(57)【要約】【課題】可変容量素子における可変により得られる最小の容量値に対する最大の容量値の比を従来よりも増大可能な静電駆動アクチュエータ及びその駆動方法を提供する。【解決手段】基板上に設けた固定電極と、基板に接合された薄膜構造体に設けた可動電極とを有する静電駆動アクチュエータにおいて、  前記可動電極は多段構成の薄膜構造体の各段に設けられていることを特徴とする静電駆動アクチュエータ。【選択図】図１
2009048875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けた固定電極と、基板に接合された薄膜構造体に設けた可動電極とを有す  る静電駆動アクチュエータにおいて、
前記可動電極は多段構成の薄膜構造体の各段に設けられていることを特徴とする静電  駆動アクチュエータ。
【請求項２】
貼り付き防止用の突起を各段に設けたことを特徴とする請求項１記載の静電駆動アク  チュエータ。
【請求項３】
薄膜構造体の最上段と基板上にコンデンサ用電極をそれぞれ設けて、更に両電極の接  触防止用スペーサを設けたことを特徴とする請求項１または２記載の静電駆動アクチュ  エータ。
【請求項４】
薄膜構造体の各段と基板上にコンデンサ用電極をそれぞれ設けて、更に各電極の接触  防止用スペーサを設けたことを特徴とする請求項１または２記載の静電駆動アクチュエ  ータ。
【請求項５】
基板上に設けた固定電極と、基板に接合された多段構成の薄膜構造体の各段に設けた  可動電極とを有する静電駆動アクチュエータの駆動方法であり、
薄膜構造体最上段の可動電極と、１段下の可動電極との間に静電力を発生させて、最  上段の薄膜を１段下の薄膜に引き寄せる第１工程と、
１段下の可動電極と２段下の可動電極との間に静電力を発生させて、最上段及び１段  下の薄膜を２段下の薄膜に引き寄せる第2工程と、
２段下の可動電極と3段下の可動電極との間に静電力を発生させて、最上段、１段下  及び２段下の薄膜を3段下の薄膜に引き寄せる第3工程と、
N（Ｎ：整数）段下の可動電極と基板上の固定電極との間に静電力を発生させて、最  上段、１段下〜Ｎ段下の薄膜を固定電極に引き寄せる第（Ｎ＋１）工程と、により構成  される静電駆動アクチュエータの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変容量コンデンサ、光スイッチ、RFスイッチ等に用いて好適な静電駆動  アクチュエータ及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などの無線通信技術の進展に伴い、高周波回路等で用いる可変キャパシタ  の重要性が高まっている。従来は、このような可変キャパシタとして半導体デバイスで  あるバラクタが用いられているが、そのＱ値は小さく、種々の不都合を招いていた。
【０００３】
そこで、下記非特許文献１には、ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical System）を  用いた可変キャパシタが提案されている。この可変キャパシタは、平行平板をなすよう  に配置された固定電極及び可動電極とを備えている。前記可動部は、両電極間の間隔が  変化するよう固定電極に対して移動し得るとともに、両電極間の間隔が所定間隔（初期  間隔）となる位置に復帰しようとするバネ力が生ずるように、支持部により支持されて  いる。両電極は、当該可変のキャパシタの容量を形成するための容量電極、及び、前記  バネ力に抗した静電力を発生させて両者間の間隔を調整するための駆動電極として、兼  用されている。
【０００４】
しかしながら、非特許文献１に開示された可変キャパシタでは、可動電極の動作範囲  が平行平板の間に制限されるため、可変により得られる最小の容量値に対する最大の容  量値の比をさほど大きくすることができなかった。
【非特許文献１】Darrin J. Young and Bernhard E. Boser, A micromachined varia  ble capacitor for monolithic low-noise VCOs, Solid-State and Actuator Workshop  , Hilton Head, June 1996 pp86-89
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたものであり、可変容量素子に  おける可変により得られる最小の容量値に対する最大の容量値の比を従来よりも増大可  能な静電駆動アクチュエータ及びその駆動方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのため、本発明は「基板上に設けた固定電極と、基板に接合された薄膜構造体に設  けた可動電極とを有する静電駆動アクチュエータにおいて、
前記可動電極は多段構成の薄膜構造体の各段に設けられていることを特徴とする静電  駆動アクチュエータ（請求項１）」を提供する。
【０００７】
また、本発明は「貼り付き防止用の突起を各段に設けたことを特徴とする請求項１記  載の静電駆動アクチュエータ（請求項２）」を提供する。
【０００８】
また、本発明は「薄膜構造体の最上段と基板上にコンデンサ用電極をそれぞれ設けて  、更に両電極の接触防止用スペーサを設けたことを特徴とする請求項１または２記載の  静電駆動アクチュエータ（請求項３）」を提供する。
【０００９】
また、本発明は「薄膜構造体の各段と基板上にコンデンサ用電極をそれぞれ設けて、  更に各電極の接触防止用スペーサを設けたことを特徴とする請求項１または２記載の静  電駆動アクチュエータ（請求項４）」を提供する。
【００１０】
また、本発明は「基板上に設けた固定電極と、基板に接合された多段構成の薄膜構造  体の各段に設けた可動電極とを有する静電駆動アクチュエータの駆動方法であり、
薄膜構造体最上段の可動電極と、１段下の可動電極との間に静電力を発生させて、最  上段の薄膜を１段下の薄膜に引き寄せる第１工程と、
１段下の可動電極と２段下の可動電極との間に静電力を発生させて、最上段及び１段  下の薄膜を２段下の薄膜に引き寄せる第2工程と、
２段下の可動電極と3段下の可動電極との間に静電力を発生させて、最上段、１段下  及び２段下の薄膜を3段下の薄膜に引き寄せる第3工程と、
N（Ｎ：整数）段下の可動電極と基板上の固定電極との間に静電力を発生させて、最  上段、１段下〜Ｎ段下の薄膜を固定電極に引き寄せる第（Ｎ＋１）工程と、により構成  される静電駆動アクチュエータの駆動方法（請求項５）」を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の静電駆動アクチュエータ及びその駆動方法によれば、可変容量素子における可変により得られる最小の容量値に対する最大の容量値の比を、可動電極の動作範囲が平行平板の間に制限される従来技術よりも増大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面に基づいて、実施の形態を説明する。
【実施例】
【００１３】
図１（ａ）に可変容量素子を駆動する本実施例の静電アクチュエータの構造を示す。
【００１４】
本実施例の静電アクチュエータは、基板上に設けた固定電極と、基板に接合
された薄膜構造体に設けた可動電極とを有し、前記可動電極は３段構成の薄膜構造体の各段に設けられている。また、貼り付き防止用の突起が各段に設けられている。
【００１５】
また、薄膜構造体の最上段と基板上に容量電極をそれぞれ設けて、更に両電極の接触防止用スペーサが設けられている。
【００１６】
なお、薄膜構造体の各段と基板上に容量電極をそれぞれ設けて、更に各電極の接触防止用スペーサを設けてもよい。
【００１７】
ここで、本実施例の静電アクチュエータの駆動方法を示す。
【００１８】
第１工程：薄膜構造体最上段（第３段）の可動電極と、１段下（第２段）の可動電極  との間に静電力を発生させて、第３段薄膜を第２段薄膜に引き寄せる（図１ｂ）。
【００１９】
第２工程：１段下（第２段）の可動電極と２段下（第１段）の可動電極との間に静電  力を発生させて、第３段薄膜及び第２段薄膜を第１段薄膜に引き寄せる。
【００２０】
第３工程：2段下（第１段）の可動電極と基板上の固定電極との間に静電力を発生さ  せて、第３段薄膜、第２段薄膜及び第１段薄膜を固定電極に引き寄せる（図１ｃ）。
【００２１】
本実施例の静電駆動アクチュエータ及びその駆動方法によれば、可変容量素子におけ  る可変により得られる最小の容量値に対する最大の容量値の比を、可動電極の動作範囲  が平行平板の間に制限される従来技術よりも増大させることができる。
【００２２】
なお、静電駆動アクチュエータは図２に示す構造でもよい。
【００２３】
また、本発明にかかる静電駆動アクチュエータ及びその駆動方法は、可変容量素子の  みならず、光スイッチ、ＶＯＡ及びＲＦスイッチにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例の静電駆動アクチュエータを示す側面図である。
【図２】静電駆動アクチュエータの別の例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  第３段薄膜上の可動電極        6  第３段薄膜上の容量電極
2第２段薄膜上の可動電極
3第１段薄膜上の可動電極
4基板上の固定電極
5基板上の容量電極
【図１】
2009048875.tif 000003
【図２】
2009048875.tif 000004