(57)【要約】【課題】簡単な構成であってしかもその製造が簡単な透過型電気機械式光スイッチ素子を提供する。【解決手段】透明電極１４を備えた透明基板１０と、透明基板１０上に少なくとも両支持された中空構造の傾斜した薄膜透明梁１２と、薄膜透明梁１２の上の光透過領域の近傍領域に設けられた可動電極１６とで構成され、透明電極１４と可動電極１６間に電圧が印加されたときの静電気力で薄膜透明梁１２が傾倒移動するようにした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極を備えた透明基板と、該透明基板上に少なくとも両支持された中空構造の傾斜した薄膜透明梁と、該薄膜透明梁の上の光透過領域の近傍領域に設けられた可動電極とで構成され、前記透明電極と前記可動電極間に電圧が印加されたときの静電気力で前記薄膜透明梁が傾倒移動することを特徴とする透過型電気機械式光スイッチ素子。
【請求項２】
透明電極を備えた透明基板と、該透明基板上に設けられ透明基板とで平行四辺形をなす両柱材および該両柱材に支持された薄膜透明梁と、該両柱材の少なくとも一方又は薄膜透明梁の上の光透過領域の近傍領域に設けられた可動電極とで構成され、前記透明電極と前記可動電極間に電圧が印加されたときの静電気力で前記柱材が傾倒することを特徴とする透過型電気機械式光スイッチ素子。
【請求項３】
前記可動電極を光を反射又は吸収させる膜から構成することを特徴とする請求項１又は２記載の透過型電気機械式光スイッチ素子。
【請求項４】
前記光を反射又は吸収させる膜を、金属、金属および誘電体多層反射膜、又は透明電極および誘電体多層膜から構成することを特徴とする請求項３記載の透過型電気機械式光スイッチ素子。
【請求項５】
前記薄膜透明梁をポリイミド、フォトレジスト、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレン、その他樹脂、又はその他有機材料から構成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の透過型電気機械式光スイッチ素子。
【請求項６】
透明電極を備えた透明基板と、該透明基板上に設けられ透明基板とで平行四辺形をなす両柱材および該両柱材に支持された薄膜透明梁と、該両柱材の少なくとも一方又は薄膜透明梁の上の光透過領域の近傍領域に設けられた遮光部材又は反射部材と、該両柱材の一方から前記透明電極へ向けて延設されるアームと、該アームの先端に設けられた非透明電極とで構成され、前記透明電極と前記非透明電極間に電圧が印加されたときの静電気力で前記柱材が傾倒することを特徴とする透過型電気機械式光スイッチ素子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載の透過型電気機械式光スイッチ素子を一次元又は二次元に配設して成ることを特徴とする光スイッチアレイ。
【請求項８】
光スイッチアレイの光の入射又は出射側に該光を集光するマイクロレンズアレイを設けたことを特徴とする請求項７記載の光スイッチアレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電気力により可動薄膜を移動させて、光の透過、遮断を行う透過型電気機械式光変調（ＭＥＭ）素子およびそのスイッチアレイに関する。
【０００２】
【従来技術】
この分野におけいて、シリコン基板上に梁が垂直に動くようにした回折格子光バルブは早くから知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特表平１０−５１０３７４号公報
【特許文献２】
特開平１１−２５８５５８号公報
【０００４】
特許文献１記載の光ビーム変調器は、次のａ〜ｄから構成されている。
ａ．各要素が第一の縁及び第二の縁及び光反射平面を有する複数の細長い要素と、前記要素は第一のグループの要素が第二のグループの要素と互いにかみあわされるように前記第一のグループと前記第二のグループにグループ分けされ、かつ前記要素は互いに平行に配列されている。
ｂ．それらの縁で前記第一のグループ及び前記第二のグループの要素を懸架する手段、
ｃ．前記第一のグループに第一のバイアス電圧を印加する手段及び前記反射表面が実質的に同一平面にありかつ入射光ビームを反射する第一の平面内にあるように前記第二のグループに第二のバイアス電圧を印加する手段、
ｄ．第一の平面に平行でありかつ前記入射光ビームを回折する第二の平面に向けて前記平面に垂直な前記第一のグループの前記要素を選択的に偏向させる手段。
【０００５】
一方、特許文献２記載の光変調器は、紫外線の平面光源上に、電気機械動作により平面光源からの光を光変調する一次元又は二次元マトリクス状の光変調部を配設し、この光変調部から出射される光に励起される蛍光体を光変調部に対して対向配置し、また光変調部を、導光板上に設けた一方の電極である透明な信号電極と、この信号電極に空隙を挟んで対向する透明な可撓薄膜と、可撓薄膜に設けられ信号電極に対向する他方の電極である走査電極とを具備し、信号電極と走査電極とに電界を印加することで発生した静電気力によって可撓薄膜を撓ませ、可撓薄膜を透過して出射する光を変調するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１記載のものは、構成上反射型であり、したがって光の透過／遮断を行うことができなかった。
また、特許文献２記載のものは、光干渉を用いているため、素子を製作する上での制御が困難であった。特に薄膜梁の形状が光変調器のオン／オフに影響するため、薄膜梁を正確に製作する必要があり、これが困難であった。しかも多層構造になっているのも欠点であった。
本発明はこれらの課題を解決するもので、本発明の目的は、簡単な構成の透過型電気機械式光スイッチ素子であってしかもその製造が簡単な透過型電気機械式光スイッチ素子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の透過型電気機械式光スイッチ素子によれば、透明電極を備えた透明基板と、該透明基板上に少なくとも両支持された中空構造の傾斜した薄膜透明梁と、該薄膜透明梁の上の光透過領域の近傍領域に設けられた可動電極とで構成され、前記透明電極と前記可動電極間に電圧が印加されたときの静電気力で前記薄膜透明梁が傾倒移動するようにしたので、簡単な構成の透過型電気機械式光スイッチ素子であってしかもその製造が簡単な透過型電気機械式光スイッチ素子が得られることとなる。
なお、透明基板上に少なくとも両支持された中空構造の傾斜した薄膜透明梁は、傾斜部の梁と該傾斜部の梁とは材料が異なり高さの異なる複数の柱状部から成る構成であってももちろん良い。
【０００８】
請求項２記載の透過型電気機械式光スイッチ素子によれば、透明電極を備えた透明基板と、該透明基板上に設けられ透明基板とで平行四辺形をなす両柱材および該両柱材に支持された薄膜透明梁と、該両柱材の少なくとも一方又は薄膜透明梁の上の光透過領域の近傍領域に設けられた可動電極とで構成され、前記透明電極と前記可動電極間に電圧が印加されたときの静電気力で前記柱材が傾倒するようにしたので、簡単な構成の透過型電気機械式光スイッチ素子であってしかもその製造が簡単な透過型電気機械式光スイッチ素子が得られ、さらに１個の薄膜透明梁に２つの光路を採ることが可能となる。
【０００９】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の透過型電気機械式光スイッチ素子において、前記可動電極を光を反射又は吸収させる膜で構成したので、別途光路を遮る部材を設ける必要がなくなり、簡単な構成の透過型電気機械式光スイッチ素子であってしかもその製造が簡単な透過型電気機械式光スイッチ素子が得られることとなる。
【００１０】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の透過型電気機械式光スイッチ素子において、前記光を反射又は吸収させる膜を、金属、金属および誘電体多層反射膜、又は透明電極および誘電体多層膜で構成したので、簡単な構成で丈夫な透過型電気機械式光スイッチ素子であってしかもその製造が簡単な透過型電気機械式光スイッチ素子が得られることとなる。
【００１１】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか１項記載の透過型電気機械式光スイッチ素子において、前記薄膜透明梁をポリイミド、フォトレジスト、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレン、又はその他樹脂、その他有機材料で構成したので、簡単な構成で丈夫な透過型電気機械式光スイッチ素子であってしかもその製造が簡単な透過型電気機械式光スイッチ素子が得られることとなる。
【００１２】
請求項６記載の透過型電気機械式光スイッチ素子の発明は、透明電極を備えた透明基板と、該透明基板上に設けられ透明基板とで平行四辺形をなす両柱材および該両柱材に支持された薄膜透明梁と、該両柱材の少なくとも一方又は薄膜透明梁の上の光透過領域の近傍領域に設けられた遮光部材又は反射部材と、該両柱材の一方から前記透明電極へ向けて延設されるアームと、該アームの先端に設けられた非透明電極とで構成され、前記透明電極と前記非透明電極間に電圧が印加されたときの静電気力で前記柱材が傾倒するようにしたので、簡単な構成で変位量の大きい透過型電気機械式光スイッチ素子であってしかもその製造が簡単な透過型電気機械式光スイッチ素子が得られることとなる。
【００１３】
請求項７記載の光スイッチアレイの発明は、請求項１〜６のいずれか１項記載の透過型電気機械式光スイッチ素子を一次元又は二次元に配設したので、シンプルな構成で製造の簡単な光スイッチアレイを得ることができる。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の光スイッチアレイにおいて、光スイッチアレイの光の入射又は出射側に該光を集光するマイクロレンズアレイを設けたので、マイクロレンズアレイによって集光されるため光の利用効率が高まり、小さな開口面積であっても高効率で明るい変調光が得られるようになる。
また、マイクロレンズアレイを設けない場合に比べて薄膜透明梁の変位量を小さくできるため、薄膜透明梁の駆動エネルギーの低減が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態について図面に基づいて説明する。
〈第１の実施の形態〉
まず、第１の実施の形態について図１に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る透過型電気機械式光スイッチ素子の縦断面図で、（ａ）は非動作時（電圧無印加時）、（ｂ）は動作時（電圧印加時）である。
【００１６】
図１（ａ）および（ｂ）において、１００は第１の実施の形態に係る透過型電気機械式光スイッチ素子、１０は透明基板、１２は透明基板上に高さの異なる柱材で両支持された中空構造の傾斜した薄膜透明梁、１４は透明基板１０の上に設けられた透明電極、１６は薄膜透明梁１２の上部の光路Ｌ（光透過領域）の近傍に設けられた反射ないし遮光電極（可動電極）である。薄膜透明梁１２で形成される柱材の一方は透明基板１０に対して垂直ではなくて、鋭角（変位量）θ１で傾斜している。
【００１７】
図１（ａ）のように、透明電極１４と反射／遮光電極１６との間に電圧が印加されないときは、通常、透明梁１２が動かないので透明基板１０の下方から来る光は透明梁１２を透過して上方へ抜ける（光路Ｌ参照）。
一方、  図１（ｂ）のように、透明電極１４と反射／遮光電極１６間に電圧が印加されると、反射／遮光電極１６が透明電極１４に静電気力で引きつけられ、これに伴って透明梁１２が動作して斜め下方に移動して反射／遮光電極１６が光路を覆う（光路Ｌ参照）。この場合、反射電極であれば光は反射して光路を引き返し、遮光電極１６であれば遮光する。
そして、再び透明電極１４と反射／遮光電極１６間の電圧を無くすと、静電気力が無くなり、透明梁１２の弾性復帰力で図１（ａ）の状態に戻る。この場合の復帰は両柱材で行われるため、従来の片持ち支持のＭＥＭメカシャッタと比べて、復元力が大きくなり、高速可動に適している。
【００１８】
斜行梁の製作は、例えば犠牲層（最終的に空隙を形成するために、工程の後で除去される層）を形成するさいにフォトマスクの面の濃度を変えたものを用いて露光することにより犠牲層が傾斜するので、これによって斜行梁が製作できる。本発明によれば膜構成がシンプルとなり製造が容易となる。
なお、斜行梁はここでは両支持の例を示したが、さらに梁の中央付近で支持することも可能である。
また、透明基板上に少なくとも両支持された中空構造の傾斜した薄膜透明梁は、傾斜部の梁と該傾斜部の梁とは材料が異なり高さの異なる複数の柱状部から成る構成であってももちろん良い。
【００１９】
光を反射又は吸収させる膜としては、金属薄膜（金、銀、パラジウム、亜鉛、アルミニウム、ニッケル、金属酸化物等）、金属および誘電体多層反射膜、又は透明電極および誘電体多層膜から構成することができる。
また、薄膜透明梁１２としては、ポリイミド、フォトレジスト、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレン、その他樹脂、又はその他有機材料から構成することができる。
【００２０】
この透過型電気機械式光スイッチ素子１００を多数個、一次元又は二次元に配列することにより、シンプルな構成で製造の簡単な光スイッチアレイを得ることができる。
【００２１】
〈第１の実施の形態の変形１〉
次に、第１の実施の形態の変形１について図２に基づいて説明する。
図２は、本発明の第１の実施の形態の変形１に係る透過型電気機械式光スイッチ素子の縦断面図で、（ａ）は非動作時（電圧無印加時）、（ｂ）は動作時（電圧印加時）である。
図２（ａ）および（ｂ）において、１２０は第１の実施の形態の変形１に係る透過型電気機械式光スイッチ素子、１０は透明基板、１２は透明基板上に高さの異なる柱材で両支持された中空構造の傾斜した薄膜透明梁、１４は透明基板１０の上に設けられた透明電極、１６’は薄膜透明梁１２の下部（裏部）の光路Ｌ（光透過領域）の近傍に設けられた反射ないし遮光電極（可動電極）である。
図２が図１と異なるのは、可動電極１６’の取り付け位置が薄膜透明梁１２の下部（裏部）である点である。
【００２２】
図２（ａ）のように、透明電極１４と反射／遮光電極１６との間に電圧が印加されないときは、通常、透明梁１２が動かないので透明基板１０の下方から来る光は透明梁１２を透過して上方へ抜ける（光路Ｌ参照）。
一方、  図２（ｂ）のように、透明電極１４と反射／遮光電極１６間に電圧が印加されると、反射／遮光電極１６が透明電極１４に静電気力で引きつけられ、これに伴って透明梁１２が動作して斜め下方に移動して反射／遮光電極１６が光路を覆う（光路Ｌ参照）。この場合、反射電極であれば光は反射して光路を引き返し、遮光電極１６であれば遮光する。
そして、再び透明電極１４と反射／遮光電極１６間の電圧を無くすと、静電気力が無くなり、透明梁１２の弾性復帰力で図２（ａ）の状態に戻る。
この変形例１では、可動電極１６’が薄膜透明梁１２の下部（裏部）にあるので、固定電極１４との距離が短くなり、したがって同じ静電界下でも大きな吸引力が発生するため高速可動に適している。
【００２３】
〈第１の実施の形態の変形２〉
次に、第１の実施の形態の変形２について図３に基づいて説明する。
図３は、本発明の第１の実施の形態の変形２に係る透過型電気機械式光スイッチ素子の縦断面図で、（ａ）は非動作時（電圧無印加時）、（ｂ）は動作時（電圧印加時）である。
図３（ａ）および（ｂ）において、１３０は第１の実施の形態の変形２に係る透過型電気機械式光スイッチ素子、１０は透明基板、１２’は透明基板上に高さの異なる柱材で両支持された中空構造の傾斜した薄膜透明梁、１４は透明基板１０の上に設けられた透明電極、１６’は薄膜透明梁１２の下部（裏部）の光路Ｌ（光透過領域）の近傍に設けられた反射ないし遮光電極（可動電極）である。
図２が図１と異なるのは、光路Ｌを覆うエリア（反射／遮光電極）１６’を狭く形成し、薄膜透明梁１２で形成される柱材の傾斜を図１よりさらに傾斜させ、透明基板１０に対する鋭角（変位量）θ３（θ３＜θ１）を１で傾斜した点である。
【００２４】
図３（ａ）のように、透明電極１４と反射／遮光電極１６’との間に電圧が印加されないときは、通常、透明梁１２が動かないので透明基板１０の下方から来る光は透明梁１２’を透過して上方へ抜ける（光路Ｌ参照）。
一方、  図３（ｂ）のように、透明電極１４と反射／遮光電極１６’間に電圧が印加されると、反射／遮光電極１６’が透明電極１４に静電気力で引きつけられ、これに伴って透明梁１２が動作して斜め下方に移動して反射／遮光電極１６’が光路を覆う（光路Ｌ参照）。この場合、反射電極であれば光は反射して光路を引き返し、遮光電極１６’であれば遮光する。
そして、再び透明電極１４と反射／遮光電極１６’間の電圧を無くすと、静電気力が無くなり、透明梁１２’の弾性復帰力で図３（ａ）の状態に戻る。
この変形例２では、薄膜透明梁１２’で形成される柱材の傾斜を図１より傾斜させたので、薄膜透明梁１２’の動く変位量θ３が図１の透明梁１２の動く変位量θ１と比較して小さくて済むので、設計の自由度が大きくなり、マイクロレンズアレイとの組み合わせが可能となる。
【００２５】
また、特許文献２記載の平面表示装置に本発明を適用すると、構成および製造がより簡単化される。すなわち、紫外線の平面光源上に、電気機械動作により平面光源からの光を光変調する一次元又は二次元マトリクス状の本発明に係る光変調部を配設する。この光変調部から出射される光に励起される蛍光体を光変調部に対して対向配置する。また、光変調部は、導光板上に設けた一方の電極である透明な信号電極と、この信号電極に空隙を挟んで対向する透明な可撓薄膜と、可撓薄膜に設けられ信号電極に対向する他方の電極である走査電極とを具備し、信号電極と走査電極とに電界を印加することで発生した静電気力によって可撓薄膜を撓ませ、可撓薄膜を透過して出射する光を変調するようにできる。
これにより干渉型および全反射型を使わずに同じものが、透過型で簡単に製造できる。しかも光利用効率が良く、高真空化が不要で、且つ安価なコストで大面積化が可能であり、しかも、高画質の平面表示装置となる。
【００２６】
〈第２の実施の形態〉
次に、第２の実施の形態について図４に基づいて説明する。
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る透過型電気機械式光スイッチ素子の縦断面図で、（ａ）は非動作時（電圧無印加時）、（ｂ）は動作時（電圧印加時）である。
【００２７】
図４（ａ）および（ｂ）において、２００は第２の実施の形態に係る透過型電気機械式光スイッチ素子、４０は透明基板、４２は透明基板上に設けられ透明基板とで平行四辺形をなす両柱材および該両柱材に支持された薄膜透明梁、４４は透明基板４０の上に設けられた透明電極、４６は薄膜透明梁４２の面の光路Ｌ １、Ｌ２（光透過領域）の近傍に設けられた反射ないし遮光電極（可動電極）である。
【００２８】
図４（ａ）のように、透明電極４４と反射／遮光電極４６との間に電圧が印加されないときは、通常、透明梁４２が動かないので透明基板４０の下方から来る光は透明梁４２を透過して上方へ抜ける（光路Ｌ１、Ｌ２参照）。
一方、  図４（ｂ）のように、透明電極４４と反射／遮光電極４６間に電圧が印加されると、反射／遮光電極４６が透明電極４４に静電気力で引きつけられ、これに伴って透明梁４２が動作して斜め下方に移動して反射／遮光電極４６が光路を覆う（光路Ｌ１、Ｌ２参照）。この場合、反射電極であれば光は反射して光路を引き返し、遮光電極４６であれば遮光する。
そして、再び透明電極４４と反射／遮光電極４６間の電圧を無くすと、静電気力が無くなり、透明梁４２の弾性復帰力で図４（ａ）の状態に戻る。この場合の復帰は両柱材で行われるため、従来の片持ち支持のＭＥＭメカシャッタと比べて、復元力が大きくなり、高速可動に適している。
【００２９】
〈第３の実施の形態〉
次に、第３の実施の形態について図５に基づいて説明する。
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る透過型電気機械式光スイッチ素子の縦断面図で、（ａ）は非動作時（電圧無印加時）、（ｂ）は動作時（電圧印加時）である。
図５（ａ）および（ｂ）において、３００は第３の実施の形態に係る透過型電気機械式光スイッチ素子、５０は透明基板、５２は透明基板上に設けられ透明基板とで平行四辺形をなす両柱材および該両柱材に支持された薄膜透明梁、５３は柱材の一方の途中から透明電極５６へ向けて延設されるアーム、５４は透明基板５０の上に設けられた透明電極、５６はアーム５３の先端に設けられた可動電極である。５８は薄膜透明梁５２の上段に設けられた反射ないし遮光部材である。第３の実施の形態の特徴は、柱材の一方の途中から延設されるアームに可動電極５６を設けることにより、吸引力を大きくすると共に、可動電極５６の変位量を増幅できる点である。
【００３０】
図５（ａ）のように、透明電極５４と可動電極５６との間に電圧が印加されないときは、通常、透明梁５２が動かないので透明基板５０の下方から来る光は透明梁５２を透過して上方へ抜ける（光路Ｌ参照）。
一方、図５（ｂ）のように、透明電極５４と可動電極５６間に電圧が印加されると、可動電極５６が透明電極５４に静電気力で引きつけられ、これに伴ってアーム５３が下方に移動し、この移動量に増幅された移動量で透明梁５２の上段に位置する反射／遮光電極５８が斜め下方に移動して光路を覆う（光路Ｌ参照）。この場合、反射電極であれば光は反射して光路を引き返し、遮光電極であれば遮光する。
そして、再び透明電極５５と可動電極５６間の電圧を無くすと、静電気力が無くなり、透明梁５２の弾性復帰力で図５（ａ）の状態に戻る。この場合の復帰は両柱材で行われるため、従来の片持ち支持のＭＥＭメカシャッタと比べて、復元力が大きくなり、高速可動に適している。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の透過型電気機械式光スイッチ素子によれば、透明電極を備えた透明基板と、該透明基板上に少なくとも両支持された中空構造の傾斜した薄膜透明梁と、該薄膜透明梁の上の光透過領域の近傍領域に設けられた可動電極とで構成され、前記透明電極と前記可動電極間に電圧が印加されたときの静電気力で前記薄膜透明梁が傾倒移動するようにしたので、簡単な構成の透過型電気機械式光スイッチ素子であってしかもその製造が簡単な透過型電気機械式光スイッチ素子が得られることとなる。
【００３２】
請求項２記載の透過型電気機械式光スイッチ素子によれば、透明電極を備えた透明基板と、該透明基板上に設けられ透明基板とで平行四辺形をなす両柱材および該両柱材に支持された薄膜透明梁と、該両柱材の少なくとも一方又は薄膜透明梁の上の光透過領域の近傍領域に設けられた可動電極とで構成され、前記透明電極と前記可動電極間に電圧が印加されたときの静電気力で前記柱材が傾倒するようにしたので、簡単な構成の透過型電気機械式光スイッチ素子であってしかもその製造が簡単な透過型電気機械式光スイッチ素子が得られ、さらに１個の薄膜透明梁に２つの光路を採ることが可能となる。
【００３３】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の透過型電気機械式光スイッチ素子において、前記可動電極を光を反射又は吸収させる膜で構成したので、別途光路を遮る部材を設ける必要がなくなり、簡単な構成の透過型電気機械式光スイッチ素子であってしかもその製造が簡単な透過型電気機械式光スイッチ素子が得られることとなる。
【００３４】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の透過型電気機械式光スイッチ素子において、前記光を反射又は吸収させる膜を、金属、金属および誘電体多層反射膜、又は透明電極および誘電体多層膜で構成したので、簡単な構成で丈夫な透過型電気機械式光スイッチ素子であってしかもその製造が簡単な透過型電気機械式光スイッチ素子が得られることとなる。
【００３５】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか１項記載の透過型電気機械式光スイッチ素子において、前記薄膜透明梁をポリイミド、フォトレジスト、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレン、その他樹脂、又はその他有機材料で構成したので、簡単な構成で丈夫な透過型電気機械式光スイッチ素子であってしかもその製造が簡単な透過型電気機械式光スイッチ素子が得られることとなる。
【００３６】
請求項６記載の透過型電気機械式光スイッチ素子の発明は、透明電極を備えた透明基板と、該透明基板上に設けられ透明基板とで平行四辺形をなす両柱材および該両柱材に支持された薄膜透明梁と、該両柱材の少なくとも一方又は薄膜透明梁の上の光透過領域の近傍領域に設けられた遮光部材又は反射部材と、該両柱材の一方から前記透明電極へ向けて延設されるアームと、該アームの先端に設けられた非透明電極とで構成され、前記透明電極と前記非透明電極間に電圧が印加されたときの静電気力で前記柱材が傾倒するようにしたので、簡単な構成で変位量の大きい透過型電気機械式光スイッチ素子であってしかもその製造が簡単な透過型電気機械式光スイッチ素子が得られることとなる。
【００３７】
請求項７記載の光スイッチアレイの発明は、請求項１〜６のいずれか１項記載の透過型電気機械式光スイッチ素子を一次元又は二次元に配設したので、シンプルな構成で製造の簡単な光スイッチアレイを得ることができる。
【００３８】
請求項８記載の発明によれば、請求項７記載の光スイッチアレイにおいて、光スイッチアレイの光の入射又は出射側に該光を集光するマイクロレンズアレイを設けたので、マイクロレンズアレイによって集光されるため光の利用効率が高まり、小さな開口面積であっても高効率で明るい変調光が得られるようになる。
また、マイクロレンズアレイを設けない場合に比べて薄膜透明梁の変位量を小さくできるため、薄膜透明梁の駆動エネルギーの低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る透過型電気機械式光スイッチ素子の縦断面図で、（ａ）は非動作時（電圧無印加時）、（ｂ）は動作時（電圧印加時）である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の変形１に係る透過型電気機械式光スイッチ素子の縦断面図で、（ａ）は非動作時（電圧無印加時）、（ｂ）は動作時（電圧印加時）である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の変形２に係る透過型電気機械式光スイッチ素子の縦断面図で、（ａ）は非動作時（電圧無印加時）、（ｂ）は動作時（電圧印加時）である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る透過型電気機械式光スイッチ素子の縦断面図で、（ａ）は非動作時（電圧無印加時）、（ｂ）は動作時（電圧印加時）である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る透過型電気機械式光スイッチ素子の縦断面図で、（ａ）は非動作時（電圧無印加時）、（ｂ）は動作時（電圧印加時）である。
【符号の説明】
１０、４０、５０  透明基板
１２、１２’、４２、５２  薄膜透明梁
１４、４４、５４  透明電極
１６、１６’  反射ないし遮光電極（可動電極）
５６  可動電極
５８  反射ないし遮光部材
１００  第１の実施の形態に係る透過型電気機械式光スイッチ素子
２００  第２の実施の形態に係る透過型電気機械式光スイッチ素子
３００  第３の実施の形態に係る透過型電気機械式光スイッチ素子
【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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