KR100941403B1 - 마이크로 요동 소자 및 마이크로 요동 소자 구동 방법 - Google Patents

마이크로 요동 소자 및 마이크로 요동 소자 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이크로 요동 소자에 대해서 가동부에서의 회전 변위량이 큰 회전 동작을 높은 동작 속도로 실현하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 마이크로미러 소자(X1)는 미러부(110)와, 내측 프레임(120)과, 외측 프레임(130)과, 미러부(110) 및 내측 프레임(120)을 연결하여 미러부(110)의 제 1 회전 동작에서의 제 1 회전 축심을 규정하는 연결부(140)와, 내측 프레임(120) 및 외측 프레임(130)을 연결하여 외측 프레임(130)에 대한 내측 프레임(120) 및 미러부(110)의 제 2 회전 동작에서의 제 2 회전 축심을 규정하는 연결부(150)와, 제 1 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 구동 기구(160, 170)와, 제 2 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 구동 기구(180, 190)를 구비한다. 제 1 회전 축심 및 제 2 회전 축심은 직교하고 있지 않다.
Figure R1020040017047
마이크로 요동 소자, 가동부, 마이크로미러 소자, 구동 기구, 회전 축심, 빗살 전극

Description

마이크로 요동 소자 및 마이크로 요동 소자 구동 방법{MICRO-SHAKING DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로미러(micromirror) 소자의 평면도.
도 2는 도 1의 II-II선에 따른 단면도.
도 3은 도 1의 III-III선에 따른 단면도.
도 4는 도 1의 IV-IV선에 따른 단면도.
도 5는 도 1의 V-V선에 따른 단면도.
도 6은 도 1의 VI-VI선에 따른 단면도.
도 7은 도 1의 VII-VII선에 따른 단면도.
도 8은 도 1의 마이크로미러 소자의 구동 형태의 일례를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로미러 소자의 평면도.
도 10은 도 9의 X-X선에 따른 단면도.
도 11은 도 9의 XI-XI선에 따른 단면도.
도 12는 도 9의 XII-XII선에 따른 단면도.
도 13은 도 9의 XIII-XIII선에 따른 단면도.
도 14는 도 9의 XIV-XIV선에 따른 단면도.
도 15는 도 9의 XV-XV선에 따른 단면도.
도 16은 도 9의 마이크로미러 소자의 구동 형태의 일례를 나타내는 도면.
도 17은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 마이크로미러 소자의 평면도.
도 18은 도 17의 XVIII-XVIII선에 따른 단면도.
도 19는 도 17의 마이크로미러 소자의 구동 시에서의 XVIII-XVIII선에 따른 단면도.
도 20은 도 17의 마이크로미러 소자의 구동 시에서의 XVIII-XVIII선에 따른 다른 단면도.
도 21은 도 17의 XXI-XXI선에 따른 단면도.
도 22는 도 17의 XXII-XXII선에 따른 단면도.
도 23은 도 17의 XXIII-XXIII선에 따른 단면도.
도 24는 도 17의 XXIV-XXIV선에 따른 단면도.
도 25는 도 17의 마이크로미러 소자의 구동 형태의 일례를 나타내는 도면.
도 26은 도 17의 마이크로미러 소자의 구동 형태의 다른 예를 나타내는 도면.
도 27은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 마이크로미러 소자의 평면도.
도 28은 도 27의 XXVIII-XXVIII선에 따른 단면도.
도 29는 도 27의 마이크로미러 소자의 구동 시에서의 XXVIII-XXVIII선에 따른 단면도.
도 30은 도 27의 마이크로미러 소자의 구동 시에서의 XXVIII-XXVIII선에 따 른 다른 단면도.
도 31은 도 27의 XXXI-XXXI선에 따른 단면도.
도 32는 도 27의 XXXII-XXXII선에 따른 단면도.
도 33은 도 27의 XXXIII-XXXIII선에 따른 단면도.
도 34는 도 27의 XXXIV-XXXIV선에 따른 단면도.
도 35는 도 27의 마이크로미러 소자의 구동 형태의 일례를 나타내는 도면.
도 36은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 마이크로미러 소자의 평면도.
도 37은 도 36의 XXXVII-XXXVII선에 따른 단면도.
도 38은 도 36의 XXXVIII-XXXVIII선에 따른 단면도.
도 39는 도 36의 XXXIX-XXXIX선에 따른 단면도.
도 40은 도 36의 XXXX-XXXX선에 따른 단면도.
도 41은 빗살 전극의 변형예를 나타내는 도면.
도 42는 빗살 전극의 다른 변형예를 나타내는 도면.
도 43은 종래의 마이크로미러 소자의 분해사시도.
도 44는 조립된 상태에서의 도 43의 마이크로미러 소자의 XXXXIV-XXXXIV선에 따른 단면도.
도 45는 종래의 다른 마이크로미러 소자의 일부 생략 사시도.
도 46은 한 쌍의 빗살 전극의 배향을 나타내는 도면.
도 47은 도 45에 나타낸 마이크로미러 소자의 제조 방법에서의 일부의 공정을 나타내는 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
X1, X2, X3, X4, X5, X8, X9 : 마이크로미러(micromirror) 소자
110, 310, 510 : 미러부(mirror部)
120 : 내측 프레임
130 : 외측 프레임
320, 520 : 프레임
140, 150, 330, 530 : 연결부
160, 170, 180, 190 : 구동 기구
161, 165, 171, 175, 181, 185, 191, 195 : 빗살 전극
260, 270, 280, 290 : 구동 기구
261, 265, 271, 275, 281, 285, 291, 295 : 빗살 전극
340, 350, 360, 370 : 구동 기구
341, 345, 351, 355, 361, 365, 371, 375 : 빗살 전극
540, 550 : 구동 기구
541, 545, 551, 555 : 빗살 전극
본 발명은 회전 변위 가능한 가동부(可動部)를 갖는, 예를 들어, 마이크로미러 소자 등의 마이크로 요동 소자 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
최근, 다양한 기술 분야에 있어서, 마이크로머시닝(micro-machining) 기술에 의해 형성되는 미소한 구조를 갖는 소자의 응용화가 도모되고 있다. 예를 들면, 광통신 기술의 분야에서는 광반사 기능을 갖는 미소한 마이크로미러 소자가 주목받고 있다.
광통신에서는 광섬유를 매체로 하여 광신호가 전송되고, 또한, 광신호의 전송 경로를 일정 광섬유로부터 다른 광섬유로 전환하기 위해, 일반적으로 소위 광스위칭 장치가 사용된다. 양호한 광통신을 달성하기 위해 광스위칭 장치에 요구되는 특성으로서는, 전환 동작에서의 대용량성, 고속성, 고신뢰성 등을 들 수 있다. 이러한 관점에서 광스위칭 장치로서는, 마이크로머시닝 기술에 의해 제조되는 마이크로미러 소자를 일체로 구성한 것에 대한 기대가 높아지고 있다. 마이크로미러 소자에 의하면, 광스위칭 장치에서의 입력측의 광전송로(光傳送路)와 출력측의 광전송로 사이에서 광신호를 전기 신호로 변환하지 않고 광신호 상태로 스위칭 처리를 행할 수 있어, 상기 특성을 얻는데 적합하기 때문이다.
마이크로미러 소자는 광을 반사하기 위한 미러면(mirror面)을 구비하고, 상기 미러면의 요동에 의해 광의 반사 방향을 변화시킬 수 있다. 미러면을 요동시키기 위해 정전력을 이용하는 정전(靜電) 구동형의 마이크로미러 소자가 다수의 장치에서 채용되고 있다. 정전 구동형 마이크로미러 소자는 소위 표면 마이크로머시닝 기술에 의해 제조되는 마이크로미러 소자와, 소위 벌크(bulk) 마이크로머시닝 기술에 의해 제조되는 마이크로미러 소자로 대별(大別)할 수 있다.
표면 마이크로머시닝 기술에서는, 기판 위에서 각 구성 부위에 대응하는 재 료 박막을 원하는 패턴으로 가공하고, 이러한 패턴을 차례로 적층함으로써, 지지체, 미러면 및 전극부 등 소자를 구성하는 각 부위나, 나중에 제거되는 희생층을 형성한다. 한편, 벌크 마이크로머시닝 기술에서는, 재료 기판 자체를 에칭함으로써 지지체나 미러부 등을 원하는 형상으로 성형하고, 필요에 따라 미러면이나 전극을 박막 형성한다. 벌크 마이크로머시닝 기술에 대해서는, 예를 들어, 일본국 특개평10-190007호 공보, 일본국 특개평10-270714호 공보, 일본국 특개2000-31502호 공보에 기재되어 있다.
마이크로미러 소자에 요구되는 기술적 사항의 하나로서, 광반사를 담당하는 미러면의 평면도가 높은 것을 들 수 있다. 그러나, 표면 마이크로머시닝 기술에 의하면, 최종적으로 형성되는 미러면이 얇기 때문에 미러면이 만곡(灣曲)되기 쉽고, 따라서, 넓은 면적의 미러면에서 높은 평면도를 달성하는 것이 곤란하다. 이것에 대하여, 벌크 마이크로머시닝 기술에 의하면, 상대적으로 두꺼운 재료 기판 자체를 에칭 기술에 의해 깎아넣어 미러부를 구성하여 상기 미러부 위에 미러면을 설치하기 때문에, 넓은 면적의 미러면일지라도, 그 강성(剛性)을 확보할 수 있다. 그 결과, 충분히 높은 광학적 평면도를 갖는 미러면을 형성할 수 있다.
도 43 및 도 44는 벌크 마이크로머시닝 기술에 의해 제조되는 종래의 정전 구동형 마이크로미러 소자(X8)를 나타낸다. 도 43은 마이크로미러 소자(X8)의 분해사시도이고, 도 44는 조립된 상태의 마이크로미러 소자(X8)에서의 도 43의 XXXXIV-XXXXIV선에 따른 단면도이다.
마이크로미러 소자(X8)는 미러 기판(80)과 베이스 기판(86)이 적층되는 구조 를 갖는다. 미러 기판(80)은 미러부(81)와, 프레임(82)과, 이들을 연결하는 한 쌍의 토션 바(torsion-bar)(83)로 이루어진다. 도전성을 갖는 실리콘 기판 등의 소정의 재료 기판에 대하여 그 편면(片面) 측으로부터 에칭을 실시함으로써, 미러 기판(80)에서의 미러부(81), 프레임(82), 및 한 쌍의 토션 바(83)의 외곽 형상을 성형할 수 있다. 미러부(81)의 표면에는 미러면(84)이 설치되어 있다. 미러부(81)의 이면(裏面)에는 한 쌍의 전극(85a, 85b)이 설치되어 있다. 한 쌍의 토션 바(83)는 미러부(81)의 후술하는 회전 동작에서의 축심(軸心)(A8)을 규정한다. 베이스 기판(86)에는 미러부(81)의 전극(85a)에 대향하는 전극(87a) 및 전극(85b)에 대향하는 전극(87b)이 설치되어 있다.
마이크로미러 소자(X8)에서는, 미러 기판(80)의 프레임(82)에 전위를 부여하면, 프레임(82)과 동일한 도체(導體) 재료에 의해 일체적으로 성형되어 있는 한 쌍의 토션 바(83) 및 미러부(81)를 통하여 전극(85a) 및 전극(85b)에 전위가 전달된다. 따라서, 프레임(82)에 소정의 전위를 부여함으로써, 전극(85a, 85b)을, 예를 들어, 플러스로 대전시킬 수 있다. 이 상태에서 베이스 기판(86)의 전극(87a)을 마이너스로 대전시키면, 전극(85a)과 전극(87a)의 사이에 정전 인력(引力)이 발생하고, 미러부(81)는 한 쌍의 토션 바(83)를 비틀면서 도 44에 나타낸 바와 같이 화살표 M8의 방향으로 회전한다. 미러부(81)는 전극 사이의 정전 인력과 각 토션 바(83)의 비틀림 저항력 총합이 균형을 이루는 각도까지 요동할 수 있다. 이것 대신에, 미러부(81)의 전극(85a, 85b)을 플러스로 대전시킨 상태에서 전극(87b)을 마이너스로 대전시키면, 전극(85b)과 전극(87b)의 사이에 정전 인력이 발생하고, 미 러부(81)는 화살표 M8과는 반대 방향으로 회전한다. 이상과 같은 미러부(81)의 요동 구동에 의해, 미러면(84)에 의해 반사되는 광의 반사 방향을 전환할 수 있다.
마이크로미러 소자(X8)에 있어서, 미러부(81)의 회전 변위에 대해서 대(大)각도를 달성하기 위해서는, 미러 기판(80)과 베이스 기판(86)의 기계적 접촉을 회피하도록 상기 미러 기판(80)과 베이스 기판(86)의 간격을 충분히 확보할 필요가 있다. 그러나, 전극(85a, 87a) 사이나 전극(85b, 87b) 사이에 생기는 정전력은 전극간 거리가 증대할수록 저하되는 경향이 있기 때문에, 미러 기판(80)과 베이스 기판(86)의 간격을 충분히 확보한 상태에서 미러부(81)를 적절히 구동하기 위해서는, 각 전극쌍 사이에 대하여 인가해야 할 구동 전압을 상당 정도까지 증대시켜야만 한다. 구동 전압의 증대는 소자의 구성상 또는 소(小)전력화의 관점에서 바람직하지 않은 경우가 많다.
도 45는 벌크 마이크로머시닝 기술에 의해 제조되는 종래의 다른 마이크로미러 소자(X9)의 일부 생략 사시도이다. 마이크로미러 소자(X9)는 상면(上面)에 미러면(94)이 설치된 미러부(91)와, 프레임(92)(일부 생략)과, 이들을 연결하는 한 쌍의 토션 바(93)를 갖는다. 미러부(91)에는 그 한 쌍의 단부(端部)에 빗살 전극(91a, 91b)이 형성되어 있다. 프레임(92)에는 빗살 전극(91a, 91b)에 대응하여 내측으로 연장되는 한 쌍의 빗살 전극(92a, 92b)이 형성되어 있다. 한 쌍의 토션 바(93)는 프레임(92)에 대한 미러부(91)의 회전 동작의 축심(A9)을 규정하고 있다.
이러한 구성의 마이크로미러 소자(X9)에서는, 정전력을 발생시키기 위해 근 접하여 설치된 한 쌍의 빗살 전극, 예를 들어, 빗살 전극(91a) 및 빗살 전극(92a)은 전압 비(非)인가 시에는, 도 46의 (a)에 나타낸 바와 같이, 2단(段)으로 구분된 배향을 취한다. 한편, 소정 전압 인가 시에는, 도 46의 (b)에 나타낸 바와 같이, 빗살 전극(91a)이 빗살 전극(92a)에 끌어들여지고, 이것에 의해 미러부(91)가 회전한다. 보다 구체적으로는, 예를 들어, 빗살 전극(91a)을 플러스로 대전시키고, 빗살 전극(92a)을 마이너스로 대전시키면, 미러부(91)가 한 쌍의 토션 바(93)를 비틀면서 축심(A9) 둘레로 회전한다. 이러한 미러부(91)의 요동 구동에 의해, 미러부(91) 위에 설치된 미러면(94)에 의해 반사되는 광의 반사 방향을 전환할 수 있다. 빗살 전극쌍에 의한 이러한 구동에 요구되는 구동 전압은, 상술한 마이크로미러 소자(X8)에서의 평판(平板) 전극쌍에 의한 구동에 요구되는 구동 전압보다도 낮은 경향이 있음이 알려져 있다.
도 47은 마이크로미러 소자(X9)의 제조 방법을 나타낸다. 도 47에서는 도 45에 나타낸 미러부(91)의 일부, 프레임(92), 토션 바(93), 및 한 쌍의 빗살 전극(91a, 92a) 일부의 형성 과정을 1개의 단면(斷面)의 변화로서 나타낸다. 상기 1개의 단면은 가공이 실시되는 재료 기판(웨이퍼)에서의 단일 마이크로 스위칭 소자 형성 구획에 포함되는 복수의 단면을 모델화하여 연속 단면으로서 나타낸 것이다.
마이크로미러 소자(X9)의 제조 방법에서는, 우선, 도 47의 (a)에 나타낸 바와 같은 웨이퍼(S9)를 준비한다. 웨이퍼(S9)는 소위 SOI(Silicon on Insulator) 웨이퍼이며, 실리콘층(901)과, 실리콘층(902)과, 이들 사이의 절연층(903)으로 이 루어지는 적층 구조를 갖는다. 다음으로, 도 47의 (b)에 나타낸 바와 같이, 실리콘층(901)에 대하여 소정의 마스크를 통하여 이방성(異方性) 에칭 처리를 행함으로써, 실리콘층(901)에서 성형되어야 할 구조부(미러부(91), 프레임(92)의 일부, 토션 바(93), 빗살 전극(91a))를 형성한다. 다음으로, 도 47의 (c)에 나타낸 바와 같이, 실리콘층(902)에 대하여 소정의 마스크를 통하여 이방성 에칭 처리를 행함으로써, 실리콘층(902)에서 성형되어야 할 구조부(프레임(92)의 일부, 빗살 전극(92a))를 형성한다. 다음으로, 도 47의 (d)에 나타낸 바와 같이, 절연층(903)에 대하여 등방성(等方性) 에칭을 행함으로써, 절연층(903)에서 노출되는 개소를 제거한다. 이렇게 하여, 미러부(91), 프레임(92), 토션 바(93), 및 한 쌍의 빗살 전극(91a, 92a)이 형성된다. 다른 쌍의 빗살 전극(91b, 92b)도 빗살 전극(91a, 91b)과 동일하게 하여 형성된다.
마이크로미러 소자(X9)에서는 미러부(91)의 회전 동작에 따라 빗살 전극(91a, 91b)이 변위하기 때문에, 빗살 전극(91a, 91b)은 미러부(91)의 원하는 경사 각도에 알맞은 충분한 두께를 가질 필요가 있다. 그 때문에, 마이크로미러 소자(X9)의 미러부(91)의 회전 변위에 대해서 대각도를 달성하기 위해서는, 회전 동작 방향에서 빗살 전극(91a, 91b)을 길게 설계하고, 구동 전극의 스트로크(적절히 구동력을 발생시킬 수 있는 범위에서 허용되는, 회전 동작 방향에서의 전극쌍의 상대적인 가동 범위)를 충분한 길이로 확보할 필요가 있다. 긴 스트로크를 확보하기 위해서는, 상술한 제조 방법에 있어서, 필요한 스트로크 길이에 따른 두꺼운 실 리콘층(901, 902)을 갖는 재료 기판(S9)에 대하여 가공을 실시할 필요가 있다. 그러나, 각 전극치(電極齒)의 폭이 상당 정도로 작은 빗살 전극(91a, 91b)을 충분히 두꺼운 실리콘층(901, 902)에 대하여 에칭 등의 가공을 실시함으로써 고정밀도로 형성하는 것은 곤란한 경향이 있다.
또한, 마이크로미러 소자(X9)에서는 미러부(91)가 빗살 전극(91a, 91b)과 동일한 두께로 형성되기 때문에, 회전 동작 방향에서 긴 빗살 전극(91a, 91b)의 형성은 두꺼운 미러부(91)의 형성을 필연적으로 수반하게 된다. 미러부(91)가 두꺼울수록 미러부(91)의 질량, 따라서, 그 관성(inertia)은 크다. 그 결과, 미러부(91)의 회전 동작에 대해서 원하는 속도에서의 구동을 달성할 수 없는 경우가 생긴다.
이와 같이, 종래의 마이크로미러 소자(X9)에서는, 미러부(91)에 대해서 회전 변위량이 큰 회전 동작을 높은 동작 속도로 실현하는데 곤란성을 갖는다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 안출된 것으로서, 가동부에서의 회전 변위량이 큰 회전 동작을 높은 동작 속도로 실현하는데 적합한 마이크로 요동 소자 및 마이크로 요동 소자 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 측면에 의하면 마이크로 요동 소자가 제공된다. 이 마이크로 요동 소자는 가동 주부(主部)와, 제 1 및 제 2 프레임과, 가동 주부 및 제 1 프레임을 연결하고, 또한, 상기 제 1 프레임에 대한 상기 가동 주부의 제 1 회전 동작에서의 제 1 회전 축심을 규정하는 제 1 연결부와, 제 1 및 제 2 프레임을 연결하고, 또한, 상기 제 2 프레임에 대한 상기 제 1 프레임 및 가동 주부의 제 2 회전 동작에서의 제 2 회전 축심을 규정하는 제 2 연결부와, 제 1 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 구동 기구와, 제 2 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 2 구동 기구를 구비한다. 본 소자에서는 제 1 회전 축심 및 제 2 회전 축심은 직교하고 있지 않다. 제 1 구동 기구는, 예를 들어, 한 쌍의 빗살 전극으로 이루어지며, 이 경우, 한쪽 빗살 전극은 가동 주부에 대하여 일체적으로 설치되어 있고, 다른쪽 빗살 전극은 제 1 프레임에 대하여 일체적으로 설치되어 있다. 또한, 제 2 빗살 전극은, 예를 들어, 한 쌍의 빗살 전극으로 이루어지며, 이 경우, 한쪽 빗살 전극은 제 1 프레임에 대하여 일체적으로 설치되어 있고, 다른쪽 빗살 전극은 제 2 프레임에 대하여 일체적으로 설치되어 있다.
이러한 구성의 마이크로 요동 소자에서는, 가동 주부의 제 1 회전 동작 및 제 2 회전 동작에는 공통의 변위 성분이 포함된다. 즉, 상기 공통 변위 성분에서의 총(總)변위량은 제 1 회전 동작으로부터 유래하는 변위량과 제 2 회전 동작으로부터 유래하는 변위량의 합에 상당한다. 따라서, 공통 변위 성분에 대해서는, 제 1 및 제 2 구동 기구의 각 스트로크가 중첩적으로 기여하여 긴 스트로크가 확보된다. 예를 들면, 제 1 회전 축심 및 제 2 회전 축심이 일치할 경우에는, 제 1 회전 동작의 변위 성분과 제 2 회전 동작의 변위 성분은 모두 일치하고, 가동 주부의 회전 변위량 전체가 제 1 회전 동작의 변위량과 제 2 회전 동작의 변위량의 합에 상당하여, 그 결과, 가동 주부의 회전 변위에 대해서는, 제 1 및 제 2 구동 기구의 각 스트로크보다도 실효적으로 긴 스트로크가 확보된다. 2종류의 구동 기구의 스트로크의 중첩적 기여에 의해 실효적으로 긴 스트로크가 확보되기 때문에, 예를 들 어, 한 쌍의 빗살 전극으로 이루어지는 각 구동 기구에 대해서 비교적 얇게(회전 동작 방향에서 비교적 짧게) 형성할 수 있다. 그 때문에, 구동 기구의 두께가 반영된 두께로 형성되는 경향이 있는 가동부(가동 주부 및 제 1 프레임)에 대해서도 비교적 얇게 형성할 수 있다. 얇은 가동부일수록 경량(輕量)이며, 높은 동작 속도를 실현하는데 적합하다. 이와 같이, 본 발명의 제 1 측면의 마이크로 요동 소자는, 가동 주부에 대해서 회전 변위량이 큰 회전 동작을 높은 동작 속도로 실현하는데 적합한 것이다.
본 발명의 제 1 측면에 있어서, 바람직하게는, 제 1 연결부는 가동 주부에 근접할수록 폭이 넓은 공극부(空隙部)를 갖는다. 이것과 함께 또는 이것 대신에, 제 2 연결부는 제 1 프레임에 접근할수록 폭이 넓은 공극부를 갖고 있을 수도 있다. 이러한 구성은 원하는 회전 변위에, 예를 들어, 직교하는 불필요한 변위 성분을 저감하는데 적합하다.
본 발명의 제 2 측면에 의하면 다른 마이크로 요동 소자가 제공된다. 이 마이크로 요동 소자는 가동부와, 프레임과, 가동부 및 프레임을 연결하고, 또한, 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와, 회전 축심으로부터 상대적으로 먼 개소에서 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 구동 기구와, 회전 축심에 상대적으로 가까운 개소에서 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 2 구동 기구를 구비한다. 제 1 구동 기구는, 예를 들어, 한 쌍의 빗살 전극으로 이루어지며, 이 경우, 한쪽 빗살 전극은 가동부에 대하여 일체적으로 설치되어 있고, 다른쪽 빗살 전극은 프레임에 대하여 일체적으로 설치되어 있다. 또한, 제 2 빗살 전극도, 예를 들어, 한 쌍의 빗살 전극으로 이루어지며, 이 경우, 한쪽 빗살 전극은 가동부에 대하여 일체적으로 설치되어 있고, 다른쪽 빗살 전극은 프레임에 대하여 일체적으로 설치되어 있다.
이러한 구성의 마이크로 요동 소자에서는, 가동부의 회전 동작의 구동력으로서 보다 큰 회전 토크(torque)를 발생시키기 위해서는 제 1 구동 기구가 제 2 구동 기구보다 적합하고, 또한, 보다 긴 스트로크를 확보하기 위해서는 제 2 구동 기구가 제 1 구동 기구보다 적합하다. 본 발명의 제 2 측면의 마이크로 요동 소자에서는, 2종류의 구동 기구의 이러한 특징을 효과적으로 활용함으로써, 가동부에 대해서 양호한 회전 동작을 실현할 수 있다. 예를 들면, 가동부의 변위량이 소(小)각도 범위 내에 있을 경우에는, 주로 제 1 구동 기구에 의존하여 큰 회전 토크를 발생시킬 수 있고, 대(大)각도 범위에 있을 경우에는, 제 2 구동 기구의 상대적으로 긴 스트로크에 걸쳐 상기 제 2 구동 기구에 의해 소정의 회전 토크를 지속시킬 수 있다. 큰 회전 토크의 발생에 적합한 구동 기구와 큰 스트로크를 확보하는데 적합한 구동 기구를 함께 구비하는 본 마이크로 요동 소자에서는, 각 구동 기구에서의 각 빗살 전극을 과도하게 두껍게 하지 않더라도, 실효적으로 긴 스트로크를 확보할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제 2 측면의 마이크로 요동 소자는, 가동부에서의 회전 변위량이 큰 회전 동작을 높은 동작 속도로 실현하는데 적합한 것이다.
본 발명의 제 1 및 제 2 측면에 있어서, 바람직하게는, 제 1 구동 기구 및 제 2 구동 기구는 공통의 제어 하에서 작동할 수 있게 구성되어 있다. 이 경우, 제 1 구동 기구 및 제 2 구동 기구는 전기적으로 병렬로 접속되어 있는 것이 바람 직하다. 또는, 제 1 구동 기구 및 제 2 구동 기구는 전기적으로 분리되어, 서로 독립된 제어 하에서 작동할 수 있게 구성되어 있을 수도 있다.
본 발명의 제 3 측면에 의하면 다른 마이크로 요동 소자가 제공된다. 이 마이크로 요동 소자는 가동부와, 프레임과, 가동부 및 프레임을 연결하고, 또한, 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와, 회전 축심까지의 거리가 연속적으로 변화하는 개소에 걸쳐 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 구동 기구를 구비한다. 구동 기구는, 예를 들어, 한 쌍의 빗살 전극으로 이루어지며, 이 경우, 한쪽 빗살 전극은 가동부에 대하여 일체적으로 설치되어 있고, 다른쪽 빗살 전극은 프레임에 대하여 일체적으로 설치되어 있다.
이러한 구성의 마이크로 요동 소자에서는, 단일 구동 기구에 제 2 측면에서의 제 1 및 제 2 구동 기구가 포함되어 있다. 따라서, 본 발명의 제 3 측면에 의하면, 제 2 측면에 관하여 상술한 것과 동일한 효과가 나타난다. 또한, 제 3 측면에 의하면, 단일 구동 기구 내에서 발생되는 회전 토크는 소정의 회전 동작 범위에 걸쳐 연속적으로 완만하게 변화하는 경향이 있다. 이러한 특징은 가동부에 대해서 양호한 회전 구동을 달성하는데 적합하다.
본 발명의 제 4 측면에 의하면 다른 마이크로 요동 소자가 제공된다. 이 마이크로 요동 소자는 가동부와, 프레임과, 가동부 및 프레임을 연결하고, 또한, 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와, 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 빗살 전극 및 제 2 빗살 전극을 포함하는 구동 기구를 구비한다. 제 1 빗살 전극 및/또는 제 2 빗살 전극은 전기적으 로 분리되고, 또한, 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 1 도체부 및 제 2 도체부를 포함하는 전극치를 갖는다. 예를 들면, 제 1 빗살 전극은 가동부에 대하여 일체적으로 설치되어 있고, 제 2 빗살 전극은 프레임에 대하여 일체적으로 설치되어 있다.
본 소자에 있어서, 제 1 빗살 전극 및/또는 제 2 빗살 전극의 제 1 도체부 및 제 2 도체부는 가동부의 회전 동작 방향으로 병렬되어 있다. 이러한 구성은 상기 빗살 전극쌍에 대해서 큰 상대적 가동 범위, 즉, 긴 스트로크를 확보하는데 적합하다. 또한, 단일 빗살 전극에 포함되는 제 1 도체부 및 제 2 도체부에 대해서는 서로 전기적으로 분리되어 있기 때문에, 인가 전압을 독립적으로 제어할 수 있다. 이러한 제 1 및 제 2 도체부를 빗살 전극쌍의 적어도 한쪽에 갖는 본 요동 소자는, 가동부에 대해서 회전 변위량이 큰 회전 동작을 높은 동작 속도로 실현하는데 적합하다.
본 발명의 제 5 측면에 의하면 다른 마이크로 요동 소자가 제공된다. 이 마이크로 요동 소자는 가동부와, 프레임과, 가동부 및 프레임을 연결하고, 또한, 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와, 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 빗살 전극 및 제 2 빗살 전극을 포함하는 구동 기구를 구비한다. 제 1 빗살 전극은 전기적으로 접속되고, 또한, 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 1 도체부 및 제 2 도체부를 포함하는 전극치를 갖는다. 제 2 빗살 전극은 비(非)구동 시에는 제 1 도체부에 대향하고, 또한, 제 2 도체부에 대향하지 않는 제 3 도체부를 포함하는 전극치를 갖는다. 예를 들면, 제 2 빗 살 전극은 가동부에 대하여 일체적으로 설치되어 있고, 제 1 빗살 전극은 프레임에 대하여 일체적으로 설치되어 있다.
본 소자에 있어서는, 제 2 빗살 전극의 제 3 도체부와의 사이에서 정전 인력을 발생시킬 수 있는 제 1 빗살 전극의 제 1 도체부 및 제 2 도체부는 가동부의 회전 동작 방향으로 병렬되어 있다. 이러한 구성은 상기 빗살 전극쌍에 대해서 큰 상대적 가동 범위, 즉, 긴 스트로크를 확보하는데 적합하다. 또한, 제 2 빗살 전극(제 3 도체부)이 프레임에 대하여 일체적으로 설치되어 있고, 또한, 제 1 빗살 전극이 가동부에 대하여 일체적으로 설치되어 있을 경우, 제 2 빗살 전극(제 3 도체부)에 대해서 비교적 얇게(회전 동작 방향에서 비교적 짧게) 형성할 수 있기 때문에, 제 2 빗살 전극(제 3 도체부)의 두께가 반영된 두께로 형성되는 경향이 있는 가동부에 대해서도 비교적 얇게 형성할 수 있다. 얇은 가동부일수록 경량이며, 높은 동작 속도를 실현하는데 적합하다. 이러한 빗살 전극쌍을 갖는 본 요동 소자는, 가동부에 대해서 회전 변위량이 큰 회전 동작을 높은 동작 속도로 실현하는데 적합하다.
본 발명의 제 5 측면에 있어서, 바람직하게는, 제 1 도체부 및 제 3 도체부는 회전 동작 방향에서의 길이가 상이하다.
본 발명의 제 1 내지 제 5 측면에 있어서, 바람직하게는, 빗살 전극을 구성하는 한 쌍의 빗살 전극 중 적어도 한쪽은 기부(基部)와 상기 기부로부터 연장 돌출되는 전극치를 갖고, 상기 전극치는 기부 측의 단부에 걸쳐 폭 또는 두께가 점증(漸增)하는 부위를 갖는다. 또는, 바람직하게는, 빗살 전극을 구성하는 한 쌍 의 빗살 전극 중 적어도 한쪽은 기부와 상기 기부로부터 연장 돌출되는 전극치를 갖고, 상기 전극치는 다른쪽 빗살 전극에 접근함에 따라 폭이 점증하는 부위를 갖는다.
본 발명의 제 2 내지 제 5 측면에 있어서, 바람직하게는, 연결부는 가동부에 근접할수록 폭이 넓은 공극부를 갖는다. 이러한 구성은 원하는 회전 변위에, 예를 들어, 직교하는 불필요한 변위 성분을 저감하는데 적합하다.
본 발명의 제 6 측면에 의하면 마이크로 요동 소자 구동 방법이 제공된다. 본 방법에 의해 구동되는 마이크로 요동 소자는 가동부와, 프레임과, 상기 가동부 및 프레임을 연결하여 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와, 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 빗살 전극 및 제 2 빗살 전극을 구비한다. 제 1 빗살 전극은 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 1 도체부 및 제 2 도체부를 포함하는 전극치를 갖는다. 이러한 제 1 빗살 전극은, 예를 들어, 프레임에 대하여 일체적으로 설치되어 있다. 제 2 빗살 전극은 비구동 시에는 제 1 도체부에 대향하고, 또한, 제 2 도체부에 대향하지 않는 제 3 도체부를 포함하는 전극치를 갖는다. 이러한 제 2 빗살 전극은, 예를 들어, 가동부에 대하여 일체적으로 설치되어 있다. 본 방법은 제 2 도체부 및 제 3 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 1 공정과, 제 1 공정 후에, 제 1 도체부 및 제 3 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 2 공정을 포함한다.
본 방법에 있어서는, 제 2 빗살 전극의 제 3 도체부와의 사이에서 정전 인력을 발생시킬 수 있는 제 1 빗살 전극의 제 1 도체부 및 제 2 도체부는 가동부의 회전 동작 방향으로 병렬되어 있다. 따라서, 본 방법은 상기 빗살 전극쌍에 대해서 큰 상대적 가동 범위, 즉, 긴 스트로크를 확보하는데 적합하다. 또한, 본 방법에서의 제 1 및 제 2 빗살 전극에서는, 제 1 방향으로의 회전 동작을 위해 구동력이 발생되는 동시에, 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로의 회전 동작을 위해서도 구동력이 발생된다. 한 쌍의 빗살 전극에서 양 방향으로의 구동력을 발생시키는 본 방법은, 양 방향으로의 회전 동작에 대해서 높은 동작 속도를 달성하는데 적합하다. 이와 같이, 본 발명의 제 6 측면에 따른 구동 방법은, 회전 변위량이 큰 회전 동작을 높은 동작 속도로 실현하는데 적합하다. 또한, 본 방법에 의하면, 본 발명의, 예를 들어, 제 4 측면에 따른 마이크로 요동 소자를 적절히 구동할 수 있다.
본 발명의 제 6 측면에 있어서, 바람직하게는, 구동 대상의 마이크로 요동 소자는 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 3 빗살 전극 및 제 4 빗살 전극을 더 구비한다. 제 3 빗살 전극은 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 4 도체부 및 제 5 도체부를 포함하는 전극치를 갖는다. 이러한 제 3 빗살 전극은, 예를 들어, 프레임에 대하여 일체적으로 설치되어 있다. 제 3 빗살 전극 및 상술한 제 1 빗살 전극은 가동부의 회전 축심에 대해서, 예를 들어, 대칭적으로 배열 설치되어 있다. 또한, 제 4 빗살 전극은 비구동 시에는 제 4 도체부에 대향하고, 또한, 제 5 도체부에 대향하지 않는 제 6 도체부를 포함하는 전극치를 갖는다. 이러한 제 4 빗살 전극은, 예를 들어, 가동부에 대하여 일체적으로 설치되어 있다. 제 4 빗살 전극 및 상술한 제 2 빗살 전극은 가동부의 회전 축심에 대해서, 예를 들어, 대칭적으로 배열 설치되어 있다. 마이크로 요동 소자가 이러한 구성을 구비하는 경우에 있어서, 제 6 측면의 구동 방법은, 바람직하게는, 제 2 공정 후에, 제 5 도체부 및 제 6 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 3 공정과, 제 3 공정 후에, 제 4 도체부 및 제 6 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 4 공정을 더 포함한다.
본 발명의 제 6 측면에 있어서, 바람직하게는, 제 2 공정에서는 제 4 도체부 및 제 6 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킨다. 바람직하게는, 제 4 공정에서는 제 1 도체부 및 제 3 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킨다. 또한, 바람직하게는, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 공정은 각각 회전 동작에서의 1/4 주기에 상당하는 기간 실행된다.
본 발명의 제 7 측면에 의하면 다른 마이크로 요동 소자 구동 방법이 제공된다. 본 방법에 의해 구동되는 마이크로 요동 소자는 가동부와, 프레임과, 상기 가동부 및 프레임을 연결하여 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와, 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 빗살 전극 및 제 2 빗살 전극과, 상기 제 1 및 제 2 빗살 전극보다도 회전 축심에 가까운 개소에서 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 3 빗살 전극 및 제 4 빗살 전극을 구비한다. 제 1 및 제 3 빗살 전극은, 예를 들어, 프레임에 대하여 일체적으로 설치되어 있다. 제 2 및 제 4 빗살 전극은, 예를 들어, 가동부에 대하여 일 체적으로 설치되어 있다. 본 방법은 제 1 빗살 전극 및 제 2 빗살 전극의 사이에 정전 인력을 발생시키는 동시에 제 3 빗살 전극 및 제 4 빗살 전극의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 1 공정과, 제 3 빗살 전극 및 제 4 빗살 전극의 사이에 제 1 공정으로부터 연이어 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 2 공정을 포함한다.
본 방법에 의하면, 본 발명의 제 2 측면에 따른 마이크로 요동 소자를 적절히 구동할 수 있고, 회전 변위량이 큰 회전 동작을 높은 동작 속도로 실현할 수 있다.
본 발명의 제 7 측면의 구동 방법은, 바람직하게는, 제 2 공정 후에, 제 1 빗살 전극 및 제 2 빗살 전극의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 3 공정을 더 포함한다. 바람직하게는, 제 1 공정 및 제 3 공정은 모두 회전 동작에서의 1/4 주기에 상당하는 기간 실행된다.
본 발명의 제 7 측면에 있어서, 바람직하게는, 구동 대상의 마이크로 요동 소자는 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 5 빗살 전극 및 제 6 빗살 전극과, 상기 제 5 및 제 6 빗살 전극보다도 회전 축심에 가까운 개소에서 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 7 빗살 전극 및 제 8 빗살 전극을 더 구비한다. 제 5 및 제 7 빗살 전극은, 예를 들어, 프레임에 대하여 일체적으로 설치되어 있다. 제 6 및 제 8 빗살 전극은, 예를 들어, 가동부에 대하여 일체적으로 설치되어 있 다. 또한, 제 5 빗살 전극 및 상술한 제 1 빗살 전극, 제 6 빗살 전극 및 상술한 제 2 빗살 전극, 제 7 빗살 전극 및 상술한 제 3 빗살 전극, 제 8 빗살 전극 및 상술한 제 4 빗살 전극은 각각 가동부의 회전 축심에 대해서, 예를 들어, 대칭적으로 배열 설치되어 있다. 마이크로 요동 소자가 이러한 구성을 구비하는 경우에 있어서, 제 7 측면의 구동 방법은, 바람직하게는, 제 3 공정 후에, 제 5 빗살 전극 및 제 6 빗살 전극의 사이에 정전 인력을 발생시키는 동시에 제 7 빗살 전극 및 제 8 빗살 전극의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 4 공정과, 제 7 빗살 전극 및 제 8 빗살 전극의 사이에 제 4 공정으로부터 연이어 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 5 공정을 더 포함한다.
본 발명의 제 7 측면의 구동 방법은, 바람직하게는, 제 5 공정 후에, 제 5 빗살 전극 및 제 6 빗살 전극의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 6 공정을 더 포함한다. 바람직하게는, 제 5 공정 및 제 6 공정은 모두 회전 동작에서의 1/4 주기에 상당하는 기간 실행된다.
본 발명의 제 8 측면에 의하면 다른 마이크로 요동 소자 구동 방법이 제공된다. 본 방법에 의해 구동되는 마이크로 요동 소자는 가동부와, 프레임과, 상기 가동부 및 프레임을 연결하여 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와, 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 빗살 전극 및 제 2 빗살 전극과, 상기 제 1 및 제 2 빗살 전극보다도 회전 축심에 가까운 개소에서 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 3 빗살 전극 및 제 4 빗살 전극을 구비한다. 제 1 빗살 전극은 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 1 도체부 및 제 2 도체부를 포함하는 전극치를 갖는다. 제 2 빗살 전극은 비구동 시에는 제 1 도체부에 대향하고, 또한, 제 2 도체부에 대향하지 않는 제 3 도체부를 포함하는 전극치를 갖는다. 제 3 빗살 전극은 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 4 도체부 및 제 5 도체부를 포함하는 전극치를 갖는다. 제 4 빗살 전극은 비구동 시에는 제 4 도체부에 대향하고, 또한, 제 5 도체부에 대향하지 않는 제 6 도체부를 포함하는 전극치를 갖는다. 제 1 및 제 3 빗살 전극은, 예를 들어, 프레임에 대하여 일체적으로 설치되어 있고, 제 2 및 제 4 빗살 전극은, 예를 들어, 가동부에 대하여 일체적으로 설치되어 있다. 본 방법은 제 2 도체부 및 제 3 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시키는 동시에 제 5 도체부 및 제 6 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 1 공정과, 제 5 도체부 및 제 6 도체부의 사이에 제 1 공정으로부터 연이어 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 2 공정을 포함한다.
이러한 구성은 상술한 제 6 및 제 7 측면에 따른 구성을 실질적으로 병유(竝有)한다. 따라서, 본 발명의 제 8 측면에 의하면, 본 발명의 제 2 측면에 따른 마이크로 요동 소자를 구동할 때, 가동부에 대해서 회전 변위량이 큰 회전 동작을 높은 동작 속도로 실현할 수 있다.
본 발명의 제 8 측면의 구동 방법은, 제 2 공정 후에, 제 1 도체부 및 제 3 도체부의 사이, 제 2 도체부 및 제 3 도체부의 사이, 제 4 도체부 및 제 6 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향 으로 회전 동작시키기 위한 제 3 공정과, 제 1 도체부 및 제 3 도체부, 제 4 도체부 및 제 6 도체부의 사이에 제 3 공정으로부터 연이어 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 4 공정을 더 포함한다.
본 발명의 제 8 측면에 있어서, 바람직하게는, 구동 대상의 마이크로 요동 소자는 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 5 빗살 전극 및 제 6 빗살 전극과, 상기 제 5 및 제 6 빗살 전극보다도 회전 축심에 가까운 개소에서 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 7 빗살 전극 및 제 8 빗살 전극을 구비한다. 제 5 빗살 전극은 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 7 도체부 및 제 8 도체부를 포함하는 전극치를 갖는다. 제 6 빗살 전극은 비구동 시에는 제 7 도체부에 대향하고, 또한, 제 8 도체부에 대향하지 않는 제 9 도체부를 포함하는 전극치를 갖는다. 제 7 빗살 전극은 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 10 도체부 및 제 11 도체부를 포함하는 전극치를 갖는다. 제 8 빗살 전극은 비구동 시에는 제 10 도체부에 대향하고, 또한, 제 11 도체부에 대향하지 않는 제 12 도체부를 포함하는 전극치를 갖는다. 제 5 및 제 7 빗살 전극은, 예를 들어, 프레임에 대하여 일체적으로 설치되어 있고, 제 6 및 제 8 빗살 전극은, 예를 들어, 가동부에 대하여 일체적으로 설치되어 있다. 또한, 제 5 빗살 전극 및 상술한 제 1 빗살 전극, 제 6 빗살 전극 및 상술한 제 2 빗살 전극, 제 7 빗살 전극 및 상술한 제 3 빗살 전극, 제 8 빗살 전극 및 상술한 제 4 빗살 전극은 각각 가동부의 회전 축심에 대해서, 예를 들어, 대칭적으로 배열 설치되어 있다. 마이크로 요동 소자가 이러한 구성을 구비하는 경우에 있어서, 제 8 측면의 구동 방법은, 제 4 공정 후에, 제 8 도체부 및 제 9 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시키는 동시에 제 11 도체부 및 제 12 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 5 공정과, 제 11 도체부 및 제 12 도체부의 사이에 제 5 공정으로부터 연이어 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 6 공정과, 제 6 공정 후에, 제 7 도체부 및 제 9 도체부의 사이, 제 8 도체부 및 제 9 도체부의 사이, 제 10 도체부 및 제 12 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 7 공정과, 제 7 도체부 및 제 9 도체부, 제 10 도체부 및 제 12 도체부의 사이에 제 7 공정으로부터 연이어 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 8 공정을 더 포함한다.
본 발명의 제 8 측면에 있어서, 바람직하게는, 제 3 공정 및 제 4 공정에서는 제 7 도체부 및 제 9 도체부의 사이, 제 10 도체부 및 제 12 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킨다. 바람직하게는, 제 7 공정 및 제 8 공정에서는 제 1 도체부 및 제 3 도체부의 사이, 제 4 도체부 및 제 6 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킨다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로미러 소자(X1)를 나타낸다. 도 1은 마이크로미러 소자(X1)의 평면도이고, 도 2는 도 1의 II-II선에 따른 단면도이다. 또한, 도 3 내지 도 7은 각각 도 1의 III-III선, IV-IV선, V-V선, VI-VI선, 및 VII-VII선에 따른 단면도이다.
마이크로미러 소자(X1)는 미러부(110)와, 내측 프레임(120)과, 외측 프레임(130)과, 한 쌍의 연결부(140)와, 한 쌍의 연결부(150)와, 각각 2개의 구동 기구(160, 170, 180, 190)를 구비한다. 또한, 마이크로미러 소자(X1)는, MEMS 기술 등의 벌크 마이크로머시닝 기술에 의해, 소위 SOI(silicon on insulator) 기판인 재료 기판에 대하여 가공을 실시함으로써 제조된 것이다. 상기 재료 기판은, 예를 들어, 제 1 및 제 2 실리콘층과 상기 실리콘층 사이의 절연층으로 이루어지는 적층 구조를 갖고, 각 실리콘층은 불순물의 도핑(doping)에 의해 소정의 도전성이 부여되어 있다. 도면의 명확화의 관점에서, 도 1에서는 제 1 실리콘층으로부터 유래하여 절연층보다 지면(紙面) 앞쪽 방향으로 돌출되는 부위(후술하는 미러면(111)은 제외함)에 대해서 사선(斜線) 해칭(hatching)으로 나타낸다.
미러부(110)는 주로 제 1 실리콘층에서 성형된 부위이며, 그 표면에 광반사 기능을 갖는 미러면(111)을 갖는다. 미러면(111)은 제 1 실리콘층 위에 성막된 Cr층 및 그 위의 Ar층으로 이루어지는 적층 구조를 갖는다. 이러한 미러부(110)는 본 발명에서의 가동 주부를 구성한다.
내측 프레임(120)은 주로 제 1 실리콘층에서 성형된 부위이며, 미러부(110)를 둘러싸는 형태를 갖는다. 이러한 내측 프레임(120)과 상술한 미러부(110)는 본 발명에서의 가동부를 구성한다. 외측 프레임(130)은 주로 제 1 실리콘층으로부터 성형된 부위이며, 내측 프레임(120)을 둘러싸는 형태를 갖는다.
한 쌍의 연결부(140)는 제 1 실리콘층에서 성형된 부위이며, 각각 2개의 토션 바(141)로 이루어진다. 각 토션 바(141)는 미러부(110) 및 내측 프레임(120)에 접속하여 이들을 연결하고 있다. 각 연결부(140)의 2개의 토션 바(141)의 간격은 내측 프레임(120) 측으로부터 미러부(110) 측에 걸쳐 점차 넓어지고 있다. 이러한 한 쌍의 연결부(140)는 내측 프레임(120)에 대한 미러부(110)의 회전 동작의 회전 축심(A1)을 규정한다. 내측 프레임(120) 측으로부터 미러부(110) 측에 걸쳐 간격이 점증하는 2개의 토션 바(141)로 이루어지는 연결부(140)는 미러부(110)의 회전 동작에서의 불필요한 변위 성분을 방지하는데 적합하다. 또한, 연결부(140)에 대해서는, 2개의 토션 바(141)를 통하여 내측 프레임(120)으로부터 미러부(110)에 대하여 2개의 서로 다른 전위를 부여할 수 있게 구성하는 것이 가능하다.
한 쌍의 연결부(150)는 제 1 실리콘층에서 성형된 부위이며, 각각 2개의 토션 바(151)로 이루어진다. 각 토션 바(151)는 내측 프레임(120) 및 외측 프레임(130)에 접속하여 이들을 연결하고 있다. 각 연결부(150)의 2개의 토션 바(151)의 간격은 외측 프레임(130) 측으로부터 내측 프레임(120) 측에 걸쳐 점차 넓어지고 있다. 이러한 한 쌍의 연결부(150)가 규정하는, 내측 프레임(120) 및 이것에 따른 미러부(110)의 외측 프레임(130)에 대한 회전 동작의 회전 축심은 회전 축심(A1)과 일치한다. 즉, 한 쌍의 연결부(140) 및 한 쌍의 연결부(150)는 각각의 규정하는 회전 축심과 일치하도록 배열 설치되어 있다. 외측 프레임(130) 측으로부터 내측 프레임(120) 측에 걸쳐 간격이 점증하는 2개의 토션 바(151)로 이루어지는 연결부(150)는 내측 프레임(120) 내지 미러부(110)의 회전 동작에서의 불필요한 변위 성분을 방지하는데 적합하다. 또한, 연결부(150)에서는, 2개의 토션 바(151)를 통하여 외측 프레임(130)으로부터 내측 프레임(120)에 대하여 2개의 서로 다른 전위를 부여할 수 있게 구성하는 것이 가능하다.
2개의 구동 기구(160)는 미러부(110)를 통하여 대칭적으로 배열 설치되어 있고, 각각 빗살 전극(161) 및 빗살 전극(165)을 갖는다. 빗살 전극(161)은 주로 제 1 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 미러부(110)에 고정된 기부(162) 및 상기 기부(162)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(163)를 갖는다. 빗살 전극(165)은 주로 제 2 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 내측 프레임(120)에 고정되어 내측으로 연장 돌출되는 기부(166) 및 상기 기부(166)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(167)를 갖는다. 빗살 전극(161, 165)은 본 소자의 비(非)회전 구동 시에는, 도 2의 (a) 및 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 높이에 위치한다. 또한, 빗살 전극(161, 165)은 회전 구동 시에서 서로 맞닿지 않도록 그들의 전극치(163, 167)가 어긋난 형태로 배열되어 있다.
2개의 구동 기구(170)는 미러부(110)를 통하여 대칭적으로 배열 설치되어 있고, 각각 빗살 전극(171) 및 빗살 전극(175)을 갖는다. 빗살 전극(171)은 주로 제 1 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 미러부(110)에 고정된 기부(172) 및 상기 기부(172)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(173)를 갖는다. 빗살 전극(175)은 주로 제 2 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 내측 프레임(120)에 고정되어 내측으로 연장 돌출되는 기부(176) 및 상기 기부(176)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(177)를 갖는다. 빗살 전극(171, 175)은 본 소자의 비회전 구동 시에는, 도 2의 (a) 및 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 높이에 위치한다. 또한, 빗살 전극(171, 175)은 회전 구동 시에서 서로 맞닿지 않도록 그들의 전극치(173, 177)가 어긋난 형태로 배열되어 있다.
2개의 구동 기구(180)는 미러부(110) 및 내측 프레임(120)을 통하여 대칭적으로 배열 설치되어 있고, 각각 빗살 전극(181) 및 빗살 전극(185)을 갖는다. 빗살 전극(181)은 주로 제 1 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 내측 프레임(120)에 고정되어 외측으로 연장 돌출되는 기부(182) 및 상기 기부(182)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(183)를 갖는다. 빗살 전극(185)은 주로 제 2 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 외측 프레임(130)에 고정되어 내측으로 연장 돌출되는 기부(186) 및 상기 기부(186)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(187)를 갖는다. 빗살 전극(181, 185)은 본 소자의 비회전 구동 시에는, 도 5의 (a) 및 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 높이에 위치한다. 또한, 빗살 전극(181, 185)은 회전 구동 시에서 서로 맞닿지 않도록 그들의 전극치(183, 187)가 어긋난 형태로 배열되어 있다.
2개의 구동 기구(190)는 미러부(110) 및 내측 프레임(120)을 통하여 대칭적으로 배열 설치되어 있고, 각각 빗살 전극(191) 및 빗살 전극(195)을 갖는다. 빗살 전극(191)은 주로 제 1 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 내측 프레임(120)에 고정되어 외측으로 연장 돌출되는 기부(192) 및 상기 기부(192)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(193)를 갖는다. 빗살 전극(195)은 주로 제 2 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 외측 프레임(130)에 고정되어 내측으로 연장 돌출되는 기부(196) 및 상기 기부(196)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(197)를 갖는다. 빗살 전극(191, 195)은 본 소자의 비회전 구동 시에는, 도 5의 (a) 및 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 높이에 위치한다. 또한, 빗살 전극(191, 195)은 회전 구동 시에서 서로 맞닿지 않도록 그들의 전극치(193, 197)가 어긋난 형태로 배열되어 있다.
마이크로미러 소자(X1)는, 상술한 바와 같이, MEMS 기술 등의 벌크 마이크로머시닝 기술에 의해, 다층 구조를 갖는 재료 기판에 가공을 실시함으로써 제조된 것이다. 또한, 상기 재료 기판은, 상술한 바와 같이, 본 실시예에서는 제 1 및 제 2 실리콘층과 이들 사이의 절연층으로 이루어지는 적층 구조를 갖는다.
마이크로미러 소자(X1)의 제조에서는, 구체적으로는, 미러부(110)에 대응하는 개소를 덮는 에칭 마스크, 내측 프레임(120)에 대응하는 개소를 덮는 에칭 마스크, 외측 프레임(130)에 대응하는 개소를 덮는 에칭 마스크, 한 쌍의 연결부(140)에 대응하는 개소를 덮는 에칭 마스크, 한 쌍의 연결부(150)에 대응하는 개소를 덮는 에칭 마스크, 및 구동 기구(160, 170, 180, 190)의 각각에 대응하는 개소를 덮는 에칭 마스크를 적절히 사용한 에칭 처리를 소정의 타이밍으로 재료 기판에 실시함으로써, 각 실리콘층을 가공한다. 에칭 수법으로서는, Deep RIE(Reactive Ion Etching)법에 의한 건식(dry) 에칭이나, KOH 등의 습식(wet) 에칭 등을 이용할 수 있다. 절연층에서의 불필요한 부위는 적절히 에칭 제거된다. 이렇게 하여, 제 1 및 제 2 실리콘층과 절연층을 갖는 재료 기판에 있어서, 마이크로미러 소자(X1)의 각 부위가 형성된다. 본 발명에서는, 마이크로미러 소자(X1)의 제조 시에 다른 적층 구조를 갖는 재료 기판을 채용할 수도 있다.
마이크로미러 소자(X1)에서는, 빗살 전극(161, 165, 171, 175, 181, 185, 191, 195)의 각각에 대하여 필요에 따라 소정의 전위를 부여함으로써, 미러부(110) 를 회전 축심(A1) 둘레로 회전 동작시킬 수 있다.
구동 기구(180)의 빗살 전극(181, 185)에 소정의 전위를 부여함으로써 빗살 전극(181, 185) 사이에 원하는 정전 인력을 발생시키면, 빗살 전극(181)은 빗살 전극(185)에 끌어들여지고, 양 전극은, 예를 들어, 도 5의 (b) 및 도 6의 (b)에 나타낸 배향을 취한다. 이것에 의해, 내측 프레임(120) 및 이것에 따른 미러부(110)는 외측 프레임(130)에 대하여 회전 축심(A1) 둘레로 회전 동작하게 된다. 상기 회전 동작에서의 회전 변위량은 부여 전위를 조정함으로써 조절할 수 있다.
빗살 전극(181, 185)이 도 5의 (b) 및 도 6의 (b)에 나타낸 배향을 취하는 상태에서, 구동 기구(160)의 빗살 전극(161, 165)에 소정의 전위를 부여함으로써 빗살 전극(161, 165) 사이에 원하는 정전 인력을 발생시키면, 빗살 전극(161)은 빗살 전극(165)에 끌어들여지고, 양 전극은, 예를 들어, 도 2의 (b) 및 도 3의 (b)에 나타낸 배향을 취한다. 이것에 의해, 미러부(110)는 내측 프레임(120)에 대하여 회전 축심(A1) 둘레로 회전 동작하게 된다. 상기 회전 동작에서의 회전 변위량은 부여 전위를 조정함으로써 조절할 수 있다.
미러부(110)의 총변위량은 상술한 2종의 회전 변위에서의 변위량 총합에 상당한다. 회전 축심(A1) 둘레의 반대쪽으로의 미러부(110)의 회전 동작에 대해서는, 구동 기구(180)에 관하여 상술한 것과 동일하게 구동 기구(190)에서 원하는 정전 인력을 발생시키는 동시에, 구동 기구(160)에 관하여 상술한 것과 동일하게 구동 기구(170)에서 원하는 정전 인력을 발생시킴으로써, 예를 들어, 도 2의 (c), 도 4의 (b), 도 5의 (c), 및 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 달성할 수 있다. 이상 과 같은 미러부(110)의 요동 구동에 의해, 미러부(110) 위에 설치된 미러면(111)에 의해 반사되는 광의 반사 방향을 적절히 전환할 수 있다.
도 8은 마이크로미러 소자(X1)의 구동 형태의 일례를 나타낸다. 도 8의 (a)는 구동 기구(160)의 빗살 전극(165) 및 구동 기구(180)의 빗살 전극(185)에 인가되는 전압의 시간 변화를 나타낸다. 도 8의 (b)는 구동 기구(170)의 빗살 전극(175) 및 구동 기구(190)의 빗살 전극(195)에 인가되는 전압의 시간 변화를 나타낸다. 도 8의 (a)의 그래프 및 도 8의 (b)의 그래프 각각에서는, 횡축(橫軸)에서 시간(t)을 나타내고, 종축(縱軸)에서 인가 전압(v)을 나타낸다. 본 구동 형태에서는, 빗살 전극(161, 171, 181, 191)은 그라운드(ground) 접속되어 있다. 또한, 도 8의 (c)는 본 구동 형태에서의 미러부(110)의 회전 각도의 시간 변화를 나타낸다. 도 8의 (c)의 그래프에서는, 횡축에서 시간(t)을 나타내고, 종축에서 회전 각도(θ)를 나타낸다.
본 구동 형태에서는, 우선, 시간 T0에서 초기 상태(미러부(110)의 회전 각도가 0°)에 있는 마이크로미러 소자(X1)의 각 빗살 전극(165, 185)에 대하여, 시간 T1에서 미러부(110)의 회전 변위가 최대 회전 각도 θ1에 도달하도록, 시간 T0 으로부터 시간 T1의 동안, 도 8의 (a)에 나타낸 바와 같이 소정의 전압 V1이 인가된다. 시간 T0으로부터 시간 T1의 동안, 빗살 전극(161, 165) 사이 및 빗살 전극(181, 185) 사이에는 정전 인력이 발생하여 미러부(110)의 회전 각도는 제 1 방향으로 계 속하여 증대한다. 시간 T1에서는, 구동 기구(160)는, 예를 들어, 도 2의 (b) 및 도 3의 (b)에 나타낸 배향을 취하고, 구동 기구(180)는, 예를 들어, 도 5의 (b) 및 도 6의 (b)에 나타낸 배향을 취하며, 회전 각도는 도 8의 (c)에 나타낸 바와 같이 θ1에 도달한다. 이 때, 연결부(140, 150)에는 소정의 비틀림 응력이 발생하고 있다.
다음으로, 시간 T1에서 각 빗살 전극(165, 185)에 대한 인가 전압이 실질적으로 0V로 된다. 그 후, 시간 T1로부터 시간 T2의 동안, 연결부(140, 150)의 비틀림 응력이 복원력(復元力)으로서 작용하여 회전 각도는 계속하여 감소한다. 시간 T2에서는, 구동 기구(160, 170)는 도 2의 (a), 도 3의 (a) 및 도 4의 (a)에 나타낸 배향을 취하고, 구동 기구(180, 190)는 도 5의 (a), 도 6의 (a) 및 도 7의 (a)에 나타낸 배향을 취하며, 회전 각도는 도 8의 (c)에 나타낸 바와 같이 0°에 도달한다.
다음으로, 시간 T3에서 미러부(110)의 회전 변위가 최대 회전 각도 θ2에 도달하도록, 시간 T2로부터 시간 T3의 동안, 각 빗살 전극(175, 195)에 대하여 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이 소정의 전압 V2가 인가된다. 시간 T2로부터 시간 T3 의 동안, 빗살 전극(171, 175) 사이 및 빗살 전극(191, 195) 사이에는 정전 인력이 발생하여 미러부(110)의 회전 각도는 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로 계속하여 증대한다. 시간 T3에서는, 구동 기구(170)는, 예를 들어, 도 2의 (c) 및 도 4의 (b) 에 나타낸 배향을 취하고, 구동 기구(190)는, 예를 들어, 도 5의 (c) 및 도 7의 (b)에 나타낸 배향을 취하며, 회전 각도는 도 8의 (c)에 나타낸 바와 같이 θ2에 도달한다. 이 때, 연결부(140, 150)에는 소정의 비틀림 응력이 발생하고 있다.
다음으로, 시간 T3에서 각 빗살 전극(175, 195)에 대한 인가 전압이 실질적으로 0V로 된다. 그 후, 시간 T3으로부터 시간 T4의 동안, 연결부(140, 150)의 비틀림 응력이 복원력으로서 작용하여 회전 각도는 계속하여 감소한다. 시간 T4에서는, 구동 기구(160, 170)는 도 2의 (a), 도 3의 (a) 및 도 4의 (a)에 나타낸 배향을 취하고, 구동 기구(180, 190)는 도 5의 (a), 도 6의 (a) 및 도 7의 (a)에 나타낸 배향을 취하며, 회전 각도는 도 8의 (c)에 나타낸 바와 같이 0°에 도달한다. 시간 T0으로부터 시간 T4에 걸친 이상과 같은 일련의 동작이 필요에 따라 반복된다.
본 구동 형태에서는, 바람직하게는, 전압 V1 및 전압 V2는 동일하며 회전 각도 θ1의 절대값은 회전 각도 θ2의 절대값과 동일하다. 또한, 시간 T0으로부터 시간 T1의 동안, 시간 T1로부터 시간 T2의 동안, 시간 T2로부터 시간 T3의 동안, 및 시간 T3으로부터 시간 T4의 동안은, 바람직하게는, 동일한 길이로 설정되어, 각각 미러부(110)의 회전 동작의 1/4 주기로 된다. 이상과 같이 하여, 마이크로미러 소자(X1)의 미러부(110)에 대해서 주기적인 회전 동작을 달성할 수 있다.
마이크로미러 소자(X1)에서는, 구동 기구(180)의 스트로크와 구동 기구(160) 의 스트로크가, 또는 구동 기구(190)의 스트로크와 구동 기구(170)의 스트로크가 중첩적으로 기여하여 긴 스트로크가 확보된다. 2종류의 구동 기구의 스트로크의 중첩적 기여에 의해 실효적으로 긴 스트로크가 확보되기 때문에, 예를 들어, 한 쌍의 빗살 전극으로 이루어지는 각 구동 기구에 대해서 비교적 얇게(회전 동작 방향에서 비교적 짧게) 형성할 수 있다. 그 때문에, 구동 기구의 두께가 반영된 두께로 형성되는 경향이 있는 가동부(미러부(110) 및 내측 프레임(120))에 대해서도 비교적 얇게 형성할 수 있다. 얇은 가동부일수록 경량이며, 높은 동작 속도를 실현하는데 적합하다. 이와 같이, 마이크로미러 소자(X1)는 미러부(110)에 대해서 회전 변위량이 큰 회전 동작을 높은 동작 속도로 실현하는데 적합하다.
마이크로미러 소자(X1)에서는, 구동 기구(160)와 구동 기구(180)를 전기적으로 병렬로 배열하고, 또한, 구동 기구(170)와 구동 기구(190)를 전기적으로 병렬로 배열함으로써, 회전 구동 제어의 간소화를 도모할 수 있다. 예를 들면, 2개의 구동 기구(160)의 각 빗살 전극(161)과 2개의 구동 기구(180)의 각 빗살 전극(181)을 전기적으로 병렬로 배열하고, 또한, 2개의 구동 기구(160)의 각 빗살 전극(165)과 2개의 구동 기구(180)의 각 빗살 전극(185)을 전기적으로 병렬로 배열할 경우, 회전 구동 시에서, 모든 빗살 전극(161, 181)에는 동시에 동일한 전위가 부여되고, 또한, 모든 빗살 전극(165, 185)에는 동시에 동일한 전위가 부여되어, 구동 기구(160, 180)에 대한 제어를 공통화할 수 있다. 또한, 2개의 구동 기구(170)의 각 빗살 전극(171)과 2개의 구동 기구(190)의 각 빗살 전극(191)을 전기적으로 병렬로 배열하고, 또한, 2개의 구동 기구(170)의 각 빗살 전극(175)과 2개의 구동 기 구(190)의 각 빗살 전극(195)을 전기적으로 병렬로 배열할 경우, 회전 구동 시에서, 모든 빗살 전극(171, 191)에는 동시에 동일한 전위가 부여되고, 또한, 모든 빗살 전극(175, 195)에는 동시에 동일한 전위가 부여되어, 구동 기구(170, 190)에 대한 제어를 공통화할 수 있다.
구동 기구(160, 170)에 의해 달성할 수 있는 내측 프레임(120)에 대한 미러부(110)의 상대적인 최대 회전 변위 각도와, 구동 기구(180, 190)에 의해 달성할 수 있는 외측 프레임(130)에 대한 내측 프레임(120)의 상대적인 최대 회전 변위 각도가 동일하게 설정되어 있는 설계에 있어서, 구동 기구(160, 180)의 제어를, 예를 들어, 상술한 바와 같이 공통화하고, 또한, 구동 기구(170, 190)의 제어를, 예를 들어, 상술한 바와 같이 공통화할 경우, 연결부(140, 150)의 비틀림 스프링 상수를 각각 k1 및 k2로 하고, 구동 기구(160, 170) 및 구동 기구(180, 190)에 의해 발생되는 회전 토크를 각각 T1 및 T2로 하면, 하기 식 (1)의 조건을 충족시키는 경우에 가장 효율적으로 이들 구동 기구를 제어할 수 있다. 한편, 구동 기구(160, 170)에 의해 달성할 수 있는 내측 프레임(120)에 대한 미러부(110)의 상대적인 최대 회전 변위 각도와, 구동 기구(180, 190)에 의해 달성할 수 있는 외측 프레임(130)에 대한 내측 프레임(120)의 상대적인 최대 회전 변위 각도의 비가 1:a로 설정되어 있는 설계에 있어서, 구동 기구(160, 180)의 제어를, 예를 들어, 상술한 바와 같이 공통화하고, 또한, 구동 기구(170, 190)의 제어를, 예를 들어, 상술한 바와 같이 공통화할 경우, 연결부(140, 150)의 비틀림 스프링 상수를 각각 k1 및 k2로 하고, 구동 기구(160, 170) 및 구동 기구(180, 190)에 의해 발생되는 회전 토크를 각각 T1 및 T2로 하면, 하기 식 (2)의 조건을 충족시키는 경우에 가장 효율적으로 이들 구동 기구를 제어할 수 있다. 또한, 미러부(110) 및 내측 프레임(120)의 관성을 각각 I1 및 I2로 하면, 마이크로미러 소자(X1)에서는 k1/I1과 k2/(I 1+I2)의 값은 일치하고 있는 것이 바람직하다.
K1/T1 = K2/T2 …(1)
a(K1/T1) = K2/T2 …(2)
마이크로미러 소자(X1)에서는, 구동 기구(160)와 구동 기구(180)를 전기적으로 분리하여 배열하고, 또한, 구동 기구(170)와 구동 기구(190)를 전기적으로 분리하여 배열함으로써, 회전 구동 제어의 고정밀화를 도모할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 각 구동 기구(160, 170, 180, 190)마다 발생시키는 구동력 내지 회전 토크를 독립적으로 조정함으로써, 회전 축심(A1) 둘레의 2종류의 회전 동작을 독립적으로 제어할 수 있다. 이 경우에 있어서도, 식 (1) 또는 식 (2)에서 규정되는 조건을 충족시키는 것이 바람직하다.
도 9 내지 도 15는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로미러 소자(X2)를 나타낸다. 도 9는 마이크로미러 소자(X2)의 평면도이고, 도 10은 도 9의 X-X선에 따른 단면도이다. 또한, 도 11 내지 도 15는 각각 도 9의 XI-XI선, XII-XII선, XIII-XIII선, XIV-XIV선, 및 XV-XV선에 따른 단면도이다.
마이크로미러 소자(X2)는 미러부(110)와, 내측 프레임(120)과, 외측 프레임(130)과, 한 쌍의 연결부(140)와, 한 쌍의 연결부(150)와, 각각 2개의 구동 기구(260, 270, 280, 290)를 구비한다. 마이크로미러 소자(X2)는 구동 기구(160, 170, 180, 190) 대신에 구동 기구(260, 270, 280, 290)를 구비하는 점에서 마이크로미러 소자(X1)와 상이하다. 또한, 마이크로미러 소자(X2)는, 마이크로미러 소자(X1)와 동일하게, MEMS 기술 등의 벌크 마이크로머시닝 기술에 의해, SOI 기판인 재료 기판에 대하여 가공을 실시함으로써 제조된 것이다. 상기 재료 기판은, 예를 들어, 제 1 및 제 2 실리콘층과 상기 실리콘층 사이의 절연층으로 이루어지는 적층 구조를 갖고, 각 실리콘층은 불순물의 도핑에 의해 소정의 도전성이 부여되어 있다. 도면의 명확화의 관점에서, 도 9에서는 제 1 실리콘층으로부터 유래하여 절연층보다 지면 앞쪽 방향으로 돌출되는 부위(미러면(111)은 제외함)에 대해서 사선 해칭으로 나타낸다.
마이크로미러 소자(X2)가 갖는 2개의 구동 기구(260)는 미러부(110)를 통하여 대칭적으로 배열 설치되어 있고, 각각 빗살 전극(261) 및 빗살 전극(265)을 갖는다. 빗살 전극(261)은 주로 제 1 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 미러부(110)에 고정된 기부(262) 및 상기 기부(262)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(263)를 갖는다. 빗살 전극(265)은 도체부(265a), 도체부(265b), 및 이들을 전기적으로 분리하기 위한 절연부(265c)로 이루어지는 적층 구조를 갖고, 내측 프레임(120)에 고정되어 내측으로 연장 돌출되는 기부(266) 및 상기 기부(266)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(267)를 갖는다. 도체부(265a, 265b)는 각각 제 1 및 제 2 실리콘층으로부터 유래하는 부위이다. 빗살 전극(261)과 빗살 전극(265)의 도체부(265b)는 본 소자의 비회전 구동 시에는, 도 10의 (a) 및 도 11의 (a)에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 높이에 위치한다. 또한, 빗살 전극(261, 265)은 서로 맞닿지 않도록 그들의 전극치(263, 267)가 어긋난 형태로 배열되어 있다.
2개의 구동 기구(270)는 미러부(110)를 통하여 대칭적으로 배열 설치되어 있고, 각각 빗살 전극(271) 및 빗살 전극(275)을 갖는다. 빗살 전극(271)은 주로 제 1 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 미러부(110)에 고정된 기부(272) 및 상기 기부(272)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(273)를 갖는다. 빗살 전극(275)은 도체부(275a), 도체부(275b), 및 이들을 전기적으로 분리하기 위한 절연부(275c)로 이루어지는 적층 구조를 갖고, 내측 프레임(120)에 고정되어 내측으로 연장 돌출되는 기부(276) 및 상기 기부(276)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(277)를 갖는다. 도체부(275a, 275b)는 각각 제 1 및 제 2 실리콘층으로부터 유래하는 부위이다. 빗살 전극(271)과 빗살 전극(275)의 도체부(275b)는 본 소자의 비회전 구동 시에는, 도 10의 (a) 및 도 12의 (a)에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 높이에 위치한다. 또한, 빗살 전극(271, 275)은 서로 맞닿지 않도록 그들의 전극치(273, 277)가 어긋난 형태로 배열되어 있다.
2개의 구동 기구(280)는 미러부(110) 및 내측 프레임(120)을 통하여 대칭적으로 배열 설치되어 있고, 각각 빗살 전극(281) 및 빗살 전극(285)을 갖는다. 빗살 전극(281)은 주로 제 1 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 내측 프레임(120)에 고정된 기부(282) 및 상기 기부(282)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(283) 를 갖는다. 빗살 전극(285)은 도체부(285a), 도체부(285b), 및 이들을 전기적으로 분리하기 위한 절연부(285c)로 이루어지는 적층 구조를 갖고, 외측 프레임(130)에 고정되어 내측으로 연장 돌출되는 기부(286) 및 상기 기부(286)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(287)를 갖는다. 도체부(285a, 285b)는 각각 제 1 및 제 2 실리콘층으로부터 유래하는 부위이다. 빗살 전극(281)과 빗살 전극(285)의 도체부(285b)는 본 소자의 비회전 구동 시에는, 도 13의 (a) 및 도 14의 (a)에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 높이에 위치한다. 또한, 빗살 전극(281, 285)은 서로 맞닿지 않도록 그들의 전극치(283, 287)가 어긋난 형태로 배열되어 있다.
2개의 구동 기구(290)는 미러부(110) 및 내측 프레임(120)을 통하여 대칭적으로 배열 설치되어 있고, 각각 빗살 전극(291) 및 빗살 전극(295)을 갖는다. 빗살 전극(291)은 주로 제 1 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 내측 프레임(120)에 고정된 기부(292) 및 상기 기부(292)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(293)를 갖는다. 빗살 전극(295)은 도체부(295a), 도체부(295b), 및 이들을 전기적으로 분리하기 위한 절연부(295c)로 이루어지는 적층 구조를 갖고, 외측 프레임(130)에 고정되어 내측으로 연장 돌출되는 기부(296) 및 상기 기부(296)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(297)를 갖는다. 도체부(295a, 295b)는 각각 제 1 및 제 2 실리콘층으로부터 유래하는 부위이다. 빗살 전극(291)과 빗살 전극(295)의 도체부(295b)는 본 소자의 비회전 구동 시에는, 도 13의 (a) 및 도 15의 (a)에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 높이에 위치한다. 또한, 빗살 전극(291, 295)은 서로 맞닿지 않도록 그들의 전극치(293, 297)가 어긋난 형태로 배열되어 있다.
마이크로미러 소자(X2)에서는, 빗살 전극(261, 271, 281, 291), 빗살 전극(265)의 도체부(265a, 265b), 빗살 전극(275)의 도체부(275a, 275b), 빗살 전극(285)의 도체부(285a, 285b), 및 빗살 전극(295)의 도체부(295a, 295b) 각각에 대하여 필요에 따라 소정의 전위를 부여함으로써, 미러부(110)를 회전 축심(A1) 둘레로 회전 동작시킬 수 있다.
도 16은 마이크로미러 소자(X2)의 구동 형태의 일례를 나타낸다. 도 16의 (a)는 구동 기구(260)의 빗살 전극(265)의 도체부(265b) 및 구동 기구(280)의 빗살 전극(285)의 도체부(285b)에 인가되는 전압의 시간 변화를 나타낸다. 도 16의 (b)는 구동 기구(270)의 빗살 전극(275)의 도체부(275b) 및 구동 기구(290)의 빗살 전극(295)의 도체부(295b)에 인가되는 전압의 시간 변화를 나타낸다. 도 16의 (c)는 구동 기구(260)의 빗살 전극(265)의 도체부(265a), 구동 기구(270)의 빗살 전극(275)의 도체부(275a), 구동 기구(280)의 빗살 전극(285)의 도체부(285a), 및 구동 기구(290)의 빗살 전극(295)의 도체부(295a)에 인가되는 전압의 시간 변화를 나타낸다. 도 16의 (a)∼(c)의 그래프 각각에서는, 횡축에서 시간(t)을 나타내고, 종축에서 인가 전압(v)을 나타낸다. 본 구동 형태에서는, 빗살 전극(261, 271, 281, 291)은 그라운드 접속되어 있다. 또한, 도 16의 (d)는 본 구동 형태에서의 미러부(110)의 회전 각도의 시간 변화를 나타낸다. 도 16의 (d)의 그래프에서는, 횡축에서 시간(t)을 나타내고, 종축에서 회전 각도(θ)를 나타낸다.
본 구동 형태에서는, 우선, 시간 T0에서 초기 상태(미러부(110)의 회전 각도 가 0°)에 있는 마이크로미러 소자(X2)의 빗살 전극(265, 285)의 도체부(265b, 285b)에 대하여, 시간 T1에서 미러부(110)의 회전 변위가 최대 회전 각도 θ1에 도달하도록, 시간 T0으로부터 시간 T1의 동안, 도 16의 (a)에 나타낸 바와 같이 소정의 전압 V1이 인가된다. 시간 T0으로부터 시간 T1의 동안, 빗살 전극(261)과 도체부(265b)의 사이 및 빗살 전극(281)과 도체부(285b)의 사이에는 정전 인력이 발생하여 미러부(110)의 회전 각도는 제 1 방향으로 계속하여 증대한다. 시간 T1에서는, 구동 기구(260)는, 예를 들어, 도 10의 (b) 및 도 11의 (b)에 나타낸 배향을 취하고, 구동 기구(280)는, 예를 들어, 도 13의 (b) 및 도 14의 (b)에 나타낸 배향을 취하며, 회전 각도는 도 16의 (d)에 나타낸 바와 같이 θ1에 도달한다. 이 때, 연결부(140, 150)에는 소정의 비틀림 응력이 발생하고 있다.
다음으로, 시간 T1로부터 시간 T2의 동안, 각 도체부(265b, 285b)에 대한 인가 전압은 실질적으로 0V로 되고, 각 도체부(265a, 275a, 285a, 295a)에 대하여 도 16의 (b)에 나타낸 바와 같이 소정의 전압 V2가 인가된다. 그 동안, 연결부(140, 150)의 비틀림 응력이 복원력으로서 작용하는 것에 더하여, 빗살 전극(261)과 도체부(265b)의 사이, 빗살 전극(271)과 도체부(275b)의 사이, 빗살 전극(281)과 도체부(285b)의 사이, 및 빗살 전극(291)과 도체부(295b)의 사이에는 정전 인력이 발생하여, 미러부(110)의 회전 각도는 계속하여 감소한다. 시간 T2에서는, 구동 기구(260, 270)는 도 10의 (a), 도 11의 (a) 및 도 12의 (a)에 나타낸 배향을 취하 고, 구동 기구(280, 290)는 도 13의 (a), 도 14의 (a) 및 도 15의 (a)에 나타낸 배향을 취하며, 회전 각도는 도 16의 (d)에 나타낸 바와 같이 0°에 도달한다.
다음으로, 시간 T3에서 미러부(110)의 회전 변위가 최대 회전 각도 θ2에 도달하도록, 시간 T2로부터 시간 T3의 동안, 각 도체부(275b, 295b)에 대하여 도 16의 (b)에 나타낸 바와 같이 소정의 전압 V3이 인가되고, 각 도체부(265a, 275a, 285a, 295a)에 대한 인가 전압은 실질적으로 0V로 된다. 시간 T2로부터 시간 T3의 동안, 빗살 전극(271)과 도체부(275b)의 사이 및 빗살 전극(291)과 도체부(295b)의 사이에는 정전 인력이 발생하여 미러부(110)의 회전 각도는 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로 계속하여 증대한다. 시간 T3에서는, 구동 기구(270)는, 예를 들어, 도 10의 (c) 및 도 12의 (b)에 나타낸 배향을 취하고, 구동 기구(290)는, 예를 들어, 도 13의 (c) 및 도 15의 (b)에 나타낸 배향을 취하며, 회전 각도는 도 16의 (d)에 나타낸 바와 같이 θ2에 도달한다. 이 때, 연결부(140, 150)에는 소정의 비틀림 응력이 발생하고 있다.
다음으로, 시간 T3으로부터 시간 T4의 동안, 각 도체부(275b, 295b)에 대한 인가 전압은 실질적으로 0V로 되고, 각 도체부(265a, 275a, 285a, 295a)에 대하여 도 16의 (c)에 나타낸 바와 같이 소정의 전압 V4가 인가된다. 그 동안, 연결부(140, 150)의 비틀림 응력이 복원력으로서 작용하는 것에 더하여, 빗살 전극(261)과 도체부(265b)의 사이, 빗살 전극(271)과 도체부(275b)의 사이, 빗살 전극(281)과 도체부(285b)의 사이, 및 빗살 전극(291)과 도체부(295b)의 사이에는 정전 인력이 발생하여, 미러부(110)의 회전 각도는 계속하여 감소한다. 시간 T4에서는, 구동 기구(260, 270)는 도 10의 (a), 도 11의 (a) 및 도 12의 (a)에 나타낸 배향을 취하고, 구동 기구(280, 290)는 도 13의 (a), 도 14의 (a) 및 도 15의 (a)에 나타낸 배향을 취하며, 회전 각도는 도 16의 (d)에 나타낸 바와 같이 0°에 도달한다. 시간 T0으로부터 시간 T4에 걸친 이상과 같은 일련의 동작이 필요에 따라 반복된다.
본 구동 형태에서는, 바람직하게는, 전압 V1 및 전압 V3은 동일하고, 전압 V2 및 전압 V4는 동일하며, 회전 각도 θ1의 절대값은 회전 각도 θ2의 절대값과 동일하다. 또한, 바람직하게는, 전압 V2 및 V4는 전압 V1 및 V3보다 작다. 또한, 바람직하게는, 시간 T0으로부터 시간 T1의 동안, 시간 T1로부터 시간 T2 의 동안, 시간 T2로부터 시간 T3의 동안, 및 시간 T3으로부터 시간 T4의 동안은, 바람직하게는, 동일한 길이로 설정되어, 각각 미러부(110)의 회전 동작의 1/4 주기로 된다. 이상과 같이 하여, 마이크로미러 소자(X2)의 미러부(110)에 대해서 주기적인 회전 동작을 달성할 수 있다.
마이크로미러 소자(X2)에서는, 구동 기구(280)의 스트로크와 구동 기구(260)의 스트로크가, 또는 구동 기구(290)의 스트로크와 구동 기구(270)의 스트로크가 중첩적으로 기여하여 긴 스트로크가 확보된다. 2종류의 구동 기구의 스트로크의 중첩적 기여에 의해 실효적으로 긴 스트로크가 확보되기 때문에, 예를 들어, 한 쌍의 빗살 전극으로 이루어지는 각 구동 기구에 대해서 비교적 얇게(회전 동작 방향에서 비교적 짧게) 형성할 수 있다. 그 때문에, 구동 기구의 두께가 반영된 두께로 형성되는 경향이 있는 가동부(미러부(110) 및 내측 프레임(120))에 대해서도 비교적 얇게 형성할 수 있다. 얇은 가동부일수록 경량이며, 높은 동작 속도를 실현하는데 적합하다. 이와 같이, 마이크로미러 소자(X2)는 미러부(110)에 대해서 회전 변위량이 큰 회전 동작을 높은 동작 속도로 실현하는데 적합하다.
마이크로미러 소자(X2)에서는, 구동 기구(260)와 구동 기구(280)를 전기적으로 병렬로 배열하고, 또한, 구동 기구(270)와 구동 기구(290)를 전기적으로 병렬로 배열함으로써, 회전 구동 제어의 간소화를 도모할 수 있다. 예를 들면, 각 빗살 전극(261)과 각 빗살 전극(281)을 전기적으로 병렬로 배열하고, 각 빗살 전극(265)의 도체부(265a)와 각 빗살 전극(285)의 도체부(285a)를 전기적으로 병렬로 배열하며, 또한, 각 빗살 전극(265)의 도체부(265b)와 각 빗살 전극(285)의 도체부(285b)를 전기적으로 병렬로 배열할 경우, 회전 구동 시에서, 모든 빗살 전극(261, 281)에는 동시에 동일한 전위가 부여되고, 모든 도체부(265a, 285a)에는 동시에 동일한 전위가 부여되며, 모든 도체부(265b, 285b)에는 동시에 동일한 전위가 부여되어, 구동 기구(260, 280)에 대한 제어를 공통화할 수 있다. 또한, 각 빗살 전극(271)과 각 빗살 전극(291)을 전기적으로 병렬로 배열하고, 각 빗살 전극(275)의 도체부(275a)와 각 빗살 전극(295)의 도체부(295a)를 전기적으로 병렬로 배열하며, 또한, 각 빗살 전극(275)의 도체부(275b)와 각 빗살 전극(295)의 도체부(295b)를 전기적으로 병렬로 배열할 경우, 회전 구동 시에서, 모든 빗살 전극(271, 291)에는 동시에 동일한 전위가 부여되고, 모든 도체부(275a, 295a)에는 동시에 동일한 전위가 부여되며, 모든 도체부(275b, 295b)에는 동시에 동일한 전위가 부여되어, 구동 기구(270, 290)에 대한 제어를 공통화할 수 있다.
구동 기구(260, 270)에 의해 달성할 수 있는 내측 프레임(120)에 대한 미러부(110)의 상대적인 최대 회전 변위 각도와, 구동 기구(280, 290)에 의해 달성할 수 있는 외측 프레임(130)에 대한 내측 프레임(120)의 상대적인 최대 회전 변위 각도가 동일하게 설정되어 있는 설계에 있어서, 구동 기구(260, 280)의 제어를, 예를 들어, 상술한 바와 같이 공통화하고, 또한, 구동 기구(270, 290)의 제어를, 예를 들어, 상술한 바와 같이 공통화할 경우, 연결부(140, 150)의 비틀림 스프링 상수를 각각 k1 및 k2로 하고, 구동 기구(260, 270) 및 구동 기구(280, 290)에 의해 발생되는 회전 토크를 각각 T1 및 T2로 하면, 상기 식 (1)의 조건을 충족시키는 경우에 가장 효율적으로 이들 구동 기구를 제어할 수 있다. 한편, 구동 기구(260, 270)에 의해 달성할 수 있는 내측 프레임(120)에 대한 미러부(110)의 상대적인 최대 회전 변위 각도와, 구동 기구(280, 290)에 의해 달성할 수 있는 외측 프레임(130)에 대한 내측 프레임(120)의 상대적인 최대 회전 변위 각도의 비가 1:a로 설정되어 있는 설계에 있어서, 구동 기구(260, 280)의 제어를, 예를 들어, 상술한 바와 같이 공통화하고, 또한, 구동 기구(270, 290)의 제어를, 예를 들어, 상술한 바와 같이 공통화할 경우, 연결부(140, 150)의 비틀림 스프링 상수를 각각 k1 및 k2로 하고, 구동 기구(260, 270) 및 구동 기구(280, 290)에 의해 발생되는 회전 토크를 각각 T1 및 T2로 하면, 상기 식 (2)의 조건을 충족시키는 경우에 가장 효율적으로 이들 구동 기구를 제어할 수 있다.
도 17 내지 도 24는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 마이크로미러 소자(X3)를 나타낸다. 도 17은 마이크로미러 소자(X3)의 평면도이고, 도 18 내지 도 20은 도 17의 XVIII-XVIII선에 따른 단면도이다. 또한, 도 21 내지 도 24는 각각 도 17의 XXI-XXI선, XXII-XXII선, XXIII-XXIII선, 및 XXIV-XXIV선에 따른 단면도이다.
마이크로미러 소자(X3)는 미러부(310)와, 프레임(320)과, 한 쌍의 연결부(330)와, 각각 2개의 구동 기구(340, 350, 360, 370)를 구비한다. 또한, 마이크로미러 소자(X3)는, 마이크로미러 소자(X1)와 동일하게, MEMS 기술 등의 벌크 마이크로머시닝 기술에 의해, SOI 기판인 소정의 적층 구조를 갖는 재료 기판에 대하여 가공을 실시함으로써 제조된 것이다. 상기 재료 기판은, 예를 들어, 제 1 및 제 2 실리콘층과 상기 실리콘층 사이의 절연층으로 이루어지는 적층 구조를 갖고, 각 실리콘층은 불순물의 도핑에 의해 소정의 도전성이 부여되어 있다. 도면의 명확화의 관점에서, 도 17에서는 제 1 실리콘층으로부터 유래하여 절연층보다 지면 앞쪽 방향으로 돌출되는 부위(미러면(311)은 제외함)에 대해서 사선 해칭으로 나타낸다.
미러부(310)는 주로 제 1 실리콘층에서 성형된 부위이며, 그 표면에는 광반사 기능을 갖는 미러면(311)을 갖는다. 미러면(311)은 제 1 실리콘층 위에 성막된 Cr층 및 그 위의 Ar층으로 이루어지는 적층 구조를 갖는다. 이러한 미러부(310)는 본 발명에서의 가동부를 구성한다. 프레임(320)은 주로 제 1 실리콘층에서 성형된 부위이며, 미러부(310)를 둘러싸는 형태를 갖는다.
한 쌍의 연결부(330)는 제 1 실리콘층에서 성형된 부위이며, 각각 2개의 토션 바(331)로 이루어진다. 각 토션 바(331)는 미러부(310) 및 프레임(320)에 접속하여 이들을 연결하고 있다. 각 연결부(330)의 2개의 토션 바(331)의 간격은 프레임(320) 측으로부터 미러부(310) 측에 걸쳐 점차 넓어지고 있다. 이러한 한 쌍의 연결부(330)는 프레임(320)에 대한 미러부(310)의 회전 동작의 회전 축심(A3)을 규정한다. 프레임(320) 측으로부터 미러부(310) 측에 걸쳐 간격이 점증하는 2개의 토션 바(331)로 이루어지는 연결부(330)는 미러부(310)의 회전 동작에서의 불필요한 변위 성분을 방지하는데 적합하다. 또한, 연결부(330)에 대해서는, 2개의 토션 바(331)를 통하여 프레임(320)으로부터 미러부(310)에 대하여 2개의 서로 다른 전위를 부여할 수 있게 구성하는 것이 가능하다.
2개의 구동 기구(340)는 미러부(310)를 통하여 대칭적으로 배열 설치되어 있고, 각각 빗살 전극(341) 및 빗살 전극(345)을 갖는다. 빗살 전극(341)은 주로 제 1 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 미러부(310)에 고정된 기부(342) 및 상기 기부(342)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(343)를 갖는다. 빗살 전극(345)은 주로 제 2 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 프레임(320)에 고정되어 내측으로 연장 돌출되는 기부(346) 및 상기 기부(346)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(347)를 갖는다. 빗살 전극(341, 345)은 본 소자의 비회전 구동 시에는, 도 18 및 도 21의 (a)에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 높이에 위치한다. 또한, 빗살 전극(341, 345)은 회전 구동 시에서 서로 맞닿지 않도록 그들의 전극치(343, 347)가 어긋난 형태로 배열되어 있다.
2개의 구동 기구(350)는 미러부(310)를 통하여 대칭적으로 배열 설치되어 있고, 각각 빗살 전극(351) 및 빗살 전극(355)을 갖는다. 빗살 전극(351)은 주로 제 1 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 미러부(310)에 고정된 기부(352) 및 상기 기부(352)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(353)를 갖는다. 빗살 전극(355)은 주로 제 2 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 프레임(320)에 고정되어 내측으로 연장 돌출되는 기부(356) 및 상기 기부(356)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(357)를 갖는다. 빗살 전극(351, 355)은 본 소자의 비회전 구동 시에는, 도 18 및 도 22의 (a)에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 높이에 위치한다. 또한, 빗살 전극(351, 355)은 회전 구동 시에서 서로 맞닿지 않도록 그들의 전극치(353, 357)가 어긋난 형태로 배열되어 있다.
2개의 구동 기구(360)는 미러부(310)를 통하여 대칭적으로 배열 설치되어 있고, 각각 빗살 전극(361) 및 빗살 전극(365)을 갖는다. 빗살 전극(361)은 주로 제 1 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 미러부(310)에 고정된 기부(362) 및 상기 기부(362)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(363)를 갖는다. 빗살 전극(365)은 주로 제 2 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 프레임(320)에 고정되어 내측으로 연장 돌출되는 기부(366) 및 상기 기부(366)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(367)를 갖는다. 빗살 전극(361, 365)은 본 소자의 비회전 구동 시에는, 도 18 및 도 23의 (a)에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 높이에 위치한다. 또한, 빗살 전극(361, 365)은 회전 구동 시에서 서로 맞닿지 않도록 그들의 전극치(363, 367)가 어긋난 형태로 배열되어 있다.
2개의 구동 기구(370)는 미러부(310)를 통하여 대칭적으로 배열 설치되어 있고, 각각 빗살 전극(371) 및 빗살 전극(375)을 갖는다. 빗살 전극(371)은 주로 제 1 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 미러부(310)에 고정된 기부(372) 및 상기 기부(372)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(373)를 갖는다. 빗살 전극(375)은 주로 제 2 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 프레임(320)에 고정되어 내측으로 연장 돌출되는 기부(376) 및 상기 기부(376)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(377)를 갖는다. 빗살 전극(371, 375)은 본 소자의 비회전 구동 시에는, 도 18 및 도 24의 (a)에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 높이에 위치한다. 또한, 빗살 전극(371, 375)은 회전 구동 시에서 서로 맞닿지 않도록 그들의 전극치(373, 377)가 어긋난 형태로 배열되어 있다.
마이크로미러 소자(X3)에서는, 빗살 전극(341, 345, 351, 355, 361, 365, 371, 375)의 각각에 대하여 필요에 따라 소정의 전위를 부여함으로써, 미러부(310)를 회전 축심(A3) 둘레로 회전 동작시킬 수 있다.
예를 들어, 구동 기구(340)의 빗살 전극(341, 345)에 소정의 전위를 부여함으로써 빗살 전극(341, 345) 사이에 원하는 정전 인력을 발생시키고, 또한, 구동 기구(360)의 빗살 전극(361, 365)에 소정의 전위를 부여함으로써 빗살 전극(361, 365) 사이에 원하는 정전 인력을 발생시키면, 빗살 전극(341)은 빗살 전극(345)에 끌어들여지고, 또한, 빗살 전극(361)은 빗살 전극(365)에 끌어들여지며, 구동 기구(340, 360)는, 예를 들어, 도 19의 (a), 도 21의 (b), 및 도 23의 (b)에 나타낸 배향을 취한다. 이것에 의해, 미러부(310)는 프레임(320)에 대하여 회전 축심(A3) 둘레로 회전 동작하게 된다. 상기 회전 동작에서의 회전 변위량은 부여 전위를 조정함으로써 조절할 수 있다. 회전 축심(A3) 둘레의 반대쪽으로의 미러부(310)의 회전 구동에 대해서는, 구동 기구(340, 360)에 관하여 상술한 것과 동일하게 구동 기구(350, 370)에서 원하는 정전 인력을 발생시킴으로써, 예를 들어, 도 20의 (a), 도 22의 (b), 및 도 24의 (b)에 나타낸 바와 같이 달성할 수 있다. 이러한 미러부(310)의 2방향으로의 회전 구동에 의해, 미러부(310) 위에 설치된 미러면(311)에 의해 반사되는 광의 반사 방향을 적절히 전환할 수 있다.
도 25는 마이크로미러 소자(X3)의 구동 형태의 일례를 나타낸다. 도 25의 (a)는 구동 기구(340)의 빗살 전극(345)에 인가되는 전압의 시간 변화를 나타낸다. 도 25의 (b)는 구동 기구(360)의 빗살 전극(365)에 인가되는 전압의 시간 변화를 나타낸다. 도 25의 (c)는 구동 기구(350)의 빗살 전극(355)에 인가되는 전압의 시간 변화를 나타낸다. 도 25의 (d)는 구동 기구(370)의 빗살 전극(375)에 인가되는 전압의 시간 변화를 나타낸다. 도 25의 (a)∼(d)의 그래프 각각에서는, 횡축에서 시간(t)을 나타내고, 종축에서 인가 전압(v)을 나타낸다. 본 구동 형태에서는, 빗살 전극(341, 351, 361, 371)은 그라운드 접속되어 있다. 또한, 도 25의 (e)는 본 구동 형태에서의 미러부(310)의 회전 각도의 시간 변화를 나타낸다. 도 25의 (e)의 그래프에서는, 횡축에서 시간(t)을 나타내고, 종축에서 회전 각도(θ)를 나타낸 다.
본 구동 형태에서는, 우선, 시간 T0에서 초기 상태(회전 각도가 0°)에 있는 미러부(310)의 회전 변위가 시간 T2에서 최대 회전 각도 θ1에 도달하도록, 시간 T 0으로부터 시간 T1의 동안, 빗살 전극(345)에 대하여 도 25의 (a)에 나타낸 바와 같이 소정의 전압 V1이 인가되는 동시에, 시간 T0으로부터 시간 T2의 동안, 빗살 전극(365)에 대하여 도 25의 (b)에 나타낸 바와 같이 소정의 전압 V2가 인가된다. 시간 T0으로부터 시간 T1의 동안, 빗살 전극(341, 345) 사이 및 빗살 전극(361, 365) 사이에는 정전 인력이 발생하여 미러부(310)의 회전 각도는 제 1 방향으로 계속하여 증대하고, 시간 T1에서는, 구동 기구(340, 360)는, 예를 들어, 도 19의 (a), 도 21의 (b), 및 도 23의 (b)에 나타낸 배향을 취한다. 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로의 구동력(구동 토크)이 구동 기구(340)에서 발생할 수 있는 회전 변위(예를 들어, θ1')에 도달하기 이전인 시간 T1에서, 빗살 전극(345)에 대한 전압 인가는 실질적으로 0V로 된다. 그리고, 시간 T1로부터 시간 T2의 동안, 빗살 전극(361, 365) 사이에는 연이어 정전 인력이 발생하여 미러부(310)의 회전 각도는 제 1 방향으로 계속하여 증대한다. 시간 T2에서는, 구동 기구(340, 360)는, 예를 들어, 도 19의 (b), 도 21의 (c), 및 도 23의 (c)에 나타낸 배향을 취하고, 회전 각도는 도 25의 (e)에 나타낸 바와 같이 θ1에 도달한다. 이 때, 연결부(330)에는 소정의 비틀림 응력이 발생하고 있다.
다음으로, 시간 T2에서 각 빗살 전극(365)에 대한 인가 전압이 실질적으로 0V로 된다. 그 후, 시간 T2로부터 시간 T3의 동안, 연결부(330)의 비틀림 응력이 복원력으로서 작용하여 회전 각도는 계속하여 감소한다. 시간 T3에서는, 회전 각도는 도 25의 (e)에 나타낸 바와 같이 0°에 도달한다.
다음으로, 미러부(310)의 회전 변위가 시간 T5에서 최대 회전 각도 θ2에 도달하도록, 시간 T3으로부터 시간 T4의 동안, 빗살 전극(355)에 대하여 도 25의 (c)에 나타낸 바와 같이 소정의 전압 V3이 인가되는 동시에, 시간 T3으로부터 시간 T 5의 동안, 빗살 전극(375)에 대하여 도 25의 (d)에 나타낸 바와 같이 소정의 전압 V4가 인가된다. 시간 T3으로부터 시간 T4의 동안, 빗살 전극(351, 355) 사이 및 빗살 전극(371, 375) 사이에는 정전 인력이 발생하여 미러부(310)의 회전 각도는 제 2 방향으로 계속하여 증대하고, 시간 T4에서는, 구동 기구(350, 370)는, 예를 들어, 도 20의 (a), 도 22의 (b), 및 도 24의 (b)에 나타낸 배향을 취한다. 제 2 방향과는 반대인 제 1 방향으로의 구동력(구동 토크)이 구동 기구(350)에서 발생할 수 있는 회전 변위(예를 들어, θ2')에 도달하기 이전인 시간 T4에서, 빗살 전극(355)에 대한 전압 인가는 실질적으로 0V로 된다. 그리고, 시간 T4로부터 시간 T5의 동안, 빗살 전극(371, 375) 사이에는 연이어 정전 인력이 발생하여 미러부(310)의 회전 각도는 제 2 방향으로 계속하여 증대한다. 시간 T5에서는, 구동 기구(350, 370)는, 예를 들어, 도 20의 (b), 도 22의 (c) 및 도 24의 (c)에 나타낸 배향을 취하고, 회전 각도는 도 25의 (e)에 나타낸 바와 같이 θ2에 도달한다. 이 때, 연결부(330)에는 소정의 비틀림 응력이 발생하고 있다.
다음으로, 시간 T5에서 각 빗살 전극(375)에 대한 인가 전압이 실질적으로 0V로 된다. 그 후, 시간 T5로부터 시간 T6의 동안, 연결부(330)의 비틀림 응력이 복원력으로서 작용하여 회전 각도는 계속하여 감소한다. 시간 T6에서는, 회전 각도는 도 25의 (e)에 나타낸 바와 같이 0°에 도달한다. 시간 T0으로부터 시간 T6에 걸친 이상과 같은 일련의 동작이 필요에 따라 반복된다.
본 구동 형태에서는, 바람직하게는, 전압 V1 및 전압 V3은 동일하고, 또한, 전압 V2 및 전압 V4는 동일하며, 회전 각도 θ1의 절대값은 회전 각도 θ 2의 절대값과 동일하다. 또한, 시간 T0으로부터 시간 T2의 동안, 시간 T2로부터 시간 T3의 동안, 시간 T3으로부터 시간 T5의 동안, 및 시간 T5로부터 시간 T6 의 동안은, 바람직하게는, 동일한 길이로 설정되어, 각각 미러부(310)의 회전 동작의 1/4 주기로 된다. 이상과 같이 하여, 마이크로미러 소자(X3)의 미러부(310)에 대해서 주기적인 회전 동작을 달성할 수 있다.
도 26은 마이크로미러 소자(X3)의 구동 형태의 다른 예를 나타낸다. 도 26 의 (a)는 구동 기구(340)의 빗살 전극(345)에 인가되는 전압의 시간 변화를 나타낸다. 도 26의 (b)는 구동 기구(360)의 빗살 전극(365)에 인가되는 전압의 시간 변화를 나타낸다. 도 26의 (c)는 구동 기구(350)의 빗살 전극(355)에 인가되는 전압의 시간 변화를 나타낸다. 도 26의 (d)는 구동 기구(370)의 빗살 전극(375)에 인가되는 전압의 시간 변화를 나타낸다. 도 26의 (a)∼(d)의 그래프 각각에서는, 횡축에서 시간(t)을 나타내고, 종축에서 인가 전압(v)을 나타낸다. 본 구동 형태에서는, 빗살 전극(341, 351, 361, 371)은 그라운드 접속되어 있다. 또한, 도 26의 (e)는 본 구동 형태에서의 미러부(310)의 회전 각도의 시간 변화를 나타낸다. 도 26의 (e)의 그래프에서는, 횡축에서 시간(t)을 나타내고, 종축에서 회전 각도(θ)를 나타낸다. 본 구동 형태는, 빗살 전극(345, 355)에 대해서 새로운 전압 인가 기간이 존재하는 점에서 도 25를 참조하여 상술한 구동 형태와 상이하다.
본 구동 형태에서는, 도 26의 (a)에 나타낸 바와 같이, 시간 T2로부터 시간 T2'의 동안, 빗살 전극(345)에 소정의 전압 V5가 인가된다. 그 동안, 연결부(330)의 비틀림 응력이 복원력으로서 작용하는 것에 더하여, 빗살 전극(341, 345) 사이에는 제 2 방향으로의 구동력으로서 정전 인력이 발생하여, 미러부(310)의 회전 각도는 계속하여 감소한다. 시간 T2'에서는, 구동 기구(340, 360)는, 예를 들어, 도 19의 (a), 도 21의 (b), 및 도 23의 (b)에 나타낸 배향을 취한다. 제 2 방향과는 반대인 제 1 방향으로의 구동력(구동 토크)이 구동 기구(340)에서 발생할 수 있는 회전 변위(예를 들어, θ1)에 도달하기 이전인 시간 T2'에서, 빗살 전극(345)에 대 한 전압 인가는 실질적으로 0V로 된다.
또한, 본 구동 형태에서는, 도 26의 (c)에 나타낸 바와 같이, 시간 T5로부터 시간 T5'의 동안, 빗살 전극(355)에 소정의 전압 V6이 인가된다. 그 동안, 연결부(330)의 비틀림 응력이 복원력으로서 작용하는 것에 더하여, 빗살 전극(351, 355) 사이에는 제 1 방향으로의 구동력으로서 정전 인력이 발생하여, 미러부(310)의 회전 각도는 계속하여 감소한다. 시간 T5'에서는, 구동 기구(350, 370)는, 예를 들어, 도 20의 (b), 도 22의 (b), 및 도 24의 (b)에 나타낸 배향을 취한다. 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로의 구동력(구동 토크)이 구동 기구(350)에서 발생할 수 있는 회전 변위(예를 들어, θ2)에 도달하기 이전인 시간 T5'에서, 빗살 전극(355)에 대한 전압 인가는 실질적으로 0V로 된다.
본 구동 형태에서는, 바람직하게는, 전압 V1 및 전압 V5는 동일하고, 전압 V3 및 전압 V6은 동일하다. 또한, 시간 T0으로부터 시간 T1의 동안과 시간 T2로부터 시간 T2'의 동안의 합, 및 시간 T3으로부터 시간 T4의 동안과 시간 T5 로부터 시간 T5'의 동안의 합은 각각, 바람직하게는, 미러부(310)의 회전 동작의 1/4 주기로 된다. 이상과 같이 하여, 마이크로미러 소자(X3)의 미러부(310)에 대해서 주기적인 회전 동작을 달성할 수 있다.
마이크로미러 소자(X3)에서는, 미러부(310)의 회전 동작에서의 회전 축심(A3)에 대하여 구동 기구(340, 350)는 상대적으로 멀리 배열 설치되고, 구동 기구(360, 370)는 상대적으로 가까이 배열 설치되어 있다. 이러한 구성에서는, 구동 기구(340, 350)는 큰 회전 토크를 발생하는데 구동 기구(360, 370)보다 적합하다. 예를 들면, 구동 기구(340, 350)와 구동 기구(360, 370)의 치수 설계가 동일한 경우, 이들에 동일한 전압을 인가하면, 구동 기구(340, 350)에서는, 회전 축심(A3)으로부터의 거리가 보다 멀기 때문에 구동 기구(360, 370)보다도 큰 회전 토크가 발생한다. 또한, 구동 기구(360, 370)는 큰 스트로크를 확보하는데 구동 기구(340, 350)보다 적합하다. 예를 들면, 구동 기구(340, 350)와 구동 기구(360, 370)의 치수 설계가 동일한 경우, 구동 기구(360, 370)는 구동 기구(340, 350)보다도 더 큰 회전 변위량(회전 각도)에 걸친 스트로크를 갖는다. 큰 회전 토크의 발생에 적합한 구동 기구(340, 350)와 큰 스트로크를 확보하는데 적합한 구동 기구(360, 370)를 함께 구비하는 마이크로미러 소자(X3)에서는, 각 구동 기구에서의 각 빗살 전극을 과도하게 두껍게 하지 않더라도, 실효적으로 긴 스트로크를 확보할 수 있다. 이러한 마이크로미러 소자(X3)는 미러부(310)에 대해서 회전 변위량이 큰 회전 동작을 높은 동작 속도로 실현하는데 적합하다.
이러한 마이크로미러 소자(X3)에서는, 구동 기구(340, 350) 및 구동 기구(360, 370) 각각의 특징을 효과적으로 활용하도록, 구동 기구(340, 350) 및 구동 기구(360, 370)를 전기적으로 분리하여 각각 독립적으로 제어하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 미러부(310)의 변위량이 소각도 범위에서는 주로 구동 기구(340, 350)에 의존하여 큰 회전 토크를 발생시키고, 대각도 범위에서는 구동 기구(360, 370)의 상대적으로 긴 스트로크에 걸쳐 상기 구동 기구(360, 370)에 의 해 소정의 회전 토크를 지속시킬 수 있다.
또한, 마이크로미러 소자(X3)에서는, 구동 기구(360, 370)의 각 빗살 전극의 전기장 발생 면적을 원하는 정도까지 크게 함으로써, 상기 구동 기구(360, 370)에 의해 발생되는 회전 토크와 구동 기구(340, 350)에 의해 발생되는 회전 토크의 차를 작게 설정할 수도 있다. 또는, 회전 축심(A3)으로부터 더 먼 개소에서 구동력을 발생시키기 위한 구동 기구를 복수 종류 추가할 수도 있다. 이러한 구성을 채용함으로써, 마이크로미러 소자(X3)에서의 소정의 특성을 향상시킬 수 있는 경우가 있다.
또한, 마이크로미러 소자(X3)에서는, 미러부(310)를 고정밀도로 회전 구동하도록, 미러부(310)의 회전 변위량(회전 각도)을 검출하기 위한 수단을 설치하는 것이 바람직하다. 상기 검출 수단으로서는, 예를 들어, 미러부(310)의 상면 또는 하면에서의 광반사를 이용하는 광학적인 수법, 빗살 전극이나 미러부(310)의 하면에서 정전 용량값을 계측(計測)하는 수법, 또는 연결부(330) 내지 토션 바(331)의 왜곡(歪曲)을 피에조 저항 등의 왜곡 게이지(gauge)를 이용하여 계측하는 수법을 채용할 수 있다.
도 27 내지 도 34는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 마이크로미러 소자(X4)를 나타낸다. 도 27은 마이크로미러 소자(X4)의 평면도이고, 도 28 내지 도 30은 도 27의 XXVIII-XXVIII선에 따른 단면도이다. 또한, 도 31 내지 도 34는 각각 도 27의 XXXI-XXXI선, XXXII-XXXII선, XXXIII-XXXIII선, 및 XXXIV-XXXIV선에 따른 단면도이다.
마이크로미러 소자(X4)는 미러부(310)와, 프레임(320)과, 한 쌍의 연결부(330)와, 각각 2개의 구동 기구(440, 450, 460, 470)를 구비한다. 마이크로미러 소자(X4)는 구동 기구(340, 350, 360, 370) 대신에 구동 기구(440, 450, 460, 470)를 구비하는 점에서 마이크로미러 소자(X3)와 상이하다. 또한, 마이크로미러 소자(X4)는, 마이크로미러 소자(X1)와 동일하게, MEMS 기술 등의 벌크 마이크로머시닝 기술에 의해, SOI 기판인 소정의 적층 구조를 갖는 재료 기판에 대하여 가공을 실시함으로써 제조된 것이다. 상기 재료 기판은, 예를 들어, 제 1 및 제 2 실리콘층과 상기 실리콘층 사이의 절연층으로 이루어지는 적층 구조를 갖고, 각 실리콘층은 불순물의 도핑에 의해 소정의 도전성이 부여되어 있다. 도면의 명확화의 관점에서, 도 27에서는 제 1 실리콘층으로부터 유래하여 절연층보다 지면 앞쪽 방향으로 돌출되는 부위(미러면(311)은 제외함)에 대해서 사선 해칭으로 나타낸다.
마이크로미러 소자(X4)가 갖는 2개의 구동 기구(440)는 미러부(310)를 통하여 대칭적으로 배열 설치되어 있고, 각각 빗살 전극(441) 및 빗살 전극(445)을 갖는다. 빗살 전극(441)은 주로 제 1 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 미러부(310)에 고정된 기부(442) 및 상기 기부(442)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(443)를 갖는다. 빗살 전극(445)은 도체부(445a), 도체부(445b), 및 이들을 전기적으로 분리하기 위한 절연부(445c)로 이루어지는 적층 구조를 갖고, 프레임(320)에 고정되어 내측으로 연장 돌출되는 기부(446) 및 상기 기부(446)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(447)를 갖는다. 도체부(445a, 445b)는 각각 제 1 및 제 2 실리콘층으로부터 유래하는 부위이다. 빗살 전극(441)과 빗살 전극(445) 의 도체부(445b)는 본 소자의 비회전 구동 시에는, 도 28 및 도 31의 (a)에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 높이에 위치한다. 또한, 빗살 전극(441, 445)은 서로 맞닿지 않도록 그들의 전극치(443, 447)가 어긋난 형태로 배열되어 있다.
2개의 구동 기구(450)는 미러부(310)를 통하여 대칭적으로 배열 설치되어 있고, 각각 빗살 전극(451) 및 빗살 전극(455)을 갖는다. 빗살 전극(451)은 주로 제 1 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 미러부(310)에 고정된 기부(452) 및 상기 기부(452)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(453)를 갖는다. 빗살 전극(455)은 도체부(455a), 도체부(455b), 및 이들을 전기적으로 분리하기 위한 절연부(455c)로 이루어지는 적층 구조를 갖고, 프레임(320)에 고정되어 내측으로 연장 돌출되는 기부(456) 및 상기 기부(456)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(457)를 갖는다. 도체부(455a, 455b)는 각각 제 1 및 제 2 실리콘층으로부터 유래하는 부위이다. 빗살 전극(451)과 빗살 전극(455)의 도체부(455b)는 본 소자의 비회전 구동 시에는, 도 28 및 도 32의 (a)에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 높이에 위치한다. 또한, 빗살 전극(451, 455)은 서로 맞닿지 않도록 그들의 전극치(453, 457)가 어긋난 형태로 배열되어 있다.
2개의 구동 기구(460)는 미러부(310)를 통하여 대칭적으로 배열 설치되어 있고, 각각 빗살 전극(461) 및 빗살 전극(465)을 갖는다. 빗살 전극(461)은 주로 제 1 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 미러부(310)에 고정된 기부(462) 및 상기 기부(462)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(463)를 갖는다. 빗살 전극(465)은 도체부(465a), 도체부(465b), 및 이들을 전기적으로 분리하기 위한 절연부(465c)로 이루어지는 적층 구조를 갖고, 프레임(320)에 고정되어 내측으로 연장 돌출되는 기부(466) 및 상기 기부(466)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(467)를 갖는다. 도체부(465a, 465b)는 각각 제 1 및 제 2 실리콘층으로부터 유래하는 부위이다. 빗살 전극(461)과 빗살 전극(465)의 도체부(465b)는 본 소자의 비회전 구동 시에는, 도 28 및 도 33의 (a)에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 높이에 위치한다. 또한, 빗살 전극(461, 465)은 서로 맞닿지 않도록 그들의 전극치(463, 467)가 어긋난 형태로 배열되어 있다.
2개의 구동 기구(470)는 미러부(310)를 통하여 대칭적으로 배열 설치되어 있고, 각각 빗살 전극(471) 및 빗살 전극(475)을 갖는다. 빗살 전극(471)은 주로 제 1 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 프레임(320)에 고정된 기부(472) 및 상기 기부(472)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(473)를 갖는다. 빗살 전극(475)은 도체부(475a), 도체부(475b), 및 이들을 전기적으로 분리하기 위한 절연부(475c)로 이루어지는 적층 구조를 갖고, 프레임(320)에 고정되어 내측으로 연장 돌출되는 기부(476) 및 상기 기부(476)로부터 연장 돌출되는 복수의 전극치(477)를 갖는다. 도체부(475a, 475b)는 각각 제 1 및 제 2 실리콘층으로부터 유래하는 부위이다. 빗살 전극(471)과 빗살 전극(475)의 도체부(475b)는 본 소자의 비회전 구동 시에는, 도 28 및 도 34의 (a)에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 높이에 위치한다. 또한, 빗살 전극(471, 475)은 서로 맞닿지 않도록 그들의 전극치(473, 477)가 어긋난 형태로 배열되어 있다.
마이크로미러 소자(X4)에서는, 빗살 전극(441, 451, 461, 471), 빗살 전극(445)의 도체부(445a, 445b), 빗살 전극(455)의 도체부(455a, 455b), 빗살 전극(465)의 도체부(465a, 465b), 및 빗살 전극(475)의 도체부(475a, 475b) 각각에 대하여 필요에 따라 소정의 전위를 부여함으로써, 미러부(310)를 회전 축심(A3) 둘레로 회전 동작시킬 수 있다.
도 35는 마이크로미러 소자(X4)의 구동 형태의 일례를 나타낸다. 도 35의 (a)는 구동 기구(440)의 빗살 전극(445)의 도체부(445b)에 인가되는 전압의 시간 변화를 나타낸다. 도 35의 (b)는 구동 기구(460)의 빗살 전극(465)의 도체부(465b)에 인가되는 전압의 시간 변화를 나타낸다. 도 35의 (c)는 구동 기구(450)의 빗살 전극(455)의 도체부(455b)에 인가되는 전압의 시간 변화를 나타낸다. 도 35의 (d)는 구동 기구(470)의 빗살 전극(475)의 도체부(475b)에 인가되는 전압의 시간 변화를 나타낸다. 도 35의 (e)는 구동 기구(440)의 빗살 전극(445)의 도체부(445a), 구동 기구(450)의 빗살 전극(455)의 도체부(455a), 구동 기구(460)의 빗살 전극(465)의 도체부(465a), 및 구동 기구(470)의 빗살 전극(475)의 도체부(475a)에 인가되는 전압의 시간 변화를 나타낸다. 도 35의 (a)∼(e)의 그래프 각각에서는, 횡축에서 시간(t)을 나타내고, 종축에서 인가 전압(v)을 나타낸다. 본 구동 형태에서는, 빗살 전극(441, 451, 461, 471)은 그라운드 접속되어 있다. 또한, 도 35의 (f)는 본 구동 형태에서의 미러부(310)의 회전 각도의 시간 변화를 나타낸다. 도 35의 (f)의 그래프에서는, 횡축에서 시간(t)을 나타내고, 종축에서 회전 각도(θ)를 나타낸다.
본 구동 형태에서는, 우선, 시간 T0에서 초기 상태(회전 각도가 0°)에 있는 미러부(310)의 회전 변위가 시간 T2에서 최대 회전 각도 θ1에 도달하도록, 시간 T 0으로부터 시간 T1의 동안, 도체부(445b)에 대하여 도 35의 (a)에 나타낸 바와 같이 소정의 전압 V1이 인가되는 동시에, 시간 T0으로부터 시간 T2의 동안, 도체부(465b)에 대하여 도 35의 (b)에 나타낸 바와 같이 소정의 전압 V2가 인가된다. 시간 T0으로부터 시간 T1의 동안, 빗살 전극(441)과 도체부(445b)의 사이 및 빗살 전극(461)과 도체부(465b)의 사이에는 정전 인력이 발생하여 미러부(310)의 회전 각도는 제 1 방향으로 계속하여 증대하고, 시간 T1에서는, 구동 기구(440, 460)는, 예를 들어, 도 29의 (a), 도 31의 (b), 및 도 33의 (b)에 나타낸 배향을 취한다. 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로의 구동력(구동 토크)이 구동 기구(440)에서 발생할 수 있는 회전 변위(예를 들어, θ1)에 도달하기 이전인 시간 T1에서, 도체부(445b)에 대한 전압 인가는 실질적으로 0V로 된다. 그리고, 시간 T1로부터 시간 T2의 동안, 빗살 전극(461)과 도체부(465b)의 사이에는 연이어 정전 인력이 발생하여 미러부(310)의 회전 각도는 제 1 방향으로 계속하여 증대한다. 시간 T2에서는, 구동 기구(440, 460)는, 예를 들어, 도 29의 (b), 도 31의 (c), 및 도 33의 (c)에 나타낸 배향을 취하고, 회전 각도는 도 35의 (f)에 나타낸 바와 같이 θ1에 도달한다. 이 때, 연결부(330)에는 소정의 비틀림 응력이 발생하고 있다.
다음으로, 시간 T4에서 회전 각도가 0°에 도달하도록, 시간 T2로부터 시간 T3의 동안, 도체부(445b)에 대하여 소정의 전압 V3이 인가되는 동시에, 시간 T2 로부터 시간 T4의 동안, 도 35의 (e)에 나타낸 바와 같이, 도체부(445a, 455a, 465a, 475a)에 대하여 소정의 전압 V4가 인가된다. 또한, 시간 T2로부터 시간 T4의 동안, 도체부(465b)에 대한 인가 전압은 실질적으로 0V로 된다. 시간 T2로부터 시간 T3의 동안, 연결부(330)의 비틀림 응력이 복원력으로서 작용하는 것에 더하여, 빗살 전극(441)과 빗살 전극(445)(도체부(445a, 445b))에는 제 2 방향으로의 구동력으로서 정전 인력이 발생하고, 또한, 빗살 전극(451)과 도체부(455a)의 사이, 빗살 전극(461)과 도체부(465a)의 사이, 및 빗살 전극(471)과 도체부(475a)의 사이에도 제 2 방향으로의 구동력으로서 정전 인력이 발생하여, 미러부(310)의 회전 각도는 계속하여 감소한다. 시간 T3에서는, 구동 기구(440, 460)는, 예를 들어, 도 29의 (a), 도 31의 (b) 및 도 33의 (b)에 나타낸 배향을 취한다. 제 2 방향과는 반대인 제 1 방향으로의 구동력(구동 토크)이 구동 기구(440)에서 발생할 수 있는 회전 변위(예를 들어, θ1)에 도달하기 이전인 시간 T3에서, 도체부(445b)에 대한 전압 인가는 실질적으로 0V로 된다. 그리고, 시간 T3으로부터 시간 T4의 동안, 빗살 전극(441)과 도체부(445a)의 사이, 빗살 전극(451)과 도체부(455a)의 사이, 빗살 전극(461)과 도체부(465a)의 사이, 및 빗살 전극(471)과 도체부(475a)의 사이에는 연이어 정전 인력이 발생하여 미러부(310)의 회전 각도는 계속하여 감소한다. 시 간 T4에서는, 회전 각도는 도 35의 (f)에 나타낸 바와 같이 0°에 도달한다.
다음으로, 미러부(310)의 회전 변위가 시간 T6에서 최대 회전 각도 θ2에 도달하도록, 시간 T4로부터 시간 T5의 동안, 도체부(455b)에 대하여 도 35의 (d)에 나타낸 바와 같이 소정의 전압 V5가 인가되는 동시에, 시간 T4로부터 시간 T6의 동안, 도체부(475b)에 대하여 도 35의 (d)에 나타낸 바와 같이 소정의 전압 V6이 인가된다. 시간 T4로부터 시간 T5의 동안, 빗살 전극(451)과 도체부(455b)의 사이 및 빗살 전극(471)과 도체부(475b)의 사이에는 정전 인력이 발생하여 미러부(310)의 회전 각도는 제 2 방향으로 계속하여 증대하고, 시간 T5에서는, 구동 기구(450, 470)는, 예를 들어, 도 30의 (a), 도 32의 (b), 및 도 34의 (b)에 나타낸 배향을 취한다. 제 2 방향과는 반대인 제 1 방향으로의 구동력(구동 토크)이 구동 기구(450)에서 발생할 수 있는 회전 변위(예를 들어, θ2)에 도달하기 이전인 시간 T5에서, 도체부(455b)에 대한 전압 인가는 실질적으로 0V로 된다. 그리고, 시간 T5로부터 시간 T6의 동안, 빗살 전극(471)과 도체부(475b)의 사이에는 연이어 정전 인력이 발생하여 미러부(310)의 회전 각도는 제 2 방향으로 계속하여 증대한다. 시간 T6에서는, 구동 기구(450, 470)는, 예를 들어, 도 30의 (b), 도 32의 (c), 및 도 34의 (c)에 나타낸 배향을 취하고, 회전 각도는 도 35의 (f)에 나타낸 바와 같이 θ2에 도달한다. 이 때, 연결부(330)에는 소정의 비틀림 응력이 발생하고 있다.
다음으로, 시간 T8에서 회전 각도가 0°에 도달하도록, 시간 T6으로부터 시간 T7의 동안, 도체부(455b)에 대하여 도 35의 (c)에 나타낸 바와 같이 소정의 전압 V7이 인가되는 동시에, 시간 T6으로부터 시간 T8의 동안, 도 35의 (e)에 나타낸 바와 같이, 도체부(445a, 455a, 465a, 475a)에 대하여 소정의 전압 V8이 인가된다. 또한, 시간 T6으로부터 시간 T8의 동안, 도체부(475b)에 대한 인가 전압은 실질적으로 0V로 된다. 시간 T6으로부터 시간 T7의 동안, 연결부(330)의 비틀림 응력이 복원력으로서 작용하는 것에 더하여, 빗살 전극(451)과 빗살 전극(455)(도체부(445a, 445b))에는 제 1 방향으로의 구동력으로서 정전 인력이 발생하고, 또한, 빗살 전극(441)과 도체부(445a)의 사이, 빗살 전극(461)과 도체부(465a)의 사이, 및 빗살 전극(471)과 도체부(475a)의 사이에도 제 1 방향으로의 구동력으로서 정전 인력이 발생하여, 미러부(310)의 회전 각도는 계속하여 감소한다. 시간 T7에서는, 구동 기구(450, 470)는, 예를 들어, 도 30의 (a), 도 32의 (b), 및 도 34의 (b)에 나타낸 배향을 취한다. 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로의 구동력(구동 토크)이 구동 기구(450)에서 발생할 수 있는 회전 변위(예를 들어, θ2)에 도달하기 이전인 시간 T7에서, 도체부(455b)에 대한 전압 인가는 실질적으로 0V로 된다. 그리고, 시간 T7로부터 시간 T8의 동안, 빗살 전극(441)과 도체부(445a)의 사이, 빗살 전극(451)과 도체부(455a)의 사이, 빗살 전극(461)과 도체부(465a)의 사이, 및 빗살 전극(471)과 도체부(475a)의 사이에는 연이어 정전 인력이 발생하여 미러부(310)의 회전 각도는 계속하여 감소한다. 시간 T8에서는, 회전 각도는 도 35의 (f)에 나타낸 바와 같이 0°에 도달한다. 시간 T0으로부터 시간 T8에 걸친 이상과 같은 일련의 동작이 필요에 따라 반복된다.
본 구동 형태에서는, 바람직하게는, 전압 V1 및 전압 V3은 동일하고, 또한, 전압 V 5 및 전압 V7은 동일하며, 회전 각도 θ1의 절대값은 회전 각도 θ2의 절대값과 동일하다. 바람직하게는, 시간 T0으로부터 시간 T2의 동안, 시간 T2로부터 시간 T4의 동안, 시간 T4로부터 시간 T6의 동안, 및 시간 T6으로부터 시간 T8 의 동안은 동일한 길이로 설정되어, 각각 미러부(310)의 회전 동작의 1/4 주기로 된다. 또한, 시간 T0으로부터 시간 T1의 동안과 시간 T2로부터 시간 T3의 동안의 합, 및 시간 T4로부터 시간 T5의 동안과 시간 T6으로부터 시간 T7의 동안의 합은 각각, 바람직하게는, 미러부(310)의 회전 동작의 1/4 주기로 된다. 이상과 같이 하여, 마이크로미러 소자(X4)의 미러부(310)에 대해서 주기적인 회전 동작을 달성할 수 있다.
마이크로미러 소자(X4)에서는, 미러부(310)의 회전 동작에서의 회전 축심(A3)에 대하여 구동 기구(440, 450)는 상대적으로 멀리 배열 설치되고, 구동 기구(460, 470)는 상대적으로 가까이 배열 설치되어 있다. 이러한 구성에서는, 구 동 기구(440, 450)는, 구동 기구(340, 350)에 관하여 상술한 것과 동일하게, 큰 회전 토크를 발생시키는데 구동 기구(460, 470)보다 적합하다. 또한, 구동 기구(460, 470)는, 구동 기구(360, 370)에 관하여 상술한 것과 동일하게, 큰 스트로크를 확보하는데 구동 기구(440, 450)보다 적합하다. 큰 회전 토크의 발생에 적합한 구동 기구(440, 450)와 큰 스트로크를 확보하는데 적합한 구동 기구(460, 470)를 함께 구비하는 마이크로미러 소자(X4)에서는, 마이크로미러 소자(X3)에 관하여 상술한 것과 동일하게, 각 구동 기구에서의 각 빗살 전극을 과도하게 두껍게 하지 않더라도, 실효적으로 긴 스트로크를 확보할 수 있다. 이러한 마이크로미러 소자(X4)는 미러부(310)에 대해서 회전 변위량이 큰 회전 동작을 높은 동작 속도로 실현하는데 적합하다.
또한, 마이크로미러 소자(X4)에서는, 마이크로미러 소자(X3)에 관하여 상술한 것과 동일하게, 미러부(310)를 고정밀도로 회전 구동하도록, 미러부(310)의 회전 변위량(회전 각도)을 검출하기 위한 수단을 설치하는 것이 바람직하다.
도 36 내지 도 40은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 마이크로미러 소자(X5)를 나타낸다. 도 36은 마이크로미러 소자(X5)의 평면도이고, 도 37은 도 36의 XXXVII-XXXVII선에 따른 단면도이다. 또한, 도 38 내지 도 40은 각각 도 36의 XXXVIII-XXXVIII선, XXXIX-XXXIX선, 및 XXXX-XXXX선에 따른 단면도이다.
마이크로미러 소자(X5)는 미러부(510)와, 프레임(520)과, 한 쌍의 연결부(530)와, 각각 2개의 구동 기구(540, 550)를 구비한다. 또한, 마이크로미러 소자(X5)는, 마이크로미러 소자(X1)와 동일하게, MEMS 기술 등의 벌크 마이크로머 시닝 기술에 의해, SOI 기판인 소정의 적층 구조를 갖는 재료 기판에 대하여 가공을 실시함으로써 제조된 것이다. 상기 재료 기판은, 예를 들어, 제 1 및 제 2 실리콘층과 상기 실리콘층 사이의 절연층으로 이루어지는 적층 구조를 갖고, 각 실리콘층은 불순물의 도핑에 의해 소정의 도전성이 부여되어 있다. 도면의 명확화의 관점에서, 도 36에서는 제 1 실리콘층으로부터 유래하여 절연층보다 앞쪽에 위치하는 부위(후술하는 미러면(511)은 제외함)에 대해서 사선 해칭으로 나타낸다.
미러부(510)는 주로 제 1 실리콘층에서 성형된 부위이며, 그 표면에는 광반사 기능을 갖는 미러면(511)을 갖는다. 미러면(511)은 제 1 실리콘층 위에 성막된 Cr층 및 그 위의 Ar층으로 이루어지는 적층 구조를 갖는다. 이러한 미러부(510)는 본 발명에서의 가동부를 구성한다. 프레임(520)은 주로 제 1 실리콘층에서 성형된 부위이며, 미러부(510)를 둘러싸는 형태를 갖는다.
한 쌍의 연결부(530)는 제 1 실리콘층에서 성형된 부위이며, 각각 2개의 토션 바(531)로 이루어진다. 각 토션 바(531)는 미러부(510) 및 프레임(520)에 접속하여 이들을 연결하고 있다. 각 연결부(530)의 2개의 토션 바(531)의 간격은 프레임(520) 측으로부터 미러부(510) 측에 걸쳐 점차 넓어지고 있다. 이러한 한 쌍의 연결부(530)는 프레임(520)에 대한 미러부(510)의 회전 동작의 회전 축심(A5)을 규정한다. 프레임(520) 측으로부터 미러부(510) 측에 걸쳐 간격이 점증하는 2개의 토션 바(531)로 이루어지는 연결부(530)는 미러부(510)의 회전 동작에서의 불필요한 변위 성분을 방지하는데 적합하다. 또한, 연결부(530)에 대해서는, 2개의 토션 바(531)를 통하여 프레임(520)으로부터 미러부(510)에 대하여 2개의 서로 다른 전 위를 부여할 수 있게 구성하는 것이 가능하다.
2개의 구동 기구(540)는 미러부(510)를 통하여 대칭적으로 배열 설치되어 있고, 각각 빗살 전극(541) 및 빗살 전극(545)을 갖는다. 빗살 전극(541)은 주로 제 1 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 미러부(510)에 고정된 기부(542) 및 복수의 전극치(543)를 갖는다. 기부(542)는 미러부(510)로부터 멀어짐에 따라 회전 축심(A5)에 근접하도록 연장되어 있다. 이러한 기부(542)로부터 실질적으로 동일한 길이의 복수의 전극치(543)가 회전 축심(A5)에 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 한편, 빗살 전극(545)은 주로 제 2 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 프레임(520)에 고정되어 내측으로 연장 돌출되는 기부(546) 및 복수의 전극치(547)를 갖는다. 기부(546)는 미러부(510)에 근접함에 따라 회전 축심(A5)으로부터 멀어지도록 연장되어 있다. 이러한 기부(546)로부터 실질적으로 동일한 길이의 복수의 전극치(547)가 회전 축심(A5)에 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 빗살 전극(541) 및 빗살 전극(545)은 본 소자의 비회전 구동 시에는, 도 37의 (a), 도 38의 (a), 및 도 39의 (a)에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 높이에 위치한다. 또한, 빗살 전극(541, 545)은 서로 맞닿지 않도록 그들의 전극치(543, 547)가 어긋난 형태로 배열되어 있다.
2개의 구동 기구(550)는 미러부(510)를 통하여 대칭적으로 배열 설치되어 있고, 각각 빗살 전극(551) 및 빗살 전극(555)을 갖는다. 빗살 전극(551)은 주로 제 1 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 미러부(510)에 고정된 기부(552) 및 복수의 전극치(553)를 갖는다. 기부(552)는 미러부(510)로부터 멀어짐에 따라 회전 축 심(A5)에 근접하도록 연장되어 있다. 이러한 기부(552)로부터 실질적으로 동일한 길이의 복수의 전극치(553)가 회전 축심(A5)에 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 한편, 빗살 전극(555)은 주로 제 2 실리콘층으로부터 유래하는 부위이며, 프레임(520)에 고정되어 내측으로 연장 돌출되는 기부(556) 및 복수의 전극치(557)를 갖는다. 기부(556)는 미러부(510)에 근접함에 따라 회전 축심(A5)으로부터 멀어지도록 연장되어 있다. 이러한 기부(556)로부터 실질적으로 동일한 길이의 복수의 전극치(557)가 회전 축심(A5)에 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 빗살 전극(551) 및 빗살 전극(555)은 본 소자의 비회전 구동 시에는, 도 37의 (a), 도 38의 (a), 및 도 40의 (a)에 나타낸 바와 같이, 서로 다른 높이에 위치한다. 또한, 빗살 전극(551, 555)은 서로 맞닿지 않도록 그들의 전극치(553, 557)가 어긋난 형태로 배열되어 있다.
마이크로미러 소자(X5)에서는, 빗살 전극(541, 545, 551, 555)의 각각에 대하여 필요에 따라 소정의 전위를 부여함으로써, 미러부(510)를 회전 축심(A5) 둘레로 회전 동작시킬 수 있다.
예를 들어, 구동 기구(540)의 빗살 전극(541, 545)에 소정의 전위를 부여함으로써 빗살 전극(541, 545) 사이에 원하는 정전 인력을 발생시키면, 빗살 전극(541)은 빗살 전극(545)에 끌어들여지고, 양 전극은, 예를 들어, 도 37의 (b), 도 38의 (b), 및 도 39의 (b)에 나타낸 배향을 취한다. 이것에 의해, 미러부(510)는 프레임(520)에 대하여 회전 축심(A5) 둘레로 회전 동작하게 된다. 상기 회전 동작에서의 회전 변위량은 부여 전위를 조정함으로써 조절할 수 있다. 회전 축심(A5) 둘레의 반대쪽으로의 미러부(510)의 회전 구동에 대해서는, 구동 기구(540)에 관하여 상술한 것과 동일하게 구동 기구(550)에서 원하는 정전 인력을 발생시킴으로써 달성할 수 있다. 이러한 미러부(510)의 2방향으로의 회전 구동에 의해, 미러부(510) 위에 설치된 미러면(511)에 의해 반사되는 광의 반사 방향을 적절히 전환할 수 있다.
마이크로미러 소자(X5)에서는, 구동 기구(540)에서 가장 근방에 대치(對置)하는 전극치(543, 547)에 의한 스트로크, 및 구동 기구(550)에서 가장 근방에 대치하는 전극치(553, 557)에 의한 스트로크는 전극치 병렬 방향에 걸쳐 연속적으로 변화한다. 구체적으로는, 가장 근방에 대치하는 전극치(543, 547)에 의한 스트로크, 및 가장 근방에 대치하는 전극치(553, 557)에 의한 스트로크는 미러부(510) 측으로부터 프레임(520) 측에 걸쳐 점차 증대한다. 따라서, 마이크로미러 소자(X5)에서는, 구동 기구(540, 550)에서의 빗살 전극(541, 545, 551, 555)을 과도하게 두껍게 하지 않더라도, 실효적으로 긴 스트로크를 확보할 수 있다. 이러한 마이크로미러 소자(X5)는 미러부(510)에 대해서 회전 변위량이 큰 회전 동작을 높은 동작 속도로 실현하는데 적합하다.
또한, 마이크로미러 소자(X5)에서는, 구동 기구(540)에서 가장 근방에 대치하는 전극치(543, 547) 사이에 발생하는 회전 토크, 및 구동 기구(550)에서 가장 근방에 대치하는 전극치(553, 557) 사이에 발생하는 회전 토크는 전극치 병렬 방향에 걸쳐 연속적으로 변화한다. 구체적으로는, 가장 근방에 대치하는 전극치(543, 547) 사이에 발생하는 회전 토크, 및 가장 근방에 대치하는 전극치(553, 557) 사이 에 발생하는 회전 토크는 프레임(520) 측으로부터 미러부(510) 측에 걸쳐 점차 증대한다. 따라서, 마이크로미러 소자(X5)에서는, 미러부(510)의 비교적 넓은 회전 동작 범위에서 급격한 토크 변동이 생기는 것을 회피할 수 있다.
도 41 및 도 42는 마이크로미러 소자(X1, X3, X5)의 각 구동 기구를 구성하는 빗살 전극의 변형예를 나타낸다. 도 41의 (a)∼(d)는 각 변형예에서의 전극치의 종단면을 나타내고, 도 42의 (a) 및 도 42의 (b)는 각각 변형예의 부분 평면도이다.
도 41의 (a)에 나타낸 변형예에서는, 고정 빗살 전극이 전극치(71)를 갖고, 가동(可動) 빗살 전극이 전극치(71')를 갖는다. 전극치(71) 및 전극치(71')는, 소자의 비구동 시에 있어서, 빗살 전극의 두께 방향에서 부분적으로 겹친다. 여기서, 고정 빗살 전극은, 예를 들어, 마이크로미러 소자(X1)에서는 빗살 전극(165, 175, 185, 195)에 상당하고, 마이크로미러 소자(X3)에서는 빗살 전극(345, 355, 365, 375)에 상당하며, 마이크로미러 소자(X5)에서는 빗살 전극(545, 555)에 상당하는 것으로 한다. 한편, 가동 빗살 전극은 마이크로미러 소자(X1)에서는 빗살 전극(161, 171, 181, 191)에 상당하고, 마이크로미러 소자(X3)에서는 빗살 전극(341, 351, 361, 371)에 상당하며, 마이크로미러 소자(X5)에서는 빗살 전극(541, 551)에 상당하는 것으로 한다. 후술하는 다른 변형예에 대해서도 동일하다. 본 변형예에서는, 전극치(71)는 도체부(71a, 71b)와 이들 사이의 절연부(71c)로 이루어지는 적층 구조를 갖는다. 전극치(71)에 있어서, 도체부(71a, 71b)는 전기적으로 접속하여 둔다. 이러한 구성에서는, 비회전 구동 시에서 전극치(71)와 전극치(71')가 이 미 부분적인 중첩을 갖기 때문에, 0° 전후의 미소한 회전 각도 범위에서의 회전 토크의 급격한 변화를 저감할 수 있다.
도 41의 (b)에 나타낸 변형예에서는, 가동 빗살 전극이 전극치(72)를 갖고, 고정 빗살 전극이 전극치(72')를 갖는다. 전극치(72) 및 전극치(72')는, 소자의 비구동 시에 있어서, 빗살 전극의 두께 방향에서 부분적으로 겹친다. 전극치(72)는 도체부(72a, 72b)와 이들 사이의 절연부(72c)로 이루어지는 적층 구조를 갖는다. 전극치(72)에 있어서, 도체부(72a, 72b)는 전기적으로 접속하여 둔다. 이러한 구성에서는, 비회전 구동 시에서 전극치(72)와 전극치(72')가 이미 부분적인 중첩을 갖기 때문에, 0° 전후의 미소한 회전 각도 범위에서의 회전 토크의 급격한 변화를 저감할 수 있다.
도 41의 (c)에 나타낸 변형예에서는, 고정 빗살 전극이 전극치(73)를 갖고, 가동 빗살 전극이 전극치(73')를 갖는다. 전극치(73) 및 전극치(73')는, 소자의 비구동 시에 있어서, 빗살 전극의 두께 방향에서 부분적으로 겹친다. 양 전극치(73, 73')는 각각 동일한 도체부로 이루어진다. 이러한 구성에서는, 비회전 구동 시에서 전극치(73)와 전극치(73')가 이미 부분적인 중첩을 갖기 때문에, 0° 전후의 미소한 회전 각도 범위에서의 회전 토크의 급격한 변화를 저감할 수 있다.
도 41의 (d)에 나타낸 변형예에서는, 고정 빗살 전극이 전극치(74)를 갖고, 가동 빗살 전극이 전극치(74')를 갖는다. 비회전 구동 시에 하위(下位)에 위치하는 전극치(74)는 하측으로부터 상측에 걸쳐 점차 두꺼워지도록 설계되어 있고, 비회전 구동 시에 상위(上位)에 위치하는 전극치(74')는 상측으로부터 하측에 걸쳐 점차 두꺼워지도록 설계되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 0° 전후에서의 미소한 회전 각도 범위에서의 회전 토크의 급격한 변화를 저감하거나, 대각도에서의 회전 토크를 저감함으로써, 빗살 전극이 빠진 후(스트로크를 일탈(逸脫)한 후)의 용량 변동을 저감할 수 있다. 또한, 본 구성에 의하면, 각 전극치의 휨 강도를 향상시킬 수도 있다.
도 42의 (a)에 나타낸 변형예에서는, 가장 외측의 전극치(75)가 다른 전극치보다도 두껍게 설정되어 있다. 한 쌍의 빗살 전극으로 이루어지는 구동 기구에서의 가장 외측의 전극치에는, 전압 인가 시에 구동 기구 내측을 향하여 큰 휨 정전력이 작용하지만, 본 구성에 의하면, 상기 정전력에 의해 가장 외측의 전극치(75)가 부당하게 휘어지는 것을 방지할 수 있다.
도 42의 (b)에 나타낸 변형예에서는, 기부(76)로부터 연장 돌출되는 각 전극치(77)에 대해서, 자유단(自由端)으로부터 기단(基端)에 걸쳐 점차 두꺼워지도록 설계되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 전극치(77)의 휨 강도를 적절히 향상시킬 수 있다.
이상의 정리로서, 본 발명의 구성 및 그 변형(variation)을 이하에 부기로서 열거한다.
(부기 1) 가동 주부와, 제 1 프레임 및 제 2 프레임과, 상기 가동 주부 및 상기 제 1 프레임을 연결하고, 또한, 상기 제 1 프레임에 대한 상기 가동 주부의 제 1 회전 동작에서의 제 1 회전 축심을 규정하는 제 1 연결부와, 상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임을 연결하고, 또한, 상기 제 2 프레임에 대한 상기 제 1 프 레임 및 상기 가동 주부의 제 2 회전 동작에서의 제 2 회전 축심을 규정하는 제 2 연결부와, 상기 제 1 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 구동 기구와, 상기 제 2 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 2 구동 기구를 구비하며, 상기 제 1 회전 축심 및 상기 제 2 회전 축심은 직교하고 있지 않는 마이크로 요동 소자.
(부기 2) 가동부와, 프레임과, 상기 가동부 및 상기 프레임을 연결하고, 또한, 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와, 상기 회전 축심으로부터 상대적으로 먼 개소에 상기 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 구동 기구와, 상기 회전 축심에 상대적으로 가까운 개소에 상기 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 2 구동 기구를 구비하는 마이크로 요동 소자.
(부기 3) 상기 제 1 구동 기구 및/또는 상기 제 2 구동 기구는 한 쌍의 빗살 전극을 포함하는 부기 1 또는 2에 기재된 마이크로 요동 소자.
(부기 4) 상기 제 1 구동 기구 및 상기 제 2 구동 기구는 공통의 제어 하에서 작동할 수 있게 구성되어 있는 부기 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 마이크로 요동 소자.
(부기 5) 상기 제 1 구동 기구 및 상기 제 2 구동 기구는 전기적으로 병렬로 접속되어 있는 부기 4에 기재된 마이크로 요동 소자.
(부기 6) 상기 제 1 구동 기구 및 상기 제 2 구동 기구는 전기적으로 분리되어, 서로 독립된 제어 하에서 작동할 수 있게 구성되어 있는 부기 1 내지 3 중 어 느 하나에 기재된 마이크로 요동 소자.
(부기 7) 가동부와, 프레임과, 상기 가동부 및 상기 프레임을 연결하고, 또한, 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와, 상기 회전 축심까지의 거리가 연속적으로 변화하는 개소에 걸쳐 상기 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 구동 기구를 구비하는 마이크로 요동 소자.
(부기 8) 가동부와, 프레임과, 상기 가동부 및 상기 프레임을 연결하고, 또한, 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와, 상기 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 빗살 전극 및 제 2 빗살 전극을 포함하는 구동 기구를 구비하며, 상기 제 1 빗살 전극 및/또는 상기 제 2 빗살 전극은, 전기적으로 분리된 제 1 도체부 및 제 2 도체부와 상기 제 1 및 제 2 도체부 사이의 절연부가 상기 회전 동작 방향으로 적층된 구조를 갖는 전극치를 구비하는 마이크로 요동 소자.
(부기 9) 가동부와, 프레임과, 상기 가동부 및 상기 프레임을 연결하고, 또한, 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와, 상기 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 빗살 전극 및 제 2 빗살 전극을 포함하는 구동 기구를 구비하고, 상기 제 1 빗살 전극은 전기적으로 접속된 제 1 도체부 및 제 2 도체부와 상기 제 1 및 제 2 도체부 사이의 절연부가 상기 회전 동작 방향으로 적층된 구조를 갖는 전극치를 구비하며, 상기 제 2 빗살 전극은 비구동 시에는 상기 제 1 도체부에 대향하고, 또한, 상기 제 2 도체부에 대향하지 않는 제 3 도체부로 이루어지는 전극치를 구비하는 마이크로 요동 소자.
(부기 10) 제 1 도체부 및 제 3 도체부는 회전 동작 방향에서의 길이가 상이한 부기 9에 기재된 마이크로 요동 소자.
(부기 11) 한 쌍의 빗살 전극 중 적어도 한쪽은 기부와 상기 기부로부터 연장 돌출되는 전극치를 갖고, 상기 전극치는 기부 측의 단부에 걸쳐 폭 또는 두께가 점증하는 부위를 갖는 부기 3 및 8 내지 10 중 어느 하나에 기재된 마이크로 요동 소자.
(부기 12) 한 쌍의 빗살 전극 중 적어도 한쪽은 기부와 상기 기부로부터 연장 돌출되는 전극치를 갖고, 상기 전극치는 다른쪽 빗살 전극에 접근함에 따라 폭이 점증하는 부위를 갖는 부기 3 및 8 내지 11 중 어느 하나에 기재된 마이크로 요동 소자.
(부기 13) 제 1 연결부는 가동 주부에 근접할수록 폭이 넓은 공극부(空隙部)를 갖고, 이것과 함께 또는 이것 대신에, 제 2 연결부는 제 1 프레임에 접근할수록 폭이 넓은 공극부를 갖는 부기 1에 기재된 마이크로 요동 소자.
(부기 14) 연결부는 가동부에 근접할수록 폭이 넓은 공극부를 갖는 부기 2 및 7 내지 10 중 어느 하나에 기재된 마이크로 요동 소자.
(부기 15) 가동부와, 프레임과, 상기 가동부 및 프레임을 연결하여 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와, 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 빗살 전극 및 제 2 빗살 전극을 구비하고, 제 1 빗살 전극은 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 1 도체부 및 제 2 도체부를 포함하는 전극치를 가지며, 제 2 빗살 전극은 비구동 시에는 제 1 도체부에 대향하 고, 또한, 제 2 도체부에 대향하지 않는 제 3 도체부를 포함하는 전극치를 갖는 마이크로 요동 소자를 구동하기 위한 방법으로서, 제 2 도체부 및 제 3 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 1 공정과, 제 1 공정 후에, 제 1 도체부 및 제 3 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 2 공정을 포함하는 마이크로 요동 소자 구동 방법.
(부기 16) 마이크로 요동 소자는 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 3 빗살 전극 및 제 4 빗살 전극을 더 구비하며, 제 3 빗살 전극은 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 4 도체부 및 제 5 도체부를 포함하는 전극치를 갖고, 제 4 빗살 전극은 비구동 시에는 제 4 도체부에 대향하고, 또한, 제 5 도체부에 대향하지 않는 제 6 도체부를 포함하는 전극치를 가지며, 제 2 공정 후에, 제 5 도체부 및 제 6 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 3 공정과, 제 3 공정 후에, 제 4 도체부 및 제 6 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 4 공정을 더 포함하는 부기 15에 기재된 마이크로 요동 소자 구동 방법.
(부기 17) 제 2 공정에서는 제 4 도체부 및 제 6 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시키는 부기 16에 기재된 마이크로 요동 소자 구동 방법.
(부기 18) 제 4 공정에서는제 1 도체부 및 제 3 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시키는 부기 16 또는 17에 기재된 마이크로 요동 소자 구동 방법.
(부기 19) 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 공정은 각각 회전 동작에서의 1/4 주 기에 상당하는 기간 실행되는 부기 16 내지 18 중 어느 하나에 기재된 마이크로 요동 소자 구동 방법.
(부기 20) 가동부와, 프레임과, 상기 가동부 및 프레임을 연결하여 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와, 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 빗살 전극 및 제 2 빗살 전극과, 상기 제 1 및 제 2 빗살 전극보다도 회전 축심에 가까운 개소에서 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 3 빗살 전극 및 제 4 빗살 전극을 구비하는 마이크로 요동 소자를 구동하기 위한 방법으로서, 제 1 빗살 전극 및 제 2 빗살 전극의 사이에 정전 인력을 발생시키는 동시에 제 3 빗살 전극 및 제 4 빗살 전극의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 1 공정과, 제 3 빗살 전극 및 제 4 빗살 전극의 사이에 제 1 공정으로부터 연이어 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 2 공정을 포함하는 마이크로 요동 소자 구동 방법.
(부기 21) 제 2 공정 후에, 제 1 빗살 전극 및 제 2 빗살 전극의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 3 공정을 더 포함하는 부기 20에 기재된 마이크로 요동 소자 구동 방법.
(부기 22) 제 1 공정 및 제 3 공정은 모두 회전 동작에서의 1/4 주기에 상당하는 기간 실행되는 부기 21에 기재된 마이크로 요동 소자 구동 방법.
(부기 23) 마이크로 요동 소자는 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 5 빗살 전극 및 제 6 빗살 전극과, 상기 제 5 및 제 6 빗살 전극보다도 회전 축심에 가까운 개소에서 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 7 빗살 전극 및 제 8 빗살 전극을 더 구비하고, 제 3 공정 후에, 제 5 빗살 전극 및 제 6 빗살 전극의 사이에 정전 인력을 발생시키는 동시에 제 7 빗살 전극 및 제 8 빗살 전극의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 4 공정과, 제 7 빗살 전극 및 제 8 빗살 전극의 사이에 제 4 공정으로부터 연이어 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 5 공정을 더 포함하는 부기 20 내지 22 중 어느 하나에 기재된 마이크로 요동 소자 구동 방법.
(부기 24) 제 5 공정 후에, 제 5 빗살 전극 및 제 6 빗살 전극의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 6 공정을 더 포함하는 부기 23에 기재된 마이크로 요동 소자 구동 방법.
(부기 25) 제 5 공정 및 제 6 공정은 모두 회전 동작에서의 1/4 주기에 상당하는 기간 실행되는 부기 24에 기재된 마이크로 요동 소자 구동 방법.
(부기 26) 가동부와, 프레임과, 상기 가동부 및 프레임을 연결하여 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와, 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 빗살 전극 및 제 2 빗살 전극과, 상기 제 1 및 제 2 빗살 전극보다도 회전 축심에 가까운 개소에서 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 3 빗살 전극 및 제 4 빗살 전극을 구비하며, 제 1 빗살 전극은 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 1 도체부 및 제 2 도체부를 포함하는 전극치를 갖 고, 제 2 빗살 전극은 비구동 시에는 제 1 도체부에 대향하고, 또한, 제 2 도체부에 대향하지 않는 제 3 도체부를 포함하는 전극치를 가지며, 제 3 빗살 전극은 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 4 도체부 및 제 5 도체부를 포함하는 전극치를 갖고, 제 4 빗살 전극은 비구동 시에는 제 4 도체부에 대향하고, 또한, 제 5 도체부에 대향하지 않는 제 6 도체부를 포함하는 전극치를 갖는 마이크로 요동 소자를 구동하기 위한 방법으로서, 제 2 도체부 및 제 3 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시키는 동시에 제 5 도체부 및 제 6 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 1 공정과, 제 5 도체부 및 제 6 도체부의 사이에 제 1 공정으로부터 연이어 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 2 공정을 포함하는 마이크로 요동 소자 구동 방법.
(부기 27) 제 2 공정 후에, 제 1 도체부 및 제 3 도체부의 사이, 제 2 도체부 및 제 3 도체부의 사이, 제 4 도체부 및 제 6 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 3 공정과, 제 1 도체부 및 제 3 도체부, 제 4 도체부 및 제 6 도체부의 사이에 제 3 공정으로부터 연이어 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 4 공정을 더 포함하는 부기 26에 기재된 마이크로 요동 소자 구동 방법.
(부기 28) 마이크로 요동 소자는 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 5 빗살 전극 및 제 6 빗살 전극과, 상기 제 5 및 제 6 빗살 전극보다도 회전 축심 에 가까운 개소에서 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 7 빗살 전극 및 제 8 빗살 전극을 구비하며, 제 5 빗살 전극은 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 7 도체부 및 제 8 도체부를 포함하는 전극치를 갖고, 제 6 빗살 전극은 비구동 시에는 제 7 도체부에 대향하고, 또한, 제 8 도체부에 대향하지 않는 제 9 도체부를 포함하는 전극치를 가지며, 제 7 빗살 전극은 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 10 도체부 및 제 11 도체부를 포함하는 전극치를 갖고, 제 8 빗살 전극은 비구동 시에는 제 10 도체부에 대향하고, 또한, 제 11 도체부에 대향하지 않는 제 12 도체부를 포함하는 전극치를 가지며, 제 4 공정 후에, 제 8 도체부 및 제 9 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시키는 동시에 제 11 도체부 및 제 12 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 5 공정과, 제 11 도체부 및 제 12 도체부의 사이에 제 5 공정으로부터 연이어 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 6 공정과, 제 6 공정 후에, 제 7 도체부 및 제 9 도체부의 사이, 제 8 도체부 및 제 9 도체부의 사이, 제 10 도체부 및 제 12 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 7 공정과, 제 7 도체부 및 제 9 도체부, 제 10 도체부 및 제 12 도체부의 사이에 제 7 공정으로부터 연이어 정전 인력을 발생시킴으로써, 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 8 공정을 더 포함하는 부기 27에 기재된 마이크로 요동 소자 구동 방법.
(부기 29) 제 3 공정 및 제 4 공정에서는 제 7 도체부 및 제 9 도체부의 사이, 제 10 도체부 및 제 12 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시키는 부기 28에 기 재된 마이크로 요동 소자 구동 방법.
(부기 30) 제 7 공정 및 제 8 공정에서는 제 1 도체부 및 제 3 도체부의 사이, 제 4 도체부 및 제 6 도체부의 사이에 정전 인력을 발생시키는 부기 28 또는 29에 기재된 마이크로 요동 소자 구동 방법.
이상의 설명에 따르면, 본 발명은 가동부에서의 회전 변위량이 큰 회전 동작을 높은 동작 속도로 실현하는데 적합한 마이크로 요동 소자 및 마이크로 요동 소자 구동 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 가동(可動) 주부(主部)와,
    상기 가동 주부를 둘러싸는 제 1 프레임 및 제 2 프레임과,
    상기 가동 주부 및 상기 제 1 프레임을 연결하고, 또한, 상기 제 1 프레임에 대한 상기 가동 주부의 제 1 회전 동작에서의 제 1 회전 축심(軸心)을 규정하는 제 1 연결부와,
    상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임을 연결하고, 또한, 상기 제 2 프레임에 대한 상기 제 1 프레임 및 상기 가동 주부의 제 2 회전 동작에서의 제 2 회전 축심을 규정하는 제 2 연결부와,
    상기 제 1 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 구동 기구와,
    상기 제 2 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 2 구동 기구를 구비하며,
    상기 제 1 회전 축심 및 상기 제 2 회전 축심은 직교하고 있지 않는 마이크로 요동 소자.
  2. 가동부와,
    상기 가동부를 둘러싸는 프레임과,
    상기 가동부 및 상기 프레임을 연결하고, 또한, 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와,
    상기 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 구동 기구 및 제 2 구동 기구를 구비하고,
    상기 제 1 구동 기구는 상기 제 2 구동 기구보다도 상기 회전 축심으로부터 먼 개소에 위치하는 마이크로 요동 소자.
  3. 가동부와,
    상기 가동부를 둘러싸는 프레임과,
    상기 가동부 및 상기 프레임을 연결하고, 또한, 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와,
    상기 회전 축심까지의 거리가 연속적으로 변화하는 개소에 걸쳐 상기 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 구동 기구를 구비하는 마이크로 요동 소자.
  4. 가동부와,
    상기 가동부를 둘러싸는 프레임과,
    상기 가동부 및 상기 프레임을 연결하고, 또한, 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와,
    상기 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 빗살 전극 및 제 2 빗살 전극을 포함하는 구동 기구를 구비하며,
    상기 제 1 빗살 전극 또는 상기 제 2 빗살 전극은, 전기적으로 분리되면서 상기 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 1 도체부(導體部) 및 제 2 도체부를 포함하는 전극치(電極齒)를 갖는 마이크로 요동 소자.
  5. 가동부와,
    상기 가동부를 둘러싸는 프레임과,
    상기 가동부 및 상기 프레임을 연결하고, 또한, 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와,
    상기 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 빗살 전극 및 제 2 빗살 전극을 포함하는 구동 기구를 구비하고,
    상기 제 1 빗살 전극은, 전기적으로 접속되면서 상기 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 1 도체부 및 제 2 도체부를 포함하는 제 1 전극치를 가지며,
    상기 제 2 빗살 전극은, 비(非)구동 시에는 상기 제 1 도체부에 대향하면서 상기 제 2 도체부에 대향하지 않는 제 2 전극치를 갖는 마이크로 요동 소자.
  6. 가동부와, 상기 가동부를 둘러싸는 프레임과, 상기 가동부 및 프레임을 연결하여 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와, 상기 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 빗살 전극 및 제 2 빗살 전극을 구비하고,
    상기 제 1 빗살 전극은, 상기 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 1 도체부 및 제 2 도체부를 포함하는 제 1 전극치를 가지며,
    상기 제 2 빗살 전극은, 비구동 시에는 상기 제 1 도체부에 대향하면서 상기 제 2 도체부에 대향하지 않는 제 2 전극치를 갖는 마이크로 요동 소자를 구동하기 위한 방법으로서,
    상기 제 2 도체부 및 상기 제 2 전극치의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 상기 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 1 공정과,
    상기 제 1 공정 후에, 상기 제 1 도체부 및 상기 제 2 전극치 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 상기 가동부를 상기 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 2 공정을 포함하는 마이크로 요동 소자 구동 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 마이크로 요동 소자는 상기 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 3 빗살 전극 및 제 4 빗살 전극을 더 구비하며, 상기 제 3 및 제 4 빗살 전극은, 상기 회전 축심을 기준으로, 상기 제 1 및 제 2 빗살 전극과는 반대 측에 위치하고,
    상기 제 3 빗살 전극은, 상기 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 3 도체부 및 제 4 도체부를 포함하는 제 3 전극치를 갖고,
    상기 제 4 빗살 전극은, 비구동 시에는 상기 제 3 도체부에 대향하면서 상기 제 4 도체부에 대향하지 않는 제 4 전극치를 가지며,
    상기 제 2 공정 후에, 상기 제 4 도체부 및 상기 제 4 전극치의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 상기 가동부를 상기 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 3 공정과,
    상기 제 3 공정 후에, 상기 제 3 도체부 및 상기 제 4 전극치의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 상기 가동부를 상기 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 4 공정을 더 포함하는 마이크로 요동 소자 구동 방법.
  8. 가동부와, 상기 가동부를 둘러싸는 프레임과, 상기 가동부 및 프레임을 연결하여 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와, 상기 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 빗살 전극 및 제 2 빗살 전극과, 상기 제 1 및 제 2 빗살 전극보다도 상기 회전 축심에 가까운 개소에서 상기 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 3 빗살 전극 및 제 4 빗살 전극을 구비하는 마이크로 요동 소자를 구동하기 위한 방법으로서,
    상기 제 1 빗살 전극 및 상기 제 2 빗살 전극의 사이에 정전 인력을 발생시키는 동시에 상기 제 3 빗살 전극 및 상기 제 4 빗살 전극의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 상기 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 1 공정과,
    상기 제 1 빗살 전극 및 상기 제 2 빗살 전극의 사이에는 정전 인력을 발생시키지 않고, 상기 제 3 빗살 전극 및 상기 제 4 빗살 전극의 사이에는 정전 인력을 상기 제 1 공정으로부터 연이어 발생시킴으로써, 상기 가동부를 상기 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 2 공정을 포함하는 마이크로 요동 소자 구동 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 공정 후에, 상기 제 1 빗살 전극 및 상기 제 2 빗살 전극의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 상기 가동부를 상기 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 3 공정을 더 포함하는 마이크로 요동 소자 구동 방법.
  10. 가동부와, 상기 가동부를 둘러싸는 프레임과, 상기 가동부 및 프레임을 연결하여 상기 프레임에 대한 상기 가동부의 회전 동작에서의 회전 축심을 규정하는 연결부와, 상기 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 1 빗살 전극 및 제 2 빗살 전극과, 상기 제 1 및 제 2 빗살 전극보다도 상기 회전 축심에 가까운 개소에서 상기 회전 동작의 구동력을 발생시키기 위한 제 3 빗살 전극 및 제 4 빗살 전극을 구비하며,
    상기 제 1 빗살 전극은 상기 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 1 도체부 및 제 2 도체부를 포함하는 제 1 전극치를 갖고,
    상기 제 2 빗살 전극은 비구동 시에는 상기 제 1 도체부에 대향하면서 상기 제 2 도체부에 대향하지 않는 제 2 전극치를 가지며,
    상기 제 3 빗살 전극은 상기 회전 동작 방향으로 병렬되는 제 3 도체부 및 제 4 도체부를 포함하는 제 3 전극치를 갖고,
    상기 제 4 빗살 전극은 비구동 시에는 상기 제 3 도체부에 대향하면서 상기 제 4 도체부에 대향하지 않는 제 4 전극치를 갖는 마이크로 요동 소자를 구동하기 위한 방법으로서,
    상기 제 2 도체부 및 상기 제 2 전극치의 사이에 정전 인력을 발생시키는 동시에 상기 제 4 도체부 및 상기 제 4 전극치의 사이에 정전 인력을 발생시킴으로써, 상기 가동부를 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 1 공정과,
    상기 제 2 도체부 및 제 2 전극치의 사이에는 정전 인력을 발생시키지 않고,상기 제 4 도체부 및 상기 제 4 전극치의 사이에는 정전 인력을 상기 제 1 공정으로부터 연이어 발생시킴으로써, 상기 가동부를 상기 제 1 방향으로 회전 동작시키기 위한 제 2 공정을 포함하는 마이크로 요동 소자 구동 방법.
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Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005088188A (ja) * 2003-08-12 2005-04-07 Fujitsu Ltd マイクロ揺動素子およびマイクロ揺動素子駆動方法
KR100594731B1 (ko) * 2004-07-19 2006-06-30 삼성전자주식회사 수직단차 구조물 및 그 제조방법
JP2006053396A (ja) * 2004-08-12 2006-02-23 Tohoku Univ 駆動機構、および該機構を備えたマイクロミラー装置
JP2006064751A (ja) * 2004-08-24 2006-03-09 Ricoh Co Ltd 静電アクチュエータおよび光走査装置
JP4138736B2 (ja) * 2004-12-02 2008-08-27 富士通株式会社 マイクロ揺動素子
JP4385938B2 (ja) * 2004-12-15 2009-12-16 セイコーエプソン株式会社 アクチュエータ
JP4385937B2 (ja) * 2004-12-15 2009-12-16 セイコーエプソン株式会社 アクチュエータ
JP4573676B2 (ja) * 2005-03-11 2010-11-04 富士通株式会社 櫛歯電極対形成方法
US7350807B2 (en) * 2005-05-25 2008-04-01 Autoliv Asp, Inc. Divided airbag system
JP4427006B2 (ja) 2005-05-31 2010-03-03 セイコーエプソン株式会社 アクチュエータおよびその製造方法
KR100695153B1 (ko) * 2005-06-15 2007-03-14 삼성전자주식회사 수직 콤전극을 구비한 액츄에이터
JP2007017769A (ja) * 2005-07-08 2007-01-25 Fujifilm Holdings Corp 光通信用微小薄膜可動素子及び微小薄膜可動素子アレイ
FR2889371A1 (fr) * 2005-07-29 2007-02-02 Commissariat Energie Atomique Dispositif de conversion de l'energie mecanique en energie electrique par cycle de charges et de decharges electriques sur les peignes d'un condensateur
JP2007078819A (ja) * 2005-09-12 2007-03-29 Fujifilm Corp 光スキャナ素子
JP4475421B2 (ja) * 2005-12-28 2010-06-09 国立大学法人東北大学 マイクロミラー、及び、マイクロミラーデバイス
JP4437320B2 (ja) * 2006-01-06 2010-03-24 国立大学法人東北大学 マイクロミラー、及び、マイクロミラーデバイス
US7459093B1 (en) * 2006-04-13 2008-12-02 Advanced Numicro Systems, Inc. MEMS mirror made from topside and backside etching of wafer
JP5098254B2 (ja) * 2006-08-29 2012-12-12 富士通株式会社 マイクロ揺動素子
JP4919750B2 (ja) * 2006-09-27 2012-04-18 富士通株式会社 マイクロ構造体製造方法およびマイクロ構造体
US7911672B2 (en) * 2006-12-26 2011-03-22 Zhou Tiansheng Micro-electro-mechanical-system micromirrors for high fill factor arrays and method therefore
DE102007005293A1 (de) * 2007-01-29 2008-08-07 Technische Universität Ilmenau Vorrichtung und Verfahren zum mikromechanischen Positionieren und Manipulieren eines Objektes
JP4493057B2 (ja) * 2007-03-30 2010-06-30 パイオニア株式会社 駆動装置
US7843109B2 (en) * 2007-03-30 2010-11-30 Pioneer Corporation Driving apparatus
JP2009014664A (ja) * 2007-07-09 2009-01-22 Murata Mfg Co Ltd 櫛歯式可動装置
DE102007033000B4 (de) * 2007-07-16 2016-02-04 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauteil mit einem Positionserkennungsbauteil zur Positionsbestimmung und Amplitudenbestimmung eines schwingfähigen Elements
DE102008001058A1 (de) * 2008-04-08 2009-10-15 Robert Bosch Gmbh Mikromechanische Elektrodenstruktur, entsprechendes Herstellungsverfahren und Mikroaktuatorvorrichtung
DE102008001465A1 (de) * 2008-04-30 2009-11-05 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauteil, Verfahren zum Betreiben eines mikromechanischen Bauteils und Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil
JP5256914B2 (ja) * 2008-07-31 2013-08-07 富士通株式会社 マイクロ構造体及びその構造体で構成されるマイクロ素子並びにマイクロ構造体の製造方法
JP5029551B2 (ja) * 2008-09-18 2012-09-19 富士通株式会社 マイクロ揺動素子、マイクロ揺動素子アレイ、および光スイッチング装置
DE102008042967B4 (de) * 2008-10-20 2017-04-06 Robert Bosch Gmbh Kaskadierte mikromechanische Aktuatorstruktur
DE102008042964A1 (de) * 2008-10-20 2010-04-22 Robert Bosch Gmbh Elektrostatischer Antrieb, mikromechanisches Bauteil und Herstellungsverfahren für einen elektrostatischen Antrieb und ein mikromechanisches Bauteil
DE102009000599B4 (de) * 2009-02-04 2021-03-18 Robert Bosch Gmbh Elektrostatischer Antrieb, Verfahren zum Betreiben eines mikromechanischen Bauteils mit einem elektrostatischen Antrieb und Herstellungsverfahren für einen elektrostatischen Antrieb
JP2010220344A (ja) * 2009-03-16 2010-09-30 Panasonic Electric Works Co Ltd 可動構造体及びそれを用いたマイクロミラー素子
EP2309481A1 (en) * 2009-09-24 2011-04-13 Imec Method for operating a micromirror device with electromechanical pulse width modulation
US8546995B2 (en) * 2009-11-06 2013-10-01 Opus Microsystems Corporation Two-dimensional micromechanical actuator with multiple-plane comb electrodes
DE102010029074B4 (de) * 2010-05-18 2018-03-08 Robert Bosch Gmbh Anbindungsstruktur für Mikroschwingeneinrichtungen
TWI464105B (zh) * 2010-06-18 2014-12-11 Opus Microsystems Corp 二維梳形致動器及其製造方法
JP2012220531A (ja) * 2011-04-04 2012-11-12 Rohm Co Ltd Ｍｅｍｓミラーデバイスおよびその製造方法
JP5510438B2 (ja) * 2011-12-09 2014-06-04 富士通株式会社 マイクロ揺動素子
JP5413442B2 (ja) * 2011-12-09 2014-02-12 富士通株式会社 マイクロ揺動素子
WO2013124913A1 (ja) 2012-02-21 2013-08-29 パナソニック株式会社 走査装置及び表示装置
CN103620477B (zh) * 2012-02-22 2015-04-29 京瓷办公信息系统株式会社 光扫描装置和图像形成装置
WO2014156060A1 (ja) * 2013-03-26 2014-10-02 住友精密工業株式会社 ミラーアレイ
JP2017513446A (ja) * 2014-04-04 2017-05-25 エムイーエムエス スタート，エルエルシー 光電子デバイスを動作させるアクチュエータ
FR3063991B1 (fr) * 2017-03-16 2019-05-03 Safran Micro-dispositif a plusieurs elements mobiles disposes au sein de plusieurs cavites imbriquees
DE102017215276B4 (de) * 2017-08-31 2023-02-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Multidirektionale Übersetzungs- und Neigungsplattform unter Verwendung von Biegeaktuatoren als aktive Entität
DE102018216611B4 (de) * 2018-05-22 2022-01-05 Infineon Technologies Ag MEMS-Bauelement mit Aufhängungsstruktur und Verfahren zum Herstellen eines MEMS-Bauelementes
CN109399549B (zh) * 2018-10-15 2021-06-11 北京航天控制仪器研究所 一种微机械静电驱动的直线型梳齿结构
CN109613695B (zh) * 2019-01-14 2022-01-25 清华大学深圳研究生院 一种mems扫描镜
JP6970134B2 (ja) 2019-03-19 2021-11-24 株式会社東芝 半導体装置
KR102245987B1 (ko) * 2019-10-25 2021-04-29 탈렌티스 주식회사 미러의 자체 각도 조절 기능을 갖는 광 스캐너 및 그의 미러 각도 조절 방법
CN111856430B (zh) * 2020-07-28 2023-07-14 合肥工业大学 一种用于激光雷达的双层梳齿驱动mems扫描镜及制备方法
US11543650B2 (en) * 2021-04-22 2023-01-03 Beijing Voyager Technology Co., Ltd. Scanning mirror assembly with a scanning mirror elevated above a MEMS actuator

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030004008A (ko) * 2001-07-04 2003-01-14 후지쯔 가부시끼가이샤 마이크로 미러 소자
KR20030017210A (ko) * 2001-08-24 2003-03-03 삼성전자주식회사 광스캐너 및 그 제조방법
JP2003117897A (ja) * 2001-10-11 2003-04-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> マイクロアクチュエータ

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3003429B2 (ja) * 1992-10-08 2000-01-31 富士電機株式会社 ねじり振動子および光偏向子
US5739941A (en) * 1995-07-20 1998-04-14 Texas Instruments Incorporated Non-linear hinge for micro-mechanical device
JPH10190007A (ja) 1996-12-25 1998-07-21 Mitsubishi Materials Corp 半導体慣性センサの製造方法
JPH10270714A (ja) 1997-03-26 1998-10-09 Mitsubishi Materials Corp 半導体慣性センサの製造方法
WO1998044571A1 (en) * 1997-04-01 1998-10-08 Xros, Inc. Adjusting operating characteristics of micromachined torsional oscillators
JPH1126830A (ja) * 1997-06-30 1999-01-29 Denso Corp 積層型アクチュエータ
JPH11203383A (ja) 1998-01-16 1999-07-30 Denso Corp 光学的情報読取装置
JP4265016B2 (ja) 1998-05-08 2009-05-20 株式会社デンソー 半導体力学量センサの製造方法
US6287885B1 (en) * 1998-05-08 2001-09-11 Denso Corporation Method for manufacturing semiconductor dynamic quantity sensor
US6497141B1 (en) * 1999-06-07 2002-12-24 Cornell Research Foundation Inc. Parametric resonance in microelectromechanical structures
JP2002246585A (ja) * 2001-02-19 2002-08-30 Sharp Corp 量子演算素子
JP3908566B2 (ja) * 2001-03-02 2007-04-25 三星電子株式会社 マイクロミラー駆動装置及びその制御方法
US6713367B2 (en) * 2001-08-28 2004-03-30 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Self-aligned vertical combdrive actuator and method of fabrication
US6757092B2 (en) * 2001-12-10 2004-06-29 Nayef M. Abu-Ageel Micro-machine electrostatic actuator, method and system employing same, and fabrication methods thereof
US6879428B2 (en) * 2001-12-26 2005-04-12 Intermec Ip Corp. Frame grabbing with laser scanner with sweeping by silicon planar electrostatics actuator
US6643053B2 (en) * 2002-02-20 2003-11-04 The Regents Of The University Of California Piecewise linear spatial phase modulator using dual-mode micromirror arrays for temporal and diffractive fourier optics
TWI220422B (en) * 2002-09-09 2004-08-21 Lightuning Tech Inc Manufacturing method for bi-directional vertical motion brake and applications of the same
JP2005088188A (ja) * 2003-08-12 2005-04-07 Fujitsu Ltd マイクロ揺動素子およびマイクロ揺動素子駆動方法
US7329930B2 (en) * 2004-03-08 2008-02-12 Opus Microsystems Corporation Micromechanical actuator with multiple-plane comb electrodes and methods of making
US7161247B2 (en) * 2004-07-28 2007-01-09 Cabot Microelectronics Corporation Polishing composition for noble metals

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030004008A (ko) * 2001-07-04 2003-01-14 후지쯔 가부시끼가이샤 마이크로 미러 소자
JP2003015064A (ja) * 2001-07-04 2003-01-15 Fujitsu Ltd マイクロミラー素子
KR20030017210A (ko) * 2001-08-24 2003-03-03 삼성전자주식회사 광스캐너 및 그 제조방법
JP2003117897A (ja) * 2001-10-11 2003-04-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> マイクロアクチュエータ

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