(57)【要約】【課題】開口率を高めることが容易であり、かつ高速動作が可能な光制御装置を提供する。【解決手段】本発明の光制御装置１００は、基板と、基板を貫通して形成された貫通孔と、遮光性を有するとともに貫通孔の内側に少なくとも一部が配置されたフラップと、を備えており、貫通孔に入射した光の遮断状態では、フラップが前記基板の厚さ方向に対して斜めに配置されて前記貫通孔を遮蔽する一方、通過状態ではフラップが遮断状態よりも貫通孔の内壁側に配置されることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板を貫通して形成された貫通孔と、遮光性を有するとともに前記貫通孔の内側に少なくとも一部が配置されたフラップと、を備え、前記貫通孔に入射した光の通過状態と遮断状態とを制御する光制御装置であって、
前記遮断状態では、前記フラップが前記基板の厚さ方向に対して斜めに配置されて前記貫通孔を遮蔽し、前記通過状態では、前記フラップが前記遮断状態よりも前記貫通孔の内壁側に配置されることを特徴とする光制御装置。
【請求項２】
前記貫通孔内に複数の前記フラップが配置されており、
前記遮断状態で複数の前記フラップが前記基板の厚さ方向に対して斜めに配置されることを特徴とする請求項１に記載の光制御装置。
【請求項３】
前記フラップが、前記貫通孔の外側から前記貫通孔の内側に懸架されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光制御装置。
【請求項４】
前記フラップが、前記貫通孔の開口端を横断して架設された支持部に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の光制御装置。
【請求項５】
前記フラップの前記支持部との接続部分に、狭幅部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の光制御装置。
【請求項６】
前記フラップと、前記支持部とが、弾性体を介して接続されていることを特徴とする請求項４に記載の光制御装置。
【請求項７】
前記フラップが、前記貫通孔の開口端近傍に形成された駆動素子に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の光制御装置。
【請求項８】
前記駆動素子が圧電素子であることを特徴とする請求項７に記載の光制御装置。
【請求項９】
前記貫通孔の内壁に電極が形成されており、前記フラップが静電力で駆動されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光制御装置。
【請求項１０】
前記フラップを前記通過状態及び前記遮断状態のいずれかに移行させるときに前記フラップ又は前記フラップに接続された弾性体の弾性復帰力で前記フラップを移動させることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の光制御装置。
【請求項１１】
基板と、前記基板を貫通して形成された貫通孔と、遮光性を有するとともに前記貫通孔の内側に少なくとも一部が配置されたフラップと、を備え、前記貫通孔に入射した光の通過状態と遮断状態とを制御する光制御装置の製造方法であって、
前記基板に貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔内に充填された犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層に凹部を形成する工程と、
前記凹部内に前記フラップを形成する工程と、
前記犠牲層を除去する工程と、
を有することを特徴とする光制御装置の製造方法。
【請求項１２】
前記犠牲層を形成する工程に先立って、
前記貫通孔の側壁に電極を形成する工程を有することを特徴とする請求項１１に記載の光制御装置の製造方法。
【請求項１３】
前記凹部内に前記フラップを形成する工程と、前記犠牲層を除去する工程との間に、
前記凹部の開口端側の前記フラップを部分的に除去する工程と、
前記凹部の開口端側に前記犠牲層の構成材料からなる蓋部を形成して前記フラップを封入する工程と、
前記蓋部を貫通するとともに前記フラップよりも狭幅の孔部を形成する工程と、
前記孔部内に前記フラップの構成材料を配置する工程と、
を有することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の光制御装置の製造方法。
【請求項１４】
前記フラップを形成する工程と、前記犠牲層を除去する工程との間に、
前記フラップ及び前記基板と接続された駆動素子を形成する工程を有することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の光制御装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の光制御装置を備えたことを特徴とする電気光学装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光制御装置とその製造方法、電気光学装置、及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術によるアクチュエーターを用いた光制御装置が公知である。例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device；登録商標）、ＧＬＶ（Grating Light Valve）などの反射型光制御装置が実用化されていた。しかし、反射型光制御装置をプロジェクタなどの製品に適用した場合、投射表示に用いない光を適切に処理するための光路設計が複雑になるという課題があり、透過型光制御装置の開発が待たれていた。
【０００３】
一方、透過型の光制御装置としては、例えば特許文献１〜特許文献３に記載の静電アクチュエーターを用いたものが知られていた。かかる光制御装置は、光が通過する開口部、開口部に対して進退又は揺動する遮蔽板、遮蔽板を駆動する駆動素子などを備えて構成されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１８３６０号公報
【特許文献２】特開平１０−３９２３９号公報
【特許文献３】特開平１０−２０６７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２に記載の透過型光制御装置では、開口率が低くなる課題があった。すなわち、遮蔽板を水平移動させて開口部から後退させたときに遮蔽板を配置するための領域を基板上に確保する必要があり、開口率を５０％以上にすることは不可能である。
一方、特許文献３に記載の透過型光制御装置では、遮蔽板を揺動させる構成であるため、開口率を高めることは容易であるが、最大開口率を得るためには遮蔽板を９０°揺動させる必要があり、動作制御が複雑化するとともに駆動電圧が大きくなるという課題があった。
また、いずれの透過型光制御装置においても、最大開口率を得るためには遮蔽板を大きく動かす必要があり、高速に動作させることが困難であるという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、開口率を高めることが容易であり、かつ高速動作が可能な光制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光制御装置は、基板と、前記基板を貫通して形成された貫通孔と、遮光性を有するとともに前記貫通孔の内側に少なくとも一部が配置されたフラップと、を備え、前記貫通孔に入射した光の通過状態と遮断状態とを制御する光制御装置であって、前記遮断状態では、前記フラップが前記基板の厚さ方向に対して斜めに配置されて前記貫通孔を遮蔽し、前記通過状態では、前記フラップが前記遮断状態よりも前記貫通孔の内壁側に配置されることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、フラップが貫通孔を閉塞する斜め配置された遮断状態と、フラップが貫通孔内壁に沿って配置されて貫通孔が開口した通過状態とを、フラップを駆動することで制御することができる。そして、フラップが貫通孔の平面領域内に配置されるとともに、貫通孔内のみで駆動されるため、フラップを退避させる領域が不要になり、開口率を高めた透過型の光制御装置を実現することができる。
また、遮断状態と通過状態との間でのフラップの揺動角度が９０°未満であり、さらに４５°以下にすることも容易であることから、従来のフラップ方式の光制御装置と比べてフラップの揺動角度が著しく小さくなる。したがって、光の通過／遮断状態を高速にスイッチングすることができる。またフラップの駆動電圧も小さくすることができるので、省電力性に優れた光制御装置とすることができる。
【０００９】
前記貫通孔内に複数の前記フラップが配置されており、前記遮断状態で複数の前記フラップが前記基板の厚さ方向に対して斜めに配置されることが好ましい。
このように、複数のフラップを用いた構成とすることもできる。複数のフラップを用いることで、個々のフラップの大きさを小さくして駆動電圧を低減することができる。
【００１０】
前記フラップが、前記貫通孔の外側から前記貫通孔の内側に懸架されていることが好ましい。この構成によれば、貫通孔の外側にフラップを支持する支持部を形成することができ、製造が容易な構成とすることができる。
【００１１】
前記フラップが、前記貫通孔の開口端を横断して架設された支持部に接続されている構成とすることができる。この構成によれば、比較的簡素で製造が容易な構成でフラップが貫通孔内に懸架された構成を実現できる。
【００１２】
前記フラップの前記支持部との接続部分に、狭幅部が形成されていることが好ましい。
このような構成とすることで、フラップの揺動を円滑に行うことができる構成となる。
【００１３】
前記フラップと、前記支持部又は前記駆動素子とが、弾性体を介して接続されていることが好ましい。この構成によっても、フラップの揺動を円滑に行うことができる。
【００１４】
前記フラップが、前記貫通孔の開口端近傍に形成された駆動素子に接続されている構成としてもよい。この場合に、前記駆動素子が圧電素子であることが好ましい。
この構成によればフラップの基端部に接続した駆動素子によりフラップの姿勢を変化させることができる。
【００１５】
前記貫通孔の内壁に電極が形成されており、前記フラップが静電力で駆動されることが好ましい。この構成によれば、確実にフラップを揺動させることができる光制御装置を容易に実現できる。
【００１６】
前記フラップを前記通過状態及び前記遮断状態のいずれかに移行させるときに前記フラップ又は前記フラップに接続された弾性体の弾性復帰力で前記フラップを移動させることが好ましい。このような構成とすることで、フラップの動作の確実性を向上させることができ、またフラップを駆動する際の電力消費を抑えることができる。
【００１７】
次に、本発明の光制御装置の製造方法は、基板と、前記基板を貫通して形成された貫通孔と、遮光性を有するとともに前記貫通孔の内側に少なくとも一部が配置されたフラップと、を備え、前記貫通孔に入射した光の通過状態と遮断状態とを制御する光制御装置の製造方法であって、前記基板に貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔内に充填された犠牲層を形成する工程と、前記犠牲層に凹部を形成する工程と、前記凹部内に前記フラップを形成する工程と、前記犠牲層を除去する工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
この製造方法によれば、貫通孔内に配置されたフラップを容易に形成することができる。
【００１９】
前記犠牲層を形成する工程に先立って、前記貫通孔の側壁に電極を形成する工程を有することが好ましい。この製造方法によれば、静電力によりフラップを駆動する光制御装置を容易に製造することができる。
【００２０】
前記凹部内に前記フラップを形成する工程と、前記犠牲層を除去する工程との間に、前記凹部の開口端側の前記フラップを部分的に除去する工程と、前記凹部の開口端側に前記犠牲層の構成材料からなる蓋部を形成して前記フラップを封入する工程と、前記蓋部を貫通するとともに前記フラップよりも狭幅の孔部を形成する工程と、前記孔部内に前記フラップの構成材料を配置する工程と、を有することが好ましい。
この製造方法によれば、フラップと支持部との接続部に、狭幅部が形成され、フラップの揺動を円滑に行うことができる光制御装置を容易に製造することができる。
【００２１】
前記フラップを形成する工程と、前記犠牲層を除去する工程との間に、前記フラップ及び前記基板と接続された駆動素子を形成する工程を有することが好ましい。
この製造方法によれば、フラップの基端部に接続された駆動素子によりフラップを揺動させる方式の光制御装置を容易に製造することができる。
【００２２】
本発明の電気光学装置は、先に記載の光制御装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、高輝度の表示が可能な電気光学装置を提供することができる。
【００２３】
本発明の電子機器は、先に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、開口率が高く、高輝度、高コントラストの表示が可能な表示手段を具備した電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係る光制御装置を示す図。
【図２】光制御装置の複数の構成例を示す図。
【図３】光制御装置の構成例を示す図。
【図４】図２（ａ）に示す光制御装置の製造工程図。
【図５】図２（ａ）に示す光制御装置の製造工程図。
【図６】図２（ｂ）に示す光制御装置の製造工程図。
【図７】図２（ｂ）に示す光制御装置の製造工程図。
【図８】実施形態に係る電気光学装置を示す図。
【図９】電子機器の一例であるプロジェクタを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。
【００２６】
（光制御装置）
図１は、本発明の光制御装置の一実施の形態を示す図である。図１（ａ）は光を遮断した状態（遮断状態）を示す平面図及び断面図であり、図１（ｂ）は光を通過させる状態（通過状態）を示す平面図及び断面図である。図１（ａ）、（ｂ）において、上側の図が平面図であり、下側の図が平面図におけるＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【００２７】
図１に示す光制御装置１００は、基板１０と、基板１０を貫通して形成された貫通孔１１と、貫通孔１１内に配設されたフラップ１２と、フラップ１２を支持する支持部１３と、を備えて構成されている。なお、フラップ１２を駆動する駆動手段は、図示を省略している。
【００２８】
基板１０としては、シリコン基板などの半導体基板や石英基板などの透明基板を用いることができる。半導体基板としては、シリコンのほか、ＧｅやＣ（カーボン）、化合物半導体（ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅなど）を用いることができる。透明基板としては、石英のほか、ホウケイ酸ガラスやソーダガラスなどのガラスを用いてもよい。
【００２９】
フラップ１２は、多結晶シリコンやアモルファスシリコンなどの半導体材料、あるいは、ＡｌやＣｒ等の金属材料を用いて形成することができる。半導体材料を用いる場合、不純物をドープして導電性を付与することが好ましい。
支持部１３は、フラップ１２を基板１０に固定できる構造であれば任意の構造を採用することができる。また、支持部１３にフラップ１２を駆動する駆動素子が設けられていてもよい。支持部１３や駆動素子を含めた光制御装置１００の具体的構成例については、後段において図２及び図３を参照して詳細に説明する。
【００３０】
上記構成を備えた光制御装置１００は、フラップ１２を支持部１３を支点として揺動させることで、基板１０の図１下方から貫通孔１１に入射する光Ｌの通過／遮断状態を切り換えることができる。
【００３１】
図１（ａ）に示す遮断状態では、貫通孔１１の端縁に配置された支持部１３から、貫通孔１１の内部に向かってフラップ１２が斜め方向に配置され、貫通孔１１を閉塞する。これにより、貫通孔１１内に入射した光Ｌはフラップ１２で遮断され、基板１０の他面側には射出されない。
【００３２】
遮断状態におけるフラップ１２の配置角度θは、９０°未満の任意の角度に設定することができるが、４５°以下とすることが好ましく、３０°以下とすることがより好ましい。配置角度θを小さくするほどフラップ１２を高速に動作させることができる。ただし、配置角度θを小さくするためにはフラップ１２を大型化する、又は貫通孔１１の開口面積を小さくする必要がある。したがって、フラップ１２の大型化による動作速度の低下や、開口率の低下に影響しない範囲で配置角度θを設定することが好ましい。
【００３３】
一方、図１（ｂ）に示す通過状態では、フラップ１２は貫通孔１１の内壁に引き寄せられ、その主面が基板１０の厚さ方向と略平行となるように配置される（垂直位置）。これにより、貫通孔１１に入射した光Ｌが基板１０の他面側へ射出される。
【００３４】
本実施形態の光制御装置１００では、フラップ１２が、基板１０の厚さ方向に略平行な状態と、貫通孔１１内に斜めに配置された状態との間を相互に移行することで、基板１０に入射する光Ｌの通過／遮断状態を制御する。すなわち、貫通孔１１内にフラップ１２を配置し、貫通孔１１内で光Ｌを制御することができる。
したがって、シャッターを基板面に平行に水平移動させて光制御を行う方式のように、シャッターが開口部から後退したときの退避領域を基板上に設ける必要がなく、開口率を高めることができる。
また、従来のフラップタイプの光制御装置と比べると、フラップ１２の揺動範囲が著しく狭くなるため、極めて高速にフラップ１２を動作させることができ、応答性に優れた光制御装置とすることができる。また、フラップ１２の揺動範囲が狭いことから、駆動電圧を低減することができる。
【００３５】
このように、本実施形態によれば、開口率が高く、高速駆動及び低電圧駆動が可能な透過型の光制御装置を実現することができる。
【００３６】
次に、図２（ａ）〜図２（ｄ）及び図３は、実施形態に係る光制御装置１００の具体的な構成例を示す図である。図２の各図に示す構成例の平面構成は、図１に示した光制御装置１００の平面構成と同様である。また図２の各図において、左側の図は光制御装置１００Ａ〜１００Ｄの図１のＡ−Ａ’線に沿う位置における断面図である。また、右側の図は、左側の図に付したＢ−Ｂ’線に沿う位置における断面図である。
なお、図２及び図３において、図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【００３７】
まず、図２（ａ）に示す第１構成例の光制御装置１００Ａは、基板１０に形成された貫通孔１１と、フラップ１２と、支持部１３Ａ（支持部１３）と、貫通孔１１の内壁に形成された電極１５ａ、１５ｂと、支持部１３Ａと、を備えて構成されている。
【００３８】
支持部１３Ａは、一端を基板１０の図示上面に固定された略Ｌ形であり、その他端に接続されたフラップ１２が貫通孔１１内に吊り下げられている。
電極１５ａ、１５ｂは、直方体状の貫通孔１１の対向する２つの内壁にそれぞれ形成されている。フラップ１２は、電極１５ａ及び電極１５ｂと対向して配置される。
【００３９】
光制御装置１００Ａは、静電引力によりフラップ１２を駆動する構成である。すなわち、フラップ１２を遮断位置に移行させる場合には、フラップ１２と電極１５ｂとの間に電圧を印加する。これにより、フラップ１２と電極１５ｂとの間に発生する静電引力によってフラップ１２が電極１５ｂ側に引き寄せられ、フラップ１２が貫通孔１１内に斜めに配置されて貫通孔を閉塞する。
【００４０】
一方、フラップ１２を通過位置に移行させる場合には、フラップ１２と電極１５ａとの間に電圧を印加する。これにより、フラップ１２と電極１５ａとの間に発生する静電引力によってフラップ１２が電極１５ａ側に引き寄せられ、貫通孔１１が開口する。
【００４１】
支持部１３Ａは、上記のフラップ１２の姿勢変化に伴って側面視で弓なりに変形し、フラップ１２を支持する。したがって、支持部１３Ａは弾性材料を用いて形成することが好ましい。フラップ１２を多結晶シリコンや金属材料で形成する場合には、これらの材料は弾性を有するため、支持部１３Ａはフラップ１２と一体に形成することができる。あるいは、支持部１３Ａに有機材料の弾性体を用いてもよい。
【００４２】
なお、光制御装置１００Ａは、電磁力によりフラップ１２を駆動する構成とすることもできる。この場合には、平面形状の電極１５ａ、１５ｂに代えて、電磁力を発生させるコイルを形成し、フラップ１２を磁性材料を用いて形成すればよい。
【００４３】
次に、図２（ｂ）に示す第２構成例の光制御装置１００Ｂは、基板１０に形成された貫通孔１１と、フラップ１２と、支持部１３Ｂ（支持部１３）と、貫通孔１１の内壁に形成された電極１５ａ、１５ｂと、を備えて構成されている。
【００４４】
支持部１３Ｂは、平面視矩形状の貫通孔１１の開口端において、対向する２つの辺端にわたって架設された棒状部材である。支持部１３Ｂの両端部は、基板１０の図示上面に固定されている。そして、棒状の支持部１３Ｂとフラップ１２とは、フラップ１２の主面と支持部１３Ｂの長さ方向とが略平行となるように接続されている。さらに、フラップ１２の支持部１３Ｂとの接続部には、右側の図に示すように、フラップ１２の主要部よりも幅が狭くされた狭幅部１２ｓが形成されている。
【００４５】
光制御装置１００Ｂは、図２（ａ）に示した光制御装置１００Ａと同様に、静電引力によりフラップ１２を駆動する構成であり、先に説明した光制御装置１００Ａと同様の動作によって、貫通孔１１に入射する光の通過／遮断状態を制御することができる。
【００４６】
光制御装置１００Ｂの場合、支持部１３Ｂは基板１０に固定されており、フラップ１２の姿勢変化に伴って狭幅部１２ｓが弾性変形することでフラップ１２が支持される。狭幅部１２ｓは、フラップ１２の主要部よりも幅を狭くすることで変形しやすくされている。さらに、狭幅部１２ｓの厚さを小さくすれば、狭幅部１２ｓの変形性をより良好なものとすることができ、フラップ１２を円滑に揺動させることができる。
【００４７】
次に、図２（ｃ）に示す第３構成例の光制御装置１００Ｃは、基板１０に形成された貫通孔１１と、フラップ１２と、駆動素子１６と、を備えて構成されている。
駆動素子１６は圧電素子であり、その一部が基板１０の図示正面に固定され、貫通孔１１内に張り出すようにして設けられている。そして、貫通孔１１内に張り出した部分に接続されたフラップ１２が貫通孔１１内に吊り下げられている。
【００４８】
光制御装置１００Ｃは、圧電素子である駆動素子１６に電圧を印加することで駆動素子１６を変形性させ、フラップ１２の姿勢を変化させることで貫通孔１１に入射する光の通過／遮断状態を制御することができる。
【００４９】
なお、光制御装置１００Ｃは、フラップ１２の熱膨張による自己変形によりフラップ１２の姿勢を変化させる構成とすることもできる。この場合には、フラップ１２を、バイメタルなどの電位入力によって変形する材料を用いて形成する。なお、駆動素子１６はフラップ１２を支持する支持部であればよい。
【００５０】
また第３構成例では、フラップ１２の基端部に駆動素子１６を設けた構成としたが、フラップ１２の主面に圧電素子を設け、圧電素子によってフラップ１２を変形させ、フラップ１２の姿勢を変化させる構成としてもよい。さらには、フラップ１２自体を圧電材料で形成し、フラップ１２に電圧を印加することでフラップ１２を変形させる構成としてもよい。
【００５１】
次に、図２（ｄ）に示す第４構成例の光制御装置１００Ｄは、第１構成例の光制御装置１００Ａとほぼ同様の構成であるが、フラップ１２の形状が側面視で弓なりに湾曲した形状となっている。
【００５２】
フラップ１２は非常に薄い膜状であるため、構成材料の種類によっては、形成したときに図示のように湾曲した形状となる場合がある。このような湾曲したフラップ１２であっても、光制御装置１００Ｄの動作には影響しない。すなわち、電極１５ａとフラップ１２との間に電圧を印加すれば、フラップ１２を電極１５ａ側に引き寄せることができ、電極１５ｂとフラップ１２との間に電圧を印加すれば、フラップ１２を電極１５ｂ側へ引き寄せることができる。
【００５３】
なお、本例では、湾曲したフラップ１２が電極１５ａと電極１５ｂとの中間位置に留まっている構成であるとしたが、フラップ１２がさらに湾曲しており、フラップ１２の先端が電極１５ｂと当接している構成であってもよい。この場合には、フラップ１２及び電極１５ａ、１５ｂに電圧を印加しない状態（初期状態）で遮断状態とされた光制御装置１００Ｄとなる。
また、フラップ１２の湾曲方向が図示とは逆向き（フラップ１２が電極１５ｂ側へ膨らんだ形状）であっても同様である。
【００５４】
次に、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示す第５構成例の光制御装置１００Ｅは、基板１０に形成された貫通孔１１と、２枚のフラップ１２ａ、１２ｂと、支持部１３ａ、１３ｂと、電極１５ａ、１５ｂと、を備えて構成されている。
【００５５】
図示のように、本発明に係る光制御装置は、複数のフラップ１２ａ、１２ｂを備えた構成としてもよい。支持部１３ａ、１３ｂは、第１構成例における支持部１３Ａと同様の構成であり、支持部１３ａの先端に接続されたフラップ１２ａと、支持部１３ｂの先端に接続されたフラップ１２ｂとが、貫通孔１１内に吊り下げられている。貫通孔１１の対向する２つの内壁にそれぞれ形成された電極１５ａ、１５ｂの間に、フラップ１２ａ、１２ｂとが配置されている。
【００５６】
光制御装置１００Ｅは、静電引力によりフラップ１２ａ、１２ｂを駆動する構成である。
フラップ１２ａ、１２ｂを遮断位置に移行させる場合には、フラップ１２ａとフラップ１２ｂとの間に電圧を印加する。これにより、フラップ１２ａ、１２ｂ間に発生する静電引力によってフラップ１２ａ、１２ｂが互いに引き寄せられ、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、フラップ１２ａ、１２ｂが貫通孔１１内で斜めに配置されて側面視Ｖ形となり、貫通孔１１を閉塞する。
【００５７】
一方、フラップ１２ａ、１２ｂを通過位置に移行させる場合には、フラップ１２ａと電極１５ａとの間に電圧を印加するとともに、フラップ１２ｂと電極１５ｂとの間に電圧を印加する。これにより、フラップ１２ａと電極１５ａとの間に発生する静電引力によってフラップ１２ａが電極１５ａ側に引き寄せられ、フラップ１２ｂと電極１５ｂとの間に発生する静電引力によってフラップ１２ｂが電極１５ｂ側に引き寄せられる。このようにして、図３（ｃ）に示すように、フラップ１２ａ、１２ｂが内壁側へ退避し、貫通孔１１が開口する。
【００５８】
図３に示す例では、支持部１３ａ、１３ｂとしてフラップ１２ａ、１２ｂの姿勢変化に伴って側面視で弓なりに変形する構成を採用しているが、図２（ｂ）に示した支持部１３Ｂと同様の構成を採用してもよい。
【００５９】
また、フラップ１２ａ、１２ｂの駆動方式としては、図２（ｃ）に示した圧電方式を採用してもよい。さらに、光制御装置１００Ｅは、電磁力によりフラップ１２ａ、１２ｂを駆動する構成とすることもできる。この場合には、平面形状の電極１５ａ、１５ｂに代えて、電磁力を発生させるコイルを形成し、フラップ１２ａ、１２ｂを磁性材料を用いて形成する。
【００６０】
（光制御装置の製造方法）
次に、図４から図７を参照して光制御装置の製造方法について説明する。
図４及び図５は、図２（ａ）に示した第１構成例の光制御装置１００Ａの製造工程を示す図である。図６及び図７は、図２（ｂ）に示した第２構成例の光制御装置１００Ｂの製造工程を示す図である。
図４から図７に示す各工程は、図２（ａ）及び図２（ｂ）の左側の図に対応する位置（図１のＡ−Ａ’線に沿う位置）における製造工程である。
【００６１】
［第１構成例］
まず、第１構成例の光制御装置１００Ａの製造工程について、図４及び図５を参照しつつ説明する。
【００６２】
図４（ａ）に示すように、例えばシリコンからなる基板１０を用意し、基板１０に貫通孔１１を形成する。貫通孔１１の形成方法としては、基板１０がシリコン基板である場合には、ＫＯＨ溶液などを用いたウェットエッチングや、ＩＣＰ（Inductive-Coupling Plasma
）を用いたドライエッチングなど、公知の方法が採用できる。
【００６３】
次に、図４（ｂ）に示すように、貫通孔１１の内壁に電極１５ａ、１５ｂを形成する。例えば、スパッタ法やＣＶＤ法などを用いて金属膜を貫通孔１１の内壁を含む領域に形成し、その後にフォトリソグラフィー工程によって金属膜をパターニングすることで、所望の形状の電極１５ａ、１５ｂを形成することができる。
【００６４】
なお、図示は省略したが、電極１５ａ、１５ｂを形成する工程において、基板１０の主面に、電極１５ａ、１５ｂと接続される配線を同時に形成することが好ましい。
また、電極１５ａ、１５ｂの形成に先立って、少なくとも貫通孔１１の内壁に絶縁膜を形成する工程を実行することが好ましい。絶縁膜は、ＣＶＤ法などの成膜法を用いて形成してもよいし、基板１０がシリコン基板であれば、熱酸化処理により表面に絶縁膜を形成することができる。
【００６５】
次に、図４（ｃ）に示すように、貫通孔１１内に犠牲層２０を充填する。犠牲層２０は例えばシリコン酸化物であり、ＣＶＤ法や液相法などを用いて形成することができる。
次に、図４（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィー工程によって、犠牲層２０に凹部２０ａ、２０ｂを形成する。凹部２０ａは、フラップ１２の形状に対応して形成される。凹部２０ｂは、犠牲層２０を貫通して基板１０の表面に達するコンタクトホールである。
【００６６】
次に、図４（ｅ）に示すように、犠牲層２０上に、不純物をドープした多結晶シリコンや金属材料からなる導電膜２１を形成する。導電膜２１は、凹部２０ａ、２０ｂを埋めるように形成するため、ＣＶＤ法などの膜の付き回りのよい成膜法を用いて形成することが好ましい。
【００６７】
次に、図５（ａ）に示すように、導電膜２１をフォトリソグラフィー工程によってパターニングすることで、支持部１３Ａと、支持部Ａと接続されたフラップ１２を形成する。
その後、図５（ｂ）に示すように、フッ酸系のガスや溶液を用いて犠牲層２０を除去することで、貫通孔１１内に吊り下げられた構造のフラップ１２を備えた光制御装置１００Ａを製造することができる。
【００６８】
［第２構成例］
次に、第２構成例の光制御装置１００Ｂの製造工程について、図６及び図７を参照しつつ説明する。
【００６９】
光制御装置１００Ｂの製造工程において、基板１０の貫通孔１１内に充填された犠牲層２０を形成する工程までは、先の第１構成例の製造工程（図４（ａ）〜図４（ｃ））と同様である。
【００７０】
その後、図６（ａ）に示すように、犠牲層２０にフラップ１２の形成領域となる凹部２０ａを形成する。次いで、図６（ｂ）に示すように、凹部２０ａを埋めるように導電膜２１を形成する。
【００７１】
次に、図６（ｃ）に示すように、基板１０の図示上面側からエッチング処理を施すことで、貫通孔１１の外側の犠牲層２０の一部と、導電膜２１の一部を除去する。この工程により、犠牲層２０の上面は貫通孔１１の開口端と揃った位置となる。一方、導電膜２１の上端は、犠牲層２０よりもやや下がった位置（貫通孔１１の内側寄りの位置）となる。
なお、図６（ｃ）における右側の図は、左側の図に付したＣ−Ｃ’線に沿った位置における断面図である。
【００７２】
次に、図６（ｄ）に示すように、基板１０の上面側に、犠牲層２２を形成する。これにより、凹部２０ａ内の導電膜２１の上方にある凹部が、蓋部となる犠牲層２２により埋められる。
次に、図６（ｅ）に示すように、フォトリソグラフィー工程によって犠牲層２２に凹部２２ａを形成する。凹部２２ａは、犠牲層２２を貫通し、凹部２０ａ内に埋め込まれた導電膜２１の上面に達する孔部である。また、図６（ｅ）の右側の図に示すように、凹部２２ａは、導電膜２１の幅よりも狭い幅で形成される。
【００７３】
次に、図７（ａ）に示すように、基板１０の上面に、導電膜２３を形成する。導電膜２３は、導電膜２１と同様、多結晶シリコンや金属材料を用いて形成される。
次に、図７（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー工程によって導電膜２３をパターニングする。これにより、貫通孔１１の開口端に架設された棒状の支持部１３Ｂと、支持部１３Ｂと狭幅部１２ｓを介して接続されたフラップ１２が形成される。
【００７４】
その後、図７（ｃ）に示すように、フッ酸系のガスや溶液を用いて犠牲層２０を除去することで、貫通孔１１内に吊り下げられた構造のフラップ１２を備えた光制御装置１００Ａを製造することができる。
【００７５】
以上に説明した本実施形態の光制御装置１００Ａ、１００Ｂの製造方法では、基板１０に形成した貫通孔１１内に犠牲層２０を充填した後、犠牲層２０に形成した凹部２０ａに導電材料を埋め込んでフラップ１２を形成し、その後に犠牲層２０を除去する。このような製造方法とすることで、貫通孔１１内に配置されたフラップ１２を容易に形成することができる。
【００７６】
また、第２構成例の光制御装置１００Ｂの製造方法では、フラップ１２の主要部となる導電膜２１を凹部２０ａ内に形成した後、導電膜２１を犠牲層２２で埋め戻し、さらに犠牲層２２に幅の狭い凹部２２ａを形成した後に導電膜２３を成膜している。このような製造方法とすることで、狭幅部１２ｓを備えたフラップ１２を容易に製造することができる。
【００７７】
なお、上記の製造方法の説明では、第１及び第２構成例の光制御装置１００Ａ、１００Ｂの製造工程について説明したが、第３構成例の光制御装置１００Ｃについても、支持部１３Ａ、１３Ｂの製造工程以外は上記製造方法と同様とすることで、容易に製造することができる。
【００７８】
具体的には、第３構成例の光制御装置１００Ｃを製造するには、第２構成例の製造方法において図６（ｃ）に示した導電膜２１を凹部２０ａ内に埋め込む工程の後、導電膜２１の上端及び基板１０の上面とに接続されるように、駆動素子１６を形成する。その後、犠牲層２０を除去すれば、駆動素子１６によって支持されたフラップ１２を備える光制御装置１００Ｃを製造することができる。
【００７９】
（電気光学装置）
図８は、先の実施形態の光制御装置１００を備えた電気光学装置４０の概略平面図である。
電気光学装置４０は、図８に示すように、基板１０と、基板１０上に形成された表示領域５０と、表示領域５０の側方に形成された駆動回路６０とを備えて構成されている。表示領域５０には、複数の光制御装置１００が平面視マトリクス状に配列されており、各々の光制御装置１００は、図示略の配線を介して駆動回路６０に接続されている。
【００８０】
本実施形態の電気光学装置４０は、光制御装置１００を画素として備えており、各々の光制御装置１００において、貫通孔１１から射出される光の通過／遮断状態をフラップ１２の揺動によって独立に制御することができる。
【００８１】
先に説明したように、本発明に係る光制御装置１００は、フラップ１２が貫通孔１１の平面領域内に配置されるとともに、貫通孔１１内のみで揺動して光の通過／遮断状態を制御することができ、高い開口率を得ることができる。したがって、本実施形態の電気光学装置４０によれば、表示領域を構成する画素において高い開口率を得ることができる。
【００８２】
なお、本実施形態では、電気光学装置４０の画素として光制御装置１００を用いた場合について説明したが、第１から第５の構成例のいずれの光制御装置１００Ａ〜１００Ｅも電気光学装置４０の画素を構成できるのはもちろんである。
【００８３】
（電子機器）
次に、本発明の電子機器の一実施形態について説明する。
図９は、上記実施形態の電気光学装置を備えた電子機器の一例であるプロジェクターを示す図である。
【００８４】
図９に示すように、プロジェクター４００は、三原色に対応する原色光を各々出力する光源装置４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂと、透過型ライトバルブ４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂと、ダイクロイックプリズム４４と、投射光学系４５とを備えている。
透過型ライトバルブ４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂは、先に説明した本発明に係る電気光学装置４０からなり、透過型の光制御装置１００を画素として備えたライトバルブである。
【００８５】
光源装置４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂは、それぞれ赤色光、緑色光、青色光を射出し、射出された各色光は、それぞれ透過型ライトバルブ４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂに入射して変調される。変調された各色光は、ダイクロイックプリズム４４によって合成され、合成された光は投射光学系４５によってスクリーン等に投射される。
【００８６】
また、本実施形態のプロジェクター４００は、照度均一化光学系４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂを含んでいる。照度均一化光学系４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂは、レーザー光源やＬＥＤ光源を備えた光源装置４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂから射出された出力光の照度分布を均一化する。照度均一化光学系４２Ｒは、ホログラム４２１Ｒとフィールドレンズ４２２Ｒ等により構成されている。照度均一化光学系４２Ｇ、４２Ｂは、照度均一化光学系４２Ｒと同様に、ホログラム４２１Ｇ、４２１Ｂ、フィールドレンズ４２２Ｇ、４２２Ｂを備えた構成になっている。
【００８７】
透過型ライトバルブ４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂの各々により変調された色光は、ダイクロイックプリズム４４に入射する。ダイクロイックプリズム４４は４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面（直角プリズムの表面）に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。３つの色光は、これらの誘電体多層膜によって合成され、カラー画像を表す光になる。合成された光が投射光学系４５によりスクリーンや壁等の被投射面４５０に拡大投射されることにより、投射画像が表示される。
【００８８】
本実施形態のプロジェクター４００によれば、透過型ライトバルブ４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂとして、本発明に係る電気光学装置４０を備えているので、高輝度、高コントラストの表示が得られるプロジェクターとなっている。
【００８９】
なお、上記したプロジェクターの構成は一例であり、その構成は適宜変更することができる。例えば、プロジェクター４００では色光合成素子としてダイクロイックプリズムを用いているが、ダイクロイックミラーをクロス配置とし色光を合成するものや、ダイクロイックミラーを平行に配置し色光を合成するもの等を用いた構成としてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１００，１００Ａ〜１００Ｅ  光制御装置、１０  基板、１１  貫通孔、１２，１２ａ，１２ｂ  フラップ、１２ｓ  狭幅部、１３，１３Ａ，１３Ｂ  支持部、１５ａ、１５ｂ  電極、１６  駆動素子、２０，２２  犠牲層、４０  電気光学装置、４００  プロジェクター（電子機器）
【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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