(57)【要約】【課題】マイクロミラーベースの空間光変調器を提供すること。【解決手段】空間光変調器が提供され、該空間光変調器は、基板にわたってハニカムパターンに配置された六角形ミラープレートの２次元アレイを含み、該六角形ミラープレートの各々は、１つ以上の構造部材によって支持され、隣接する六角形ミラープレートの間にはギャップがあり、該１つ以上の構造部材は該ギャップには配置されない。該六角形ミラープレートを支持する該１つ以上の構造部材は、該基板上に支持ポストを含み、該支持ポストは、該六角形ミラープレートの下に隠される。【選択図】図１
2008058962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間光変調器であって、
基板にわたってハニカムパターンに配置された六角形ミラープレートの２次元アレイを含み、該六角形ミラープレートの各々は、１つ以上の構造部材によって支持され、隣接する六角形ミラープレートの間にはギャップがあり、該１つ以上の構造部材は該ギャップには配置されない、空間光変調器。
【請求項２】
前記六角形ミラープレートを支持する前記１つ以上の構造部材は、前記基板上に支持ポストを含み、該支持ポストは、該六角形ミラープレートの下に隠される、請求項１に記載の空間光変調器。
【請求項３】
前記六角形ミラープレートのうちの少なくとも１つは、前記支持ポストに接続されたヒンジを中心に傾斜するように構成されている、請求項２に記載の空間光変調器。
【請求項４】
前記基板上に機械的ストップをさらに含み、該機械的ストップは、前記六角形ミラープレートが前記ヒンジを中心に傾斜するときに、該六角形ミラープレートのうちの１つに接触することによって、該六角形ミラープレートの運動を停止するように構成されている、請求項３に記載の空間光変調器。
【請求項５】
前記ヒンジと前記六角形ミラープレートの上面との間の距離は、１ミクロン未満である、請求項４に記載の空間光変調器。
【請求項６】
前記ヒンジと前記六角形ミラープレートの上面との間の距離は、０．５ミクロン未満である、請求項５に記載の空間光変調器。
【請求項７】
前記ギャップは、２ミクロン未満である、請求項１に記載の空間光変調器。
【請求項８】
前記ギャップは、１ミクロン未満である、請求項７に記載の空間光変調器。
【請求項９】
前記ギャップは、０．５ミクロン未満である、請求項８に記載の空間光変調器。
【請求項１０】
前記六角形ミラープレートの上面は、前記２次元アレイの面積の少なくとも８５％を占める、請求項１に記載の空間光変調器。
【請求項１１】
前記六角形ミラープレートの上面は、前記２次元アレイの面積の少なくとも９０％を占める、請求項１０に記載の空間光変調器。
【請求項１２】
前記六角形ミラープレートの上面は、前記２次元アレイの面積の少なくとも９５％を占める、請求項１１に記載の空間光変調器。
【請求項１３】
前記六角形ミラープレートのうちの少なくとも１つは、下面に凹部を含み、該六角形ミラープレートに関連する前記構造部材のうちの少なくとも１つは、該凹部の中に延びる、請求項１に記載の空間光変調器。
【請求項１４】
前記ミラープレートのうちの少なくとも１つは、その上面に穴がない、請求項１に記載の空間光変調器。
【請求項１５】
空間光変調器であって、
基板にわたってハニカムパターンに配置された六角形ミラープレートの２次元アレイを含み、該２次元アレイにおける隣接する六角形ミラープレートは、２ミクロン未満のギャップによって分離される、空間光変調器。
【請求項１６】
前記六角形ミラープレートは、その上面に穴がない、請求項１５に記載の空間光変調器。
【請求項１７】
前記ギャップは、１ミクロン未満である、請求項１５に記載の空間光変調器。
【請求項１８】
前記ギャップは、０．５ミクロン未満である、請求項１７に記載の空間光変調器。
【請求項１９】
前記六角形ミラープレートの上面は、前記２次元アレイの面積の少なくとも８５％を占める、請求項１５に記載の空間光変調器。
【請求項２０】
前記六角形ミラープレートの上面は、前記２次元アレイの面積の少なくとも９５％を占める、請求項１９に記載の空間光変調器。
【請求項２１】
前記六角形ミラープレートの各々は、前記基板と該六角形ミラープレートとの間に延びる構造部材によって支持され、該構造部材は、該六角形ミラープレートのフットプリントの範囲内にある、請求項１５に記載の空間光変調器。
【請求項２２】
前記六角形ミラープレートのうちの少なくとも１つは、前記構造部材に接続されたヒンジを中心に傾斜するように構成されている、請求項２１に記載の空間光変調器。
【請求項２３】
前記六角形ミラープレートのうちの少なくとも１つは、下面に開口部を有する空洞を含み、前記構造部材は、該空洞の中に延びる、請求項２２に記載の空間光変調器。
【請求項２４】
前記構造部材と、前記関連する六角形ミラープレートの上面との間の距離は、１ミクロン未満である、請求項２２に記載の空間光変調器。
【請求項２５】
前記構造部材と、前記関連する六角形ミラープレートの上面との間の距離は、０．５ミクロン未満である、請求項２４に記載の空間光変調器。
【請求項２６】
空間光変調器であって、
基板にわたってハニカムパターンに配置された六角形ミラープレートの２次元アレイを含み、該六角形ミラープレートの各々は、構造によって支持され、該構造は、該六角形ミラープレートの２つの角の間に配置され、該構造は、少なくとも部分的に該六角形ミラープレートの下にある、空間光変調器。
【請求項２７】
隣接する六角形ミラープレートの間にギャップがあり、前記構造は該ギャップに配置されない、請求項２６に記載の空間光変調器。
【請求項２８】
前記構造は、前記基板上の支持ポストによって支持され、該支持ポストは、前記六角形ミラープレートのフットプリントの範囲内にある、請求項２６に記載の空間光変調器。
【請求項２９】
前記六角形ミラープレートのうちの少なくとも１つは、前記構造を中心に傾斜するように構成されている、請求項２８に記載の空間光変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、マイクロミラーベースの空間光変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
空間光変調器は、傾斜可能なマイクロミラーのアレイを含み得る。基板上に構築されたマイクロミラーは、静電力によって傾斜させられ得る傾斜可能なミラープレートを含み得る。ミラープレートが、「オン」位置に傾くときには、マイクロミラープレートは入射光をディスプレイデバイスに向け、「オフ」位置に傾くときには、マイクロミラープレートは入射光をディスプレイデバイスからそらす。ミラープレートは、「オン」または「オフ」位置における機械的なストップによって停止させられ得、その結果、ミラープレートの方向づけは、これらの２つの位置において正確に定義され得る。マイクロミラーが適切に機能するためには、ミラープレートは、「オン」または「オフ」位置の間で、まったく遅延することなく迅速に変化することが可能でなければならない。空間光変調器におけるミラープレートは、選択的に「オン」または「オフ」位置に傾斜させられ得ることによって、ディスプレイイメージを形成する。ディスプレイアプリケーションにおける空間光変調器にとって望ましい性能は、鮮やかで高コントラストのディスプレイイメージを提供することである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
（概要）
１つの全般的な局面において、本発明は、空間光変調器に関し、該空間光変調器は、基板にわたってハニカムパターンに配置された六角形ミラープレートの２次元アレイを含み、該六角形ミラープレートの各々は、１つ以上の構造部材によって支持され、隣接する六角形ミラープレートの間にはギャップがあり、該ギャップには該構造部材は配置されない。
【０００４】
別の全般的な局面において、空間光変調器が記載され、該空間光変調器は、基板にわたってハニカムパターンに配置された六角形ミラープレートの２次元アレイを含み、該六角形ミラープレートの各々は、１つ以上の構造部材によって支持され、隣接する六角形ミラープレートの間にはギャップがあり、該ギャップには該構造部材は配置されず、１つのミラープレートの１つの構造部材と、該ミラープレートの上面との間の距離は、１ミクロン未満である。
【０００５】
さらに別の局面において、空間光変調器が記載され、該空間光変調器は、基板にわたってハニカムパターンに配置された六角形ミラープレートの２次元アレイを有し、該六角形ミラープレートの各々は、構造によって支持され、該構造は、該六角形ミラープレートの２つの角の間に配置され、該構造は、少なくとも部分的に該六角形ミラープレートの下にある。
【０００６】
別の全般的な局面において、空間光変調器が記載され、該空間光変調器は、基板にわたってハニカムパターンに配置された六角形ミラープレートの２次元アレイを有し、該２次元アレイにおける隣接する六角形ミラープレートは、２ミクロン未満のギャップによって分離される。
【０００７】
別の全般的な局面において、空間光変調器が記載され、該空間光変調器は、基板にわたってハニカムパターンに配置された六角形ミラープレートの２次元アレイを有し、該六角形ミラープレートの各々は、１つ以上の構造部材によって支持され、該構造部材のうちの少なくとも１つは、該六角形ミラープレートのエッジの中央付近に配置され、該構造部材は、少なくとも部分的に該六角形ミラープレートの下にある。
【０００８】
システムのインプリメンテーションは、以下のうちの１つ以上を含み得る。上記１つ以上の構造部材の各々は、上記基板に接続された支持ポストによって支持され得る。該支持ポストは、該六角形ミラープレートの下に隠され得る。該六角形ミラープレートのうちの少なくとも１つは、該六角形ミラープレートを支持する該１つ以上の構造部材を中心に傾斜するように構成され得る。該六角形ミラープレートのうちの少なくとも１つは、下面に開口部を有する空洞を含み得、該六角形ミラープレートに関連する構造部材のうちの少なくとも１つは、該空洞の中に延びる。該六角形ミラープレートのうちの少なくとも１つは、その上面に穴を含まない。該空間光変調器は、該基板上に機械的ストップをさらに含み得、該機械的ストップは、該六角形ミラープレートが、該六角形ミラープレートを支持する該１つ以上の構造部材を中心に傾斜するときに、該機械的ストップが該六角形ミラープレートのうちの１つに接触することによって、該六角形ミラープレートの運動を停止するように構成されている。上記２次元アレイにおける隣接するミラープレートは、２ミクロン未満のギャップによって分離され得る。該２次元アレイにおける隣接するミラープレートは、１ミクロン未満のギャップによって分離され得る。該２次元アレイにおける隣接するミラープレートは、０．５ミクロン未満のギャップによって分離され得る。該六角形ミラープレートの上面は、該２次元アレイの面積の少なくとも８５％を占め得る。該六角形ミラープレートの上面は、該２次元アレイの面積の少なくとも９０％を占め得る。
【０００９】
該六角形ミラープレートの上面は、該２次元アレイの面積の少なくとも９５％を占め得る。構造部材と、関連する六角形ミラープレートの上面との間の距離は、１ミクロン未満であり得る。構造部材と、関連する六角形ミラープレートの上面との間の距離は、０．５ミクロン未満であり得る。
【００１０】
インプリメンテーションは、以下の利点のうちの１つ以上を含み得る。開示される方法およびシステムは、鮮やかで高コントラストのディスプレイイメージを生成し得るマイクロミラーベースの空間光変調器を提供する。該空間光変調器は、ハニカム形状のセルに配置された傾斜可能な六角形ミラーのアレイを含み得る。開示される六角形ミラーは、穴を有さない反射性の上面を含み、このことは、一部の場合において、ミラープレートに穴を含む従来の一部のミラー設計に対する改善であり得る。ミラープレートにおける穴は、光を拡散し、ディスプレイイメージのコントラストおよび鮮明度を低減することが公知である。したがって、開示される六角形ミラーにおいて穴を排除したことは、従来のミラーベースのディスプレイシステムと比較して、ディスプレイイメージにおけるコントラストおよび鮮明度を改善し得る。
【００１１】
開示される方法およびシステムは、高いフィルインレシオ（ｆｉｌｌ−ｉｎ  ｒａｔｉｏ）を有する傾斜可能な六角形ミラーのアレイを提供し、このことは、入射光をより十分に利用し得、光の損失を低減し得、より鮮やかなディスプレイイメージを生成する。隣接するミラープレートの間にギャップに露出された屈曲ヒンジを含む一部の従来のミラーベースの空間光変調器とは異なり、開示される六角形ミラーは、隣接するミラープレートの間の基板上に構造部材を必要としない。六角形ミラーの構造のいくつかの特徴は、隣接する六角形ミラーの間の小さなギャップを可能にし得、したがって六角形ミラーのより密なパッキングを可能にし得る。六角形ミラーは、ヒンジコンポーネントを含み得、ヒンジコンポーネントは、ミラープレートの下面に開口部を有する空洞の中に延びる。ヒンジコンポーネントは、六角形ミラープレートの下にあるので、ヒンジコンポーネントは、ミラープレートの上の観察者に対して完全に隠され得る。開示される六角形ミラープレートは、ミラープレートに関連する１つ以上のヒンジコンポーネントによって定義される回転軸を中心に傾斜し得る。ヒンジコンポーネントの位置は、回転軸がミラープレートに配置されることを可能にし得、このことは、六角形ミラーの傾斜運動の間に、六角形ミラープレートのエッジにおける横方向の運動を最小限にする。さらに、隣接するマイクロミラーは、一部の従来のマイクロミラーシステムにおいて必要とされる任意の構造のための余地を残すために間隔をあけられる必要がない。これらの有利な特徴は、開示される六角形ミラープレートが、隣接するミラープレートの間に小さなギャップを有して密接に配置されることを可能にし得、なおかつ、隣接する六角形ミラープレートの傾斜運動のための十分なクリアランスを提供する。
【００１２】
本発明は、複数の実施形態を参照して特に示されて説明されたが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細における種々の変更がなされ得ることが、当業者によって理解される。
【００１３】
本発明はさらに、以下の手段を提供する。
【００１４】
（項目１）
空間光変調器であって、
基板にわたってハニカムパターンに配置された六角形ミラープレートの２次元アレイを含み、該六角形ミラープレートの各々は、１つ以上の構造部材によって支持され、隣接する六角形ミラープレートの間にはギャップがあり、該１つ以上の構造部材は該ギャップには配置されない、空間光変調器。
【００１５】
（項目２）
上記六角形ミラープレートを支持する上記１つ以上の構造部材は、上記基板上に支持ポストを含み、該支持ポストは、該六角形ミラープレートの下に隠される、項目１に記載の空間光変調器。
【００１６】
（項目３）
上記六角形ミラープレートのうちの少なくとも１つは、上記支持ポストに接続されたヒンジを中心に傾斜するように構成されている、項目２に記載の空間光変調器。
【００１７】
（項目４）
上記基板上に機械的ストップをさらに含み、該機械的ストップは、上記六角形ミラープレートが上記ヒンジを中心に傾斜するときに、該六角形ミラープレートのうちの１つに接触することによって、該六角形ミラープレートの運動を停止するように構成されている、項目３に記載の空間光変調器。
【００１８】
（項目５）
上記ヒンジと上記六角形ミラープレートの上面との間の距離は、１ミクロン未満である、項目４に記載の空間光変調器。
【００１９】
（項目６）
上記ヒンジと上記六角形ミラープレートの上面との間の距離は、０．５ミクロン未満である、項目５に記載の空間光変調器。
【００２０】
（項目７）
上記ギャップは、２ミクロン未満である、項目１に記載の空間光変調器。
【００２１】
（項目８）
上記ギャップは、１ミクロン未満である、項目７に記載の空間光変調器。
【００２２】
（項目９）
上記ギャップは、０．５ミクロン未満である、項目８に記載の空間光変調器。
【００２３】
（項目１０）
上記六角形ミラープレートの上面は、上記２次元アレイの面積の少なくとも８５％を占める、項目１に記載の空間光変調器。
【００２４】
（項目１１）
上記六角形ミラープレートの上面は、上記２次元アレイの面積の少なくとも９０％を占める、項目１０に記載の空間光変調器。
【００２５】
（項目１２）
上記六角形ミラープレートの上面は、上記２次元アレイの面積の少なくとも９５％を占める、項目１１に記載の空間光変調器。
【００２６】
（項目１３）
上記六角形ミラープレートのうちの少なくとも１つは、下面に凹部を含み、該六角形ミラープレートに関連する上記構造部材のうちの少なくとも１つは、該凹部の中に延びる、項目１に記載の空間光変調器。
【００２７】
（項目１４）
上記ミラープレートのうちの少なくとも１つは、その上面に穴がない、項目１に記載の空間光変調器。
【００２８】
（項目１５）
空間光変調器であって、
基板にわたってハニカムパターンに配置された六角形ミラープレートの２次元アレイを含み、該２次元アレイにおける隣接する六角形ミラープレートは、２ミクロン未満のギャップによって分離される、空間光変調器。
【００２９】
（項目１６）
上記六角形ミラープレートは、その上面に穴がない、項目１５に記載の空間光変調器。
【００３０】
（項目１７）
上記ギャップは、１ミクロン未満である、項目１５に記載の空間光変調器。
【００３１】
（項目１８）
上記ギャップは、０．５ミクロン未満である、項目１７に記載の空間光変調器。
【００３２】
（項目１９）
上記六角形ミラープレートの上面は、上記２次元アレイの面積の少なくとも８５％を占める、項目１５に記載の空間光変調器。
【００３３】
（項目２０）
上記六角形ミラープレートの上面は、上記２次元アレイの面積の少なくとも９５％を占める、項目１９に記載の空間光変調器。
【００３４】
（項目２１）
上記六角形ミラープレートの各々は、上記基板と該六角形ミラープレートとの間に延びる構造部材によって支持され、該構造部材は、該六角形ミラープレートのフットプリントの範囲内にある、項目１５に記載の空間光変調器。
【００３５】
（項目２２）
上記六角形ミラープレートのうちの少なくとも１つは、上記構造部材に接続されたヒンジを中心に傾斜するように構成されている、項目２１に記載の空間光変調器。
【００３６】
（項目２３）
上記六角形ミラープレートのうちの少なくとも１つは、下面に開口部を有する空洞を含み、上記構造部材は、該空洞の中に延びる、項目２２に記載の空間光変調器。
【００３７】
（項目２４）
上記構造部材と、上記関連する六角形ミラープレートの上面との間の距離は、１ミクロン未満である、項目２２に記載の空間光変調器。
【００３８】
（項目２５）
上記構造部材と、上記関連する六角形ミラープレートの上面との間の距離は、０．５ミクロン未満である、項目２４に記載の空間光変調器。
【００３９】
（項目２６）
空間光変調器であって、
基板にわたってハニカムパターンに配置された六角形ミラープレートの２次元アレイを含み、該六角形ミラープレートの各々は、構造によって支持され、該構造は、該六角形ミラープレートの２つの角の間に配置され、該構造は、少なくとも部分的に該六角形ミラープレートの下にある、空間光変調器。
【００４０】
（項目２７）
隣接する六角形ミラープレートの間にギャップがあり、上記構造は該ギャップに配置されない、項目２６に記載の空間光変調器。
【００４１】
（項目２８）
上記構造は、上記基板上の支持ポストによって支持され、該支持ポストは、上記六角形ミラープレートのフットプリントの範囲内にある、項目２６に記載の空間光変調器。
【００４２】
（項目２９）
上記六角形ミラープレートのうちの少なくとも１つは、上記構造を中心に傾斜するように構成されている、項目２８に記載の空間光変調器。
【００４３】
（摘要）
空間光変調器は、基板にわたってハニカムパターンに配置された六角形のミラープレートの２次元アレイを含む。六角形のミラープレートの各々は、１つ以上の構造部材によって支えられている。隣接する六角形のミラープレートの間にはギャップがある。構造部材はギャップには配置されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
図１は、空間光変調器と両立するアレイ１００の上面図である。アレイ１００は、ハニカムパターンに配置された複数の六角形ミラー１１０を含む。アレイ１００は、境界１２０によって境界づけられており、境界１２０は、示されている長方形、円形、六角形、三角形、正方形、または他の多角形などの単純な多角形または円形の形状を形成し得る。隣接する六角形ミラー１５０〜１５２は、ギャップ７５１および７５２（図６に示す）によって分離されている。各ミラープレート、およびミラープレートとその隣接するプレートとの間のギャップエリアの半分が、セルを定義する。アレイ１００と境界１２０との間に、不活性状態（ｉｎａｃｔｉｖｅ）エリア１３０が存在し得る。
【００４５】
六角形ミラー１１０の上面は、反射性である。反射性の表面は、六角形ミラー１１０が光を反射することを可能にする。ミラーは傾斜可能であり、その結果、反射された光がどこに向けられるかを制御する。アレイ１００にとって全体の活性状態（ａｃｔｉｖｅ）エリアは、アレイ１００におけるすべての六角形ミラー１１０の反射性上面の合計である。境界１２０の中の不活性状態エリアは、不活性状態エリア１３０と、境界内のギャップとを含む。数十個のミラーのみが示されているが、アレイ１００は、各寸法（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）に沿って数百から数千のマイクロミラー１１０を含み得る。たとえば、アレイ１００は、１つの寸法に沿って１０２４個のマイクロミラー１１０を含み得、他の寸法に沿って１５３６個のマイクロミラーを含み得る。
【００４６】
「フィルイン（ｆｉｌｌ−ｉｎ）」レシオ（ｒａｔｉｏ）は、ミラーアレイにおけるセルの中の活性状態エリアのパーセンテージとして定義され得る。図１に図示される例において、フィルインレシオは、すべての六角形ミラー１１０の反射性の上面の全面積の合計を、アレイ１００におけるすべてのセルの全面積で割ったものである。言い換えると、フィルインレシオは、ほぼ、アレイ１００における全反射面積を、長方形の境界１２０の中のエリアと不活性状態エリア１３０との差分で割った、比率である。フィルインレシオは、マイクロミラーのアレイの反射効率を示し得る。隣接するミラー間に大きなギャップを有するミラーアレイは、隣接するミラー間により小さなギャップを有するミラーアレイよりも、ギャップにおいてより多くの入射光を失う。したがって、前者は後者よりも低いフィルインレシオを有する。
【００４７】
図２〜図５を参照すると、単一の六角形ミラー１５０は、六角形ミラープレート２００を含む。一部の実施形態において、ミラープレート２００は、反射性の上層２０１と、中層２０２と、下層２０３とを含む。反射性の上層２０１は、アルミニウム、金、またはこれらの合金などの、金属材料から作られ得る。中層２０２は、ミラープレートに機械的強度を提供する。中層２０２はまた、空洞２０５の部分を含む。中層２０２は、シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、アルミニウム、チタニウム、タンタル、タングステン、モリブデン、および珪素化合物、または、アルミニウム、チタニウム、タンタル、タングステン、またはモリブデンの合金を含み得る。下層２０３は、アルミニウム、ドーピングされたシリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、アルミニウムシリコン合金、チタニウム、タンタル、タングステン、モリブデン、および珪素化合物、または、アルミニウム、チタニウム、タンタル、タングステン、またはモリブデンの合金などの、導電性の材料から作られ得る。下層２０３は、下層２０３の下面に開口部を有する空洞２０５の部分を含む。
【００４８】
六角形ミラー１５０はまた、空洞２０５の中に延びるヒンジコンポーネント２１０を含む。ヒンジコンポーネント２１０は、接続部分を通して下層２０３に接続され、ヒンジ支持ポスト２１７の上部２１５と接続されている。ヒンジコンポーネント２１０、上部２１５、およびヒンジ支持ポスト２１７は、六角形ミラープレート２００の下にあり、六角形ミラープレート２００の上方から隠され得る。すなわち、ヒンジコンポーネント２１０、上部２１５、およびヒンジ支持ポスト２１７は、六角形ミラー１５０のフットプリント（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）を超えて延びることはない。ヒンジコンポーネント２１０およびヒンジ支持ポスト２１７は、六角形ミラープレート２００のエッジ（ミラー１５０の２つの角の間）の中央付近に配置される。
【００４９】
ヒンジ支持ポスト２１７の上部２１５は、ヒンジ支持ポスト２１７の下部２１６を介して、電極２２０に接続されている。ヒンジコンポーネント２１０、ヒンジ支持ポスト２１７の上部２１５、およびヒンジ支持ポスト２１７の下部２１６は、導電性の材料から作られており、そのことは、下層２０３の電位が、電極２２０に印加される電圧信号によって制御されることを可能にする。導電性の材料は、シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、アルミニウム、チタニウム、タンタル、タングステン、モリブデン、および珪素化合物、または、アルミニウム、チタニウム、タンタル、タングステン、またはモリブデンの合金を含み得る。１つ以上のステップ電極２３０ａおよび２３０ｂもまた、ミラープレート２００の下の基板（図示の明瞭さのために示されない）にわたって配置されている。ステップ電極２３０ａおよび２３０ｂの各々は、下層と上層とを含む。ステップ電極２３０ａおよび２３０ｂの各々は、下層２０３とステップ電極２３０ａまたは２３０ｂとの間の静電位差を確立するための電圧信号を受け取り得る。結果として、ミラープレート２００にわたって静電力が生成され得る。電極２２０およびステップ電極２３０ａおよび２３０ｂに印加される電圧信号は、ミラープレート２００を傾斜させる静電トルクを生成するように設計され得る。六角形ミラープレート２００の代表的な対角寸法は、１〜１００ミクロンの範囲である。
【００５０】
１つ以上のランディングストップ（ｌａｎｄｉｎｇ  ｓｔｏｐ）２６０が、基板にわたって提供され得る。ミラープレート２００の傾斜運動は、ミラープレート２００がランディングストップ２６０のうちの１つに接触するときに、停止され得る。ランディングストップ２６０は、導電性の材料で作られ得る。ランディングストップ２６０の電位は、電極２６１によって制御され得る。電極２６１は、電極２２０に接続され得、その結果、ランディングストップ２６０は、ミラープレート２００の下層２０３と同じ電圧にある。下層２０３とランディングストップ２６０との間の等しい電位は、下プレート２０３がランディングストップ２６０のうちの１つと接触するときに下プレート２０３の電圧が維持されることを確実にする。
【００５１】
下層２０３は、１つ以上の空洞をさらに含み得、各空洞はその下面に開口部を有する。下層２０３と接続するデフレクタブルカンチレバー（ｄｅｆｌｅｃｔａｂｌｅ  ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ）２６５は、空洞２０５の中に延びている。ランディングストップ２６０がミラープレート２００上の対応するカンチレバー２６５に接触すると、ミラープレート２００の傾斜運動が停止させられ得る。カンチレバーは、デフレクタブルであり、ランディングストップ２６０によって加えられる圧力によってわずかに曲げられる。歪められたカンチレバー２６５に蓄えられた弾性エネルギーは、放出され得ることによって、ミラープレート２００がランディングストップ２６０から分離する間に、ミラープレート２００をはね返らせる。弾性歪みの解放は、ランディングストップ２６０とミラープレート２００との間の静止摩擦を克服するのに役立ち得る。ミラープレートにおけるカンチレバーの構造および製造に関する詳細は、２００６年３月１日に出願された「Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ  Ｈａｖｉｎｇ  ａ  Ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ  Ａｎｔｉ−Ｓｔｉｃｔｉｏｎ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ」というタイトルの、同一人に譲渡される、米国特許出願第１１／３６６，１９５号に開示されている。
【００５２】
ミラープレート２００の横方向の寸法は、ヒンジコンポーネント２１０、およびヒンジ支持ポスト２１７の上部２１５および下部２１６の、横方向の寸法を超えて延びる。言い換えると、ヒンジコンポーネント２１０、ヒンジ支持ポスト２１７の上部２１５、およびヒンジ支持ポスト２１７の下部２１６は、ミラープレート２００の上から見られたときに、ミラープレート２００の下に完全に隠される。ステップ電極２３０ａ、２３０ｂ、およびランディングストップ２６０もまた、ミラープレート２００の下に隠され得る。基板にわたるミラープレート２００の横方向の外側には（すなわち、ギャップ７５１および７５２において）、支持構造は必要とされない。このことは、隣接するミラープレート１５０〜１５２が密接して配置され得、小さなギャップ７５１および７５２のみによって分離され得る、１つの理由である。上記に開示されたミラー設計はまた、隣接するミラーの間の基板上に構造を含む一部の従来のマイクロミラーシステムに対する改善である。これらの従来のミラーシステムは、これらの構造を収容するために、隣接するミラーの間にはるかに大きなギャップを必要とする。
【００５３】
傾斜可能なマイクロミラーの製造に関する詳細は、２００４年１０月２７日に出願された「Ｈｉｇｈ  ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｓｐａｔｉａｌ  ｌｉｇｈｔ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ」というタイトルの、同一人に譲渡される、米国特許出願第１０／９７４，４６８号、および２００５年１２月１４日に出願された「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  ａ  Ｍｉｃｒｏ−Ｍｉｒｒｏｒ  Ａｒｒａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ」というタイトルの、同一人に譲渡される、米国仮特許出願第６０／７５０，５０６号に記載されている。
【００５４】
図６を参照すると、六角形ミラー１５０〜１５２のミラープレートは、ギャップ７５１および７５２によって分離されている。図７を参照すると、２つのヒンジ支持ポスト２１７の上部２１５は、２つのヒンジコンポーネント２１０（図６においては見えない）を支えており、ヒンジコンポーネント２１０は、六角形ミラープレート２００の下層２０３の空洞２０５の中に延びている。２つのヒンジコンポーネント２１０は、六角形ミラープレート２００が傾斜し得る回転軸を定義し得る。開示される六角形ミラーの有利な特徴は、ヒンジコンポーネント２１０が、ミラープレート２００の下層の空洞２０５の中に延びていることである。再び図７を参照すると、六角形ミラープレート２００の傾斜運動の回転軸は、したがって、ミラープレート２００の下層の範囲内にある。結果として、六角形ミラー１５０〜１５２におけるミラープレート７３０、７３１および７３２のエッジは、ミラープレート７３０、７３１および７３２が傾斜する間に、主として垂直の移動（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）を経験する。したがって、ミラープレート７３０、７３１および７３２は、互いの傾斜を妨げることなく、密接に間隔をあけられ得る。一部の実施形態において、ギャップ７５１および７５２は、１ミクロン未満または０．５ミクロン未満など、２ミクロンよりも小さくあり得る。
【００５５】
六角形ミラー１５０〜１５２の上述の有利な特徴のおかげで、ギャップ７５１および７５２は非常に小さく保たれ得る。一部のインプリメンテーションにおいて、六角形ミラー１１０のアレイ１００のフィルインレシオは、８５％、９０％、９３％、または９５％を超え得る。
【００５６】
開示される六角形ミラーの別の有利な特徴は、上層２０１がその反射性の上面に穴を含まないことである。一部の従来のマイクロミラーベースのディスプレイシステムにおけるミラープレートの穴は、光を拡散し、ディスプレイイメージのコントラストおよび鮮明度を低減することが公知である。開示される六角形ミラーにおいて穴を排除したことは、従来のマイクロミラーベースのディスプレイシステムのコントラストおよび鮮明度と比較して、ディスプレイイメージにおける改善されたコントラストおよび鮮明度を提供し得る。
【００５７】
開示される六角形ミラーのアレイのさらに別の有利な特徴は、六角形ミラーの間のギャップが、長方形ミラーのアレイにおけるように、アレイ全体にわたる周期的な直線のセットに分布しないことである。さらに、六角形ミラーの角は、長方形ミラーにおける直角よりも鈍角である。これらの有利な特徴は、開示される六角形ミラーのアレイが、望ましくない回折および拡散によって引き起こされる迷光を、より少なく生成することを可能にする。
【００５８】
複数の実施形態が示されて説明されたが、精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細における種々の変更がなされ得ることが、当業者によって理解される。たとえば、六角形ミラー上に静電気力を生成する電極の正確な設計は、さまざまであり得る。さらに、開示されるシステムと両立する基板は、六角形ミラープレートを制御する電子回路を含み得る。さらに、六角形ミラーのアレイの境界は、長方形、六角形、または円形などの多くの形状を取り得る。
【００５９】
本明細書中に記載されるすべての特許および文献の内容は、あらゆる目的のために参照によって援用されている。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
以下の図面は、明細書の中に援用され、明細書の一部を形成し、本発明の実施形態を図示し、説明とともに、本明細書中に記載される原理、デバイスおよび方法を説明する役割を果たす。
【図１】図１は、六角形ミラーのアレイの平面図である。
【図２】図２は、図１における六角形ミラーの上面図である。
【図３】図３は、図１における六角形ミラーの斜視図である。
【図４】図４は、図１における六角形ミラーの底面斜視図である。
【図５】図５は、図１の線Ａ−Ａに対して垂直に見られたときの六角形ミラーの側面図である。
【図６】図６は、図１の線Ｂ−Ｂに対して垂直に見られたときの３つの隣接する六角形ミラーの側面図である。
【図７】図７は、図１の線Ｂ−Ｂに対して垂直に見られたときの六角形ミラーの側面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１００  アレイ
１１０  六角形ミラー
１２０  境界
１３０  不活性状態エリア
１５０  六角形ミラー
１５１  六角形ミラー
１５２  六角形ミラー
【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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