(57)【要約】【課題】捻り梁ヒンジを用いないで、支点部材に可動的に載置した板状部材（ミラー）を静電力で駆動する構造の光偏向装置のさらなる改善を図る。【解決手段】支点部材１０４と、該支点部材を挟んで配設された第１および第２電極１０３ａ，１０３ｂと、光反射表面を有する導電性の板状部材とを具備し、板状部材が第１および第２電極と対向して支点部材に可動的に載置され、板状部材と第１および第２電極との電位差による静電力により、板状部材が支点部材を支点に第１電極側あるいは第２電極側に傾斜変位する光偏向装置において、板状部材１０７に対向して液受け部材１０５を設け、板状部材と液受け部材との空間に液状部材１０６を保持した構造とする。【選択図】図１
2009069424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支点部材と、該支点部材を挟んで配設された第１および第２電極と、光反射表面を有する導電性の板状部材とを具備し、前記板状部材が前記第１および第２電極と対向して前記支点部材に可動的に載置され、前記板状部材と前記第１および第２電極との電位差による静電力により、前記板状部材が前記支点部材を支点に第１電極側あるいは第２電極側に傾斜変位する光偏向装置において、
前記板状部材に対向して液受け部材を設け、前記板状部材と前記液受け部材との空間に液状部材を保持したことを特徴とする光偏向装置。
【請求項２】
請求項１記載の光偏向装置において、前記液状部材を保持した液受け部材を二つ以上設けたことを特徴とする光偏向装置。
【請求項３】
請求項１記載の光偏向装置において、前記支点部材を二つ以上配置し、該支点部材に段差部を設け、該段差部を液受け部材として前記液状部材を保持したことを特徴する光偏向装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光偏向装置において、前記液状部材は蒸気圧の低い液体であることを特徴とする光偏向装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光偏向装置において、前記液受け部材と前記液状部材は導電性を有することを特徴とする光偏向装置。
【請求項６】
請求項５記載の光偏向装置において、前記液状部材には液体に炭素や金属微粒子を混合した材料を使用することを特徴とする光偏向装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光偏向装置において、前記板状部材の周囲に、該板状部材の前記電極に平行な面の移動を規制する規制部材をさらに設けたことを特徴とする光偏向装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光偏向装置において、各部材をパッケージに収納し、前記液状部材と組成の近いガスをパッケージに封入したことを特徴とする光偏向装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光偏向装置を複数、アレイ状に配置したことを特徴とする光偏向装置アレイ。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光偏向装置を複数、アレイ状に配置した光偏向装置アレイであって、該光偏向装置アレイをパッケージに収納し、前記液状部材と組成の近いガスをパッケージに封入したことを特徴とする光偏向装置アレイ。
【請求項１１】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光偏向装置を投影光学系の光スイッチ手段に用いてなる画像投影装置。
【請求項１２】
請求項９もしくは１０に記載の光偏向装置アレイを投影光学系の光スイッチ手段に用いてなる画像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光に対する出射光の方向を変える光偏向装置及び光偏向装置アレイ、並びに、該光偏向装置あるいは光偏向装置アレイを光スイッチ手段として用いる投影プロジェクタやデジタルシアターシステム等の画像投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光反射面（ミラー）を持つ板状部材をバネ剛性の捻り梁ヒンジで支持した構造の光偏向装置が多く提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。また、近年は液体金属をヒンジとした光偏向装置のミラーデバイスも提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
一方、本出願人は、光反射面を持つ板状部材を、ヒンジ等で支持することなく支点部材に可動的に載置し、支点部材の周囲に配設した電極群と板状部材との間に作用する静電力によって、該板状部材を、支点部材を支点に回転して傾斜方向を切り替えるようにした光偏向装置を提案した（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。板状部材の周囲には、上部に笠形状のストッパーを設けた規制部材を配置して、板状部材の回転を規制している。
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５２５６７６号公報
【特許文献２】特表２００５−５３４０４８号公報
【特許文献３】特開２００４−７８１３６号公報
【特許文献４】特開２００６−１１３３６１号公報
【非特許文献１】Ｈongjun  Ｚeng外，“Ｔilting  Ｍicromirror  Ｗith  ａ  Ｌiquid-Ｍetal  Ｐivot”，JOURNAL  OF  MICROELECTROMECHANICAL  SYSTEMS，VOL．15，NO．6，Ｄecember，2006，pp１５６８〜１５７５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画像投影装置において画素数を増加し高画質化する場合、それに使用する光偏向装置の光反射面の寸法をより微細にする必要がある。また、携帯用などでプロジェクタを小型化するには、ライトバルブも小型化する必要がある。
【０００６】
バネ剛性の捻り梁ヒンジを用いた光偏向装置ではヒンジの小型化が難しく、装置の小型化には限界がある。また、捻り梁ヒンジを小型化すると、剛性が増加することやひずむ変位が大きくなり、塑性変形が起きやすい等の問題がある。
【０００７】
液体金属をヒンジとした光偏向装置は、液体金属には導電性があるが、表面張力が大きく駆動に対する機械的抵抗が大きい。画像投影装置に用いられる高密度の二次元光偏向装置アレイの小型化では、例えば１０μｍ角以下の光反射面（ミラー）が求められる。非特許文献１の液体金属だけで板状部材の支点とする構成では、小型化が難しい問題がある。液体金属だけで支点を構成した場合、小型化や機械的抵抗の低減のため表面張力の小さい液体金属を使用しようとすると、ミラーが液体金属の変形により不必要な振動を起こす。また、ミラーは液体金属のみを支点としているため、ミラーの基板に平行な面の回転が生じやすい。二次元光偏向装置アレイではミラー（板状部材）同士が近接して配置されるため、基板に平行な面の回転が生じると、ミラー同士が接触する問題がある。
【０００８】
一方、本出願人による捻り梁ヒンジを用いないで、板状部材を支点部材に可動的に載置した構造の光偏向装置は、ヒンジがないため、上述したような問題がなく、構造的に板状部材の微細化も容易である。しかしながら、板状部材の回転を規制するために、規制部材の上部にストッパーを設けており、このストッパーが板状部材に覆いかぶさり、板状部材に占める面積が大きいと入射光や反射光に影響を与える問題がある。
【０００９】
本発明は、捻り梁ヒンジを用いない、板状部材（ミラー）を支点部材に可動的に載置した構造の光偏向装置のさらなる改善を図ることを目的とする。また、本発明は、そのような光偏向装置を一次元や二次元にアレイ状に配置した光偏向装置アレイ、及び、光偏向装置あるいは光偏向装置アレイを光スイッチ手段に利用した画像投影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、支点部材と、該支点部材を挟んで配設された第１および第２電極と、光反射表面を有する導電性の板状部材とを具備し、前記板状部材が前記第１および第２電極と対向して前記支点部材に可動的に載置され、前記板状部材と前記第１および第２電極との電位差による静電力により、前記板状部材が前記支点部材を支点に第１電極側あるいは第２電極側に傾斜変位する光偏向装置において、前記板状部材に対向して液受け部材を設け、前記板状部材と前記液受け部材との空間に液状部材を保持したことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光偏向装置において、前記液状部材を保持した液受け部材を二つ以上設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の光偏向装置において、前記支点部材を二つ以上配置し、該支点部材に段差部を設け、該段差部を液受け部材として前記液状部材を保持したことを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光偏向装置において、前記液状部材は蒸気圧の低い液体であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光偏向装置において、前記液受け部材と前記液状部材は導電性を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の光偏向装置において、前記液状部材には液体に炭素や金属微粒子を混合した材料を使用することを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光偏向装置において、前記板状部材の周囲に、該板状部材の前記電極に平行な面の移動を規制する規制部材をさらに設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光偏向装置において、各部材をパッケージに収納し、前記液状部材と組成の近いガスをパッケージに封入したことを特徴とする。
【００１８】
請求項９記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光偏向装置を複数、アレイ状に配置した光偏向装置アレイを特徴とする。
【００１９】
請求項１０記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光偏向装置を複数、アレイ状に配置した光偏向装置アレイであって、該光偏向装置アレイをパッケージに収納し、前記液状部材と組成の近いガスをパッケージに封入したことを特徴とする。
【００２０】
請求項１１記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光偏向装置を投影光学系の光スイッチ手段に用いてなる画像投影装置を特徴とする。
【００２１】
請求項１２記載の発明は、請求項９もしくは１０に記載の光偏向装置アレイを投影光学系の光スイッチ手段に用いてなる画像投影装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の光偏向装置では、液状の物質（液状部材）により板状部材を基板側に可動的に拘束し、板状部材に対向した電極群による静電力で、傾斜変位させることで、光を偏向する。板状部材の基板側に液状部材があり、光反射面側に覆う部材が無く、入射光や反射光に影響を与えない。また、支点部材に対し板状部材が傾斜する際、板状部材と液受け部材との空間に液体部材を保持することができる。支点部材と液受け部材があるため、液状部材の変形により傾斜角が変化しない。傾斜角は支点部材と板状部材の長さで決定される。よって、安定した光偏向角が得られる。
【００２３】
また、液状部材を保持する液受け部材を二箇所以上設けることで、板状部材の基板に平行な面の回転を防止できる。また、支点部材を二箇所以上設けることで、液状部材の伸縮で板状部材の回転軸がぶれるのを防止できる。さらに、支点部材に段落部を設け、該段落部を液受け部材とすることで、支点部材を二箇所以上としても大型化を防止できる。
【００２４】
また、板状部材の周りに規制部材を設けることで、板状部材の基板に平行な面の回転を完全に防止できる。この規制部材は上部にストッパーを設ける必要はないので、板状部材への入射光や反射光に影響を与えない。
【００２５】
また、本発明の光偏向装置では、板状部材の支点を液体のみとせず、さらに、液体の導電性を確保していない。したがって、液状部材を液体金属に限る必要がないので、液状部材に表面張力の小さい物質も用いることができ、板状部材を小型化しても機械的な抵抗が小さく、傾斜変位を容易に行うことができる。
【００２６】
また、液受け部材とともに液状部材を導電性として、液状部材を介しても板状部材との電気伝導を確保できるようにすると、振動などで板状部材が支点部材から離れても板状部材に電位を与えることができる。この場合、液状部材として液体に炭素や金属微粒子を混ぜ合わせた材料を使用することで、液状部材の表面張力の増加を防止することができる。
【００２７】
また、本発明の光偏向装置や光偏向装置アレイをパッケージ構造とし、パッケージに液状部材と同じか近い組性の物質のガスを封入することで、液状部材の気化を抑制できる。
【００２８】
本発明の光偏向装置あるいは光偏向装置アレイは、そのＯＮ／ＯＦＦ制御による画素の明暗制御が良好で、高速な動作が可能で、長期的な信頼性が高い画像投影表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面において、同一の要素もしくは対応した要素には原則として同一の符号が用いられる。
【００３０】
図１は、本発明に係る光偏向装置の一実施例の構成図で、（ａ）は構造が分かりやすいように板状部材を省略した状態の模式的斜視図、（ｂ）は板状部材を載置した状態の同模式的斜視図である。なお、図１（ｂ）中のＡ−Ｂ、Ｃ−Ｄ、Ｅ−Ｆはそれぞれ断面線であるが、これについて後述する。
【００３１】
図１において、１０１はシリコン等の基板であり、該基板１０１上に酸化膜の絶縁膜１０２が形成され、該絶縁膜１０２上に支点部材１０４が形成され、また、該支点部材１０４を挟んで電極１０３ａ，１０３ｂが形成され、該電極１０３ａ，１０３ｂの外側に着地部材１０８が形成されている。１０７は表面に光反射領域を有する導電性の板状部材であり、図３に示すように支点部材１０４の頂点を支点としてシーソーのように回転可能に支持された構造となっている。板状部材１０７の傾斜角は、おおむね板状部材１０７の長さの半分で支点部材１０４の高さを割った値のａｒｃｓｉｎ（逆正弦）の値になる。
【００３２】
板状部材１０７は、電圧の印加に応じ、該板状部材１０７の電極１０３ａ，１０３ｂ間の静電力で第１あるいは第２の方向に傾斜変位し、着地部材１０８に当接する（図３（ａ），（ｂ））。したがって、板状部材１０７と電極１０３ａ，ｂは接することはなく、電気的に短絡しない。板状部材１０７には捻り梁ヒンジは使用しておらず、復元力は発生しない。
【００３３】
このような構成の光偏向装置において、絶縁膜１０２上に、板状部材１０７と対向して支点部材１０４とは別の部材１０５設け、該部材１０５と板状部材１０７の間に液体状の物質である液状部材１０６を配置する。ここで、液状部材１０６を保持している部材１０５を液受け部材と称する。
【００３４】
図２は図１（ｂ）のＥ−Ｆ線断面図であり、（ａ）は液状部材１０６を省略して示した図、（ｂ）は液受け部材１０５に液状部材１０６を保持した状態を示す図である。
【００３５】
図２に示すように、支点部材１０４と液受け部材１０５は高さが異なる。すなわち、液受け部材１０５の高さの方が支点部材１０４の高さより低い。このため、板状部材１０７の間に空隙が生じる（図２（ａ））。したがって、この空隙に液状部材１０６を液受け部材１０５に保持して配置することができる（図２（ｂ））。液状部材１０６の液量は容易に設計することができる。また、液量が変化しても、支点部材１０４の高さにより板状部材１０７の傾斜角が決定されるので、傾斜角の変動はない。
【００３６】
支点部材１０４は導体であるが、液受け部材１０５は必ずしも導体でなくてもよい。また、液状部材１０６は導電性物質であることも可能であるが、必ずしも導体性でなくともよい。板状部材１０７への電位の付与は、支点部材１０４との接触により行うことができる。
【００３７】
板状部材１０７は支点部材１０４に可動的に載置されているだけであるが、液受け部材１０５上の液状部材１０６による付着力により、板状部材１０７は支点部材１０４に反固定される。これにより、板状部材１０７は支点部材１０４を中心に基板１０１上の電極１０３ａあるいは１０３ｂの近傍まで自由に回転できる。しかも、液状部材１０６の付着力で、板状部材１０７が支点部材１０４から外れることがない。
【００３８】
液受け部材１０５の上面を凹部にすると、液状部材１０６に接する面積を増やすことが可能である。支点部材１０４の頂部と液状部材１０６に接する板状部材１０７の面の表面状態を表面エネルギーの高い状態にすることで、板状部材１０７が支点部材１０４から、より外れないようにできる。
【００３９】
液状部材１０６には、シリコン、フッ素系油脂、パーフルオロポリエーテル、ハイドロフルオロエーテル、フッ素アルコール、水などか使用できる。特にパーフルオロポリエーテルなどのように蒸気圧の低い液体であることが好ましい。また、付着力の点からすると、液状部材１０６にカルボキシル基を含む場合は板状部材１０７の導電性の金属部分との塩基結合を用いるとよい。さらに、シランカップリングを用いることもできる。
【００４０】
ガリュームや水銀のような液体になる金属は表面張力が大きすぎ、板状部材１０７を小型化した場合に駆動するに十分な静電力が得られず、液状部材１０６には適さない。また、廃棄時には環境汚染の問題もある。
【００４１】
図１の構成例では液状部材１０６を保持する液受け部材１０５を二箇所に設けるとしたが、一般には二箇所以上とすることが好ましい。液状部材１０６を保持する液受け部材１０５が二箇所以上あることで、板状部材１０７の基板１０１４に平行な面の回転が防止できる。板状部材１０７の基板１０１に平行な面の回転があると、後述の板状部材１０７がアレイ上に並ぶ場合に隣接する板状部材と接触する不具合が生じる。
【００４２】
また、液受け部材１０５と液状部材１０６を導電性にすることでもよい。これにより、振動などで板状部材１０７が支点部材１０４から離れても、液受け部材１０５から液状部材１０６を介して板状部材１０７に電気的に導通させることができる。この場合、液状部材１０６は例えば先の材料に炭素や金属微粒子を混ぜ合わせた材料を使用することができる。
【００４３】
図４は、図１の光偏向装置を複数、二次元に配置した光偏向装置アレイの構成例を示す。図４において、１０７が一つの光偏向装置の板状部材である。光偏向装置を画像表示もしくは画像形成のための光スイッチ手段等として使用する場合、図４に模式的に示すように、複数の光偏向装置を二次元アレイ配列した構成がとられる。光偏向装置アレイの下には、同様に複数の半導体記憶素子が二次元に配列された半導体記憶装置（ＳＲＡＭ等）があり、一つの半導体記憶素子（メモリセル）に一つの光偏向装置（光偏向素子）が対向している。なお、用途によっては、複数の光偏向装置を一次元アレイ配列とすることも可能である。
【００４４】
図５は、本発明に係る光偏向装置の別の実施例の構成図で、（ａ）は板状部材を省略した状態の模式的斜視図、（ｂ）は板状部材を載置した状態の同模式的斜視図である。本実施例は、支点部材１０４を２箇所に設け、各支点部材１０４に段差を付けて該段差部を液受け部材１０５としたことである。それ以外は基本的に図１の構成と同様である。なお、支点部材１０４は２箇所に限る必要はなく、それ以上でもよい。
【００４５】
支点部材１０４が２箇所以上あることで、液状部材１０６が収縮しても、板状部材１０７は支点部材１０４に当接することで位置決めされ、板状部材１０７の回転軸のぶれが防止できる。なお、支点部材１０４の間の距離が長い方がぶれ防止には好ましい。
【００４６】
また、図５に示すように、支点部材１０４に段差を付けて該段差部を液受け部材１０５とすれば、支点部材１０４が２箇所以上あっても大型化を防止できるが、支点部材１０４と液受け部材１０５は別々に設けることでもよい。
【００４７】
図５の光偏向装置を複数、二次元に配置した光偏向装置アレイの構成は図４と同様であるので図示は省略する。
【００４８】
ここで、図６乃至図８を参照して図１に示した光偏向装置の製造工程の一例について説明する。ここでは、板状部材１０７の寸法は１０μｍ角、支点部材１０４の高さは０．８７μｍ、板状部材１０７の傾斜角は１０°を想定している。なお、図６乃至図８において、Ａ−Ｂ，Ｃ−Ｄ断面は図１（ｂ）の同Ａ−Ｂ，Ｃ−Ｄ断面に対応する。
【００４９】
工程（ａ）：基板１０１としては板状部材１０７の駆動制御に必要な制御回路のＬＳＩを設けたＳｉ基板を用いる。Ｓｉ基板１０１に絶縁膜１０２になるシリコン酸化膜を成膜する。
【００５０】
工程（ｂ）：絶縁膜１０２上に電極１０３、着地部材１０８となるＡｌ−Ｓｉ膜をスパッタ法で０．２μｍ厚に成膜する。フォトリソグラフィで有機レジストをパターンニングし、Ｃｌ２＋ＢＣｌ３の混合ガスによるＲＩＥ（Ｒeactive  Ｉon  Ｅtching）法でエッチングを行って電極１０３、着地部材１０８等を形成する。
【００５１】
工程（ｃ）：支点部材１０４となるＡｌ−Ｓｉ膜を１μｍ厚に成膜する。階調性のあるマスクによりフォトリソグラフィを行い有機レジストをパターンニングし、Ｃｌ２＋ＢＣｌ３の混合ガスによるＲＩＥ法でエッチングを行って支点部材１０４を形成する。同様にして液受け部材になる部分１０５′を形成する。
【００５２】
工程（ｄ）：犠牲層２０１になる有機レジストを塗布する。フォトリソグラフィで有機レジストをパターンニングし液受け部材１０５になる部分１０５′を開口し、Ｃｌ２＋ＢＣｌ３の混合ガスによるＲＩＥ法でエッチングを行って液受け部材１０５を形成する。
【００５３】
工程（ｅ）：アモルファスＳｉをＳｉＨ４とＨ２の混合ガスによりプラズマＣＶＤ法で０．１μｍ厚に成膜する。すなわち、犠牲層２０１に有機物を用いる場合、液状部材の塗布の前に犠牲層エッチングに対する保護層２０２を形成する。
【００５４】
工程（ｆ）：液状部材１０６になる液体を形成する。例えばパーフルオロポリエーテルを塗布する。撥液性のフッ化炭素膜を成膜し、液受け部材面に対しフォトマスクにより紫外線を照射し、その部分のみ撥液性を無くす。液状部材の物質を塗布すると液受け部材１０５上のみ選択的に液状部材１０６を形成できる。
【００５５】
工程（ｇ）：板状部材１０７となるＡｌ合金例えばＡｌとＴｉの合金をスパッタ法で０．２μｍ厚に成膜する。フォトリソグラフィにより有機レジストをパターンニングし、Ｃｌ２とＢＣｌ３の混合ガスによるＲＩＥ法でエッチングする。さらにＣＦ４によるＲＩＥ法でアモルファスＳｉをエッチングする。これにより板状部材１０７が形成される。
【００５６】
工程（ｈ）：Ｏ２プラズマにより犠牲層２０１の有機レジストをアッシングする。このときアモルファスＳｉの保護層２０２は有機の液体がＯ２プラズマでダメージを受けないように保護する役目を持つ。次にＳＦ６とＯ２の混合ガスのプラズマでエッチングしアモルファスＳｉを取り除く。アモルファスＳｉが除去されると、板状部材１０７と液受け部材１０５の間で液体が広がり液状部材１０６となる。
【００５７】
なお、図５に示した光偏向装置の製造工程も上記と基本的に同じであるのて、説明は省略する。
【００５８】
図９は、本発明に係る光偏向装置の更に別の実施例の構成図で、（ａ）は板状部材を省略した状態の模式的斜視図、（ｂ）は板状部材を載置した状態の同模式的斜視図である。本実施例は、基板１０１の四隅に板状部材１０７の電極群１０３ａ，１０３ｂに平行な面、すなわち、基板１０１に平行な面の移動を規制する規制部材１０９を設けたことである。それ以外は基本的に図１の構成と同様である。なお、図５に示した光偏向装置について、同様に規制部材１０９を設けることも可能である。この規制部材１０９の上部には、板状部材１０７の回転を規制するストッパーはなく、板状部材１０７への入射光や反射光に影響を与えない。
【００５９】
図１０は、図９の光偏向装置を複数、二次元に配置した光偏向装置アレイの構成例を示す。規制部材１０９を設けることで、各板状部材１０７の基板に平行な移動を完全に防止することができる。また、上記のように、規制部材１０９には、板状部材１０７に覆い被さるストッパ部材がないため、入射光及び反射光に影響を与えない。
【００６０】
以下に、図１１乃至図１３を参照して、図９に示した光偏向装置の製造工程の一例について説明する。ここでも、板状部材１０７の寸法は１０μｍ角、支点部材１０４の高さは０．８７μｍ、板状部材１０７の傾斜角は１０°を想定している。なお、図１１乃至図１３において、Ａ−Ｂ，Ｃ−Ｄ断面は図９（ｂ）の同Ａ−Ｂ，Ｃ−Ｄ断面に対応する。
【００６１】
工程（ａ）：基板１０１としては板状部材１０７の駆動制御に必要な制御回路のＬＳＩを設けたＳｉ基板を用いる。Ｓｉ基板１０１に絶縁膜１０２になるシリコン酸化膜を成膜する。
【００６２】
工程（ｂ）：絶縁膜１０２上に電極１０３、着地部材１０８となるＡｌ−Ｓｉ膜をスパッタ法で０．２μｍ厚に成膜する。フォトリソグラフィで有機レジストをパターンニングし、Ｃｌ２＋ＢＣｌ３の混合ガスによるＲＩＥ（Ｒeactive  Ｉon  Ｅtching）法でエッチングを行って電極１０３、着地部材１０８等を形成する。
【００６３】
工程（ｃ）：支点部材１０４となるＡｌ−Ｓｉ膜を１μｍ厚に成膜する。階調性のあるマスクによりフォトリソグラフィを行い有機レジストをパターンニングし、Ｃｌ２＋ＢＣｌ３の混合ガスによるＲＩＥ法でエッチング行って支点部材１０４を形成する。同様にして液受け部材１０５になる部分１０５′を形成する。
【００６４】
工程（ｄ）：犠牲層２０１になる有機レジストを塗布する。フォトリソグラフィで有機レジストをパターンニングし液受け部材１０５になる部分を開口し、Ｃｌ２＋ＢＣｌ３の混合ガスによるＲＩＥ法でエッチングを行って液受け部材１０５を形成する。
【００６５】
工程（ｅ）：アモルファスＳｉをＳｉＨ４とＨ２の混合ガスによりプラズマＣＶＤ法で０．１μｍ厚に成膜を行って液受け部材１０５を形成する。
【００６６】
工程（ｆ）：液状部材１０６になる液体を形成する。例えばパーフルオロポリエーテルを塗布する。撥液性のフッ化炭素膜を成膜し、液受け部材面に対しフォトマスクにより紫外線を照射し、その部分のみ撥液性を無くす。液状部材の物質を塗布すると、液受け部材１０５上のみ選択的に液状部材１０６を形成できる。
【００６７】
工程（ｇ）：板状部材１０７となるＡｌ合金例えばＡｌとＴｉの合金をスパッタ法で０．２μｍ厚で成膜する。フォトリソグラフィにより有機レジストをパターンニングし、Ｃｌ２とＢＣｌ３の混合ガスによるＲＩＥ法でエッチングする。さらにＣＦ４によるＲＩＥでアモルファスＳｉをエッチングする。これにより板状部材１０７が形成される。
【００６８】
工程（ｈ）：犠牲層２０３になる有機レジストを塗布する。有機レジストに規制部材用の孔を開口（２０４）する。
【００６９】
工程（ｉ）：開口部２０４に規制部材１０９を形成する。例えば、ＳｉＨ４とＮ２Ｏの混合ガスによるプラズマＣＶＤによりシリコン酸化膜を０．２μｍ厚に成膜する。有機レジストのフォトリソグラフィでパターンニングし、ＣＦ４とＨ２のＲＩＥ法でエッチングする。
【００７０】
工程（ｊ）：Ｏ２プラズマにより犠牲層２０１、２０３の有機レジストをアッシングする。このときアモルファスＳｉの保護層２０２は有機の液体がＯ２プラズマでダメージを受けないように保護する役目を持つ。次にＳＦ６とＯ２の混合ガスのプラズマでエッチングし、保護層２０２のアモルファスＳｉを取り除く。アモルファスＳｉが除去されると、板状部材１０７と液受け部材１０５間で液体が広がり液状部材１０６となる。板状部材１０７は左右いずれかの方向に傾斜するが、駆動前はその方向は任意でよい。
【００７１】
図１４は、本発明に係る光偏向装置の更に別の実施例の構成図で、（ａ）は第１基板の構成を示す模式的斜視図、（ｂ）は第２基板の構成を示す模式的斜視図、（ｃ）は第１基板と第２基板を接合後の構成を示す模式的斜視図である。
【００７２】
本実施例は、電極１０３ａ，１０３ｂ、支点部材１０４、液状部材１０６を保持した液受け部材１０５などを設けた第１基板１０１と、規制部材１０９や板状部材１０７などを形成した第２基板１１０とを接合してパッケージ構造とし、液状部材１０６と組成の近いガスをパッケージに封入したものである。
【００７３】
ここで、電極１０３ａ，１０３ｂや支点部材１０４などのある第１基板と、規制部材１０９や板状部材１０７などを形成した第２基板とを張り合わせるパッケージ構造の光偏向装置は、本出願人が先に特願２００７‐４５５９１号として出願した。本発明の板状部材を液状部材を介して可動的に基板に拘束する光偏向装置においても、このようなパッケージ構造とすることができる。液状部材１０６と同じ材料か近い材料のガスをパッケージに封入することで、液状部材１０６の蒸発を防止できる。封入する際は液体であってもよく、封入後にガス化すればよい。パッケージに実装されるため、パッケージ内の雰囲気を気体材料とすることで、凝縮により液受け部材１０５の頂部の液状部材１０６が気化し消失することがない。液状部材１０６としては蒸気圧の低いパーフルオロポリエーテル、ハイドロフルオロエーテルなどが好適である。
【００７４】
第１基板１０１としてＳｉ基板などが用いられる。この第１基板１０１上にシリコン酸化膜などの絶縁膜１０２を介して電極１０３ａ，１０３ｂ、支点部材１０４、液受け部材１０５、着地部材１０８を形成する。さらに、液受け部材１０５にインクジェット方式などでパーフルオロポリエーテルやハイドロフルオロエーテルなどの液体を塗布し、液状部材１０６とする。
【００７５】
第２基板１１０としては、光偏向装置の透明パッケージを兼ねるため、入射光波長に対して透明、すなわち透過率が高い材質の基板が用いられる。例えば、硼珪酸ガラス、石英ガラス、プラスチックなどの基板が用いられる。この第２基板１１０上に規制部材１０９と板状部材１０７を設け、更に基板１１０と板状部材１０７の接触面積を低減する部材１１１を形成する。なお、板状部材１０７は先に説明したように第１基板１０１側に設けてもよい。
【００７６】
このような第１基板１０１と第２基板１１０とを図１４（ｃ）に示すように向い合わせて、陽極接合や接着により接合する。例えば、第２基板１１０が硼珪酸ガラスである場合は、第１基板１０１と陽極接合が可能である。ただし液状部材１０６の気化条件と調整して温度を設定する。例えば２００℃程度にする。また、エポキシ樹脂などによる接着も可能である。この接合の際に液状部材１０６と組成の近いガスを封入する。
【００７７】
図１４（ｃ）には示されていないが、第１基板１０１と第２基板１１０を接合した状態においては、各基板１０１、１１０とその接合部分によって、板状部材１０７の運動空間は機密状態に封止される。第２基板１１０は、この機密封止のための透明パッケージを兼ねる。したがって、専用のパッケージ容器や透明窓部材を用いたパッケージングを行う必要がなく、その分だけ装置コストを削減できる。また、別々に加工された第１基板１０１と第２基板１１０とを接合する構造であるため、全体を一体的にＬＳＩプロセス等で製作する場合に比べ歩留まりを向上させやすい。それに加えて、先に述べたように液状部材１０６と組成の高いガスを封入することで、液状部材１０６の蒸発を防止できる。
【００７８】
図１４に示した光偏向装置を複数、二次元に配置した光偏向装置アレイの構成は図１０と同様であるので、図示は省略する。なお、パッケージ容器に本光偏向装置やアレイを封止することも可能である。この場合も、液状部材１０６と同じ材料か近い材料のガスを封入することで、液状部材１０６の蒸発を防止できる。
【００７９】
本発明に係る光偏向装置や光偏向装置アレイは、画像投影装置の光スイッチ手段として好適である。図１５にこのような画像投影装置を模式的に示す。
【００８０】
図１５において、１１００は投影装置、１１１０は投影スクリーである。光源１１０１からのある広がり角をもった光は、回転カラーフィルタ１１０２を介して本発明の光偏向装置１１０３に入射し、その板状部材で反射する。ここで、板状部材からの反射光は、板状部材の第１の傾斜方向では、レンズ１１０４、１１０６を経て投影スクリーン１１１０に照射される。これが光スイッチのＯＮ状態である。しかし、板状部材の第２の傾斜方向では、板状部材からの反射光は絞りである遮光部材１１０５によって遮られ、投影スクリーン１１１０へは照射されない。これが光スイッチのＯＦＦ状態である。光偏向装置１１０３が二次元アレイに配置された場合、このようなＯＮ，ＯＦＦにより投影スクリーン１１１０に像を形成することができる。
【００８１】
このように、本発明の光偏向装置あるいは光偏向装置アレイは、画像投影データの表示（すなわち、画素の明暗表示）装置の光スイッチ手段として用いることができる。この場合、画素の明暗制御（すなわち光スイッチのＯＮ／ＯＦＦ制御）が良好で、迷光（反射方向が乱れた時に発生する隣接素子からの反射光）を抑制でき、高速な動作が可能で、値長期的な信頼性が高く、低電圧で駆動でき、かつコントラスト比を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る光偏向装置の一実施例を示す図。
【図２】支点部材と液状部材の保持される液受け部材との高さ関係を示す図。
【図３】板状部材の傾斜遷移を示す図。
【図４】図１の光偏向装置を複数二次元に配置した光偏向装置アレイの模式図。
【図５】本発明に係る光偏向装置の別の実施例を示す図。
【図６】図１の光偏向装置の製造方法の一例を説明する工程図。
【図７】図６に続く工程図。
【図８】図７に続く工程図。
【図９】本発明に係る光偏向装置の更に別の実施例を示す図。
【図１０】図９の光偏向装置を複数二次元に配置した光偏向装置アレイの模式図。
【図１１】図９の光偏向装置の製造方法の一例を説明する工程図。
【図１２】図１１に続く工程図。
【図１３】図１２に続く工程図。
【図１４】本発明に係る光偏向装置の更に別の実施例を示す図。
【図１５】本発明の光偏向装置が利用される画像投影装置の模式図。
【符号の説明】
【００８３】
１０１  基板
１０２  絶縁膜
１０３ａ，１０３ｂ  電極
１０４  支点部材
１０５  液受け部材
１０６  液状部材
１０７  板状部材
１０８  着地部材
１０９  規制部材
１１０  第２基板
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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