(57)【要約】【課題】反射率が高く、耐久性の高い光スイッチング素子および光スイッチングデバイスを提供する。【解決手段】マイクロミラーなどの反射体２１ａを備えた光スイッチング素子２０において、金属製の支持層２４の表面に、干渉により光を反射する薄膜の干渉層２３を設け、干渉を利用して反射率の増大を図る。干渉層２３により、金属表面２４ａの保護を兼ねることが可能であり、金属表面の劣化による反射率の低下も防止できる。また、パッケージングも容易となり、パッケージングによるコストや反射率の低下も防止できる。したがって、光の利用効率が高く、さらに耐久性も高い光スイッチング素子を提供できる。【選択図】　　　　図２
2004133280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面を備えた反射体が動いて入射光をスイッチングする光スイッチング素子であって、
前記反射体は、干渉により光を反射可能な透明または半透明の薄膜からなり、前記反射面を構成する干渉層と、
この干渉層を支持する支持層とを有する光スイッチング素子。
【請求項２】
請求項１において、前記支持層は、光を反射する金属層であり、
整数がｍで表され、前記干渉層の屈折率がｎで表され、前記入射光の中心波長がλで表されると、前記干渉層の厚さは、前記反射体がオン状態のときに前記入射光が当該干渉層を通過する光路長Ｌが
Ｌ＝ｍ×λ／２ｎ
をほぼ満たすように設定されている、光スイッチング素子。
【請求項３】
請求項２において、前記支持層は、アルミニウム系または銀系の金属である光スイッチング素子。
【請求項４】
請求項１において、前記干渉層は、前記入射光を反射する誘電体多層膜である光スイッチング素子。
【請求項５】
請求項１において、前記干渉層は、前記支持層のエッチャントに耐性がある光スイッチング素子。
【請求項６】
請求項５において、前記干渉層は、透明なレジストまたは酸化シリコンで形成され、前記支持層は金属である光スイッチング素子。
【請求項７】
請求項５において、前記干渉層は、無機系の誘電体層であり、前記支持層はシリコンまたは樹脂である光スイッチング素子。
【請求項８】
請求項１において、前記反射体は、オン状態とオフ状態で前記反射面の向きが異なる光スイッチング素子。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の光スイッチング素子が２次元に配置された光スイッチングデバイス。
【請求項１０】
請求項９に記載の光スイッチングデバイスと、
この光スイッチングデバイスに入射光を供給する光源と、
前記光スイッチングデバイスで変調された表示光をスクリーンに投射する投射レンズとを有する映像表示装置。
【請求項１１】
反射面を備えた反射体が動いて入射光をスイッチングする光スイッチング素子が配列された光スイッチングデバイスの製造方法であって、
支持層の上に、干渉により光を反射可能な透明または半透明の薄膜であって前記反射面を構成する干渉層を形成する工程と、
前記干渉層をマスクとして前記支持層をパターニングする工程とを有する光スイッチングデバイスの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１において、前記支持層は、光を反射する金属層であり、
前記干渉層を形成する工程では、整数がｍで表され、前記干渉層の屈折率がｎで表され、前記入射光の中心波長がλで表されると、前記反射体がオン状態のときに前記入射光が当該干渉層を通過する光路長Ｌが
Ｌ＝ｍ×λ／２ｎ
をほぼ満たすように設定されている、光スイッチングデバイスの製造方法。
【請求項１３】
請求項１１において、前記支持層は、アルミニウム系または銀系の金属である光スイッチングデバイスの製造方法。
【請求項１４】
請求項１１において、前記干渉層を形成する工程では、前記入射光を反射する誘電体多層膜を製膜する光スイッチングデバイスの製造方法。
【請求項１５】
請求項１１において、前記干渉層は、透明なレジストで形成され、前記支持層は金属であり、
前記パターニングする工程では、塩素系ガスをエッチャントとして前記支持層をエッチングする光スイッチングデバイスの製造方法。
【請求項１６】
請求項１１において、前記干渉層は、酸化シリコンで形成され、前記支持層は金属であり、
前記干渉層を形成する工程では、レジストをマスクとして前記酸化シリコンの干渉層を、フッ素系ガスのエッチャントによりエッチングし、
前記パターニングする工程では酸素プラズマをエッチャントとして前記支持層をエッチングする光スイッチングデバイスの製造方法。
【請求項１７】
請求項１１において、前記干渉層は、無機系の誘電体層であり、前記支持層はシリコンであり、
前記干渉層を形成する工程では、レジストをマスクとして前記無機系の誘電体層を、塩素系またはフッ素系のエッチャントによりエッチングし、
前記パターニングする工程では、酸素プラズマをエッチャントとして前記支持層をエッチングする光スイッチングデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスプレイ、プロジェクタ装置、印刷装置などに用いられるのが好適な光スイッチングデバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタにおける空間光変調装置、すなわちライトバルブとして、マイクロミラーの角度を変えて光をオンオフする、例えばテキサツインスツルメンツ社のＤＭＤ（デジタル・マイクロ・ミラーデバイス）などのマイクロミラーデバイスが知られている。このマイクロミラーデバイスは、液晶デバイスより応答速度が速く、明るい画像が得られるので、小型で高品質なプロジェクタなどの画像表示装置を実現するのに適している。
【０００３】
図１に、ＤＭＤにおけるスイッチング素子１２０の構造を拡大して示してある。各々のスイッチング素子１２０のマイクロミラー１２１は、中心軸に沿って水平な位置から角度θ（多くのケースでは±１０度程度）だけ旋回できるようにポスト１３４を介して半導体基板１３１に支持されている。半導体基板１３１の表面にアクチュエータ１３０として機能する一対のアドレス電極１３２ａおよび１３２ｂが形成されており、マイクロミラー１２１は、半導体基板１３１に作り込まれた駆動回路によりアクチュエータ１３０を介して駆動される。このスイッチング素子１２０では、アドレス電極１３２ａに電圧が印加されると、マイクロミラー２１は、破線で示すように支柱１３４を中心に旋回し、電極１３２ａ側に、本図では左側に傾く。このため、入射光束７１が左側から入射していると、傾いたマイクロミラー１２１により入射光７１が垂直方向に反射され、垂直方向に投射レンズが配置されていれば、出射光７２が出射されるオン状態となる。
【０００４】
一方、電極１３２ｂに電圧が印加されると、マイクロミラー１２１は反対側に旋回し、本図では右側に傾く。このため、入射光７１の反射光は投射レンズから外れて出てこないので、無効光となる。したがって、スイッチング素子２０はオフ状態となる。このように、このスイッチング素子１２０は、アクチュエータ１３０によりマイクロミラー１２１の角度（傾き）を変えて入射光７１をスイッチングする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
マイクロミラーデバイス１２０をライトバルブとして採用しているプロジェクタ１において、鮮明で明るく高コントラストの画像を表示するためには、オン状態のマイクロミラー１２１による反射率を上げることが必要である。そのためには、マイクロミラーを形成する材料として反射率の高いもの、たとえば金属が要求される。半導体の製造技術として公知のフォトリソグラフィー技術を用いてスイッチングデバイスを製造しようとした場合、もっともポピュラーで低コストな金属はアルミニウムであり、光沢があって反射率は高い。しかしながら、アルミニウムの反射率は９０パーセントに満たないので、明るい画像が欲しい場合には、さらに反射率の高い金属を選択する必要がある。たとえば、銀であるが、銀を選択しても反射率は９０％程度であり、高コストの割に反射率はアルミニウムと大差はない。銀とニオブの合金を用いることにより反射率が９４〜９５％と高いミラーを形成できるが高価であり、まだ、数パーセントのロスはある。
【０００６】
さらに、反射率の高い金属によりマイクロミラーを形成しても、反射面が酸化したり、傷ついたりすれば、反射率は低下することになる。したがって、不活性ガスに封入したりすることが考えられているが、パッケージングを頑強にすれば、そのパッケージング材による吸収があるので、それによる反射率の低下も考えられる。
【０００７】
そこで、本発明においては、反射率が高く、さらに耐久性および信頼性の高い光スイッチング素子、およびそれを用いた光スイッチングデバイスを実現することを目的としている。そして、そのスイッチングデバイスを用いて、高コントラストで明るい画像を表示あるいは出力でき、耐久性および信頼性の高い画像表示装置を実現することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明では、反射型の光スイッチング素子において、反射体の表面側に少なくとも１層の干渉性の層を設け、この干渉性の層の表面と支持体の反射性の表面あるいは干渉膜同士の干渉により、反射体の反射率を向上する。それと共に、少なくとも反射性の表面を保護することにより、酸化や損傷による反射率の低下を防ぐことができる。さらに、この干渉性の膜をマスクとして支持層をパターニングすることにより、製造後に剥離する必要がなくなり、製造時の反射体の表面の損傷を保護することも可能となる。したがって、これらの効果により高反射率で耐久性の高い光スイッチングデバイスを提供できる。
【０００９】
すなわち、本発明の光スイッチング素子は、反射面を備えた反射体が動いて入射光をスイッチングする光スイッチング素子であって、干渉により光を反射可能な透明または半透明の薄膜からなり、反射面を構成する干渉層と、この干渉層を支持する支持層とを反射体は有している。したがって、支持層が、光を反射する金属層であれば、金属表面による反射光に加えて、干渉層による干渉光も得られるので、この干渉膜は増反射膜として機能する。増反射膜による干渉性の反射光を得るためには、干渉層は、入射光に対して透明な１つの層（単層）であり、干渉層の屈折率がｎで表され、入射光の中心波長がλで表されると、反射体がオン状態のときに入射光が当該干渉層を通過する光路長Ｌが以下の式（１）を満たすものである。ただし、ｍは整数であり、λは入射光の中心波長である。
Ｌ＝ｍ×λ／２ｎ　　　・・・（１）
【００１０】
マイクロミラーデバイスにおいては、反射面の向きが異なる。したがって、オン状態で上記（１）式が実現されるような膜厚を設定することにより、オン状態の反射面の向きが異なる状態では干渉層は、金属表面からの反射光を減ずる方向に作用する。このため、干渉層を設けることにより、さらにコントラストの高い光スイッチング素子およびデバイスを提供できる。反射率の高い支持層は、アルミニウム系または銀系の金属であり、反射率は若干落ちてもコストから考えるとアルミニウムが最も望ましく、本発明の増反射膜を設けることにより、高価な銀よりも高い反射率を得ることができる。また、銀であれば、反射率の高いニオブ系合金と同様の反射率を確保できる。また、もともと反射率の高いニオブ系合金であれば、最高で９７％に達するような高い反射率を持った光スイッチング素子およびデバイスを提供できる。
【００１１】
さらに、ライトバルブとして使用する光スイッチングデバイスにおいては、可視光が入射光となる。したがって、上記（１）式の光路長Ｌが得られるように膜厚を設定すると、可視光領域の中心波長で最も反射効率の高い光スイッチング素子を得ることができる。可視光域の中心波長は、比視感度の低い緑色の光の領域にあたるので、比視感度の低い緑色の反射効率が高く、カラーバランスの良い光スイッチング素子および光スイッチングデバイスを提供できる。すなわち、反射面の向きがオン状態とオフ状態で異なる、いわゆるティルトミラータイプの光スイッチング素子においては、上記の式（１）に示した光路長Ｌがオン状態の角度で得られるように干渉層の膜厚を設定しておけば良い。そして、本発明の光スイッチング素子を、アレイ状またはマトリクス状に２次元に配置することで、カラーバランスの良いライトバルブとなる光スイッチングデバイスを提供できる。このため、本発明の光スイッチングデバイスと、この光スイッチングデバイスに入射光を供給する光源と、光スイッチングデバイスで変調された表示光をスクリーンに投射する投射レンズとを有することで、明るく、鮮明でカラーバランスの良い高品質な画像を表示できるプロジェクタ等の映像表示装置を提供できる。
【００１２】
干渉層を、複数の薄膜により干渉によって入射光を反射する誘電体多層膜により構成することも可能である。そして、誘電体多層膜であれば、層の組み合わせを選択することにより反射率を９０数パーセントまで高めることは可能であり、また、酸化などによる反射率低下も起こりにくい。したがって、高反射率で耐久性の高い光スイッチング素子およびデバイスを提供できる。
【００１３】
さらに、上述したように、支持層の上に、干渉により光を反射可能な透明または半透明の薄膜であって反射面を構成する干渉層を形成する工程と、形成した干渉層をマスクとして支持層をパターニングする工程とにより光スイッチングデバイスを製造すると、支持層をパターニングするためにマスクを形成する工程を省くことが可能となり、プロセス数が削減される。したがって、歩留まりが向上し、低コストで光スイッチングデバイスが製造できる。さらに、支持層の面に干渉層が密着した状態で製造されるので反射率も高く、耐久性も高い。
【００１４】
干渉層を支持層をエッチングするためのマスクとして用いるためには、干渉層には、支持層のエッチャントに耐性があるものを選択する必要がある。金属製の支持層の表面に、透明なレジスト、あるいは透明または半透明な無機系の、例えば、硫化亜鉛（ＺｎＳ）により干渉性の層（薄膜）を形成する場合は、パターニングする工程では、塩素系ガスをエッチャントとして支持層をエッチングすることができる。
【００１５】
また、干渉層は酸化シリコンで形成し、支持層を金属で形成する場合は、干渉層を形成する工程では、レジストをマスクとして酸化シリコンの干渉層を、フッ素系ガスのエッチャントによりエッチングし、パターニングする工程では酸素プラズマをエッチャントとして支持層をエッチングすることができる。パターニングする工程でレジストも同時に除去できるので、金属性の支持層に、酸化シリコンの増反射膜（干渉膜）が形成された光スイッチングデバイスを製造できる。
【００１６】
干渉層は、無機系の誘電体層で形成し、支持層をシリコンで形成する場合は、干渉層を形成する工程では、レジストをマスクとして無機系の誘電体層を、塩素系またはフッ素系のエッチャントによりエッチングし、パターニングする工程では、酸素プラズマをエッチャントとして支持層をエッチングすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図２に、本発明の光スイッチング素子２０のマイクロミラー２１ａを拡大して示してある。このマイクロミラー型の光スイッチング素子２０は、先に図１にて説明した光スイッチングデバイスを構成するスイッチング素子１２０とほぼ同じ構成であり、マイクロミラー２１ａが水平から角度θ（１０度程度）の範囲で傾いて入射光７１をオンオフする。したがって、基本的な構造は上述した通りであり、本発明の特徴であるマイクロミラー２１ａの構成についてさらに詳しく説明する。
【００１８】
図２に、マイクロミラー２１ａの片側を拡大して示すように、本例の光スイッチング素子２０のマイクロミラー、すなわち反射体２１ａは、反射面２２を形成する干渉層２３と、この干渉層２３を支持する支持層２４とが積層された構造となっており、支持層２４が構造層となってアクチュエータ３０により駆動される。干渉層２３は、可視光領域で透明または半透明の薄膜により形成されており、本例では、ポリイミド系の透明なレジストが製膜されている。支持層２４は、アクチュエータ３０により駆動可能な程度に充分な強度を備えた層であり、さらに、本例の光スイッチング素子２０では反射性の高いアルミニウムにより形成されている。したがって、反射面２１ａに照射された光（入射光）７１は、干渉層２３の表面２３ａにおいて反射すると共に、一部は支持層２４の表面２４ａで反射する。このため、本例の光スイッチング素子２０のマイクロミラー２１ａにおいては、それぞれの表面２３ａおよび２４ａで反射された光が干渉により強め合うようになっている。
【００１９】
干渉層２３の表面２３ａで反射した光と、下方の金属層（支持層）２４の表面２４ａで反射した光が強め合うある光路長Ｌは、干渉層２３の屈折率をｎとし、入射光７１の中心波長をλとしたときに以下の式（１）で与えられる。なお、ｍは整数である。
Ｌ＝ｍ×λ／２ｎ　　　・・・・（１）
【００２０】
したがって、干渉層２３の膜厚ｄは、マイクロミラー２１ａが角度θだけ傾いた、図２に示すオン状態で、垂直方向に反射される入射光、すなわち、表面２３ａの法線２３ｎに対して角度θの方向から入射した光７１を反射するときに光路差Ｌが上記の（１）式を満たすように設定される。具体的には、以下の式（２）の厚さｄとすることが望ましい。ここでｎは、干渉層２３の屈折率である。
ｄ＝ｍ×λ／２／√（ｎ２−ｓｉｎ２θ）・・・・（２）
【００２１】
このような膜厚ｄとなるように干渉層２３が製膜されていれば、角度θ方向から入射した光が強められて反射されるので、マイクロミラー２１ａがオン状態に傾いていれば、垂直方向の投射レンズ９６に向かって金属表面２４ａで反射された光に、干渉膜２３ａの表面で反射された光が重畳されて反射される。したがって、反射率は向上し、アルミニウム単体であると反射率が８８％程度であるのに対し、その表面に干渉膜２３を製膜することにより９２％程度まで反射率を向上できる。さらに、金属性の支持層２４が銀−ニオブの合金（ＡｇＮｄ）であれば、金属単体であれば反射率が９４〜９５％程度であるのに対し、その表面に干渉層２３を製膜することにより、反射率を９６〜９７％に向上できる。このため、本発明により、光の利用効率の高い光スイッチング素子２０を提供でき、明るい画像を表示することができる光スイッチングデバイス１０を提供できる。
【００２２】
また、式（２）から分かるように、角度θが変わると干渉層２３の表面２３ａで反射した光と、金属層２４の表面２４ａで反射した光は弱めあって出射光の強度は減じられる。したがって、微小角だけ動くだけで無効な光の強度を減ずることができるので、コントラストの高い、鮮明な画像を表示するのに適した光スイッチング素子２０およびデバイス１０を提供するのに好適である。
【００２３】
また、可視光のようなある程度の波長域がある光をスイッチングする場合は、その波長域のいずれかの波長を基に干渉層２３の膜厚を決定する必要がある。その際、可視光領域の中心波長に合わせることにより、可視光領域の中心付近になる緑色の光の反射効率が最も高い干渉膜２３が製膜される。緑色の光は、比視感度の最も低い光であるので、この反射率を上げることにより、光スイッチングデバイス１０でスイッチングされた画像中の緑色の光の強度を増加することが可能となり、比視感度を考慮したときにさらにカラーバランスの良い映像を投影することができる。
【００２４】
さらに、干渉層２３は支持層２４の表面２４ａを保護する機能も果たす。すなわち、アルミニウムや銀などの表面２４ａに干渉層２３を形成することにより、これらの金属表面が空気に直に触れるのを防止でき、酸化や傷などによる金属表面の反射率が低下するのを防止できる。したがって、本例の光スイッチング素子２０を用いたデバイス１０は、パッケージングして不活性ガスでデバイス１０の周囲をカバーしたり、真空雰囲気にしたりする必要がなく、パッケージングによる反射率の低下も防止でき、パッケージングのコストも省くことができる。このため、低コストで、さらに、コンパクトでありながら、光の利用効率の高く耐久性および信頼性の高い光スイッチング素子およびデバイスを提供することができる。
【００２５】
以下に、この光スイッチング素子２０がアレイ状に配置された光スイッチングデバイス１０を製造する過程を、図３を参照しながら説明する。なお、アクチュエータ３０となる電極などの製造プロセスは省略して示してある。
【００２６】
先ず、図３（ａ）に示すように、犠牲層６９に支柱３４を形成するためのホール３４ａをパターニングし、その上からアルミニウムを製膜（蒸着）して適当な厚さの支持層２４を形成する。犠牲層６９は、ポリイミドなどの通常のレジスト材料から形成される。次に、図３（ｂ）に示すように、金属製の支持層２４の表面に、ポリイミド系の透明なレジストをスピンコート等によって塗布し、薄膜なレジスト層１２３ａを製膜する。このレジスト層１２３ａが、干渉層２３となるように、上記（２）式で示した膜厚が得られるように膜厚を管理しながら製膜する。次に、このレジスト１２３層をＵＶ照射によりパターニングし、図３（ｃ）に示すように、マイクロミラー２１ａの鏡面２２となる部分だけを残して干渉層２３を形成する。
【００２７】
このようにして干渉層２３が形成されると、その干渉層２３をマスクとして利用し、下方の金属製の支持層２４をエッチングによりパターニングする工程に移る。この際に、エッチャント６８ａは、干渉層２３に影響のないものを選択する必要があるので、エッチャント（エッチングガス）６８ａとして塩素系のガス（Ｃｌ２またはＢＣｌ３）を使用して、ドライエッチングをする。
【００２８】
干渉層２３をマスクとして支持層２４をパターニングし、素子分離されると、図３（ｄ）に示すように、犠牲層６９をＯ２プラズマ（プラズマ酸素）を用いたエッチングにより除去することにより、アクチュエータ３０とそれにより駆動されるマイクロミラー２１ａを備えたスイッチング素子２０と、これら光スイッチング素子をアレイ状またはマトリクス状に配置され、ライトバルブとなる光スイッチングデバイス１０が製造される。
【００２９】
さらに、本発明の光スイッチング素子２０のマイクロミラー（反射体）２１ａを構成する材料の組み合わせは上記に限定されない。金属としては、さらに反射率の高い、銀や銀とニオブあるいはアルミニウムとニオブの合金などを利用することができる。しかしながら、金属表面に干渉層２３を形成して反射率増加膜とすることにより数％は反射率を向上できるので、低コストで従来のフォトリソグラフィー技術でハンドリングしやすいアルミニウムにより、銀と同様あるいはそれ以上の反射率を得ることができる。
【００３０】
また、干渉層２３は、透明な樹脂に限らず、無機材料で形成することも可能である。たとえば、干渉層２３に、無機系の酸化シリコン（ＳｉＯ２）を採用することも可能である。この光スイッチング素子２０の反射体２１ｂの製造プロセスを、図４（ａ）〜（ｅ）に示してある。図４（ａ）に示すように、犠牲層６９の上に、金属製の支持層２４を形成した後に、図４（ｂ）に示すように、支持層２４の表面に透明な酸化シリコン（ＳｉＯ２）の層１２３ｂを製膜する。この際、酸化シリコン層１２３ｂの膜厚は式（２）を満足するように制御される。
【００３１】
次に、図４（ｃ）に示すように、酸化シリコン層１２３ｂの表面に、酸化シリコン層１２３ｂをパターニングするためのレジスト層１２３ａを形成し、レジスト層１２３ａをマスクとしてフッ素系のガス（ＣＦ４、ＣＨＦ３またはＣ４Ｆ８）により酸化シリコン層１２３ｂをドライエッチングして、スイッチング素子２１ｂの反射面２２となる干渉層２３を形成する。
【００３２】
そして、図４（ｄ）に示すように、画素単位で形成された酸化シリコン製の干渉層２３をマスクとして、金属製の支持層２４をエッチングすることにより支持層２４を画素分離し、マイクロミラー２１ｂを形成する。アルミニウムなどの金属製の支持層２４をエッチングするエッチャント６８ｂとしてはＯ２プラズマを使用することができる。Ｏ２プラズマエッチングにより、酸化シリコン製の干渉層２３の表面に残ったレジスト１２３ａも除去されるので、干渉層２３の表面２３ａが反射面２２として表れる。
【００３３】
最後に、犠牲層６９を除去して図４（ｅ）に示すような、金属を支持層２４として無機製の干渉層２３がその上に形成されたマイクロミラー２１ｂを備えた光スイッチング素子２０およびスイッチングデバイス１０が形成される。
【００３４】
このように、マイクロミラー２１ａあるいは２１ｂを構成する支持層２４と干渉層２３とエッチャントとの組み合わせを制御することにより、干渉層２３をマスクとして、支持層２４をエッチングあるいはパターニングして画素分離することができ、スイッチングデバイス１０の製造プロセスを減らすことができる。プロセスを減らすことにより、歩留まりが向上し製造コストが低減される。さらに、金属の支持層２４を製膜した直後に干渉層２３を製膜できるので、金属層２４の表面が酸化やエッチングにより劣化することを防止でき、その状態のままマイクロミラーとして製品化できるので、金属層２４の表面２４ａの反射率を最大限に活かした反射効率の高い光スイッチング素子を提供できる。さらに、支持層２４と干渉層２３との製膜をそれほど時間をあけずに実施できるので、これら２つの層の密着性も高く、耐久性も高い光スイッチング素子を提供できる。
【００３５】
干渉層２３を誘電体多層膜とすることにより、支持層２４の表面の反射を期待しないで反射率の高い光スイッチング素子として形成することも有効である。このような反射体２１ｃの製造プロセスを図５（ａ）〜（ｄ）を参照しながら以下に説明する。この誘電体多層膜を備えた反射体２１ｃは、支持層２４からの反射を期待していないので金属ではなくシリコンなどを用いることができる。
【００３６】
先ず、図５（ａ）に示すように、犠牲層６９の表面にシリコンを蒸着し適当な厚さの支持層２４を形成し、その上に複数の屈折率の異なる誘電体膜を積層して誘電体多層膜１２９を形成する。この際、それぞれの誘電体膜の厚さが上記の式（２）を満足するように形成する。個々の誘電体膜としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）または酸化シリコン（ＳｉＯ２）などの屈折率の異なる薄膜を使用することができる。次に、図５（ｂ）に示すように、誘電体多層膜１２９の表面にレジスト（フォトレジスト）１２３ａを形成してレジスト層１２３ａをマスクとして、エッチャント６８ｃにＣＦ４系ガス、Ｃｌ系ガスなどを用いてドライエッチングすることにより誘電体多層膜１２９による干渉層２９を形成する。
【００３７】
さらに、図５（ｃ）に示すように、形成された干渉層２９をマスクとして、シリコン製の支持層２４をエッチングする。この場合には、Ｏ２プラズマをエッチャント６８ｄとしたドライエッチング（プラズマエッチング）することができる。また、Ｏ２プラズマエッチングにより、レジスト１２３ａは除去される。最後に、図５（ｄ）に示すように犠牲層６９を除去することにより、誘電体多層膜１２９の干渉層２９を備えたマイクロミラー２１ｃおよび光スイッチング素子２０を製造することができる。
【００３８】
誘電体多層膜１２９は、干渉条件を満たすように、適切な厚さの誘電体膜を積層することにより、反射率を高めることができ、上述した金属の支持層２４と干渉膜２３との組み合わせにより得られる反射率と同等の反射率を得ることが可能である。また、誘電体多層膜１２９を干渉膜として設けたマイクロミラー２１ｃであると、支持層２４は充分な強度が得られれば良く、もちろん金属でもよいが、上述したように無機系材料であるシリコンであっても良く、さらに、有機系材料である適当な樹脂で形成することも可能である。
【００３９】
以上に説明したように、本例の支持層２４と干渉層２３または２９を備えた反射体２１ａ〜２１ｃであれば、干渉を利用して反射率の向上を図ることができ、また、反射面の保護も図れる。したがって、低コストで高反射率の光スイッチング素子および光スイッチングデバイスを提供することが可能となる。また、反射面に干渉性の膜が製造されるので、角度依存による光スイッチング素子およびデバイスであると、コントラストをさらに高くすることが可能である。
【００４０】
このため、例えば、図６に示すように、ライトバルブとして本例のマイクロミラーデバイス１０を、画像表示装置の一例であるプロジェクタ１に用いることも有用である。このプロジェクタ１は、白色光源９１と、この光源９１からの光束７１をを３原色に時分割する回転式のカラーフィルタ９３とを備えている。このプロジェクタ１では、時分割された光束７１を跳ね上げミラー９４などによりマイクロミラーデバイス１０に照射され、各色の光束７１が変調されることによりマルチカラーの画像が生成される。変調された光束（表示光）７２は、投射レンズ９６によりスクリーン９７に投影され、高コントラストで明るい、マルチカラー画像を表示することができる。もちろん、本発明は、角度依存のない反射性の光スイッチング素子、たとえば、マイクロミラーが平行に上下に動いてスイッチングするような素子、あるいはデバイスにも適用することが可能である。
【００４１】
なお、本発明の干渉層を備えた光スイッチングデバイス１０は、図６のプロジェクタに限られず、ラインプリンタ（光プリンタ）に適用することも可能であり、解像度が高く、コントラストの大きな鮮明な潜像を形成することが可能であり、印刷スピードを向上でき、さらに印字品質の高いプリンタとして提供できる。その他にも、本発明の光スイッチングデバイスは、ＴＶやモニタに適した、スクリーンが一体となったリア型のプロジェクタなどの他の映像装置にも適用できる。
【００４２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の光スイッチング素子は、干渉により光を反射可能な透明または半透明の薄膜からなり、反射面を構成する干渉層を、支持層の上に形成するようにしている。したがって、支持層からの反射だけではなく、干渉層の反射を利用して反射率の増大を図ることが可能となり、さらに光の利用効率の高い光スイッチング素子および光スイッチングデバイスを提供できる。したがって、本発明の光スイッチングデバイスを採用することにより、さらに明るく鮮明な画像を投影できるプロジェクタなどの映像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光スイッチング素子の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る光スイッチング素子のマイクロミラーを拡大して示す図である。
【図３】図２に示した光スイッチング素子の製造プロセスの概要を示す図である。
【図４】本発明の異なる例の光スイッチング素子の製造プロセスの概要を示す図である。
【図５】本発明のさらに異なる例の光スイッチング素子の製造プロセスの概要を示す図である。
【図６】本発明に係る光スイッチング素子（反射型の光スイッチングデバイス）を用いたプロジェクタの概要を示す図である。
【符号の説明】
１　　プロジェクタ
１０　　光スイッチングデバイス
２０　　光スイッチング素子
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ　　反射体（マイクロミラー）
２２　　反射面
２３　　干渉層
２４　　支持層
２９　　誘電体多層膜による干渉層
３０　　アクチュエータ
７１　　入射光
７２　　反射光
【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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