【手続補正書】
【提出日】平成17年9月16日(2005.9.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  上面および下面を有する光透過性の基板と、
光透過性の基板の下面に取り付けられた少なくとも１つの偏向可能素子と、
光透過性の基板の下に、その下面から離間して位置する回路基板であり、前記回路基板は少なくとも１つの偏向可能素子のいずれかの組の作動を行い得るアドレッシング回路を備えるものである、回路基板とを具備する空間光変調器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明の実施形態に係る空間光変調器は、上面および下面を有する光透過性の基板と、光透過性の基板の下面に取り付けられた少なくとも１つの偏向可能素子と、光透過性の基板の下に、その下面から離間して位置する回路基板であり、前記回路基板は少なくとも１つの偏向可能素子のいずれかの組の作動を行い得るアドレッシング回路を備えるものである、回路基板とを具備する。
ある好適な実施形態では、アドレッシング回路と、接続された少なくとも１つの電極をさらに備え、少なくとも１つの電極の各々は、少なくとも１つの電極と対応する偏向可能素子との間にバイアス電圧が印加された時に、少なくとも１つの偏向可能素子のうちの対応する１つ以上を選択的に偏向させるように配置されている。
ある好適な実施形態では、少なくとも１つの偏向可能素子の各々が反射性であり、金属の層を備える。
ある好適な実施形態では、少なくとも１つの偏向可能素子の各々が構造支持層をさらに備える。
ある好適な実施形態では、少なくとも１つの偏向可能素子のうちの少なくとも１つが、１つ以上のねじりヒンジがプレートの辺縁に沿って配置されており、それによりプレートは辺縁に関して回転し得る、光透過性の基板に取り付けられている本質的に剛いプレートをさらに備える。
ある好適な実施形態では、少なくとも１つの偏向可能素子の各々と光透過性の基板との間の接触領域を制限するための手段をさらに備える。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板がアパーチュア層を備え、それにより光は光透過性の基板の下面の一部を通ってのみ通過し得る。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板が固定光学素子を備える。
ある好適な実施形態では、少なくとも１つの偏向可能素子の各々が導電性部分を含み、静電気によって偏向可能である。
ある好適な実施形態では、少なくとも１つの偏向可能素子の各々を回路基板に電気的に接続する手段をさらに備える。
ある好適な実施形態では、少なくとも１つの偏向可能素子の各々が、本質的に剛性であり、柔軟性ヒンジによって光透過性の基板に取り付けられている。
ある好適な実施形態では、少なくとも１つの偏向可能素子が複数の反射性偏向可能素子よりなり、複数の反射性偏向可能素子は複数のサブセットにまとめられており、各サブセットは入射光を特定の角度で選択的に誘導するように配向されている。
ある好適な実施形態では、少なくとも１つの偏向可能素子の少なくとも１つが金属の層を含む積層構造から構成されている。
ある好適な実施形態では、回路基板が、少なくとも１つの反射性偏向可能素子の各々と光透過性の基板との間に静電気による吸引力（静電引力）を発生するための電極を備える。
本発明の実施形態に係る空間光変調器の製造プロセスは、光透過性の基板の上に犠牲層を堆積する工程と、以後の層の基板への取り付けを可能にする孔を、犠牲層を貫通してエッチングする工程と、犠牲層の上に反射層を堆積する工程と、反射層を孔によって光透過性の基板に接続する工程と、１つ以上の反射性偏向可能素子を画成するために反射層をパターン形成する工程と、反射性素子が解放され偏向し得るように犠牲層を除去する工程と、回路基板にアドレッシング回路および電極を形成する工程と、光透過性の基板および回路基板を整列させ結合し、ここにおいて反射性素子がアドレッシング回路および電極によって選択的に作動可能となる工程とよりなる。
ある好適な実施形態では、犠牲層が光透過性の基板に堆積される前にアパーチュア層が光透過性の基板に堆積され、それにより前記アパーチュア層は光が基板領域のサブセットを通ってのみ通過可能にする。
本発明の実施形態に係る反射性空間光変調器は、回路基板上の電極のアレイと、下面を備える光透過性の基板であり、前記光透過性の基板は回路基板上方にそれから離間して配置されており、前記光透過性の基板は、前記電極のアレイに対応し前記下面に取り付けられた導電性反射性偏向可能素子のアレイを備えるものである、光透過性の基板とよりなる。
ある好適な実施形態では、反射性偏向可能素子は行ごとに電気的に接続されており、電極は、ピクセル位置において行と交差する列ごとに電気的に接続されており、それにより、個々のピクセルが、適切な行および列のバイアスを選択的に印加し静電引力を発生させることによってオンオフされ得る。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板はアパーチュア層を備えており、前記アパーチュア層は光が基板領域のサブセットを通ってのみ通過可能にする。
ある好適な実施形態では、少なくとも１つの偏向可能素子の各々は光透過性の基板に対してある角度を有するミラーを備えており、前記角度はアドレッシング回路の対応する電極を作動させることによって連続的に変えることができる。
ある好適な実施形態では、少なくとも１つの偏向可能素子の各々は、前記角度が増大した時に、ミラーストップの自由端が光透過性の基板に接近して動くようにミラーと堅固に接続されたミラーストップをさらに備える。
ある好適な実施形態では、ミラーストップは、ミラーストップの自由端が光透過性の基板と接触した時にミラーの自由端が回路基板から分離されるように構造化されている。
ある好適な実施形態では、前記少なくとも１つの偏向可能素子の各々が、少なくとも１つの偏向可能素子の各々が対応するヒンジに関して自由に回転するようにヒンジによって回路基板と接続されており、ミラーストップはミラーの反対側でヒンジと接続されている。
ある好適な実施形態では、ミラーストップが、角度が最大値にある時に光透過性の基板と接触するように構成された先鋭な接触先端を備える。
ある好適な実施形態では、ミラーストップがミラーと共面である。
ある好適な実施形態では、ミラーストップおよび光透過性の基板が電気的に接続されている。
ある好適な実施形態では、少なくとも１つの偏向可能素子のうちの少なくとも１つが、ミラープレートと、ミラープレートを光透過性の基板に接続するヒンジであり、前記ヒンジは、ミラープレートに力が加えられた時にヒンジに曲げが生じ、その結果、ミラープレートと光透過性の基板との間の角度が変わるように構造化されている、ヒンジとよりなる。
ある好適な実施形態では、ヒンジがミラープレートの辺縁に沿って配置されている。
ある好適な実施形態では、ヒンジがミラープレートに比べて相対的に弾性的である。
ある好適な実施形態では、ヒンジ材料がミラー材料より小さい弾性率を有する。
ある好適な実施形態では、ヒンジがミラープレートより薄い。
ある好適な実施形態では、ヒンジがミラープレートと異なる平面にある。
ある好適な実施形態では、ヒンジがミラープレートと光透過性の基板との間に配置されている。
ある好適な実施形態では、ヒンジが本質的に透明な材料により構成されている。
ある好適な実施形態では、ミラープレートがヒンジと光透過性の基板との間に配置されている。
ある好適な実施形態では、少なくとも１つの偏向可能素子のうちの少なくとも１つが作動時にアドレッシング回路に向けて偏向する。
ある好適な実施形態では、少なくとも１つの偏向可能素子をアドレッシング回路に向けてスナップ動作させるために要する前記アドレッシング回路の電圧が、偏向可能素子がアドレッシング回路から解放される際の前記アドレッシング回路の電圧よりも大きい。
ある好適な実施形態では、空間光変調器の二次元アレイの部分よりなる。
ある好適な実施形態では、アドレッシング回路がメモリアレイよりなる。
ある好適な実施形態では、メモリアレイがＤＲＡＭメモリアレイよりなる。
ある好適な実施形態では、メモリアレイがＳＲＡＭメモリアレイよりなる。
ある好適な実施形態では、回路基板がシリコンダイの一部よりなる。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板が石英よりなる。
ある好適な実施形態では、反射性偏向可能素子の少なくとも１つに対し電磁放射を伝搬するように構成された光源と、反射された電磁放射の少なくとも一部を受光するように構成された結像光学系とをさらに備える。
ある好適な実施形態では、少なくとも１つの偏向可能素子が、光学的に透明な支持層と、反射層とよりなる。
ある好適な実施形態では、光学的に透明な支持層が窒化ケイ素層よりなる。
ある好適な実施形態では、反射層がアルミニウム層よりなる。
ある好適な実施形態では、前記少なくとも１つの反射性偏向可能素子の１つ以上のサブセットに電圧バイアスをアサートするように構成された電圧源をさらに備える。
ある好適な実施形態では、犠牲層を除去する工程が、反射性偏向可能素子を光透過性の基板に接続するヒンジの１つを除き反射性偏向可能素子を解放するためにＸｅＦ２気相エッチングにより犠牲層をエッチングする工程よりなる。
ある好適な実施形態では、反射層を堆積する工程が、第１の屈折率の第１の誘電層を堆積する工程と、第１の屈折率と異なる第２の屈折率の第２の誘電層を堆積する工程とよりなる。
ある好適な実施形態では、反射層をパターン形成する工程が、光学透過性層を堆積する工程と、自由端を有するミラーストップを形成するために光学透過性層をパターン形成する工程と、ミラーストップが光透過性の基板に接触した時に導電性材料が光透過性の基板と接触しないように導電性材料をミラーストップに堆積する工程とよりなる。
ある好適な実施形態では、導電性材料を堆積する工程が、ミラーストップの自由端に向けてある角度で導電性材料を堆積する工程よりなる。
本発明の実施形態に係る空間光変調器を動作させるプロセスは、アドレッシング回路と反射性偏向可能素子との間にバイアス電圧をアサートする工程であり、アドレッシング回路は回路基板に含まれており、反射性偏向可能素子は光透過性の基板の下面に取り付けられており、光透過性の基板は回路基板の下方に分離されて（離間して）配置されている。
ある好適な実施形態では、バイアス電圧をアサートする工程が、反射性偏向可能素子に負電圧をアサートする工程と、アドレッシング回路に０〜５ボルトの正電圧をアサートする工程とよりなる。
ある好適な実施形態では、少なくとも１つの偏向可能素子の各々と回路基板との間における接触領域を制限するための手段をさらに備える。
本発明の実施形態に係る空間光変調器は、上面と下面を有する光透過性の基板と、光透過性の基板の下面に取り付けられた偏向可能素子であって、第１と第２の部分を有し、該偏向可能素子が偏向する時に、第２の部分が該下面のほうに向くように動くとともに第１の部分が該下面から遠ざかるほうを向くように動き、第２の部分が前記下面と接触することで偏向が制限される偏向可能素子と、光透過性の基板の下方に、該基板の下面から離間して設けられた回路基板とを具備する。
ある好適な実施形態では、前記回路基板は偏向可能素子と回路基板との間に静電引力を発生させる電極を有する。
ある好適な実施形態では、回路基板に組み込まれたアドレッシング回路と該アドレッシング回路に接続された電極とをさらに具備し、該電極は、電極と偏向可能素子との間にバイアス電圧が印加されたときに偏向可能素子を選択的に偏向させるよう構成された。
ある好適な実施形態では、変調器は、第１の電圧差が偏向可能素子と電極の間に印加されたときに、偏向可能素子は固定された偏向位置に移動し、偏向可能素子と電極の間に、該第１の電圧よりも小さい第２の電圧が印加されるまで当該固定された偏向位置にとどまるよう構成されている。
ある好適な実施形態では、アドレッシング回路の動作電圧は約５ボルトを越えない。
ある好適な実施形態では、アドレッシング回路は記憶アレイを有する。
ある好適な実施形態では、記憶アレイはＤＲＡＭ回路を有する。
ある好適な実施形態では、記憶アレイはＳＲＡＭ回路を有する。
ある好適な実施形態では、回路基板がシリコンダイの一部である。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板はクォーツを有する。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板は、光が光透過性の基板の下面を通ってのみ伝播されるようにパターンが形成されたアパーチュア層を有する。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板は固定された光学素子を具備する。
ある好適な実施形態では、前記下面が前記第２の部分と下面との接触面を最小にするよう形成されている。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が導電層を有する。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が反射性で導電性の層を有する。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が導電性の部分を有し、静電力によって偏向することができる。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が回路基板と電気的に接続されている。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が構造的な支持層を有する。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が光学的に透明な支持層と反射層とを有する。
ある好適な実施形態では、光学的に透明な支持層は窒化シリコンを含む。
ある好適な実施形態では、反射層がアルミニウムを含む。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子の第１の部分が、偏向可能素子の第２の部分がその中に丁度収容される形状を有する。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子は実質的に剛体であり、柔軟性を有するヒンジによって光透過性の基板に取り付けられている。
ある好適な実施形態では、ヒンジがねじれヒンジである。
ある好適な実施形態では、ヒンジが偏向可能素子に比較して弾性的である。
ある好適な実施形態では、ヒンジが、偏向可能素子を構成する材料の少なくとも１つよりも弾性率の小さな材料を含む。
ある好適な実施形態では、ヒンジの厚さが偏向可能素子の厚さよりも小さい。
ある好適な実施形態では、ヒンジが実質的に透明な材料からなる。
ある好適な実施形態では、ヒンジは偏向可能素子とは異なる平面上に位置する。
ある好適な実施形態では、ヒンジが偏向可能素子と光透過性の基板との間に位置する。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子はヒンジと光透過性の基板の間に位置する。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子は、回路の対応する電極に所定の角度に対応する電圧を印加することによって複数の角度に偏向することができる。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子は偏向のない位置から偏向した位置に移動することができ、光源と結像手段とが共に光透過基板の同じ側に位置し、偏向可能素子が偏向位置にあるときには、偏向可能素子の一部が光源からの光を結像光学手段に向けて反射する。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が無偏向位置から第２の偏向位置に移動することができ、光源と第２の結像手段とが共に光透過基板の同じ側に位置し、偏向可能素子が第２の偏向位置にあるときには、偏向可能素子の一部が光源からの光を第２の結像光学手段に向けて反射する。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子は偏向のない位置から偏向した位置に移動することができ、光源と結像手段とが共に光透過基板の同じ側に位置し、偏向可能素子が偏向の無い位置にあるときには、偏向可能素子の一部が光源からの光を結像光学手段に向けて反射する。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が無偏向位置から第２の偏向位置に移動することができ、光源と第２の結像手段とが共に光透過基板の同じ側に位置し、偏向可能素子が第２の偏向位置にあるときには、偏向可能素子の一部が光源からの光を第２の結像光学手段に向けて反射する。
ある好適な実施形態では、第２の部分が第１の部分よりも幅が狭く、第１の部分から延びている。
ある好適な実施形態では、第２の部分の形状が、第２の部分と光透過性の基板の接触面を最小化する。
ある好適な実施形態では、第２の部分が、偏向可能素子が最大偏向位置にあるときに光透過性の基板と接触するように構成された鋭利なコンタクトチップを具備する。
ある好適な実施形態では、第２の部分が第１の部分と平行である。
ある好適な実施形態では、第２の部分と前記下面とが電気的に接続されている。
ある好適な実施形態では、さらに偏向可能素子にバイアス電圧を印加する電圧源を具備する。
ある好適な実施形態では、当該空間光変調器は空間光変調器アレイの一部である。
ある好適な実施形態では、さらに、前記偏向可能素子と類似の形状を有する複数の反射性偏向可能素子を具備し、複数の反射性偏向可能素子のうちの選択された偏向可能素子が複数のサブセットにグループ化され、各サブセットが入射光を特定の角度に向けるように方向付けられている。
ある好適な実施形態では、さらに、光透過性の基板の下面に取り付けられた第２の偏向可能素子を具備し、当該第２の偏向可能素子は第３の部分と第４の部分を有して、第２の偏向可能素子が偏向した際は、第４の部分が前記下面の方向を向くと共に第３の部分が前記下面から離れる方向を向き、第２の偏向可能素子の偏向は第４の部分が前記下面と接触することによって制限される。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子と第２の偏向可能素子は、第２の部分と第４の部分がそれぞれ前記下面と接触したときは互いにほぼ同じ偏向角になる。
本発明の実施形態に係る光の方向付け方法は、表面を有する光透過性基盤を準備し、該基板の表面に接続された実質的に剛体である偏向可能素子を準備し、偏向可能素子は第１の部分と、第２の部分と、反射面とを有し、偏向可能素子は無偏向位置と偏向位置をとることができ、第２の部分は基板の表面の方向へ向いて基板の表面と接触すると同時に第１の部分は基板の表面から遠ざかる方向を向くように構成し、偏向可能素子を無偏向位置に位置付け、光源からの光線を基板を通して反射面に当てて、偏向可能素子が無偏向状態に位置付けて、反射した当該光線を基板を通して第１の方向に向け、偏向可能素子を偏向位置に位置付けて、反射した当該光線を基板を通して第２の方向に向ける過程を含む。
ある好適な実施形態では、第１の方向へ向けて反射された光線が光学的結像手段に当てられる。
ある好適な実施形態では、第２の方向へ向けて反射された光線が光学的結像手段に当てられる。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板の下部に、これと離間して回路基板を設け、偏向可能素子と回路基板との間に第１の電位差を与えて偏向可能素子を偏向位置に位置付け、第１の電位差よりも小さな第２の電位差が偏向可能素子と回路基板との間に加えられるまで偏向可能素子を偏向位置にとどめる。
本発明の実施形態に係る空間光変調器の製造方法は、光透過性の基板上に犠牲層を形成し、該犠牲層を貫通する開口を形成し、該犠牲層上に支持層を形成してパターニングし、偏向可能素子は第１の部分と、第２の部分と、反射面とを有し、偏向可能素子は無偏向位置と偏向位置をとることができ、第２の部分は基板の表面の方向へ向くと共に第１の部分は基板の表面から遠ざかる方向を向き、偏向可能素子の偏向は第２の部分が基板と接触することで制限されるように構成し、偏向可能素子の一部の上にヒンジ層を形成してパターニングし、ヒンジの一部が前記開口の中に延びて偏向可能素子を基板と接合させ、犠牲層を除去して偏向可能素子が偏向可能なようにすることを含む。
ある好適な実施形態では、ヒンジ層を形成してパターニングした後に、基板の偏向可能素子の第１と第２の部分の上に反射性の導電層を形成し、第１の部分の上に設けた反射性導電層の少なくとも一部を、基盤の上に設けた反射性導電層の少なくとも一部と電気的に接続する。
ある好適な実施形態では、前記犠牲層の一部を除去して開口の内部を延びるヒンジ層の一部を露出させ、前記偏向可能素子上に導電性反射層を形成して偏向可能素子を第２の偏向可能素子と電気的に接続する。
ある好適な実施形態では、基板をパターニングして浮き彫りになった部分を形成し、当該浮き彫りになった部分と前記第２の部分とが接触することによって偏向が制限されるようにする。
本発明の実施形態に係る空間光変調器の製造方法は、光透過性の基板上に犠牲層を形成し、該犠牲層を貫通する開口を形成し、該犠牲層上に支持層を形成してパターニングして、偏向可能素子に第１の部分と、第２の部分と、第１の犠牲層に対して露出した部分とを形成し、偏向可能素子が偏向する際、第２の部分は基板の表面の方向へ向くと共に第１の部分は基板の表面から遠ざかる方向を向き、偏向可能素子の偏向は第２の部分が基板と接触することで制限されるように構成し、第１の犠牲層と偏向可能素子の露出した部分の上に第２の犠牲層を形成し、第２の犠牲層を貫通して偏向可能素子の上に第１の開口を形成し、第１の犠牲層と第２の犠牲層を貫通して偏向可能素子からは離れた位置に第２の開口を形成し、ヒンジ層を形成してパターニングし、ヒンジの第１の部分を第１の開口の中を通って偏向可能素子と結合させ、ヒンジの第２の部分を第２の開口を通って基板と結合させて偏向可能素子と基板とを結合し、第１の犠牲層と第２の犠牲層を除去することを含む。
本発明の実施形態に係る空間光変調器の製造方法は、光透過性の基板上に犠牲層を形成し、該犠牲層を貫通する開口を形成し、犠牲層上に反射層を堆積させ、該反射層をパターニングして、第１の部分と第２の部分を有する偏向可能素子を形成し、偏向可能素子が偏向する際、第２の部分は基板の表面の方向へ向くと共に第１の部分は基板の表面から遠ざかる方向を向き、偏向可能素子の偏向は第２の部分が基板と接触することで制限されるように構成し、偏向可能素子を前記開口を通して光透過性の基板と結合し、犠牲層を除去して偏向可能素子が自由に偏向できるようにし、回路基板上に電極を有するアドレッシング回路を形成し、偏向可能素子が電極に印加された電位によって選択的に偏向するように、光透過性の基板と回路基板とを、位置合わせして結合することを含む空間光変調器の製造方法。
ある好適な実施形態では、犠牲層を堆積する前に、光透過性の基板上にアパーチャ層を堆積し、アパーチャ層をパターニングして光透過性の基板を通してのみ光が透過するようにする。
ある好適な実施形態では、犠牲層の除去は、ＸｅＦ2ガス層エッチングによって犠牲層をエッチングすることを含む。
ある好適な実施形態では、反射層の堆積は、第１の屈折率を有する第１の絶縁層を堆積し、第１の屈折率とは異なる第２の屈折率を有する第２の絶縁層を堆積することを含む。
ある好適な実施形態では、反射層の堆積は、光透過性の層を堆積し、光透過性の層をパターニングし、第２の部分が光透過性の基板と接触するときには、導電材料が光透過性の基板と接触しないように第２の部分上に導電材料を堆積する。
ある好適な実施形態では、導電性材料の堆積は、偏向可能素子の第１の部分から第２の部分への方向である方向成分を含む方向に導電性材料を堆積することを含む。
本発明の実施形態に係る空間光変調器は、その上に偏向可能素子を有する光透過性の基板を備えた空間光変調器であって、偏向可能素子は、偏向可能素子が偏向する間に光透過性の基板の方向へ動く第２の部分と光透過性の基板から遠ざかる方向へ動く第１の部分とを備える。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板の下に、該基板から離間されて配置される回路基板をさらに備える。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が光透過性の基板の下部表面上に保持されており、偏向可能素子の第２の部分が該下部表面の方向へ動くと同時に、第１の部分が該下部表面から遠ざかる方向へ動く。
ある好適な実施形態では、前記回路基板は、偏向可能素子と回路基板の間に引力を発生するための電極を備える。
ある好適な実施形態では、前記電極は偏向可能素子の直下に配置される。
ある好適な実施形態では、電極は偏向可能素子の下方に配置され、偏向可能素子と透過性基板はヒンジによって接続される。
ある好適な実施形態では、ヒンジは電極と偏向可能素子との間の偏向可能素子上に伸びている。
ある好適な実施形態では、回路基板に形成されたアドレッシング回路と、アドレッシング回路に接続された電極とをさらに備え、電極と偏向可能素子の間にバイアス電圧が印加された時、偏向可能素子を選択的に偏向させるように電極が配置されている。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子と電極との間に第１の電位差が印加された時偏向可能素子が偏向位置へと動き、第２の電位差が偏向可能素子と電極との間に加えられるまで偏向位置にとどまるように構成されている。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が導電層を有する。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が反射性である。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が構造支持層を備える。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子がアルミニウムを含む。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が実質的に剛性であり、ヒンジが柔軟性である。
ある好適な実施形態では、ヒンジはねじれヒンジである。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子の第２の部分は、光透過性の基板に接触することにより偏向可能素子の偏向を制限するように構成されている。
本発明の実施形態に係る空間光変調器は、その上に偏向可能素子を有する光透過性の基板と、偏向の間に光透過性の基板の方向へ動き、最終的には光透過性の基板に接触することにより偏向可能素子の偏向を制限する部分を有する偏向可能素子とを備える。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板の下に、該基板から離間されて配置される回路基板をさらに備える。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が光透過性の基板の下部表面上に保持されており、偏向の間、偏向可能素子の一部分が該下部表面の方向へ動く。
ある好適な実施形態では、前記回路基板は、偏向可能素子と回路基板の間に引力を発生するための電極を備える。
ある好適な実施形態では、前記電極は偏向可能素子の直下に配置される。
ある好適な実施形態では、電極は偏向可能素子の下に配置され、偏向可能素子と透過性基板はヒンジによって接続される。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子はヒンジにより前記光透過性の基板上に保持されており、ヒンジは電極と偏向可能素子との間の偏向可能素子上に伸びている。
ある好適な実施形態では、回路基板に形成されたアドレッシング回路と、アドレッシング回路に接続された電極とをさらに備え、電極と偏向可能素子の間にバイアス電圧が印加された時、偏向可能素子を選択的に偏向させるように電極が配置されている。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子と電極との間に第１の電位差が印加された時偏向可能素子が偏向位置へと動き、第２の電位差が偏向可能素子と電極との間に加えられるまで偏向位置にとどまるように構成されている。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が導電層を有する。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が反射性である。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が構造支持層を備える。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子がアルミニウムを含む。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が実質的に剛性であり、ヒンジが柔軟性である。
ある好適な実施形態では、ヒンジはねじれヒンジである。
本発明の実施形態に係る光の変調方法は、上部基板と下部基板を備える空間光変調器であって、上部基板は光透過性であって下部基板の上に保持されており、静電気により偏向可能なミラーが光透過性の基板からヒンジによって懸下されており、下部基板は電子回路および底部電極を含む、空間光変調器を準備することと、光透過性の基板を貫通し、静電気により偏向可能なミラーにより反射される入力ビーム光を供給することと、ミラーと底部電極の間に電圧バイアスを印加することにより静電気によりミラーを偏向させることと、偏向位置のミラーによりビーム光を偏向させ、光透過性の基板を通して結像手段に返すこととを含む。
ある好適な実施形態では、下部基板がシリコン基板であり、電子回路が電気的アドレッシング回路である。
ある好適な実施形態では、シリコン基板がＶＬＳＩ−加工されたシリコン基板である。
ある好適な実施形態では、シリコン基板は低密度ＤＲＡＭに類似している。
ある好適な実施形態では、偏向可能ミラーは、ＶＬＳＩプロセスとは適合しないプロセスの一部として堆積されたフィルムからなるミラーである。
ある好適な実施形態では、偏向可能ミラーは、下部基板上のＭＯＳトランジスタを使用して偏向される。
ある好適な実施形態では、偏向可能ミラーはＬＰＣＶＤで成長させた窒化ケイ素を含む。
ある好適な実施形態では、アドレッシング回路はメモリアレイに類似している。
ある好適な実施形態では、下部基板は１つ以上のパッシベーション層を含む。
ある好適な実施形態では、シリコン基板上の電気的アドレッシング回路はＣＭＯＳ技術を使用して加工されている。
ある好適な実施形態では、アドレッシング回路は低密度メモリアレイに類似している。
ある好適な実施形態では、偏向可能ミラーはＬＰＣＶＤにより堆積された物質を含む。
ある好適な実施形態では、ＬＰＣＶＤにより堆積された物質は、ＬＰＣＶＤにより堆積された窒化ケイ素、シリコン酸化物、アモルファスシリコンまたはポリシリコンである。
本発明の実施形態に係る空間光変調器は、光透過性で下部基板の上方に保持されており、静電気により偏向可能なミラーが光透過性の基板からヒンジによって懸下されている上部基板と、電子回路および底部電極を含む下部基板と、ミラーと底部電極の間に電圧バイアスが印加された時に偏向可能で、光透過性の基板を通って入力する光を偏向し、光透過性の基板を通して該偏向された光を結像手段に返すミラーと、を備える。
ある好適な実施形態では、下部基板がシリコン基板であり、電子回路が電気的アドレッシング回路である。
ある好適な実施形態では、シリコン基板がＶＬＳＩ加工されたシリコン基板である。
ある好適な実施形態では、シリコン基板は低密度ＤＲＡＭに類似している。
ある好適な実施形態では、偏向可能ミラーは、ＶＬＳＩプロセスとは適合しないプロセスの一部として堆積されたフィルムからなるミラーである。
ある好適な実施形態では、偏向可能ミラーは、下部基板上のＭＯＳトランジスタを使用して偏向される。
ある好適な実施形態では、偏向可能ミラーはＬＰＣＶＤで成長させた窒化ケイ素を含む。
ある好適な実施形態では、アドレッシング回路はメモリアレイに類似している。
ある好適な実施形態では、下部基板は１つ以上のパッシベーション層を含む。
ある好適な実施形態では、シリコン基板上の電気的アドレッシング回路はＣＭＯＳ技術を使用して加工されている。
ある好適な実施形態では、アドレッシング回路は低密度メモリアレイに類似している。
ある好適な実施形態では、偏向可能ミラーはＬＰＣＶＤにより堆積された物質を含む。
ある好適な実施形態では、ＬＰＣＶＤにより堆積された物質は、ＬＰＣＶＤにより堆積された窒化ケイ素、シリコン酸化物、アモルファスシリコンまたはポリシリコンである。
本発明の実施形態に係る空間光変調器は、互いに接合された第１の基板と第２の基板とを備える空間光変調器であって、  第１の基板は光透過性の基板であってその上に複数の偏向可能マイクロミラー要素を有し、第２の基板はアドレッシング回路と複数の電極とを有する、第１の基板上の偏向可能マイクロミラー要素の偏向を引き起こすシリコン基板である。
ある好適な実施形態では、電極と、対応する偏向可能素子との間にバイアス電圧が印加された時、対応する偏向可能素子を選択的に偏向させるように、各電極が配置されている。
ある好適な実施形態では、各偏向可能素子は反射性であり、金属の層を備える。
ある好適な実施形態では、各偏向可能素子は構造支持層をさらに備える。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子は、１つ以上のねじれヒンジがプレートの辺縁に沿って配置されており、それによりプレートは辺縁に関して回転し得る、光透過性の基板に取り付けられている実質的に剛性のプレートをさらに備える。
ある好適な実施形態では、各偏向可能素子と光透過性の基板との間の接触領域を制限する手段をさらに備える。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板はアパーチュア層を備え、それにより光が光透過性の基板の一部のみを通過することが可能である。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板が固定光学素子を備える。
ある好適な実施形態では、各偏向可能素子が導電性の部分を備えており、静電力により偏向可能である。
ある好適な実施形態では、各偏向可能素子をシリコン基板に電気的に接続する手段をさらに備える。
ある好適な実施形態では、各偏向可能素子は実質的に剛性であり、柔軟性のヒンジにより光透過性の基板に取り付けられる。
ある好適な実施形態では、各偏向可能素子は複数の反射性偏向可能素子よりなり、複数の反射性偏向可能素子は複数のサブセットにまとめられており、各サブセットは入射光を特定の角度で選択的に誘導するように配向されている。
ある好適な実施形態では、各偏向可能素子は金属の層を含む積層構造から構成されている。
ある好適な実施形態では、電極は、光透過性の基板上の偏向可能素子の静電引力を発生させるために配置されている。
ある好適な実施形態では、電極はアルミニウム電極である。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子は導電性である。
ある好適な実施形態では、反射性偏向可能素子は行ごとに電気的に接続されており、電極は、ピクセル位置において行と交差する列ごとに電気的に接続されており、それにより、個々のピクセルが、適切な行および列のバイアスを選択的に印加し静電引力を発生させることによってオンオフされ得る。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板はアパーチュア層を備えており、前記アパーチュア層は光が基板領域のサブセットを通ってのみ通過可能にする。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子の各々は、角度が増大した時に、ミラーストップの自由端が光透過性の基板に接近して動くようにミラーと堅固に接続されたミラーストップをさらに備える。
ある好適な実施形態では、ミラーストップは、ミラーストップの自由端が光透過性の基板と接触した時にミラーの自由端がシリコン基板から分離されるように構造化されている。
ある好適な実施形態では、前記偏向可能素子の各々が、該偏向可能素子の各々が対応するヒンジに関して自由に回転するようにヒンジによってシリコン基板と接続されており、ミラーストップはミラーの反対側でヒンジと接続されている。
ある好適な実施形態では、ミラーストップが、角度が最大値にある時に光透過性の基板と接触するように構成された先鋭な接触先端を備える。
ある好適な実施形態では、ミラーストップがミラーと共面である。
ある好適な実施形態では、ミラーストップおよび光透過性の基板が電気的に接続されている。
本発明の実施形態に係る空間光変調器は、上面および下面を有する光透過性の基板と、光透過性の基板の下面に取り付けられた複数の反射性偏向可能素子と、光透過性の基板の下に、その下面から離間して、その下面と平行に位置するシリコン基板であって、前記光透過性の基板に取り付けられた偏向可能素子を選択的に作動させるための複数の電極と電子回路を含むシリコン基板とを備える。
ある好適な実施形態では、電極が電子回路に接続されており、電極と、対応する偏向可能素子との間にバイアス電圧が印加された時、対応する偏向可能素子を選択的に偏向させるように電極が配置されている。
ある好適な実施形態では、各偏向可能素子が反射性であり、金属の層を備える。
ある好適な実施形態では、各偏向可能素子が構造支持層をさらに備える。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が、１つ以上のねじりヒンジがプレートの辺縁に沿って配置されており、それによりプレートは辺縁に関して回転し得る、光透過性の基板に取り付けられている実質的に剛性のプレートをさらに備える。
ある好適な実施形態では、各偏向可能素子と光透過性の基板の接触領域を制限する手段をさらに備える。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板がアパーチュア層を備え、それにより光は光透過性の基板の下面の一部を通ってのみ通過し得る。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板が固定光学素子を備える。
ある好適な実施形態では、各偏向可能素子が導電性部分を含み、静電力によって偏向可能である。
ある好適な実施形態では、各偏向可能素子をシリコン基板に電気的に接続する手段をさらに備える。
ある好適な実施形態では、各偏向可能素子が、本質的に剛性であり、柔軟性ヒンジによって光透過性の基板に取り付けられている。
ある好適な実施形態では、各偏向可能素子が複数の反射性偏向可能素子よりなり、複数の反射性偏向可能素子は複数のサブセットにまとめられており、各サブセットは入射光を特定の角度で選択的に誘導するように配向されている。
ある好適な実施形態では、各偏向可能素子が金属の層を含む積層構造から構成されている。
ある好適な実施形態では、シリコン基板が、各偏向可能素子と光透過性の基板との間に静電引力を発生するための電極を備える。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板上の偏向可能素子を偏向させるためのアルミニウム電極をシリコン基板上にさらに備える。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子は導電性である。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子は行ごとに電気的に接続されており、電極は、ピクセル位置において行と交差する列ごとに電気的に接続されており、それにより、個々のピクセルが、適切な行および列のバイアスを選択的に印加し静電引力を発生させることによってオンオフされ得る。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板はアパーチュア層を備えており、前記アパーチュア層は光が基板領域のサブセットを通ってのみ通過可能にする。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子の各々は、角度が増大した時に、ミラーストップの自由端が光透過性の基板に接近して動くようにミラーと堅固に接続されたミラーストップをさらに備える。
ある好適な実施形態では、ミラーストップは、ミラーストップの自由端が光透過性の基板と接触した時にミラーの自由端がシリコン基板と接触しないように構造化されている。
本発明の実施形態に係るプロセスは、空間光変調器を動作させるプロセスであって、回路に接続されたアドレッシング電極と反射性偏向可能素子との間にバイアス電圧をアサートする工程からなり、アドレッシング回路は回路基板に含まれており、反射性偏向可能素子は光透過性の基板の下面に取り付けられており、シリコン基板は光透過性の基板の下方に離間して配置されている。
ある好適な実施形態では、バイアス電圧をアサートする工程が、反射性偏向可能素子に負電圧をアサートする工程と、アドレッシング回路に０〜５ボルトの正電圧をアサートする工程とよりなる。
本発明の実施形態に係る空間光変調器は、偏向可能素子の光透過性の基板に向く側とは反対側に配設されたヒンジを備える偏向可能素子をその上に有する光透過性の基板を備える。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板はその下部表面上に、対応する少なくとも１つのねじれヒンジにより少なくとも１つの偏向可能素子を保持し、偏向可能素子は平面状の上部および下部表面と、それらの間に１つ以上の縁部を有し、少なくとも１つのねじれヒンジは、偏向可能素子の下部表面の中心部に向かって偏向可能素子と接続している。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板は上部および下部表面を有し、偏向可能素子は上部表面、下部表面および１つ以上の縁部表面を有し、ヒンジは光透過性の基板の下部表面上でのみ光透過性の基板と接続しており、
ヒンジは偏向可能素子の下部表面上でのみ偏向可能素子と接続している。
ある好適な実施形態では、その断面に、上から下に向かって、光透過性の基板と、光透過性の基板の下の第１の間隙と、第１の間隙の下の偏向可能素子と、偏向可能素子の下の第２の間隙と、第２の間隙の下のヒンジとを備える。
本発明の実施形態に係る空間光変調器は、実質的に水平に平面上に伸びる光透過性の基板と、光透過性の基板と平行に、該基板から離間して、実質的に水平に平面上に伸びる偏向可能素子と、偏向可能素子を光透過性の基板に偏向可能に接続させるコネクタとを備える空間光変調器であって、コネクタは、光透過性の基板に取り付けられる第１端と、第１端から偏向可能素子の平面を通過して伸びる垂直部分と、偏向可能素子にほぼ平行に、偏向可能素子から離間して平面上に伸びるヒンジ部分と、ヒンジ部分を偏向可能素子に接続する第２端とを有する。
ある好適な実施形態では、ヒンジが柔軟性を有する部分を備え、光透過性の基板を通して見た時に柔軟性を有する部分が偏向可能素子により隠れる。
ある好適な実施形態では、ヒンジは、光透過性の基板の下部表面から偏向可能素子を通過して伸びるポストにより光透過性の基板に接続される。
ある好適な実施形態では、ヒンジは、ポストに接続され、偏向可能素子を通過して伸び、偏向可能素子の下部表面に接続される、柔軟性を有する部分を備える。
ある好適な実施形態では、光透過性の基板の下方に、該基板から離間されて配置される回路基板をさらに備える。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が光透過性の基板の下部表面上に保持されており、偏向可能素子が第１の部分と第２の部分を有し、偏向可能素子が偏向する間、偏向可能素子の第２の部分が下部表面の方向へ動くと同時に、第１の部分が下部表面から遠ざかる方向へ動く。
ある好適な実施形態では、前記回路基板は、偏向可能素子と回路基板との間に引力を発生させるための電極を備える。
ある好適な実施形態では、ヒンジは電極と偏向可能素子との間の偏向可能素子上に伸びて、偏向可能素子の中央部に向かって偏向可能素子と接続している。
ある好適な実施形態では、回路基板に形成されたアドッレッシング回路と、アドレッシング回路に接続された電極をさらに備え、電極は、電極と偏向可能素子の間にバイアス電圧が印加された時、偏向可能素子を選択的に偏向させるように配置されている。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子と電極との間に第１の電位差が印加された時偏向可能素子が偏向位置へと動き、第２の電位差が偏向可能素子と回路基板との間に加えられるまで偏向位置にとどまるように構成されている。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が導電層を有する。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子は反射性である偏向可能素子のアレイの一部である。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子が実質的に剛性であり、ヒンジが柔軟性である。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子の第２の部分は、光透過性の基板に接触することにより偏向可能素子の偏向を制限するように構成されている。
本発明の実施形態に係る投射表示システムは、上記空間光変調器と、光源とを備える。
本発明の実施形態に係る空間光変調器の製造方法は、基板を準備することと、透過性の基板の上方に第１の犠牲層を形成することと、第一の犠牲層の上方に偏向可能素子層を形成することと、偏向可能素子層の上方に第２の犠牲層を形成することと、第２の犠牲層の上方にヒンジを形成することと、第１および第２の犠牲層を除去することを含む。
ある好適な実施形態では、ヒンジは、第１および第２の犠牲層を除去した後は偏向可能素子が基板に偏向可能に連結されるように、基板と偏向可能素子を接続するように形成されている。
ある好適な実施形態では、基板は光ビームが通過できる光透過性の基板とし、偏向可能素子は光ビームを偏向するために配置する。
ある好適な実施形態では、ヒンジを形成すると、ヒンジは除去部分を介して偏向可能素子に接続するように、ヒンジを形成する前に第２の犠牲層の一部を除去することをさらに含む。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子層をパターニングして、それぞれが反射性物質を含む偏向可能素子のアレイを形成する。
ある好適な実施形態では、偏向可能素子層が光反射性で導電性の層を含む。
ある好適な実施形態では、第１および第２の犠牲層がシリコンを含む。
ある好適な実施形態では、第２の犠牲層の形成に先立ち、偏向可能素子層のパターニングをすることをさらに含む。
ある好適な実施形態では、犠牲層の除去に先立ち、ヒンジをパターニングすることをさらに含む。
ある好適な実施形態では、希ガスフッ化物および／またはハロゲンフッ化物により犠牲層を除去する。
ある好適な実施形態では、犠牲層の一部をプラズマで、一部を非プラズマ蒸気エッチングで除去する。
ある好適な実施形態では、回路基板を形成することと、偏向可能に連結する偏向可能素子を有する基板に該回路基板を結合させること、とをさらに含む。
上記および他の利益は、添付図面および詳細な説明の検討の後に当業者には明白となるであろう。