(57)【要約】【課題】回折格子−光変調装置に発熱が生じた場合であっても、射出される回折光にずれが生じ難い回折格子−光変調装置組立体を提供する。【解決手段】回折格子−光変調装置組立体は、支持体１２を備えた回折格子−光変調装置１１、対向する第１面５０Ａ及び第２面５０Ｂを有する支持部材５０、並びに、冷却／放熱部材５１を備え、支持体１２が支持部材の第１面５０Ａに取り付けられ、冷却／放熱部材５１が支持部材の第２面５０Ｂに取り付けられており、支持部材５０は、線膨張率が１．０×１０-5／Ｋ以下の材料から作製されている。【選択図】  図１
2006065131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）支持体を備えた回折格子−光変調装置、
（Ｂ）対向する第１面及び第２面を有する支持部材、並びに、
（Ｃ）冷却／放熱部材、
を備え、
支持体が支持部材の第１面に取り付けられ、
冷却／放熱部材が支持部材の第２面に取り付けられた回折格子−光変調装置組立体であって、
支持部材は、線膨張率が１．０×１０-5／Ｋ以下の材料から作製されていることを特徴とする回折格子−光変調装置組立体。
【請求項２】
支持部材には回路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回折格子−光変調装置組立体。
【請求項３】
回折格子−光変調装置の駆動に必要とされる回路が設けられた半導体チップを更に備えており、
半導体チップも、支持部材の第１面に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の回折格子−光変調装置組立体。
【請求項４】
回折格子−光変調装置は、
（ａ）下部電極、
（ｂ）下部電極の上方に支持された帯状の固定電極、並びに、
（ｃ）下部電極の上方に支持され、固定電極に対して並置された帯状の可動電極、
から成り、
可動電極及び下部電極への電圧の印加に基づき発生した可動電極と下部電極との間に働く静電気力によって、下部電極に向かって可動電極が変位することで、可動電極と固定電極とによって回折格子が形成される回折格子−光変調素子が、複数、支持体の表面に形成されて成り、
回折格子−光変調装置は、固定電極及び可動電極に対向し、固定電極及び可動電極に入射する入射光並びに固定電極及び可動電極から射出する射出光を透過させる光透過部材を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の回折格子−光変調装置組立体。
【請求項５】
光透過部材は支持体に取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の回折格子−光変調装置組立体。
【請求項６】
光透過部材は支持部材に取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の回折格子−光変調装置組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回折格子−光変調装置組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターやプリンター等の画像形成装置において、一次元的な画像生成装置からの光束を光走査手段で走査しながら画像形成手段に投影することで２次元画像を形成する装置が、例えば、特許第３４０１２５０号や特許第３１６４８２４号から周知である。この一次元的な画像生成装置は、複数の回折格子−光変調素子（ＧＬＶ：Grating Light Valve）が一次元的にアレイ状に配列されて成る。尚、この一次元的な画像生成装置を、回折格子−光変調装置と呼ぶ。回折格子−光変調装置は、通常、複数の回折格子−光変調素子に対向し、回折格子−光変調装置に入射する入射光並びに回折格子−光変調装置から射出する射出光を透過させるガラス板から成る光透過部材を更に備えている。回折格子−光変調素子は、マイクロマシン製造技術を応用して製造され、反射型の回折格子から構成されており、光スイッチング作用を有し、光のオン／オフ制御を電気的に制御することで画像を表示する。即ち、回折格子−光変調装置にあっては、回折格子−光変調素子のそれぞれから射出された光をスキャンミラーで走査して２次元画像を得る。従って、Ｍ×Ｎ（例えば１９２０×１０８０）の画素（ピクセル）から構成された２次元画像を表示するために、Ｎ個（＝１０８０個）の回折格子−光変調素子から回折格子−光変調装置を構成すればよい。更には、カラー表示のためには、３つの回折格子−光変調装置組立体（後述する）を用いればよい。
【０００３】
回折格子−光変調素子２１を構成する下部電極２２、固定電極３１、可動電極３２等の配置を、図６に模式的に示す。また、図６の矢印Ｂ−Ｂに沿った固定電極３１等の模式的な一部断面図を図７の（Ａ）に示し、図６の矢印Ａ−Ａに沿った可動電極３２等の模式的な一部断面図を図７の（Ｂ）及び図８の（Ａ）に示し、図６の矢印Ｃ−Ｃに沿った固定電極３１及び可動電極３２等の模式的な一部断面図を図８の（Ｂ）に示す。ここで、可動電極３２の変位前の状態を図７の（Ｂ）及び図８の（Ｂ）の左側に示し、変位後の状態を図８の（Ａ）及び図８の（Ｂ）の右側に示す。また、図６においては、下部電極２２、固定電極３１、可動電極３２、支持部２３，２４，２５，２６を明示するために、これらに斜線を付した。
【０００４】
この回折格子−光変調素子２１は、下部電極２２、帯状（リボン状）の固定電極３１、並びに、帯状（リボン状）の可動電極３２から成る。下部電極２２は支持体１２上に形成されている。また、固定電極３１は、支持部２３，２４に支持され、下部電極２２の上方に支持、張架されている。更には、可動電極３２は、支持部２５，２６に支持され、下部電極２２の上方に支持、張架されており、固定電極３１に対して並置されている。図示した例において、１つの回折格子−光変調素子２１は、３本の固定電極３１と３本の可動電極３２から構成されている。３本の可動電極３２は纏めて制御電極に接続され、制御電極は、図示しない接続端子部に接続されている。一方、３本の固定電極３１は纏めてバイアス電極に接続されている。バイアス電極は、複数の回折格子−光変調素子２１において共通とされており、図示しないバイアス電極端子部を介して接地されている。下部電極２２も、複数の回折格子−光変調素子２１において共通とされており、図示しない下部電極端子部を介して接地されている。
【０００５】
接続端子部、制御電極を介して可動電極３２へ電圧を印加し、且つ、下部電極２２へ電圧を印加すると（実際には、下部電極２２は接地状態にある）、可動電極３２と下部電極２２との間に静電気力（クーロン力）が発生する。そして、この静電気力によって、下部電極２２に向かって可動電極３２が下方に変位する。そして、このような可動電極３２の変位に基づき、可動電極３２と固定電極３１とによって反射型の回折格子が形成される。
【０００６】
ここで、隣接する固定電極３１の間の距離をｄ（図８の（Ｂ）参照）、可動電極３２及び固定電極３１に入射する光（入射角：θi）の波長をλ、回折角をθmとすると、
ｄ［ｓｉｎ（θi）−ｓｉｎ（θm）］＝ｍ・λ
で表すことができる。尚、ｍは次数であり、０，±１，±２・・・の値をとる。
【０００７】
そして、可動電極３２の頂面と固定電極３１の頂面の高さの差Δｈ1（図８の（Ｂ）参照）が（λ／４）のとき、回折光の光強度は最大の値となる。
【０００８】
回折格子−光変調装置１１は、回折格子−光変調素子２１が、複数、支持体１２の表面に形成されて成る。また、図３の（Ａ）に概念的な断面図を示すように、回折格子−光変調装置１１は、平板状のガラス板から成る光透過部材１３を更に備えている。尚、図３の（Ａ）において、回折格子−光変調素子の図示は省略している。そして、支持体１２と光透過部材１３とは、低融点金属材料層１４によって接合されている。支持体１２の表面から光透過部材までの距離（Ｌ）は０．１ｍｍ程度である。
【０００９】
図１０に概念的な一部断面図を示すように、従来の回折格子−光変調装置組立体は、回折格子−光変調装置１１に加えて、例えば、ガラスエポキシ銅張り積層板から成るプリント配線板１５０を備えている。尚、プリント配線板１５０には、外部から入力される回折格子−光変調装置１１を駆動するための信号を処理する回路等が設けられている。そして、支持体１２がプリント配線板１５０の第１面１５０Ａに接着剤１４３Ａを介して取り付けられている。
【００１０】
また、プリント配線板１５０の第１面１５０Ａには、更に、回折格子−光変調装置１１の駆動に必要とされる回路が形成された半導体チップ１４０が、接着剤１４３Ｂを介して取り付けられている。回折格子−光変調装置１１と半導体チップ１４０とは、例えば、ワイヤボンディングにて電気的に接続されており、回折格子−光変調装置１１及び半導体チップ１４０は枠体１４１によって囲まれ、また、ワイヤボンディング保護のために、ポッティング樹脂１４２によって封止されている。
【００１１】
このような、回折格子−光変調装置組立体を３つ備えた画像形成装置の概念図を図９に示す。即ち、この画像形成装置は、光の３原色である赤色の光（レーザ光であり、点線で示す）、緑色の光（レーザ光であり、実線で示す）、青色の光（レーザ光であり、一点鎖線で示す）を射出するレーザ光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂ、これらのレーザ光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂから射出された光を集光する集光レンズ（図示せず）、これらの集光レンズを通過した各色が入射する回折格子−光変調装置組立体１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ、回折格子−光変調装置組立体１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから射出された光が入射され、１本の光束に纏めるＬ型プリズム１０２、纏められた３原色の光が通過するレンズ１０３及び空間フィルター１０４、空間フィルター１０４を通過した１本の光束を結像させる結像レンズ（図示せず）、結像レンズを通過した１本の光束を走査するスキャンミラー（ガルバノミラー）１０５、及び、スキャンミラー１０５で走査された光を投影するスクリーン１０６から構成されている。尚、集光レンズとして円筒レンズを用いることにより、Ｘ方向には所定のスポットサイズに集光され、Ｙ方向には所定幅にコリメートされたコリメート光を回折格子−光変調装置組立体１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂに照射することができる。また、空間フィルター１０４は、例えば、フーリエ面に配置されている。
【００１２】
このような画像形成装置にあっては、可動電極３２が図７の（Ｂ）及び図８の（Ｂ）の左側に示した状態である回折格子−光変調素子２１の不作動時、可動電極３２及び固定電極３１の頂面で反射された光は空間フィルター１０４で遮られる。一方、可動電極３２が図８の（Ａ）及び図８の（Ｂ）の右側に示した状態である回折格子−光変調素子２１の作動時、可動電極３２及び固定電極３１で回折された±１次（ｍ＝±１）の回折光は空間フィルター１０４を通過する。このような構成にすることで、スクリーン１０６に投影すべき光のオン／オフ制御を制御することができる。また、可動電極３２に印加する電圧を変化させることで、可動電極３２の頂面と固定電極３１の頂面の高さの差Δｈ1を変化させることができ、その結果、回折光の強度を変化させて、階調制御を行うことができる。
【００１３】
可動電極３２は、寸法が非常に小さいので、回折格子−光変調装置において、高い解像度、高速なスイッチング動作及び広い帯域幅の表示が可能となる。更には、低い印加電圧で動作させることができるので、非常に小型化された画像形成装置を実現することが期待されている。また、このような画像形成装置は、通常の二次元画像生成装置、例えば、液晶パネル等を用いた投射型表示装置と比べて、スキャンミラー１０５によってスキャンを行うので、極めて滑らかで自然な画像表現が可能となる。しかも、３原色である赤色、緑色、青色のレーザを光源とし、これらの光を混合するので、極めて広い、自然な色再現範囲の画像を表現することができるといった、従来にはない、優れた表示性能を有する。
【００１４】
【特許文献１】特許第３４０１２５０号
【特許文献２】特許第３１６４８２４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
例えば、劇場用プロジェクター等の用途において、回折格子−光変調装置１１に１０4ルーメンといった高輝度が要求される場合、例えば、回折格子−光変調装置１１に照射されるレーザ光のパワーは５０〜１００Ｗ程度といった非常に高い値になる。従って、回折格子−光変調装置１１において大きな発熱が生じ、この熱がプリント配線板１５０に伝わる結果、プリント配線板１５０に大きな熱膨張が発生する。尚、プリント配線板１５０の熱膨張は、例えば、１４×１０-6／Ｋ程度であり、一方、支持体１２の熱膨張は、例えば、３．１×１０-6／Ｋ程度である。また、プリント配線板１５０のヤング率は、例えば、２５ＧＰａ程度であり、非常に柔らかいと云える。
【００１６】
プリント配線板１５０に大きな熱膨張が発生すると、回折格子−光変調素子２１を構成する固定電極３１及び可動電極３２に位置ずれが生じる。図９を参照して先に説明したように、画像形成装置にあっては、３つの回折格子−光変調装置組立体１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂからの回折されたレーザ光（赤色、青色、及び、緑色のレーザ光回折光）によって、１つの画素が形成、表示される。それ故、回折格子−光変調素子２１を構成する固定電極３１及び可動電極３２に位置ずれが生じると、各回折格子−光変調装置組立体１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから射出され、各画素を構成、表示するための３本のレーザ光回折光にずれが発生する。その結果、色にじみ等が生じ、鮮明な画像を形成することが難しくなる。回折格子−光変調装置組立体の小型化、高解像度化に伴い、このような色にじみ等の問題は一層顕著となる。
【００１７】
従って、本発明の目的は、回折格子−光変調装置に発熱が生じた場合であっても、射出される回折光にずれが生じ難い構成、構造を有する回折格子−光変調装置組立体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達成するための本発明の回折格子−光変調装置組立体は、
（Ａ）支持体を備えた回折格子−光変調装置、
（Ｂ）対向する第１面及び第２面を有する支持部材、並びに、
（Ｃ）冷却／放熱部材、
を備え、
支持体が支持部材の第１面に取り付けられ、
冷却／放熱部材が支持部材の第２面に取り付けられた回折格子−光変調装置組立体であって、
支持部材は、線膨張率が１．０×１０-5／Ｋ以下の材料から作製されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の回折格子−光変調装置組立体において、支持部材は、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）から作製され、あるいは又、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から作製され、あるいは又、炭化ケイ素（ＳｉＣ）から作製され、あるいは又、フェルニコ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）、モリブデン、タングステン、及び、炭素−ホウ素−銅合金から成る群から選択された１種類の材料から作製されていることが好ましい。これらの材料の線膨張率及び熱伝導率を、以下の表１に示す。あるいは又、支持部材は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、フェルニコ、モリブデン、タングステン、及び、炭素−ホウ素−銅合金から成る群から選択された少なくとも２種類の材料から作製されていることが好ましい。
【００２０】
［表１］
線膨張率（×１０-6／Ｋ）      熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）
Ａｌ2Ｏ3        ７．４                        ２９
ＡｌＮ          ４．８                      １４０
ＳｉＣ          ４．７                        ４６
フェルニコ      ５．３                        １７
Ｍｏ            ５．１                      １４２
Ｗ              ４．４                      ２００
Ｃ−Ｂ−Ｃｕ  １０                          １６０
【００２１】
尚、本発明における線膨張率（α）は、
α＝（１／Ｘ0）（ｄＸ／ｄｔ）
で表すことができる。但し、Ｘ0は０゜Ｃにおける長さであり、Ｘは２９３Ｋ（２０゜Ｃ）における長さである。
【００２２】
あるいは又、本発明の回折格子−光変調装置組立体において、支持部材を、例えば、（ホウケイ酸ガラス＋アルミナ）、（鉛ホウケイ酸ガラス＋アルミナ）、（アルミナ・カルシウム・ホウケイ酸ガラス＋アルミナ）、（アルミナ・マグネシウム・ホウケイ酸ガラス＋石英や石英ガラス）、（ホウケイ酸ガラス＋アルミナ，フォルステライト）、（ホウケイ酸ガラス＋石英＋アルミナ＋コージェライト）等のガラスセラミック複合系材料、（コージェライト系β−スポジェメン系材料）、（コージェライト系ＺｎＯ・ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2材料）、（コージェライト系Ｂ2Ｏ3・ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系材料）等の結晶化ガラス系材料、Ａｌ2Ｏ3・ＣａＯ・ＳｉＯ2・ＭｇＯ・Ｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3・ＣａＯ・ＳｉＯ2・ＢａＯ・Ｂ2Ｏ3等の非ガラス系材料で例示されるセラミックスから作製することもできる。
【００２３】
以上に説明した好ましい態様を含む本発明の回折格子−光変調装置組立体において、支持部材をセラミックスから作製する場合、支持部材に回路を形成してもよい。尚、回路は１層（即ち、支持部材の一方の面に形成されている態様）でもよいし、２層（即ち、支持部材の両方の面に形成されている態様）でもよいし、３層以上の多層（即ち、支持部材の内部（内層）にまで形成されている態様）でもよい。また、回路には、単なる配線だけでなく、スルーホールやビヤホール、更には、抵抗やコンデンサも含まれる。
【００２４】
支持部材における回路は、例えば、金属ペーストを用いて形成することができる。このような金属ペーストとして、例えば、融点１０６５゜Ｃの金、融点１０８５゜Ｃの銅、融点９６２゜Ｃの銀、融点１４５５゜Ｃのニッケルから構成された金属ペーストを挙げることができる。また、抵抗を、例えば、ＲｕＯ2系、Ｍ2Ｒｕ2Ｏ7-X系、ＭｏＯ3系、ＬａＢ6系等の公知の抵抗ペーストを用いて形成することができる。
【００２５】
更には、以上に説明した好ましい態様を含む本発明の回折格子−光変調装置組立体において、回折格子−光変調装置の駆動に必要とされる回路が設けられた半導体チップを更に備えており、半導体チップも、支持部材の第１面に取り付けられている構成とすることもできる。ここで、回折格子−光変調装置の駆動に必要とされる回路として、例えば、１０ビット又は１２ビットの駆動ドライバを挙げることができる。
【００２６】
更には、以上に説明した好ましい態様を含む本発明の回折格子−光変調装置組立体において、回折格子−光変調装置は、（ａ）下部電極、（ｂ）下部電極の上方に支持された帯状の固定電極、並びに、（ｃ）下部電極の上方に支持され、固定電極に対して並置された帯状の可動電極から成り；可動電極及び下部電極への電圧の印加に基づき発生した可動電極と下部電極との間に働く静電気力によって、下部電極に向かって可動電極が変位することで、可動電極と固定電極とによって回折格子が形成される回折格子−光変調素子が、複数、支持体の表面に形成されて成り；回折格子−光変調装置は、固定電極及び可動電極に対向し、固定電極及び可動電極に入射する入射光並びに固定電極及び可動電極から射出する射出光を透過させる光透過部材を更に備えている構成とすることができる。そして、この場合、光透過部材は、支持体に取り付けられている構成とすることができ、あるいは又、支持部材に取り付けられている構成とすることができる。
【００２７】
本発明の回折格子−光変調装置組立体において、冷却／放熱部材として、ヒートシンクやペリチェ素子、水や冷媒を循環させて冷却する冷却装置、強制送風のためのファンを挙げることができる。
【００２８】
本発明の回折格子−光変調装置組立体において、支持体の支持部材の第１面への取り付け方法として、接着剤を用いる方法（例えば、熱硬化型の接着剤を第一面に塗布し、例えば３２０゜Ｃ程度に加熱することで接合する方法）を挙げることができる。また、冷却／放熱部材の支持部材の第２面への取り付け方法として、ビス止め、接着剤を用いる方法（例えば、紫外線硬化樹脂を第２面に塗布し、その後、紫外線照射により接合する方法）を挙げることができる。
【００２９】
回折格子−光変調素子を構成する可動電極及び固定電極は、例えば、マイクロマシン技術を応用して作製することができ、可動電極と固定電極とによって形成される回折格子は、所謂反射型回折格子から構成されている。
【００３０】
回折格子−光変調装置における支持体を構成する材料として、シリコン半導体基板を例示することができる。
【００３１】
回折格子−光変調素子における下部電極やバイアス電極を構成する材料として、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）及び亜鉛（Ｚｎ）から成る群から選択された少なくとも１種類の金属；これらの金属元素を含む合金あるいは化合物（例えばＴｉＮ等の窒化物や、ＷＳｉ2、ＭｏＳｉ2、ＴｉＳｉ2、ＴａＳｉ2等のシリサイド）；シリコン（Ｓｉ）等の半導体；ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、酸化インジウム、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物を例示することができる。下部電極やバイアス電極を作製するには、ＣＶＤ法、スパッタリング法、蒸着法、リフトオフ法、イオンプレーティング法、電解メッキ法、無電解メッキ法、スクリーン印刷法、レーザーアブレーション法、ゾル−ゲル法等の公知の薄膜形成技術により、上述の構成材料から成る薄膜を支持体の表面に形成すればよい。
【００３２】
また、回折格子−光変調素子における固定電極、可動電極は、光反射層（上層）と誘電体材料層（下層）の２層構造から成ることが好ましく、具体的には、例えば、アルミニウム層（上層）とＳｉＮ層（下層）との積層構造、アルミニウム層（上層）とＳｉＯ2層（下層）との積層構造、Ｓｉを添加したアルミニウム層（上層）とＳｉＮ層（下層）との積層構造、Ｓｉを添加したアルミニウム層（上層）とＳｉＯ2層（下層）との積層構造、Ｃｕを添加したアルミニウム層（上層であり、アルミニウム／銅の合金層である）とＳｉＮ層（下層）との積層構造（Ｃｕの添加率として０．１重量％乃至５重量％を例示することができ、以下の説明においても同様である）、Ｃｕを添加したアルミニウム層（上層）とＳｉＯ2層（下層）との積層構造、酸化チタン層（上層）とＳｉＮ層（下層）との積層構造、酸化チタン層（上層）とＳｉＯ2層（下層）との積層構造から構成することができる。尚、下層をＳｉＯ2層とＳｉＮ層の２層構成とすることもできる。
【００３３】
更には、回折格子−光変調素子において、固定電極を支持するための支持部は、固定電極の延在部から構成することが好ましく、また、可動電極を支持するための支持部は、可動電極の延在部から構成することが好ましい。
【００３４】
回折格子−光変調素子において、下部電極の頂面と固定電極の頂面の高さの差Δｈ0として、３．０×１０-7（ｍ）乃至１．５×１０-6（ｍ）、好ましくは、４．５×１０-7（ｍ）乃至１．０×１０-6（ｍ）を例示することができる。また、回折格子−光変調素子の不作動時における可動電極の頂面と固定電極の頂面の高さの差は出来る限り０に近いことが望ましい。更には、回折格子−光変調素子の作動時における可動電極の頂面と固定電極の頂面の高さの差Δｈ1（可動電極の下方への変位量）の最大値Δｈ1-MAXは、回折格子−光変調素子あるいは回折格子−光変調装置への入射光の波長をλとしたとき、
λ／４≦Δｈ1-MAX
を満足することが望ましい。また、Δｈ1-MAXとΔｈ0との関係は、
Δｈ1-MAX≦（Δｈ0／３）
を満足することが望ましい。尚、可動電極に印加する電圧を変化させることで、可動電極の頂面と固定電極の頂面の高さの差Δｈ1（可動電極の下方への変位量）を変化させることができる。そして、これによって、回折光の強度を変化させることができるので、階調制御を行うことができる。
【００３５】
また、回折格子−光変調素子において、隣接する固定電極の間の距離ｄは、限定するものではないが、１×１０-6（ｍ）乃至２×１０-5（ｍ）、好ましくは、２×１０-6（ｍ）乃至１×１０-5（ｍ）であることが望ましい。更には、隣接する固定電極と可動電極との間に存在する隙間ＳＰ（１つの回折格子−光変調素子内における隙間、隣接する回折格子−光変調素子間における隙間の両方）は、限定するものではないが、１×１０-7（ｍ）乃至２×１０-6（ｍ）、好ましくは、２×１０-7（ｍ）乃至５×１０-7（ｍ）であることが望ましい。また、固定電極の幅ＷFとして、限定するものではないが、１×１０-6（ｍ）乃至１×１０-5（ｍ）、好ましくは、２×１０-6（ｍ）乃至５×１０-6（ｍ）を例示することができ、固定電極の実効長さＬFとして、限定するものではないが、２×１０-5（ｍ）乃至５×１０-4（ｍ）、好ましくは、１×１０-4（ｍ）乃至３×１０-4（ｍ）を例示することができる。一方、可動電極の幅ＷMとして、限定するものではないが、１×１０-6（ｍ）乃至１×１０-5（ｍ）、好ましくは、２×１０-6（ｍ）乃至５×１０-6（ｍ）を例示することができ、可動電極の実効長さＬMとして、限定するものではないが、２×１０-5（ｍ）乃至５×１０-4（ｍ）、好ましくは、１×１０-4（ｍ）乃至３×１０-4（ｍ）を例示することができる。尚、固定電極の実効長さＬF、可動電極の実効長さＬMとは、固定電極及び可動電極が支持部によって支持されている構成において、支持部と支持部との間の固定電極の部分及び可動電極の部分の長さを意味する。
【００３６】
更には、回折格子−光変調装置において、１つの回折格子−光変調素子を構成する固定電極と可動電極のそれぞれの数は、１本の固定電極と１本の可動電極とを１組とした場合、最低、１組であればよく、限定するものではないが、最大、３組を挙げることができる。また、回折格子−光変調装置における複数の回折格子−光変調素子の配置状態は、一次元アレイ状とすればよい。即ち、固定電極及び可動電極の軸線方向と直角の方向に沿って、複数の回折格子−光変調素子を構成する固定電極及び可動電極を並置すればよい。回折格子−光変調素子の数は、画像生成装置に要求される画素数に基づき決定すればよい。
【００３７】
外部の回路と電気的に接続させるための回折格子−光変調装置における接続端子部、接続端子部と可動電極とを電気的に接続するための制御電極を構成する材料として、上述した下部電極やバイアス電極を構成する材料を例示することができるし、接続端子部、制御電極の形成方法も、上述した下部電極やバイアス電極の形成方法と同様の形成方法とすればよい。尚、下部電極、バイアス電極、接続端子部、及び、制御電極を、同時に形成することもできるし、これらの４種類の電極を任意の組合せで同時に形成することもできる。また、膜厚に関しては、別途、厚く形成することもできる。
【００３８】
回折格子−光変調装置において、光透過部材の厚さは１．５ｍｍ以上であることが好ましい。尚、光透過部材の厚さの上限に本質的な制限は無いが、上限として２０ｍｍを例示することができる。更には、光透過部材を、ガラス板やプラスチックス板［例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）から成る板］から構成することができるが、中でも、ガラス板から構成することが好ましい。あるいは又、支持体の表面から光透過部材までの距離は１．０ｍｍ以上であることが好ましい。あるいは又、光透過部材の厚さは１．５ｍｍ以上であり、且つ、支持体の表面から光透過部材までの距離は１．０ｍｍ以上であることが好ましい。このような構成にすることで、回折格子−光変調装置組立体によって生成される画像に、回折格子−光変調装置を構成する光透過部材の表面や内部に存在するゴミや異物に起因した筋が生じ難くなる。
【００３９】
回折格子−光変調素子において、可動電極の頂面及び固定電極の頂面は下部電極の頂面と平行であってもよいし、下部電極の頂面に対してブレーズ角θDだけ傾いたブレーズ型とし、例えば、＋１次の回折光のみを射出する構成とすることもできる。ブレーズ型を採用することによって、例えば、６０％以上の高い回折効率をもって画像を表示することができる。プロジェクター等の画像生成装置への適用においては、特に、印加電圧に対するダークレベルから中間階調にかけての応答特性が緩やかであって、高階調の画像表示を容易に達成することができるブレーズ型の使用が望ましい。
【発明の効果】
【００４０】
回折格子−光変調装置に光（レーザ光）が照射されることに伴う過度の熱は、支持体上における回折格子−光変調素子の位置精度に悪影響を及ぼすので、熱対策を充分に講じる必要がある。そこで、本発明の回折格子−光変調装置組立体にあっては、支持体及び冷却／放熱部材がそれぞれ第１面及び第２面に取り付けられた支持部材を、線膨張率が１．０×１０-5／Ｋ以下の材料から作製することによって、回折格子−光変調装置に光（レーザ光）が照射されることに伴う熱を支持部材を介して冷却／放熱部材によって放熱すると共に、支持体上における回折格子−光変調素子の位置がこの熱によって影響を受けることを回避することができる。それ故、色にじみ等の問題を解消することができ、回折格子−光変調装置組立体の一層の小型化、高性能化、高解像度化、画質の向上を図ることができるし、回折格子−光変調装置組立体の動作安定性を高め、長寿命化を図ることもできる。しかも、回折格子−光変調装置組立体にプリント配線板が含まれないので、回折格子−光変調装置組立体の一層の小型、軽量化、熱伝導の低減が可能となる。
【００４１】
また、支持部材に回路を形成すれば、回折格子−光変調装置組立体を大幅に小型化、軽量化することができると共に、製造コストの低減を図ることができる。しかも、回折格子−光変調装置の駆動に必要とされる回路が設けられた半導体チップも支持部材の第１面に取り付ければ、半導体チップの放熱や冷却を効果的に行うことができる。
【００４２】
更には、回折格子−光変調装置に光（レーザ光）が照射されることに伴う熱を支持部材を介して冷却／放熱部材によって放熱するので、回折格子−光変調素子の温度上昇により発生する温度勾配に起因する、固定電極や可動電極におけるボイドやヒロック等の発生を抑制することができ、回折格子−光変調素子の耐久性を向上させることができる。尚、ボイドやヒロック等の発生を抑制することができない場合、ダークレベルの悪化や、極端な場合、電気的な断線、機能不全等を引き起こす可能性がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、各実施例において共通である回折格子−光変調装置、回折格子−光変調素子について、先ず、説明する。
【００４４】
支持体１２を備えた回折格子−光変調装置１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅは、図６、図７の（Ａ）、（Ｂ）、図８の（Ａ）、（Ｂ）に示したと同様に、支持体１２の表面に形成された複数（例えば１０８０個）の回折格子−光変調素子２１から構成されている。更には、回折格子−光変調装置１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅは光透過部材１３を備えている。回折格子−光変調素子２１は、下部電極２２、固定電極３１、並びに、可動電極３２から成る。光透過部材１３は、固定電極３１及び可動電極３２に対向し、固定電極３１及び可動電極３２に入射する入射光並びに固定電極３１及び可動電極３２から射出する射出光を透過させる。
【００４５】
不純物がドーピングされたポリシリコンから成る下部電極２２は、シリコン半導体基板から成る支持体１２の表面に形成されている。尚、固定電極３１及び可動電極３２を形成するときに下部電極２２に損傷が発生しないように、下部電極２２の表面にはＳｉＯ2から成る保護絶縁膜（図示せず）が形成されている。また、帯状（リボン状）の固定電極３１は、下部電極２２の上方に支持、張架されており、具体的には、固定電極３１の延在部である支持部２３，２４によって支持されている。更には、帯状（リボン状）の可動電極３２は、下部電極２２の上方に支持、張架され、固定電極３１に対して並置されており、具体的には、可動電極３２の延在部である支持部２５，２６によって支持されている。固定電極３１及び可動電極３２は、Ｃｕを添加したアルミニウムから成る光反射層（上層）とＳｉＮから成る誘電体材料層（下層）との積層構造（Ｃｕの添加率：０．５重量％）を有する。尚、図面においては、固定電極３１及び可動電極３２を１層で表した。
【００４６】
回折格子−光変調装置１１と光透過部材１３とによって挟まれた空間は気密状態となっており、この空間には、水素ガス、ヘリウムガス、窒素ガス、あるいは、これらの混合ガス等が封入されている。そして、これによって、回折格子−光変調素子の作動時における温度上昇によって生じる温度勾配に起因する固定電極３１や可動電極３２の劣化を抑制し、耐久性及び信頼性の向上を図っている。
【００４７】
回折格子−光変調装置１１における複数の回折格子−光変調素子２１の配置状態は、一次元アレイ状である。具体的には、固定電極３１及び可動電極３２の軸線方向（Ｘ方向）と直角の方向（Ｙ方向）に沿って、複数（例えば１０８０個）の回折格子−光変調素子２１を構成する固定電極３１及び可動電極３２が並置されている。固定電極３１及び可動電極３２の総計は、例えば、１０８０×６（本）である。
【００４８】
尚、接続端子部（図示せず）が、例えば、回折格子−光変調装置１１の駆動に必要とされる回路が設けられた半導体チップ４０との電気的接続のために設けられ、外部に露出しており、可動電極３２に電気的に接続されている。具体的には、回折格子−光変調素子２１は、３本の固定電極３１と３本の可動電極３２から構成されている。３本の可動電極３２は纏められて１本の制御電極に接続され、制御電極は、対応する接続端子部に接続されている。一方、３本の固定電極３１は纏められてバイアス電極に接続されている。バイアス電極は、複数の回折格子−光変調素子２１において共通とされており、バイアス電極の延在部であるバイアス電極端子部（図示せず）を介して半導体チップ４０に接続され、接地される。下部電極２２も、複数の回折格子−光変調素子２１において共通とされており、下部電極２２の延在部である下部電極端子部（図示せず）を介して半導体チップ４０に接続され、接地される。
【００４９】
低融点金属材料層１４よりも外側の支持体１２の領域に、接続端子部、下部電極端子部、バイアス電極端子部が設けられている。これらの端子部と各種電極を結ぶ配線（例えば、制御電極やバイアス電極等）は、低融点金属材料層１４によっては短絡しない構造（例えば、制御電極やバイアス電極が絶縁材料で被覆された構造）となっている。
【００５０】
そして、接続端子部を介して外部回路からの可動電極への電圧の印加、及び、下部電極２２への電圧の印加に基づき発生した可動電極３２と下部電極２２との間に働く静電気力（クーロン力）によって、下部電極２２に向かって可動電極３２が変位する。即ち、外部回路から接続端子部、制御電極を介して可動電極３２へ電圧を印加し、且つ、外部回路から下部電極端子部を介して下部電極２２へ電圧を印加すると（実際には、下部電極２２は接地状態にある）、可動電極３２と下部電極２２との間に静電気力（クーロン力）が発生する。そして、この静電気力によって、下部電極２２に向かって可動電極３２が下方に変位する。尚、可動電極３２の変位前の状態を図７の（Ｂ）及び図８の（Ｂ）の左側に示し、変位後の状態を図８の（Ａ）及び図８の（Ｂ）の右側に示す。そして、このような可動電極３２の変位に基づき、可動電極３２と固定電極３１とによって反射型の回折格子が形成される。
【００５１】
下部電極２２の頂面と固定電極３１の頂面の高さの差Δｈ0を、以下の表２に示す値とした。また、回折格子−光変調素子２１の不作動時における可動電極３２の頂面と固定電極３１の頂面の高さの差を出来る限り０に近い値とした。更には、回折格子−光変調素子２１の作動時における可動電極３２の頂面と固定電極３１の頂面の高さの差Δｈ1（可動電極３２の下方への変位量）の最大値Δｈ1-MAXは、回折格子−光変調素子２１あるいは回折格子−光変調装置１１への入射光の波長をλとしたとき、
Δｈ1-MAX＝λ／４
を満足している。また、Δｈ1-MAXとΔｈ0との関係は、
Δｈ1-MAX≦Δｈ0／３
を満足している。尚、可動電極３２に印加する電圧を変化させることで、可動電極３２の頂面と固定電極３１の頂面の高さの差Δｈ1（可動電極３２の下方への変位量）を変化させることができる。そして、これによって、回折光の強度を変化させることができるので、階調制御を行うことができる。
【００５２】
また、隣接する固定電極３１の間の距離ｄ、隣接する固定電極と可動電極との間に存在する隙間ＳＰ、固定電極３１の幅ＷF、固定電極３１の実効長さＬF、可動電極３２の幅ＷM、可動電極３２の実効長さＬMを、以下の表２のとおりとした。表２における単位はμｍである。
【００５３】
［表２］
Δｈ0＝    ０．８５
ｄ   ＝    ８．０
ＳＰ ＝    ０．４０
ＷF  ＝    ３．６
ＬF  ＝２００
ＷM  ＝    ３．６
ＬM  ＝２００
【００５４】
このような回折格子−光変調装置を備えた回折格子−光変調装置組立体を３つ備えた画像形成装置は、概念図を図９に示したと同様の構成とすることができるし、回折格子−光変調装置組立体を３つ備えた画像形成装置の動作も、図９を参照して説明した動作と同様であるが故に、詳細な説明は省略する。
【実施例１】
【００５５】
実施例１は、本発明の回折格子−光変調装置組立体に関する。実施例１の回折格子−光変調装置組立体の概念的な一部断面図を図１の（Ａ）に示す。尚、図１の（Ａ）、（Ｂ）、及び、図２においては、回折格子−光変調素子や低融点金属材料層の図示は省略している。
【００５６】
この実施例１の回折格子−光変調装置組立体は、
（Ａ）支持体１２を備えた回折格子−光変調装置１１、
（Ｂ）対向する第１面５０Ａ及び第２面５０Ｂを有する支持部材５０、並びに、
（Ｃ）ヒートシンクから成る冷却／放熱部材５１、
を備えている。
【００５７】
そして、支持体１２が、ダイボンディング用の接着剤４３Ａを介して支持部材５０の第１面５０Ａに取り付けられ、冷却／放熱部材５１が支持部材５０の第２面５０Ｂにビス止め、あるいは接着剤を用いる方法によって取り付けられている。また、回折格子−光変調装置１１の駆動に必要とされる回路（例えば、１０ビット又は１２ビットの駆動ドライバ）が設けられた半導体チップ４０が更に備えられており、半導体チップ４０も、支持部材５０の第１面５０Ａに、ダイボンディング用の接着剤４３Ｂを介して取り付けられている。より具体的には、支持部材５０には凹部が設けられ、凹部の底面が第１面５０Ａに該当し、凹部内に回折格子−光変調装置１１及び半導体チップ４０が配置されている。尚、接着剤４３Ａ，４３Ｂの仕様に依存するが、接着時に接着剤４３Ａ，４３Ｂを、例えば、１３０〜２００°Ｃに加熱することで接着することができる。
【００５８】
実施例１において、支持部材５０は、線膨張率が１．０×１０-5／Ｋ以下の材料、具体的には、厚さ（ｔ）が２．０ｍｍの酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）から作製されている。具体的には、切削加工法に基づき、酸化アルミニウムから成る支持部材５０を作製することができる。
【００５９】
また、支持部材５０の第１面５０Ａには、半導体チップ４０を外部の回路と電気的に接続するための配線としての回路及びパッド部が形成されているが、これらの図示は省略した。そして、回折格子−光変調装置１１と半導体チップ４０との間、並びに、半導体チップ４０と配線としての回路との間は、例えば、ワイヤボンディングにて電気的に接続されている。そして、回折格子−光変調装置１１及び半導体チップ４０は枠体４１（熱硬化型樹脂から成る）によって囲まれ、ワイヤボンディング保護のために、回折格子−光変調装置１１及び半導体チップ４０はポッティング樹脂４２によって封止されている。このように、回折格子−光変調装置１１と半導体チップ４０との間、並びに、半導体チップ４０と配線としての回路との間を、ワイヤボンディングにて電気的に接続することによって、回折格子−光変調装置組立体を小型、軽量化することが可能となる。
【００６０】
尚、回折格子−光変調装置組立体と、ガラスエポキシ銅張り積層板から成るプリント配線板（図示せず）とは、フレキシブルケーブル等で接合されており、構造的に分離されている。プリント配線板には、外部から入力される回折格子−光変調装置を駆動するための信号を処理する回路等が設けられている。従来例とは異なり、回折格子−光変調装置組立体とプリント配線板とは構造的に分離されているので、回折格子−光変調装置組立体の軽量化を図ることができる。
【００６１】
実施例１にあっては、図３の（Ａ）に概念的な断面図を示すように、支持体１２と光透過部材１３とは、Ａｕ80Ｓｎ20（融点２６０〜３２０゜Ｃ）から成る低融点金属材料層１４によって接合されている（取り付けられている）。支持体１２の表面から光透過部材１３までの距離（Ｌ）は、０．１ｍｍであり、光透過部材１３は、厚さ（Ｔ）が１．１ｍｍの平板状のガラス板から成る。尚、図３の（Ａ）、（Ｂ）、図４の（Ａ）、（Ｂ）、図５の（Ａ）、（Ｂ）において、回折格子−光変調素子の図示は省略している。
【００６２】
実施例１にあっては、支持部材５０を用いることで、回折格子−光変調装置１１からの熱及び半導体チップ４０からの熱を効率良く冷却／放熱部材（ヒートシンク）５１に伝熱することが可能となる。しかも、図１０に示した従来例のように、線膨張率が大きく（例えば、１４×１０-6／Ｋ程度であり、支持体１２の線膨張率３．１×１０-6／Ｋに比べて大きい場合）、ヤング率が２５ＧＰａ程度で非常に柔らかいプリント配線板１５０を用いたのでは困難であった、回折格子−光変調素子２１の高い位置精度を、実施例１においては支持部材５０を用いることで充分に確保することができる。
【００６３】
実施例１の回折格子−光変調装置組立体において熱抵抗を算出した。各部の熱抵抗（単位：゜Ｃ／Ｗ）は、以下の表３に示すとおりである。
【００６４】
［表３］
熱抵抗
回折格子−光変調装置（１１）      ≧０．０２
接着剤（４３Ａ）                  ≧０．４４
支持部材（５０）                  ≧０．０２
【００６５】
従って、全体の熱抵抗値は０．４８（゜Ｃ／Ｗ）となる。
【００６６】
図１０に示した構造において、例えば、プリント配線板１５０の熱抵抗７．８５°Ｃ／Ｗが加わるので、図１０に示した構造全体にあっては、熱抵抗値は８．３３°Ｃ／Ｗとなる。従って、実施例１の構造を採用することによって、熱抵抗を約１７分の１にまで低減できる。
【００６７】
更には、図１０に示した従来例と異なり、実施例１においては、接着部分が１箇所で済むため、回折格子−光変調装置１１の位置精度について安定性を保証する上で有利である。しかも、図１０に示した従来例では、プリント配線板１５０を使用しているので、重量が３８グラム程度であったのに対し、実施例１にあっては、重量が２０グラムと、半分近くに低減することができる。回折格子−光変調装置組立体は、画像形成装置の本体部へねじ止め、又は、接着剤等によって取り付けることができ、回折格子−光変調装置組立体の重量が低減することで、取付時の安定性も向上する。
【実施例２】
【００６８】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２の回折格子−光変調装置組立体にあっては、概念的な一部断面図を図１の（Ｂ）に示すように、支持部材５０の第１面５０Ａには、半導体チップ４０だけでなく、光変調を行うためのコンデンサや抵抗といった回路部品４４も取り付けられている。これによって、回折格子−光変調装置組立体を更に小型、高性能とすることができる。
【００６９】
以上に説明したように、回路部品４４が取り付けられている点を除き、実施例２の回折格子−光変調装置組立体の構成、構造は、実施例１の回折格子−光変調装置組立体の構成、構造と同じ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】
【００７０】
実施例３は、実施例１あるいは実施例２の変形である。実施例１あるいは実施例２においては、支持部材５０に回路を形成したが、この回路は１層構成とした。即ち、回路が、支持部材５０の一方の面（第１面５０Ａ）に形成されている態様とした。一方、実施例３にあっては、支持部材５０を３層以上の多層構成とする。即ち、支持部材５０の内部（内層）にまで回路が形成されている態様とする。
【００７１】
このような支持部材５０は、例えば、以下に説明する方法で作製することができる。
【００７２】
即ち、先ず、セラミックグリーンシートを準備し、セラミックグリーンシートに、外形打ち抜き加工、及び、パンチングによるビヤホールやスルーホール用の穴を開ける穴開け加工を施す。次いで、セラミックグリーンシートに、接続端子部、ランド部、配線等を、スクリーン印刷法に基づき、例えば金パウダーを含む金属ペーストを用いて形成する。また、別のセラミックグリーンシートにも、同様に、接続端子部、ランド部、配線等を形成する。更には、必要に応じて、セラミックグリーンシートの表面にコンデンサ用材料を貼り合わせる。そして、これらのセラミックグリーンシートを、熱プレス装置を用いて積層して熱プレスし、互いに接着一体化する。その後、積層されたセラミックグリーンシート及び金属ペーストを同時に焼成することで、支持部材５０を得ることができる。次いで、必要に応じて、支持部材５０の第１面５０Ａに、スクリーン印刷法に基づき抵抗ペーストを用いて厚膜抵抗を形成する。こうして、内部（内層）にまで回路が形成された３層以上の多層構成の支持部材５０を得ることができる。
【００７３】
以上に説明したように、支持部材５０の構成が異なる点を除き、実施例３の回折格子−光変調装置組立体の構成、構造は、実施例１あるいは実施例２の回折格子−光変調装置組立体の構成、構造と同じ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】
【００７４】
実施例４は、実施例１〜実施例３の変形である。実施例１〜実施例３にあっては、光透過部材１３は支持体１２に取り付けられており、支持体１２の表面から光透過部材１３までの距離（Ｌ）を０．１ｍｍとした。一方、実施例４の回折格子−光変調装置組立体にあっては、その概念的な一部断面図を図２に示すように、厚さ（Ｔ）が１．１ｍｍの平板状のガラス板から成る光透過部材１３が、Ａｕ80Ｓｎ20から成る低融点金属材料層（図示せず）によって、支持部材（より具体的には、枠体４１）に接合されており（取り付けられており）、支持体１２の表面から光透過部材１３までの距離（Ｌ）は、１．０ｍｍである。支持部材５０と枠体４１と光透過部材１３とによって挟まれた空間は気密状態となっており、この空間には、水素ガス、ヘリウムガス、窒素ガス、あるいは、これらの混合ガス等が封入されている。
【００７５】
以上に説明した点を除き、実施例４の回折格子−光変調装置組立体の構成、構造は、実施例１〜実施例３の回折格子−光変調装置組立体の構成、構造と同じとすることができるので、詳細な説明は省略する。
【００７６】
以上、本発明を、好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例にて説明した回折格子−光変調素子、回折格子−光変調装置、回折格子−光変調装置組立体の構成、構造は例示であり、適宜、変更することができるし、回折格子−光変調装置組立体や回折格子−光変調装置、回折格子−光変調素子における各種部材を構成する材料や部材の寸法等も例示であり、適宜、変更することができる。
【００７７】
実施例においては、支持部材５０をＡｌ2Ｏ3から作製したが、その代わりに、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）から作製することもできるし、フェルニコ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）、モリブデン、タングステン、及び、炭素−ホウ素−銅合金から成る群から選択された１種類の材料から作製することもできる。あるいは又、支持部材を、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、フェルニコ、モリブデン、タングステン、及び、炭素−ホウ素−銅合金から成る群から選択された少なくとも２種類の材料から作製することもでき、この場合には、支持部材を多層構造とすることが好ましい。
【００７８】
実施例４にて説明したように、支持体１２の表面から光透過部材１３までの距離（Ｌ）を１．０ｍｍ以上とすることによって、あるいは又、図５の（Ｂ）に概念的な断面図を示すように回折格子−光変調装置１１Ｅを構成する光透過部材１３の厚さ（Ｔ）を１．５ｍｍ以上とすることによって、光透過部材１３の表面あるいは内部に存在するゴミや異物が画像へ与える影響を低減することができ、より均一性の高い画質を得ることが可能となる。また、光透過部材１３の管理基準や仕様を緩和できる結果、光透過部材１３のコスト低減に繋がる。更には、光透過部材１３の表面あるいは内部に存在するゴミや異物の管理基準、ゴミや異物に関する仕様を緩和することができるので、検査が簡便になると共に、回折格子−光変調装置組立体製造工程における雰囲気のクリーン度も大幅に低減でき、回折格子−光変調装置組立体製造工程における環境に費やす設備の簡素化も実現できる。尚、支持体１２の表面から光透過部材１３までの距離（Ｌ）の上限に本質的な制限は無いが、上限として２０ｍｍを例示することができる。また、光透過部材１３の厚さの上限に本質的な制限は無いが、上限として２０ｍｍを例示することができる。
【００７９】
実施例４において説明した構造以外にも、支持体１２の表面から光透過部材１３までの距離（Ｌ）を１．０ｍｍ以上とするために以下に説明する構造を採用してもよい。
【００８０】
即ち、図３の（Ｂ）に概念的な断面図を示すように、回折格子−光変調装置１１Ａを構成する支持体１２と光透過部材１３との間には、例えばガラス材から成るスペーサ１５が配置され、支持体１２とスペーサ１５と光透過部材１３とは、低融点金属材料層１４Ａ，１４Ｂによって接合されている構成とすることができる。
【００８１】
あるいは又、図４の（Ａ）に概念的な断面図を示すように、回折格子−光変調装置１１Ｂを構成する支持体１２と光透過部材１３とは、例えばガラス材から成る直径０．５乃至１．０ｍｍのビーズ１６を含む低融点金属材料層１４によって接合されている構成とすることができる。
【００８２】
あるいは又、図４の（Ｂ）に概念的な断面図を示すように、回折格子−光変調装置１１Ｃを構成する支持体１２及び／又は光透過部材１３には突起部１７が形成されており、支持体１２と光透過部材１３とは突起部１７を介して低融点金属材料層１４によって接合されている構成とすることができる。
【００８３】
あるいは又、図５の（Ａ）に概念的な断面図を示すように、回折格子−光変調装置１１Ｄを構成する光透過部材１３の端部から支持体１２に向かって延びる側壁部材１８を更に備え、支持体１２と側壁部材１８とは低融点金属材料層１４によって接合されている構成とすることができる。
【００８４】
尚、図３の（Ｂ）、図４の（Ａ）、（Ｂ）、図５の（Ａ）に示した構造において、光透過部材１３の厚さを１．５ｍｍ以上としてもよい。ここで、光透過部材１３の厚さを１．５ｍｍ以上とする場合、支持体１２の表面から光透過部材１３までの距離（Ｌ）を、１．０ｍｍ以上としてもよいし、１．０ｍｍ未満としてもよい。
【００８５】
低融点金属材料層１４，１４Ａ，１４Ｂは、例えば、蒸着法、スパッタリング法、イオン・プレーティング法等の真空薄膜形成技術を用いて、支持体１２の表面の周縁部、光透過部材１３の周縁部、スペーサ１５の所望の部位、突起部１７の所望の部位、側壁部材１８の所望の部位に形成すればよい。場合によっては、低融点金属材料から成る線材や箔を支持体１２等の所望の部位に載置したり、貼り付けてもよい。
【００８６】
低融点金属材料層１４，１４Ａ，１４Ｂによる接合は、具体的には、低融点金属材料層１４，１４Ａ，１４Ｂを加熱することによって行われるが、低融点金属材料層１４，１４Ａ，１４Ｂの加熱は、具体的には、ランプを用いた加熱、レーザを用いた加熱、炉を用いた加熱等の公知の加熱方法により行うことができる。
【００８７】
低融点金属材料層１４，１４Ａ，１４Ｂを構成する材料として、融点が１２０〜４００゜Ｃ程度の所謂低融点金属材料を挙げることができる。かかる低融点金属材料として、前述したＡｕ80Ｓｎ20といった錫−金系の低融点合金以外にも、Ｉｎ（インジウム：融点１５７゜Ｃ）；Ｓｎ80Ａｇ20（融点２２０〜３７０゜Ｃ）、Ｓｎ95Ｃｕ5（融点２２７〜３７０゜Ｃ）等の錫（Ｓｎ）系高温はんだ；Ｐｂ97.5Ａｇ2.5（融点３０４゜Ｃ）、Ｐｂ94.5Ａｇ5.5（融点３０４〜３６５゜Ｃ）、Ｐｂ97.5Ａｇ1.5Ｓｎ1.0（融点３０９゜Ｃ）等の鉛（Ｐｂ）系高温はんだ；Ｚｎ95Ａｌ5（融点３８０゜Ｃ）等の亜鉛（Ｚｎ）系高温はんだ；Ｓｎ5Ｐｂ95（融点３００〜３１４゜Ｃ）、Ｓｎ2Ｐｂ98（融点３１６〜３２２゜Ｃ）等の錫−鉛系標準はんだ；Ａｕ88Ｇａ12（融点３８１゜Ｃ）等のろう材（以上の添字は全て原子％を表す）を例示することができる。
【００８８】
スペーサは、低融点金属材料層を溶融させる際に、熱的に損傷を受けない材料から作製すればよく、スペーサを構成する材料として、具体的には、ガラス、低融点ガラスにアルミナ等の金属酸化物を混合した材料の焼結品、ポリイミド樹脂等の樹脂あるいはプラスチックス、各種セラミックス、各種金属（例えば、アルミニウム、銀、コバルト、タンタル、クロム、チタン、鉄、銅、ニッケル、モリブデン）を挙げることができる。スペーサをセラミックスから構成する場合、セラミックスとして、ムライトやアルミナ、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ジルコニア、コーディオライト、硼珪酸塩バリウム、珪酸鉄、ガラスセラミックス材料、これらに、酸化チタンや酸化クロム、酸化鉄、酸化バナジウム、酸化ニッケルを添加したもの等を例示することができる。この場合、所謂グリーンシートを成形して、グリーンシートを焼成し、かかるグリーンシート焼成品を切断することによってスペーサを製造することができる。スペーサの形状として、断面形状が矩形の棒状形状、枠状形状を例示することができる。
【００８９】
そして、例えば、支持体１２の表面に形成された低融点金属材料層１４Ａとスペーサ１５の底面に形成された低融点金属材料層１４Ａとが相互に接触するように、且つ、スペーサ１５の頂面に形成された低融点金属材料層１４Ｂと光透過部材１３に形成された低融点金属材料層１４Ｂとが相互に接触するように、支持体１２とスペーサ１５と光透過部材１３とを重ね合わせた状態で、低融点金属材料層１４Ａ，１４Ｂを加熱することによって、支持体１２と光透過部材１３とをスペーサ１５を介して低融点金属材料層１４Ａ，１４Ｂによって接合することができる。
【００９０】
また、ビーズ１６は、低融点金属材料層を溶融させる際に、熱的に損傷を受けない材料から作製すればよく、ビーズを構成する材料として、具体的には、ガラス、プラスチックス、金属（アルミニウム、銀、コバルト、タンタル、クロム、チタン、鉄、銅、ニッケル、モリブデン）を挙げることができる。尚、支持体と光透過部材とがビーズを含む低融点金属材料層によって接合されているとは、支持体と光透過部材とが低融点金属材料層によって接合されており、この低融点金属材料層中にビーズが点在している状態を意味する。ビーズの大きさは、支持体の表面から光透過部材までの所望とされる距離に基づき決定すればよい。
【００９１】
そして、支持体１２の表面に形成された低融点金属材料層１４と光透過部材１３に形成された低融点金属材料層１４とが対向するように、支持体１２と光透過部材１３とを配置した状態で（但し、支持体１２と光透過部材１３との間の所望の領域においてビーズ１６が挟まれた状態にて）、低融点金属材料層１４を加熱することによって、支持体１２と光透過部材１３とをビーズ１６を含む低融点金属材料層１４によって接合することができる。
【００９２】
また、突起部１７を、例えば、低融点ガラスにアルミナ等の金属酸化物を混合した材料やポリイミド樹脂に基づき、印刷法及び焼成法に基づき形成することができる。
【００９３】
そして、突起部１７の頂面に低融点金属材料層１４を形成しておき、突起部１７が形成されていない支持体１２の表面若しくは光透過部材１３にも低融点金属材料層１４を形成しておき、低融点金属材料層１４が相互に接触するように支持体１２と光透過部材１３とを突起部１７を介して重ね合わせた状態で、低融点金属材料層１４を加熱することによって、支持体１２と光透過部材１３とを突起部１７を介して低融点金属材料層１４によって接合することができる。
【００９４】
また、側壁部材１８は、低融点金属材料層１４を溶融させる際に、熱的に損傷を受けない材料から作製すればよく、側壁部材１８は、具体的には、光透過部材１３の端部から一体に下方に延びる構成とすることができるし、あるいは又、光透過部材１３とは独立した部材から成り、光透過部材１３の端部に固定された構成とすることができる。後者の場合、側壁部材１８を構成する材料として、光透過部材１３を構成する材料、上述したスペーサを構成する材料を挙げることができ、光透過部材１３の端部への固定方法として、フリットガラスを用いる方法を例示することができる。
【００９５】
そして、支持体１２の表面に形成された低融点金属材料層１４と側壁部材１８に形成された低融点金属材料層１４とが相互に接触するように、支持体１２と光透過部材１３とを側壁部材１８を介して重ね合わせた状態で、低融点金属材料層１４を加熱することによって、支持体１２と光透過部材１３とを側壁部材１８を介して接合することができる。
【００９６】
実施例においては、可動電極３２の頂面及び固定電極３１の頂面を下部電極２２の頂面と平行としたが、その代わりに、下部電極２２の頂面に対してブレーズ角θDだけ傾いたブレーズ型とし、例えば、＋１次（ｍ＝＋１）の回折光のみを射出する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１及び実施例２の回折格子−光変調装置組立体の概念的な一部断面図である。
【図２】図２は、実施例４の回折格子−光変調装置組立体の概念的な一部断面図である。
【図３】図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、回折格子−光変調装置組立体の一部分を示す概念的な断面図である。
【図４】図４の（Ａ）及び（Ｂ）も、回折格子−光変調装置組立体の一部分を示す概念的な断面図である。
【図５】図５の（Ａ）及び（Ｂ）も、回折格子−光変調装置組立体の一部分を示す概念的な断面図である。
【図６】図６は、回折格子−光変調素子を構成する下部電極、固定電極、可動電極の配置を模式的に示す図である。
【図７】図７の（Ａ）は、図６の矢印Ｂ−Ｂに沿った固定電極等の模式的な断面図であり、図７の（Ｂ）は、図６の矢印Ａ−Ａに沿った可動電極等の模式的な断面図（但し、回折格子−光変調素子が作動していない状態にある）である。
【図８】図８の（Ａ）は、図６の矢印Ａ−Ａに沿った可動電極等の模式的な断面図であり（但し、回折格子−光変調素子が作動している状態にある）、図８の（Ｂ）は、図６の矢印Ｃ−Ｃに沿った固定電極、可動電極等の模式的な断面図である。
【図９】図９は、３つの回折格子−光変調装置組立体が組み合わされた画像形成装置の概念図である。
【図１０】図１０は、従来の回折格子−光変調装置組立体の概念的な一部断面図である。
【符号の説明】
【００９８】
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ・・・回折格子−光変調装置、１２・・・支持体、１３・・・光透過部材（ガラス板）、１４，１４Ａ，１４Ｂ・・・低融点金属材料層、１５・・・スペーサ、１６・・・ビーズ、１７・・・突起部、１８・・・側壁部材、２１・・・回折格子−光変調素子、２２・・・下部電極、２３，２４，２５，２６・・・支持部、３１・・・固定電極、３２・・・可動電極、４０・・・半導体チップ、４１・・・枠体、４２・・・ポッティング樹脂、４３Ａ，４３Ｂ・・・接着剤、４４・・・回路部品、５０・・・支持部材、５０Ａ・・・支持部材の第１面、５０Ｂ・・・支持部材の第２面、５１・・・冷却／放熱部材（ヒートシンク）、１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂ・・・レーザ光源、１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ・・・回折格子−光変調装置組立体、１０２・・・Ｌ型プリズム、１０３・・・レンズ、１０４・・・空間フィルター、１０５・・・スキャンミラー、１０６・・・スクリーン
【図１】
2006065131.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006065131.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006065131.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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