からRGBの三
原色に分解した光を入射することにより,各シャッタ1
05でそれぞれに対応する色の光の制御を行うことがで
きる。これにより,一枚の空間光変調素子により,フル
カラー表示が可能な投写型ディスプレイを実現すること
ができる。
Also in the spatial light modulator of the fourth embodiment, as shown in FIG. 10, three shutters 105 are formed as one set, and light separated into three primary colors of RGB from different angles as in the prior art 3 is used. By entering, each shutter 1
At 05, light of the corresponding color can be controlled. This makes it possible to realize a projection type display capable of performing full-color display with one spatial light modulation element.

【0083】[実施の形態5]実施の形態4で説明した
傾斜した壁を持つ貫通孔を単結晶シリコンに形成する方
法としてはフッ素,硝酸,水,エチルアルコールの混合
液をエッチャントとして用いてシリコンをエッチングし
たり,レジストをエッチングのマスキングフィルムとし
てSF6 ,CCl4 ,酸素を混合したガスによりRIE
(Reactive Ion Eching)によりシ
リコンをエッチングするという方法がある。ところが,
これらの方法はエッチングスピードが遅く,かつこれら
の方法によって形成された貫通孔103は形状の精度に
問題がある。このため,シャッタ105の誤動作や加工
コストの増大等の問題が生じる。
[Fifth Embodiment] As a method for forming the through-hole having the inclined wall described in the fourth embodiment in single-crystal silicon, a mixed solution of fluorine, nitric acid, water and ethyl alcohol is used as an etchant. Is etched, or RIE is performed using a mixed gas of SF 6 , CCl 4 , and oxygen as a resist masking film.
(Reactive Ion Etching) is a method of etching silicon. However,
These methods have a low etching speed, and the through-hole 103 formed by these methods has a problem in shape accuracy. For this reason, problems such as malfunction of the shutter 105 and increase in processing cost occur.

【0084】そこで,実施の形態5の空間光変調素子
は,高いエッチングスピードで形成でき,かつ形状の精
度が高い貫通孔を備えたものである。
Therefore, the spatial light modulator according to the fifth embodiment has a through-hole which can be formed at a high etching speed and has a high shape accuracy.

【0085】実施の形態5の空間光変調素子において
は,基板104としてシリコン等の単結晶基板を用い,
基板104に形成される貫通孔103,特に傾斜のつい
た壁501を有する貫通孔103を基板104の結晶面
の方位によりエッチングレートが異なるエッチング液を
用いて形成する。例えば,表1に示すからのエッチ
ャントにより単結晶シリコンをエッチングした場合,そ
の(100)面のエッチレートは(110)面のそれの
少なくとも15倍,多い場合は600倍程度である。
In the spatial light modulator of the fifth embodiment, a single crystal substrate such as silicon is used as the substrate 104.
The through-hole 103 formed in the substrate 104, particularly the through-hole 103 having the inclined wall 501, is formed by using an etching solution having an etching rate that varies depending on the orientation of the crystal plane of the substrate 104. For example, when the single crystal silicon is etched by the etchant shown in Table 1, the etch rate of the (100) plane is at least 15 times that of the (110) plane, and about 600 times if it is large.

【0086】[0086]

【表1】 (表1は,基板とエッチングを行う液(エッチャント)
の組み合わせを示している。)
[Table 1] (Table 1 shows the substrate and etching solution (etchant)
Are shown. )

【0087】単結晶シリコンの異方性エッチングを利用
して空間光変調素子を形成した例を図21〜図23に示
す。図21〜図23は,実施の形態5に係る空間光変調
素子の構成を示す構成図であり,図21は平面図,図2
2は図21の線E−E’における断面図,図23は図2
2の線F−F’における断面図である。図21〜図23
に示す空間光変調素子では,基板104として単結晶シ
リコン基板を用い,この単結晶シリコン基板は(10
0)面の面方位を持ち,(110)軸に平行な貫通孔1
03の辺にトーションバー105bが接続されている。
FIGS. 21 to 23 show examples in which a spatial light modulator is formed by utilizing anisotropic etching of single crystal silicon. 21 to 23 are configuration diagrams showing the configuration of the spatial light modulator according to the fifth embodiment. FIG. 21 is a plan view, FIG.
2 is a cross-sectional view taken along line EE 'of FIG. 21, and FIG.
It is sectional drawing in line FF 'of FIG. 21 to 23
In the spatial light modulator shown in FIG. 1, a single crystal silicon substrate is used as the substrate 104, and this single crystal silicon substrate is (10
0) through-hole 1 with plane orientation and parallel to (110) axis
The torsion bar 105b is connected to the side 03.

【0088】表1に示すようなエッチャントにより単結
晶基板をエッチングすることにより,形状の精度が高
く,高いエッチングスピードにより傾斜した内壁501
を有する貫通孔103を形成することができ,誤動作の
少ない低コストな空間光変調素子を得ることができる。
By etching the single crystal substrate with an etchant as shown in Table 1, the accuracy of the shape is high and the inner wall 501 inclined at a high etching speed is obtained.
Can be formed, and a low-cost spatial light modulator with less malfunction can be obtained.

【0089】なお,実施の形態5の空間光変調素子にお
いても,図10に示すように3枚のシャッタ105を一
組にし,従来技術3のように異なる角度からRGBの三
原色に分解した光を入射することにより,各シャッタ1
05でそれぞれに対応する色の光の制御を行うことがで
きる。これにより,一枚の空間光変調素子により,フル
カラー表示が可能な投写型ディスプレイを実現すること
ができる。
In the spatial light modulator according to the fifth embodiment as well, as shown in FIG. 10, three shutters 105 are formed as one set, and light separated into three primary colors of RGB from different angles as in the prior art 3 is used. By entering, each shutter 1
At 05, light of the corresponding color can be controlled. This makes it possible to realize a projection type display capable of performing full-color display with one spatial light modulation element.

【0090】[実施の形態6]図24〜図26に示す実
施の形態4の空間光変調素子において,シャッタ105
の遮光板105aを回転させる静電引力を強めるために
は,遮光板105aの回転中心となる軸に平行な貫通孔
103の壁601が傾斜していれば十分である。したが
って,遮光板105aの回転軸に直交する貫通孔103
の壁602の傾斜は不要であり,これが存在すると隣接
する貫通孔103との間隔が大きくなり,空間光変調素
子の大きさが大きくなる。よってコストが高くなるとい
う問題がある。
[Sixth Embodiment] In the spatial light modulator of the fourth embodiment shown in FIGS.
In order to increase the electrostatic attraction for rotating the light shielding plate 105a, it is sufficient that the wall 601 of the through hole 103 parallel to the axis serving as the rotation center of the light shielding plate 105a is inclined. Therefore, the through hole 103 orthogonal to the rotation axis of the light shielding plate 105a
The inclination of the wall 602 is unnecessary, and if it is present, the interval between the adjacent through-holes 103 increases, and the size of the spatial light modulator increases. Therefore, there is a problem that the cost increases.

【0091】そこで,実施の形態6の空間光変調素子
は,素子全体の小型化を図ったものである。
Therefore, the spatial light modulator according to the sixth embodiment is designed to reduce the size of the entire device.

【0092】図27〜図29は実施の形態6に係る空間
光変調素子の構成を示す構成図であり,図27は平面
図,図28は図27の線I−I’における断面図,図2
9は図27の線J−J’における断面図である。なお,
実施の形態6の空間光変調素子において,実施の形態1
〜5で説明した空間光変調素子と同一の構成には同一の
符号を付し,その説明は省略する。
27 to 29 are structural diagrams showing the structure of the spatial light modulator according to the sixth embodiment. FIG. 27 is a plan view, and FIG. 28 is a sectional view taken along line II 'of FIG. 2
FIG. 9 is a sectional view taken along line JJ ′ of FIG. In addition,
In the spatial light modulator of the sixth embodiment, the first embodiment
The same components as those of the spatial light modulator described in 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0093】実施の形態6に係る空間光変調素子におい
ては,基板104として単結晶シリコン基板を用いてい
る。単結晶シリコン基板104は,(110)面の面方
位を持ち,〈1 バー1 0〉軸に平行にトーションバ
ー105bが設けられ,このトーションバー105bに
遮光板105aが接続されている。
In the spatial light modulator according to the sixth embodiment, a single crystal silicon substrate is used as the substrate 104. The single crystal silicon substrate 104 has a plane orientation of the (110) plane, and is provided with a torsion bar 105b parallel to the <1 bar 10> axis, and a light shielding plate 105a is connected to the torsion bar 105b.

【0094】実施の形態6に係る空間光変調素子におい
ては,シャッタ105の遮光板105aと貫通孔103
の壁603は35.26度の角度を持って相対してい
る。したがって,(100)面の面方位の単結晶シリコ
ンを使った場合の傾斜角度(54.74度)よりも角度
が小さいため,同じ電圧を印加した場合,静電引力が2
から2.5倍程度大きくなる。よって,より低い電圧
((100)面の場合の0.6倍程度)によりシャッタ
105を駆動することができる。
In the spatial light modulator according to the sixth embodiment, the light shielding plate 105a of the shutter 105 and the through hole 103
Walls 603 face each other at an angle of 35.26 degrees. Therefore, since the angle is smaller than the inclination angle (54.74 degrees) when using single crystal silicon having the (100) plane orientation, the electrostatic attraction is 2 when the same voltage is applied.
About 2.5 times larger. Therefore, the shutter 105 can be driven with a lower voltage (about 0.6 times that in the case of the (100) plane).

【0095】また,〈1 バー1 2〉軸と〈1 バー
1 バー2〉軸に平行な辺の貫通孔103の壁604は
基板104表面に対して直角になる。したがって,図3
0に示すようにシャッタ105をアレイ状に並べると,
図31に示す(100)面を用いた場合よりもシャッタ
105の間隔を狭くすることができる。よって,シャッ
タ105の密度を上げることができるため,空間光変調
素子の寸法を小さくすることができ,コストを低減する
ことができる。
The wall 604 of the through hole 103 on the side parallel to the <1 bar 12> axis and the <1 bar 1 bar 2> axis is perpendicular to the surface of the substrate 104. Therefore, FIG.
When the shutters 105 are arranged in an array as shown in FIG.
The interval between the shutters 105 can be made narrower than when the (100) plane shown in FIG. 31 is used. Accordingly, since the density of the shutter 105 can be increased, the size of the spatial light modulator can be reduced, and the cost can be reduced.

【0096】なお,実施の形態6の空間光変調素子にお
いても,図10に示すように3枚のシャッタ105を一
組にし,従来技術3のように異なる角度からRGBの三
原色に分解した光を入射することにより,各シャッタ1
05でそれぞれに対応する色の光の制御を行うことがで
きる。これにより,一枚の空間光変調素子により,フル
カラー表示が可能な投写型ディスプレイを実現すること
ができる。
In the spatial light modulator of the sixth embodiment, as shown in FIG. 10, three shutters 105 are formed as a set, and light separated into three primary colors of RGB from different angles as in the prior art 3 is used. By entering, each shutter 1
At 05, light of the corresponding color can be controlled. This makes it possible to realize a projection type display capable of performing full-color display with one spatial light modulation element.

【0097】[実施の形態7]図1に示す実施の形態1
の空間光変調素子においては,シャッタ105が設けら
れている基板104上にマイクロレンズ基板102を設
ける。このように空間光変調素子を構成する場合,シャ
ッタ105とマイクロレンズ101を2次元的にアレイ
状に配置する。マイクロレンズ101周辺で生じる回折
等の問題から,マイクロレンズ101は円形である方が
その性能が高い。一方,開口率を高めるには,マイクロ
レンズ101を配置するマイクロレンズ基板102の面
積に対し,マイクロレンズ101が占める面積の割合を
高くする必要がある。このためには円形のマイクロレン
ズ101をガラス基板上にハニカム状に配置,即ち最密
充填することによりこの割合を最大にすることができ
る。したがって,マイクロレンズ101の配置に合わせ
てシャッタ105もハニカム状に配置する必要がある。
また,貫通孔103についても,ハニカム状に配置した
ときの貫通孔103同士の間隔が小さくなるように高い
密度で基板104中に配置する方が空間光変調素子の寸
法を小さくすることができる。このようにマイクロレン
ズ101やシャッタ105等を配置することにより,空
間光変調素子の大きさが同じなら,シャッタ105の大
きさを大きくでき,マイクロレンズ101やシャッタ1
05に対して要求される性能を低く設定することができ
る。
[Embodiment 7] Embodiment 1 shown in FIG.
In the spatial light modulator of the above, the microlens substrate 102 is provided on the substrate 104 on which the shutter 105 is provided. When the spatial light modulator is configured as described above, the shutter 105 and the microlens 101 are two-dimensionally arranged in an array. Due to problems such as diffraction occurring around the microlens 101, the performance of the microlens 101 is higher when it is circular. On the other hand, to increase the aperture ratio, it is necessary to increase the ratio of the area occupied by the microlenses 101 to the area of the microlens substrate 102 on which the microlenses 101 are arranged. For this purpose, the ratio can be maximized by arranging the circular microlenses 101 in a honeycomb shape on a glass substrate, that is, by closest packing. Therefore, it is necessary to arrange the shutter 105 in a honeycomb shape in accordance with the arrangement of the microlenses 101.
Also, with regard to the through holes 103, the dimensions of the spatial light modulator can be reduced by arranging the through holes 103 in the substrate 104 at a high density so as to reduce the distance between the through holes 103 when they are arranged in a honeycomb shape. By arranging the micro lens 101 and the shutter 105 in this way, if the size of the spatial light modulator is the same, the size of the shutter 105 can be increased, and the micro lens 101 and the shutter 1 can be enlarged.
05 can be set lower.

【0098】そこで,実施の形態7では,ハニカム状に
空間光変調素子を配置した場合の構成を説明する。な
お,実施の形態7の空間光変調素子において,実施の形
態1〜6で説明した空間光変調素子と同一の構成には同
一の符号を付し,その説明は省略する。
Therefore, in a seventh embodiment, a configuration in which spatial light modulation elements are arranged in a honeycomb shape will be described. In the spatial light modulator of the seventh embodiment, the same components as those of the spatial light modulator described in the first to sixth embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0099】マイクロレンズ101は,一般的に基板1
04上面から見て円形である。ところで,マイクロレン
ズ101を基板104面上に最も密度を高くして配置す
ることにより,より多くの光をシャッタ105上に集光
することができる。円形のマイクロレンズ101を最密
度充填するためには図32に示すようにハニカム状に並
べなければならない。加えて,図32に示すマイクロレ
ンズ101の配置に合わせてシャッタ105も基板10
4上に並べる必要がある。
The microlens 101 is generally a substrate 1
04 when viewed from above. By arranging the microlenses 101 on the surface of the substrate 104 with the highest density, more light can be collected on the shutter 105. In order to fill the circular micro lenses 101 at the highest density, they must be arranged in a honeycomb shape as shown in FIG. In addition, the shutter 105 is mounted on the substrate 10 in accordance with the arrangement of the microlenses 101 shown in FIG.
4 must be lined up.

【0100】ところが,例えば図33に示すように単結
晶シリコン基板の(100)面を使用したシャッタ10
5をハニカム状に並べた場合,シャッタ105の下方の
貫通孔103の形状がが長方形であるため,貫通孔10
3の角がデッドスペースとなる。一方,図34に示すよ
うに単結晶シリコン基板の(110)面を使用したシャ
ッタ105をハニカム状に並べると,貫通孔103の形
状が6角形であるためにデッドスペースが減り,(10
0)面の場合よりも高密度に充填することができる。よ
って,空間光変調素子をより小さく構成することがで
き,コストを低減することができる。また,(100)
面の場合と同じ密度で(110)面のシャッタ105を
配置した場合,一つのシャッタ105の大きさを大きく
することができるため,マイクロレンズ101で絞り込
む光のスポット径を大きくすることができ,マイクロレ
ンズ101の設計に余裕を持たせることができる。
However, for example, as shown in FIG. 33, a shutter 10 using a (100) plane of a single crystal silicon substrate is used.
5 are arranged in a honeycomb shape, the shape of the through hole 103 below the shutter 105 is rectangular.
The corner of 3 becomes a dead space. On the other hand, when the shutters 105 using the (110) plane of the single crystal silicon substrate are arranged in a honeycomb shape as shown in FIG. 34, the dead space is reduced because the shape of the through hole 103 is hexagonal, and
0) The packing can be performed at a higher density than in the case of the plane. Therefore, the spatial light modulator can be made smaller, and the cost can be reduced. Also, (100)
When the shutter 105 of the (110) plane is arranged at the same density as that of the plane, the size of one shutter 105 can be increased, so that the spot diameter of the light narrowed down by the microlens 101 can be increased. A margin can be given to the design of the micro lens 101.

【0101】なお,実施の形態7の空間光変調素子にお
いても,図10に示すように3枚のシャッタ105を一
組にし,従来技術3のように異なる角度からRGBの三
原色に分解した光を入射することにより,各シャッタ1
05でそれぞれに対応する色の光の制御を行うことがで
きる。これにより,一枚の空間光変調素子により,フル
カラー表示が可能な投写型ディスプレイを実現すること
ができる(図35)。
In the spatial light modulator of the seventh embodiment as well, as shown in FIG. 10, three shutters 105 are formed as a set, and light separated into three primary colors of RGB from different angles as in the prior art 3 is used. By entering, each shutter 1
At 05, light of the corresponding color can be controlled. This makes it possible to realize a projection display capable of performing full-color display with one spatial light modulator (FIG. 35).

【0102】[実施の形態8]上述した実施の形態1か
ら7の空間光変調素子において,シャッタ105の大き
さはせいぜい数十μm程度である。したがって,シャッ
タ105の質量は非常に小さいため,空気の粘性により
動作速度や応答が遅くなる。また,空気中の酸素や水分
によるシャッタ105の腐食をなくすため,通常は空間
光変調素子全体を封止用の窓材を用いて封止し,真空或
いはアルゴン,ヘリウム,窒素等の不活性ガスを非常に
低い圧力で充填する。ところが,封止用の窓材を空間光
変調素子の外に囲むように設けると,窓材による光の反
射・散乱などにより空間光変調素子の光学的性能が低下
することになる。
[Eighth Embodiment] In the spatial light modulator of the first to seventh embodiments, the size of the shutter 105 is at most about several tens of μm. Therefore, since the mass of the shutter 105 is very small, the operation speed and the response become slow due to the viscosity of the air. In order to prevent the shutter 105 from being corroded by oxygen or moisture in the air, the entire spatial light modulator is usually sealed using a window material for sealing, and a vacuum or an inert gas such as argon, helium, or nitrogen is used. At a very low pressure. However, if the sealing window material is provided so as to surround the outside of the spatial light modulator, the optical performance of the spatial light modulator deteriorates due to reflection and scattering of light by the window material.

【0103】そこで,実施の形態8に係る空間光変調素
子は,シャッタの動作速度や応答の低下及び腐食等が起
きないようにし,かつ光学的性能が低下しないようにし
たものである。
Therefore, the spatial light modulator according to the eighth embodiment is designed so that the operating speed and response of the shutter are not reduced, and that the optical performance is not reduced.

【0104】実施の形態8に係る空間光変調素子は,マ
イクロレンズ基板とシャッタが形成された基板との間の
空間を封止して真空又はほぼ真空とし,当該空間内にシ
ャッタを位置させるものである。以下に,このような構
成を備えた空間光変調素子を,(第1実施例),(第2
実施例)及び(第3実施例)の順で詳細に説明する。な
お,実施の形態8の空間光変調素子において,実施の形
態1〜7で説明した空間光変調素子と同一の構成には同
一の符号を付し,その説明は省略する。
The spatial light modulator according to the eighth embodiment seals the space between the microlens substrate and the substrate on which the shutter is formed to a vacuum or almost a vacuum, and locates the shutter in the space. It is. The spatial light modulator having such a configuration will be described below (first embodiment), (second embodiment).
(Example) and (Third Example) will be described in detail in this order. In the spatial light modulator of the eighth embodiment, the same components as those of the spatial light modulator described in the first to seventh embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0105】(第1実施例)図36は,実施の形態8に
係る空間光変調素子の第1実施例の構成を示す構成図で
ある。ガラス基板201上にあるシリコン基板202
は,マイクロレンズ基板102とソルダーガラス801
により封止されている。マイクロレンズ基板102とガ
ラス基板201間にはリードフレーム802が挿入され
ていてボンディングワイヤ803とともにシリコン基板
202上の回路(図示せず)と外部とを電気的に接続し
ている。
(First Example) FIG. 36 is a configuration diagram showing a configuration of a first example of the spatial light modulator according to the eighth embodiment. Silicon substrate 202 on glass substrate 201
Are the microlens substrate 102 and the solder glass 801
Is sealed. A lead frame 802 is inserted between the microlens substrate 102 and the glass substrate 201, and electrically connects a circuit (not shown) on the silicon substrate 202 and the outside together with the bonding wires 803.

【0106】シリコン基板202が封止されている領域
(封止領域)804は,真空或いは非常に希薄な不活性
ガス(窒素,アルゴン,ヘリウム等)が充填された状態
になっている。このような状態においてはシャッタ10
5の運動に対して気体の粘性による抵抗が働かないた
め,機密封止しない場合(実施の形態8の構成を用いな
い場合)に比べて,シャッタ105の動作速度を向上さ
せることができると共に,大気中のゴミや湿度による素
子劣化の問題も解消することができる。
The region (sealing region) 804 where the silicon substrate 202 is sealed is in a state of being filled with a vacuum or a very dilute inert gas (nitrogen, argon, helium, etc.). In such a state, the shutter 10
Since the resistance due to the viscosity of the gas does not act on the movement of the shutter 5, the operation speed of the shutter 105 can be improved as compared with the case where the security is not sealed (when the configuration of the eighth embodiment is not used). The problem of element deterioration due to dust and humidity in the atmosphere can be solved.

【0107】更に,第1実施例の空間光変調素子では,
空間光変調素子として最低限必要なマイクロレンズ基板
102及びガラス基板201とソルダーガラス801と
により封止が行われている。すなわち,窓材を別途設け
ていないため,窓材による光の反射や回折,散乱などが
生じない。したがって,これらを原因とする投射画像の
劣化を防止することができる。
Further, in the spatial light modulator of the first embodiment,
The sealing is performed by the microlens substrate 102 and the glass substrate 201 and the solder glass 801 which are the minimum required as the spatial light modulator. That is, since no window material is separately provided, light reflection, diffraction, and scattering by the window material do not occur. Therefore, it is possible to prevent the deterioration of the projected image due to these.

【0108】(第2実施例)図37は,実施の形態8に
係る空間光変調素子の第2実施例の構成を示す構成図で
ある。第2実施例の空間光変調素子では,マイクロレン
ズ101のN.A.(numerical apert
ure:開口数)を大きくした。したがって,マイクロ
レンズ基板102とシリコン基板202間の距離を小さ
く,しかも精度良く保つ必要がある。
(Second Example) FIG. 37 is a configuration diagram showing a configuration of a second example of the spatial light modulator according to the eighth embodiment. In the spatial light modulator of the second embodiment, the N.V. A. (Numerical appert
ure: numerical aperture). Therefore, it is necessary to keep the distance between the microlens substrate 102 and the silicon substrate 202 small and with high accuracy.

【0109】マイクロレンズ基板102とシリコン基板
202間には,機密を保つためのシール材と両者間の距
離を一定に保つためのスペーサを兼ねたシール兼スペー
サ805が設けられている。そして,シリコン基板20
2表面の一部とマイクロレンズ基板102とシール材兼
スペーサ805により,封止領域804が構成されてい
る。また,ボンディングワイヤ803とシリコン基板2
02の封止領域804外の領域は,封止材806により
保護されている。
Between the microlens substrate 102 and the silicon substrate 202, there is provided a sealing material for keeping confidentiality and a seal and spacer 805 which also serves as a spacer for keeping the distance between them both constant. And the silicon substrate 20
A sealing region 804 is formed by a part of the two surfaces, the microlens substrate 102, and the sealing material / spacer 805. Also, the bonding wire 803 and the silicon substrate 2
The area outside the sealing area 804 of No. 02 is protected by the sealing material 806.

【0110】第2実施例においても第1実施例と同様
に,封止領域804は真空或いは非常に希薄な不活性ガ
ス(窒素,アルゴン,ヘリウムなど)が充填された状態
になっている。このような状態においては,シャッタ1
05の運動に対して気体の粘性による抵抗が働かないた
め,機密封止しない場合(実施の形態8の構成を用いな
い場合)に比べて,シャッタ105の動作速度を向上さ
せることができると共に,大気中のゴミや湿度による素
子劣化の問題も解消することができる。
In the second embodiment, as in the first embodiment, the sealing region 804 is in a state of being filled with a vacuum or a very dilute inert gas (nitrogen, argon, helium, etc.). In such a state, the shutter 1
Since the resistance due to the viscosity of the gas does not act on the movement of the shutter 05, the operation speed of the shutter 105 can be improved as compared with the case where the security is not sealed (the case where the configuration of the eighth embodiment is not used). The problem of element deterioration due to dust and humidity in the atmosphere can be solved.

【0111】更に,第2実施例の空間光変調素子では,
空間光変調素子として最低限必要なマイクロレンズ基板
102及びガラス基板201とシール兼スペーサ805
とにより封止が行われている。すなわち,窓材を別途設
けていないため,窓材による光の反射や回折,散乱など
が生じない。したがって,これらを原因とする投射画像
の劣化を防止することができる。
Further, in the spatial light modulator of the second embodiment,
The micro lens substrate 102 and the glass substrate 201 which are the minimum required as a spatial light modulator, and a seal / spacer 805
And sealing is performed. That is, since no window material is separately provided, light reflection, diffraction, and scattering by the window material do not occur. Therefore, it is possible to prevent the deterioration of the projected image due to these.

【0112】(第3実施例)図38は,実施の形態8に
係る空間光変調素子の第3実施例の構成を示す構成図で
ある。第3実施例の空間光変調素子は,第1実施例の空
間光変調素子のマイクロレンズ基板102の平坦な面を
外側にして構成されたものであり,第1実施例の空間光
変調素子と同様の効果を得ることができる。また,マイ
クロレンズ基板102の平坦な面を外側にすることは第
2実施例にも適用することができる。更に,第3実施例
に係る空間光変調素子は,両面にマイクロレンズ101
の凹凸が形成されているマイクロレンズ基板102にも
適用することができる。
(Third Example) FIG. 38 is a configuration diagram showing a configuration of a third example of the spatial light modulator according to the eighth embodiment. The spatial light modulator of the third embodiment is configured such that the flat surface of the microlens substrate 102 of the spatial light modulator of the first embodiment is outside, and the spatial light modulator of the first embodiment is different from the spatial light modulator of the first embodiment. Similar effects can be obtained. In addition, making the flat surface of the microlens substrate 102 outward can be applied to the second embodiment. Further, the spatial light modulator according to the third embodiment has micro lenses 101 on both sides.
The present invention can also be applied to the microlens substrate 102 on which the irregularities are formed.

【0113】なお,第1及び第3実施例の空間光変調素
子に用いられているソルダガラス801には,岩城硝子
株式会社製の封止用低融点ガラス7583,日本電気硝
子(株)製のLS−0110,LS−0803,オーエ
ンスイリノイズ(株)製のXS−1175,京都セラミ
ック(株)製のKC−402等を用いることができる。
また,第2実施例の封止材806にはエポキシ樹脂等を
用いることができる。
The solder glass 801 used in the spatial light modulators of the first and third embodiments includes a low-melting glass 7583 for sealing manufactured by Iwaki Glass Co., Ltd. and a glass manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd. LS-0110, LS-0803, XS-1175 manufactured by Owens Ili Noise Co., Ltd., and KC-402 manufactured by Kyoto Ceramics Co., Ltd. can be used.
Further, an epoxy resin or the like can be used for the sealing material 806 of the second embodiment.

【0114】更に,本実施の形態8に係る空間光変調素
子おいても,図10に示すように3枚のシャッタ105
を一組にし,従来技術3のように異なる角度からRGB
の三原色に分解した光を入射することにより,各シャッ
タ105でそれぞれに対応する色の光の制御を行うこと
ができる。これにより,一枚の空間光変調素子により,
フルカラー表示が可能な投写型ディスプレイを実現する
ことができる。
Further, in the spatial light modulator according to the eighth embodiment, as shown in FIG.
As a set, and RGB from different angles as in prior art 3.
When the light separated into the three primary colors is incident, each shutter 105 can control the light of the corresponding color. As a result, with one spatial light modulator,
A projection display capable of full-color display can be realized.

【0115】[実施の形態9]上述した実施の形態1か
ら7の空間光変調素子において,例えば貫通孔103に
マイクロレンズ101でスポット径を絞った平行光を入
れたい場合,マイクロレンズ基板102の厚みを薄くす
る必要がある。図39に示すように,光源側のマイクロ
レンズ101より集光された一部の光(a)が対応する
シャッタ105側のマイクロレンズ101に入射すると
平行光として貫通孔103に入射される。ところが,マ
イクロレンズ基板102の厚みが厚いと,他の一部の光
(b)は並行光とはならず,隣接するマイクロレンズ1
01に入射されることになる。したがって,光(b)は
迷光になり,得られる画像のコントラストや輝度の低下
を招く原因となる。
[Ninth Embodiment] In the spatial light modulator of the first to seventh embodiments described above, for example, when it is desired to enter parallel light whose spot diameter is narrowed by the microlens 101 into the through hole 103, the microlens substrate 102 It is necessary to reduce the thickness. As shown in FIG. 39, when a part of the light (a) condensed from the microlens 101 on the light source side enters the corresponding microlens 101 on the shutter 105 side, it enters the through hole 103 as parallel light. However, when the thickness of the microlens substrate 102 is large, some of the other light (b) does not become parallel light, and the adjacent microlens 1
01. Therefore, the light (b) becomes stray light, which causes a decrease in contrast and brightness of an obtained image.

【0116】この光(b)を生じさせないようにするに
は,マイクロレンズ基板102を薄くすれば良い。すな
わち,光源側のマイクロレンズ101とシャッタ105
側のマイクロレンズ101との距離が短くなるので,光
源側のマイクロレンズ101によりいったん集光された
光のすべてが対応するシャッタ105側のマイクロレン
ズ101に入射するため,前述したような問題は生じな
い。
In order not to generate the light (b), the microlens substrate 102 may be thinned. That is, the microlens 101 on the light source side and the shutter 105
Since the distance from the microlens 101 on the light source side becomes shorter, all the light once condensed by the microlens 101 on the light source side enters the corresponding microlens 101 on the shutter 105 side, and the above-described problem occurs. Absent.

【0117】一方,マイクロレンズ基板102を薄くし
た空間光変調素子に実施の形態8で説明した構成を適用
した場合,マイクロレンズ基板102の剛性が低いため
にマイクロレンズ基板102が変形してしまい,光学的
特性に問題が生じる。
On the other hand, when the configuration described in the eighth embodiment is applied to a spatial light modulator in which the microlens substrate 102 is thin, the microlens substrate 102 is deformed because the rigidity of the microlens substrate 102 is low. Problems occur in the optical characteristics.

【0118】そこで,実施の形態9に係る空間光変調素
子は,実施の形態8で説明した空間光変調素子に厚みの
薄いマイクロレンズ基板102を用いた場合であって
も,光学的特性に障害が起きないようにしたものであ
る。
Thus, the spatial light modulator according to the ninth embodiment has a problem in optical characteristics even when the thin microlens substrate 102 is used for the spatial light modulator described in the eighth embodiment. Is to prevent it from happening.

【0119】すなわち,実施の形態9に係る空間光変調
素子は,実施の形態8の空間光変調素子において,マイ
クロレンズ基板102上の空間を封止し,当該空間の気
圧を大気圧より低くしかつ真空又はほぼ真空とした空間
(封止領域804)の気圧より高くしたものである。以
下,この実施の形態9に係る空間光変調素子の構成を
(第1実施例),(第2実施例)及び(第3実施例)に
基づいて詳細に説明する。
That is, the spatial light modulator according to the ninth embodiment differs from the spatial light modulator according to the eighth embodiment in that the space on the microlens substrate 102 is sealed and the pressure in the space is made lower than the atmospheric pressure. In addition, the pressure is higher than the pressure in a vacuum or a substantially evacuated space (sealing region 804). Hereinafter, the configuration of the spatial light modulator according to Embodiment 9 will be described in detail based on (First Example), (Second Example), and (Third Example).

【0120】(第1実施例)図40は,実施の形態9に
係る空間光変調素子の第1実施例の構成を示す構成図で
ある。実施の形態9に係る空間光変調素子は,図40に
示すように,窓材901を設けることによる画像品質の
低下よりもマイクロレンズ基板102の厚みを薄くする
ことが優先する場合に有効である。第1実施例の空間光
変調素子では,実施の形態8の第1実施例(図36)の
封止領域804(第1封止領域とする)上に第2封止領
域902を設けた構成となっている。すなわち,第1実
施例の空間光変調素子は,ガラス台座903上に実施の
形態8の空間光変調素子を載置し,マイクロレンズ基板
102上に窓材901を配置すると共に,窓材901と
ガラス台座903とをソルダーガラス904で接合して
構成したものである。したがって,第2封止領域902
は,窓材901,ガラス台座903及びソルダーガラス
904で囲まれた領域に形成される。
(First Example) FIG. 40 is a configuration diagram showing a configuration of a first example of the spatial light modulator according to the ninth embodiment. The spatial light modulator according to the ninth embodiment is effective when the thickness of the microlens substrate 102 is prioritized over the degradation of image quality due to the provision of the window material 901 as shown in FIG. . In the spatial light modulation device of the first example, the second sealing region 902 is provided on the sealing region 804 (referred to as the first sealing region) of the first example (FIG. 36) of the eighth embodiment. It has become. That is, in the spatial light modulator of the first embodiment, the spatial light modulator of the eighth embodiment is mounted on a glass pedestal 903, and a window material 901 is arranged on the microlens substrate 102. A glass pedestal 903 is joined with a solder glass 904. Therefore, the second sealing region 902
Is formed in a region surrounded by the window material 901, the glass pedestal 903 and the solder glass 904.

【0121】第1封止領域804は,前述したように真
空或いは非常に希薄な不活性ガス(窒素,アルゴン,ヘ
リウムなど)が充填された状態になっている。このよう
な状態においては,シャッタ105の運動に対して気体
の粘性による抵抗が働かないため,機密封止しない場合
(実施の形態9の構成を用いない場合)に比べて,シャ
ッタ105の動作速度を向上させることができると共
に,大気中のゴミや湿度による素子劣化の問題も解消す
ることができる。
As described above, the first sealing region 804 is in a state of being filled with a vacuum or a very dilute inert gas (such as nitrogen, argon, or helium). In such a state, since the resistance due to the viscosity of the gas does not act on the movement of the shutter 105, the operation speed of the shutter 105 is lower than that in the case where the security is not sealed (when the configuration of the ninth embodiment is not used). Can be improved, and the problem of element deterioration due to dust and humidity in the air can be solved.

【0122】また,第2封止領域902は,第1封止領
域804と第2封止領域902の外側,即ち外気の圧力
の中間の圧力となっている。既に第1封止領域804に
よりシリコン基板202が保護されているため,第2封
止領域902を満たす気体は空気であっても良いが,第
1封止領域804と同様な不活性ガス(窒素,アルゴ
ン,ヘリウム等)が好ましい。第2封止領域902を設
けることにより,実施の形態8の場合よりもマイクロレ
ンズ基板102にかかる圧力差を小さくできるため,マ
イクロレンズ基板102を薄くした場合であっても,圧
力差によるマイクロレンズ基板102のひずみみを小さ
くすることができる。したがって,光学的特性が劣化す
ることが無く,空間光変調素子により投射された画像品
質が低下することがない。
Further, the second sealing region 902 has a pressure outside the first sealing region 804 and the second sealing region 902, that is, a pressure intermediate the pressure of the outside air. Since the silicon substrate 202 has already been protected by the first sealing region 804, the gas filling the second sealing region 902 may be air, but the same inert gas (nitrogen , Argon, helium, etc.) are preferred. By providing the second sealing region 902, the pressure difference applied to the microlens substrate 102 can be made smaller than in the case of the eighth embodiment. Therefore, even when the microlens substrate 102 is thinned, The distortion of the substrate 102 can be reduced. Therefore, the optical characteristics do not deteriorate, and the quality of the image projected by the spatial light modulator does not deteriorate.

【0123】(第2実施例)図41は,実施の形態9に
係る空間光変調素子の第2実施例の構成を示す構成図で
ある。第2実施例の空間光変調素子は,ガラス基板20
1に第1実施例で説明したガラス台座903に役割を持
たせたものである。この第2実施例の空間光変調素子に
おいても,第1実施例の空間光変調素子と同様の効果を
得ることができる。
(Second Example) FIG. 41 is a configuration diagram showing a configuration of a second example of the spatial light modulator according to the ninth embodiment. The spatial light modulator of the second embodiment is a glass substrate 20
In the first embodiment, the glass pedestal 903 described in the first embodiment has a role. In the spatial light modulator of the second embodiment, the same effect as that of the spatial light modulator of the first embodiment can be obtained.

【0124】(第3実施例)図42は,実施の形態9に
係る空間光変調素子の第3実施例の構成を示す構成図で
ある。第3実施例の空間光変調素子は,実施の形態8の
第2実施例(図37)の空間光変調素子を用いたもので
ある。すなわち,第3実施例の空間光変調素子は,マイ
クロレンズ101のN.A.(numerical a
perture:開口数)を大きくしたため,マイクロ
レンズ基板102とシリコン基板202間の距離を小さ
く,しかも精度良く保つ必要がある場合に有効である。
この第3実施例の空間光変調素子においても,第1実施
例の空間光変調素子と同様の効果を得ることができる。
(Third Embodiment) FIG. 42 is a configuration diagram showing a configuration of a third embodiment of the spatial light modulator according to the ninth embodiment. The spatial light modulator of the third example uses the spatial light modulator of the second example (FIG. 37) of the eighth embodiment. In other words, the spatial light modulator of the third embodiment is equivalent to the N.F. A. (Numerical a
Since the “perature: numerical aperture” is increased, it is effective when the distance between the microlens substrate 102 and the silicon substrate 202 needs to be small and maintained with high accuracy.
In the spatial light modulator of the third embodiment, the same effect as that of the spatial light modulator of the first embodiment can be obtained.

【0125】なお,本実施の形態9に係る空間光変調素
子おいても,図10に示すように3枚のシャッタ105
を一組にし,従来技術3のように異なる角度からRGB
の三原色に分解した光を入射することにより,各シャッ
タ105でそれぞれに対応する色の光の制御を行うこと
ができる。これにより,一枚の空間光変調素子により,
フルカラー表示が可能な投写型ディスプレイを実現する
ことができる。
In the spatial light modulator according to the ninth embodiment, as shown in FIG.
As a set, and RGB from different angles as in prior art 3.
When the light separated into the three primary colors is incident, each shutter 105 can control the light of the corresponding color. As a result, with one spatial light modulator,
A projection display capable of full-color display can be realized.

【0126】[実施の形態10]実施の形態1から9の
空間光変調素子において,シャッタ105を閉から開の
状態に遷移させる場合,シャッタ105と貫通孔103
内部の壁との間の電位差により生じる静電引力を用いて
シャッタ105を貫通孔103内部の壁に近づけ,シャ
ッタ105を開状態にする。このときのシャッタ105
の応答速度は,シャッタ105を開こうとする静電引力
に対し,シャッタ105を閉状態に留めようとするシャ
ッタ105自身の質量の慣性力とトーションバー105
bのバネの戻り力の和により決まる。すなわち,シャッ
タ105の応答を速くするためには静電引力を強くす
る,つまり印加電圧を高くすれば良い。
[Embodiment 10] In the spatial light modulator according to any one of Embodiments 1 to 9, when the shutter 105 is changed from the closed state to the open state, the shutter 105 and the through hole 103 are used.
The shutter 105 is brought closer to the inner wall of the through hole 103 by using an electrostatic attraction generated by a potential difference between the inner wall and the inner wall, and the shutter 105 is opened. The shutter 105 at this time
The response speed of the torsion bar 105 depends on the inertial force of the mass of the shutter 105 itself, which tries to keep the shutter 105 in the closed state, in response to the electrostatic attraction that tries to open the shutter 105.
It is determined by the sum of the return forces of the spring b. That is, in order to increase the response of the shutter 105, the electrostatic attraction is increased, that is, the applied voltage may be increased.

【0127】ところがシャッタ105を開から閉状態に
戻すときには静電引力は動かず,シャッタ105を閉状
態に戻す力はトーションバー105bのバネの戻り力だ
けである。このバネ定数はトーションバー105bの寸
法と材料で決まる。特に寸法はシャッタ105に必要と
される密度等,他の要因で制限されることが多く,自由
に高い値に(バネ力を強く)設定することはできない。
よって,シャッタ105が閉から開に移るときの速度よ
り,開から閉に移るときの速度の方が遅い。このことは
特に動画表示のような速いシャッタ速度が必要とされる
場合に問題となる。
However, when returning the shutter 105 from the open state to the closed state, the electrostatic attraction does not move, and the force for returning the shutter 105 to the closed state is only the return force of the spring of the torsion bar 105b. This spring constant is determined by the size and material of the torsion bar 105b. In particular, the dimensions are often limited by other factors such as the density required for the shutter 105, and cannot be freely set to a high value (strong spring force).
Therefore, the speed when the shutter 105 shifts from open to closed is slower than the speed when the shutter 105 shifts from close to open. This is a problem particularly when a high shutter speed is required, such as when displaying a moving image.

【0128】そこで,実施の形態10に係る空間光変調
素子は,シャッタ105を開から閉に遷移させる場合に
おいても充分な応答速度でシャッタが動くようにしたも
のである。
Therefore, in the spatial light modulator according to the tenth embodiment, even when the shutter 105 is changed from open to closed, the shutter moves at a sufficient response speed.

【0129】すなわち,実施の形態10に係る空間光変
調素子は,実施の形態1から9に係る空間光変調素子に
おいて,マイクロレンズ基板のシャッタ側の面に透光性
導電膜を設け,この透光性導電膜と貫通孔内部の壁とシ
ャッタとにそれぞれ所定の電圧を印加してシャッタを開
閉させるものである。以下,この空間光変調素子の構成
を(第1実施例),(第2実施例)及び(第3実施例)
に基づいて詳細に説明する。
That is, the spatial light modulator according to Embodiment 10 is different from the spatial light modulator according to Embodiments 1 to 9 in that a light-transmitting conductive film is provided on the shutter-side surface of the microlens substrate. A predetermined voltage is applied to the photoconductive film, the wall inside the through hole, and the shutter to open and close the shutter. Hereinafter, the configuration of this spatial light modulator will be described as (first embodiment), (second embodiment) and (third embodiment).
It will be described in detail based on.

【0130】(第1実施例)図43は,実施の形態10
に係る空間光変調素子の第1実施例の構成を示す構成図
である。図43に示す空間光変調素子において,シャッ
タ105の導電性の遮光板105aには導電性のトーシ
ョンバー105bを介して電圧Vsが印加され,シリコ
ン基板202を介して貫通孔103内部の壁にはバイア
ス電圧Vbがそれぞれ印加されている。また,マイクロ
レンズ基板102のシャッタ105側の表面には可視光
に対して透明で,かつ導電性の透明導電膜1001が設
けられ,この透明導電膜1001には電圧Vtが印加さ
れる。透明導電膜1001の材料としては,InとSn
とOの化合物であるITO膜(代表的なものとしてSn
2 を5wt%含むもの)やInとSnの化合物である
IT膜(In2 3 )やSnO2 膜を用いることができ
る。
(First Example) FIG. 43 is a diagram showing a tenth embodiment.
1 is a configuration diagram illustrating a configuration of a first embodiment of a spatial light modulation device according to the present invention. In the spatial light modulator shown in FIG. 43, a voltage Vs is applied to a conductive light shielding plate 105a of a shutter 105 via a conductive torsion bar 105b, and a voltage is applied to a wall inside the through hole 103 via a silicon substrate 202. A bias voltage Vb is applied. A transparent conductive film 1001 that is transparent to visible light and is conductive to visible light is provided on the surface of the microlens substrate 102 on the shutter 105 side, and a voltage Vt is applied to the transparent conductive film 1001. As materials for the transparent conductive film 1001, In and Sn
Film made of a compound of O and O (typically Sn
O 2 to be able to use IT film (In 2 O 3), SnO 2 film is a compound of 5 wt% including one) or In and Sn.

【0131】以上の構成を備えた空間光変調素子の動作
を説明する。図44は第1実施例の空間光変調素子の動
作タイミングを示すタイミングチャートであり,図45
は第1実施例の空間光変調素子の動作を説明するための
説明図である。ここで,Vsは正の電圧Vhと接地電圧
の間で変動する矩形電圧,Vtは接地電圧,Vbは一定
の正の電圧Vhに設定されている。
The operation of the spatial light modulator having the above configuration will be described. FIG. 44 is a timing chart showing the operation timing of the spatial light modulator of the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an operation of the spatial light modulator of the first embodiment. Here, Vs is set to a rectangular voltage fluctuating between the positive voltage Vh and the ground voltage, Vt is set to the ground voltage, and Vb is set to a constant positive voltage Vh.

【0132】図44の時刻のときはVs=Vh,Vt
=0,Vb=Vhであるため,シャッタ105の遮光板
105aと透明導電膜1001の間に電位差がある。し
たがって,遮光板105aと透明導電膜1001との間
に静電引力Ftが働き,図45(a)に示すようにシャ
ッタ105はマイクロレンズ基板102の透明導電膜1
001に引き寄せられつつ閉状態になっている。
At the time shown in FIG. 44, Vs = Vh, Vt
= 0 and Vb = Vh, there is a potential difference between the light shielding plate 105 a of the shutter 105 and the transparent conductive film 1001. Therefore, an electrostatic attraction Ft acts between the light shielding plate 105a and the transparent conductive film 1001, and the shutter 105 is connected to the transparent conductive film 1 of the microlens substrate 102 as shown in FIG.
001 is closed while being drawn.

【0133】次に,図44の時刻のときはVs=0,
Vt=0,Vb=Vhであるため,遮光板105aと貫
通孔103内部の壁との間に電位差がある。したがっ
て,遮光板105aと貫通孔103内部の壁との間に静
電引力Fbが働き(図45(b)),遮光板105aは
貫通孔内部の壁に引き寄せられる。すなわち,シャッタ
105は閉状態から開状態に移行する。
Next, at the time of FIG. 44, Vs = 0,
Since Vt = 0 and Vb = Vh, there is a potential difference between the light blocking plate 105a and the wall inside the through hole 103. Therefore, an electrostatic attraction Fb acts between the light shielding plate 105a and the wall inside the through hole 103 (FIG. 45B), and the light shielding plate 105a is drawn to the wall inside the through hole 103. That is, the shutter 105 shifts from the closed state to the open state.

【0134】更に,図44の時刻のときはVs=V
h,Vt=0,Vb=Vhであるため,遮光板105a
と透明導電膜1001との間に電位差がある。したがっ
て,遮光板105aと透明導電膜1001との間に働く
静電引力Ftにより(図45(c)),遮光板105a
は透明導電膜1001方向に引き寄せられる。すなわ
ち,シャッタ105は開状態から閉状態に移行する。
Further, at the time of FIG. 44, Vs = V
h, Vt = 0 and Vb = Vh, the light shielding plate 105a
And the transparent conductive film 1001 have a potential difference. Therefore, due to the electrostatic attraction Ft acting between the light shielding plate 105a and the transparent conductive film 1001 (FIG. 45 (c)), the light shielding plate 105a
Is attracted in the direction of the transparent conductive film 1001. That is, the shutter 105 shifts from the open state to the closed state.

【0135】このように,シャッタ105が開状態から
閉状態に移行する場合も遮光板105aと透明導電膜1
001との間に静電引力が働くため,トーションバー1
05bのバネの戻り力だけで遮光板105aが移動する
場合に比べ,シャッタ105が開から閉状態移行する速
度を速くすることができる。
As described above, even when the shutter 105 shifts from the open state to the closed state, the light shielding plate 105a and the transparent conductive film
001 and the torsion bar 1
The speed at which the shutter 105 shifts from the open state to the closed state can be increased as compared with the case where the light shielding plate 105a moves only by the return force of the spring 05b.

【0136】(第2実施例)次に,実施の形態10に係
る空間光変調素子の第2実施例を説明する。図46は第
2実施例の空間光変調素子の動作タイミングを示すタイ
ミングチャートであり,図47は第2実施例の空間光変
調素子の動作を説明するための説明図である。第2実施
例の空間光変調素子は,透明導電膜1001に印加する
電位Vtを矩形電圧としたものであり,その他は第1実
施例の空間光変調素子と同様である。
Second Example Next, a second example of the spatial light modulator according to the tenth embodiment will be described. FIG. 46 is a timing chart showing the operation timing of the spatial light modulator of the second embodiment, and FIG. 47 is an explanatory diagram for explaining the operation of the spatial light modulator of the second embodiment. The spatial light modulator of the second embodiment is the same as the spatial light modulator of the first embodiment except that the potential Vt applied to the transparent conductive film 1001 is a rectangular voltage.

【0137】以下,第2実施例の空間光変調素子の動作
を説明する。
The operation of the spatial light modulator according to the second embodiment will be described below.

【0138】図46の時刻ではVs=Vh,Vt=V
h,Vb=Vhであるため,遮光板105aと透明導電
膜1001及び貫通孔103内部の壁との間には電位差
がなく,静電引力は働かない。したがって,空間光変調
素子は図47(a)に示す状態のままである。
At the time shown in FIG. 46, Vs = Vh, Vt = V
Since h and Vb = Vh, there is no potential difference between the light blocking plate 105a and the walls inside the transparent conductive film 1001 and the through-hole 103, and no electrostatic attraction works. Therefore, the spatial light modulator remains in the state shown in FIG.

【0139】次に時刻ではVs=0,Vt=0,Vb
=Vhであるため,遮光板105aと貫通孔103内部
の壁との間に電位差がある。したがって,遮光板105
aと貫通孔103内部の壁との間に静電引力Fbが働
き,遮光板105aは貫通孔103内部の壁に引き寄せ
られる。ここで,シャッタ105は閉状態から開状態に
移行する(図47(b))。
At the next time, Vs = 0, Vt = 0, Vb
= Vh, there is a potential difference between the light blocking plate 105a and the wall inside the through hole 103. Therefore, the light shielding plate 105
a and the wall inside the through-hole 103, an electrostatic attraction Fb acts, and the light-shielding plate 105 a is drawn to the wall inside the through-hole 103. Here, the shutter 105 shifts from the closed state to the open state (FIG. 47B).

【0140】時刻ではVs=Vh,Vt=0,Vb=
Vhであるため,遮光板105aと透明導電膜1001
との間に電位差がある。したがって,遮光板105aと
透明導電膜1001との間に静電引力Ftが働き,遮光
板105aは透明導電膜1001に引き寄せられる。こ
こで,シャッタ105は開状態から閉状態に移行する
(図47(c))。
At time, Vs = Vh, Vt = 0, Vb =
Vh, the light shielding plate 105a and the transparent conductive film 1001
And there is a potential difference. Therefore, the electrostatic attraction Ft acts between the light shielding plate 105a and the transparent conductive film 1001, and the light shielding plate 105a is drawn to the transparent conductive film 1001. Here, the shutter 105 shifts from the open state to the closed state (FIG. 47C).

【0141】時刻ではVs=Vh,Vt=Vh,Vb
=Vhであるため,遮光板105aと透明導電膜100
1及び貫通孔103内部の壁との間には電位差がなく,
静電引力が働かない。したがって,空間光変調素子は図
47(d)に示す状態のままである。
At the time, Vs = Vh, Vt = Vh, Vb
= Vh, the light shielding plate 105a and the transparent conductive film 100
1 and the wall inside the through hole 103, there is no potential difference,
No electrostatic attraction works. Therefore, the spatial light modulator remains in the state shown in FIG.

【0142】このように,シャッタ105が開状態から
閉状態に移行する場合も遮光板105aと透明導電膜1
001との間に静電引力が働くため,トーションバー1
05bのバネの戻り力だけで遮光板105aが移動する
場合に比べ,シャッタ105が開から閉状態移行する速
度を速くすることができる。また,閉状態において遮光
板105aが透明導電膜1001に引き寄せられたまま
にならないため,2枚の遮光板105aの間の隙間が大
きくなって光が漏れ,投射画像のコントラストが低下す
るということを防止することができる。
As described above, even when the shutter 105 shifts from the open state to the closed state, the light shielding plate 105a and the transparent conductive film
001 and the torsion bar 1
The speed at which the shutter 105 shifts from the open state to the closed state can be increased as compared with the case where the light shielding plate 105a moves only by the return force of the spring 05b. Further, since the light shielding plate 105a does not remain attracted to the transparent conductive film 1001 in the closed state, the gap between the two light shielding plates 105a becomes large, light leaks, and the contrast of the projected image decreases. Can be prevented.

【0143】(第3実施例)次に,実施の形態10に係
る空間光変調素子の第3実施例を説明する。図48は第
3実施例の空間光変調素子の動作タイミングを示すタイ
ミングチャートであり,図49は第3実施例の空間光変
調素子の動作を説明するための説明図である。第3実施
例の空間光変調素子は,第2実施例の空間光変調素子と
同様,透明導電膜1001に印加する電位Vtを矩形電
圧としたものであり,その他は第1実施例の空間光変調
素子と同様である。
(Third Example) Next, a third example of the spatial light modulator according to the tenth embodiment will be described. FIG. 48 is a timing chart showing the operation timing of the spatial light modulator of the third embodiment, and FIG. 49 is an explanatory diagram for explaining the operation of the spatial light modulator of the third embodiment. The spatial light modulator of the third embodiment is similar to the spatial light modulator of the second embodiment except that the potential Vt applied to the transparent conductive film 1001 is a rectangular voltage, and the others are the spatial light modulator of the first embodiment. It is the same as the modulation element.

【0144】以下,第3実施例の空間光変調素子の動作
を説明する。
Hereinafter, the operation of the spatial light modulator of the third embodiment will be described.

【0145】図48の時刻ではVs=Vh,Vt=V
h,Vb=Vhであるため,遮光板105aと透明導電
膜1001及び貫通孔103内部の壁との間には電位差
がなく,静電引力は働かない。したがって,空間光変調
素子は図49(a)に示す状態のままである。
At the time shown in FIG. 48, Vs = Vh, Vt = V
Since h and Vb = Vh, there is no potential difference between the light blocking plate 105a and the walls inside the transparent conductive film 1001 and the through-hole 103, and no electrostatic attraction works. Therefore, the spatial light modulator remains in the state shown in FIG.

【0146】次に時刻ではVs=0,Vt=0,Vb
=Vhであるため,遮光板105aと貫通孔103内部
の壁との間に電位差がある。したがって,遮光板105
aと貫通孔103内部の壁との間に静電引力Fbが働
き,遮光板105aは貫通孔103内部の壁に引き寄せ
られる。ここで,シャッタ105は閉状態から開状態に
移行する(図49(b))。
Next, at time, Vs = 0, Vt = 0, Vb
= Vh, there is a potential difference between the light blocking plate 105a and the wall inside the through hole 103. Therefore, the light shielding plate 105
a and the wall inside the through-hole 103, an electrostatic attraction Fb acts, and the light-shielding plate 105 a is drawn to the wall inside the through-hole 103. Here, the shutter 105 shifts from the closed state to the open state (FIG. 49B).

【0147】時刻ではVs=0,Vt=Vh,Vb=
Vhであるため,遮光板105aと透明導電膜1001
及び遮光板105a及び貫通孔103内部の壁の両方に
電位差がある。しかしながら,遮光板105aは貫通孔
103内部の壁に非常に近い位置にあるため,遮光板1
05aを透明導電膜1001に引き寄せる静電引力Ft
より遮光板105aを貫通孔103内部の壁に引き寄せ
る静電引力Fbの方が大きい。したがって,遮光板10
5aは貫通孔103内部の壁から離れず,開状態を保つ
(図49(c))。
At time, Vs = 0, Vt = Vh, Vb =
Vh, the light shielding plate 105a and the transparent conductive film 1001
In addition, there is a potential difference between both the light shielding plate 105a and the wall inside the through hole 103. However, since the light shielding plate 105a is located very close to the wall inside the through hole 103, the light shielding plate 1
05a attracts to the transparent conductive film 1001
The electrostatic attraction Fb that draws the light-shielding plate 105a toward the wall inside the through hole 103 is larger. Therefore, the light shielding plate 10
Reference numeral 5a keeps the open state without leaving the inner wall of the through hole 103 (FIG. 49 (c)).

【0148】時刻ではVs=Vh,Vt=0,Vb=
Vhであるため,遮光板105aと透明導電膜1001
との間に電位差がある。したがって,遮光板105aと
透明導電膜1001との間に静電引力Ftが働き,遮光
板105aは透明導電膜1001に引き寄せられる。こ
こで,シャッタ105は開状態から閉状態に移行する
(図49(d))。
At the time, Vs = Vh, Vt = 0, Vb =
Vh, the light shielding plate 105a and the transparent conductive film 1001
And there is a potential difference. Therefore, the electrostatic attraction Ft acts between the light shielding plate 105a and the transparent conductive film 1001, and the light shielding plate 105a is drawn to the transparent conductive film 1001. Here, the shutter 105 shifts from the open state to the closed state (FIG. 49D).

【0149】時刻ではVs=Vh,Vt=Vh,Vb
=Vhであるため,遮光板105aと透明導電膜100
1及び貫通孔103内部の壁との間には電位差がなく,
静電引力が働かない。したがって,空間光変調素子は図
49(e)に示す状態のままである。
At the time, Vs = Vh, Vt = Vh, Vb
= Vh, the light shielding plate 105a and the transparent conductive film 100
1 and the wall inside the through hole 103, there is no potential difference,
No electrostatic attraction works. Therefore, the spatial light modulator remains in the state shown in FIG.

【0150】このように,シャッタ105が開状態から
閉状態に移行する場合も遮光板105aと透明導電膜1
001との間に静電引力が働くため,トーションバー1
05bのバネの戻り力だけで遮光板105aが移動する
場合に比べて,シャッタ105が開から閉状態移行する
速度を速くすることができる。また,閉状態において遮
光板105aが透明導電膜1001に引き寄せられたま
まにならないため,2枚の遮光板105aの間の隙間が
大きくなって光が漏れ,投射画像のコントラストが低下
するということを防止することができる。
As described above, even when the shutter 105 shifts from the open state to the closed state, the light shielding plate 105a and the transparent conductive film
001 and the torsion bar 1
The speed at which the shutter 105 shifts from the open state to the closed state can be increased as compared with the case where the light shielding plate 105a moves only by the return force of the spring 05b. Further, since the light shielding plate 105a does not remain attracted to the transparent conductive film 1001 in the closed state, the gap between the two light shielding plates 105a becomes large, light leaks, and the contrast of the projected image decreases. Can be prevented.

【0151】なお,第1実施例〜第3実施例の空間光変
調素子において,各電圧のVhと0を交換,即ち電圧極
性を負にしても前述した動作をさせることが可能であ
る。
In the spatial light modulator of the first to third embodiments, the above-described operation can be performed even if Vh and 0 of each voltage are exchanged, that is, the voltage polarity is made negative.

【0152】また,本実施の形態10に係る空間光変調
素子おいても,図10に示すように3枚のシャッタ10
5を一組にし,従来技術3のように異なる角度からRG
Bの三原色に分解した光を入射することにより,各シャ
ッタ105でそれぞれに対応する色の光の制御を行うこ
とができる。これにより,一枚の空間光変調素子により
フルカラー表示が可能な投写型ディスプレイを実現する
ことができる。
In the spatial light modulator according to the tenth embodiment, as shown in FIG.
5 as one set, and RG from different angles as in prior art 3.
By inputting the light separated into the three primary colors B, each of the shutters 105 can control the light of the corresponding color. As a result, it is possible to realize a projection type display capable of performing full-color display with one spatial light modulation element.

【0153】[実施の形態11]上述した実施の形態1
0の発明においては,シャッタ105が形成されている
シリコン基板202にはシャッタ105だけでなく,シ
ャッタ105に電圧を印加するためのトランジスタやこ
れに信号,電源を入力する配線などで構成される駆動回
路が配置されている。一方,シリコン基板202には光
を通過させるための貫通孔103が設けられている。し
たがって,貫通孔103の存在によりシリコン基板20
2上に駆動回路を配置する面積が少なくなる。特に電源
及びGNDラインは配線幅が狭いと配線抵抗が高くなり
誤動作の原因になる。
[Eleventh Embodiment] The first embodiment described above.
In the invention of No. 0, the silicon substrate 202 on which the shutter 105 is formed includes not only the shutter 105 but also a transistor configured to apply a voltage to the shutter 105 and a wiring configured to input a signal and power to the transistor. The circuit is located. On the other hand, the silicon substrate 202 is provided with a through-hole 103 for transmitting light. Therefore, the presence of the through hole 103 causes the silicon substrate 20
2, the area for arranging the driving circuits on the second substrate is reduced. In particular, when the wiring width of the power supply and the GND line is small, the wiring resistance becomes high, which causes a malfunction.

【0154】そこで,実施の形態11に係る空間光変調
素子は,実施の形態10に係る空間光変調素子におい
て,駆動回路の配置に余裕を持たせ,かつ電源或いはG
ND配線の配線抵抗を低くし誤動作を少なくしたもので
ある。
Therefore, the spatial light modulator according to the eleventh embodiment is different from the spatial light modulator according to the tenth embodiment in that the drive circuit is provided with a margin and the power supply or the G
This is to reduce the erroneous operation by lowering the wiring resistance of the ND wiring.

【0155】図50は,実施の形態11に係る空間光変
調素子の構成を示す構成図である。図50に示す空間光
変調素子には,シリコン基板202表面に透明導電膜1
001と,シリコン基板202上に設けられた駆動回路
1101間を結ぶ電極1102とが設けられている。
FIG. 50 is a configuration diagram showing the configuration of the spatial light modulator according to the eleventh embodiment. The spatial light modulator shown in FIG. 50 has a transparent conductive film 1 on the surface of a silicon substrate 202.
001 and an electrode 1102 that connects between driving circuits 1101 provided on the silicon substrate 202.

【0156】この電極1102には,シャッタ105と
マイクロレンズ基板102との距離を定めるスペーサと
しての機能もある。また,電極1102は,マイクロレ
ンズ基板102に設けられた透明導電膜1001を介
し,図示しない外部回路・電源の接地電位に接続されて
いる。このように透明導電膜1001を接地電位として
いるため,電極1102から駆動回路1101に接地基
準電位を供給することができる。
The electrode 1102 also has a function as a spacer for determining the distance between the shutter 105 and the micro lens substrate 102. The electrode 1102 is connected to a ground potential of an external circuit and a power source (not shown) via a transparent conductive film 1001 provided on the microlens substrate 102. Since the transparent conductive film 1001 is at the ground potential as described above, a ground reference potential can be supplied from the electrode 1102 to the drive circuit 1101.

【0157】したがって,実施の形態11の空間光変調
素子によれば,シリコン基板202上に接地電位を供給
する配線(いわゆるGNDライン)を設ける必要がない
ため,シリコン基板202上のトランジスタや他の配線
の配置に余裕ができる。また,透明導電膜1001はマ
イクロレンズ基板102全面に存在するため,マイクロ
レンズ基板102の周辺から各シャッタ105の駆動回
路1101までの配線抵抗を,シリコン基板202上に
配線した場合より遥かに小さくすることができる。よっ
て,高抵抗なGNDラインを原因とする空間光変調素子
の誤動作を少なくすることができる。
Therefore, according to the spatial light modulator of the eleventh embodiment, since it is not necessary to provide a wiring (so-called GND line) for supplying a ground potential on the silicon substrate 202, the transistor on the silicon substrate 202 and other Allowance for wiring layout. Further, since the transparent conductive film 1001 is present on the entire surface of the microlens substrate 102, the wiring resistance from the periphery of the microlens substrate 102 to the drive circuit 1101 of each shutter 105 is made much smaller than when the wiring is formed on the silicon substrate 202. be able to. Therefore, the malfunction of the spatial light modulator due to the high-resistance GND line can be reduced.

【0158】また,図50に示す空間光変調素子におい
ては,透明導電膜1001が接地電位にあるため,実施
の形態10の第1実施例で説明した方法を用いてシャッ
タ105を開閉させることができる。
In the spatial light modulator shown in FIG. 50, since the transparent conductive film 1001 is at the ground potential, the shutter 105 can be opened and closed using the method described in the first example of the tenth embodiment. it can.

【0159】更に,透明導電膜1001はGNDライン
として用いるだけでなく,シリコン基板202上の駆動
回路1101に電源電圧を供給するための電源ラインと
しても使用することができる。
Further, the transparent conductive film 1001 can be used not only as a GND line but also as a power supply line for supplying a power supply voltage to the drive circuit 1101 on the silicon substrate 202.

【0160】[実施の形態12]実施の形態1〜11に
係る空間光変調素子においては,シャッタ105が形成
された基板にはシャッタ105だけでなく,シャッタ1
05に電圧を印加するためのトランジスタやこれに信
号,電源を入力する配線などで構成される駆動回路が配
置される。一方,シャッタ105が形成された基板に
は,光を通過させるための貫通孔103が形成されてい
る。したがって,貫通孔103の存在により駆動回路を
配置する面積が少なくなる。特に電源及びGNDライン
は配線幅が狭いと配線抵抗が高くなり誤動作の原因にな
る。
[Twelfth Embodiment] In the spatial light modulator according to the first to eleventh embodiments, not only the shutter 105 but also the shutter 1 is mounted on the substrate on which the shutter 105 is formed.
A drive circuit including a transistor for applying a voltage to 05 and wiring for inputting a signal and a power supply to the transistor 05 is arranged. On the other hand, a through hole 103 for transmitting light is formed in the substrate on which the shutter 105 is formed. Therefore, the area for disposing the drive circuit is reduced due to the presence of the through-hole 103. In particular, when the wiring width of the power supply and the GND line is small, the wiring resistance becomes high, which causes a malfunction.

【0161】そこで,実施の形態12に係る空間光変調
素子は,駆動回路の配置に余裕を持たせ,かつ電源或い
はGND配線抵抗を低くし誤動作を少なくしたものであ
る。
Therefore, the spatial light modulator according to the twelfth embodiment has a margin in the arrangement of the drive circuit, and lowers the power supply or GND wiring resistance to reduce malfunction.

【0162】図51は,実施の形態12に係る空間光変
調素子の構成を示す構成図であり,実施の形態11に係
る空間光変調素子を用いて構成した例を示している。な
お,実施の形態12に係る空間光変調素子において,実
施の形態11に係る空間光変調素子と同一の構成には同
一の符号を付し,その構成及び動作の説明は省略する。
FIG. 51 is a configuration diagram showing the configuration of the spatial light modulator according to the twelfth embodiment, and shows an example in which the spatial light modulator according to the eleventh embodiment is used. In the spatial light modulator according to the twelfth embodiment, the same components as those of the spatial light modulator according to the eleventh embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description of the configuration and operation is omitted.

【0163】図51に示す空間光変調素子において,シ
リコン基板202裏面には低抵抗層1201が設けられ
ている。低抵抗層1201は,シリコン基板202の周
辺部で図示しない電源電位(Vdd)に接続されてい
る。この低抵抗層1201からシリコン基板202,バ
イア電極1202を介して,駆動回路1101に電源が
供給される。
In the spatial light modulator shown in FIG. 51, a low resistance layer 1201 is provided on the back surface of the silicon substrate 202. The low resistance layer 1201 is connected to a power supply potential (Vdd) (not shown) at a peripheral portion of the silicon substrate 202. Power is supplied from the low resistance layer 1201 to the drive circuit 1101 via the silicon substrate 202 and the via electrode 1202.

【0164】図52は駆動回路1101の概略構成を示
す構成図である。図52においては,シリコン基板20
2としてn型基板1203を用い,駆動回路1101と
してCMOSゲート1206,1208からなるディジ
タル回路を用いている。なお,図52には説明の便宜上
1ゲート分のみを示した。ここでは低抵抗層1201と
して,シリコン基板202裏面にn型の不純物を高濃度
にドーピングした拡散層を用いている。
FIG. 52 is a configuration diagram showing a schematic configuration of the drive circuit 1101. In FIG. 52, the silicon substrate 20
2, a digital circuit comprising CMOS gates 1206, 1208 is used as the drive circuit 1101. FIG. 52 shows only one gate for convenience of explanation. Here, as the low resistance layer 1201, a diffusion layer in which an n-type impurity is doped at a high concentration on the back surface of the silicon substrate 202 is used.

【0165】低抵抗層1201から供給された電源電圧
は,n型基板1203とバイア電極1202を介してp
−mosトランジスタ1206に供給されている。ま
た,p−well層1207内のn−mosトランジス
タ1208は,実施の形態11で説明したように,電極
1101,マイクロレンズ基板102上の透明導電膜1
001を介してGNDに接続されている。なお,120
9,1210はゲート電極,1211はCMOSゲート
入力端子を示している。
The power supply voltage supplied from the low-resistance layer 1201 is applied to the p-type through the n-type substrate 1203 and the via electrode 1202.
-Mos transistor 1206. Also, as described in Embodiment 11, the n-mos transistor 1208 in the p-well layer 1207 includes the electrode 1101 and the transparent conductive film 1 on the microlens substrate 102.
001 is connected to GND. Note that 120
Reference numerals 9 and 1210 denote gate electrodes, and reference numeral 1211 denotes a CMOS gate input terminal.

【0166】このように,実施の形態12に係る空間光
変調素子によれば,シリコン基板202上に電源電圧を
供給する配線を設ける必要がないため,シリコン基板2
02上のトランジスタや他の配線に余裕ができる。ま
た,低抵抗層1201はシリコン基板202裏面全面に
存在するため,シリコン基板202上に配線した場合よ
りシリコン基板202の周辺から各シャッタ105の駆
動回路1101までの配線抵抗を遥かに小さくすること
ができる。よって,高抵抗なGNDラインを原因とする
空間光変調素子の誤動作を少なくすることができる。
As described above, according to the spatial light modulator according to the twelfth embodiment, since it is not necessary to provide a wiring for supplying a power supply voltage on the silicon substrate 202, the silicon substrate 2
There is room for transistors and other wiring on the transistor 02. Further, since the low-resistance layer 1201 is present on the entire back surface of the silicon substrate 202, the wiring resistance from the periphery of the silicon substrate 202 to the drive circuit 1101 of each shutter 105 can be made much smaller than when wiring is performed on the silicon substrate 202. it can. Therefore, the malfunction of the spatial light modulator due to the high-resistance GND line can be reduced.

【0167】また,低抵抗層1201は電源電圧ライン
として用いるだけでなく,シリコン基板202上の駆動
回路1101に接地電位を供給するためのGNDライン
としても使用することができる。この場合は,シリコン
基板202をp型基板にして,n−well層の中にp
−mosトランジスタを,p型基板の中にn−mosト
ランジスタを作製すれば良い。
The low resistance layer 1201 can be used not only as a power supply voltage line but also as a GND line for supplying a ground potential to the drive circuit 1101 on the silicon substrate 202. In this case, the silicon substrate 202 is a p-type substrate, and the p-type substrate is formed in the n-well layer.
What is necessary is just to manufacture an -mos transistor and an n-mos transistor in a p-type substrate.

【0168】更に,図51に示す空間光変調素子では,
マイクロレンズ基板102にGNDラインとしての透明
導電膜1001を設けてあるが,特にこれが無くても上
記効果を得ることができる。
In the spatial light modulator shown in FIG. 51,
Although the transparent conductive film 1001 as a GND line is provided on the microlens substrate 102, the above-described effect can be obtained even without this.

【0169】なお,本実施の形態11に係る空間光変調
素子おいても,図10に示すように3枚のシャッタ10
5を一組にし,従来技術3のように異なる角度からRG
Bの三原色に分解した光を入射することにより,各シャ
ッタ105でそれぞれに対応する色の光の制御を行うこ
とができる。これにより,一枚の空間光変調素子によ
り,フルカラー表示が可能な投写型ディスプレイを実現
することができる。
The spatial light modulator according to the eleventh embodiment also has three shutters 10 as shown in FIG.
5 as one set, and RG from different angles as in prior art 3.
By inputting the light separated into the three primary colors B, each of the shutters 105 can control the light of the corresponding color. This makes it possible to realize a projection type display capable of performing full-color display with one spatial light modulation element.

【0170】[実施の形態13]実施の形態1から11
の発明においては,シャッタ105が形成された基板上
に駆動回路を設けるため,シリコン等の半導体材料の基
板(半導体基板)が用いられる。ところが,一般に半導
体材料は金属材料に比べて可視光に対する透過率が高
い。特に厚みの薄い半導体基板を用いるときに可視光に
対する透過率が高いことが問題となる。例えば20μm
の間隔でシャッタを設けようとした場合,半導体基板の
厚みを5μm程度にしないと貫通孔は形成することがで
きないが,5μmの厚みのシリコンにおいて700nm
の波長の光に対する透過率は24%になる。
[Embodiment 13] Embodiments 1 to 11
According to the invention, a substrate (semiconductor substrate) made of a semiconductor material such as silicon is used to provide a drive circuit on the substrate on which the shutter 105 is formed. However, semiconductor materials generally have higher transmittance to visible light than metal materials. In particular, when a semiconductor substrate having a small thickness is used, a problem arises in that the transmittance for visible light is high. For example, 20 μm
When the shutter is to be provided at intervals of, through holes cannot be formed unless the thickness of the semiconductor substrate is set to about 5 μm.
Is 24% for light having the wavelength of.

【0171】一方,マイクロレンズ101により集光或
いは平行光化され,貫通孔103に導入された光は,そ
の一部が半導体基板に照射されることがある。半導体基
板の透過率が前述した値である場合,この光は半導体基
板を透過し迷光となってスクリーン上の画像のコントラ
ストや輝度を低下させる原因となる。
On the other hand, the light condensed or converted into parallel light by the microlens 101 and introduced into the through hole 103 may partially irradiate the semiconductor substrate. When the transmittance of the semiconductor substrate is the above-mentioned value, this light transmits through the semiconductor substrate and becomes stray light, which causes a decrease in contrast and brightness of an image on a screen.

【0172】また,シャッタ105が形成された基板に
はシャッタ105だけでなく,シャッタ105に電圧を
印加するためのトランジスタやこれに信号,電源を入力
する配線などで構成される駆動回路1101が配置され
ている。一方,基板には貫通孔103が形成されてい
る。したがって,貫通孔103の存在により駆動回路を
配置する面積が少なくなる。特に電源及びGNDライン
は配線幅が狭いと配線抵抗が高くなり誤動作の原因にな
る。
On the substrate on which the shutter 105 is formed, not only the shutter 105 but also a drive circuit 1101 composed of a transistor for applying a voltage to the shutter 105 and a wiring for inputting a signal and power to the transistor is provided. Have been. On the other hand, a through hole 103 is formed in the substrate. Therefore, the area for disposing the drive circuit is reduced due to the presence of the through-hole 103. In particular, when the wiring width of the power supply and the GND line is small, the wiring resistance becomes high, which causes a malfunction.

【0173】実施の形態13に係る空間光変調素子は,
空間光変調素子を用いた投影型ディスプレイの画質の向
上,誤動作の低減を図るものである。すなわち,実施の
形態13に係る空間光変調素子は,シャッタが形成され
た基板に対し,シャッタが設けられた面の反対側の面に
遮光層を設けたものである。以下,この空間光変調素子
の構成を(第1実施例)及び(第2実施例)に基づいて
詳細に説明する。
The spatial light modulator according to the thirteenth embodiment is
An object of the present invention is to improve the image quality of a projection display using a spatial light modulator and to reduce malfunctions. That is, the spatial light modulator according to the thirteenth embodiment has a structure in which a light-shielding layer is provided on a surface of a substrate on which a shutter is formed, on a surface opposite to a surface on which the shutter is provided. Hereinafter, the configuration of the spatial light modulator will be described in detail based on (first embodiment) and (second embodiment).

【0174】(第1実施例)図53は,第1実施例に係
る空間光変調素子の構成を示す構成図である。図53に
示す空間光変調素子には,シリコン基板202の貫通孔
103以外の部分に可視光を透過しない遮光層1301
が設けられている。遮光層1301を設けることによ
り,薄いシリコン基板202を透過した可視光が貫通孔
103以外から漏れることを防ぐことができる。よっ
て,投射される画像のコントラストを向上させることが
できる。
(First Embodiment) FIG. 53 is a configuration diagram showing a configuration of a spatial light modulator according to a first embodiment. The spatial light modulator shown in FIG. 53 includes a light shielding layer 1301 that does not transmit visible light in portions other than the through holes 103 of the silicon substrate 202.
Is provided. By providing the light-blocking layer 1301, visible light transmitted through the thin silicon substrate 202 can be prevented from leaking from a portion other than the through-hole 103. Therefore, the contrast of the projected image can be improved.

【0175】なお,可視光を吸収する遮光層の材料とし
ては,InAs,GaSb,InSb,PbS,PbT
e,Te又は(株)東芝製のIR−DIB,IR−DI
A等を用いることができる。
The materials for the light-shielding layer that absorbs visible light include InAs, GaSb, InSb, PbS, and PbT.
e, Te or IR-DIB, IR-DI manufactured by Toshiba Corporation
A or the like can be used.

【0176】(第2実施例)図54は,第2実施例に係
る空間光変調素子の構成を示す構成図である。図54に
示す空間光変調素子においては,第1実施例の遮光層1
301に代えて,導電性の遮光層兼低抵抗層1302が
設けられている。この遮光層兼低抵抗層1302を用い
ることにより,シリコン基板202を透過する光を遮光
するという役割に加え,実施の形態12に係る空間光変
調素子に設けられた低抵抗層1201(図51参照)の
役割を持たせることができる。
(Second Embodiment) FIG. 54 is a configuration diagram showing a configuration of a spatial light modulator according to a second embodiment. In the spatial light modulator shown in FIG. 54, the light shielding layer 1 of the first embodiment is used.
Instead of 301, a conductive light-shielding layer / low-resistance layer 1302 is provided. By using the light-shielding layer and low-resistance layer 1302, in addition to the role of shielding light transmitted through the silicon substrate 202, the low-resistance layer 1201 provided in the spatial light modulator according to the twelfth embodiment (see FIG. 51). ).

【0177】遮光層兼低抵抗層1302は,シリコン基
板202の周辺部で図示しない電源電位(Vdd)に接
続されており,遮光層兼低抵抗層1302からシリコン
基板202,バイア電極1202を介して,駆動回路1
101に電源が供給される。
The light-shielding layer and low-resistance layer 1302 is connected to a power supply potential (Vdd) (not shown) at the periphery of the silicon substrate 202, and is connected to the light-shielding layer and low-resistance layer 1302 via the silicon substrate 202 and via electrode 1202. , Drive circuit 1
Power is supplied to 101.

【0178】このように,第2実施例の空間光変調素子
によれば,シリコン基板202上に電源電圧を供給する
配線を設ける必要がないため,シリコン基板202上の
トランジスタや他の配線の配置に余裕を持たせることが
できる。また,遮光層兼低抵抗層1302はシリコン基
板202裏面全面に形成されているため,シリコン基板
202の周辺から各シャッタ105の駆動回路1101
までの配線抵抗をシリコン基板202上に配線した場合
より遥かに小さくすることができる。よって,高抵抗な
電源電圧ラインを原因とする空間光変調素子の誤動作を
少なくすることができる。
As described above, according to the spatial light modulator of the second embodiment, since it is not necessary to provide a wiring for supplying a power supply voltage on the silicon substrate 202, the arrangement of transistors and other wiring on the silicon substrate 202 is not required. Can have a margin. Further, since the light-shielding layer / low-resistance layer 1302 is formed on the entire back surface of the silicon substrate 202, the driving circuit 1101 of each shutter 105 is arranged from the periphery of the silicon substrate 202.
Wiring resistance can be made much smaller than when wiring is formed on the silicon substrate 202. Therefore, the malfunction of the spatial light modulator due to the high-resistance power supply voltage line can be reduced.

【0179】また,遮光層兼低抵抗層1302は,電源
電圧ラインとして用いるだけでなく,シリコン基板20
2上の駆動回路1101に接地電位を供給するためのG
NDラインとしても使用することができる。
The light-shielding layer and low-resistance layer 1302 is used not only as a power supply voltage line but also as a silicon substrate 20.
G for supplying the ground potential to the drive circuit 1101 on
It can also be used as an ND line.

【0180】なお,遮光層兼低抵抗層1302の材料の
としては,InAs,GaSb,InSb,PbS,P
bTe,Teに低抵抗化のための不純物をドーピングし
たものや,金属材料としてAg,Au,Cd,Pb,C
u,Pd,Pt,Sn,Zn,特に好ましくは,酸化シ
リコンとの密着性の良いAl,Co,Cr,Fe,M
g,Mo,Ni,Ta,Ti,V,W,Zr等を用いる
ことができる。
The materials of the light-shielding layer / low-resistance layer 1302 include InAs, GaSb, InSb, PbS, and PbS.
bTe, Te doped with impurities for lowering resistance, or Ag, Au, Cd, Pb, C
u, Pd, Pt, Sn, Zn, particularly preferably Al, Co, Cr, Fe, M having good adhesion to silicon oxide.
g, Mo, Ni, Ta, Ti, V, W, Zr, etc. can be used.

【0181】なお,本実施の形態13に係る空間光変調
素子おいても,図10に示すように3枚のシャッタ10
5を一組にし,従来技術3のように異なる角度からRG
Bの三原色に分解した光を入射することにより,各シャ
ッタ105でそれぞれに対応する色の光の制御を行うこ
とができる。これにより,一枚の空間光変調素子によ
り,フルカラー表示が可能な投写型ディスプレイを実現
することができる。
In the spatial light modulator according to the thirteenth embodiment, as shown in FIG.
5 as one set, and RG from different angles as in prior art 3.
By inputting the light separated into the three primary colors B, each of the shutters 105 can control the light of the corresponding color. This makes it possible to realize a projection type display capable of performing full-color display with one spatial light modulation element.

【0182】[実施の形態14]実施の形態2から11
に係る空間光変調素子においては,シャッタ105に働
く静電引力をより大きくすることによりシャッタ105
の小型化,即ち空間光変調素子の小型化,シャッタ応答
速度の向上を図ることができる。静電引力を大きくする
方法としては印加電圧を高くすることが考えられるが,
駆動回路1101の耐圧や,シャッタ105と対向する
固定電極(貫通孔103内部の壁)間の放電などの問題
から限界がある。
[Embodiment 14] Embodiments 2 to 11
In the spatial light modulation device according to the above, the electrostatic attraction acting on the shutter 105 is increased to increase the
, Ie, downsizing of the spatial light modulator, and improvement of the shutter response speed. One way to increase the electrostatic attraction is to increase the applied voltage.
There are limitations due to problems such as the withstand voltage of the drive circuit 1101 and the discharge between the fixed electrode (the wall inside the through hole 103) facing the shutter 105.

【0183】そこで,実施の形態14に係る空間光変調
素子は,シャッタに働く静電引力を大きくし,より低い
駆動電圧によるシャッタの駆動,空間光変調素子の小型
化,シャッタの応答速度の向上を図るものである。すな
わち,実施の形態14に係る空間光変調素子は,ガラス
基板(透光性基板)のシリコン基板(非透光性基板)に
接触する側の面上に透明導電膜を形成したものである。
以下,この空間光変調素子の構成を(第1実施例)及び
(第2実施例)に基づいて詳細に説明する。
Therefore, the spatial light modulator according to the fourteenth embodiment increases the electrostatic attraction acting on the shutter, drives the shutter with a lower driving voltage, reduces the size of the spatial light modulator, and improves the response speed of the shutter. It is intended. That is, the spatial light modulator according to the fourteenth embodiment has a transparent conductive film formed on the surface of the glass substrate (light-transmitting substrate) on the side in contact with the silicon substrate (non-light-transmitting substrate).
Hereinafter, the configuration of the spatial light modulator will be described in detail based on (first embodiment) and (second embodiment).

【0184】(第1実施例)図55は,実施の形態14
の第1実施例に係る空間光変調素子の構成を示す構成図
である。図55においてシリコン基板202は,実施の
形態2で説明したように透光性のガラス基板201上に
形成されている。そして,ガラス基板201とシリコン
基板202の間には透明導電膜1401が形成されてい
る。この透明導電膜1401は可視光に於いて透明であ
るため,貫通孔103の出口部分を含むガラス基板20
1とシリコン基板202の間の全面に設けることができ
る。
(First Example) FIG. 55 shows a fourteenth embodiment.
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a configuration of a spatial light modulation device according to a first example of the first embodiment. In FIG. 55, a silicon substrate 202 is formed on a translucent glass substrate 201 as described in Embodiment Mode 2. A transparent conductive film 1401 is formed between the glass substrate 201 and the silicon substrate 202. Since this transparent conductive film 1401 is transparent to visible light, the glass substrate 20 including the exit portion of the through hole 103 is formed.
1 and the silicon substrate 202.

【0185】透明導電膜1401はシリコン基板202
と接触しているため,シリコン基板202と同電位にな
り,よって貫通孔103内部の壁とも同電位になる。し
たがって,ガラス基板201上で貫通孔103に露出し
ている透明導電膜1401の面は貫通孔103内部の壁
と同電位になる。
The transparent conductive film 1401 is formed on the silicon substrate 202
, It has the same potential as the silicon substrate 202, and therefore has the same potential as the wall inside the through hole 103. Therefore, the surface of the transparent conductive film 1401 exposed on the through-hole 103 on the glass substrate 201 has the same potential as the wall inside the through-hole 103.

【0186】このような構成において,シャッタ105
の遮光板105aが閉状態から開状態に移行するとき,
遮光板105aは貫通孔103内部の壁との間の静電引
力だけでなく,貫通孔103に露出している透明導電膜
1401との間の静電引力によっても貫通孔103内部
の壁方向に引き寄せられる。したがって,閉から開状態
になる際に遮光板105aが受ける静電引力をより強く
することができるため,シャッタ105の応答スピード
の向上,シャッタ寸法の小型化,あるいは印加電圧の低
減を図ることができる。
In such a configuration, the shutter 105
When the light-shielding plate 105a of FIG.
The light-shielding plate 105a is moved toward the wall inside the through-hole 103 not only by the electrostatic attraction with the wall inside the through-hole 103 but also by the electrostatic attraction with the transparent conductive film 1401 exposed in the through-hole 103. Gravitate. Therefore, the electrostatic attraction applied to the light-shielding plate 105a from the closed state to the open state can be further increased, so that the response speed of the shutter 105 can be improved, the size of the shutter can be reduced, or the applied voltage can be reduced. it can.

【0187】また,透明導電膜1401はガラス基板2
01の周辺部で電源電圧Vddに接続されている。この
ように透明導電膜1401に電源電圧Vddを印加する
構成としているため,透明導電膜1401を介して駆動
回路1101に電源電圧を供給することができる。した
がって,シリコン基板202上に電源電圧を供給する配
線(いわゆる電源ライン)を設ける必要がないため,シ
リコン基板202上のトランジスタや他の配線の配置に
余裕を持たせることができる。また,透明導電膜140
1はガラス基板201全面に設けられているため,シリ
コン基板202上に配線した場合よりガラス基板201
の周辺から各シャッタ105の駆動回路1101までの
配線抵抗を遥かに小さくすることができる。これにより
高抵抗な電源ラインを原因とする空間光変調素子の誤動
作を少なくすることができる。
Further, the transparent conductive film 1401 is formed on the glass substrate 2
01 is connected to the power supply voltage Vdd. Since the power supply voltage Vdd is applied to the transparent conductive film 1401 in this manner, the power supply voltage can be supplied to the drive circuit 1101 through the transparent conductive film 1401. Therefore, since it is not necessary to provide a wiring (so-called power supply line) for supplying a power supply voltage on the silicon substrate 202, it is possible to provide a margin for the arrangement of transistors and other wirings on the silicon substrate 202. Also, the transparent conductive film 140
1 is provided on the entire surface of the glass substrate 201, so that the glass substrate 201
The wiring resistance from the periphery to the drive circuit 1101 of each shutter 105 can be made much smaller. This can reduce the malfunction of the spatial light modulator due to the high-resistance power supply line.

【0188】(第2実施例)図56は,実施の形態14
の第2実施例に係る空間光変調素子の構成を示す構成図
である。この第2実施例に係る空間光変調素子は,実施
の形態13で説明したように,シリコン基板202を透
過する光による画質の低下を防ぎつつ,シャッタの応答
速度等を向上させたものである。
(Second Embodiment) FIG. 56 shows a fourteenth embodiment.
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a configuration of a spatial light modulation element according to a second embodiment of the present invention. As described in the thirteenth embodiment, the spatial light modulator according to the second embodiment has an improved shutter response speed and the like while preventing a deterioration in image quality due to light transmitted through the silicon substrate 202. .

【0189】図56に示す空間光変調素子において,貫
通孔103の出口部分には透明導電膜1401が設けら
れ,貫通孔103の出口以外のガラス基板201とシリ
コン基板202との間には遮光層兼低抵抗層1402が
設けられている。遮光層兼低抵抗層1402は,ガラス
基板201又はシリコン基板202の周辺部で電源電位
(Vdd)に接続されている。したがって,遮光層兼低
抵抗層1402からシリコン基板202,バイア電極1
202を介して,駆動回路1101に電源が供給され
る。
In the spatial light modulator shown in FIG. 56, a transparent conductive film 1401 is provided at the exit of the through hole 103, and a light shielding layer is provided between the glass substrate 201 and the silicon substrate 202 except for the exit of the through hole 103. A low resistance layer 1402 is provided. The light-shielding layer / low-resistance layer 1402 is connected to the power supply potential (Vdd) at the periphery of the glass substrate 201 or the silicon substrate 202. Therefore, the silicon substrate 202, the via electrode 1
Power is supplied to the drive circuit 1101 via 202.

【0190】また,透明導電膜1401も,ガラス基板
201又はシリコン基板202の周辺部で電源電位(V
dd)に接続されている。したがって,ガラス基板12
02上で貫通孔103に露出している面は貫通孔103
内部の壁と同電位になる。このような構成において,シ
ャッタ105の遮光板105aが閉状態から開状態に移
行するとき,遮光板105aは貫通孔103内部の壁と
の間の静電引力だけでなく,貫通孔103に露出してい
る透明導電膜1401との間の静電引力によっても貫通
孔103内部の壁に引き寄せられる。したがって,閉か
ら開状態になる際に遮光板105aが受ける静電引力を
より強くすることができるため,シャッタ105応答ス
ピードの向上,シャッタ寸法の小型化及び印加電圧の低
減を図ることができる。
The transparent conductive film 1401 also has a power supply potential (V) around the glass substrate 201 or the silicon substrate 202.
dd). Therefore, the glass substrate 12
02 is exposed through the through-hole 103.
It has the same potential as the inner wall. In such a configuration, when the light-shielding plate 105a of the shutter 105 shifts from the closed state to the open state, the light-shielding plate 105a is exposed to the through-hole 103 as well as the electrostatic attractive force between the light-shielding plate 105a and the wall inside the through-hole 103. The transparent conductive film 1401 is also attracted to the inner wall of the through hole 103 by the electrostatic attraction. Therefore, the electrostatic attraction applied to the light-shielding plate 105a when the shutter is changed from the closed state to the open state can be further increased, so that the response speed of the shutter 105 can be improved, the size of the shutter can be reduced, and the applied voltage can be reduced.

【0191】また,遮光層兼低抵抗層1402はガラス
基板201のほぼ全面に存在するため,シリコン基板2
02上に配線した場合よりガラス基板201の周辺から
各シャッタ105の駆動回路1101までの配線抵抗を
遥かに小さくすることができる。これにより,高抵抗な
電源ラインを原因とする空間光変調素子の誤動作を少な
くすることができる。
Since the light-shielding layer / low-resistance layer 1402 is present on almost the entire surface of the glass substrate 201, the silicon substrate 2
The wiring resistance from the periphery of the glass substrate 201 to the drive circuit 1101 of each shutter 105 can be made much smaller than in the case where wiring is performed on the substrate 02. This can reduce the malfunction of the spatial light modulator due to the high-resistance power supply line.

【0192】更に,貫通孔103の出口に設けられた透
明導電膜1401と遮光層兼低抵抗層1402を一部重
ねることにより,特にガラス基板201又はシリコン基
板202の周辺から透明導電膜1401に直接電源を供
給する必要をなくすことができる。
Further, by partially overlapping the transparent conductive film 1401 provided at the exit of the through hole 103 and the light-shielding layer / low-resistance layer 1402, the transparent conductive film 1401 can be directly formed, particularly, from the periphery of the glass substrate 201 or the silicon substrate 202. The need to supply power can be eliminated.

【0193】以上説明した図55及び図56に示す第1
及び第2実施例の空間光変調素子では,マイクロレンズ
基板102にGNDラインとしての透明導電膜1001
(実施の形態10参照)が設けられているが,特にこれ
が無くても上記効果を得ることができる。また,透明導
電膜1401又は遮光層兼低抵抗層1402を介してシ
リコン基板202上の駆動回路1101に電源を供給す
るという構成としなくても,シャッタ105応答スピー
ドの向上,シャッタ寸法の小型化及び印加電圧の低減を
図るという効果を得ることができることはいうまでもな
い。
The above described first and second embodiments shown in FIGS.
In the spatial light modulator of the second embodiment, the transparent conductive film 1001 as a GND line is formed on the microlens substrate 102.
(See Embodiment 10) is provided, but the above effects can be obtained even without it. Further, even if the power is not supplied to the drive circuit 1101 on the silicon substrate 202 via the transparent conductive film 1401 or the light-shielding layer / low-resistance layer 1402, the response speed of the shutter 105 can be improved, the size of the shutter can be reduced, and the like. It goes without saying that the effect of reducing the applied voltage can be obtained.

【0194】なお,本実施の形態14に係る空間光変調
素子おいても,図10に示すように3枚のシャッタ10
5を一組にし,従来技術3のように異なる角度からRG
Bの三原色に分解した光を入射することにより,各シャ
ッタ105でそれぞれに対応する色の光の制御を行うこ
とができる。これにより,一枚の空間光変調素子によ
り,フルカラー表示が可能な投写型ディスプレイを実現
することができる。
The spatial light modulator according to the fourteenth embodiment also has three shutters 10 as shown in FIG.
5 as one set, and RG from different angles as in prior art 3.
By inputting the light separated into the three primary colors B, each of the shutters 105 can control the light of the corresponding color. This makes it possible to realize a projection type display capable of performing full-color display with one spatial light modulation element.

【0195】[実施の形態15]実施の形態2で説明し
たように,空間光変調素子に用いる基板としては,Si
等の半導体材料でできている非透光性基板とガラス等の
可視光に対して透過である透光性基板を積層したものに
することが望ましい場合がある。このような基板を得る
ためには製造過程で非透光性基板と透光性基板とを接合
する必要がある。この接合の方法としては半導体,特に
シリコンとガラスの間に電圧を印加し,300℃程度に
熱して接合を行ういわゆる陽極接合が挙げられる。とこ
ろが,陽極接合を行う際に印加される電圧は1kV程度
であるため,半導体基板の表面,即ちシャッタ105が
形成されている表面から電圧を印可すると表面に形成さ
れている駆動回路やシャッタが高い電圧のエネルギーに
より破壊されてしまうことがある。
[Embodiment 15] As described in Embodiment 2, the substrate used for the spatial light modulator is made of Si.
In some cases, it is desirable to stack a non-transmissive substrate made of a semiconductor material such as glass and a light-transmitting substrate such as glass that transmits visible light. In order to obtain such a substrate, it is necessary to bond the non-light-transmitting substrate and the light-transmitting substrate in the manufacturing process. As a method of this bonding, there is a so-called anodic bonding in which a voltage is applied between a semiconductor, particularly silicon and glass, and heated to about 300 ° C. to perform bonding. However, since the voltage applied when performing anodic bonding is about 1 kV, when a voltage is applied from the surface of the semiconductor substrate, that is, the surface on which the shutter 105 is formed, the driving circuit and the shutter formed on the surface are high. It may be destroyed by the energy of the voltage.

【0196】また,シャッタ105が形成される非透光
性基板には,シャッタ105だけでなく,シャッタ10
5に電圧を印加するためのトランジスタやこれに信号,
電源を供給するための配線等で構成される駆動回路11
01が配置される。一方,シャッタ105が形成される
非透光性基板には光を通過させるための貫通孔103が
形成されている。したがって,貫通孔103の存在によ
り駆動回路1101を非透光性基板に配置する面積が少
なくなる。特に,電源及びGNDラインは配線幅が狭い
と配線抵抗が高くなり,空間光変調素子の誤動作の原因
となる。
The non-translucent substrate on which the shutter 105 is formed includes not only the shutter 105 but also the shutter 10.
5, a transistor for applying a voltage to the
Driving circuit 11 composed of wiring and the like for supplying power
01 is arranged. On the other hand, the non-light-transmitting substrate on which the shutter 105 is formed has a through-hole 103 for transmitting light. Therefore, the area in which the drive circuit 1101 is arranged on the non-light-transmitting substrate is reduced due to the presence of the through-hole 103. In particular, when the wiring width of the power supply and the GND line is narrow, the wiring resistance increases, which causes a malfunction of the spatial light modulator.

【0197】そこで,実施の形態15に係る空間光変調
素子は,空間光変調素子の機械的剛性を低下することな
く,空間光変調素子を用いて得られる画像の輝度・画質
の向上を図り,半導体等の非透光性基板とガラス等の透
光性基板を接合する陽極接合の際,シャッタや駆動回路
が破壊されることを防止し,駆動回路の配置に余裕を持
たせ,更には電源又はGND配線の配線抵抗を低くした
ものである。
Therefore, the spatial light modulator according to the fifteenth embodiment improves the luminance and image quality of an image obtained using the spatial light modulator without reducing the mechanical rigidity of the spatial light modulator. At the time of anodic bonding for joining a non-light-transmitting substrate such as a semiconductor and a light-transmitting substrate such as glass, the shutter and the driving circuit are prevented from being destroyed, the driving circuit is provided with a margin, and a power supply is provided. Alternatively, the wiring resistance of the GND wiring is reduced.

【0198】図57は,実施の形態15に係る空間光変
調素子の構成を示す構成図である。図57に示す空間光
変調素子において,シャッタ105が形成された非透光
性基板であるシリコン基板202は,低抵抗層1501
を介して透光性基板であるガラス基板201に接合され
ている。低抵抗層1501は,n型の不純物を高濃度に
ドーピングして作製した拡散層であり,シリコン基板2
02の周辺部で図示しない電源電位(Vdd)に接続さ
れている。この低抵抗層1501からシリコン基板20
2,バイア電極1202を介して,駆動回路1101に
電源が供給される。なお,低抵抗層1501から駆動回
路1101に電源を供給する機構については実施の形態
12で図52を用いて説明したため,ここではその説明
を省略する。
FIG. 57 is a configuration diagram showing the configuration of the spatial light modulator according to the fifteenth embodiment. In the spatial light modulator shown in FIG. 57, a silicon substrate 202 which is a non-light-transmitting substrate on which a shutter 105 is formed is a low-resistance layer 1501
Is bonded to a glass substrate 201 which is a light-transmitting substrate. The low resistance layer 1501 is a diffusion layer formed by doping an n-type impurity at a high concentration.
02 is connected to a power supply potential (Vdd) (not shown) at a peripheral portion of the device. From the low resistance layer 1501 to the silicon substrate 20
2. Power is supplied to the drive circuit 1101 via the via electrode 1202. Note that the mechanism for supplying power from the low-resistance layer 1501 to the drive circuit 1101 has been described in Embodiment Mode 12 with reference to FIG. 52, and a description thereof will not be repeated.

【0199】このように,実施の形態15の空間光変調
素子によれば,シリコン基板202上に電源電圧を供給
する配線を設ける必要がないため,シリコン基板202
上のトランジスタや他の配線の配置に余裕を持たせるこ
とができる。また,低抵抗層1501はシリコン基板2
02裏面全面に存在するため,シリコン基板202上に
配線した場合よりシリコン基板202の周辺から各シャ
ッタの駆動回路までの配線抵抗を遥かに小さくすること
ができる。これにより高抵抗な電源ラインを原因とする
空間光変調素子の誤動作を少なくすることができる。
As described above, according to the spatial light modulator of the fifteenth embodiment, since it is not necessary to provide a wiring for supplying a power supply voltage on the silicon substrate 202, the silicon substrate 202
A margin can be given to the arrangement of the upper transistor and other wirings. The low-resistance layer 1501 is formed on the silicon substrate 2
02, the wiring resistance from the periphery of the silicon substrate 202 to the drive circuit of each shutter can be made much smaller than when wiring is performed on the silicon substrate 202. This can reduce the malfunction of the spatial light modulator due to the high-resistance power supply line.

【0200】また,ガラス基板201とシリコン基板2
02とは,前述したように接合の強さ,接着剤が不要な
どの理由から陽極接合により接合される場合が多い。陽
極接合は,300℃の零囲気でシリコン基板202とガ
ラス基板201間にシリコン側から1kV程度の電圧を
印加して行われる。このとき,1kVの高電圧によりシ
リコン基板202上の回路が破壊されることがある。こ
れはシリコン基板202上の回路を介して電圧を印加す
るためである。
The glass substrate 201 and the silicon substrate 2
02 is often bonded by anodic bonding because of the strength of bonding and the need for an adhesive as described above. The anodic bonding is performed by applying a voltage of about 1 kV from the silicon side between the silicon substrate 202 and the glass substrate 201 in an atmosphere of 300 ° C. in a zero atmosphere. At this time, a circuit on the silicon substrate 202 may be broken by a high voltage of 1 kV. This is for applying a voltage via a circuit on the silicon substrate 202.

【0201】実施の形態15の空間光変調素子では,低
抵抗層1501をシリコン基板202のシャッタ105
と反対側の面に設けたため,図58に示すように低抵抗
層1501とガラス基板201との間に高電圧を印加す
ることができる。よって,シリコン基板202上の回路
から高電圧を印加する必要がなく,陽極接合の工程でシ
リコン基板202上の回路が破壊されることを防止する
ことができる。なお,1502は接合用電極を示してい
る。
In the spatial light modulator of the fifteenth embodiment, the low-resistance layer 1501 is
58, a high voltage can be applied between the low-resistance layer 1501 and the glass substrate 201 as shown in FIG. Therefore, it is not necessary to apply a high voltage from the circuit on the silicon substrate 202, and it is possible to prevent the circuit on the silicon substrate 202 from being broken in the anodic bonding step. Reference numeral 1502 denotes a bonding electrode.

【0202】また,低抵抗層1501は電源電圧ライン
として用いるだけでなく,シリコン基板202上の駆動
回路1101に接地電位を供給するためのGNDライン
としても使用することができる。この場合は,シリコン
基板202をp型にして,n−well層の中にp−m
osトランジスタを,p型基板の中にn−mosトラン
ジスタを作製すれば良い(図52参照)。
Further, the low resistance layer 1501 can be used not only as a power supply voltage line but also as a GND line for supplying a ground potential to the drive circuit 1101 on the silicon substrate 202. In this case, the silicon substrate 202 is made p-type, and the p-m
As the os transistor, an n-mos transistor may be manufactured in a p-type substrate (see FIG. 52).

【0203】図57に示す空間光変調素子においては,
マイクロレンズ基板102にGNDラインとして透明導
電膜1001が設けられているが,特にこれが無くても
上記効果を得ることができる。また,低抵抗層1501
を介してシリコン基板202上の駆動回路1101に電
源を供給するという構成にしなくても,陽極接合時の歩
留まり向上という効果を得ることができることはいうま
でもない。
In the spatial light modulator shown in FIG.
Although the transparent conductive film 1001 is provided on the microlens substrate 102 as a GND line, the above-described effect can be obtained even without this. In addition, the low resistance layer 1501
It is needless to say that the effect of improving the yield at the time of anodic bonding can be obtained without using a configuration in which power is supplied to the drive circuit 1101 on the silicon substrate 202 via the substrate.

【0204】また,シリコン基板に代表される非透光性
基板とガラス基板に代表される透光性基板との接合は,
陽極接合の他,紫外線効果型接着剤,熱硬化型の接着
剤,嫌気性の接着剤などを用いて接合することができ
る。
In addition, the bonding between a non-transparent substrate represented by a silicon substrate and a translucent substrate represented by a glass substrate is performed as follows.
In addition to anodic bonding, bonding can be performed using an ultraviolet-effect adhesive, a thermosetting adhesive, an anaerobic adhesive, or the like.

【0205】更に,シャッタが作製される非透光性基板
として,Siの他,Ge,Cなどの半導体,Ga,A
s,In,P,Al等から構成される化合物半導体(G
aAs,GaP,GaInAsP,InP等),Zn,
Te,S,Se,Cdなどから構成される化合物半導体
(ZnSe,CdS,CdTe等)等を用いることがで
きる。また透光性基板として,石英,ホウケイ酸ガラス
(例えばコーニング(社)の7740,7070),低
融点ガラス,ソーダガラス等を用いても良い。
Further, in addition to Si, semiconductors such as Ge and C, Ga, A
s, In, P, compound semiconductor (G
aAs, GaP, GaInAsP, InP, etc.), Zn,
A compound semiconductor (such as ZnSe, CdS, or CdTe) composed of Te, S, Se, Cd, or the like can be used. In addition, as the light-transmitting substrate, quartz, borosilicate glass (for example, 7740 or 7070 manufactured by Corning Incorporated), low-melting glass, soda glass, or the like may be used.

【0206】なお,本実施の形態15に係る空間光変調
素子おいても,図10に示すように3枚のシャッタ10
5を一組にし,従来技術3のように異なる角度からRG
Bの三原色に分解した光を入射することにより,各シャ
ッタ105でそれぞれに対応する色の光の制御を行うこ
とができる。これにより,一枚の空間光変調素子によ
り,フルカラー表示が可能な投写型ディスプレイを実現
することができる。
In the spatial light modulator according to the fifteenth embodiment, as shown in FIG.
5 as one set, and RG from different angles as in prior art 3.
By inputting the light separated into the three primary colors B, each of the shutters 105 can control the light of the corresponding color. This makes it possible to realize a projection type display capable of performing full-color display with one spatial light modulation element.

【0207】[実施の形態16]実施の形態1から11
の発明においては,シャッタ105を駆動する駆動回路
を設けるため,シャッタ105が形成される基板にはシ
リコン等の半導体材料の基板(半導体基板)が用いられ
る。ところが,一般に半導体材料は金属材料に比べて可
視光に対する透過率が高い。特に厚みの薄い半導体基板
を用いるときに可視光に対する透過率が高いことが問題
となる。例えば20μmの間隔でシャッタを設けようと
した場合,半導体基板の厚みを5μm程度にしないと貫
通孔は形成することができないが,5μmの厚みのシリ
コンにおいて700nmの波長の光に対する透過率は2
4%になる。
[Embodiment 16] Embodiments 1 to 11
In the present invention, since a drive circuit for driving the shutter 105 is provided, a substrate (semiconductor substrate) made of a semiconductor material such as silicon is used as a substrate on which the shutter 105 is formed. However, semiconductor materials generally have higher transmittance to visible light than metal materials. In particular, when a semiconductor substrate having a small thickness is used, a problem arises in that the transmittance for visible light is high. For example, when shutters are provided at intervals of 20 μm, through holes cannot be formed unless the thickness of the semiconductor substrate is set to about 5 μm. However, the transmittance for light having a wavelength of 700 nm in silicon having a thickness of 5 μm is 2 μm.
4%.

【0208】一方,マイクロレンズ101により集光或
いは平行光化され,貫通孔103に導入された光は,そ
の一部が半導体基板に照射されることがある。半導体基
板の透過率が前述した値である場合,この光は半導体基
板を透過し迷光となってスクリーン上の画像のコントラ
ストや輝度を低下させる原因となる。
On the other hand, the light condensed or made parallel by the microlenses 101 and introduced into the through holes 103 may partially irradiate the semiconductor substrate. When the transmittance of the semiconductor substrate is the above-mentioned value, this light transmits through the semiconductor substrate and becomes stray light, which causes a decrease in contrast and brightness of an image on a screen.

【0209】また,シャッタ105が形成された基板に
はシャッタ105だけでなく,シャッタ105に電圧を
印加するためのトランジスタやこれに信号,電源を入力
する配線などで構成される駆動回路が配置されている。
一方,基板には貫通孔103が形成されている。したが
って,貫通孔103の存在により駆動回路を配置する面
積が少なくなる。特に電源及びGNDラインは配線幅が
狭いと配線抵抗が高くなり誤動作の原因になる。
On the substrate on which the shutter 105 is formed, not only the shutter 105 but also a transistor for applying a voltage to the shutter 105 and a driving circuit including wiring for inputting a signal and power to the transistor are arranged. ing.
On the other hand, a through hole 103 is formed in the substrate. Therefore, the area for disposing the drive circuit is reduced due to the presence of the through-hole 103. In particular, when the wiring width of the power supply and the GND line is small, the wiring resistance becomes high, which causes a malfunction.

【0210】更に,実施の形態2で説明したように,空
間光変調素子に用いる基板としては,Si等の半導体材
料でできている非透光性基板とガラス等の可視光に対し
て透過である透光性基板を積層したものにすることが望
ましい場合がある。このような基板を得るためには製造
過程で非透光性基板と透光性基板とを接合する必要があ
る。この接合の方法としては半導体,特にシリコンとガ
ラスの間に電圧を印加し,300℃程度に熱して接合を
行ういわゆる陽極接合が挙げられる。ところが,陽極接
合を行う際に印加される電圧は1kV程度であるため,
半導体基板の表面,即ちシャッタが形成されている表面
から電圧を印可すると表面に形成されている駆動回路や
シャッタが高い電圧のエネルギーにより破壊されてしま
うことがある。
Further, as described in the second embodiment, as the substrate used for the spatial light modulator, a non-translucent substrate made of a semiconductor material such as Si and a transparent material such as glass are used. It may be desirable to stack certain translucent substrates. In order to obtain such a substrate, it is necessary to bond the non-light-transmitting substrate and the light-transmitting substrate in the manufacturing process. As a method of this bonding, there is a so-called anodic bonding in which a voltage is applied between a semiconductor, particularly silicon and glass, and heated to about 300 ° C. to perform bonding. However, since the voltage applied when performing anodic bonding is about 1 kV,
When a voltage is applied from the surface of the semiconductor substrate, that is, the surface on which the shutter is formed, the drive circuit and the shutter formed on the surface may be damaged by the energy of the high voltage.

【0211】そこで,実施の形態16に係る空間光変調
素子は,空間光変調素子を用いた投射型ディスプレイの
画質の向上を図り,半導体等の非透光性基板とガラス等
の透光性基板を接合する陽極接合の際,シャッタや駆動
回路が破壊されることを防止し,更には電源又はGND
配線の配線抵抗を低くしたものである。すなわち,実施
の形態16に係る空間光変調素子は,透光性基板と非透
光性基板の間に遮光層を設けたものである。以下,この
空間光変調素子の構成を(第1実施例)及び(第2実施
例)に基づいて詳細に説明する。
Therefore, the spatial light modulator according to the sixteenth embodiment is intended to improve the image quality of a projection display using the spatial light modulator, and to improve the image quality of a non-translucent substrate such as a semiconductor and a translucent substrate such as glass. In the case of anodic bonding, the shutter and the drive circuit are prevented from being destroyed, and furthermore, the power supply or GND is prevented.
The wiring resistance of the wiring is reduced. That is, the spatial light modulator according to the sixteenth embodiment has a light-blocking layer provided between a light-transmitting substrate and a non-light-transmitting substrate. Hereinafter, the configuration of the spatial light modulator will be described in detail based on (first embodiment) and (second embodiment).

【0212】(第1実施例)実施の形態2で説明したよ
うに,空間光変調素子の光学的特性を向上するために
は,基板104をシャッタが形成される基板とガラス基
板との2層構造とすることが望ましい。本実施の形態1
6に係る空間光変調素子は,実施の形態2に係る空間光
変調素子に実施の形態13に係る空間光変調素子を適用
したものである。したがって,実施の形態2及び13で
既に説明した点についてはその説明を省略する。
(First Embodiment) As described in the second embodiment, in order to improve the optical characteristics of the spatial light modulator, the substrate 104 must be formed of a two-layer structure of a substrate on which a shutter is formed and a glass substrate. It is desirable to have a structure. Embodiment 1
The spatial light modulator according to the sixth embodiment is obtained by applying the spatial light modulator according to the thirteenth embodiment to the spatial light modulator according to the second embodiment. Therefore, description of the points already described in the second and thirteenth embodiments will be omitted.

【0213】図59は,実施の形態16の第1実施例に
係る空間光変調素子の構成を示す構成図である。シャッ
タ105が作製されている非透光性基板であるシリコン
基板202は,遮光層1601を介して透光性基板であ
るガラス基板201に接合されている。遮光層1601
は,ガラス基板201とシリコン基板202との間であ
って,シリコン基板202に形成された貫通孔103の
開口部以外の部分に設けられる。
FIG. 59 is a configuration diagram showing the configuration of the spatial light modulator according to the first example of the sixteenth embodiment. A silicon substrate 202 which is a non-light-transmitting substrate on which the shutter 105 is manufactured is bonded to a glass substrate 201 which is a light-transmitting substrate via a light-shielding layer 1601. Light shielding layer 1601
Is provided between the glass substrate 201 and the silicon substrate 202 and in a portion other than the opening of the through hole 103 formed in the silicon substrate 202.

【0214】このように遮光層1601を設けることに
より,薄いシリコン基板202を透過した可視光が貫通
孔103以外から漏れることを防止することができる。
よって,空間光変調素子から投射される画像のコントラ
ストを向上させることができる。
By providing the light-shielding layer 1601 as described above, it is possible to prevent visible light transmitted through the thin silicon substrate 202 from leaking from a portion other than the through hole 103.
Therefore, the contrast of the image projected from the spatial light modulator can be improved.

【0215】なお,可視光を吸収する遮光層1601に
は,InAs,GaSb,InSb,PbS,PbT
e,Te又は(株)東芝製のIR−DIB,IR−DI
A等の材料を用いることができる。
The light shielding layer 1601 for absorbing visible light is provided with InAs, GaSb, InSb, PbS, and PbT.
e, Te or IR-DIB, IR-DI manufactured by Toshiba Corporation
Materials such as A can be used.

【0216】シリコン基板202としての非透光性基板
としては,Siの他,Ge,Cなどの半導体,或いはG
a,As,In,P,Alなどから構成される化合物半
導体(GaAs,GaP,GaInAsP,InP
等),或いはZn,Te,S,Se,Cdなどから構成
される化合物半導体(ZnSe,CdS,CdTe等)
等の材料を用いることができる。
As the non-light-transmitting substrate as the silicon substrate 202, a semiconductor such as Ge or C,
a, As, In, P, Al, and other compound semiconductors (GaAs, GaP, GaInAsP, InP
Etc.) or compound semiconductors composed of Zn, Te, S, Se, Cd, etc. (ZnSe, CdS, CdTe, etc.)
Etc. can be used.

【0217】また,ガラス基板201としての透光性基
板としては,石英,ホウケイ酸ガラス(例えばコーニン
グ(社)の7740,7070),低融点ガラス,ソー
ダガラス等の材料を用いることができる。
As the light-transmitting substrate serving as the glass substrate 201, a material such as quartz, borosilicate glass (for example, 7740 or 7070 of Corning), low-melting glass, soda glass, or the like can be used.

【0218】(第2実施例)図60は,実施の形態16
の第2実施例に係る空間光変調素子の構成を示す構成図
である。第2実施例の空間光変調素子では,実施の形態
12で説明した低抵抗層1201(図51参照)を適用
し,第1実施例の遮光層1601に代えて導電性の遮光
層兼低抵抗層1602としている。
(Second Embodiment) FIG. 60 shows the configuration of the sixteenth embodiment.
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a configuration of a spatial light modulation element according to a second embodiment of the present invention. In the spatial light modulator of the second embodiment, the low-resistance layer 1201 (see FIG. 51) described in the twelfth embodiment is applied, and the light-shielding layer 1601 of the first embodiment is replaced with a conductive light-shielding layer and low-resistance layer. A layer 1602 is provided.

【0219】この遮光層兼低抵抗層1602は,シリコ
ン基板202の周辺部で図示しない電源電位(Vdd)
に接続されている。したがって,この遮光層兼低抵抗層
1602からシリコン基板202,バイア電極1202
を介して,駆動回路1101に電源が供給される。この
ようにシリコン基板202上に電源電圧を供給する配線
を設ける必要がないため,シリコン基板202上のトラ
ンジスタや他の配線の配置に余裕を持たせることができ
る。また,遮光層兼低抵抗層1602はシリコン基板2
02の裏面全面に存在するので,シリコン基板202の
周辺から各シャッタ105の駆動回路1101までの配
線抵抗を,シリコン基板202上に配線した場合より遥
かに小さくすることができる。これにより高抵抗な電源
電圧ラインを原因とする空間光変調素子の誤動作を少な
くすることができる。
The light-shielding layer and low-resistance layer 1602 is provided at a peripheral portion of the silicon substrate 202 at a power supply potential (Vdd) (not shown).
It is connected to the. Therefore, the silicon substrate 202, the via electrode 1202
Is supplied to the drive circuit 1101 via the. In this manner, since it is not necessary to provide a wiring for supplying a power supply voltage on the silicon substrate 202, it is possible to allow a margin for the arrangement of the transistors and other wiring on the silicon substrate 202. Further, the light-shielding layer and low-resistance layer 1602 is a silicon substrate 2
02, the wiring resistance from the periphery of the silicon substrate 202 to the drive circuit 1101 of each shutter 105 can be made much smaller than when the wiring is formed on the silicon substrate 202. This can reduce the malfunction of the spatial light modulator due to the high-resistance power supply voltage line.

【0220】また,遮光層兼低抵抗層1602は電源電
圧ラインとして用いるだけでなく,シリコン基板202
上の駆動回路1101に接地電位を供給するためのGN
Dラインとしても使用することができる。
The light-shielding layer / low-resistance layer 1602 is used not only as a power supply voltage line but also as a silicon substrate 202.
GN for supplying a ground potential to the upper drive circuit 1101
It can also be used as a D line.

【0221】遮光層兼低抵抗層1602の材料として
は,InAs,GaSb,InSb,PbS,PbT
e,Teに低抵抗化のための不純物をドーピングしたも
の,金属材料であるAg,Au,Cd,Pb,Cu,P
d,Pt,Sn,Zn,特に好ましくは,酸化シリコン
との密着性の良い,Al,Co,Cr,Fe,Mg,M
o,Ni,Ta,Ti,V,W,Zr等を用いることが
できる。
As the material of the light-shielding layer / low-resistance layer 1602, InAs, GaSb, InSb, PbS, PbT
e, Te doped with impurities for lowering resistance, and metallic materials such as Ag, Au, Cd, Pb, Cu, P
d, Pt, Sn, Zn, particularly preferably Al, Co, Cr, Fe, Mg, M which has good adhesion to silicon oxide.
o, Ni, Ta, Ti, V, W, Zr, etc. can be used.

【0222】また,遮光層兼低抵抗層1602は非透光
性基板と透光性基板間とを接合する接着剤としての機能
もある。この場合の材料としては,エポキシ系の導電性
接着剤や,表2に示す合金ソルダーを用いることができ
る。
The light-shielding layer and low-resistance layer 1602 also has a function as an adhesive for bonding between the non-light-transmitting substrate and the light-transmitting substrate. As a material in this case, an epoxy conductive adhesive or an alloy solder shown in Table 2 can be used.

【0223】[0223]

【表2】 [Table 2]

【0224】遮光層兼低抵抗層1602を用いた場合,
シリコン基板202とガラス基板201とを陽極接合す
る際に,遮光層兼低抵抗層1602を電極として遮光層
兼低抵抗層1602とガラス基板201間に高電圧を印
加することができるため,シリコン基板202上に形成
された回路に高電圧を印加する必要がなくなる(図58
参照)。したがって,ガラス基板201とシリコン基板
202とを陽極接合する際に,シリコン基板202上の
回路が破壊されることが少なくなり歩留まりが向上す
る。
When the light shielding layer and low resistance layer 1602 is used,
When anodically bonding the silicon substrate 202 and the glass substrate 201, a high voltage can be applied between the light shielding layer / low resistance layer 1602 and the glass substrate 201 using the light shielding layer / low resistance layer 1602 as an electrode. There is no need to apply a high voltage to the circuit formed on 202 (see FIG. 58).
reference). Therefore, when the glass substrate 201 and the silicon substrate 202 are anodically bonded, the circuit on the silicon substrate 202 is less likely to be broken, and the yield is improved.

【0225】なお,図59及び図60に示す第1及び第
2実施例の空間光変調素子においては,マイクロレンズ
基板102にGNDラインとしての透明導電膜1001
が設けられているが,特にこれが無くても上記効果を得
ることができる。
In the spatial light modulators of the first and second embodiments shown in FIGS. 59 and 60, the transparent conductive film 1001 as a GND line is formed on the microlens substrate 102.
Is provided, but the above-described effect can be obtained even without this.

【0226】また,本実施の形態15に係る空間光変調
素子おいても,図10に示すように3枚のシャッタ10
5を一組にし,従来技術3のように異なる角度からRG
Bの三原色に分解した光を入射することにより,各シャ
ッタ105でそれぞれに対応する色の光の制御を行うこ
とができる。これにより,一枚の空間光変調素子によ
り,フルカラー表示が可能な投写型ディスプレイを実現
することができる。
Also, in the spatial light modulator according to the fifteenth embodiment, as shown in FIG.
5 as one set, and RG from different angles as in prior art 3.
By inputting the light separated into the three primary colors B, each of the shutters 105 can control the light of the corresponding color. This makes it possible to realize a projection type display capable of performing full-color display with one spatial light modulation element.

【0227】[0227]

【発明の効果】以上説明したように本発明の空間光変調
素子(請求項1)よれば,光を集光するレンズと,レン
ズで集光された光が入射され,光を通過させる貫通孔を
備えた基板と,基板に設けられ,貫通孔に入射された光
の通過・非通過を制御するシャッタとを備えているた
め,開口率を低下させることなく,貫通孔の開口部の基
板表面全体に占める割合を従来のものより低くでき,基
板上に駆動回路等を設けるためのスペースを確保するこ
とができる。また,シャッタの移動距離を小さくするこ
とができ,静電引力によるシャッタ開閉動作を容易に行
うことができる。したがって,より簡単な工程により製
造可能で,かつ誤動作が少ない空間光変調素子を得るこ
とができる。そしてこの空間光変調素子によれば,スク
リーン上にコントラストの高い画像等を結像することが
できる。
As described above, according to the spatial light modulator of the present invention (claim 1), a lens for condensing light, and a through-hole through which the light condensed by the lens enters and passes the light. And a shutter provided on the substrate and controlling the passage and non-passage of light incident on the through-hole, so that the substrate surface at the opening of the through-hole without lowering the aperture ratio. The ratio to the whole can be made lower than that of the conventional one, and a space for providing a drive circuit and the like on the substrate can be secured. Further, the moving distance of the shutter can be reduced, and the shutter opening / closing operation can be easily performed by the electrostatic attraction. Therefore, it is possible to obtain a spatial light modulator that can be manufactured by simpler steps and has less malfunction. According to this spatial light modulator, an image or the like with high contrast can be formed on the screen.

【0228】また,本発明の空間光変調素子(請求項
2)によれば,請求項1記載の空間光変調素子におい
て,基板が,光を透過する透光性基板と,透光性基板上
に形成され,光を透過しない非透光性基板とからなり,
非透光性基板が,貫通孔とシャッタとを備えることにし
たため,貫通孔に入射された光が貫通孔内部の壁面によ
り散乱されることを防止できる。したがって,空間光変
調素子を用いて得られる画像の輝度・画質を向上するこ
とができる。
According to the spatial light modulator of the present invention, the substrate is a light transmitting substrate, wherein the substrate comprises a light transmitting substrate and a light transmitting substrate. Formed of a non-translucent substrate that does not transmit light,
Since the non-light-transmitting substrate includes the through-hole and the shutter, it is possible to prevent the light incident on the through-hole from being scattered by the wall surface inside the through-hole. Therefore, it is possible to improve the luminance and the image quality of the image obtained by using the spatial light modulator.

【0229】また,本発明の空間光変調素子(請求項
3)によれば,請求項1又は2記載の空間光変調素子に
おいて,貫通孔内部の壁面が,基板表面に対して傾斜し
ているため,より小さなビームウェストのスポット径を
持つ光を開口部に入射することができる。したがって,
空間光変調素子の大きさを小さくすることができると共
に,この空間光変調素子を用いて得られる画像の輝度・
画質を向上することができる。
According to the spatial light modulator of the present invention (claim 3), in the spatial light modulator of claim 1 or 2, the wall surface inside the through hole is inclined with respect to the substrate surface. Therefore, light having a smaller beam waist spot diameter can be incident on the opening. Therefore,
The size of the spatial light modulator can be reduced, and the brightness and brightness of the image obtained using this spatial light modulator can be reduced.
Image quality can be improved.

【0230】また,本発明の空間光変調素子(請求項
4)によれば,請求項3記載の空間光変調素子におい
て,シャッタが,貫通孔の開口部に設けられて光を遮光
する遮光部材と,貫通孔内部の壁面方向に遮光板を旋回
可能に支持する支持部材とからなり,シャッタと貫通孔
内部の壁との間に電圧を印加してシャッタを開くことに
したため,シャッタと貫通孔内部の壁との間に働く静電
引力を強くすることができる。したがって,開口率を下
げることなく,かつフラップ型のシャッタの駆動電圧を
高くすることなく,シャッタを小型化し,空間光変調素
子の小型化及び低コスト化を図ることができる。
According to the spatial light modulator of the present invention, in the spatial light modulator of the third aspect, the shutter is provided at the opening of the through hole to shield the light. And a support member for rotatably supporting the light-shielding plate in the direction of the wall surface inside the through-hole. The shutter is opened by applying a voltage between the shutter and the wall inside the through-hole. The electrostatic attraction acting between the inner wall and the inner wall can be increased. Therefore, it is possible to reduce the size of the shutter and reduce the size and cost of the spatial light modulator without lowering the aperture ratio and increasing the driving voltage of the flap type shutter.

【0231】また,本発明の空間光変調素子(請求項
5)によれば,請求項1から4のいずれかに記載の空間
光変調素子において,シャッタを備えた基板が,単結晶
基板であり,貫通孔が,結晶軸異方性エッチングにより
単結晶基板中に形成されることにしたため,高いエッチ
ングスピードで貫通孔を形成することができると共に,
形状の精度が高い貫通孔を得ることができる。したがっ
て,誤動作の少ない低コストな空間光変調素子を得るこ
とができる。
According to the spatial light modulator of the present invention (claim 5), in the spatial light modulator of any one of claims 1 to 4, the substrate provided with the shutter is a single crystal substrate. Since the through holes are formed in the single crystal substrate by the crystal axis anisotropic etching, the through holes can be formed at a high etching speed.
A through hole with high shape accuracy can be obtained. Therefore, a low-cost spatial light modulation element with less malfunction can be obtained.

【0232】また,本発明の空間光変調素子(請求項
6)によれば,請求項5記載の空間光変調素子におい
て,単結晶基板が,(110)面の面方位を持つ単結晶
シリコンからなり,シャッタが,貫通孔の開口部の単結
晶基板の〈110〉軸に平行な辺に設けられることにし
たため,基板中の貫通孔の密度を高くできる。したがっ
て,空間光変調素子の小型化及び低コスト化を図ること
ができる。
According to the spatial light modulator of the present invention, the single crystal substrate is made of a single crystal silicon having a (110) plane orientation. Since the shutter is provided on the side of the opening of the through hole parallel to the <110> axis of the single crystal substrate, the density of the through hole in the substrate can be increased. Therefore, the size and cost of the spatial light modulator can be reduced.

【0233】また,本発明の空間光変調素子(請求項
7)によれば,請求項6記載の空間光変調素子におい
て,貫通孔が,単結晶基板内にハニカム状に配列される
ことにしたため,より高い密度でシャッタを配置でき,
開口率を高くすることができる。その結果,空間光変調
素子を介してスクリーンに投影された画像の輝度を向上
することができる。また,空間光変調素子の小型化を図
ることができる共に,あまり高い密度でシャッタを配置
しない場合は,シャッタやレンズに要求される性能を低
くし,空間光変調素子の設計の余裕度・自由度を高める
ことができる。
According to the spatial light modulator of the present invention, the through holes are arranged in a honeycomb shape in the single crystal substrate. , Shutters can be arranged at higher density,
The aperture ratio can be increased. As a result, the brightness of the image projected on the screen via the spatial light modulator can be improved. In addition, it is possible to reduce the size of the spatial light modulator, and when the shutters are not arranged at a very high density, the performance required for the shutter and the lens is reduced, so that the design and design of the spatial light modulator can be freely performed. The degree can be increased.

【0234】また,本発明の空間光変調素子(請求項
8)によれば,請求項1から7のいずれかに記載の空間
光変調素子において,レンズを複数有したレンズ基板を
備え,レンズ基板とシャッタが形成された基板との間の
空間を封止して真空又はほぼ真空とし,当該空間内にシ
ャッタを位置させることにしたため,シャッタの動作速
度や応答の低下及び腐食等を防止することができると共
に,空間光変調素子の光学的性能の低下をも防止するこ
とができる。
According to the spatial light modulator of the present invention (claim 8), the spatial light modulator according to any one of claims 1 to 7 is provided with a lens substrate having a plurality of lenses. The space between the substrate and the substrate on which the shutter is formed is sealed or evacuated to a vacuum or substantially vacuum, and the shutter is positioned in the space to prevent a reduction in the operating speed and response of the shutter and corrosion. And the deterioration of the optical performance of the spatial light modulator can be prevented.

【0235】また,本発明の空間光変調素子(請求項
9)によれば,請求項8記載の空間光変調素子におい
て,レンズ基板上の空間を封止し,当該空間の気圧を大
気圧より低くしかつ真空又はほぼ真空とした空間の気圧
より高くすることにしたため,厚みが薄く,剛性が低い
マイクロレンズ基板を用いた場合であっても,シャッタ
をマイクロレンズ基板と基板との間に形成された真空又
はほぼ真空の領域に配置することができる。したがっ
て,シャッタの動作速度や応答の低下及び腐食等を防止
することができる共に,空間光変調素子の光学的性能の
低下をも防止することができる。
Further, according to the spatial light modulator of the present invention (claim 9), in the spatial light modulator of claim 8, the space on the lens substrate is sealed, and the pressure in the space is lower than the atmospheric pressure. The shutter is formed between the microlens substrate even when a thin and low rigidity microlens substrate is used because the pressure is set lower and higher than the pressure in the vacuum or almost vacuum space. It can be placed in a vacuum or near vacuum area. Therefore, it is possible to prevent a reduction in the operating speed and response of the shutter, corrosion, and the like, and also prevent a reduction in the optical performance of the spatial light modulator.

【0236】また,本発明の空間光変調素子(請求項1
0)によれば,請求項1から9のいずれかに記載の空間
光変調素子において,レンズ基板が,シャッタ側の面に
透光性導電層を備え,透光性導電層と貫通孔内部の壁と
シャッタとにそれぞれ所定の電圧を印加してシャッタを
開閉させることにしたため,シャッタが開から閉に遷移
する場合に於いても,動画表示に必要な速い応答速度で
シャッタが動くようにすることができる。
The spatial light modulator of the present invention (claim 1)
According to 0), in the spatial light modulator according to any one of claims 1 to 9, the lens substrate includes a light-transmitting conductive layer on a surface on the shutter side, and the light-transmitting conductive layer and the inside of the through hole are provided. Since a predetermined voltage is applied to the wall and the shutter to open and close the shutter, the shutter moves at a high response speed required for displaying a moving image even when the shutter changes from open to closed. be able to.

【0237】また,本発明の空間光変調素子(請求項1
1)によれば,請求項10記載の空間光変調素子におい
て,シャッタが設けられた基板が,シャッタを駆動する
駆動回路を備え,透光性導電層と駆動回路とを電気的に
接続すると共に,透光性導電層に駆動回路の基準電圧又
は電源電圧を印加することにしたため,駆動回路の配置
に余裕を持たせることができると共に,電源又はGND
配線の配線抵抗を低くすることができる。したがって,
空間光変調素子の誤動作を少なくすることができる。
The spatial light modulator of the present invention (claim 1)
According to 1), in the spatial light modulator according to claim 10, the substrate provided with the shutter includes a drive circuit for driving the shutter, and electrically connects the light-transmitting conductive layer and the drive circuit. Since the reference voltage or the power supply voltage of the driving circuit is applied to the translucent conductive layer, the driving circuit can be provided with a margin and the power supply or GND can be provided.
The wiring resistance of the wiring can be reduced. Therefore,
Malfunctions of the spatial light modulator can be reduced.

【0238】また,本発明の空間光変調素子(請求項1
2)によれば,請求項1又は請求項3から11のいずれ
かに記載の空間光変調素子において,基板が,シャッタ
が設けられた面の反対側の面に低抵抗層を備えることに
したため,基板上に接地電位を供給する配線(いわゆる
GNDライン)又は電源ラインを設ける必要をなくすこ
とができる。したがって,基板上のトランジスタや他の
配線に余裕ができ,駆動回路までの配線抵抗を低減する
ことができる。よって,空間光変調素子の設計の自由度
を向上させることができ,また,空間光変調素子の誤動
作の低減を図ることができる。
The spatial light modulator of the present invention (claim 1)
According to 2), in the spatial light modulator according to any one of claims 1 and 3 to 11, the substrate includes the low-resistance layer on a surface opposite to a surface on which the shutter is provided. In addition, it is not necessary to provide a wiring (so-called GND line) for supplying a ground potential or a power supply line on the substrate. Therefore, there is room for transistors and other wiring on the substrate, and wiring resistance to the drive circuit can be reduced. Therefore, the degree of freedom in designing the spatial light modulator can be improved, and the malfunction of the spatial light modulator can be reduced.

【0239】また,本発明の空間光変調素子(請求項1
3)によれば,請求項1又は請求項3から11のいずれ
かに記載の空間光変調素子において,基板が,シャッタ
が設けられた面の反対側の面に遮光層を備えることにし
たため,迷光が半導体基板を透過し,スクリーン上の画
像のコントラストや輝度を低下することを防止すること
ができる。また,基板上に接地電位を供給する配線(い
わゆるGNDライン)又は電源ラインを設ける必要をな
くすことができるため,基板上のトランジスタや他の配
線に余裕ができ,駆動回路までの配線抵抗を低減するこ
とができる。よって,空間光変調素子を設けた投影型デ
ィスプレイの画質の向上及び誤動作の低減を図ることが
できる。
The spatial light modulator of the present invention (Claim 1)
According to 3), in the spatial light modulator according to any one of claims 1 or 3 to 11, the substrate is provided with a light shielding layer on a surface opposite to a surface on which the shutter is provided. It is possible to prevent the stray light from transmitting through the semiconductor substrate and lowering the contrast and brightness of the image on the screen. In addition, since there is no need to provide a wiring (so-called GND line) for supplying a ground potential or a power supply line on the substrate, there is room for transistors and other wiring on the substrate, and the wiring resistance to the drive circuit is reduced. can do. Therefore, it is possible to improve the image quality of the projection type display provided with the spatial light modulator and to reduce malfunction.

【0240】また,本発明の空間光変調素子(請求項1
4)によれば,請求項2から11のいずれかに記載の空
間光変調素子において,透光性基板が,非透光性基板に
接触する面上に透光性導電層を備えることにしたため,
駆動電圧を高くすることなく,シャッタに働く静電引力
を大きくすることができる。したがって,より低い駆動
電圧でのシャッタ動作を実現できるため,空間光変調素
子の小型化,応答速度の向上を図ることができる。
The spatial light modulator of the present invention (claim 1)
According to 4), in the spatial light modulator according to any one of claims 2 to 11, the light-transmitting substrate is provided with the light-transmitting conductive layer on a surface in contact with the non-light-transmitting substrate. ,
The electrostatic attraction acting on the shutter can be increased without increasing the driving voltage. Therefore, a shutter operation at a lower driving voltage can be realized, so that the spatial light modulator can be downsized and the response speed can be improved.

【0241】また,本発明の空間光変調素子(請求項1
5)によれば,請求項2から14のいずれかに記載の空
間光変調素子において,透光性基板と非透光性基板の間
に低抵抗層を設けることにしたため,低抵抗層を電極と
して透光性基板と非透光性基板とを陽極接合により接合
することができ,非透光性基板上の回路に高電圧が印加
されて回路が破壊されるということを防止することがで
きる。したがって,空間光変調素子の製造上の歩留まり
を向上させることができる。また,非透光性基板上に接
地電位を供給する配線(いわゆるGNDライン)又は電
源ラインを設ける必要がないため,非透光性基板上のト
ランジスタや他の配線に余裕ができ,駆動回路までの配
線抵抗を低減することができる。したがって,空間光変
調素子の機械的剛性の低下を防止し,設計自由度の向上
及び誤動作の低減を図ることができると共に,空間光変
調素子を用いて得られる画像の輝度・画質を向上するこ
とができる。
The spatial light modulator of the present invention (claim 1)
According to 5), in the spatial light modulator according to any one of claims 2 to 14, a low-resistance layer is provided between the light-transmitting substrate and the non-light-transmitting substrate. The light-transmitting substrate and the non-light-transmitting substrate can be joined by anodic bonding, and the circuit on the light-non-transmitting substrate can be prevented from being damaged by applying a high voltage to the circuit. . Therefore, the manufacturing yield of the spatial light modulator can be improved. Further, since there is no need to provide a wiring (so-called GND line) or a power supply line for supplying a ground potential on the non-translucent substrate, there is room for transistors and other wiring on the non-translucent substrate, and even a driving circuit. Can be reduced. Therefore, the mechanical rigidity of the spatial light modulator can be prevented from lowering, the degree of freedom in design can be improved, malfunctions can be reduced, and the brightness and image quality of the image obtained using the spatial light modulator can be improved. Can be.

【0242】また,本発明の空間光変調素子(請求項1
6)によれば,請求項2から14のいずれかに記載の空
間光変調素子において,透光性基板と非透光性基板の間
に遮光層を設けることにしたため,非透光性基板上に接
地電位を供給する配線(いわゆるGNDライン)又は電
源ラインを設ける必要をなくすことができる。したがっ
て,非透光性基板上のトランジスタや他の配線に余裕が
でき,駆動回路までの配線抵抗を低減することができ
る。よって,空間光変調素子の機械的剛性を低下するこ
となく,設計自由度の向上及び誤動作の低減を図ること
ができると共に,空間光変調素子を用いて得られる画像
の輝度・画質・コントラストを向上させることができ
る。また,遮光層を電極として非透光性基板と透光性基
板間の陽極接合を行うことができる。したがって,非透
光性基板上の回路に高電圧を印加する必要がないため,
回路が破壊されることがなく,製造上の歩留まりを向上
することができる。更に,遮光層を接着層として非透光
性基板と透光性基板間の接合をすることができる。この
場合は高電圧を印加する必要がないため,更に作成上の
歩留まりを向上することができる。
The spatial light modulator of the present invention (claim 1)
According to 6), in the spatial light modulator according to any one of claims 2 to 14, a light shielding layer is provided between the light transmitting substrate and the light non-transmitting substrate. It is possible to eliminate the need to provide a wiring (so-called GND line) or a power supply line for supplying a ground potential. Therefore, there is room for transistors and other wiring on the non-translucent substrate, and wiring resistance to the drive circuit can be reduced. Therefore, it is possible to improve the design flexibility and reduce malfunction without lowering the mechanical rigidity of the spatial light modulator, and to improve the brightness, image quality, and contrast of an image obtained by using the spatial light modulator. Can be done. Further, anodic bonding between the non-light-transmitting substrate and the light-transmitting substrate can be performed using the light-shielding layer as an electrode. Therefore, it is not necessary to apply a high voltage to the circuit on the non-translucent substrate.
The circuit is not destroyed, and the production yield can be improved. Further, the non-light-transmitting substrate and the light-transmitting substrate can be joined by using the light-shielding layer as an adhesive layer. In this case, it is not necessary to apply a high voltage, so that the production yield can be further improved.

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

【図1】本発明の実施の形態1に係る空間光変調素子の
第1実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a first example of a spatial light modulator according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】図1に示す空間光変調素子を構成するフラップ
型シャッタの構成を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a configuration of a flap-type shutter constituting the spatial light modulator shown in FIG.

【図3】図2に示すフラップ型シャッタの線A−A’に
おける断面図であり,(a)はシャッタを閉じた状態,
(b)はシャッタを開いた状態をそれぞれ示している。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the flap type shutter shown in FIG. 2 taken along line AA ′, where (a) is a state in which the shutter is closed,
(B) shows a state where the shutter is opened.

【図4】図2に示すフラップ型シャッタの線B−B’に
おける断面図である。
4 is a cross-sectional view of the flap-type shutter shown in FIG. 2, taken along line BB ′.

【図5】本発明の実施の形態1に係る空間光変調素子に
おいて,シャッタの閉状態での漏れ光量を説明するため
の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a leak light amount in a closed state of a shutter in the spatial light modulator according to Embodiment 1 of the present invention.

【図6】従来の空間光変調素子において,シャッタの閉
状態での漏れ光量を説明するための説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a leakage light amount in a conventional spatial light modulation element when a shutter is closed.

【図7】本発明の実施の形態1に係る空間光変調素子の
第2実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing a configuration of a second example of the spatial light modulator according to the first embodiment of the present invention.

【図8】図7に示す空間光変調素子の平面図である。8 is a plan view of the spatial light modulator shown in FIG.

【図9】図7に示す空間光変調素子を構成するシャッタ
の開閉状態を説明するための説明図であり,(a)はシ
ャッタを閉じた状態,(b)はシャッタを開けた状態を
それぞれ示している。
9A and 9B are explanatory diagrams for explaining an open / close state of a shutter constituting the spatial light modulator shown in FIG. 7; FIG. 9A illustrates a state in which the shutter is closed, and FIG. Is shown.

【図10】本発明の実施の形態1に係る空間光変調素子
の応用例を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an application example of the spatial light modulator according to Embodiment 1 of the present invention.

【図11】本発明の実施の形態1に係る空間光変調素子
において,開口部に入射された光の様子を説明する説明
図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a state of light incident on an opening in the spatial light modulator according to Embodiment 1 of the present invention.

【図12】本発明の実施の形態2に係る空間光変調素子
の構成を示す構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram showing a configuration of a spatial light modulator according to a second embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施の形態2に係る空間光変調素子
の製造過程を説明するための説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram for describing a manufacturing process of the spatial light modulator according to the second embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施の形態3に係る空間光変調素子
の第1実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram showing a configuration of a first example of the spatial light modulator according to the third embodiment of the present invention.

【図15】本発明の実施の形態3に係る空間光変調素子
の第2実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram showing a configuration of a second example of the spatial light modulator according to the third embodiment of the present invention.

【図16】本発明の実施の形態3に係る空間光変調素子
の第3実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 16 is a configuration diagram showing a configuration of a third example of the spatial light modulator according to the third embodiment of the present invention.

【図17】本発明の実施の形態3に係る空間光変調素子
の第4実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 17 is a configuration diagram showing a configuration of a fourth example of the spatial light modulator according to the third embodiment of the present invention.

【図18】本発明の実施の形態4に係る空間光変調素子
の構成を示す平面図である。
FIG. 18 is a plan view showing a configuration of a spatial light modulator according to Embodiment 4 of the present invention.

【図19】図19の線C−C’における断面図である。19 is a sectional view taken along line C-C 'in FIG.

【図20】図19の線D−D’における断面図である。FIG. 20 is a sectional view taken along line D-D ′ of FIG. 19;

【図21】本発明の実施の形態5に係る空間光変調素子
の構成を示す平面図である。
FIG. 21 is a plan view showing a configuration of a spatial light modulator according to Embodiment 5 of the present invention.

【図22】図21の線E−E’における断面図である。FIG. 22 is a sectional view taken along line E-E ′ in FIG. 21;

【図23】図21の線F−F’における断面図である。FIG. 23 is a sectional view taken along line F-F ′ of FIG. 21;

【図24】本発明の実施の形態6に係る空間光変調素子
において,解決する課題を説明するための説明図であ
る。
FIG. 24 is an explanatory diagram for describing a problem to be solved in the spatial light modulator according to Embodiment 6 of the present invention.

【図25】図24の線G−G’における断面図である。FIG. 25 is a sectional view taken along line G-G ′ of FIG. 24;

【図26】図24の線H−H’における断面図である。FIG. 26 is a sectional view taken along line H-H ′ in FIG. 24;

【図27】本発明の実施の形態6に係る空間光変調素子
の構成を示す平面図である。
FIG. 27 is a plan view showing a configuration of a spatial light modulator according to Embodiment 6 of the present invention.

【図28】図27の線I−I’における断面図である。FIG. 28 is a sectional view taken along line I-I 'of FIG.

【図29】図27の線J−J’における断面図である。29 is a sectional view taken along line J-J 'of FIG.

【図30】本発明の実施の形態6に係る空間光変調素子
をアレイ状に並べた場合の様子を説明する説明図であ
る。
FIG. 30 is an explanatory diagram illustrating a state in which spatial light modulation elements according to Embodiment 6 of the present invention are arranged in an array.

【図31】単結晶シリコン基板の(100)面を用いた
空間光変調素子をアレイ状に並べた場合の様子を示す説
明図である。
FIG. 31 is an explanatory diagram showing a state in which spatial light modulation elements using a (100) plane of a single crystal silicon substrate are arranged in an array.

【図32】本発明の実施の形態7に係る空間光変調素子
において,マイクロレンズをハニカム状に並べた様子を
説明する説明図である。
FIG. 32 is an explanatory diagram illustrating a state in which micro lenses are arranged in a honeycomb shape in the spatial light modulator according to Embodiment 7 of the present invention.

【図33】単結晶シリコン基板の(100)面を使用し
たシャッタをハニカム状に並べた様子を説明するための
説明図である。
FIG. 33 is an explanatory diagram for explaining a state in which shutters using the (100) plane of a single crystal silicon substrate are arranged in a honeycomb shape.

【図34】本発明の実施の形態7に係る空間光変調素子
において,単結晶シリコン基板の(110)面を使用し
たシャッタをハニカム状に並べた様子を説明するための
説明図である。
FIG. 34 is an explanatory diagram for explaining a state in which shutters using the (110) plane of a single crystal silicon substrate are arranged in a honeycomb shape in the spatial light modulator according to the seventh embodiment of the present invention.

【図35】本発明の実施の形態7に係る空間光変調素子
をフルカラー表示が可能な投写型ディスプレイに適用す
る場合の構成を説明するための説明図である。
FIG. 35 is an explanatory diagram for describing a configuration in a case where the spatial light modulator according to Embodiment 7 of the present invention is applied to a projection display capable of performing full-color display.

【図36】本発明の実施の形態8に係る空間光変調素子
の第1実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 36 is a configuration diagram showing a configuration of a first example of the spatial light modulation element according to the eighth embodiment of the present invention.

【図37】本発明の実施の形態8に係る空間光変調素子
の第2実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 37 is a configuration diagram showing a configuration of a second example of the spatial light modulation element according to the eighth embodiment of the present invention.

【図38】本発明の実施の形態8に係る空間光変調素子
の第3実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 38 is a configuration diagram showing a configuration of a third example of the spatial light modulation element according to the eighth embodiment of the present invention.

【図39】本発明の実施の形態9に係る空間光変調素子
において,解決する課題を説明するための説明図であ
る。
FIG. 39 is an explanatory diagram for describing a problem to be solved in the spatial light modulator according to Embodiment 9 of the present invention.

【図40】本発明の実施の形態9に係る空間光変調素子
の第1実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 40 is a configuration diagram showing a configuration of a first example of the spatial light modulator according to Embodiment 9 of the present invention.

【図41】本発明の実施の形態9に係る空間光変調素子
の第2実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 41 is a configuration diagram showing a configuration of a second example of the spatial light modulator according to Embodiment 9 of the present invention.

【図42】本発明の実施の形態9に係る空間光変調素子
の第3実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 42 is a configuration diagram showing a configuration of a third example of the spatial light modulator according to Embodiment 9 of the present invention.

【図43】本発明の実施の形態10に係る空間光変調素
子の第1実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 43 is a configuration diagram showing a configuration of a first example of the spatial light modulator according to the tenth embodiment of the present invention.

【図44】図43に示す空間光変調素子の動作タイミン
グを示すタイミングチャートである。
FIG. 44 is a timing chart showing operation timings of the spatial light modulator shown in FIG. 43.

【図45】図43に示す空間光変調素子の動作を説明す
るための説明図である。
FIG. 45 is an explanatory diagram for describing an operation of the spatial light modulator shown in FIG. 43.

【図46】本発明の実施の形態10に係る空間光変調素
子において,第2実施例の空間光変調素子の動作タイミ
ングを示すタイミングチャートである。
FIG. 46 is a timing chart showing operation timings of the spatial light modulator of the second example in the spatial light modulator according to the tenth embodiment of the present invention.

【図47】本発明の実施の形態10に係る空間光変調素
子において,第2実施例の空間光変調素子の動作を説明
するための説明図である。
FIG. 47 is an explanatory diagram for explaining the operation of the spatial light modulator of the second example in the spatial light modulator according to the tenth embodiment of the present invention.

【図48】本発明の実施の形態10に係る空間光変調素
子において,第3実施例の空間光変調素子の動作タイミ
ングを示すタイミングチャートである。
FIG. 48 is a timing chart showing operation timings of the spatial light modulator of the third example in the spatial light modulator according to the tenth embodiment of the present invention.

【図49】本発明の実施の形態10に係る空間光変調素
子において,第3実施例の空間光変調素子の動作を説明
するための説明図である。
FIG. 49 is an explanatory diagram for explaining the operation of the spatial light modulator of the third example in the spatial light modulator according to the tenth embodiment of the present invention.

【図50】本発明の実施の形態11に係る空間光変調素
子の構成を示す構成図である。
FIG. 50 is a configuration diagram showing a configuration of a spatial light modulator according to Embodiment 11 of the present invention.

【図51】本発明の実施の形態12に係る空間光変調素
子の構成を示す構成図である。
FIG. 51 is a configuration diagram showing a configuration of a spatial light modulator according to Embodiment 12 of the present invention.

【図52】本発明の実施の形態12に係る空間光変調素
子において,駆動回路の概略構成を示す構成図である。
FIG. 52 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a drive circuit in the spatial light modulator according to Embodiment 12 of the present invention.

【図53】本発明の実施の形態13に係る空間光変調素
子の第1実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 53 is a configuration diagram showing a configuration of a first example of the spatial light modulator according to Embodiment 13 of the present invention;

【図54】本発明の実施の形態13に係る空間光変調素
子の第2実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 54 is a configuration diagram showing a configuration of a second example of the spatial light modulator according to Embodiment 13 of the present invention.

【図55】本発明の実施の形態14に係る空間光変調素
子の第1実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 55 is a configuration diagram showing a configuration of a first example of the spatial light modulator according to Embodiment 14 of the present invention.

【図56】本発明の実施の形態14に係る空間光変調素
子の第2実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 56 is a configuration diagram showing a configuration of a second example of the spatial light modulator according to Embodiment 14 of the present invention.

【図57】本発明の実施の形態15に係る空間光変調素
子の構成を示す構成図である。
FIG. 57 is a configuration diagram showing a configuration of a spatial light modulator according to Embodiment 15 of the present invention.

【図58】図57に示す空間光変調素子を陽極接合を用
いて製造する際,電圧の印加方法を説明するための説明
図である。
FIG. 58 is an explanatory diagram for explaining a method of applying a voltage when the spatial light modulator shown in FIG. 57 is manufactured using anodic bonding.

【図59】本発明の実施の形態16に係る空間光変調素
子の第1実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 59 is a configuration diagram illustrating a configuration of a first example of the spatial light modulation element according to Embodiment 16 of the present invention;

【図60】本発明の実施の形態16に係る空間光変調素
子の第2実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 60 is a configuration diagram showing a configuration of a second example of the spatial light modulator according to Embodiment 16 of the present invention.

【図61】従来の空間光変調素子の構成を説明するため
の説明図である。
FIG. 61 is an explanatory diagram for describing a configuration of a conventional spatial light modulator.

【図62】従来の空間光変調素子の構成を説明するため
の説明図である。
FIG. 62 is an explanatory diagram for describing a configuration of a conventional spatial light modulator.

【図63】従来の空間光変調素子の構成を説明するため
の説明図である。
FIG. 63 is an explanatory diagram for describing a configuration of a conventional spatial light modulator.

【図64】投射型ディスプレイの構成を説明するための
説明図である。
FIG. 64 is an explanatory diagram for describing a configuration of a projection display.

【図65】投射型ディスプレイの構成を説明するための
説明図である。
FIG. 65 is an explanatory diagram for describing a configuration of a projection display.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 マイクロレンズ 102 マイクロレンズ基板 103 貫通孔 104 基板 105 シャッタ 105a 遮光板 105b トーションバー 105c ビーム 106 壁 107 固定電極 108 アンカー 109 配線 110 電源 201 ガラス基板 202 シリコン基板 203 p型半導体基板 204 n型半導体層 205 回路部 206 酸化膜(又は窒化膜) 207 金属層 208 補強板 209 ガラス基板 301,401,601,602,603,604
壁 801 ソルダーガラス 802 リードフレーム 803 ボンディングワイヤ 804 封止領域(第1封止領域) 805 シール兼スペーサ 806 封止材 901 窓材 902 第2封止領域 903 ガラス台座 904 ソルダーガラス 1001 透明導電膜 1101 駆動回路 1102 電極 1201 低抵抗層 1202 バイア電極 1203 n型基板 1206 p−mosトランジスタ 1207 p−well層 1208 n−mosトランジスタ 1209,1210 ゲート電極 1211 CMOSゲート入力端子 1301,1601 遮光層 1302 遮光層兼低抵抗層 1401 透明導電膜 1402,1602 遮光層兼低抵抗層 1501 低抵抗層 1502 接合用電極 1701 マイクロシャッタ 1702 移動電極 1703 ビーム 1704 基板 1705,1706,1707 電極 1708 開口 1708a 壁 1709 フィルタ 1710 光源 1711 ダイクロイックミラー 1712 液晶パネル 1713 液晶シャッタ 1714 マイクロレンズ 1715 フレネルレンズ 1716 投射レンズ 1717 スクリーン 1718 ガラス基板
Reference Signs List 101 micro lens 102 micro lens substrate 103 through hole 104 substrate 105 shutter 105a light shielding plate 105b torsion bar 105c beam 106 wall 107 fixed electrode 108 anchor 109 wiring 110 power supply 201 glass substrate 202 silicon substrate 203 p-type semiconductor substrate 204 n-type semiconductor layer 205 Circuit section 206 Oxide film (or nitride film) 207 Metal layer 208 Reinforcement plate 209 Glass substrate 301, 401, 601, 602, 603, 604
Wall 801 Solder glass 802 Lead frame 803 Bonding wire 804 Sealing area (first sealing area) 805 Seal / spacer 806 Sealing material 901 Window material 902 Second sealing area 903 Glass pedestal 904 Solder glass 1001 Transparent conductive film 1101 Drive Circuit 1102 electrode 1201 low resistance layer 1202 via electrode 1203 n-type substrate 1206 p-mos transistor 1207 p-well layer 1208 n-mos transistor 1209,1210 gate electrode 1211 CMOS gate input terminal 1301,1601 light shielding layer 1302 light shielding layer and low resistance Layer 1401 Transparent conductive film 1402, 1602 Light shielding layer / low resistance layer 1501 Low resistance layer 1502 Bonding electrode 1701 Micro shutter 1702 Moving electrode 1703 Beam 1704 Substrate 1705, 1706, 1707 Electrode 1708 Opening 1708a Wall 1709 Filter 1710 Light source 1711 Dichroic mirror 1712 Liquid crystal panel 1713 Liquid crystal shutter 1714 Micro lens 1715 Fresnel lens 1716 Projection lens 1717 Screen 1718 Glass substrate

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光を集光するレンズと,前記レンズで集
光された光が入射され,前記光を通過させる貫通孔を備
えた基板と,前記基板に設けられ,前記貫通孔に入射さ
れた前記光の通過・非通過を制御するシャッタと,を備
えることを特徴とする空間光変調素子。
1. A lens for condensing light, a substrate provided with a through hole through which the light condensed by the lens enters, and through which the light passes, and a substrate provided on the substrate and incident on the through hole And a shutter for controlling passage / non-passage of the light.
【請求項2】 請求項1記載の空間光変調素子におい
て,前記基板が,前記光を透過する透光性基板と,前記
透光性基板上に形成され,前記光を透過しない非透光性
基板とからなり,前記非透光性基板が,前記貫通孔と前
記シャッタとを備えることを特徴とする空間光変調素
子。
2. The spatial light modulator according to claim 1, wherein said substrate is formed on said light-transmitting substrate and said non-light-transmitting substrate is formed on said light-transmitting substrate. A spatial light modulation device comprising a substrate, wherein the non-light-transmitting substrate includes the through hole and the shutter.
【請求項3】 請求項1又は2記載の空間光変調素子に
おいて,前記貫通孔内部の壁面が,前記基板表面に対し
て傾斜していることを特徴とする空間光変調素子。
3. The spatial light modulator according to claim 1, wherein a wall surface inside the through-hole is inclined with respect to the substrate surface.
【請求項4】 請求項3記載の空間光変調素子におい
て,前記シャッタが,前記貫通孔の開口部に設けられて
前記光を遮光する遮光部材と,前記貫通孔内部の壁面方
向に前記遮光板を旋回可能に支持する支持部材と,から
なり,前記シャッタと前記貫通孔内部の壁との間に電圧
を印加して前記シャッタを開くことを特徴とする空間光
変調素子。
4. The spatial light modulator according to claim 3, wherein the shutter is provided in an opening of the through-hole to shield the light, and the light-shielding plate is provided in a wall direction inside the through-hole. And a support member for rotatably supporting the shutter, and applying a voltage between the shutter and a wall inside the through hole to open the shutter.
【請求項5】 請求項1から4のいずれかに記載の空間
光変調素子において,前記シャッタを備えた基板が,単
結晶基板であり,前記貫通孔が,結晶軸異方性エッチン
グにより前記単結晶基板中に形成されることを特徴とす
る空間光変調素子。
5. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the substrate provided with the shutter is a single-crystal substrate, and the through-hole is formed by the crystal axis anisotropic etching. A spatial light modulation element formed in a crystal substrate.
【請求項6】 請求項5記載の空間光変調素子におい
て,前記単結晶基板が,(110)面の面方位を持つ単
結晶シリコンからなり,前記シャッタが,前記貫通孔の
開口部の前記単結晶基板の〈110〉軸に平行な辺に設
けられることを特徴とする空間光変調素子。
6. The spatial light modulator according to claim 5, wherein the single crystal substrate is made of single crystal silicon having a plane orientation of a (110) plane, and the shutter is formed of the single crystal silicon at an opening of the through hole. A spatial light modulation device provided on a side parallel to a <110> axis of a crystal substrate.
【請求項7】 請求項6記載の空間光変調素子におい
て,前記貫通孔が,前記単結晶基板内にハニカム状に配
列されることを特徴とする空間光変調素子。
7. The spatial light modulator according to claim 6, wherein the through holes are arranged in a honeycomb shape in the single crystal substrate.
【請求項8】 請求項1から7のいずれかに記載の空間
光変調素子において,前記レンズを複数有したレンズ基
板を備え,前記レンズ基板と前記シャッタが形成された
基板との間の空間を封止して真空又はほぼ真空とし,当
該空間内に前記シャッタを位置させることを特徴とする
空間光変調素子。
8. The spatial light modulator according to claim 1, further comprising a lens substrate having a plurality of lenses, wherein a space between the lens substrate and the substrate on which the shutter is formed is provided. A spatial light modulation device, wherein the device is sealed to make a vacuum or substantially a vacuum, and the shutter is located in the space.
【請求項9】 請求項8記載の空間光変調素子におい
て,前記レンズ基板上の空間を封止し,当該空間の気圧
を大気圧より低くしかつ前記真空又はほぼ真空とした空
間の気圧より高くすることを特徴とする空間光変調素
子。
9. The spatial light modulator according to claim 8, wherein the space on the lens substrate is sealed, and the pressure in the space is lower than the atmospheric pressure and higher than the pressure in the vacuum or the substantially vacuumed space. A spatial light modulation element.
【請求項10】 請求項1から9のいずれかに記載の空
間光変調素子において,前記レンズ基板が,前記シャッ
タ側の面に透光性導電層を備え,前記透光性導電層と前
記貫通孔内部の壁と前記シャッタとにそれぞれ所定の電
圧を印加して前記シャッタを開閉させることを特徴とす
る空間光変調素子。
10. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the lens substrate includes a light-transmitting conductive layer on a surface on the shutter side, and the light-transmitting conductive layer and the through hole are provided. A spatial light modulator, wherein a predetermined voltage is applied to a wall inside a hole and the shutter to open and close the shutter.
【請求項11】 請求項10記載の空間光変調素子にお
いて,前記シャッタが設けられた基板が,前記シャッタ
を駆動する駆動回路を備え,前記透光性導電層と前記駆
動回路とを電気的に接続すると共に,前記透光性導電層
に前記駆動回路の基準電圧又は電源電圧を印加すること
を特徴とする空間光変調素子。
11. The spatial light modulator according to claim 10, wherein the substrate provided with the shutter includes a drive circuit for driving the shutter, and electrically connects the light-transmitting conductive layer and the drive circuit. A spatial light modulation element connected to the light transmitting conductive layer and applying a reference voltage or a power supply voltage of the driving circuit to the light transmitting conductive layer.
【請求項12】 請求項1又は請求項3から11のいず
れかに記載の空間光変調素子において,前記基板が,前
記シャッタが設けられた面の反対側の面に低抵抗層を備
えることを特徴とする空間光変調素子。
12. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the substrate has a low-resistance layer on a surface opposite to a surface on which the shutter is provided. Characteristic spatial light modulator.
【請求項13】 請求項1又は請求項3から11のいず
れかに記載の空間光変調素子において,前記基板が,前
記シャッタが設けられた面の反対側の面に遮光層を備え
ることを特徴とする空間光変調素子。
13. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the substrate includes a light-shielding layer on a surface opposite to a surface on which the shutter is provided. A spatial light modulator.
【請求項14】 請求項2から11のいずれかに記載の
空間光変調素子において,前記透光性基板が,前記非透
光性基板に接触する面上に透光性導電層を備えることを
特徴とする空間光変調素子。
14. The spatial light modulator according to claim 2, wherein the light-transmitting substrate has a light-transmitting conductive layer on a surface in contact with the non-light-transmitting substrate. Characteristic spatial light modulator.
【請求項15】 請求項2から14のいずれかに記載の
空間光変調素子において,前記透光性基板と前記非透光
性基板の間に低抵抗層を設けることを特徴とする空間光
変調素子。
15. The spatial light modulator according to claim 2, wherein a low resistance layer is provided between the light-transmitting substrate and the non-light-transmitting substrate. element.
【請求項16】 請求項2から14のいずれかに記載の
空間光変調素子において,前記透光性基板と前記非透光
性基板の間に遮光層を設けることを特徴とする空間光変
調素子。
16. The spatial light modulator according to claim 2, wherein a light-shielding layer is provided between the light-transmitting substrate and the non-light-transmitting substrate. .
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