(57)【要約】【課題】少なくとも一つのリボンを使用して一つのピクセルを形成することができる回折光を得るようにして、製品の小型化を可能にする回折型光変調器を提供する。【解決手段】基盤部材；前記基盤部材から離隔して空間を確保する中間部分、入射光を透過させる透過性物質、及び中間部分の一部に前記基盤部材に配向され、入射光を反射させる反射面を持ち、前記基盤部材に支持される第１反射部；前記第１反射部と基盤部材との間に位置し、第１反射部から離隔しており、前記第１反射部を透過した透過光を反射させる反射表面を有する第２反射部；及び前記第１反射部の中間部分を前記第２反射部に対して動かし、前記第１反射部と前記第２反射部の反射光から形成される回折光の光強度を変化させる駆動手段を含む。【選択図】図４Ａ
2008058974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基盤部材；
前記基盤部材から離隔して空間を確保する中間部分、入射光を透過させる透過性物質、及び中間部分の一部に前記基盤部材に配向され、入射光を反射させる反射面を含み、前記基盤部材に支持される第１反射部；
前記第１反射部と基盤部材との間に位置し、第１反射部から離隔しており、前記第１反射部を透過した透過光を反射させる反射表面を有する第２反射部；及び
前記第１反射部の中間部分を前記第２反射部に対して動かし、前記第１反射部と前記第２反射部の反射光から形成される回折光の光強度を変化させる駆動手段；を含むことを特徴とする、回折型光変調器。
【請求項２】
前記基盤部材は、
基板；及び
前記基板から突出して前記第１反射部を支持し、前記第１反射部の中間部分が前記基板とともに空間を形成する支持部材を含み、
前記第２反射部は、前記基板に位置し、前記第１反射部を透過して入射する光を反射させることを特徴とする、請求項１に記載の回折型光変調器。
【請求項３】
前記基盤部材は、
前記基板と前記第２反射部との間に形成されている絶縁層をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の回折型光変調器。
【請求項４】
前記基盤部材は、空間を提供するための陷沒部を形成し、
前記第２反射部は、前記基盤部材の陷沒部に形成され、
前記第１反射部は、中間部分が前記第１反射部から離隔して位置するように陷沒部を横切って位置することを特徴とする、請求項１に記載の回折型光変調器。
【請求項５】
前記第１反射部は、
中間部分が前記基盤部材から離隔して空間を形成し、前記基盤部材に支持されて、射光を透過させる第１支持板；及び
前記第１支持板の中間部分の一部に形成され、前記基盤部材に配向される表面が入射光を反射させる第１反射面；を含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の回折型光変調器。
【請求項６】
前記第１反射部は、
中間部分が前記基盤部材から離隔して空間を形成し、前記基盤部材に支持され、入射光を透過させる第１支持板；及び
前記第１支持板の中間部分の一部に形成され、前記基盤部材に配向される表面が入射光を反射させる複数の第１反射面からなる第１反射面アレイ；を含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の回折型光変調器。
【請求項７】
前記第１反射部は、前記第１反射面の長辺が前記基盤部材を横切る方向と同一方向に整列されていることを特徴とする、請求項５又は６に記載の回折型光変調器。
【請求項８】
前記第１反射部の幅と前記第１支持板の透過面の幅は同一であることを特徴とする、請求項７に記載の回折型光変調器。
【請求項９】
前記第１反射部の幅と前記第１支持板間の間隔が同一であることを特徴とする、請求項７に記載の回折型光変調器。
【請求項１０】
前記第１反射部の幅と前記第１支持板の透過面の幅と前記第１支持板間の間隔が同一であることを特徴とする、請求項７に記載の回折型光変調器。
【請求項１１】
前記第１反射部は、前記第１反射面の長辺が、前記第１反射部が前記基盤部材を横切る方向と直角方向に整列されていることを特徴とする、請求項５又は６に記載の回折型光変調器。
【請求項１２】
前記駆動手段は、
一端が前記第１反射部の第１側端に位置し、他端が前記第２反射部の中間部分から第１側に離隔して位置し、圧電材料層を含み、前記圧電材料層の両側に電圧を印加するための電極層を含み、前記電極層に電圧が印加されれば、圧電材料層の収縮及び膨脹によって上下駆動力を提供する圧電手段を含むことを特徴とする、請求項１に記載の回折型光変調器。
【請求項１３】
前記圧電手段は、前記第１反射部に互いに分離されて形成される少なくとも二つの圧電層からなることを特徴とする、請求項１２に記載の回折型光変調器。
【請求項１４】
前記第１反射部が前記電極層として作用することを特徴とする、請求項１２に記載の回折型光変調器。
【請求項１５】
前記圧電手段は、
両側に電圧が印加されれば、収縮及び膨脹によって駆動力を発生する複数の圧電材料層；
前記複数の圧電材料層の間に位置し、圧電電圧を提供する複数の第１電極層；及び
圧電材料層の最外層に位置し、圧電電圧を提供する第２電極層；を含んでなることを特徴とする、請求項１２に記載の回折型光変調器。
【請求項１６】
前記第１反射部は前記第２電極層として作用することを特徴とする、請求項１５に記載の回折型光変調器。
【請求項１７】
基盤部材；
アレイを形成するように配列され、それぞれは前記基盤部材に支持され、中間部分は前記基盤部材から離隔して空間を確保し、前記基盤部材に配向される表面の一部が反射面として形成されて入射光を反射し、光を透過する透過性物質からなり、透過面に入射する光を透過する複数の第１反射部；
前記基盤部材と前記第１反射部との間に、前記第１反射部から離隔して空間を確保するように位置し、前記第１反射部を透過した透過光を反射させる反射表面を持っている第２反射部；及び
該当するそれぞれの前記第１反射部の中間部分を前記基盤部材から遠くなるか近くなるように動かして、前記第１反射部と前記第２反射部の反射光から形成される回折光の光強度を変化させる複数の駆動手段；を含むことを特徴とする、回折型光変調器。
【請求項１８】
前記基盤部材は、
基板；及び
前記基板から突出して複数の前記第１反射部を支持し、複数の前記第１反射部のそれぞれの中間部分が前記基板から離隔して空間を確保するようにする支持部材；を含んでなることを特徴とする、請求項１７に記載の回折型光変調器。
【請求項１９】
前記基盤部材は、空間を提供するための陷沒部を持ち、
前記第２反射部は、前記基盤部材の陷沒部に形成され、
複数の前記第１反射部のそれぞれは、中間部分が前記第２反射部との間に空間を持ち、離隔して位置するように陷沒部を横切って位置し、配列されてアレイを形成することを特徴とする、請求項１７に記載の回折型光変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回折型光変調器に係り、より詳しくは、基盤部材に下側反射部を形成し、基盤部材から離隔して位置する透過性支持板にアレイされた複数の上部反射面を形成することで、一つのリボン状の透過性支持板の駆動によって、スクリーンに投射される走査線の一つのピクセルに対応する回折光を形成する回折型光変調器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光信号処理は、多量のデータと実時間の処理ができない既存のデジタル情報処理とは異なり、高速性、並列処理能力、大容量の情報処理の利点を持っており、空間光変調理論を利用して、二進位相フィルターの設計及び製作、光論理ゲート、光増幅器などと、映像処理技法、光素子、光変調器などの研究が進んでいる。
【０００３】
このうち、空間光変調器は、光メモリ、光ディスプレイ、プリンター、光インタコネクション、ホログラムなどの分野に使用され、これを用いた表示装置の開発研究が進んでいる。
【０００４】
このような空間光変調器としては、一例として、図１に示すような反射型変形可能格子光変調器１０がある。このような変調器１０は特許文献１に開示されている。変調器１０は、反射表面部を持ち、基板１６の上部に浮遊する、一定に離隔する複数の変形可能反射型リボン１８を含む。絶縁層１１がシリコン基板１６上に蒸着される。次いで、犠牲二酸化シリコン膜１２及び低応力窒化シリコン膜１４の蒸着が続く。
【０００５】
窒化物膜１４はリボン１８からパターニングされ、二酸化シリコン層１２の一部がエッチングされることにより、リボン１８が窒化物フレーム２０によって酸化物スペーサ層１２上に維持されるようにする。
【０００６】
単一波長λを有する光を変造させるため、変調器は、リボン１８の厚さと酸化物スペーサ１２の厚さがλ／４となるように設計される。
【０００７】
リボン１８上の反射表面２２と基板１６の反射表面間の垂直距離ｄに限定されるこのような変調器１０の格子振幅は、リボン１８（第１電極としての役目をするリボン１６の反射表面２２）と基板１６（第２電極としての役目をする基板１６下部の伝導膜２４）との間に電圧を印加することにより、制御される。
【０００８】
変形されなかった状態で、すなわち、なんの電圧も印加されていない状態で、格子振幅はλ／２であり、リボンと基板から反射された光間の全体経路差はλであるので、このような反射光に位相を補強させる。
【０００９】
したがって、変形されなかった状態で、変調器１０は平面鏡として光を反射させる。変形されなかった状態で、入射光と反射光が図２に２０で表示されている。
【００１０】
適正電圧がリボン１８と基板１６との間に印加されるとき、静電気力がリボン１８を基板１６の表面方向にダウン位置に変形させる。ダウン位置で、格子振幅はλ／４となるように変わる。全体経路差は波長の１／２であり、変形されたリボン１８から反射された光と基板１６から反射された光が相殺干渉をすることになる。
【００１１】
このような干渉の結果、変調器は入射光２６を回折させる。変形された状態で、＋／−回折モード（Ｄ＋１、Ｄ−１）に回折された光が図３にそれぞれ２８と３０で表示されている。
【００１２】
一方、特許文献１に開示された種の光変調器は、イメージを表示するための素子として利用できる。そして、この際、最小に隣接した二つのリボンを利用して１画素を形成することができる。もちろん、三つのリボンを利用して一つのピクセルを形成するか、四つのリボンを利用して一つのピクセルを形成するか、六つのピクセルを利用して一つのピクセルを形成することができる。
【００１３】
しかし、特許文献１に開示された種の光変調器は、小型化を達成するのに一定の限界を持っている。すなわち、光変調器のリボンの幅は、いくら小さくしても３μｍ以下にすることができなく、リボンとリボン間の間隔は０．５μｍ以下に小さくすることができない限界がある。
【００１４】
そして、このようなリボンを利用したピクセルの構成には、少なくとも二つ以上のリボンが必要であるので、素子の小型化に限界がある。
【特許文献１】米合衆国特許第５，３１１，３６０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、本発明は前記のような問題点を解決するためになされたもので、少なくとも一つのリボンを使用して一つのピクセルを形成することができる回折光を得るようにして、製品の小型化を可能にする回折型光変調器を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記のような目的を達成するための本発明は、基盤部材；前記基盤部材から離隔して空間を確保する中間部分、入射光を透過させる透過性物質、及び中間部分の一部に前記基盤部材に配向され、入射光を反射させる反射面を持ち、前記基盤部材に支持される第１反射部；前記第１反射部と基盤部材との間に位置し、第１反射部から離隔しており、前記第１反射部を透過した透過光を反射させる反射表面を有する第２反射部；及び前記第１反射部の中間部分を前記第２反射部に対して動かし、前記第１反射部と前記第２反射部の反射光から形成される回折光の光強度を変化させる駆動手段；を含むことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、基盤部材；アレイを形成するように配列され、それぞれは前記基盤部材に支持され、中間部分は前記基盤部材から離隔して空間を確保し、前記基盤部材に配向される表面の一部が反射面として形成されて入射光を反射し、光を透過する透過性物質からなり、透過面に入射する光を透過する複数の第１反射部；前記基盤部材と前記第１反射部との間に、前記第１反射部から離隔して空間を確保するように位置し、前記第１反射部を透過した透過光を反射させる反射表面を持っている第２反射部；及び
該当するそれぞれの前記第１反射部の中間部分を前記基盤部材から遠くなるか近くなるように動かして、前記第１反射部と前記第２反射部の反射光から形成される回折光の光強度を変化させる複数の駆動手段；を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
前記のような本発明は、一つの上側反射部のみを使用して、スクリーンに形成する１ピクセルの映像を得る回折光を得ることができる効果がある。
【００１９】
また、本発明は、透過性支持板に複数の上部反射面を形成して、回折効率の向上した回折光を得ることができる。
【００２０】
また、本発明は、従来に四つ又は六つの上側反射部を一つの上側反射部に取り替えることで、製造工程の収率向上を図ることができ、製造原価を節減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図４Ａ以降の図面に基づいて本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。
【００２２】
図４Ａは本発明の一実施例による回折型光変調器の斜視図、図４Ｂは本発明の一実施例による回折型光変調器の平面図、図４Ｃは本発明の一実施例による回折型光変調器の図４ＢのＡ−Ａ'線についての断面図、図４Ｄは本発明の一実施例による回折型光変調器の図４ＢのＢ−Ｂ'線についての断面図、図４Ｅは本発明の一実施例による回折型光変調器の駆動時の透過性支持板の駆動状態を示す図４Ｄの断面図である。
【００２３】
図４Ａ〜図４Ｅを参照すれば、本発明の一実施例による回折型光変調器は、平板型の基板４０１を備えている。基板４０１としてはシリコン基板が使用でき、その構成物質としては、Ｓｉ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、石英、ＳｉＯ２などの単一物質が使用され、ガラス基板なども使用可能である。
【００２４】
そして、回折型光変調器は、基板４０１の表面に形成されている絶縁層４０２を含んでおり、このような絶縁層４０２は応用によって省略することができる。このような絶縁層４０２は、図４Ｃ、図４Ｄ及び図４Ｅに示すように、基板４０１の全表面上に形成されているが、下側反射部４０４の下部にだけ形成することもできる。
【００２５】
そして、回折型光変調器は基板４０１上に形成され、高さより長さがとても長い長方形の柱状を取っており、側面が向かい合っており、互いに平行に（正確に平行なものではない）形成され、一定距離だけ離隔しており、一定高さを持っている一対の支持部材４０３ａ、４０３ｂを含んでいる。もちろん、支持部材４０３ａ、４０３ｂは必ず長方形の柱状である必要はなく、基板４０１から突出し、後述する透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎが上に積層され、基板４０１から離隔して空中に浮遊することができれば良い。支持部材４０３ａ、４０３ｂとしてはシリコン基板が使用でき、その構成物質としては、Ｓｉ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、石英、ＳｉＯ２などの単一物質が使用され、ガラス基板なども使用可能である。ここで、基板４０１、絶縁層４０２、及び支持部材４０３ａ、４０３ｂを基盤部材４００と呼ぶことができる。
【００２６】
回折型光変調器は、基板４０１の絶縁層４０２の上に形成され、入射光を反射させる下側反射部４０４を備えている。このような下側反射部４０４は、一対の支持部材４０３ａ、４０３ｂの間に位置している。すなわち、下側反射部４０４は後述する透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎの下側に形成されて、透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎを透過した入射光を反射し、さらに透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎの間を通過した入射光を反射させる。下側反射部４０４としては、マイクロミラーが使用可能であり、使用物質としては、メタル（Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ａｇなど）が使用できる。このような下側反射部４０４は、基板４０１の絶縁層４０２の表面の全面に形成できるが、図４Ｃに示すように、後述する上側反射部４２０ａａ〜４２０ｎｃが存在しない部分の下にだけ位置することもできる。
【００２７】
そして、回折型光変調器は、個々がリボン状を取っており、一対の支持部材４０３ａ、４０３ｂの上にそれぞれの両側が固定され、基板４０１から空中に浮遊しており、上下移動が可能であり、アレイを形成し、入射光を透過する透過性物質から形成されている複数の透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎを含んでいる。このような透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎは光透過性物質からなり、ガラス、石英、ポリマーなどが使用できる。
【００２８】
回折型光変調器は、対を成しており、透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎの両側にそれぞれ形成され、ほとんどが支持部材４０３ａ、４０３ｂ上に位置する透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎに形成され、一部は基板４０１から離隔している透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎ上に形成される複数対の圧電体４１０ａａ及び４１０ｂａ〜４１０ａｎ及び４１０ｂｎを備えている。このような複数対の圧電体４１０ａａ及び４１０ｂａ〜４１０ａｎ及び４１０ｂｎは、それぞれが伝導性物質からなる下部電極層４１１ａ、４１１ｂ（ここでは、一対の圧電体４１０ａａ及び４１０ｂａに対してだけ参照番号を付けた）と、下部電極層４１１ａ、４１１ｂに積層され、両側に電圧が印加されれば、収縮又は膨脹する圧電材料層４１２ａ、４１２ｂと、伝導性物質からなり、圧電材料層４１２ａ、４１２ｂ上に形成されている上部電極層４１３ａ、４１３ｂとを備えている。上部電極層４１３ａ、４１３ｂと下部電極層４１１ａ、４１１ｂは、電極材料としては、Ｐｔ、Ｔａ／Ｐｔ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｌ、Ｔｉ／Ｐｔ、ＩｒＯ２、ＲｕＯ２などが使用でき、０．０１〜３μｍ範囲でスパッタリング又は蒸発などの方法によって蒸着する。また、圧電材料層４１２ａ、４１２ｂは、上下圧電材料と左右圧電材料を共に使用可能であり、ＰＺＴ、ＰＮＮ−ＰＴ、ＰＬＺＴ、ＡｌＮ、ＺｎＯ圧電材料を使用することができ、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｚｎ又はチタニウムなどを少なくとも１種以上の元素を含む圧電電解材料を対象とする。
【００２９】
このような圧電体４１０ａａ及び４１０ｂａ〜４１０ａｎと４１０ｂｎの動作を、一対の圧電体（一例として、４１０ａａ及び４１０ｂａ）を例として説明すれば次のようである。
【００３０】
一対の圧電体４１０ａａ及び４１０ｂａの一対の上部電極層４１３ａ、４１３ｂに電圧が印加されれば、一対の圧電材料層４１２ａ、４１２ｂは収縮するか膨脹することになり、透過性支持板１０５ａは、圧電材料層４１２ａ、４１２ｂの収縮又は膨脹によって発生した駆動力によって上側又は下側に移動することになる。すなわち、図４Ｄに示す駆動前の状態で、上部電極層４１３ａ、４１３ｂに電圧が印加されれば、両側の圧電材料層４１２ａ、４１２ｂが収縮又は膨脹することになり、このような圧電材料層４１２ａ、４１２ｂの一側は支持部材４０３ａ、４０３ｂに堅たく固定されているので、動けなく、他側は駆動可能な透過性支持板４０５ａに付着されているので、透過性支持板４０５ａを上下に移動させて、図４Ｅに示すように、透過性支持板４０５ａの変形を引き起こす。
【００３１】
一方、回折型光変調器は、透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎのそれぞれに形成され、アレイを形成し、一定間隔で互いに離隔しており、入射光を反射させる反射性物質でなる複数の上部反射面４２０ａａ、４２０ａｂ、４２０ａｃかるなる複数の上部反射面アレイ４２０ａ〜４２０ｎを含んでいる。ここでは、透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎの上部に形成したが、下部に形成することもできる。
【００３２】
このような上部反射面アレイ４２０ａ〜４２０ｎは、図４Ｂを参照すれば分かるように、透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎの長辺方向と平行に形成されていることが分かる。
【００３３】
そして、上部反射面４２０ａａ、４２０ａｂ、４２０ａｃは、図４Ｄを参照すれば分かるように、透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎの中央部に位置しているが、延長可能である。
【００３４】
このような上部反射面４２０ａａ、４２０ａｂ４２０ａｃの幅は、望ましくは互いに同一である。また、上部反射面４２０ａａ、４２０ａｂ、４２０ａｃの間隔は、望ましくは互いに同一であり、さらに望ましくは上部反射面４２０ａａ、４２０ａｂ、４２０ａｃの幅と同一である（図４Ｃで、ａ＝ｂ）。また、上部反射面４２０ａａ、４２０ａｂ、４２０ａｃの幅は、透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎの間隔と同一である。また、上部反射面４２０ａａ、４２０ａｂ、４２０ａｃの幅及び間隔は、望ましくは透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎと同一である（図４Ｃで、ａ＝ｂ＝ｃ）。
【００３５】
一方、このような上部反射面４２０ａａ〜４２０ｎｃに入射する入射光は、図４Ｂを参照すれば分かるように、線形に中央部に入射することが分かる。
【００３６】
そして、上部反射面４２０ａａ〜４２０ｎｃは、図４Ｂに示すように、入射光を反射させる。また、上部反射面４２０ａａ〜４２０ｎｃの間の透過性支持板の透過面（図面符号４２０ａａ−１〜４２０ｎｃ−１で表示）は入射光を透過させ、このように透過された光は下側反射部４０４で反射され出射する。
【００３７】
このように、上部反射面４２０ａａ〜４２０ｎｃとそれに隣接した上部反射面４２０ａａ〜４２０ｎｃの間にある透過性支持板の透過面４２０ａａ−１〜４２０ｎｃ−１を透過し下側反射部４０４で反射されて出た光は回折光を形成することになる。
【００３８】
この際、上部反射面４２０ａａ〜４２０ｎｃと下側反射部４０４の間の間隔を調整して入射光の回折量を調節することになる。ここで、上部反射面４２０ａａ〜４２０ｎｃと下側反射部４０４間の間隔が、入射光の波長がλであるとすると、λ／４の倍数となると、＋／−１次回折光の回折効率が最大になる。
【００３９】
一例として、図面符号４２０ａａ、４２０ａｂ、４２０ａｃの上部反射面を例として説明すれば、図面符号４２０ａａ、４２０ａｂ、４２０ａｃの上部反射面に光が入射すれば、反射されて反射光を形成する。この際、このような上部反射面の間にある透過性支持板の透過面（図面符号４２０ａａ−１、４２０ａｂ−１、４２０ａｃ−１）に入射する入射光は透過性支持板４２０ａａ−１、４２０ａｂ−１、４２０ａｃ−１を透過し、下側反射部４０４で反射されて反射光を形成し、上部反射面４２０ａａ、４２０ａｂ、４２０ａｃで反射される反射光と合って回折光を形成する。この際、上部反射面４２０ａａ、４２０ａｂ、４２０ａｃと下側反射部４０４の間の間隔が、入射光の波長がλであるとすると、λ／４の倍数となると、最高の＋／−１次回折効率を得る。ここで、透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎと上部反射面アレイ４２０ａ〜４２０ｎを合わせて上側反射部４２５ａ〜４２５ｎと呼ぶことができる。
【００４０】
図５Ａは本発明の一実施例による回折型光変調器が入射光を反射させることを示す図、図５Ｂは本発明の一実施例による回折型光変調器が入射光を回折させることを示す図である。
【００４１】
図５Ａを参照すれば、本発明の一実施例による回折型光変調器は、透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎが調整されて、透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎと下側反射部４０４が、入射光の波長がλであるとすると、λ／２を成す。
【００４２】
すると、透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎと下側反射部４０４の格子振幅はλ／２となり、上部反射面４２０ａａ〜４２０ｎｃと下側反射部４０４から反射された光の間の全体経路差はλと同じであるので、上部反射面４２０ａａ〜４２０ｎｃで反射された反射光と下側反射部４０４で反射された反射光は位相補強される。
【００４３】
したがって、このような状態で、回折型光変調器は平面鏡として光を反射させる。
【００４４】
このような状態で、適正電圧が圧電体４１０ａａ及び４１０ｂａ〜４１０ａｎ及び４０１ｂｎの上部電極層４１３ａ、４１３ｂに印加されれば、透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎは基板４０１の表面方向に上方に位置変形し、図５Ｂにおいて、図面符号４０５ｂ、４０５ｄなどがその例である。上方に位置変形された状態で、格子振幅はλ／２＋λ／４となるように変わる。全体経路差はλ＋λ／２となり、変形された透過性支持板４０５ｂ、４０５ｄの上部反射面４０５ｂａ、４０５ｂｂ、４０５ｂｃ、４０５ｄａ、４０５ｄｂ、４０５ｄｃから反射された光と、透過性支持板４０５ｂ、４０５ｄを通過して下側反射部４０４で反射された光が相殺干渉し、その結果、＋／−１次回折光の回折効率は最大になる。
【００４５】
図６Ａは本発明の他の実施例による回折型光変調器の斜視図、図６Ｂは本発明の他の実施例による回折型光変調器の平面図、図６Ｃは本発明のさらに他の実施例による回折型光変調器の平面図、図６Ｄは本発明の他の実施例による回折型光変調器の図６ＢのＡ−Ａ'線についての断面図である。
【００４６】
図６Ａを参照すれば、本発明の他の実施例による回折型光変調器は、図４Ａに示す本発明の一実施例による回折型光変調器とは異なり、上部反射面４２０ａａ'〜４２０ｎｃ'の長辺が透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎの長辺に垂直である。このような構造は図６Ｂ及び図６Ｄを参照すればより明らかになる。上部反射面４２０ａａ〜４２０ｎｃが透過性支持板４０５ａ〜４９５ｎに垂直な方向に複数がアレイされていることが分かる。そして、図６Ｂを参照すれば、このような構造においては、透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎが互いに離れている必要がなく、望ましくは互いに密着している。
【００４７】
もちろん、このような構造においても、上部反射面４２０ａａ'〜４２０ｎｃ'は入射光を反射して反射光を形成し、上部反射面４２０ａａ'〜４２０ｎｃ'の間にある透過性支持板の透過面（図面符号４２０ａａ−１'〜４２０ｎｃ−１'で表示）に入射する光は透過され、下側反射部４０４で反射されて反射光を形成し、反射光が互いに合って回折光を形成する。
【００４８】
この際、上部反射面４２０ａａ'〜４２０ｎｃ'と下側反射部４０４間の間隔が調節されて、入射光の波長がλであるとすると、段差がλ／４の偶数倍となると、＋／−１次回折光の回折効率が最小になり、段差がλ／４の奇数倍となると、最大になる。
【００４９】
一例として、図面符号４２０ａａ'、４２０ａｂ'、４２０ａｃ'の上部反射面を例として説明すれば、図面符号４２０ａａ'、４２０ａｂ'、４２０ａｃ'の上部反射面に光が入射すれば、反射されて反射光を形成する。この際、このような上部反射面の間にある透過性支持板の透過面（図面符号４２０ａａ−１'、４２０ａｂ−１'、４２０ａｃ−１'）に入射する入射光は透過性支持板４２０ａａ−１'、４２０ａｂ−１'、４２０ａｃ−１'を透過し、下側反射部４０４で反射されて反射光を形成し、上部反射面４２０ａａ'、４２０ａｂ'、４２０ａｃ'からの反射光と合って回折光を形成する。この際、上部反射面４２０ａａ'、４２０ａｂ'、４２０ａｃ'と下側反射部４０４間の段差がλ／４の偶数倍となると、＋／−１次回折光の回折効率が最小になり、段差がλ／４の奇数倍となると、回折効率が最大になる。
【００５０】
一方、図６Ａに示すような本発明の他の実施例においては、透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎにある上部反射面４２０ａａ〜４２０ｎｃが互いに同一に形成されている。
【００５１】
しかし、図６Ｃに一例として示すように、本発明の他の実施例においては、透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎにある上部反射面４２０ａａ〜４２０ｎｃは、隣り合う透過性支持板４０５ａ〜４０５ｎに互いにずれるように形成することができ、その動作は図６Ｂの構造と同一である。
【００５２】
このような本発明による投光性支持板を利用し、複数の上部反射面を利用すれば、従来の技術に比べ、少数の透過性支持板を使用して所望画素のディスプレイ装置を具現することができる。
【００５３】
例えば、従来技術においては、少なくとも二つのリボン状の上側反射部で一つの画素を具現することができる。そして、このような従来技術においては、一つの画素を形成するリボン状の上側反射部が二つであるとき、回折効率が５０％以下であるので、回折効率を増加させるために、四つ又は六つのリボン状の上側反射部で一つの画素を構成する。このように、四つ以上のリボン状で一つの画素を構成すれば、回折効率が７０％以上になり、上側反射部の個数を増やして、所望の最大効率を得ることができる。
【００５４】
このような回折型光変調器を使用して、一例として高画質デジタルＴＶフォーマット（Ｄｌｇｉｔａｌ  ＴＶ  ＨＤ  Ｆｏｒｍａｔ）の１０８０×１９２０を具現するとき、１０８０個の画素を垂直に構成し、各画素を１９２０回光変調させることで、１フレームを構成する。この際、従来技術を使用して、四つ又は六つの駆動リボンで一つのピクセルを構成する場合、１０８０個の画素を構成するためには、１０８０×４（又は六つ）の駆動リボンが必要であるが、本発明の二つ又は三つの上部反射面４２０ａａ〜４２０ｎｃを利用すれば、１０８０×１のリボン状の上側反射部のみで１０８０個の画素を形成することができるので、製作が容易であり、生産性が増大し、小型化した素子を製作することができる。
【００５５】
一方、前述した基盤部材４００は、基板４０１に支持部材４０３ａ、４０３ｂが形成されている形状について説明したが、基板４０１に陷沒部を形成して、第１反射部４２５ａ〜４２５ｎが浮遊し得る空間を形成することができる。
【００５６】
また、前述した圧電層４１０ａａ〜４２０ａｎ、４２０ｂａ〜４２０ｂｎは単層の圧電材料層４１０ａｂ、４１０ｂｂを含むように具現したが、複数の圧電材料層と複数の電極層を使用して構成することもできる。
【００５７】
また、前述した上側反射部４２５ａ〜４２５ｎは、圧電層４１０ａａ〜４２０ａｎ、４２０ｂａ〜４２０ｂｎの下部電極層４１０ａａ、４１０ｂａとして使用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、少なくとも一つのリボンを使用して一つのピクセルを形成することができる回折光を得るようにして、製品の小型化を可能にする回折型光変調器に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】従来技術の静電気方式格子光変調器を示す図である。
【図２】従来技術の静電気方式格子光変調器が変形されなかった状態で入射光を反射させることを示す図である。
【図３】従来技術の格子光変調器が静電気力によって変形された状態で入射光を回折させることを示す図である。
【図４Ａ】本発明の一実施例による回折型光変調器の斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施例による回折型光変調器の平面図である。
【図４Ｃ】本発明の一実施例による回折型光変調器の図４ＢのＡ−Ａ'線についての断面図である。
【図４Ｄ】本発明の一実施例による回折型光変調器の図４ＢのＢ−Ｂ'線についての断面図である。
【図４Ｅ】本発明の一実施例による回折型光変調器の駆動されたとき、透過性支持板の駆動状態を示す図４Ｄの断面図である。
【図５Ａ】本発明の一実施例による回折型光変調器が変形されなかった状態で入射光を反射させることを示す図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施例による回折型光変調器が変形された状態で入射光を回折させることを示す図である。
【図６Ａ】本発明の他の実施例による回折型光変調器の斜視図である。
【図６Ｂ】本発明の他の実施例による回折型光変調器の平面図である。
【図６Ｃ】本発明のさらに他の実施例による回折型光変調器の平面図である。
【図６Ｄ】本発明の他の実施例による回折型光変調器の図６ＢのＡ−Ａ'線についての断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
４００    基盤部材
４０１    基板
４０２    絶縁層
４０３ａ、４０３ｂ    支持部材
４０４    下側反射部
４０５ａ〜４０５ｎ    透過性支持板
４１０ａａ〜４１０ａｎ、４１０ｂａ〜４１０ｂｎ    圧電体
４２０ａ〜４２０ｎ    上部反射面アレイ
４２５ａ〜４２５ｎ    上側反射部
【図１】
2008058974.tif 000003
【図２】
2008058974.tif 000004
【図３】
2008058974.tif 000005
【図４Ａ】
2008058974.tif 000006
【図４Ｂ】
2008058974.tif 000007
【図４Ｃ】
2008058974.tif 000008
【図４Ｄ】
2008058974.tif 000009
【図４Ｅ】
2008058974.tif 000010
【図５Ａ】
2008058974.tif 000011
【図５Ｂ】
2008058974.tif 000012
【図６Ａ】
2008058974.tif 000013
【図６Ｂ】
2008058974.tif 000014
【図６Ｃ】
2008058974.tif 000015
【図６Ｄ】
2008058974.tif 000016