(57)【要約】【課題】反りが発生し難く、また、光反射面の面積を出来るだけ大きくし得る構成、構造の光反射素子を提供する。【解決手段】光反射素子は、支持部２１、ヒンジ部３０及び光反射部４０から成り、光反射部４０は支持層及び光反射層５０から成り、ヒンジ部３０は、トーションバー部３１、トーションバー部３１の側部から延びる延在部３４Ａ，３４Ｂ、延在部３４Ａ，３４Ｂの端部から延びる可動片３５Ａ，３５Ｂから成り、トーションバー部３１の端部は支持部２１に固定されており、トーションバー部３１の軸線を中心としてヒンジ部３０は捩れ変形可能であり、支持層は可動片３５Ａ，３５Ｂに固定されており、少なくとも、第１可動片３５Ａと第２可動片３５Ｂとの間に位置する空間３５Ｄと対向した支持層の部分には凹部４１Ｄが設けられており、支持層には光反射層５０と平行に光反射層５０と離間して応力調整層９１が設けられている。【選択図】  図１
2020112592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に設けられた支持部、並びに、ヒンジ部及び光反射部から成り、
光反射部は、支持層、及び、支持層上に形成された光反射層から成り、
ヒンジ部は、トーションバー部、トーションバー部の一方の側部の一部から延びる第１延在部、第１延在部の端部から延びる第１可動片、トーションバー部の他方の側部の一部から延びる第２延在部、及び、第２延在部の端部から延びる第２可動片から成り、
トーションバー部の端部は支持部に固定されており、
トーションバー部の軸線を中心として、ヒンジ部は捩れ変形可能であり、
支持層は、第１可動片上から第２可動片上に亙り形成されており、
少なくとも、第１可動片と第２可動片との間に位置する空間と対向した支持層の部分には凹部が設けられており、
支持層には、光反射層と平行に、光反射層と離間して、応力調整層が設けられている光反射素子。
【請求項２】
支持層は、下層支持層及び上層支持層の２層構造を有し、
下層支持層は、第１下層支持層、第２下層支持層、及び、第３下層支持層から構成されており、
第１下層支持層は第１可動片上に形成されており、
第２下層支持層は第２可動片上に形成されており、
第３下層支持層は、第１延在部上、第２延在部上、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分上に形成されており、
上層支持層は、第３下層支持層上を含む第１下層支持層から第２下層支持層の上に亙り形成されている請求項１に記載の光反射素子。
【請求項３】
上層支持層は、第１下層支持層、第３下層支持層及び第２下層支持層の上、並びに、第１下層支持層と第２下層支持層と第３下層支持層とによって囲まれた空間の上方に形成されている請求項２に記載の光反射素子。
【請求項４】
支持層は、下層支持層及び上層支持層の２層構造を有し、
下層支持層は、第１下層支持層及び第２下層支持層から構成されており、
第１下層支持層は第１可動片上に形成されており、
第２下層支持層は第２可動片上に形成されており、
第１延在部上、第２延在部上、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分の上に亙り、下層支持層は形成されていない請求項１に記載の光反射素子。
【請求項５】
第１延在部上、第２延在部上、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分の上に亙り存在する空間は、凹部に連通している請求項４に記載の光反射素子。
【請求項６】
支持層は、下層支持層及び上層支持層の２層構造を有し、
下層支持層は、第１Ａ下層支持層、第１Ｂ下層支持層及び第１Ｃ下層支持層、第２Ａ下層支持層、第２Ｂ下層支持層及び第２Ｃ下層支持層、並びに、第３下層支持層から構成されており、
第１Ａ下層支持層は、第１可動片上に形成されており、
第１Ｂ下層支持層及び第１Ｃ下層支持層は、第１Ａ下層支持層の側部と離間して、第１Ａ下層支持層を挟んで、第１可動片上に形成されており、
第２Ａ下層支持層は、第２可動片上に形成されており、
第２Ｂ下層支持層及び第２Ｃ下層支持層は、第２Ａ下層支持層の側部と離間して、第２Ａ下層支持層を挟んで、第２可動片上に形成されており、
第１Ａ下層支持層と第２Ａ下層支持層との間には、第１延在部、第２延在部、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分が位置しており、
第３下層支持層は、第１延在部上、第２延在部上、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分上に形成されており、
上層支持層は、第３下層支持層上を含む第１下層支持層から第２下層支持層の上に亙り形成されている請求項１に記載の光反射素子。
【請求項７】
上層支持層は、第３下層支持層の上に形成され、且つ、第１Ｂ下層支持層から第１Ｃ下層支持層に亙り形成され、且つ、第２Ｂ下層支持層から第２Ｃ下層支持層に亙り形成され、且つ、第１Ｂ下層支持層と第２Ｂ下層支持層と第３下層支持層とによって囲まれた空間の上方に形成され、且つ、第１Ｃ下層支持層と第２Ｃ下層支持層と第３下層支持層とによって囲まれた空間の上方に形成されている請求項６に記載の光反射素子。
【請求項８】
凹部は、支持層の基体側の面に設けられている請求項１に記載の光反射素子。
【請求項９】
応力調整層は、基体と対向する上層支持層の下面の露出面から、基体と対向する下層支持層の下面に亙り設けられている請求項１に記載の光反射素子。
【請求項１０】
応力調整層は、基体と対向する上層支持層の下面の露出面から、下層支持層と上層支持層の界面に亙り設けられている請求項１に記載の光反射素子。
【請求項１１】
応力調整層は、上層支持層の内部に設けられている請求項１に記載の光反射素子。
【請求項１２】
光反射層の少なくとも一部を構成する材料と、応力調整層の少なくとも一部を構成する材料とは、同じである請求項１に記載の光反射素子。
【請求項１３】
光反射層の厚さと、応力調整層の厚さとは、同じである請求項１に記載の光反射素子。
【請求項１４】
光反射層の構成と、応力調整層の構成とは、光反射層と応力調整層との間に存在する層に対して対称である請求項１に記載の光反射素子。
【請求項１５】
基体の表面をＸＹ平面としたとき、光反射層のＸＹ平面に平行な面において生じる応力の内、最高温度仕様値における応力をσ11、最低温度仕様値における応力をσ12とし、応力調整層のＸＹ平面に平行な面において生じる応力の内、最高温度仕様値における応力をσ21、最低温度仕様値における応力をσ22としたとき、σ11の符号とσ21の符号とは同じであり、σ12の符号とσ22の符号とは同じである請求項１に記載の光反射素子。
【請求項１６】
トーションバー部の両端が支持部に固定されており、又は、トーションバー部の一端が支持部に固定されている請求項１に記載の光反射素子。
【請求項１７】
第１延在部と第２延在部とは、トーションバー部の軸線を対称軸として線対称に配置されており、
第１可動片と第２可動片とは、トーションバー部の軸線を対称軸として線対称に配置されている請求項１に記載の光反射素子。
【請求項１８】
光反射部は支持部を覆っている請求項１に記載の光反射素子。
【請求項１９】
第１可動片及び第２可動片のそれぞれと対向する基体の部分には、トーションバー部の軸線を中心としてヒンジ部を捩れ変形させるための電極が設けられている請求項１に記載の光反射素子。
【請求項２０】
可動片の先端の下方に位置する基体の領域にはストッパが設けられている請求項１に記載に光反射素子。
【請求項２１】
光反射素子がアレイ状に配列されて成る空間光変調器であって、
各光反射素子は、
基体上に設けられた支持部、並びに、ヒンジ部及び光反射部から成り、
光反射部は、支持層、及び、支持層上に形成された光反射層から成り、
ヒンジ部は、トーションバー部、トーションバー部の一方の側部の一部から延びる第１延在部、第１延在部の端部から延びる第１可動片、トーションバー部の他方の側部の一部から延びる第２延在部、及び、第２延在部の端部から延びる第２可動片から成り、
トーションバー部の端部は支持部に固定されており、
トーションバー部の軸線を中心として、ヒンジ部は捩れ変形可能であり、
支持層は、第１可動片上から第２可動片上に亙り形成されており、
少なくとも、第１可動片と第２可動片との間に位置する空間と対向した支持層の部分には凹部が設けられており、
支持層には、光反射層と平行に、光反射層と離間して、応力調整層が設けられている空間光変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光反射素子、及び、係る光反射素子を複数備えた空間光変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタや画像表示装置として、屡々、光反射素子を複数備えた空間光変調器が用いられている。例えば、米国特許公開公報ＵＳ２００６／００５０３５３Ａ１に開示された光反射素子は、
基板に設けられたポスト、
ポストに両端が固定された帯状のヒンジ、
ヒンジの中央部に、一端が取り付けられたヒンジ・コンタクト、及び、
ヒンジ・コンタクトの他端に取り付けられたミラー・プレート、
から構成されており、
ヒンジと対向するミラー・プレートの部分（光反射面）には、トレンチが形成されており、
基板を介して光反射素子のミラー・プレートに光が入射し、ミラー・プレートによって反射された光が基板を介して外部に出射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許公開公報ＵＳ２００６／００５０３５３Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の米国特許公開公報に開示された光反射素子にあっては、ミラー・プレートの光反射面の中央部にトレンチが形成されているので、ミラー・プレート全体の剛性が低く、熱応力に起因してミラー・プレートに反りが発生し易いし、トレンチの分だけ、ミラー・プレートの光反射面の面積が小さくなってしまう。それ故、光反射素子の光反射効率やコントラストが低下してしまうといった問題を有する。
【０００５】
従って、本開示の目的は、反りが発生し難く、また、光反射面の面積を出来るだけ大きくし得る構成、構造の光反射素子、及び、係る光反射素子を複数備えた空間光変調器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための本開示の光反射素子は、基体上に設けられた支持部、並びに、ヒンジ部及び光反射部から成り、
光反射部は、支持層、及び、支持層上に形成された光反射層から成り、
ヒンジ部は、トーションバー部、トーションバー部の一方の側部の一部から延びる第１延在部、第１延在部の端部から延びる第１可動片、トーションバー部の他方の側部の一部から延びる第２延在部、及び、第２延在部の端部から延びる第２可動片から成り、
トーションバー部の端部は支持部に固定されており、
トーションバー部の軸線を中心として、ヒンジ部は捩れ変形可能であり、
支持層は、第１可動片上から第２可動片上に亙り形成されており、
少なくとも、第１可動片と第２可動片との間に位置する空間と対向した支持層の部分には凹部が設けられており、
支持層には、光反射層と平行に、光反射層と離間して、応力調整層が設けられている。
【０００７】
上記の目的を達成するための本開示の空間光変調器は、光反射素子がアレイ状に配列されて成る空間光変調器であって、
各光反射素子は、本開示の光反射素子から成る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１Ａ並びに図１Ｂは、それぞれ、実施例１の光反射素子を構成する支持部及びヒンジ部の模式的な平面図、並びに、下層支持層の模式的な平面図である。
【図２】図２は、実施例１の光反射素子を構成する上層支持層の模式的な平面図である。
【図３】図３は、実施例１の光反射素子を構成する光反射層の模式的な平面図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ、図１Ａの矢印Ａ−Ａに沿った模式的な断面図、及び、図１Ａの矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な断面図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ、図２の矢印Ｃ−Ｃに沿った模式的な端面図、及び、図２の矢印Ｄ−Ｄに沿った模式的な断面図である。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ、図２の矢印Ｅ−Ｅに沿った模式的な断面図、及び、図２の矢印Ｆ−Ｆに沿った模式的な断面図である。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ、図３の矢印Ｇ−Ｇに沿った模式的な端面図、及び、図３の矢印Ｈ−Ｈに沿った模式的な断面図である。
【図８】図８Ａ及び図８Ｂは、それぞれ、図３の矢印Ｊ−Ｊに沿った模式的な端面図、及び、図３の矢印Ｋ−Ｋに沿った模式的な断面図である。
【図９】図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ、実施例２の光反射素子において、図３の矢印Ｇ−Ｇに沿ったと同様の模式的な端面図、及び、図３の矢印Ｈ−Ｈに沿った同様の模式的な断面図である。
【図１０】図１０Ａ及び図１０Ｂは、それぞれ、実施例２の光反射素子において、図３の矢印Ｊ−Ｊに沿ったと同様の模式的な端面図、及び、図３の矢印Ｋ−Ｋに沿った同様の模式的な断面図である。
【図１１】図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ、実施例３の光反射素子において、図３の矢印Ｇ−Ｇに沿ったと同様の模式的な端面図、及び、図３の矢印Ｈ−Ｈに沿った同様の模式的な断面図である。
【図１２】図１２Ａ及び図１２Ｂは、それぞれ、実施例３の光反射素子において、図３の矢印Ｊ−Ｊに沿ったと同様の模式的な端面図、及び、図３の矢印Ｋ−Ｋに沿った同様の模式的な断面図である。
【図１３】図１３は、実施例４の光反射素子を構成する下層支持層の模式的な平面図である。
【図１４】図１４は、実施例４の光反射素子を構成する上層支持層の模式的な平面図である。
【図１５】図１５は、図１４の矢印Ｌ−Ｌに沿った模式的な断面図である。
【図１６】図１６Ａ並びに図１６Ｂは、それぞれ、実施例５の光反射素子を構成する支持部及びヒンジ部の模式的な平面図、並びに、下層支持層の模式的な平面図である。
【図１７】図１７は、実施例５の光反射素子を構成する上層支持層の模式的な平面図である。
【図１８】図１８Ａ、図１８Ｂ及び図１８Ｃは、それぞれ、図１６Ａの矢印Ａ−Ａに沿った模式的な端面図、及び、図１７の矢印Ｃ−Ｃに沿った模式的な端面図、及び、図１７の矢印Ｇ−Ｇに沿った模式的な端面図である。
【図１９】図１９は、実施例５の変形例の光反射素子を構成する下層支持層の模式的な平面図である。
【図２０】図２０は、実施例５の変形例の光反射素子を構成する上層支持層の模式的な平面図である。
【図２１】図２１Ａ及び図２１Ｂは、それぞれ、実施例１の変形例の光反射素子を構成する下層支持層の模式的な平面図、及び、図２１Ａの矢印Ａ−Ａに沿った実施例１の変形例の光反射素子を構成する下層支持層等の模式的な端面図である。
【図２２】図２２Ａ及び図２２Ｂは、それぞれ、図２１Ａの矢印Ｂ−Ｂ及び矢印Ｃ−Ｃに沿った実施例１の変形例の光反射素子を構成する下層支持層等の模式的な端面図である。
【図２３】図２３Ａ及び図２３Ｂは、それぞれ、図２１Ａの矢印Ｂ−Ｂ及び矢印Ｃ−Ｃに沿ったと同様の比較例１の光反射素子を構成する下層支持層等の模式的な端面図である。
【図２４】図２４は、実施例１の別の変形例の光反射素子を構成する下層支持層等の図８Ａと同様の模式的な断面図である。
【図２５】図２５は、実施例１の変形において求められた反り量を示すグラフである。
【図２６】図２６は、光反射層と応力調整層との間の距離に相当する厚さ割合Ｔと反りの比率との関係を示すグラフである。
【図２７】図２７は、本開示の空間光変調器の概念図である。
【図２８】図２８は、光反射素子がアレイ状に配列されて成る空間光変調器において、アレイ状に配列された光反射素子からの光によって発生する回折現象のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図２９】図２９Ａ及び図２９Ｂは、曲率半径Ｒと光反射効率の関係を示すグラフ、及び、曲率半径Ｒと反り量ｈの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の光反射素子及び空間光変調器、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の光反射素子及び空間光変調器）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１の別の変形）
５．実施例４（実施例１〜実施例３の変形）
６．実施例５（実施例１〜実施例４の変形）
７．その他
【００１０】
〈本開示の光反射素子及び空間光変調器、全般に関する説明〉
本開示の光反射素子及び本開示の空間光変調器に備えられた光反射素子（以下、これらの光反射素子を、総称して、『本開示の光反射素子等』と呼ぶ）において、
支持層は、下層支持層及び上層支持層の２層構造を有し、
下層支持層は、第１下層支持層、第２下層支持層、及び、第３下層支持層から構成されており、
第１下層支持層は第１可動片上に形成されており、
第２下層支持層は第２可動片上に形成されており、
第３下層支持層は、第１延在部上、第２延在部上、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分上に形成されており、
上層支持層は、第３下層支持層上を含む第１下層支持層から第２下層支持層の上に亙り形成されている構成とすることができる。尚、このような構成の本開示の光反射素子等を、便宜上、『第１構成の光反射素子』と呼ぶ。
【００１１】
第１構成の光反射素子において、上層支持層は、第１下層支持層、第３下層支持層及び第２下層支持層の上、並びに、第１下層支持層と第２下層支持層と第３下層支持層とによって囲まれた空間（凹部）の上方に形成されている構成とすることができる。
【００１２】
あるいは又、本開示の光反射素子等において、
支持層は、下層支持層及び上層支持層の２層構造を有し、
下層支持層は、第１下層支持層及び第２下層支持層から構成されており、
第１下層支持層は第１可動片上に形成されており、
第２下層支持層は第２可動片上に形成されており、
第１延在部上、第２延在部上、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分の上に亙り、下層支持層は形成されていない構成とすることができる。尚、このような構成の本開示の光反射素子等を、便宜上、『第２構成の光反射素子』と呼ぶ。
【００１３】
第１構成の光反射素子にあっては、第１延在部上、第２延在部上、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分の上に亙り存在する空間（第２の凹部）は、凹部に連通している構成とすることができる。
【００１４】
あるいは又、本開示の光反射素子等において、
支持層は、下層支持層及び上層支持層の２層構造を有し、
下層支持層は、第１Ａ下層支持層、第１Ｂ下層支持層及び第１Ｃ下層支持層、第２Ａ下層支持層、第２Ｂ下層支持層及び第２Ｃ下層支持層、並びに、第３下層支持層から構成されており、
第１Ａ下層支持層は、第１可動片上に形成されており、
第１Ｂ下層支持層及び第１Ｃ下層支持層は、第１Ａ下層支持層の側部と離間して、第１Ａ下層支持層を挟んで、第１可動片上に形成されており、
第２Ａ下層支持層は、第２可動片上に形成されており、
第２Ｂ下層支持層及び第２Ｃ下層支持層は、第２Ａ下層支持層の側部と離間して、第２Ａ下層支持層を挟んで、第２可動片上に形成されており、
第１Ａ下層支持層と第２Ａ下層支持層との間には、第１延在部、第２延在部、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分が位置しており、
第３下層支持層は、第１延在部上、第２延在部上、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分上に形成されており、
上層支持層は、第３下層支持層上を含む第１下層支持層から第２下層支持層の上に亙り形成されている構成とすることができる。尚、このような構成の本開示の光反射素子等を、便宜上、『第３構成の光反射素子』と呼ぶ。
【００１５】
第３構成の光反射素子において、上層支持層は、第３下層支持層の上に形成され、且つ、第１Ｂ下層支持層から第１Ｃ下層支持層に亙り形成され、且つ、第２Ｂ下層支持層から第２Ｃ下層支持層に亙り形成され、且つ、第１Ｂ下層支持層と第２Ｂ下層支持層と第３下層支持層とによって囲まれた空間（凹部）の上方に形成され、且つ、第１Ｃ下層支持層と第２Ｃ下層支持層と第３下層支持層とによって囲まれた空間（凹部）の上方に形成されている構成とすることができる。
【００１６】
以上に説明した各種の好ましい構成を含む本開示の光反射素子等において、凹部は、支持層の基体側の面（光反射層が設けられた面とは反対側の面）に設けられている形態とすることができる。
【００１７】
更には、以上に説明した各種の好ましい構成、形態を含む本開示の光反射素子等において、応力調整層は、基体と対向する上層支持層の下面の露出面から、基体と対向する下層支持層の下面に亙り設けられている形態とすることができるし、あるいは又、応力調整層は、基体と対向する上層支持層の下面の露出面から、下層支持層と上層支持層の界面に亙り設けられている形態とすることができるし、あるいは又、応力調整層は、上層支持層の内部に設けられている形態とすることができる。尚、応力調整層は光反射層と平行に設けられているが、応力調整層の全ての領域が光反射層と平行に設けられていなくともよい。即ち、応力調整層の一部の領域が光反射層と平行に設けられている形態とすることもできる。
【００１８】
更には、以上に説明した各種の好ましい構成、形態を含む本開示の光反射素子等において、光反射層の少なくとも一部を構成する材料と、応力調整層の少なくとも一部を構成する材料とは、同じである形態とすることができ、この場合、更には、光反射層を構成する材料と応力調整層を構成する材料とは同じであることが好ましく、これによって、光反射素子の製造において、光反射層と同じ材料から成る応力調整層の形成を追加するだけでよく、新たに設備導入を行う必要がなく、製造コストの低減を図ることができる。
【００１９】
更には、以上に説明した各種の好ましい構成、形態を含む本開示の光反射素子等において、光反射層の厚さと、応力調整層の厚さとは、同じである形態とすることができる。ここで、「厚さが同じである」とは、設計厚さの値が同じであることを意味し、製造上発生した厚さバラツキを包含する。
【００２０】
更には、以上に説明した各種の好ましい構成、形態を含む本開示の光反射素子等において、光反射層の構成と、応力調整層の構成とは、光反射層と応力調整層との間に存在する層に対して対称である形態とすることができる。
【００２１】
更には、以上に説明した各種の好ましい構成、形態を含む本開示の光反射素子等において、基体の表面をＸＹ平面としたとき、光反射層のＸＹ平面に平行な面において生じる応力の内、最高温度仕様値における応力をσ11、最低温度仕様値における応力をσ12とし、応力調整層のＸＹ平面に平行な面において生じる応力の内、最高温度仕様値における応力をσ21、最低温度仕様値における応力をσ22としたとき、σ11の符号とσ21の符号とは同じであり、σ12の符号とσ22の符号とは同じである形態とすることができる。
【００２２】
更には、以上に説明した各種の好ましい構成、形態を含む本開示の光反射素子等において、トーションバー部の両端が支持部に固定されており、あるいは又、トーションバー部の一端が支持部に固定されている形態とすることができる。
【００２３】
更には、以上に説明した各種の好ましい構成、形態を含む本開示の光反射素子等において、
第１延在部と第２延在部とは、トーションバー部の軸線を対称軸として線対称に配置されており、
第１可動片と第２可動片とは、トーションバー部の軸線を対称軸として線対称に配置されている形態とすることができる。
【００２４】
更には、以上に説明した各種の好ましい構成、形態を含む本開示の光反射素子等において、光反射部は支持部を覆っている形態とすることができ、これによって、光反射層の面積の増加、光反射層のフィルファクターの増加を図ることができる。
【００２５】
更には、以上に説明した各種の好ましい構成、形態を含む本開示の光反射素子等において、第１可動片及び第２可動片のそれぞれと対向する基体の部分には、トーションバー部の軸線を中心としてヒンジ部を捩れ変形させるための電極が設けられている形態とすることができる。即ち、ヒンジ部の捩れ変形によって光反射素子を駆動する場合、第１可動片及び第２可動片の下方に位置する基体の部分に電極（駆動電極）を設け、ヒンジ部及び駆動電極に電圧を印加することで、ヒンジ部（具体的には、第１可動片及び第２可動片）と駆動電極との間に生じる静電力によって、ヒンジ部を駆動（回動）させ、あるいは又、トーションバー部を捩り、あるいは又、可動片の先端を駆動（上下動）させればよい。駆動電極には、例えば、基体に設けられた駆動回路から電圧が印加され、ヒンジ部にも、例えば、基体に設けられた駆動回路から電圧が印加される。
【００２６】
更には、以上に説明した各種の好ましい構成、形態を含む本開示の光反射素子等において、可動片の先端の下方に位置する基体の領域にはストッパが設けられている形態とすることができる。ストッパの表面に絶縁層を形成してもよいし、帯電しないように帯電防止層を形成してもよいし、ストッパと可動片との接触時、ストッパと可動片とが密着しないように密着防止層を形成してもよい。
【００２７】
基体は、例えば、シリコン基板から構成することができるし、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）から構成することもできる。支持部の下端部は基体に固定されているが、具体的には、例えば、支持部を基体上に形成すればよい。
【００２８】
支持部は、基本的に伸縮することの無い、剛体から構成されており、より具体的には、例えば、シリコン、あるいは、アモルファスシリコン、あるいは、酸化シリコン、あるいは、シリコンと酸化シリコンとの組合せ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮから構成することができる。支持部の軸線に垂直な仮想平面で支持部を切断したときの支持部の断面形状は、円形、楕円形、長円形、正方形、長方形、台形等を含む矩形等、本質的に任意の形状とすることができる。支持部の数は、上述したとおり、２又は１である。
【００２９】
ヒンジ部は、例えば、シリコン層、あるいは、酸化シリコン層、あるいは、シリコン層と酸化シリコン層との積層構造、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＴｉＮ、ＴｉＡｌ、ＡｌＮ、ＴｉＳｉＮ、ＴｉＡｌＮから構成することができる。支持層も、例えば、シリコン層、あるいは、アモルファスシリコン層、あるいは、酸化シリコン層、あるいは、シリコン層と酸化シリコン層との積層構造から構成することができる。
【００３０】
トーションバー部は支持部の上端部の裏面に固定されているが、具体的には、支持部の上端部の上にトーションバー部を形成すればよい。あるいは又、支持部とトーションバー部とを、例えば、周知の接合技術（ボンディング技術）によって接合してもよい。ここで、接合技術（ボンディング技術）として、エポキシ系接着剤、ＢＣＢ（Benzo-CycloButene）、ＣＹＴＯＰ等の有機系材料、ガラスフリット、水ガラス等を接着層として用いる方法だけでなく、ハンダ層等を接着層として用いる方法、陽極接合法、酸素等のプラズマによってウエハ表面を処理する方法を含むウエハ直接接合法、表面活性化常温接合法を挙げることもできる。
【００３１】
光反射部を構成する光反射層は、光入射側である支持層の表面（おもてめん）に形成された金属膜あるいは合金膜から構成することができ、例えば、各種の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）や各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）にて形成することができる。光反射層を構成する材料として、具体的には、金（Ａｕ）、銀（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、あるいは、これらの合金を例示することができる。
【００３２】
応力調整層を構成する材料も、具体的には、金（Ａｕ）、銀（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、あるいは、これらの合金を例示することができる。
【００３３】
支持層の外形形状は、円形、楕円形、長円形（半円と２本の線分が組み合わされた形状）、正方形、長方形、台形等を含む矩形等、本質的に任意の形状とすることができる。また、光反射層の外形形状も、円形、楕円形、長円形、正方形、長方形、台形等を含む矩形等、本質的に任意の形状とすることができる。支持層と光反射層とを、同じ、あるいは、類似、あるいは、相似した外形形状としてもよいし、異なる外形形状としてもよい。更には、支持層と光反射層とを同じ大きさとしてもよいし、光反射層よりも支持層を大きくしてもよいし、支持層よりも光反射層を大きくしてもよい。
【００３４】
空間光変調器の光反射層に外部から光が入射し、光反射層から外部に光が出射される。ヒンジ部を駆動することで、光反射層から外部への光の出射方向を制御することができる結果、例えば外部のスクリーンや表示部、表示装置において画像を表示することができるし、例えば、投影型表示装置（プロジェクタ）や頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ，Head Mounted Display）、分光装置、露光装置に適用することができる。空間光変調器によって、入射した光のオン／オフ制御を行うことができる。ここで、オン制御とは、画像を表示するために入射した光を所望の方向に出射する状態を指し、オフ制御とは、画像を表示させないために入射した光を別の所望の方向に出射する状態を指す。
【実施例１】
【００３５】
実施例１は、本開示の光反射素子及び空間光変調器に関し、具体的には、第１構成の光反射素子に関する。実施例１の光反射素子を構成する支持部及びヒンジ部の模式的な平面図を図１Ａに示し、下層支持層の模式的な平面図を図１Ｂに示し、光反射素子を構成する上層支持層の模式的な平面図を図２に示し、光反射層の模式的な平面図を図３に示す。更には、図１Ａの矢印Ａ−Ａに沿った模式的な断面図を図４Ａに示し、図１Ａの矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な断面図を図４Ｂに示し、図２の矢印Ｃ−Ｃに沿った模式的な端面図を図５Ａに示し、図２の矢印Ｄ−Ｄに沿った模式的な断面図を図５Ｂに示し、図２の矢印Ｅ−Ｅに沿った模式的な断面図を図６Ａに示し、図２の矢印Ｆ−Ｆに沿った模式的な断面図を図６Ｂに示し、図３の矢印Ｇ−Ｇに沿った模式的な端面図を図７Ａに示し、図３の矢印Ｈ−Ｈに沿った模式的な断面図を図７Ｂに示し、図３の矢印Ｊ−Ｊに沿った模式的な断面図を図８Ａに示し、図３の矢印Ｋ−Ｋに沿った模式的な断面図を図８Ｂに示す。尚、図２においては、可動片の図示を省略している。
【００３６】
実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例５の光反射素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆは、
基体２０上に設けられた支持部２１、並びに、ヒンジ部３０及び光反射部４０から成り、
光反射部４０は、支持層（ミラープレート）、及び、支持層上に形成された光反射層（ミラー部）５０から成り、
ヒンジ部３０は、トーションバー部３１、トーションバー部３１の一方の側部３２Ａの一部から延びる第１延在部３４Ａ、第１延在部３４Ａの端部から延びる第１可動片３５Ａ、トーションバー部３１の他方の側部３２Ｂの一部から延びる第２延在部３４Ｂ、及び、第２延在部３４Ｂの端部から延びる第２可動片３５Ｂから成り、
トーションバー部３１の端部は支持部２１に固定されており、
トーションバー部３１の軸線を中心として、ヒンジ部３０は捩れ変形可能であり、
支持層は、第１可動片３５Ａ上から第２可動片３５Ｂ上に亙り形成されている。
【００３７】
そして、少なくとも、第１可動片３５Ａと第２可動片３５Ｂとの間に位置する空間３５Ｄと対向した支持層の部分には凹部４１Ｄが設けられている。即ち、凹部４１Ｄは、相互に対向する第１可動片３５Ａの部分（トーションバー部３１と対向する第１可動片３５Ａの縁部）と第２可動片３５Ｂの部分（トーションバー部３１と対向する第２可動片３５Ｂの縁部）によって挟まれた領域に設けられているが、具体的には、実施例１あるいは後述する実施例４〜実施例５の光反射素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄにあっては、第１可動片３５Ａ、第１延在部３４Ａ、第２延在部３４Ｂ及び第２可動片３５Ｂによって区画された空間３５Ｄと対向した支持層の部分に、凹部（一種のキャビティ）４１Ｄが設けられている。
【００３８】
そして、更には、支持層には、光反射層５０と平行に、光反射層５０と離間して、応力調整層９１，９２，９３が設けられている。
【００３９】
また、概念図を図２７に示すように、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例５の空間光変調器は、光反射素子がアレイ状に配列されて成る空間光変調器であって、各光反射素子は、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例５の光反射素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆから成る。光源１２から出射された光は、光学系（レンズ）１３を通過し、空間光変調器１１に入射する。そして、空間光変調器１１を構成する光反射素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆの光反射層５０に入射した光は、光反射素子の制御下、光反射層５０によって反射され、所望に応じてスクリーン１４に向けて出射される。ヒンジ部３０を駆動することで、光反射層５０からスクリーン１４への光の出射方向を制御することができる結果、スクリーン１４において画像を表示することができる。空間光変調器１１によって、入射した光のオン／オフ制御を行うことができる。
【００４０】
ここで、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例４の光反射素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄにおいては、トーションバー部３１の両端が支持部２１に固定されている。即ち、２つの支持部２１が設けられている。
【００４１】
また、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例５の光反射素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆにおいて、第１延在部３４Ａと第２延在部３４Ｂとは、トーションバー部３１の軸線を対称軸として線対称に配置されており、第１可動片３５Ａと第２可動片３５Ｂとは、トーションバー部３１の軸線を対称軸として線対称に配置されている。そして、ヒンジ部３０が捩れ変形していないとき、第１可動片３５Ａ及び第２可動片３５Ｂは基体２０の表面に平行に位置する。光反射部４０は支持部２１を覆っている。
【００４２】
そして、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例３の光反射素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおいて、
支持層は、下層支持層（下部ミラープレート）４１及び上層支持層（上部ミラープレート）４２の２層構造を有し、
下層支持層４１は、第１下層支持層４１Ａ、第２下層支持層４１Ｂ、及び、第３下層支持層４１Ｃから構成されており、
第１下層支持層４１Ａは第１可動片３５Ａ上に形成されており、
第２下層支持層４１Ｂは第２可動片３５Ｂ上に形成されており、
第３下層支持層４１Ｃは、第１延在部３４Ａ上、第２延在部３４Ｂ上、及び、第１延在部３４Ａと第２延在部３４Ｂとの間に位置するトーションバー部３１の部分３３上に形成されており、
上層支持層４２は、第３下層支持層４１Ｃ上を含む第１下層支持層４１Ａから第２下層支持層４１Ｂの上に亙り形成されている。
【００４３】
具体的には、上層支持層４２は、図２に示すように、第１下層支持層４１Ａ、第３下層支持層４１Ｃ及び第２下層支持層４１Ｂの上、並びに、第１下層支持層４１Ａと第２下層支持層４１Ｂと第３下層支持層４１Ｃとによって囲まれた空間（凹部４１Ｄ）の上方に形成されている。第１可動片３５Ａ及び第２可動片３５Ｂのそれぞれと対向する上層支持層の領域、即ち、第１可動片３５Ａの上方の領域を占める第１上層支持層、第２可動片３５Ｂの上方の領域を占める第２上層支持層を、参照番号４２Ａ，４２Ｂで表し、第１上層支持層４２Ａから第２上層支持層４２Ｂに亙り形成された上層支持層の領域（第３上層支持層）を、参照番号４２Ｃで表す。また、凹部４１Ｄの上方に位置する上層支持層の領域を、参照番号４２Ｄで示す。凹部４１Ｄは、支持層の基体側の面に設けられている。
【００４４】
そして、実施例１の光反射素子１０Ａにおいて、応力調整層９１は、基体２０と対向する上層支持層４２の下面の露出面４２’から、基体２０と対向する下層支持層４１の下面４１’に亙り設けられている。具体的には、応力調整層９１は、基体２０と対向する上層支持層４２の下面の露出面４２’、基体２０と対向する下層支持層４１の下面４１’、上層支持層４２の下面の露出面４２’と下層支持層４１の下面４１’とを結ぶ下層支持層４１の側面４１”の上に設けられている。即ち、実施例１にあっては、応力調整層９１の全ての領域が光反射層５０と平行に設けられているのではなく、応力調整層９１の一部の領域が光反射層５０と平行に設けられている。
【００４５】
第１可動片３５Ａ及び第２可動片３５Ｂのそれぞれと対向する基体２０の部分には、トーションバー部３１の軸線を中心としてヒンジ部３０を捩れ変形させるための電極８０が設けられている。尚、電極８０は、図６Ａのみに図示した。具体的には、ヒンジ部３０の捩れ変形によって光反射素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆを駆動するが、第１可動片３５Ａ及び第２可動片３５Ｂの下方に位置する基体２０の部分に電極（駆動電極）８０を設け、ヒンジ部３０と駆動電極８０とに電圧を印加することで、ヒンジ部３０（具体的には、第１可動片３５Ａ及び第２可動片３５Ｂ）と駆動電極８０との間に生じる静電力によって、ヒンジ部３０を駆動（回動）させ、あるいは又、トーションバー部３１を捩り、あるいは又、可動片３５Ａ，３５Ｂの先端を駆動（上下動）させることができる。
【００４６】
基体２０は、例えば、シリコン基板から構成することができる。支持部２１はアモルファス・シリコン（α−Ｓｉ）から成り、ヒンジ部３０はＴｉＡｌＮから成り、下層支持層４１及び上層支持層４２はアモルファス・シリコン（α−Ｓｉ）から成り、光反射層５０はアルミニウム（Ａｌ）から成る。上層支持層４２の頂面には、ＴｉＮから成る第２下地層（第２中間層）５１が形成されている。第２下地層５１はアルミニウム層に対するバリア層としても機能する。各材料のヤング率（単位：ＧＰａ）、ポアソン比、線膨張係数（単位：ｐｐｍ／゜Ｃ）を、以下の表１に示す。また、各層の成膜温度（単位：゜Ｃ）を表１に示す。更には、実施例１の光反射素子１０Ａ、後述する実施例２の光反射素子１０Ｂ、及び、後述する実施例３の光反射素子１０Ｃを構成する各層の厚さを表２、表３、表４に示す。
【００４７】
実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例５の光反射素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆにおいて、光反射層５０の少なくとも一部を構成する材料と、応力調整層９１，９２，９３の少なくとも一部を構成する材料とは、同じである。具体的には、光反射層５０を構成する材料と、応力調整層９１，９２，９３を構成する材料とは、同じである。より具体的には、光反射層５０及び応力調整層９１，９２，９３をアルミニウム（Ａｌ）から構成している。応力調整層９１と上層支持層４２との界面及び下層支持層４１との界面には、ＴｉＮから成る第１下地層（第１中間層）９４が形成されている。第１下地層９４もアルミニウム層に対するバリア層としても機能する。また、光反射層５０の厚さと、応力調整層の厚さとは、同じ（実質的に同じ）である。更には、光反射層の構成（光反射層５０及び第２下地層５１）と、応力調整層の構成（応力調整層９１，９２，９３と第１下地層９４）とは、光反射層５０と応力調整層９１，９２，９３との間に存在する層（実施例１においては、下層支持層４１及び上層支持層４２、実施例２においては、後述する上層支持層Ｂ（４２ｂ）、実施例３においては、上層支持層４２）に対して対称である。
【００４８】
〈表１〉
材料          ヤング率    ポアソン比    線膨張係数    成膜温度
光反射層        Ａｌ            ８５      ０．３        ２３            ５０
第２下地層      ＴｉＮ        ５２０      ０．３          ９．４      １００
上層支持層      α−Ｓｉ      １３８      ０．３          ３．６        ５０
下層支持層      α−Ｓｉ      １３８      ０．３          ３．６        ５０
第１下地層      ＴｉＮ        ５２０      ０．３          ９．４      １００
応力調整層      Ａｌ            ８５      ０．３        ２３            ５０
ヒンジ部        ＴｉＡｌＮ    ２０９      ０．３          ９．５        ５０
支持部          α−Ｓｉ      １３８      ０．３          ３．６
【００４９】
〈表２〉（実施例１）
厚さ（ｎｍ）
光反射層５０                  ８０
第２下地層５１                １５
上層支持層４２              ２１５
下層支持層４１              ２００
第１下地層９４                １５
応力調整層９１                ８０
ヒンジ部３０                  ５０
【００５０】
〈表３〉（実施例２）
厚さ（ｎｍ）
光反射層５０                  ８０
第２下地層５１                １５
上層支持層Ｂ（４２ｂ）      １０７．５
第１ｂ下地層９４ｂ            １５
応力調整層９２                ８０
第１ａ下地層９４ａ            １５
上層支持層Ａ（４２ａ）      １０７．５
下層支持層４１              ２００
ヒンジ部３０                  ５０
【００５１】
〈表４〉（実施例３）
厚さ（ｎｍ）
光反射層５０                  ８０
第２下地層５１                １５
上層支持層４２              ２１５
第１ｂ下地層９４ｂ            １５
応力調整層９３                ８０
第１ａ地層９４ａ              １５
下層支持層４１              ２００
ヒンジ部３０                  ５０
【００５２】
比較例１の光反射素子における上層支持層４２と下層支持層４１の合計厚さをＴ0（＝４１５ｎｍ）とする。実施例１、実施例２及び実施例３実施例３の光反射素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおける第２下地層５１と上層支持層４２との界面から応力調整層９１，９２，９３の主たる領域までの距離をＴ1，Ｔ2，Ｔ3とする。Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3の値をＴ0の値で除した値（以下、『厚さ割合Ｔ』と呼ぶ）を、以下の表５に示す。
【００５３】
〈表５〉（厚さ割合Ｔ）
Ｔ1／Ｔ0＝１．００（＝４１５／４１５）
Ｔ2／Ｔ0＝０．２６（＝１０７．５／４１５）
Ｔ3／Ｔ0＝０．５２（＝２１５／４１５）
【００５４】
比較例１の光反射素子を試作し、反り量を求めた。光反射素子の構成材料に生じた応力差に起因して光反射素子に反りが生じるが、光反射素子が円弧状に反ったと仮定したときの反りの曲率半径をＲ、弦長をＤとしたとき、反り量（即ち、矢高）ｈは、
ｈ＝Ｒ［１−｛１−（Ｄ／２Ｒ）2｝1/2］＝Ｄ2／８Ｒ
で表すことができる。温度２５゜Ｃ（室温）における実施例１の変形例の光反射素子の反り量ｈを求めた結果、図２５に示すように、反り量ｈは１５ｎｍであった。尚、図２５の横軸は、後述するＸ軸及びＹ軸に沿った位置（単位：μｍ）を示し、縦軸は反り量（単位：ｎｍ）を示し、Ｘ軸及びＹ軸に沿った反り量の凹凸の曲線はプロファイルを示しており、これらのプロファイルをフィッティングした滑らかな曲線も併せて示す。
【００５５】
実施例１の変形例の光反射素子は、第２構成の光反射素子から構成されている。実施例１の変形例の光反射素子を構成する下層支持層の模式的な平面図を図２１に示し、図２１Ａの矢印Ａ−Ａに沿った実施例１の変形例の光反射素子を構成する下層支持層等の模式的な端面図を図２１Ｂに示し、図２１Ａの矢印Ｂ−Ｂ及び矢印Ｃ−Ｃに沿った実施例１の変形例の光反射素子を構成する下層支持層等の模式的な端面図を図２２Ａ及び図２２Ｂに示す。尚、図２２Ａには上層支持層４２も図示しており、図２２Ｂには上層支持層４２、第２下地層５１及び光反射層５０も図示している。
【００５６】
実施例１の変形の光反射素子においても、凹部４１Ｄは、第１可動片３５Ａと第２可動片３５Ｂとの間に位置する空間３５Ｄと対向した支持層の部分に設けられている。但し、下層支持層４１は、第１下層支持層４１Ａ及び第２下層支持層４１Ｂから構成されており、第３下層支持層は形成されていない。即ち、実施例１の変形の光反射素子において、
支持層は、下層支持層４１及び上層支持層４２の２層構造を有し、
下層支持層４１は、第１下層支持層４１Ａ及び第２下層支持層４１Ｂから構成されており、
第１下層支持層４１Ａは第１可動片３５Ａ上に形成されており、
第２下層支持層４１Ｂは第２可動片３５Ｂ上に形成されており、
第１延在部３４Ａの上、第２延在部３４Ｂの上、及び、第１延在部３４Ａと第２延在部３４Ｂとの間に位置するトーションバー部３１の部分３３の上に亙り、下層支持層４１は形成されていない。第１延在部３４Ａ、第２延在部３４Ｂ及びトーションバー部３１の部分３３の上方には、凹部４１Ｄと連通した第２の凹部４１Ｅが存在する。以上の点を除き、実施例１の変形の光反射素子の構成、構造は、実施例１の光反射素子の構成、構造と同じである。
【００５７】
図２１Ａの矢印Ｂ−Ｂ及び矢印Ｃ−Ｃに沿ったと同様の比較例１の光反射素子を構成する光反射層等の模式的な端面図を、それぞれ、図２３Ａ及び図２３Ｂに示す。比較例１の光反射素子は、第１下地層９４及び応力調整層９１が形成されていない点を除き、実施例１の変形例の光反射素子の構成、構造と同じである。
【００５８】
図２に示すα領域、β領域、γ領域及びδ領域における実施例１の光反射素子の各層の構成、並びに、図２１Ａに示すα領域、β’領域、γ領域及びδ領域における実施例１の変形の光反射素子の各層の構成を以下の表６に示す。尚、図２及び図２１Ａにおいて、これらの領域を黒く塗りつぶした菱形で示す。
【００５９】
2020112592.tif 000003
【００６０】
光反射素子がアレイ状に配列されて成る空間光変調器において、アレイ状に配列された光反射素子からの光には回折現象が発生する。図２８は、曲率半径Ｒ＝１０μｍ、Ｒ＝２０μｍ、Ｒ＝３０μｍとしたときの、回折光発生のシミュレーション結果を示す図である。図２８から、曲率半径Ｒが小さいほど、即ち、反り量が大きいほど、回折光は広い範囲にピークを有する。その結果、所定の光反射方向の光反射効率が低下する。図２９Ａ及び図２９Ｂから、光反射効率が１０％低下する場合の曲率半径Ｒの値は１００μｍであり、これは、反り量ｈ＝２０ｎｍに相当する。云い換えれば、空間光変調器において、光反射素子に２０ｎｍの反りが発生すると、光反射効率は１０％低下する。
【００６１】
実施例１の光反射素子１０Ａ、後述する実施例２〜実施例３の光反射素子１０Ｂ，１０Ｃ及び比較例１の反り量をシミュレーションによって求めた。温度を２２゜Ｃから−２０゜Ｃに変化させ、次いで、−２０゜Ｃから８０゜Ｃに変化させたとき、８０゜Ｃにおける反り量と−２０゜Ｃにおける反り量の差（ΔY）を求めた結果を、以下の表７に示す。反り量は、図３のＹ軸に沿った反り量であり、光反射層５０の中心「Ｏ」を基準とした点Ｙ0における反り量である。併せて、図３のＸ軸に沿った反り量であって、点Ｘ0を基準とした光反射層５０の中心「Ｏ」における反り量の差（ΔX）も、表７に示す。Ｘ軸は、２つの支持部２１の中心を結び、光反射層５０の中心「Ｏ」を通る直線であり、Ｙ軸は、光反射層５０の中心「Ｏ」を通り、Ｘ軸と直交し、基体２０の表面と平行な直線であり、Ｚ軸は、光反射層５０の中心「Ｏ」を通り、Ｘ軸及びＹ軸と直交する直線である。
【００６２】
〈表７〉
ΔY （ｎｍ）    ΔX （ｎｍ）
実施例１      ０．４０        ０．６５        Ｔ1／Ｔ0＝１．００
実施例２      ７．３１        ５．９９        Ｔ2／Ｔ0＝０．２６
実施例３      ２．１１        ３．１３        Ｔ3／Ｔ0＝０．５２
比較例１    １１．６          ９．１５
【００６３】
比較例１よりも実施例１、実施例２及び実施例３の方が反り量が少なくなっていることが判る。特に、実施例１及び実施例３の光反射素子は、劇的に反りが改善されている。また、実施例２、実施例３、実施例１の順で反り量は小さくなっているが、反り量の減少と厚さ割合Ｔの値との間に相関が認められる。即ち、光反射層５０と応力調整層との間の距離が長いほど（光反射層５０と応力調整層との間に存在する層の厚さが厚いほど）、応力調整層の存在による反り量の低減を図ることができる。光反射層５０と応力調整層との間の距離に相当する厚さ割合Ｔと反りの比率（比較例１の結果によって実施例１、実施例２、実施例３の光反射素子における反り量を規格化した値）との関係を、図２６のグラフに示す。
【００６４】
例えば、特開２０１１−２４２５２２号公報には、応力制御層と反射層とが積層されたマイクロミラー装置が開示されており、応力制御層を設けることでミラー部の剛性を高めることができるとされている。しかしながら、上記の議論から、応力制御層と反射層とが積層されたのでは（即ち、厚さ割合Ｔ＝０では）、光反射素子における反り低減効果は少ないし、本開示における応力調整層は、圧縮応力を有する膜と引張応力を有する膜を積層することで剛性を高めることを目的としており、応力のバランスによる反りの矯正を目的としたものではない。また、特開２００２−２６７９９６号公報には、ミラー基板の一方の面にミラー面が形成され、ミラー基板の他方の面に圧縮応力を有する金属薄膜が形成された光走査装置が開示されている。しかしながら、ミラー基板の他方の面に（即ち、本開示の光反射素子のヒンジ部の基体との対向面に）、金属薄膜（本開示の光反射素子における応力調整層）を設けるのでは、トーションバー部の厚さが厚くなるし、トーションバー部に応力がかかり、捻じれ動作の妨げとなり、光反射素子としての機能が低下してしまう。
【００６５】
実施例１の光反射素子１０Ａにおいて、応力調整層９１の膜厚を変えた場合の反りの影響を検証した。具体的には、応力調整層９１の膜厚を８０ｎｍ（実施例１Ａ）、４０ｎｍ（実施例１Ｂ）と変えた場合、０ｎｍ（比較例１Ａ）とした場合、及び、比較例１の光反射素子において、温度−２０゜Ｃと８０゜Ｃにおける合成膜応力と反り量との関係を、以下の表９に示す。尚、実施例１Ａ、実施例１Ｂ及び比較例１Ａにおいては、厚さ１５ｎｍのＴｉＮから成る第１下地層９４が形成されている。
【００６６】
式（１）で表される合成膜応力とは、応力調整層又は光反射層を構成する各層の膜応力に、応力調整層又は光反射層の膜厚比を乗じた値の総和をとったものである。
合成膜応力＝Σ膜応力×膜厚比    （１）
ここで、『膜厚比』とは、（応力調整層又は光反射層を構成する各層の厚さ）／（支持層４１，４２の総厚）で表され、実施例１においては、（各層の厚さ）／４１５で表される。また、膜応力σは、表８の物性値に従い、各層を構成する材料のヤング率Ｅと、線膨張係数αと、成膜温度と最高温度仕様値あるいは最低温度仕様値との温度差ΔＴとを用いて、式（２）から導出した値である。
σ＝−Ｅ・α・ΔＴ              （２）
尚、表８中、『膜応力１』（単位：ＭＰａ）は、最低温度仕様値（−２０゜Ｃ）における膜応力であり、『膜応力２』（単位：ＭＰａ）は、最高温度仕様値（８０゜Ｃ）における膜応力である。
【００６７】
基体の表面をＸＹ平面としたとき、光反射層５０のＸＹ平面に平行な面において生じる応力（合成膜応力であり、以下においても同様）の内、最高温度仕様値における応力をσ11、最低温度仕様値における応力をσ12とし、応力調整層９１のＸＹ平面に平行な面において生じる応力の内、最高温度仕様値における応力をσ12、最低温度仕様値における応力をσ22とする。尚、実施例１にあっては、最高温度仕様値を８０゜Ｃ、最低温度仕様値を−２０゜Ｃとした。
【００６８】
〈表８〉
材料      ヤング率    線膨張係数    成膜温度  膜応力１  膜応力２
光反射層      Ａｌ        85        23             50       137       -59
第２下地層    ＴｉＮ     520         9．4         100       583        97
応力調整層    Ａｌ        85        23             50       137       -59
第１下地層    ＴｉＮ     520         9．4         100       583        97
【００６９】
〈表９〉
実施例１Ａ    実施例１Ｂ    比較例１Ａ    比較例１
σ11          -7.78         -7.78         -7.78          -7.78
σ12          47.4          47.4          47.4           47.4
σ21          -7.78         -2.13          3.51          ---
σ22          47.4          34.3          21.1           ---
ΔX(nm)        0.65          2.43          5.77           9.15
ΔY(nm)        0.40          3.67          7.88          11.6
【００７０】
表９から判るように、σ11の符号とσ21の符号とが同じであり、σ12の符号とσ22の符号とが同じであるとき、光反射層に発生する応力と応力調整層に発生する応力とを相殺することができるので、反りを低減することができる。また、実施例１Ａ及び実施例１Ｂから、光反射層の合成膜応力の値と応力調整層の合成膜応力の値とを近づけるほど、反りの低減効果は大きいことが判る。比較例１Ａのσ11，σ21の場合のように、光反射層と応力調整層の合成膜応力の符号が異なる場合、光反射素子には曲げモーメントが発生し、光反射素子の反りが増加する。以上から、σ11の符号とσ21の符号とは同じであり、σ12の符号とσ22の符号とは同じであることが好ましく、更には、σ11の値とσ21の値を近づけ、σ12の値とσ22の値を近づけることが一層好ましい。
【００７１】
以上のとおり、本開示の光反射素子にあっては、支持層に、光反射層と平行に、光反射層と離間して、応力調整層が設けられているので、反りが発生し難い光反射素子、及び、係る光反射素子を複数備えた空間光変調器を提供することができる。それ故、オン制御時の光反射効率の向上、オフ制御時の迷光の減少を図ることができる結果、コントラスト比の向上を達成することができる。
【００７２】
しかも、光反射素子の光反射層を構成する各層の熱膨張率差に起因した応力を応力調整層で相殺することができる結果、光反射素子を構成する各層の高剛性化を図る必要がなく、光反射素子の動作レスポンスの悪化に繋がる光反射素子を構成する各層の厚膜化をせずに済む。また、例えば、光反射素子の製造において、光反射層と同じ材料から成る応力調整層の形成を追加するだけでよいので、新たに設備導入を行う必要がなく、製造コストの低減を図ることができる。
【００７３】
加えて、支持層は第１可動片上から第２可動片上に亙り形成されており、少なくとも、第１可動片と第２可動片との間に位置する空間と対向した支持層の部分には凹部が設けられているので、可動片の先端を容易に駆動（上下動）させることができるし、可動部分の一層の軽量化を図ることができる一方、光反射素子に高い剛性を付与することができる結果、反りが一層発生し難い光反射素子、及び、係る光反射素子を複数備えた空間光変調器を提供することができる。しかも、第１延在部の上から第２延在部の上に亙り２層構造の支持層が形成されているので、光反射素子に一層高い剛性を付与することができる。また、光反射層の下方に支持部が設けられているので、光反射層の面積の増加、光反射層のフィルファクターの増加を図ることができる。
【実施例２】
【００７４】
実施例２は実施例１の変形である。実施例２の光反射素子において、実施例２の光反射素子において、図３の矢印Ｇ−Ｇに沿ったと同様の模式的な端面図及び図３の矢印Ｈ−Ｈに沿った同様の模式的な断面図を図９Ａ及び図９Ｂに示し、図３の矢印Ｊ−Ｊに沿ったと同様の模式的な端面図及び図３の矢印Ｋ−Ｋに沿った同様の模式的な断面図を図１０Ａ及び図１０Ｂに示す。実施例２の光反射素子１０Ｂにおいて、応力調整層９２は、上層支持層４２の内部に設けられている。具体的には、上層支持層４２は、上層支持層Ａ（４２ａ）及び上層支持層Ｂ（４２ｂ）の２層構造を有し、上層支持層Ａ（４２ａ）と上層支持層Ｂ（４２ｂ）との間に応力調整層９２が設けられているし、下層支持層Ａ（４２ａ）と応力調整層９２との間に第１ａ下地層９４ａが形成されているし、上層支持層Ｂ（４２ｂ）と応力調整層９２との間に第１ｂ下地層９４ｂが形成されている。以上の点を除き、実施例２の光反射素子の構成、構造は、実施例１の光反射素子の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【実施例３】
【００７５】
実施例３も実施例１の変形である。実施例３の光反射素子において、図３の矢印Ｇ−Ｇに沿ったと同様の模式的な端面図及び図３の矢印Ｈ−Ｈに沿った同様の模式的な断面図を図１１Ａ及び図１１Ｂに示し、図３の矢印Ｊ−Ｊに沿ったと同様の模式的な端面図及び図３の矢印Ｋ−Ｋに沿った同様の模式的な断面図を図１２Ａ及び図１２Ｂに示す。実施例３の光反射素子１０Ｃにおいて、応力調整層９３は、基体２０と対向する上層支持層４２の下面の露出面４２’から、下層支持層４１と上層支持層４２の界面４２”に亙り設けられているし、下層支持層４１と応力調整層９３との間に第１ａ下地層９４ａが形成されているし、上層支持層４２と応力調整層９３との間に第１ｂ下地層９４ｂが形成されている。以上の点を除き、実施例３の光反射素子の構成、構造は、実施例１の光反射素子の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【実施例４】
【００７６】
実施例４は、実施例１〜実施例３の変形であり、第３構成の光反射素子に関する。実施例４の光反射素子を構成する下層支持層の模式的な平面図を図１３に示し、上層支持層の模式的な平面図を図１４に示し、図１４の矢印Ｌ−Ｌに沿った模式的な断面図を図１５に示す。光反射素子を構成する支持部２１及びヒンジ部３０の模式的な平面図は図１Ａと同じである。尚、図１４においては、可動片の図示を省略している。
【００７７】
実施例４の光反射素子１０Ｄにおいて、
支持層は、下層支持層７１及び上層支持層７２の２層構造を有し、
下層支持層７１は、第１Ａ下層支持層７７Ａ、第１Ｂ下層支持層７８Ａ及び第１Ｃ下層支持層７９Ａ、第２Ａ下層支持層７７Ｂ、第２Ｂ下層支持層７８Ｂ及び第２Ｃ下層支持層７９Ｂ、並びに、第３下層支持層７７Ｃから構成されており、
第１Ａ下層支持層７７Ａは、第１可動片３５Ａ上に形成されており、
第１Ｂ下層支持層７８Ａ及び第１Ｃ下層支持層７９Ａは、第１Ａ下層支持層７７Ａの側部と離間して、第１Ａ下層支持層７７Ａを挟んで、第１可動片３５Ａ上に形成されており、
第２Ａ下層支持層７７Ｂは、第２可動片３５Ｂ上に形成されており、
第２Ｂ下層支持層７８Ｂ及び第２Ｃ下層支持層７９Ｂは、第２Ａ下層支持層７７Ｂの側部と離間して、第２Ａ下層支持層７７Ｂを挟んで、第２可動片３５Ｂ上に形成されており、
第１Ａ下層支持層７７Ａと第２Ａ下層支持層７７Ｂとの間には、第１延在部３４Ａ、第２延在部３４Ｂ、及び、第１延在部３４Ａと第２延在部３４Ｂとの間に位置するトーションバー部３１の部分３３が位置しており、
第３下層支持層７７Ｃは、第１延在部３４Ａ上、第２延在部３４Ｂ上、及び、第１延在部３４Ａと第２延在部３４Ｂとの間に位置するトーションバー部３１の部分３３の上に形成されており、
上層支持層７２は、第３下層支持層７７Ｃ上を含む第１下層支持層７７Ａから第２下層支持層７７Ｂの上に亙り形成されている。
【００７８】
具体的には、上層支持層７２は、第３下層支持層７７Ｃの上に形成され、且つ、第１Ｂ下層支持層７７Ａから第１Ｃ下層支持層７８Ａに亙り形成され、且つ、第２Ｂ下層支持層７７Ｂから第２Ｃ下層支持層７８Ｂに亙り形成され、且つ、第１Ｂ下層支持層７８Ａと第２Ｂ下層支持層７９Ａと第３下層支持層７７Ｃとによって囲まれた空間（凹部７１Ｄ）の上方に形成され、且つ、第１Ｃ下層支持層７９Ａと第２Ｃ下層支持層７９Ｂと第３下層支持層７７Ｃとによって囲まれた空間（凹部７１Ｄ）の上方に形成されている。第１可動片３５Ａ及び第２可動片３５Ｂのそれぞれと対向する上層支持層の領域、即ち、第１可動片３５Ａの上方の領域を占める第１上層支持層、第２可動片３５Ｂの上方の領域を占める第２上層支持層を、参照番号７２Ａ，７２Ｂで表し、第１上層支持層７２Ａから第２上層支持層７２Ｂに亙り形成された上層支持層の領域（第３上層支持層）を、参照番号７２Ｃで表す。また、凹部７１Ｄの上方に位置する上層支持層の領域を、参照番号７２Ｄで示す。
【００７９】
第１Ｂ下層支持層７８Ａと第１Ａ下層支持層７７Ａの側部との間の領域には隙間７６Ａが存在し、第１Ｃ下層支持層７９Ａと第１Ａ下層支持層７７Ａの側部との間の領域には隙間７６Ａ’が存在する。第２Ｂ下層支持層７８Ｂと第２Ａ下層支持層７７Ｂの側部との間の領域には隙間７６Ｂが存在し、第２Ｃ下層支持層７９Ｂと第２Ａ下層支持層７７Ｂの側部との間の領域には隙間７６Ｂ’が存在する。
【００８０】
上層支持層７２は、より具体的には、図１４に示すように、
［１］第１Ａ下層支持層７７Ａの上、
［２］第１Ｂ下層支持層７８Ａの上、
［３］第１Ｃ下層支持層７９Ａの上、
［４］第２Ａ下層支持層７７Ｂの上、
［５］第２Ｂ下層支持層７８Ｂの上、及び、
［６］第２Ｃ下層支持層７９Ｂの上、
に形成されている。更には、上層支持層７２は、
［Ａ］第１Ａ下層支持層７７Ａから第１Ｂ下層支持層７８Ａに亙り、
［Ｂ］第１Ａ下層支持層７７Ａから第１Ｃ下層支持層７９Ａに亙り、
［Ｃ］第２Ａ下層支持層７７Ｂから第２Ｂ下層支持層７８Ｂに亙り、
［Ｄ］第２Ａ下層支持層７７Ｂから第２Ｃ下層支持層７９Ｂに亙り、
［Ｅ］第１Ａ下層支持層７７Ａから第２Ａ下層支持層７７Ｂに亙り、
［Ｆ］第１Ｂ下層支持層７８Ａから第２Ｂ下層支持層７８Ｂに亙り、
［Ｇ］第１Ｃ下層支持層７９Ａから第２Ｃ下層支持層７９Ｂに亙り、
［Ｈ］隙間７６Ａの上方の領域から隙間７６Ｂの上方の領域に亙り、及び、
［Ｉ］隙間７６Ａ’の上方の領域から隙間７６Ｂ’の上方の領域に亙り、
形成されている。
【００８１】
尚、支持層は、下層支持層７１及び上層支持層７２の２層構造を有しているが、実施例４の光反射素子の製造時、下層支持層７１及び上層支持層７２を同時に形成することができるので、下層支持層７１と上層支持層７２とを峻別できない場合がある。他の実施例においても、同様である。図１５においては、下層支持層７１及び上層支持層７２を纏めて支持層７０で図示している。
【００８２】
以上の点を除き、実施例４の光反射素子の構成、構造は、実施例１〜実施例３において説明した光反射素子の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。実施例４によれば、実施例１において説明した効果だけでなく、隙間７６Ａ，７６Ａ’，７６Ｂ，７６Ｂ’が設けられているので、光反射素子の製造時、犠牲層を除去し易くなり、製造プロセスの安定化、製造歩留りの向上を図ることができる。また、支持層の質量を減少させることができるので、支持層の慣性力が小さくなり、光反射素子の動作応答性を向上させることができる。
【実施例５】
【００８３】
実施例５は実施例１〜実施例４の変形である。実施例５の光反射素子（実施例１の変形）１０Ｅを構成する支持部２１及びヒンジ部３０の模式的な平面図を図１６Ａに示し、下層支持層の模式的な平面図を図１６Ｂに示し、光反射素子１０Ｅを構成する上層支持層の模式的な平面図を図１７に示し、図１６Ａの矢印Ａ−Ａに沿った模式的な端面図を図１８Ａに示し、図１７の矢印Ｃ−Ｃに沿った模式的な端面図を図１８Ｂに示し、図１７の矢印Ｇ−Ｇに沿った模式的な端面図（図３の矢印Ｇ−Ｇに沿ったと同様の模式的な端面図であり、図１７に示した光反射素子１０Ｅを構成する上層支持層４２の上に下地層５１及び光反射層５０を形成した状態の模式的な端面図）を図１８Ｃに示す。また、実施例５の変形例（実施例４の変形）１０Ｆの光反射素子を構成する下層支持層の模式的な平面図を図１９に示し、実施例５の変形例の光反射素子１０Ｆを構成する上層支持層の模式的な平面図を図２０に示す。尚、図１７及び図２０においては、可動片の図示を省略している。
【００８４】
実施例５の光反射素子１０Ｅ，１０Ｆにあっては、実施例１〜実施例４と異なり、トーションバー部３１の一端が支持部２１に固定されている。即ち、１つの支持部２１が設けられており、実施例５の光反射素子１０Ｅ，１０Ｆは、片持ち梁構造を有する。この点を除き、実施例５の光反射素子１０Ｅ，１０Ｆの構成、構造は、実施例１〜実施例４において説明した光反射素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【００８５】
以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明した光反射素子及び空間光変調器の構成、構造、各部の形状、使用した材料、製造方法は例示であり、適宜変更することができる。実施例１の別の変形例の光反射素子を構成する下層支持層等の図８Ａと同様の模式的な断面図を図２４に示すように、可動片の先端の下方に位置する基体２０の領域にストッパ８１を設け、可動片３５Ａ，３５Ｂの先端の過度の上下動を制限してもよい。
【００８６】
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《光反射素子》
基体上に設けられた支持部、並びに、ヒンジ部及び光反射部から成り、
光反射部は、支持層、及び、支持層上に形成された光反射層から成り、
ヒンジ部は、トーションバー部、トーションバー部の一方の側部の一部から延びる第１延在部、第１延在部の端部から延びる第１可動片、トーションバー部の他方の側部の一部から延びる第２延在部、及び、第２延在部の端部から延びる第２可動片から成り、
トーションバー部の端部は支持部に固定されており、
トーションバー部の軸線を中心として、ヒンジ部は捩れ変形可能であり、
支持層は、第１可動片上から第２可動片上に亙り形成されており、
少なくとも、第１可動片と第２可動片との間に位置する空間と対向した支持層の部分には凹部が設けられており、
支持層には、光反射層と平行に、光反射層と離間して、応力調整層が設けられている光反射素子。
［Ａ０２］支持層は、下層支持層及び上層支持層の２層構造を有し、
下層支持層は、第１下層支持層、第２下層支持層、及び、第３下層支持層から構成されており、
第１下層支持層は第１可動片上に形成されており、
第２下層支持層は第２可動片上に形成されており、
第３下層支持層は、第１延在部上、第２延在部上、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分上に形成されており、
上層支持層は、第３下層支持層上を含む第１下層支持層から第２下層支持層の上に亙り形成されている［Ａ０１］に記載の光反射素子。
［Ａ０３］上層支持層は、第１下層支持層、第３下層支持層及び第２下層支持層の上、並びに、第１下層支持層と第２下層支持層と第３下層支持層とによって囲まれた空間の上方に形成されている［Ａ０２］に記載の光反射素子。
［Ａ０４］支持層は、下層支持層及び上層支持層の２層構造を有し、
下層支持層は、第１下層支持層及び第２下層支持層から構成されており、
第１下層支持層は第１可動片上に形成されており、
第２下層支持層は第２可動片上に形成されており、
第１延在部上、第２延在部上、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分の上に亙り、下層支持層は形成されていない［Ａ０１］に記載の光反射素子。
［Ａ０５］第１延在部上、第２延在部上、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分の上に亙り存在する空間は、凹部に連通している［Ａ０４］に記載の光反射素子。
［Ａ０６］支持層は、下層支持層及び上層支持層の２層構造を有し、
下層支持層は、第１Ａ下層支持層、第１Ｂ下層支持層及び第１Ｃ下層支持層、第２Ａ下層支持層、第２Ｂ下層支持層及び第２Ｃ下層支持層、並びに、第３下層支持層から構成されており、
第１Ａ下層支持層は、第１可動片上に形成されており、
第１Ｂ下層支持層及び第１Ｃ下層支持層は、第１Ａ下層支持層の側部と離間して、第１Ａ下層支持層を挟んで、第１可動片上に形成されており、
第２Ａ下層支持層は、第２可動片上に形成されており、
第２Ｂ下層支持層及び第２Ｃ下層支持層は、第２Ａ下層支持層の側部と離間して、第２Ａ下層支持層を挟んで、第２可動片上に形成されており、
第１Ａ下層支持層と第２Ａ下層支持層との間には、第１延在部、第２延在部、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分が位置しており、
第３下層支持層は、第１延在部上、第２延在部上、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分上に形成されており、
上層支持層は、第３下層支持層上を含む第１下層支持層から第２下層支持層の上に亙り形成されている［Ａ０１］に記載の光反射素子。
［Ａ０７］上層支持層は、第３下層支持層の上に形成され、且つ、第１Ｂ下層支持層から第１Ｃ下層支持層に亙り形成され、且つ、第２Ｂ下層支持層から第２Ｃ下層支持層に亙り形成され、且つ、第１Ｂ下層支持層と第２Ｂ下層支持層と第３下層支持層とによって囲まれた空間の上方に形成され、且つ、第１Ｃ下層支持層と第２Ｃ下層支持層と第３下層支持層とによって囲まれた空間の上方に形成されている［Ａ０６］に記載の光反射素子。
［Ａ０８］凹部は、支持層の基体側の面に設けられている［Ａ０１］乃至［Ａ０７］のいずれか１項に記載の光反射素子。
［Ａ０９］応力調整層は、基体と対向する上層支持層の下面の露出面から、基体と対向する下層支持層の下面に亙り設けられている［Ａ０１］乃至［Ａ０８］のいずれか１項に記載の光反射素子。
［Ａ１０］応力調整層は、基体と対向する上層支持層の下面の露出面から、下層支持層と上層支持層の界面に亙り設けられている［Ａ０１］乃至［Ａ０８］のいずれか１項に記載の光反射素子。
［Ａ１１］応力調整層は、上層支持層の内部に設けられている［Ａ０１］乃至［Ａ０８］のいずれか１項に記載の光反射素子。
［Ａ１２］光反射層の少なくとも一部を構成する材料と、応力調整層の少なくとも一部を構成する材料とは、同じである［Ａ０１］乃至［Ａ１１］のいずれか１項に記載の光反射素子。
［Ａ１３］光反射層を構成する材料と応力調整層を構成する材料とは同じである［Ａ１２］に記載の光反射素子。
［Ａ１４］光反射層の厚さと、応力調整層の厚さとは、同じである［Ａ０１］乃至［Ａ１３］のいずれか１項に記載の光反射素子。
［Ａ１５］光反射層の構成と、応力調整層の構成とは、光反射層と応力調整層との間に存在する層に対して対称である［Ａ０１］乃至［Ａ１４］のいずれか１項に記載の光反射素子。
［Ａ１６］基体の表面をＸＹ平面としたとき、光反射層のＸＹ平面に平行な面において生じる応力の内、最高温度仕様値における応力をσ11、最低温度仕様値における応力をσ12とし、応力調整層のＸＹ平面に平行な面において生じる応力の内、最高温度仕様値における応力をσ21、最低温度仕様値における応力をσ22としたとき、σ11の符号とσ21の符号とは同じであり、σ12の符号とσ22の符号とは同じである［Ａ０１］乃至［Ａ１５］のいずれか１項に記載の光反射素子。
［Ａ１７］トーションバー部の両端が支持部に固定されており、又は、トーションバー部の一端が支持部に固定されている［Ａ０１］乃至［Ａ１６］のいずれか１項に記載の光反射素子。
［Ａ１８］第１延在部と第２延在部とは、トーションバー部の軸線を対称軸として線対称に配置されており、
第１可動片と第２可動片とは、トーションバー部の軸線を対称軸として線対称に配置されている［Ａ０１］乃至［Ａ１７］のいずれか１項に記載の光反射素子。
［Ａ１９］光反射部は支持部を覆っている［Ａ０１］乃至［Ａ１８］のいずれか１項に記載の光反射素子。
［Ａ２０］第１可動片及び第２可動片のそれぞれと対向する基体の部分には、トーションバー部の軸線を中心としてヒンジ部を捩れ変形させるための電極が設けられている［Ａ０１］乃至［Ａ１９］のいずれか１項に記載の光反射素子。
［Ａ２１］可動片の先端の下方に位置する基体の領域にはストッパが設けられている［Ａ０１］乃至［Ａ２０］のいずれか１項に記載に光反射素子。
［Ｂ０１］《空間光変調器》
光反射素子がアレイ状に配列されて成る空間光変調器であって、
各光反射素子は、
基体上に設けられた支持部、並びに、ヒンジ部及び光反射部から成り、
光反射部は、支持層、及び、支持層上に形成された光反射層から成り、
ヒンジ部は、トーションバー部、トーションバー部の一方の側部の一部から延びる第１延在部、第１延在部の端部から延びる第１可動片、トーションバー部の他方の側部の一部から延びる第２延在部、及び、第２延在部の端部から延びる第２可動片から成り、
トーションバー部の端部は支持部に固定されており、
トーションバー部の軸線を中心として、ヒンジ部は捩れ変形可能であり、
支持層は、第１可動片上から第２可動片上に亙り形成されており、
少なくとも、第１可動片と第２可動片との間に位置する空間と対向した支持層の部分には凹部が設けられており、
支持層には、光反射層と平行に、光反射層と離間して、応力調整層が設けられている空間光変調器。
［Ｂ０２］各光反射素子において、
支持層は、下層支持層及び上層支持層の２層構造を有し、
下層支持層は、第１下層支持層、第２下層支持層、及び、第３下層支持層から構成されており、
第１下層支持層は第１可動片上に形成されており、
第２下層支持層は第２可動片上に形成されており、
第３下層支持層は、第１延在部上、第２延在部上、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分上に形成されており、
上層支持層は、第３下層支持層上を含む第１下層支持層から第２下層支持層の上に亙り形成されている［Ｂ０１］に記載の空間光変調器。
［Ｂ０３］各光反射素子において、上層支持層は、第１下層支持層、第３下層支持層及び第２下層支持層の上、並びに、第１下層支持層と第２下層支持層と第３下層支持層とによって囲まれた空間の上方に形成されている［Ｂ０２］に記載の空間光変調器。
［Ｂ０４］各光反射素子において、
支持層は、下層支持層及び上層支持層の２層構造を有し、
下層支持層は、第１下層支持層及び第２下層支持層から構成されており、
第１下層支持層は第１可動片上に形成されており、
第２下層支持層は第２可動片上に形成されており、
第１延在部上、第２延在部上、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分の上に亙り、下層支持層は形成されていない［Ｂ０１］に記載の空間光変調器。
［Ｂ０５］各光反射素子において、第１延在部上、第２延在部上、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分の上に亙り存在する空間は、凹部に連通している［Ｂ０４］に記載の空間光変調器。
［Ｂ０６］各光反射素子において、
支持層は、下層支持層及び上層支持層の２層構造を有し、
下層支持層は、第１Ａ下層支持層、第１Ｂ下層支持層及び第１Ｃ下層支持層、第２Ａ下層支持層、第２Ｂ下層支持層及び第２Ｃ下層支持層、並びに、第３下層支持層から構成されており、
第１Ａ下層支持層は、第１可動片上に形成されており、
第１Ｂ下層支持層及び第１Ｃ下層支持層は、第１Ａ下層支持層の側部と離間して、第１Ａ下層支持層を挟んで、第１可動片上に形成されており、
第２Ａ下層支持層は、第２可動片上に形成されており、
第２Ｂ下層支持層及び第２Ｃ下層支持層は、第２Ａ下層支持層の側部と離間して、第２Ａ下層支持層を挟んで、第２可動片上に形成されており、
第１Ａ下層支持層と第２Ａ下層支持層との間には、第１延在部、第２延在部、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分が位置しており、
第３下層支持層は、第１延在部上、第２延在部上、及び、第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分上に形成されており、
上層支持層は、第３下層支持層上を含む第１下層支持層から第２下層支持層の上に亙り形成されている［Ｂ０１］に記載の空間光変調器。
［Ｂ０７］各光反射素子において、上層支持層は、第３下層支持層の上に形成され、且つ、第１Ｂ下層支持層から第１Ｃ下層支持層に亙り形成され、且つ、第２Ｂ下層支持層から第２Ｃ下層支持層に亙り形成され、且つ、第１Ｂ下層支持層と第２Ｂ下層支持層と第３下層支持層とによって囲まれた空間の上方に形成され、且つ、第１Ｃ下層支持層と第２Ｃ下層支持層と第３下層支持層とによって囲まれた空間の上方に形成されている［Ｂ０６］に記載の空間光変調器。
［Ｂ０８］各光反射素子において、凹部は、支持層の基体側の面に設けられている［Ｂ０１］乃至［Ｂ０７］のいずれか１項に記載の空間光変調器。
［Ｂ０９］各光反射素子において、応力調整層は、基体と対向する上層支持層の下面の露出面から、基体と対向する下層支持層の下面に亙り設けられている［Ｂ０１］乃至［Ｂ０８］のいずれか１項に記載の空間光変調器。
［Ｂ１０］各光反射素子において、応力調整層は、基体と対向する上層支持層の下面の露出面から、下層支持層と上層支持層の界面に亙り設けられている［Ｂ０１］乃至［Ｂ０８］のいずれか１項に記載の空間光変調器。
［Ｂ１１］各光反射素子において、応力調整層は、上層支持層の内部に設けられている［Ｂ０１］乃至［Ｂ０８］のいずれか１項に記載の空間光変調器。
［Ｂ１２］各光反射素子において、光反射層の少なくとも一部を構成する材料と、応力調整層の少なくとも一部を構成する材料とは、同じである［Ｂ０１］乃至［Ｂ１１］のいずれか１項に記載の空間光変調器。
［Ｂ１３］各光反射素子において、光反射層を構成する材料と応力調整層を構成する材料とは同じである［Ｂ１２］に記載の空間光変調器。
［Ｂ１４］各光反射素子において、光反射層の厚さと、応力調整層の厚さとは、同じである［Ｂ０１］乃至［Ｂ１３］のいずれか１項に記載の空間光変調器。
［Ｂ１５］各光反射素子において、光反射層の構成と、応力調整層の構成とは、光反射層と応力調整層との間に存在する層に対して対称である［Ｂ０１］乃至［Ｂ１４］のいずれか１項に記載の空間光変調器。
［Ｂ１６］各光反射素子において、基体の表面をＸＹ平面としたとき、光反射層のＸＹ平面に平行な面において生じる応力の内、最高温度仕様値における応力をσ11、最低温度仕様値における応力をσ12とし、応力調整層のＸＹ平面に平行な面において生じる応力の内、最高温度仕様値における応力をσ21、最低温度仕様値における応力をσ22としたとき、σ11の符号とσ21の符号とは同じであり、σ12の符号とσ22の符号とは同じである［Ｂ０１］乃至［Ｂ１５］のいずれか１項に記載の空間光変調器。
［Ｂ１７］各光反射素子において、トーションバー部の両端が支持部に固定されており、又は、トーションバー部の一端が支持部に固定されている［Ｂ０１］乃至［Ｂ１６］のいずれか１項に記載の空間光変調器。
［Ｂ１８］各光反射素子において、
第１延在部と第２延在部とは、トーションバー部の軸線を対称軸として線対称に配置されており、
第１可動片と第２可動片とは、トーションバー部の軸線を対称軸として線対称に配置されている［Ｂ０１］乃至［Ｂ１７］のいずれか１項に記載の空間光変調器。
［Ｂ１９］各光反射素子において、光反射部は支持部を覆っている［Ｂ０１］乃至［Ｂ１８］のいずれか１項に記載の空間光変調器。
［Ｂ２０］各光反射素子において、第１可動片及び第２可動片のそれぞれと対向する基体の部分には、トーションバー部の軸線を中心としてヒンジ部を捩れ変形させるための電極が設けられている［Ｂ０１］乃至［Ｂ１９］のいずれか１項に記載の空間光変調器。
［Ｂ２１］各光反射素子において、可動片の先端の下方に位置する基体の領域にはストッパが設けられている［Ｂ０１］乃至［Ｂ２０］のいずれか１項に記載に空間光変調器。
【符号の説明】
【００８７】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ・・・光反射素子、１１・・・空間光変調器、１２・・・光源、１３・・・光学系（レンズ）、１４・・・スクリーン、２０・・・基体、２１・・・支持部、３０・・・ヒンジ部、３１・・・トーションバー部、３２Ａ・・・トーションバー部のー部の一方の側部、３２Ｂ・・・トーションバー部のー部の他方の側部、３３・・・第１延在部と第２延在部との間に位置するトーションバー部の部分、３４Ａ・・・第１延在部、３４Ｂ・・・第２延在部、３５Ａ・・・第１可動片、３５Ｂ・・・第２可動片、３５Ｄ，３５Ｅ・・・空間、４０・・・光反射部、７０・・・支持層、４１，７１・・・下層支持層、４１Ａ・・・第１下層支持層、４１Ｂ・・・第２下層支持層、４１Ｃ・・・第３下層支持層、４１Ｄ・・・凹部（空間）、４１Ｅ・・・第２の凹部、７１Ｄ・・・凹部（空間）、４２，７２・・・上層支持層、４２Ａ，７２Ａ・・・第１上層支持層、４２Ｂ，７２Ｂ・・・第２上層支持層、４２Ｃ，７２Ｃ・・・第３上層支持層、４２Ｄ，７２Ｄ・・・凹部４１Ｄの上方に位置する上層支持層の領域、５０・・・光反射層、５１・・・第２下地層（第２中間層）、７０・・・支持層、７６Ａ・・・第１Ｂ下層支持層と第１Ａ下層支持層の側部との間の領域に存在する隙間、７６Ａ’・・・第１Ｃ下層支持層と第１Ａ下層支持層の側部との間の領域に存在する隙間、７６Ｂ・・・第２Ｂ下層支持層と第２Ａ下層支持層の側部との間の領域に存在する隙間、７６Ｂ’・・・第２Ｃ下層支持層と第２Ａ下層支持層の側部との間の領域に存在する隙間、７７Ａ・・・第１Ａ下層支持層、７８Ｂ・・・第１Ｂ下層支持層、７９Ｃ・・・第１Ｃ下層支持層、７７Ｂ・・・第２Ａ下層支持層、７８Ｂ・・・第２Ｂ下層支持層、７９Ｃ・・・第２Ｃ下層支持層、８０・・・電極、８１・・・ストッパ、９１，９２，９３・・・応力調整層、９４，９４ａ，９４ｂ・・・第１下地層（第１中間層）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2020112592.tif 000025
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2020112592.tif 000028
【図２６】
2020112592.tif 000029
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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