(57)【要約】回折ピクセルの二次元(2D)の細密MEMS（微小電子機械システム）のアレイを有する空間光変調器が提供される。各ピクセル(320)は、多数の回折要素又は回折装置を含む。各回折装置は、基板の上面の上に配置され、基板から間隔を置いて配置された天幕部材(102)、基板と天幕部材(102)との間に配置された可動アクチュエータ(300)、及びアクチュエータ(300)を動かすドライバを含む。天幕部材(102)は、基板から離れる方を向く第１の平面状光反射面を有し、第１の平面状光反射面は内部に形成された開口(104)を有する。アクチュエータ(300)は、第１の平面状光反射面に平行であり、場合によってはその反射面と同一平面上にあり、且つ通過する光を受光するために開口に対して位置決めされた第２の平面状光反射面(302)を有する。開口(104)は、最大のコントラスト比を提供するために、開口(104)を取り囲む第１の平面状光反射面の領域の反射率に実質的に等しい反射率を有する領域を画定するようなサイズと形状になることができる。【選択図】図３Ｂ
2007514203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する光を変調するための回折装置であって、
上面を有する電気的能動基板と、
前記基板の上面の上に配置され、その上面に対して間隔を置いて配置された天幕部材であって、前記天幕部材の上側（前記基板から離れる方を向く上側）に形成された第１の平面状光反射面を有し、前記第１の平面状光反射面が内部に形成された開口を有する、天幕部材と、
前記基板の上面と前記第１の平面状光反射面との間に配置され、前記第１の平面状光反射面に平行であり、且つ通過する光を受光するために前記開口に対して位置決めされた第２の平面状光反射面を有する可動アクチュエータと、
前記天幕部材の第１の平面状光反射面に対して前記アクチュエータを動かすと同時に、前記第２の平面状光反射面を前記第１の平面状光反射面に実質的に平行に維持するための機構とを含む、回折装置。
【請求項２】
前記開口が、前記開口を取り囲む前記第１の平面状光反射面の領域の反射率に実質的に等しい反射率を有する領域を画定するようなサイズと形状になっている、請求項１に記載の回折装置。
【請求項３】
静止状態において、前記第１の平面状光反射面および前記第２の平面状光反射面が、ｎ×λ／４波長に実質的に等しい距離だけ隔てられており、ここでλは、前記第１及び第２の平面状光反射面に入射する光の特定の波長であり、ｎは０に等しい又は０より大きい整数である、請求項１に記載の回折装置。
【請求項４】
ｎが１に等しい又は１より大きい奇数である、請求項３に記載の回折装置。
【請求項５】
ｎが２に等しい又は２より大きい偶数である、請求項３に記載の回折装置。
【請求項６】
前記可動アクチュエータを動かすための機構が、前記基板と前記可動アクチュエータとの間に静電気力を生成するように構成された回路構造体を含む、請求項１に記載の回折装置。
【請求項７】
前記天幕部材が、前記基板の上面から前記天幕部材の下面に延びる複数のポストにより、前記基板の上面の上に支持される、請求項１に記載の回折装置。
【請求項８】
前記天幕部材が、アクチュエータ層から前記天幕部材まで延びる複数のポストにより、前記基板の上面の上に支持される、請求項１に記載の回折装置。
【請求項９】
前記複数のポストの少なくとも１つが、前記基板の電気接地に電気結合され、前記天幕部材が、前記ポストを介して電気接地に電気結合される、請求項７に記載の回折装置。
【請求項１０】
前記天幕部材が、前記基板内の電気接地に電気結合されない、請求項７に記載の回折装置。
【請求項１１】
前記可動アクチュエータが、前記可動アクチュエータの周辺端部から前記複数のポストの少なくとも１つに延びる少なくとも１つの可撓性部材により、前記基板の上面と前記天幕部材との間にフレキシブルに結合される、請求項７に記載の回折装置。
【請求項１２】
前記複数のポストの少なくとも１つが、前記基板の電気接地に電気結合され、前記可動アクチュエータが前記可撓性部材と前記ポストを介して電気接地に電気結合される、請求項１１に記載の回折装置。
【請求項１３】
前記開口が、円形、リング、楕円、及び多角形を含むグループから選択された幾何学的形状を画定するように形作られる、請求項１に記載の回折装置。
【請求項１４】
前記可動アクチュエータが、前記可動アクチュエータを堅くし、且つ前記第２の平面状光反射面の平面性を維持するために高い剛性率の材料を含む、請求項１に記載の回折装置。
【請求項１５】
前記可動アクチュエータが、前記第２の平面状光反射面が形成される上側部分、下側部分、及び前記上側部分と前記下側部分を結合する支持体を含む、請求項１に記載の回折装置。
【請求項１６】
前記回折装置が、フラット平面ライトバルブ（ＰＬＶ）であり、前記上側部分および前記支持体が、前記開口に対して、前記第２の平面状光反射面が前記第１の平面状光反射面と同一平面上にある第１の位置と前記第２の平面状光反射面が前記第１の平面状光反射面と同一平面上にない第２の位置との間で、前記アクチュエータを動かすことができるように前記機構を可能にするようなサイズと形状になっている、請求項１５に記載の回折装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の複数の回折装置を含む、変調器。
【請求項１８】
複数のピクセルを含み、各ピクセルが前記複数の回折装置の少なくとも１つを含む、請求項１７に記載の変調器。
【請求項１９】
前記複数の回折装置が単一の基板上に一体的に形成され、前記複数の回折装置のそれぞれの前記天幕部材が、前記基板の上面から前記天幕部材の下面に延びる複数のポストにより、前記基板の上面の上に支持された単一の天幕薄膜から形成され、前記天幕薄膜が、第１の平面状光反射面、及びそれを貫通して延びる複数の開口を有する、請求項１７に記載の変調器。
【請求項２０】
前記複数の回折装置のそれぞれの前記可動アクチュエータが、少なくとも１つの可動アクチュエータの周辺端部から前記複数のポストの少なくとも１つに延びる少なくとも１つの可撓性部材により、前記基板の上面と前記天幕薄膜の前記第１の平面状光反射面との間にフレキシブルに結合され、前記可動アクチュエータのそれぞれが、その周辺端部に沿って少なくとも１つの他の可動アクチュエータに結合される、請求項１９に記載の変調器。
【請求項２１】
光ビームを変調する方法であって、
光ビームを複数の回折装置に入射させるステップであって、前記回折装置のそれぞれが、内部に形成された開口を有する第１の平面状光反射面、及び前記第１の平面状光反射面に平行であり、通過する光を受光するために前記開口に対して位置決めされた第２の平面状光反射面を含む、ステップと、
前記第２の平面状光反射面を前記第１の平面状光反射面に対して移動させると同時に、前記第１の平面状光反射面に実質的に平行に前記第２の平面状光反射面を維持するステップとを含み、
特定の回折装置に当たる入射光ビームの一部は、前記回折装置の前記第１及び第２の光反射面が四分の一波長の奇数倍だけ隔てられている場合に回折され、前記回折装置の前記第１及び第２の光反射面が四分の一波長の偶数倍だけ隔てられている場合に反射される、方法。
【請求項２２】
光ビームを変調するための変調器を製造する方法であって、
基板を準備するステップと、
前記基板上に第１の犠牲層を堆積するステップと、
前記第１の犠牲層を貫通して延び、前記基板上に終わる第１の複数のホールを形成するステップと、
前記第１の犠牲層上へアクチュエータ層を堆積し、前記アクチュエータ層の材料が第１の複数のポストを形成するように前記複数のホールを実質的に満たすステップと、
複数のアクチュエータ、及び前記第１の複数のポストに前記アクチュエータを結合する複数の可撓性部材を形成するために前記アクチュエータ層をパターニングするステップと、
前記パターニングされたアクチュエータ層上に第２の犠牲層を堆積するステップと、
前記第２の犠牲層を貫通して延び、前記第１の複数のポスト上に終わる第２の複数のホールを形成するステップと、
前記第２の犠牲層上に天幕層を堆積するステップと、
内部に複数の開口を有する天幕部材を形成するために前記天幕層をパターニングし、前記複数の開口のそれぞれが前記複数のアクチュエータの１つと位置合わせされるように前記天幕部材に位置するステップと、
前記第１及び第２の犠牲層を除去して、前記複数のアクチュエータ及び前記複数の可撓性部材を解放するステップとを含み、
前記天幕部材が、前記第２の複数のポストにより、前記基板の上に支持され、前記複数のアクチュエータが、前記複数の可撓性部材により、前記天幕部材と前記基板との間の前記第１の複数のポストにフレキシブルに結合される、方法。
【請求項２３】
前記天幕部材上に第１の反射面を提供し、且つ前記第１の平面状光反射面に平行であり、通過する光を受光するために前記複数の開口の１つに対して位置決めされた前記複数のアクチュエータのそれぞれの上に第２の反射面を提供するために、前記変調器の上に金属を堆積するさらなるステップを含み、前記天幕部材が、前記複数の可撓性部材上に金属を実質的に堆積せずに、前記アクチュエータ上に金属を堆積することを可能にするマスクとして機能する、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して空間光変調器に関し、より詳細には、二次元回折空間光変調器、及びその製造と使用の方法に関する。
【０００２】
関連出願に対する相互参照
本出願は、発明者Alexander P. Payne及びJahja I. Trisnadiにより２００３年１２月１０日に出願され、「Two Dimensional Spatial Light Modulator」と題する米国仮出願第６０／５２８，３００号の恩典を請求しており、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００３】
発明の背景
空間光変調器は、デバイスへの電気入力に対応する空間パターンで入射光ビームを制御または変調することができる１つ又は複数のデバイスのアレイである。入射光ビームは、強度、位相、偏光、又は方向で変調され得る。ある種の変調は、入射する光を変調するために微小機械構造体を動かすために電気信号を使用する微小電子機械システムのデバイス、即ちＭＥＭＳの使用を通じて達成され得る。空間光変調器は、ディスプレイシステム、光情報処理とデータ記憶、印刷、及びマスクレスリソグラフィーを含む種々の用途に使用するために、ますます開発されている。
【０００４】
ある種の空間光変調器は、単一のＭＥＭＳデバイス、又は二次元パターンを彩色するように構成されたＭＥＭＳデバイスの直線アレイを含む。プリント基板（ＰＣＢ）のパターニング／印刷、ディスプレイシステム、印刷、及び／又は比較的中程度の半導体処理のような多くの用途に関して、一次元のＭＥＭＳデバイスのような空間光変調器は、適切な解決策を提供する。
【０００５】
しかしながら、リーディングエッジ半導体処理のような、高い又は非常に高い解像度を必要とする多くの他の用途に関して、ＭＥＭＳデバイスの二次元アレイを有する空間光変調器が好ましい。
【０００６】
２Ｄ  ＭＥＭＳ空間光変調器の魅力は、Texas Instrumentsからのデジタルミラーデバイス（Digital Mirror Device（ＤＭＤ））が広く採用されている点で立証されている。その大きなエテンデュー（etendue）に関して、このデバイスは、高品質のイメージを生成するためにインコヒーレント光源および従来の光学装置類と共に使用され得る。しかしながら、ディスプレイの用途におけるその成功にもかかわらず、ＤＭＤは、例えばマスクレスリソグラフィーの多くの用途に採用されていない。これは、主として（ａ）アナログのグレースケールの能力、（ｂ）変調速度、及び（ｃ）回折効率の欠点に起因する。
【０００７】
従って、以下の特徴、即ち、大きなエテンデュー、良好なアナログのグレースケールの能力、高い変調速度、及び高い回折効率を呈する二次元空間光変調器が必要とされている。簡素で、コスト効率が良く、且つ処理のバラツキに強い係る空間光変調器の製造方法もさらに必要とされている。
【０００８】
発明の概要
本発明は、これらの、及び他の問題に対する解決策を提供し、さらに従来の空間光変調器より優れた利点を提供する。
【０００９】
一態様において、本発明は、入射する光を変調するための回折装置を対象とする。概して、回折装置は、基板の上面の上に配置され、その上面に対して間隔を置いて配置された天幕部材、基板の上面と天幕部材との間に配置された可動アクチュエータ、及びアクチュエータを動かすための機構を含む。天幕部材は、天幕部材の上側（基板から離れる方を向く側）に形成された第１の平面状光反射面を有し、第１の平面状光反射面は内部に形成された開口を有する。アクチュエータは、第１の平面状光反射面に平行であり、通過する光を受光するために開口に対して位置決めされた第２の平面状光反射面を有する。開口は、円形、リング、楕円、及び多角形を含む多数の幾何学的形状の任意の１つを画定するように形作られ得る。好適には、開口は、開口を取り囲む第１の平面状光反射面の領域の反射率に実質的に等しい反射率を有する領域を画定するようなサイズと形状になっている。各表面の反射率が同じである場合、開口は、開口を取り囲む第１の平面状光反射面の面積に実質的に等しい面積を画定するようなサイズと形状になっている。
【００１０】
アクチュエータを動かすための機構は、天幕部材の第１の平面状光反射面に対してアクチュエータを変位させると同時に、可動アクチュエータの第２の平面状光反射面を第１の平面状光反射面に実質的に平行に維持するように適合されている。
【００１１】
一実施形態において、回折装置は、静止状態において、第１の平面状光反射面および第２の平面状光反射面がｎ×λ／４波長に実質的に等しい距離だけ隔てられるように適合され、ここでλは、第１及び第２の平面状光反射面に入射する光の特定の波長であり、ｎは０に等しい又は０より大きい整数である。この実施形態の１つのバージョンにおいて、ｎは１に等しい又は１より大きい奇数であり、静止状態においてリフレクターに入射する光を散乱する。別のバージョンにおいて、ｎは２に等しい又は２より大きい偶数であり、静止状態において、リフレクターに入射する光を反射する。
【００１２】
別の実施形態において、天幕部材は、基板の上面から天幕部材の下面に延びる多数のポストにより基板の上面の上に支持される。この実施形態の１つのバージョンでは、少なくとも１つのポストが、基板の電気接地に電気結合され、天幕部材が、ポストを介して電気接地に電気結合される。別のバージョンでは、アクチュエータが、可動アクチュエータの周辺端部から少なくとも１つのポストに延びる少なくとも１つの可撓性部材により、基板の上面と天幕部材との間にフレキシブルに結合され、アクチュエータが可撓性部材とポストを介して接地に電気結合される。
【００１３】
さらに別の実施形態において、可動アクチュエータは、第２の平面状光反射面が形成される上側部分、下側部分、及び上側部分と下側部分を結合する支持体を含む。好適には、上側部分と支持体は、開口に対して、第２の平面状光反射面が第１の平面状光反射面と同一平面上にある第１の位置と第２の平面状光反射面が第１の平面状光反射面に平行であるが、同一平面上にない第２の位置との間で、アクチュエータが移動することを可能にするようなサイズと形状になっている。１次イメージングシステムにおけるこの実施形態の利点は、多色光源または複数波長の光源に対して「暗い」反射状態を提供することである。
【００１４】
別の態様において、本発明は、上述した多数の回折装置を含む空間光変調器を対象とする。概して、変調器は、多数のピクセルを含み、各ピクセルは少なくとも１つの回折装置を含む。一実施形態において、回折装置は、回折装置のそれぞれの天幕部材が基板の上面から天幕薄膜の下面に延びる多数のポストにより基板の上面の上に支持された単一の天幕薄膜から形成された状態で、単一の基板上に一体的に形成される。別の実施形態において、回折装置のそれぞれのアクチュエータは、少なくとも１つのアクチュエータの周辺端部から少なくとも１つのポストに延びる少なくとも１つの可撓性部材により、基板の上面と薄膜との間にフレキシブルに結合され、アクチュエータのそれぞれは、その周辺端部に沿って少なくとも１つの他のアクチュエータに結合される。
【００１５】
さらに別の態様において、本発明は、光ビームを変調する方法を対象とする。概して、その方法は、(i)光ビームを多数の回折装置に入射させるステップであって、回折装置のそれぞれが、内部に形成された開口を有する第１の平面状光反射面、及び第１の平面状光反射面に平行であり、通過する光を受光するために開口に対して位置決めされた第２の平面状光反射面を含む、ステップと、(ii) 第２の平面状光反射面を第１の平面状光反射面に対して移動させると同時に、第１の平面状光反射面に実質的に平行に第２の平面状光反射面を維持し、光ビームがそれぞれの回折装置の第１及び第２の光反射面から反射される際に、光ビームを回折するステップとを含む。
【００１６】
さらに別の態様において、本発明は、光ビームを変調するための変調器を製造する方法を対象とする。概して、その方法は、(i)変調器の各ピクセルを駆動するための回路を包含する電気的能動基板を準備し、(ii)基板上に第１の犠牲層を堆積し、(iii)第１の犠牲層を貫通して延び、基板上に終わる多数のホールを形成し、(iv)第１の犠牲層上へアクチュエータ層を堆積し、アクチュエータ層の材料が多数の第１のポストを形成するようにホールを実質的に満たすようにし、(v)多数のアクチュエータ、及び第１のポストにアクチュエータを結合する多数の可撓性部材を形成するためにアクチュエータ層をパターニングし、(vi)パターニングされたアクチュエータ層上に第２の犠牲層を堆積し、第２の犠牲層を貫通して延びる多数の第２のホールを形成し、第２のホールのそれぞれが、第１のポストの１つと整列してその上に終わるように第２の犠牲層に位置しており、(viii)第２の犠牲層上に天幕層を堆積し、天幕層の材料が多数の第２のポストを形成するために第２のホールを実質的に満たし、(ix)内部に多数の開口を有する天幕部材を形成するために天幕層をパターニングし、開口のそれぞれがアクチュエータの１つと位置合わせされるように天幕部材に位置し、(x)第１及び第２の犠牲層を除去して、アクチュエータ及び可撓性部材を解放することを含む。
【００１７】
一実施形態において、方法は、天幕部材上に第１の反射面を提供し、且つ各アクチュエータ上に第２の反射面を提供するために、変調器の上に金属を堆積するさらなるステップをさらに含む。好適には、堆積ステップにおいて、天幕部材は、可撓性部材上に金属を実質的に堆積せずに、アクチュエータ上に金属を堆積することを可能にするシャドーマスクとして機能する。より好適には、各アクチュエータ上の第２の反射面は、第１の平面状光反射面に平行であり、通過する光を受光するために開口の１つに対して位置決めされる。
【００１８】
本発明のこれらの、及び種々の他の特徴と利点は、添付図面および添付の特許請求の範囲に関連して以下の詳細な説明を読む際に、明らかになるであろう。
【００１９】
詳細な説明
本発明は、新規な空間光変調器（spatial light modulator（ＳＬＭ））（以降、平面ライトバルブ（Planar Light Valve（ＰＬＶ））と称する）、及びそれに入射する光を変調する方法を対象とする。
【００２０】
さて、図１〜図４を参照して、本発明によるＰＬＶを説明する。分かりやすくするために、広く知られていて、且つ本発明に関連しないＳＬＭの多くの細部は、以下の説明から省略されている。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態によるＰＬＶの一部の上面図である。ＰＬＶは概して、基板（この図において示されず）の上面の上に配置された等しい面積と反射率の光反射面を有する２つの薄膜または膜を有する。一番上の薄膜は、例えば、少なくとも１つのアルミ蒸着された表面上に覆われたピンと張った窒化ケイ素である、第１の平面状光反射面を有する均一で平面状のシート材料の静的天幕部材または薄膜である。天幕薄膜１０２は、反射面から下面まで延びる開口１０４のアレイを有する。天幕薄膜１０２は、下側にあるアクチュエータ膜を覆う。アクチュエータ膜は、多数のフラットな変位可能または移動可能アクチュエータを含む。アクチュエータは、第１の平面状光反射面に平行であり、それを通過する光を受光するために開口１０４に対して位置決めされた第２の平面状光反射面を有する。アクチュエータの各々、関連する開口、並びに開口にすぐ隣接して開口を取り囲む天幕薄膜１０２の一部が、単一の個々のＰＬＶセル、回折装置セル、又は回折装置を形成する。
【００２２】
個々のアクチュエータ又はアクチュエータのグループは、アクチュエータ膜の下にある基板の電極を駆動することにより制御される静電気力により、第１の平面状光反射面に対して非常にわずかな距離（一般に光の波長の数分の一だけ）にわたって上昇または下降する。好適には、アクチュエータは、ｎ×λ／４波長だけ変位することができ、ここで、λは第１及び第２の平面状光反射面に入射する光の特定の波長であり、ｎはゼロに等しい又はゼロより大きい整数である。アクチュエータを動かすことにより、第２の平面状光反射面から反射された光が、第１の平面状光反射面により反射された光と強め合う干渉または弱め合う干渉の状態にされ、それによりＰＬＶに入射する光を変調する。
【００２３】
ＰＬＶは、任意の形状またはサイズのピクセルを形成するように構成されて動作する任意の数の回折装置を含む。ピクセルは、１つ又はいくつかのアクチュエータから構成され、その（連結された）電極のもとで動作する。一般に、ＰＬＶは、約１〜約１０８ピクセルまでのアレイ、及び１ピクセル当たり１個〜約２５個の回折装置を含む。図１の実施形態は、回折装置の４×４の正方形アレイとして構成された単一のピクセルを示す。しかしながら、当業者には明らかなように、ＰＬＶは、正方形、三角形、六角形、及び円形を含む任意の形状で構成された任意の数の回折装置を有する多数のピクセルを含むことができる。
【００２４】
開口１０４のそれぞれのサイズと位置は、「等しい反射率」の制約を満たすように予め決定される。即ち、天幕薄膜１０２のセルの内側にある単一の開口１０４の領域の反射率は、開口１０４の外側にあるセルの残りの領域の反射率に等しい。それぞれの表面の反射率が同じである場合、この原理は、「等しい面積」の制約に変化する。「等しい面積」の制約の例として、天幕が、図１及び図２Ａに示されるように正方形のセル２０１に円形の開口２０２のアレイを包含する場合、単位長さの正方形２０１の内部にある円形開口２０２の面積は、残りの面積２０３（円の外側にあるが、正方形の内側）に等しく、その直径がｄである場合、ｄは以下の式により与えられ、即ち、ｄ＝（２／π）１／２≒０．８単位長さである。
【００２５】
円形の開口（例えば、２０２及び２０８）は引張り薄膜の２軸応力状態に一意に適合するが、図２Ａ〜図２Ｇに示されるようにリング（例えば、２１４）、楕円（例えば、２１２）、及び多角形（例えば、２０４、２０６、２１０）を含む他の開口の形状が可能である。セルは、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｅ、及び図２Ｇのように正方形の形状にすることができるが、三角形（例えば、図２Ｄを参照）又は長方形（図２Ｆを参照）のような他の形状にすることができる。これらが高いコントラストの位相変調器として良好に動作するために、等しい反射率の原理（又は表面の反射率が同じである場合に等しい面積の原理）だけが、満たされる必要がある。（留意すべきは、図２Ａ〜図２Ｇは例示であり、必ずしも一律の縮尺に従うわけではない。例えば、図２Ｇのリング２１４は、描かれたように等しい面積の原理を満たすように見えないが、実際の具現化形態は、本発明の実施形態による等しい面積の原理を満たすように構成される。）円形開口に角がないことにより、開口の周辺部の近くで薄膜の応力集中状態または歪みのないことが保証される。同様に、他のアレイの幾何学的形状が考えられるが（即ち、六角形の格子）、正方形の格子がデジタルイメージのデータフォーマットに最も適している。
【００２６】
天幕薄膜１０２は、ＰＬＶにわたって規則的に間隔をおいて配置された多数のポストにより基板に静的に繋止または固定されるか、又はＰＬＶの周辺部のみにあるポストに、自立型で作動可能にフレキシブルに固定され得る。好適な実施形態において、天幕薄膜１０２は、ＰＬＶにわたるポストにより、例えば各ピクセルの各角において、下にある基板に周期的に固定される。より好適には、天幕薄膜１０２は、窒化チタン（ＴｉＮ）のような導電性材料を含み、１つ又は複数のポストを介して基板の接地に電気結合される。代案として、天幕薄膜１０２が基板のアクチュエータ駆動電極からの静電気力のもとで変形する場合、それは、この相互作用を除去するために電気的にフローティングされ得る。
【００２７】
さて、図３Ａ及び図３Ｂに関連して、アクチュエータ膜のような、ＰＬＶの下にある構造体が、より詳細に説明される。理解されるべきは、図３Ａ及び図３Ｂに示された実施形態、及び内部に与えられた特定の寸法は、単なる例示であり、本発明のＰＬＶは図示された実施形態および寸法に制限されない。図３Ａは、本発明の実施形態による単一のアクチュエータ３００のクローズアップである。図３Ｂは、単一の３×３ピクセル３２０を含むアクチュエータ膜の一部の破断図を示す。この実施形態において、アクチュエータ膜は、各アクチュエータの角において、下にある基板に繋止またはポスト固定される。天幕薄膜１０２は、図示されたアレイの先端において、基板にわずかに又は軽くポスト固定される。
【００２８】
図３Ａを参照すると、アクチュエータ３００は、それぞれが平面状の反射面を有し、弾性材料のヒンジ又は可撓性部材３０４により１つ又は複数のポスト３０６にフレキシブルに結合された、均一な平面状の円板３０２を含むことができる。例えば、アクチュエータ３００の平面状円板３０２は、ピンと張った窒化ケイ素の薄膜から形成され、同じ窒化ケイ素の薄膜の細いアルミ蒸着されていない可撓性部材３０４によりポスト３０６にフレキシブルに結合されたアルミニウム蒸着された円板からなることができる。固定ポスト３０６、及び可撓性部材３０４は、上に横たわる天幕薄膜１０２により隠される領域において見えなくされることができ、これにより本発明のＰＬＶに大きなエテンデュー（集光能力）及び実質的に１００％の回折効率が提供される。また、図４を参照すると、アクチュエータ膜、及び内部に形成されたアクチュエータは、アルミニウム層と窒化ケイ素（ＳｉＮ）の層に加えて、導電薄膜または導電層（即ち、窒化チタン（ＴｉＮ））も含む。導電層は、１つ又は複数のポスト（この図面には示されない）を通じて基板の電気接地に電気的に結合され、その結果、基板の集積駆動セル又はチャネルを介して駆動電極に印加された電圧が、基板の方へ又は基板から離れるようにアクチュエータを片寄らせる。一般に、駆動チャネルからの単一の導体が、単一のピクセルの各個別のアクチュエータの下にある小型の電極または駆動電極に分岐する。
【００２９】
図４Ａ及び図４Ｂはそれぞれ、ＰＬＶデバイスの２つの隣接する回折装置を通る断面を示す。これらの例示的な実施形態において、上部天幕薄膜１０２は、静的な状態のままであるが、下側アクチュエータ膜３０２又はアクチュエータは、基板４０２の集積電子回路または集積回路からの静電気力のもとで移動する。
【００３０】
集積電子回路または集積回路４０２は、耐熱相互接続４０５を介して耐熱電極４０４に結合された集積駆動セル４０３を含むことができる。酸化物４０６を用いて、電極４０４を電気的に絶縁することができる。回路４０２は、各電極４０４とその対応するアクチュエータ３０２との間の静電気力を制御可能に生成できるように構成される。
【００３１】
イメージングモードは、イメージングモード（０次または１次）とデバイスの静止状態（散乱または反射）をうまく組み合わせるために柔軟性を許容する。この設計により、動作の使用のモードにおいて、何らかの柔軟性が許容される。
【００３２】
例えば、図４Ａに示されたデバイスの製造において、以下に説明される上側犠牲層（製造中に天幕１０２とアクチュエータ３０２の層との間にある）の厚さは、アクチュエータの静止状態４２０において天幕薄膜１０２、即ちより正確には第１の反射面、及びアクチュエータ３０２、即ち第２の反射面が、ＰＬＶに入射する光の特定の波長λに関して、λ／４の奇数倍だけ互いから変位するように、選択され得る。これにより、図４Ａの左側のアクチュエータにより示されるように、静止状態４２０のデバイスが入射光を散乱させる。図４Ａの右側のアクチュエータにより示されるように、デバイスのアクティブ状態４４０において、アクチュエータ３０２は、天幕薄膜１０２の反射面とアクチュエータ３０２との間の距離がλ／４の偶数倍であるように、変位できる。０次のイメージングに関連して、静止（非活性化）状態４２０は、ＰＬＶの０次の暗状態（入射光の回折に起因する）に対応し、アクティブ状態４４０は、ＰＬＶの０次の明状態（入射光の反射に起因する）に対応する。１次のイメージングに関連して、静止（非活性化）状態４２０は、ＰＬＶの１次の明状態（入射光の１次回折に起因する）に対応し、アクティブ状態４４０は、ＰＬＶの１次の暗状態（１次回折から離れる入射光の反射に起因する）に対応する。
【００３３】
図４Ｂに示される代替の実施形態において、上側犠牲層の厚さは、アクチュエータの静止状態４６０において天幕薄膜１０２（第１の反射面）、及びアクチュエータ３０２（第２の反射面）が、ＰＬＶに入射する光の特定の波長λに関して、λ／４の偶数倍だけ互いから変位するように、選択され得る。そういうものだから、静止状態４６０は反射になる。図４Ｂの右側のアクチュエータにより示されるように、デバイスのアクティブ状態４８０において、アクチュエータ３０２は、天幕薄膜１０２の反射面とアクチュエータ３０２との間のギャップがλ／４の奇数倍であるように、変位できる。これにより、アクティブ状態４８０のデバイスは入射光を散乱させる。０次のイメージングに関連して、静止（非活性化）状態４６０は、ＰＬＶの０次の明状態（入射光の反射に起因する）に対応し、アクティブ状態４８０は、ＰＬＶの０次の暗状態（入射光の回折に起因する）に対応する。１次のイメージングに関連して、静止（非活性化）状態４６０は、ＰＬＶの１次の暗状態（１次回折から離れる入射光の反射に起因する）に対応し、アクティブ状態４８０は、ＰＬＶの１次の明状態（入射光の１次回折に起因する）に対応する。
【００３４】
安定した動作状態を提供するために、アクチュエータ３０２と基板４０２との間の距離ｈは、最大の変位の３倍より大きく、即ちｈ＞３λ／４であり、例えば、好適にはｈは５λ／４である。
【００３５】
本発明の実施形態によれば、アクチュエータ膜の設計は、アクチュエータ３０２が変位する際に、フラットまたは実質的にフラットのままであるように、慎重に設計される。以下の設計の特徴は、この特徴を容易にするために使用され得る。即ち、
（１）アクチュエータの円板３０２は、それらが静電気的片寄りのもとで放物形を呈する場合、変形の大部分を支える細い可撓性部材３０４により浮いている。
（２）アクチュエータの円板３０２は、それらの中心においてのみ、且つアンカーポストからできる限り遠く離れて、可撓性部材３０４に接続される。アクチュエータが片寄ると、可撓性部材の中心は基板に平行なままであり、それによりアクチュエータの円板に傾斜またはモーメントが引き起こされない。
（３）アクチュエータの円板３０２は、取付け点においてのみ可撓性部材３０４に最小限に接続される。従って、変形は、可撓性部材からアクチュエータの円板に機械的にほとんど伝達されない。
（４）反射アルミニウム又は金属層は、アクチュエータの円板３０２上にのみ存在（可撓性部材３０４上には存在しない）し、それにより堅くする必要のある領域のみにおいて必然的にアクチュエータを堅くする。
（５）状況に応じて、追加の剛性が必要である場合、酸化物のような他の高い剛性率の薄膜がアクチュエータの円板３０２上にパターニングされ得るが、可撓性部材３０４上にはパターニングされない。
【００３６】
不連続および同一平面上の表面
上述したＰＬＶの実施形態において、ＰＬＶは段付きＰＬＶ（図５Ａ）であり、この場合、反射状態５２０は、位相においてλ／４の偶数倍により関連付けられた２つの別個の表面で達成される。１次イメージングシステムにおいて、この反射状態は暗状態である。留意すべきは、これは、λに対応する単一の波長にだけ「暗い」ことである。これは、多色（複数波長の用途）には適していないかもしれない。
【００３７】
ＰＬＶの代替の設計は、図５Ｂに示されるようにフラットＰＬＶである。係る設計は、多色用途に関する適応性のこの問題に対処する。図５Ｂを参照すると、物理的なポスト５０２を用いて、反射状態５２０において真に同一平面の反射面を作成する。１次のイメージングシステムにおいて、この状態は全ての波長に関して「暗く」、これは著しい利点である。回折状態５４０の場合、アクチュエータは、反射面間の距離がλ／４の奇数倍になるように片寄る。この片寄りの量は、使用されている波長λに依存して構成される。
【００３８】
本発明の特定の実施形態および例に関する上述の説明は、例示および説明のために提供されている。本発明は、特定の前述した例により説明され例示されているが、それにより制限されるように解釈されるべきではない。それらの例は、本発明を網羅的にするか、又は本発明を開示されたそのものずばりの形態に制限することが意図されておらず、本発明の範囲内にある多くの修正、改良、及び変形が、上記の教示に鑑みて可能である。
【００３９】
本発明によるＰＬＶの利点は、以下の何れか、又は全てを含む。
【００４０】
・大きなエテンデュー：ＰＬＶの大きな面積と大きな回折角により、ＰＬＶが高いエテンデューの従来の光源（即ち、ランプ）で照明されることが可能になる。回折角およびピクセルのサイズは独立しているので、より大きなピクセルがエテンデューを増加させるために、光角の不利益なしで製造され得る。
【００４１】
・遮蔽ドア（screen door）なし：ＰＬＶは同じ無境界のピクセルを生成する。ピクセルのフレームは、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）のような従来のＳＬＭのアーチファクトであり、傾斜ミラーの手法で存在し続ける。
【００４２】
・１００％又はほぼ１００％の回折効率：段付きＰＬＶの設計は、１００％又はほぼ１００％の充てん比（ギャップなし）を有する。これは、クリアランスのために各傾斜ミラーの周りにギャップを含む必要があるＤＭＤにまさった利点である。
【００４３】
・１０３コントラスト比：ＰＬＶはギャップを有さないので、０次の動作においてさえも、高いコントラストを有する。さらに、コントラストは、本質的に高い精度のプロセスであるリソグラフィーにより制御される。ＰＬＶのアクチュエータは、これを保証するためにフラットな平面として片寄るように適切に設計されなければならない。
【００４４】
・改善されたアナログのグレースケール：ＤＭＤはグレースケールを達成するためにパルス幅変調に依存し、それにより速度、及び／又はビット深さの点で制限される。対照的に、ＰＬＶは本質的にグレースケールを達成する（アクチュエータの変位を変更することにより）。これは、ＰＬＶデバイスに対してより高いデータ速度に直接的につながる。
【００４５】
・大きな回折角：本明細書で説明されたＰＬＶのアクチュエータは、５μｍのピッチ（リボン＋ホール）で設計する。これは、適度に明るい光学装置（Ｆナンバー５以下）で使用され得る可視光波長（０．５μｍ以下）で約±６°の回折角を我々に与える。リソグラフィーの解像度の進歩に伴い、より小さい回折装置が可能となり、さらに大きな回折角を容易にする。
【００４６】
・細い回折ビーム：２５μｍ平方ピクセルは、単一の基板電極に連結された２５個のアクチュエータ（即ち、５×５のアレイ）から構成される。これは、回折角（θ）に対して回折ビーム（Δθ）を細くする利点を有する。結果はより高いコントラストである。
【００４７】
・ＣＭＯＳと互換性がある３〜５Ｖの低い動作電圧の動作：可撓性部材に対してアクチュエータの円板の面積が比較的大きいので、ＰＬＶの作動電圧はＧＬＶより低くなるであろう。さらに、ヒンジ構造がデバイスの光学装置から切り離される（隠されたヒンジ又は可撓性部材）ので、支持体またはポストは、例えば、可撓性部材を細くするか、又は設計された撓み点または取付け点を実施することにより、低い作動電圧に適応できる。
【００４８】
・非接触スイッチングＭＥＭＳデバイス：これは、あらゆるＭＥＭＳデバイスの大きな利点である。ＤＭＤデバイスは、信頼性のために慎重に設計されなければならない接触ＭＥＭＳデバイスである。
【００４９】
・高い変調速度：各アクチュエータが、例えば５×５μｍと非常に小さいので、その質量および共振周波数は非常に高い。本明細書で説明された５μｍのアクチュエータの推定される共振周波数は、Ｔ＝６ｎｓ（１６０ＭＨｚ）である。対照的に、ＤＭＤは作動するのに２４μｓかかる。
【００５０】
高いパワーの取り扱い：デバイスの土台が、８００℃以下で堆積された十分に緻密にされた窒化ケイ素であるので、デバイスは、極めて高い光子のパワー及びパワーと密度に耐えることができる。
【００５１】
さて、本発明によるＰＬＶデバイスを製造するための方法またはプロセス６００の実施形態を、図６に関連して説明する。図６は、デバイスを製造するための大ざっぱなプロセスフローを示すフローチャートである。例示されたプロセスフローは、集積駆動セル又は電極の２Ｄ（二次元）アレイが、シリコンウェハーのような基板に形成されると仮定する。タングステンＷのような高温メタライゼーションが、集積駆動回路から、形成されるべきアクチュエータの下にあるパターニングされたアレイ又は小型電極または駆動電極まで延在する。この時点で、ウェハーは、光学的にフラットな上面を有するように平坦化または研磨される。以下のステップは、ＰＬＶデバイスが基板の上面に如何にして構築または製造され得るかを強調する。
【００５２】
・ＳＡＣ１：第１の犠牲層が基板の上面の上に堆積される（ステップ６０２）。一般に、第１の犠牲層は、シリコンを含む。好適には、犠牲層は、小さく素早く降りる動作（snap down）に対して十分なマージンを提供するように、約５λ／４の厚さを有する。代案として、異なる設計規則が、異なる厚さを有する犠牲層を提供するために適用されてよい。
【００５３】
・ＰＯＳＴ１：アクチュエータを支持するための支持ポスト用のホール（穴）が、第１の犠牲層内へ、及びそれを貫通して形成またはドリル加工され、基板の上面の酸化物エッチストップ上に終わる（ステップ６０４）。
【００５４】
・ＮＩＴＲＩＤＥ１：アクチュエータ層が第１の犠牲層の上に堆積され、アクチュエータ膜およびポストを形成するためにポストホールが充てんされる。一般に、アクチュエータ層は、窒化ケイ素のような窒化物を含む（ステップ６０６）。
【００５５】
・ＭＥＴＡＬ１：導電層がアクチュエータ層の上面に堆積される（ステップ６０８）。この導電薄膜は、後続のＸｅＦ２の解放ステップによりエッチングされてはいけないので、ＴｉＮが好ましい。また、ポリシリコン（ポリＳｉ）も使用され得るが、これは窒化物内に入れられるべきである。
【００５６】
・ＲＩＢＣＵＴ１：削除部分がパターニングされ、アクチュエータ層および導電層内へエッチングされ、多数のアクチュエータ、及びポストにアクチュエータを結合する可撓性部材を形成または画定する（ステップ６１０）。
【００５７】
・ＳＡＣ２：次いで、第２の犠牲層がパターニングされたアクチュエータ層および導電層の上に堆積される（ステップ６１２）。第２の犠牲層の厚さは、デバイスの意図された動作モード、即ち０次または１次動作モードに依存して、光のλ／４の倍数の厚さを有するように、光の所定波長に対して選択される。
【００５８】
・ＰＬＡＮＡＲＩＺＥ：好適には、第２の犠牲層が既存の形状（即ち、アクチュエータのリボン削除部分）を備えて層の上に堆積されるので、それは、例えば、化学的機械的平坦化または研磨（ＣＭＰ）により平坦化される（ステップ６１４）。
【００５９】
・ＰＯＳＴ２：選択された位置に天幕を固定するためのポスト用のホールが、第２の犠牲層内へ、及びそれを貫通して延びるように形成される（ステップ６１６）。一実施形態において、ホールは、アクチュエータを支持するために以前に形成されたポスト上に終わるように位置する。代案として、ホールは、第１の犠牲層を貫通してさらに延び、基板の上面の酸化物エッチストップ上に終わってもよい。
【００６０】
・ＮＩＴＲＩＤＥ２：天幕層が第２の犠牲層の上に堆積され、天幕薄膜１０２及びポストを形成するためにポストホールが充てんされる。一般に、天幕層は、窒化ケイ素のような窒化物を含む（ステップ６１８）。
【００６１】
・ＲＩＢＣＵＴ２：第２のリボンカットが実行されて、天幕層に大きな開口またはホールが画定される（ステップ６２０）。
【００６２】
・ＲＥＬＥＡＳＥ：ＸｅＦ２解放が実行されて、天幕薄膜１０２及びアクチュエータ膜またはアクチュエータが解放される（ステップ６２２）。天幕の大きな開口、可撓性部材により画定されたアクチュエータ層のホール、及びアクチュエータの円板の周辺部は、エッチャントが第１の犠牲層内に入り込むことを可能にすることにより、エッチングを容易にする。その理由は、横方向のエッチング距離が小さく、解放時間が短く、アレイの非シリコン構造体の不要なエッチングを最小限にするからである。
【００６３】
・ＭＥＴＡＬ２：低エネルギーのアルミニウムのような反射材料が、ＰＬＶデバイスの全体の上に堆積される（ステップ６２４）。天幕薄膜１０２の上面は、第１の反射面を提供するようにメタライズされる。さらに、内部に形成された開口を有する天幕薄膜１０２は、可撓性部材上に金属が実質的に堆積されずに、反射材料がアクチュエータ上に堆積されることを可能にするシャドーマスクとして機能する。
【００６４】
さて、本発明の実施形態によるＰＬＶの回折装置から散乱された光の分布、及び光の分布を説明する式の導出が、図７、及び図８Ａ〜図８Ｆに関連して説明される。
【００６５】
ＰＬＶの回折要素から散乱された光の分布を記述する閉形式解析式が、導出され得る。この計算の幾何学的構成が図７に示される。図７は、本発明の実施形態による単一のＰＬＶの回折要素または回折装置の略上面図であり、それから散乱される光の強度と分布を示す。散乱要素は、正方形の領域（寸法Ｓ、位相０）、及び差し込まれた円形領域（半径Ｒ、位相ψ）を含む。半径Ｒは、円形領域の内側と外側の面積が等しいように調整される。散乱ベクトル（ｋｘ、ｋｙ、ここでｋ＝２π／λ）が、要素の中心に対して画定される。
【００６６】
この位相セルの二次元フーリエ変換を実行することにより、式２の振幅散乱係数が結果として生じる。第１項は、半径方向に対称的であり、円形からの散乱を記述する。第２項は、Ｓ×Ｓの正方形からの散乱である。それは、４つの部分からなる対称性を有する。
【００６７】
【数１】
2007514203.tif 000003
【００６８】
式１：ＰＬＶの回折要素に関する振幅散乱の式
式１の解析式を用いて、ＰＬＶデバイスから回折された光の強度が、差し込まれた円形領域の片寄り（位相）の関数として計算され得る。これは、図８Ａ〜図８Ｆに示される。特に、２つの極端な場合が関心の対象であり、即ち、（ａ）強め合う干渉の反射状態（ψ＝０）、及び（ｂ）弱め合う干渉（ψ＝π）の回折状態である。これらの場合が、図８Ａ〜図８Ｆに種々の態様で示される。各状態に対して３つの図が示される。第１の図は、散乱強度の表面プロットである。第２の図は、トップダウンのグレースケールイメージであり、第３の図は、出所のｋｘ、ｋｙを通る断面である。反射状態において（図８Ａ〜図８Ｃを含む１番目の行）、デバイスの４つの部分からなる対称性を明確に看取することができる。この散乱は、正方形の反射要素からの回折に等しい。２番目の行（図８Ｄ〜図８Ｆを含む）は、回折状態において、後方反射された光（ｋｘ＝０、ｋｙ＝０）がゼロまで低減され、散乱強度がほぼ円形分布を呈することを示す。これは、ＰＬＶデバイスの基本的なコントラストメカニズムである。
【００６９】
図８Ａ〜図８Ｃはそれぞれ、反射状態における単一の回折装置から散乱された光の散乱強度分布の、表面輪郭の図（図８Ａ）、グレースケールの図（図８Ｂ）、及び断面図（図８Ｃ）である。留意すべきは、反射状態において、デバイスは、最大の後方反射率、及び４つの部分からなる回折の対称性を示す。
【００７０】
図８Ｄ〜図８Ｆはそれぞれ、散乱または回折状態において単一の回折装置から散乱された光の散乱強度分布の、表面輪郭の図（図８Ｄ）、グレースケールの図（図８Ｅ）、及び断面図（図８Ｆ）である。回折状態において、後方反射された光は消滅し、光は法線を中心としたほぼ円形分布に散乱される。
【００７１】
さて、ＰＬＶのイメージング能力を、図９Ａ〜図９Ｄに関連して説明する。図９Ａ〜図９Ｄは、本発明の実施形態によるＰＬＶのイメージング性能のシミュレーションを示す。
【００７２】
式１により与えられた単一のＰＬＶセルの振幅散乱式を用いて、本発明によるＰＬＶのイメージング能力をシミュレートすることができる。LabViewベースのプログラムが、ＰＬＶの生成されたイメージをシミュレートするために開発された。この場合、各ビットマップのピクセルは、単一の回折装置から構成されたＰＬＶセルに割り当てられた。前述したように、好適な実施形態は、単一のピクセルに対して少なくとも２×２のＰＬＶセルのアレイを使用することが好ましい。従って、図９Ａ〜図９Ｄに示されたイメージは、最悪の場合のコントラスト状態を表す。このイメージシミュレーションのプロセスは、以下のステップを含む。即ち、
（ａ）モノクロのグレースケールビットマップのファイルを読み取る；
（ｂ）グレーレベルをＰＬＶセルの同等の位相（０〜π）に変換する；
（ｃ）ＰＬＶ変調器の６４×６４アレイをプログラムする；
（ｄ）前方フーリエ変換を計算する（回折パターン）；
（ｅ）フーリエ変換のサブセット（シュリーレンフィルタ）を選択する（シュリーレンフィルタ）；
（ｆ）回折のサブセットから逆フーリエ変換を計算する；
（ｇ）強度（イメージ）を生成するために散乱された振幅／位相を二乗する。
【００７３】
図９Ａ〜図９Ｄは、シミュレーションの結果を示す。図９Ａは、物理的なＰＬＶのＭＥＭＳアレイを示す。これは、ビットマップファイルからアレイへと直接的にロードされたデータである（平らにされたグレーレベル）。図９Ｂは、ＭＥＭＳアレイの前方フーリエ変換から計算された回折パターンを示す。留意すべきは、４つの部分からなる対称性である。図９Ｃは、イメージングのために０次の光を選択するために使用されたシュリーレンフィルタを示す。図９Ｄは、逆フーリエ変換から計算されたイメージを示す。留意すべきは、連続的なグレースケール、及び無境界のピクセル品質がＰＬＶにより生成される。
【００７４】
この場合、０次の（後方反射された）光を用いて、イメージが生成された。結果としてのイメージは、連続的なグレースケール及び無境界のピクセル（遮蔽ドアがない）を発揮する。図９Ｄに認められるわずかな波紋は、アレイの小さいサイズ（６４×６４）に起因した単なるアーチファクトである。
【００７５】
さて、本発明によるＰＬＶのいくつかの代替の実施形態を説明する。
【００７６】
連結されたアクチュエータ
上記で説明されて例示されたＰＬＶの実施形態は、概して独立したアクチュエータを有する。代替の設計は、いくつかの回折機構または要素を含む単一の可動式アクチュエータハウジングを利用する。係るデバイスの１つが図１０に示される。図１０は、ＰＬＶにおいて「連結された」アクチュエータ設計の平面図である。ここでは、複数の回折機構が単一の片寄り可能なプレート上に含められる。より具体的には、図１０の連結されたアクチュエータは、単一の大きな（２５μｍ以下）アクチュエータ上に位置する４つのアルミ蒸着された回折機構を含む。この設計の利点は、コンプライアンスのある可撓性部材を生じるためのより多くの空間が存在する点である。別の利点は、移動するアクチュエータプレートの比較的大きな寸法が与えられた場合に、このＰＬＶデバイスにおけるスクイーズ膜のダンピングが非常に効率的である点である。
【００７７】
連結されたアクチュエータは、各ピクセルが３個、４個、５個又はそれ以上のホール又は開口を包含する設計と共に使用され得る。しかしながら、小さいピッチの構造において狭い発散（Δθ）を有する大きな回折角（θ）を達成することは困難であるので、好適な実施形態において、図８に示されるように、ＰＬＶは２×２のアレイのホールを備えるピクセルを有する。さらに、正方形の２×２のアレイのホールにより、アクチュエータの円板の周りの十分な空間が天幕薄膜で可撓性部材を収容または覆うことが可能になる。２×２のアレイのホールを備えるより小さな連結されたアクチュエータのさらなる利点は、より大きなホールのアレイを有するより大きな連結されたアクチュエータと比較して、アクチュエータの移動質量が低いことである。アクチュエータのより大きな移動質量は、より低い共振周波数、及びより低いスイッチング速度につながる。また、より大きな連結されたアクチュエータは、先端でポスト固定または固定されない比較的大きな面積の薄膜を提供する。従って、薄膜の応力は、フラットな薄膜を維持するために制御される必要がある。
【００７８】
本発明の特定の実施形態および例に関する上述の説明は、例示および説明のために提供されている。本発明は、特定の前述した例により説明され例示されているが、それにより制限されるように解釈されるべきではない。それらの例は、本発明を網羅的にするか、又は本発明を開示されたそのものずばりの形態に制限することが意図されておらず、本発明の範囲内にある多くの修正、改良、及び変形が、上記の教示に鑑みて可能である。添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物による本発明の範囲は、本明細書に開示された包括的な領域を包含する。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施形態による、平面ライトバルブ（Planar Light Valve（ＰＬＶ)）の上面図である。
【図２Ａ】本発明の別の実施形態による、代替の開口を有する単一の回折装置の略上面図である。
【図２Ｂ】本発明の別の実施形態による、代替の開口を有する単一の回折装置の略上面図である。
【図２Ｃ】本発明の別の実施形態による、代替の開口を有する単一の回折装置の略上面図である。
【図２Ｄ】本発明の別の実施形態による、代替の開口を有する単一の回折装置の略上面図である。
【図２Ｅ】本発明の別の実施形態による、代替の開口を有する単一の回折装置の略上面図である。
【図２Ｆ】本発明の別の実施形態による、代替の開口を有する単一の回折装置の略上面図である。
【図２Ｇ】本発明の別の実施形態による、代替の開口を有する単一の回折装置の略上面図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態による、単一のアクチュエータの略ブロック図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態による、アクチュエータ層の破断図を示すＰＬＶの一部の部分上面図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態による、散乱静止状態にあるＰＬＶの２つの隣接する回折装置の略断面図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態による、反射静止状態にあるＰＬＶの２つの隣接する回折装置の略断面図である。
【図５Ａ】反射状態と回折状態にある図１のＰＬＶの回折装置の略側断面図である。
【図５Ｂ】反射状態と回折状態にある、本発明のさらに別の実施形態によるＰＬＶの回折装置の略側断面図である。
【図６】本発明の実施形態による、ＰＬＶを製造するためのプロセスのフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態による単一の回折装置の略上面図であり、それから散乱された光の強度と分布を示す図である。
【図８Ａ】反射状態にある本発明の実施形態による単一の回折装置から散乱された光の散乱強度分布の表面輪郭を示す図である。
【図８Ｂ】反射状態にある本発明の実施形態による単一の回折装置から散乱された光の散乱強度分布のグレースケールを示す図である。
【図８Ｃ】反射状態にある本発明の実施形態による単一の回折装置から散乱された光の散乱強度分布の断面を示す図である。
【図８Ｄ】散乱状態にある本発明の実施形態による単一の回折装置から散乱された光の散乱強度分布の表面輪郭を示す図である。
【図８Ｅ】散乱状態にある本発明の実施形態による単一の回折装置から散乱された光の散乱強度分布のグレースケールを示す図である。
【図８Ｆ】散乱状態にある本発明の実施形態による単一の回折装置から散乱された光の散乱強度分布の断面を示す図である。
【図９Ａ】本発明の実施形態による、ＰＬＶのイメージング性能のシミュレーションを示す図である。
【図９Ｂ】本発明の実施形態による、ＰＬＶのイメージング性能のシミュレーションを示す図である。
【図９Ｃ】本発明の実施形態による、ＰＬＶのイメージング性能のシミュレーションを示す図である。
【図９Ｄ】本発明の実施形態による、ＰＬＶのイメージング性能のシミュレーションを示す図である。
【図１０】本発明の別の実施形態による、連結されたアクチュエータを有するＰＬＶのアクチュエータ層の部分上面略図である。
【図１】
2007514203.tif 000004
【図２Ａ】
2007514203.tif 000005
【図２Ｂ】
2007514203.tif 000006
【図２Ｃ】
2007514203.tif 000007
【図２Ｄ】
2007514203.tif 000008
【図２Ｅ】
2007514203.tif 000009
【図２Ｆ】
2007514203.tif 000010
【図２Ｇ】
2007514203.tif 000011
【図３Ａ】
2007514203.tif 000012
【図３Ｂ】
2007514203.tif 000013
【図４Ａ】
2007514203.tif 000014
【図４Ｂ】
2007514203.tif 000015
【図５Ａ】
2007514203.tif 000016
【図５Ｂ】
2007514203.tif 000017
【図６】
2007514203.tif 000018
【図７】
2007514203.tif 000019
【図８Ａ】
2007514203.tif 000020
【図８Ｂ】
2007514203.tif 000021
【図８Ｃ】
2007514203.tif 000022
【図８Ｄ】
2007514203.tif 000023
【図８Ｅ】
2007514203.tif 000024
【図８Ｆ】
2007514203.tif 000025
【図９Ａ】
2007514203.tif 000026
【図９Ｂ】
2007514203.tif 000027
【図９Ｃ】
2007514203.tif 000028
【図９Ｄ】
2007514203.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月21日(2006.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
連結されたアクチュエータ
上記で説明されて例示されたＰＬＶの実施形態は、概して独立したアクチュエータを有する。代替の設計は、いくつかの回折機構または要素を含む単一の可動式アクチュエータハウジングを利用する。係るデバイスの１つは、ＰＬＶにおいて「連結された」アクチュエータ設計である。ここでは、複数の回折機構が単一の片寄り可能なプレート上に含められる。より具体的には、連結されたアクチュエータは、単一の大きな（２５μｍ以下）アクチュエータ上に位置する４つのアルミ蒸着された回折機構を含む。この設計の利点は、コンプライアンスのある可撓性部材を生じるためのより多くの空間が存在する点である。別の利点は、移動するアクチュエータプレートの比較的大きな寸法が与えられた場合に、このＰＬＶデバイスにおけるスクイーズ膜のダンピングが非常に効率的である点である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】  本発明の実施形態による、平面ライトバルブ（Planar Light Valve（ＰＬＶ)）の上面図である。
【図２Ａ】  本発明の別の実施形態による、代替の開口を有する単一の回折装置の略上面図である。
【図２Ｂ】  本発明の別の実施形態による、代替の開口を有する単一の回折装置の略上面図である。
【図２Ｃ】  本発明の別の実施形態による、代替の開口を有する単一の回折装置の略上面図である。
【図２Ｄ】  本発明の別の実施形態による、代替の開口を有する単一の回折装置の略上面図である。
【図２Ｅ】  本発明の別の実施形態による、代替の開口を有する単一の回折装置の略上面図である。
【図２Ｆ】  本発明の別の実施形態による、代替の開口を有する単一の回折装置の略上面図である。
【図２Ｇ】  本発明の別の実施形態による、代替の開口を有する単一の回折装置の略上面図である。
【図３Ａ】  本発明の実施形態による、単一のアクチュエータの略ブロック図である。
【図３Ｂ】  本発明の実施形態による、アクチュエータ層の破断図を示すＰＬＶの一部の部分上面図である。
【図４Ａ】  本発明の実施形態による、散乱静止状態にあるＰＬＶの２つの隣接する回折装置の略断面図である。
【図４Ｂ】  本発明の実施形態による、反射静止状態にあるＰＬＶの２つの隣接する回折装置の略断面図である。
【図５Ａ】  反射状態と回折状態にある図１のＰＬＶの回折装置の略側断面図である。
【図５Ｂ】  反射状態と回折状態にある、本発明のさらに別の実施形態によるＰＬＶの回折装置の略側断面図である。
【図６】  本発明の実施形態による、ＰＬＶを製造するためのプロセスのフローチャートである。
【図７】  本発明の実施形態による単一の回折装置の略上面図であり、それから散乱された光の強度と分布を示す図である。
【図８Ａ】  反射状態にある本発明の実施形態による単一の回折装置から散乱された光の散乱強度分布の表面輪郭を示す図である。
【図８Ｂ】  反射状態にある本発明の実施形態による単一の回折装置から散乱された光の散乱強度分布のグレースケールを示す図である。
【図８Ｃ】  反射状態にある本発明の実施形態による単一の回折装置から散乱された光の散乱強度分布の断面を示す図である。
【図８Ｄ】  散乱状態にある本発明の実施形態による単一の回折装置から散乱された光の散乱強度分布の表面輪郭を示す図である。
【図８Ｅ】  散乱状態にある本発明の実施形態による単一の回折装置から散乱された光の散乱強度分布のグレースケールを示す図である。
【図８Ｆ】  散乱状態にある本発明の実施形態による単一の回折装置から散乱された光の散乱強度分布の断面を示す図である。
【図９Ａ】  本発明の実施形態による、ＰＬＶのイメージング性能のシミュレーションを示す図である。
【図９Ｂ】  本発明の実施形態による、ＰＬＶのイメージング性能のシミュレーションを示す図である。
【図９Ｃ】  本発明の実施形態による、ＰＬＶのイメージング性能のシミュレーションを示す図である。
【図９Ｄ】  本発明の実施形態による、ＰＬＶのイメージング性能のシミュレーションを示す図である。
【国際調査報告】
2007514203.tif 000030
2007514203.tif 000031