JP2001013428A

JP2001013428A - 光変調デバイス及び表示装置

Info

Publication number: JP2001013428A
Application number: JP11182452A
Authority: JP
Inventors: Mari Sakai; 真理酒井; Katsuto Shimada; 勝人島田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】反射面の曲率変化を大きくして集光性能を向
上させ、ＳＮ比を向上させると共に小型、省スペース化
を可能とした光変調デバイス及びそれを用いた表示装置
を提供する。【解決手段】圧電体層３３及びこれを挟持する第１及
び第２の電極３２、３４とからなる圧電素子３０を有す
ると共に光を反射するミラー膜構造３５を有するミラー
要素２０と、該ミラー要素２０に対応して設けられた駆
動素子３０とを有する光変調デバイスにおいて、前記圧
電素子３０は、一方面側に設けられた支持部材３１ａを
介して基板１１上に固定されており、前記第１及び第２
の電極３２，３４に接続される接続用配線３６，３７
は、前記支持部材３１ａを介して前記基板１１上に設け
られた駆動用配線５３，５４まで延設されていることに
より、駆動用配線５３，５４と接続用配線３６，３７と
を容易に接続できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【従来技術】従来、光を変調して表示を行うための光変
調デバイスとしては、例えば、基板上に設けた電極に電
圧を印加し、その静電力等によってミラーを傾斜させて
入射光を変調させるものや、圧電体層を一対の電極膜で
挟持した圧電素子上にミラーを設け、圧電素子を変形さ
せることによりこのミラーを傾斜させて入射光を変調さ
せるもの等が知られている。

【０００２】また、圧電素子を利用したものとしては、
特表平９−５０４３８７号公報に見られるように、片持
ち梁状の圧電素子の表面に薄膜等からなるミラー膜を形
成し、圧電素子を変形させることによりこのミラー膜を
屈曲させて入射光の方向を変えるものも提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな圧電素子を利用した光変調デバイスは、何れにして
も、圧電素子の長手方向一端部を支持した片持ち梁状の
構造であり、この構造の場合、圧電素子をその長手方向
に沿った一方向のみに変形させることで光の方向を変え
て変調するため、変調性能が低いという問題がある。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑み、反射面
の曲率変化を大きくして集光性能を向上させ、ＳＮ比を
向上させると共に小型、省スペース化を可能とした光変
調デバイス及びそれを用いた表示装置を提供することを
課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第１の態様は、圧電体層及びこれを挟持する第１及
び第２の電極とからなる圧電素子を有すると共に光を反
射するミラー膜構造を有するミラー要素と、該ミラー要
素に対応して設けられた駆動素子とを有する光変調デバ
イスにおいて、前記圧電素子は、一方面側に設けられた
支持部材を介して基板上に固定されており、前記第１及
び第２の電極に接続される接続用配線は、前記支持部材
を介して前記基板上に設けられた駆動用配線まで延設さ
れていることを特徴とする光変調デバイスにある。

【０００６】かかる第１の態様では、接続用配線が支持
部材を介して延設されるため、ミラー要素の形状に拘わ
らず比較的容易に配線を形成することができ、小型化、
省スペース化した光変調デバイスを実現することができ
る。

【０００７】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記圧電素子は前記支持部材との接続部から二次元
方向に延設されると共にその略中央部が前記支持部材と
の接続部であり、駆動により当該接続部を支点として曲
面状に変形することを特徴とする光変調デバイスにあ
る。

【０００８】かかる第２の態様では、ミラー要素を構成
する圧電素子がその中央部に設けられた支持部材との接
続部を支点として変形され、変形する端部は自由端とな
っているので、曲率変化を大きくして集光性能を向上さ
せることができる。

【０００９】本発明の第３の態様は、第１の態様におい
て、前記圧電素子は前記支持部材との接続部から略一方
向に延設されると共にその長手方向一端部で前記支持部
材により片持ち梁状態で支持されており、駆動により当
該接続部を支点として先端部が厚さ方向に変形すること
を特徴とする光変調デバイスにある。

【００１０】かかる第３の態様では、圧電素子が片持ち
梁状態で支持され、端部を支点として変形する。

【００１１】本発明の第４の態様は、第１〜３の何れか
の態様において、前記圧電素子は前記一方面側には弾性
板を有することを特徴とする光変調デバイスにある。

【００１２】かかる第４の態様では、圧電素子の一方側
に設けられた弾性板に支持部材が接合されているので、
この接合部を支点として圧電素子が変形する。

【００１３】本発明の第５の態様は、第１〜４の何れか
の態様において、前記圧電素子は他方面側には前記ミラ
ー膜構造を有することを特徴とする光変調デバイスにあ
る。

【００１４】かかる第５の態様では、圧電素子の一方側
に支持部材が接合されているので、この接合部を支点と
して圧電素子が変形し、他方面のミラー膜構造が変形す
る。

【００１５】本発明の第６の態様は、第５の態様におい
て、前記圧電素子の前記ミラー膜構造は、前記他方面側
の前記第２の電極又はこの上に設けられた反射膜から構
成されることを特徴とする光変調デバイスにある。

【００１６】かかる第６の態様では、圧電素子の第２の
電極又は反射膜が光を反射する。

【００１７】本発明の第７の態様は、第４の態様におい
て、前記圧電素子の前記支持部材とは反対側の長手方向
端部には前記ミラー膜構造を構成するミラー部材が設け
られており、当該圧電素子の駆動により当該ミラー部材
の反射面の傾斜角度が変化することを特徴とする光変調
デバイスにある。

【００１８】かかる第７の態様では、圧電素子上に設け
られたミラー部材が光を反射し、ミラー部材の傾斜角度
の変化によって光を変調させる。

【００１９】本発明の第８の態様は、第１〜７の何れか
の態様において、前記圧電素子の前記支持部材に対向す
る領域の少なくとも一部を除去して圧電素子除去部が形
成され、前記圧電素子の少なくとも他方面側の電極とそ
れに対応する前記駆動用配線とを接続する接続用配線
は、前記圧電素子除去部内に設けられていることを特徴
とする光変調デバイスにある。

【００２０】かかる第８の態様では、圧電素子の少なく
とも一方の電極に接続される接続用配線と駆動配線と
が、圧電素子除去部を介して接続される。

【００２１】本発明の第９の態様は、第８の態様におい
て、前記圧電素子除去部は前記圧電素子を厚さ方向に貫
通する貫通孔であることを特徴とする光変調デバイスに
ある。

【００２２】かかる第９の態様では、駆動用配線と接続
用配線とが、貫通孔内で接続される。

【００２３】本発明の第１０の態様は、第８又は９の態
様において、前記支持部材は前記基板上に設けられた支
持部材貫通部を有する環状部材であり、前記圧電素子除
去部は前記支持部材貫通部に連通していることを特徴と
する光変調デバイスにある。

【００２４】かかる第１０の態様では、支持部材貫通部
内に駆動用配線が露出され、接続用配線との接続が比較
的容易となる。

【００２５】本発明の第１１の態様は、第１０の態様に
おいて、少なくとも前記圧電素子の他方面側の電極とそ
れに対応する前記駆動用配線とを接続する接続用配線は
前記支持部材貫通部内に設けられていることを特徴とす
る光変調デバイスにある。

【００２６】かかる第１１の態様では、駆動用配線と接
続用配線とが貫通部内の基板上で接続される。

【００２７】本発明の第１２の態様は、第１〜１１の何
れかの態様において、前記支持部材が前記圧電素子の前
記一方面側を構成する層を前記基板側に突出させて形成
されていることを特徴とする光変調デバイスにある。

【００２８】かかる第１２の態様では、圧電素子と支持
部材とが確実に固定されると共に、製造工程が簡略化さ
れる。

【００２９】本発明の第１３の態様は、第１２の態様に
おいて、前記支持部材を構成する層が前記圧電素子の前
記一方面側の電極であり、当該電極が前記接続用配線と
電気的に接続されていることを特徴とする光変調デバイ
スにある。

【００３０】かかる第１３の態様では、圧電素子の一方
面側の電極と対応する駆動用配線とが、支持部材自体に
よって電気的に接続され、構造が簡略化される。

【００３１】本発明の第１４の態様は、第８〜１２の何
れかの態様において、前記第１の電極及び前記第２の電
極のそれぞれと前記駆動用配線とを接続する前記接続用
配線のそれぞれは、前記支持部材貫通部内に平面的に分
離されて配置されていることを特徴とする光変調デバイ
スにある。

【００３２】かかる第１４の態様では、第１の電極及び
第２の電極の両者の接続用配線を、同一工程で形成する
ことができ、製造工程が簡略化される。

【００３３】本発明の第１５の態様は、第８〜１２の何
れかの態様において、前記第１の電極及び前記第２の電
極のそれぞれと前記駆動用配線とを接続する前記接続用
配線が、前記支持部材貫通部内に絶縁層を介して積層形
成されていることを特徴とする光変調デバイスにある。

【００３４】かかる第１５の態様では、第１の電極と第
２の電極とが絶縁層によって絶縁される。

【００３５】本発明の第１６の態様は、第１４又は１５
の態様において、前記圧電素子の前記一方面側の電極
は、前記圧電素子除去部側の端部近傍の表面が露出され
ていることを特徴とする光変調デバイスにある。

【００３６】かかる第１６の態様では、圧電素子の基板
側の電極と接続用配線とが、表面が露出した部分で確実
に接続される。

【００３７】本発明の第１７の態様は、第１〜９の何れ
かの態様において、前記接続用配線は前記支持部材と前
記圧電素子との接続部を介して当該支持部材の外側に延
設されていることを特徴とする光変調デバイスにある。

【００３８】かかる第１７の態様では、接続用配線を比
較的容易に形成することができる。

【００３９】本発明の第１８の態様は、第１〜９の何れ
かの態様において、前記支持部材を構成する島状に設け
られた島部材の上面まで前記駆動用配線が延設される一
方、前記圧電素子除去部内に前記駆動用配線が露出して
おり、この露出した駆動用配線に前記接続用配線が接続
していることを特徴とする光変調デバイスにある。

【００４０】かかる第１８の態様では、圧電素子除去部
内で、駆動用配線と接続用配線とを比較的容易に接続す
ることができる。

【００４１】本発明の第１９の態様は、第１８の態様に
おいて、前記島部材の上面の高さと前記圧電素子の下面
の高さとが略同一であることを特徴とする光変調デバイ
スにある。

【００４２】かかる第１９の態様では、圧電素子が変形
され易すく、反射面の曲率が大きくなる。

【００４３】本発明の第２０の態様は、第１〜１９の何
れかの態様において、前記基板がシリコン単結晶基板で
あり、前記駆動素子が当該基板上に設けられた半導体集
積回路で構成されることを特徴とする光変調デバイスに
ある。

【００４４】かかる第２０の態様では、圧電素子がシリ
コン基板に設けられた半導体集積回路によって駆動され
る。

【００４５】本発明の第２１の態様は、第１〜２０の何
れかの態様において、前記ミラー要素が二次元アレイ状
に配置されていることを特徴とする光変調デバイスにあ
る。

【００４６】かかる第２１の態様では、二次元アレイ状
に配置されたミラー要素を介してスクリーン等に像を投
影することができる。

【００４７】本発明の第２２の態様は、第１〜２１の何
れかの態様の光変調デバイスと、光源と、この光源から
の光を前記光変調デバイスに入射すると共に当該光変調
デバイスの前記圧電素子の駆動時又は非駆動時の何れか
一方の反射光のみを出射する光学系とを具備することを
特徴とする表示装置にある。

【００４８】かかる第２２の態様では、ミラー膜構造の
曲率変化を大きくして集光性能を向上させた光変調デバ
イスを用いることにより、ＳＮ比を向上させると共に小
型、省スペース化を可能とした表示装置が実現できる。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態に基づい
てを詳細に説明する。

【００５０】（実施形態１）図１は、実施形態１に係る
光変調デバイスの概略を示す斜視図であり、図２は、そ
の一つのミラー要素を示す断面図である。

【００５１】図１に示すように、本実施形態の光変調デ
バイス１０は、例えば、厚さが５００μｍのシリコン
（Ｓｉ）基板等で形成されたミラー基板１１と、このミ
ラー基板１１上に、２次元アレイ状に設けられたミラー
要素２０と、このミラー要素２０を変形させる駆動素子
５０とを有する。

【００５２】ミラー要素２０は、例えば、１２８０×１
０２４要素の２次元アレイ状に設けられ、各ミラー要素
２０は、例えば、図２に示すように、弾性板３１上に形
成された下電極膜３２、圧電体層３３及び上電極膜３４
を有する圧電素子３０と、この圧電素子３０の上電極膜
３４上に略全面に亘って設けられた反射膜３５とを有す
る。また、各ミラー要素２０の表面は、例えば、一辺約
２０μｍの略正方形を有し、その中心部には後述する貫
通孔が形成されている。また、本実施形態では、弾性板
３１の略中央部には、弾性板３１をミラー基板１１側に
突出して形成された略円筒形状の支持部３１ａを有し、
ミラー要素２０はこの支持部３１ａを介してミラー基板
１１に固定されている。すなわち、これらのミラー要素
２０は、この支持部３１ａを支点として、一辺略２０μ
ｍの領域が変形されるようになっている。このようなミ
ラー要素２０を保持する支持部３１ａの外径は、特に限
定されないが、ミラー要素２０を確実に保持可能な程度
に小さいことが好ましい。

【００５３】また、この支持部３１ａ及びこれに対向す
る領域のミラー要素２０には、これらを貫通してミラー
基板１１を露出する貫通孔４０が形成されており、この
貫通孔４０を介して駆動素子５０と圧電素子３０の上電
極膜３４及び下電極膜３２とがそれぞれ接続されてい
る。

【００５４】この駆動素子５０は、圧電素子３０を駆動
するトランジスタであり、例えば、ｐ型のシリコン基板
に各ミラー要素２０に対応して設けられたｎチャンネル
ＭＯＳトランジスタである。これらの駆動素子５０は、
第１の層間絶縁膜１２によって覆われており、各ミラー
要素２０は、実際には、この第１の層間絶縁膜１２上に
支持部３１ａを介して設けられている。

【００５５】ここで、圧電素子３０を駆動する駆動素子
５０であるＭＯＳトランジスタの基本的な構成を説明す
る。ＭＯＳトランジスタは、図３に示すように、ｐ形シ
リコン基板であるミラー基板１１の２カ所にそれぞれド
ナーがドープされたソース５１とドレイン５２とを有す
る。ソース５１には、駆動配線５３等を介して圧電素子
３０の下電極膜３２に接続され、上電極膜３４には第１
信号ライン５４が接続されている。また、ドレイン５２
には第２信号ライン５５が接続されており、これらソー
ス５１とドレイン５２との間には、ゲート絶縁膜５９を
介してゲート電極５６が設けられている。

【００５６】このような構成のＭＯＳトランジスタで
は、ソース５１に対してゲート電極５６に正のバイアス
電圧を印加すると、ゲート絶縁膜５９に接する半導体表
面では、表面に印加された正の電圧によって正孔が表面
から追い出されるため、ｐ形シリコン基板であるミラー
基板１１には、静電誘導によって電子が誘起され、電子
の通路であるチャネル５７が形成される。このとき、ソ
ース５１に対してドレイン５２に正の電圧を印加する
と、ソース５１から注入された電子は、チャネル５７を
通ってドレイン５２に移動する。すなわち、ドレイン５
２とソース５１との間に電流が流れて圧電素子３０が駆
動される。

【００５７】ここで、本実施形態に係る圧電素子３０と
駆動素子５０との配線構造について説明する。図４は、
駆動素子５０の一つを模式的に示した平面図である。な
お、図２は、図４のＡ−Ａ断面を示す図となっている。

【００５８】図２及び図４に示すように、支持部３１ａ
の貫通孔４０に対応する領域の第１の層間絶縁膜１２に
は、下電極膜３２と駆動素子５０のソース５１とを接続
する接続端子部５８が設けられている。この接続端子部
５８は、本実施形態では、第１の層間絶縁膜１２にソー
ス５１を露出するコンタクトホール１２ａが形成される
と共に、このコンタクトホール１２ａにソース５１に接
続される駆動配線５３が第１の層間絶縁膜１２上まで延
設されることにより構成されている。そして、この接続
端子部５８となる駆動配線５３と下電極膜３２とが、貫
通孔４０内に設けられた第２の層間絶縁膜１３上に円周
方向の一部に延設された下電極用接続配線３６によって
接続されている。なお、この接続端子部５８は、コンタ
クトホール１２ａに駆動配線５３を形成する構成に限定
されず、第１の層間絶縁膜１２に形成したコンタクトホ
ール１２ａを介して下電極膜３２と接続可能な構成であ
ればよく、例えば、コンタクトホール１２ａにタングス
テン（Ｗ）等のプラグ部材を埋設し、これと下電極膜３
２とを接続する構成としてもよい。

【００５９】また、この接続端子部５８の両側には、上
電極膜３４に信号を供給する第１信号ライン５４と駆動
素子５０のドレイン５２に接続する第２信号ライン５５
とが、本実施形態では、ゲート電極５６に略直交する方
向にそれぞれ延設されている。

【００６０】第１信号ライン５４は、少なくとも幅方向
一端部が支持部３１ａの貫通孔４０に対向する領域に位
置するように設けられている。この第１信号ライン５４
と上電極膜３４とは貫通孔４０内に設けられた第２の層
間絶縁膜１３上に延設された上電極用接続配線３７によ
って接続されている。例えば、本実施形態では、反射膜
３５が上電極用接続配線３７を兼ねており、反射膜３５
が上電極膜３４上から貫通孔４０内の円周方向の一部に
延設されて第１信号ライン５４の幅方向一端部の露出部
５４ａに接続されている。なお、反射膜３５と上電極用
接続配線３７とを別々に設けてもよいことは言うまでも
ない。

【００６１】ここで、下電極用接続配線３６と、上電極
用接続配線３７を兼ねる反射膜３５とは、本実施形態で
は、同一平面上である第２の層間絶縁膜１３上に延設さ
れているが確実に絶縁されている。すなわち、これらの
接続配線３６、３７は、所定の幅で貫通孔４０内の相対
向する位置に平面的に分離されて設けられており、延設
方向においては、詳しくは後述するが、第２の層間絶縁
膜１３によって確実に絶縁されている。

【００６２】また、第２信号ライン５５は、本実施形態
では、支持部３１ａの外側に設けられており、駆動素子
５０のドレイン５２に対向する領域の第１の層間絶縁膜
１２に設けられたコンタクトホール１２ｂを介してドレ
イン５２と接続されている。

【００６３】このような構成では、上述のような駆動素
子５０の動作により、所望の圧電素子３０に選択的に電
圧を印加して駆動させることができ、ミラー要素２０の
変形制御を容易に行うことができる。

【００６４】このような本実施形態の光変調デバイス１
０の製造方法は、特に限定されないが、本実施形態で
は、以下の工程で製造した。なお、図５及び図６は、本
実施形態の光変調デバイスの製造方法を示す断面図であ
る。

【００６５】まず、図５（ａ）に示すように、ｐ型のシ
リコン基板に予めＭＯＳトランジスタである駆動素子５
０を形成したミラー基板１１上に第１の層間絶縁膜１２
を形成し、その後パターニングすることにより、駆動素
子５０のソース５１に対向する領域にソース５１を露出
するコンタクトホール１２ａを形成する。この第１の層
間絶縁膜１２の材質は、絶縁材料であれば特に限定され
ず、例えば、窒化珪素、酸化珪素等を用いることができ
る。

【００６６】次に、図５（ｂ）に示すように、第１の層
間絶縁膜１２上に、駆動配線５３、第１信号ライン５４
及び第２信号ライン５５を形成する。すなわち、第１の
層間絶縁膜１２上全面に配線膜６０を形成し、その後パ
ターニングすることにより、駆動配線５３、第１信号ラ
イン５４及び第２信号ライン５５とする。

【００６７】次に、図５（ｃ）に示すように、犠牲層７
０を形成すると共にパターニングして各ミラー要素２０
に対応して犠牲層除去部７１を形成する。この犠牲層７
０は、各ミラー要素２０に対応して支持部３１ａを形成
するためのものであり、その材料は、特に限定されない
が、例えば、ポリシリコン又はリンドープ酸化シリコン
（ＰＳＧ）等を用いることが好ましく、本実施形態で
は、エッチングレートが比較的速いＰＳＧを用いた。

【００６８】次に、図５（ｄ）に示すように、犠牲層７
０の形状に沿って、圧電素子３０を構成する弾性板３
１、下電極膜３２、圧電体層３３及び上電極膜３４を順
次積層する。

【００６９】弾性板３１の材料は、弾性変形可能で且つ
所定の剛性を有する材料であれば、特に限定されない
が、本実施形態では、ジルコニウム層を形成後、例え
ば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化して酸化ジル
コニウムからなる弾性板３１とした。

【００７０】下電極膜３２の材料としては、白金等が好
適である。これは、後述するようにスパッタリング法や
ゾル−ゲル法で成膜する圧電体層３３は、成膜後に大気
雰囲気下又は酸素雰囲気下で６００〜１０００℃程度の
温度で焼成して結晶化させる必要があるからである。す
なわち、下電極膜３２の材料は、このような高温、酸化
雰囲気下で導電性を保持できなければならず、殊に、圧
電体層３３としてチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用
いた場合には、酸化鉛（ＰｂＯ）の拡散による導電性の
変化が少ないことが望ましい。これらの理由から、本実
施形態では、白金をスパッタリングによって形成した。

【００７１】圧電体層３３の材料としては、チタン酸ジ
ルコン酸鉛（ＰＺＴ）系の材料が好ましく、本実施形態
では、金属有機物を触媒に溶解・分散したいわゆるゾル
を塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで
金属酸化物とする、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電
体層３３を形成した。なお、この圧電体層３３の成膜方
法は、特に限定されず、例えばスパッタリング法で形成
してもよい。

【００７２】さらに、ゾル−ゲル法又はスパッタリング
法等によりチタン酸ジルコン酸鉛の前駆体膜を形成後、
アルカリ水溶液中での高圧処理法にて低温で結晶成長さ
せる方法を用いてもよい。

【００７３】上電極膜３４は、導電性の高い材料であれ
ばよく、アルミニウム、金、ニッケル、白金等の多くの
金属や、導電性酸化物等を使用できる。本実施形態で
は、白金をスパッタリングにより成膜している。

【００７４】次に、図６（ａ）に示すように、圧電素子
３０を構成する上電極膜３４及び圧電体層３３をエッチ
ングによりパターニングする。続いて、図６（ｂ）に示
すように、下電極膜３２及び弾性板３１をエッチングに
よりパターニングして、ミラー要素２０を構成する各圧
電素子３０を形成すると共に、各圧電素子３０の略中央
部に駆動配線５３及び第１信号ライン５４を露出する貫
通孔４０を形成する。このとき、下電極膜３２の貫通孔
４０側の端部を少なくとも圧電体層３３よりも内側に位
置するようにパターニングし、下電極膜３２の表面を露
出させておくことが好ましい。

【００７５】次に、図６（ｃ）に示すように、圧電素子
３０及び貫通孔４０を覆って第２の層間絶縁膜１３を形
成すると共にパターニングする。詳しくは、パターニン
グにより、上電極膜３７上に両端部を残して円周方向略
全面に亘って上電極膜３４が露出する上電極露出部３４
ａを形成すると共に、下電極膜３２上に円周方向の一部
の表面が露出する下電極露出部３２ａを形成する。さら
に、ミラー基板１１上の駆動配線５３上に少なくともそ
の一部が露出する駆動配線露出部５３ａを形成すると共
に、第１信号ライン５４上の一部が露出する信号ライン
露出部５４ａを形成する。

【００７６】このように第２の層間絶縁膜１３をパター
ニングすることにより、この第２の層間絶縁膜１３によ
って、以下の工程で形成される下電極用接続配線３６と
上電極用接続配線３７との絶縁が図られると共に、駆動
配線５３と第１信号ライン５４との絶縁が図られる。な
お、この第２の層間絶縁膜１３の材料としては、第１の
層間絶縁膜１２と同様に、例えば、窒化珪素、酸化珪素
の他、ポリイミドを用いてもよい。

【００７７】次に、図６（ｄ）に示すように、上電極膜
３４上に反射膜３５を形成すると共に、貫通孔４０の内
周面に下電極用接続配線３６、上電極用接続配線３７を
形成する。本実施形態では、反射膜３５が上電極用接続
配線３７を兼ねており、この反射膜３５と下電極用接続
配線３６とは、同一平面、すなわち、同一層によって形
成されている。したがって、反射膜３５及び下電極用接
続配線３６となる接続配線膜６１を上電極膜３４上から
貫通孔４０の内面に亘って形成すると共に、パターニン
グして分離することにより形成することができる。すな
わち、上電極膜３４上略全面に亘って反射膜３５を形成
すると共に、貫通孔４０の円周方向の一部に反射膜３５
の一部から連続して信号ライン露出部５４ａまで上電極
用接続配線３７を延設する。さらに、貫通孔４０の円周
方向の一部に、下電極膜露出部３２ａと駆動配線露出部
５３ａとを接続する下電極用接続配線３６を形成する。

【００７８】なお、このような接続配線膜６１の材料と
しては、本実施形態では、反射膜３５が上電極用接続配
線３７を兼ねているため、導電性の材料であり且つ光の
反射率が高いことが好ましく、例えば、アルミニウム
（Ａｌ）又は銀（Ａｇ）等を用いることが好ましい。

【００７９】その後、犠牲層７０をエッチングにより除
去する。本実施形態では、犠牲層７０の材料として、Ｐ
ＳＧを用いているため、弗酸水溶液によってエッチング
した。なお、ポリシリコンを用いた場合には、弗酸及び
硝酸の混合水溶液、あるいは水酸化カリウム水溶液によ
ってエッチングすることができる。

【００８０】以上が、本実施形態の光変調デバイスの一
連の製造工程である。なお、第２信号ライン５５と駆動
素子５０のドレイン５２との接続については説明してい
ないが、駆動配線５３とソース５１との接続部と同様
に、ドレイン５２に対向する領域の第１の層間絶縁膜１
２に貫通孔等を形成することにより第２信号ライン５５
とドレイン５２とを接続すればよい。

【００８１】ここで、このように形成された本実施形態
の光変調デバイスの動作について説明する。なお、図７
は、本実施形態の光変調デバイス及び光変調デバイスに
照射される光の光路を模式的に示した図である。

【００８２】光変調デバイス１０は、ミラー要素２０を
変形させることにより光を変調させるものであり、本実
施形態では、ミラー要素２０は、圧電素子３０に電圧が
印加されない状態ではほぼ平坦となっており、駆動素子
５０のスイッチングによって圧電素子３０に電圧が印加
されると圧電素子３０の圧電体層３３が面内方向に収縮
して、ミラー要素２０は弾性板３１が接合された支持部
３１ａを支点として、圧電素子３０は弾性板３１側を凸
として変形し、反射膜３５が凹面鏡となるようになって
いる。

【００８３】また、このような本実施形態の光変調デバ
イス１０は、例えば、図７に示すように、ミラー要素２
０に相対向する位置に、遮光ドットアレイ１００を具備
する。この遮光ドットアレイ１００は、例えば、ガラス
等の透明基板からなり、各ミラー要素に対向して遮光ド
ット１０１が設けられている。この遮光ドット１０１
は、光吸収材料からなり、例えば、樹脂に分散されたカ
ーボンブラック、黒色顔料、黒色染料等が挙げられる。
また、遮光ドットアレイ１００は、各遮光ドット１０１
が凹面鏡状に変形したミラー要素２０Ｂの焦点近傍に設
けられている。例えば、本実施形態の構成では、ミラー
要素２０Ｂの変形量は０．２μｍであるため、遮光ドッ
ト１０１は各ミラー要素２０から約０．２ｍｍの距離で
設けられている。

【００８４】このような構成では、圧電素子３０に電圧
が印加されていない状態では、入射光９０がミラー要素
２０Ａの反射膜３５に対して略直角に入射されるため、
入射光９０は入射光路と略同一光路で出射される。一
方、駆動素子５０によって圧電素子３０に電圧が印加さ
れた状態ではミラー要素が変形されて凹面鏡となるた
め、反射された後には変形したミラー要素２０Ｂの焦点
方向に集光される。本実施形態では、上述のように遮光
ドット１０１が変形したミラー要素２０Ｂの焦点近傍に
設けられているため、入射光９０は反射された後、遮光
ドット１０１に集光されて入射方向に戻ることはない。
すなわち、このような光変調デバイス１０を表示装置等
に用いた場合、圧電素子３０に電圧を印加する、しない
によって、入射光９０のＯＮ、ＯＦＦの制御を容易に行
うことができる。なお、上述した例では、圧電素子３０
が変形しない場合がＯＮ、変形した場合がＯＦＦとなる
が、勿論、これと逆になるように設定することもでき
る。

【００８５】以上のような本実施形態の構成では、圧電
素子３０の上電極膜３４及び下電極膜３２と駆動素子５
０とを接続する上電極用接続配線３７及び下電極用接続
配線３６を比較的容易に形成することができる。また、
これら上電極用接続配線３７及び下電極用接続配線３６
を支持部３１ａに形成された貫通孔４０内に形成するよ
うにした。これにより、圧電素子３０が支持部３１ａか
ら二次元方向に延設される構造の光変調デバイスを実現
でき、その配線も比較的容易に形成することができる。

【００８６】したがって、ミラー要素の周囲を保持して
変形させる構成に比べて、ミラー要素の変形量を十分に
大きくした光変調デバイスを実現することができる。ま
た、このような光変調デバイスは、反射面の開口率が大
きく反射効率が向上する。さらには、集光率が高く、Ｓ
Ｎ比が大きい光変調デバイスを実現することができる。
また、圧電素子の少なくとも上電極膜と駆動素子とを接
続する配線が、ミラー要素の実質的に変形されない部分
に設けられているため、配線により変形が拘束されるこ
とがなく、性能の低下を防止することができる。

【００８７】なお、本実施形態では、圧電素子３０の最
もミラー基板１１側の層である弾性板３１をミラー基板
１１側へ突出させて支持部３１ａを形成すると共に、こ
の弾性板３１上に下電極膜３２を形成するようにした
が、これに限定されず、例えば、下電極膜３２が弾性板
を兼ねるようにしてもよい。このような構成では、支持
部が下電極膜で構成されるため、支持部と駆動用配線と
接続させることにより下電極膜と駆動用配線とが電気的
に接続される。

【００８８】また、本実施形態では、下電極用接続配線
３６及び上電極用接続配線３７を貫通孔４０内の相対向
する位置に平面的に分離して設けるようにしたが、これ
に限定されず、例えば、貫通孔４０内の略同一位置に配
置して、間に絶縁層を介して積層形成するようにしても
よい。

【００８９】また、上述した実施形態で、第１信号ライ
ン５４は、その延設方向の端部で接地するようにした
が、これに限定されない。

【００９０】（実施形態２）図８は、実施形態２に係る
光変調デバイスの断面図である。

【００９１】本実施形態は、ミラー要素２０を支持する
支持部材をミラー要素２０とは別部材で形成した例であ
り、例えば、本実施形態では、図８に示すように、ミラ
ー基板上に島状の支持部材８０が設けられ、ミラー要素
２０はこの支持部材８０を介してミラー基板１１上に固
定され、この支持部材８０に対向する領域には、支持部
材８０の表面が露出する貫通部４０Ａが設けられてい
る。

【００９２】また、本実施形態では、駆動素子５０のソ
ース５１を露出するコンタクトホール１２ａが支持部材
８０の外側の第１の層間絶縁膜１２に形成されており、
駆動配線５３がこのコンタクトホール１２ａから貫通部
４０Ａに対向する領域の支持部材８０上まで延設されて
おり、この貫通部４０Ａ内で下電極用接続配線３６を介
して下電極膜３２と接続されている。また、第１信号ラ
イン５４も支持部材８０上まで延設されており、貫通部
４０Ａに対向する領域の支持部材８０上で上電極用接続
配線３７を兼ねる反射膜３５を介して上電極膜３４と接
続されている。

【００９３】このような構成の光変調デバイスの製造方
法は、特に限定されいが、例えば、本実施形態では、以
下の工程で製造した。なお、図９は、実施形態２に係る
光変調デバイスの製造工程を示す断面図である。

【００９４】まず、図９（ａ）に示すように、実施形態
１と同様に、ｐ型のシリコン基板に予めＭＯＳトランジ
スタからなる駆動素子５０を形成したミラー基板１１上
に第１の層間絶縁膜１２を形成し、この第１の層間絶縁
膜１２上に、支持部材材料層８１を形成しパターニング
することにより、各ミラー要素２０に対応して島状の支
持部材８０を形成する。

【００９５】次に、図９（ｂ）に示すように、第１の層
間絶縁膜１２の各支持部材８０近傍に、第１の層間絶縁
膜１２をパターニングすることにより、駆動素子５０の
ソース５１を露出するコンタクトホール１２ａを形成す
る。

【００９６】次に、図９（ｃ）に示すように、第１の層
間絶縁膜１２及び支持部材８０上に、駆動配線５３、第
１信号ライン５４及び第２信号ライン５５を形成する。
すなわち、第１の層間絶縁膜１２及び支持部材８０上全
面に配線膜６０を形成し、その後パターニングすること
により、駆動配線５３、第１信号ライン５４及び第２信
号ライン５５とする。

【００９７】次に、図９（ｄ）に示すように、支持部材
８０の周囲に犠牲層７０を形成する。この犠牲層７０上
には、以下の工程で圧電素子３０を構成する各層が形成
されるが、この圧電素子３０の下面の高と支持部材８０
の上面の高さとは略同一であることが好ましい。そのた
め、この犠牲層７０は、支持部材８０と略同一の高さで
形成することが好ましい。

【００９８】なお、その後は、図６に示す実施形態１の
製造工程と同様、圧電素子３０及び反射膜３５等を形成
及びパターニング後、犠牲層７０を除去することによ
り、本実施形態の構成の光変調デバイスを製造すること
ができる。

【００９９】このような本実施形態の構成においても、
実施形態１と同様に、圧電素子３０の上電極膜３４及び
下電極膜３２と駆動素子５０とを接続する配線を比較的
容易に形成することができ、ミラー要素の変形量を十分
に大きくした光変調デバイスを実現することができる。

【０１００】なお、本実施形態では、支持部材８０上
で、駆動配線５３と下電極用接続配線３６との接続等を
行う構成としたが、これに限定されず、例えば、支持部
材にミラー基板１１に連通する連通孔を設け、ミラー基
板１１上で行うようにしてもよい。

【０１０１】（他の実施形態）以上、本発明の各実施形
態を説明したが、本発明の光変調デバイスは上述した実
施形態に限定されるものではないが、何れにしても比較
的容易に圧電素子と駆動素子との接続配線を形成するこ
とができる。

【０１０２】また、上述した実施形態では、反射膜３５
は凹面鏡として作用するものとしたが、これに限定され
ず、成膜条件等を適宜調整して凸面鏡として作用させる
ようにしてもよい。

【０１０３】また、例えば、上述の実施形態では、ミラ
ー要素２０を支持する、例えば、支持部材８０に対応す
る部分から圧電素子３０が二次元方向に延設され、この
支持部材８０に対応する部分を支点としてミラー要素２
０が曲面状に変形する光変調デバイスを例示したが、こ
の構成に限定されず、例えば、図１０（ａ）に示すよう
に、ミラー要素２０Ｃが支持部材８０Ａから略一方向に
延設され、その長手方向一端部で支持部材８０Ａにより
片持ち梁状態で支持された構成であっても、本発明を適
用することができる。

【０１０４】また、例えば、上述の実施形態では、圧電
素子３０上に反射膜３５を形成してミラー要素２０とし
た構成を例示したが、これに限定されず、例えば、図１
０（ｂ）に示すように、支持部材８０Ａによって片持ち
梁状態で支持された圧電素子３０Ａの支持部材８０Ａと
は反対側の端部近傍に、ミラー部材との接続部を形成
し、ミラー部材９０を設けたミラー要素２０Ｄとして
も、本発明を適用することができる。

【０１０５】さらに、例えば、このようにミラー要素が
片持ち梁状態で支持された構成では、圧電素子３０と駆
動素子５０との配線を、支持部材８０Ａの外周面に延設
する構成としてもよい。すなわち、図１１に示すよう
に、ミラー要素２０Ｃ及び支持部材８０Ａに貫通孔を設
けずに、下電極用接続配線３６Ａ及び上電極用接続配線
３７Ａを支持部材８０Ａの外周面を介してミラー基板１
１上まで延設するようにしてもよい。また、この下電極
用接続配線３６Ａと上電極用接続配線３７Ａとは、例え
ば、図示するように第３の層間絶縁膜１４を間に挟むこ
とによりにより容易に行うことができる。また、勿論、
これら両接続配線３６Ａ及び３７Ａを支持部材８０Ａの
円周方向の異なる位置に延設するようにしてもよい。

【０１０６】以下には、遮光ドットアレイ以外を用いた
光変調デバイスの構成例、及び凸面鏡として作用させた
場合の構成例を示す。なお、ミラー基板を両側に具備す
る構成及びミラー基板を介して入射光を入射させる構成
は特に図示しないが、適宜選択可能であることはいうま
でもない。また、本発明は集光性能の向上により入射光
を反射面に集光させる特別な光学系を必要としないとい
う効果を奏するものであるが、入射光を集光させる光学
系を用いてもよく、以下にはこのような構成も示す。

【０１０７】図１２には、上述した遮光ドットアレイ１
００の代わりに、ピンホールアレイ１１０及びマクロレ
ンズアレイ１２０を設けた光変調デバイスの概略構成を
示す。ここで、ピンホールアレイ１１０は、各ミラー要
素２０に対向する位置にピンホール１１１を有し、ま
た、各マクロレンズアレイ１２０は、各ミラー要素２０
に対向する位置に凸レンズ１２１を有する。なお、ピン
ホールアレイ１１０の各ピンホール１１１は、変形した
ミラー要素２０Ｂの焦点近傍に設けられている。

【０１０８】かかる光変調デバイスでは、変形したミラ
ー要素２０Ｂに入射した光はピンホールアレイ１１０の
ピンホール１１１を通過して戻るが、変形していないミ
ラー要素２０Ａに入射した光はピンホールアレイ１１０
の遮光部１１２に遮断される。

【０１０９】すなわち、この例では、上述した例とは反
対に、ミラー要素を変形した場合がＯＮであり、未変形
の場合がＯＦＦとなる。

【０１１０】なお、ミラー要素２０をミラー基板１１と
は反対側に凸に変形するようにして凸面鏡として作用し
ても光変調デバイスとすることができる。このような光
変調デバイスを用いた表示装置の一例を後述する。

【０１１１】また、以上説明した各実施形態において
は、圧電素子３０の変形の際に圧電素子３０と対向する
ミラー基板１１が帯電し、静電力により圧電素子３０の
変形が阻害されること考えられる。従って、このような
問題を解消するために、上述した構成に加えて、さら
に、圧電素子３０の下電極膜３２に対向するミラー基板
１１を、対向する下電極膜３２と略同一電位にするよう
にしてもよい。すなわち、相対向する電極が共通電極で
接地されている状態の場合には、基板も接地状態にす
る。これにより、圧電素子３０の電極とミラー基板１１
との電位差による帯電が生じなくなり、ミラー要素２０
の変形が阻害されることがなく、ミラー要素２０の変位
量の低下を抑えることができる。

【０１１２】また、例えば、下電極膜３２に対向するミ
ラー基板１１上に対向電極を設け、この対向電極と下電
極膜３２との間に、圧電素子３０の変形を補助する方向
に静電力が生じるように電圧を印加するようにしてもよ
い。このような構成では、ミラー要素２０の変位量をさ
らに増加させることができ、集光率をさらに高め、ＳＮ
比の向上を図ることができる。

【０１１３】さらに、以上説明した実施形態では、各ミ
ラー要素２０の下電極膜３２又は上電極膜３４への配線
は、全て支持部３１ａ又は支持部材８０を介してミラー
基板１１まで延設するようにしたが、これに限定される
ものではない。例えば、下電極膜３２への配線のみは支
持部３１ａ等を介してミラー基板１１へ延設し、上電極
膜３４の配線は支持部部３１ａ等とは反対側の先端部の
一部に接触するように設けてもよい。この場合、圧電素
子３０の変形を妨げることがないようにする必要がある
ことは言うまでもない。

【０１１４】以上説明した各構成の本発明の光変調デバ
イスは、例えば、表示装置の一部として用いられる。

【０１１５】図１３〜図１５には本発明の光変調デバイ
スを用いた表示装置の一例を示す。なお、図１３〜図１
５は表示装置を構成する光学系の概略断面図であり、レ
ンズ、光変調デバイス等は大幅に簡略化して描いてあ
る。

【０１１６】図１２に示す表示装置は、光源であるメタ
ルハライドランプ２１０及び放物面形状のリフレクタ２
１１と、このメタルハライドランプ２１０からの光を光
変調デバイス１０に入射させるハーフミラー２２０と、
光変調デバイス１０からの出射光を結像する投影レンズ
２３０と、投影レンズ２３０により結像された像を表示
するスクリーン２４０とを具備する。

【０１１７】かかる表示装置では、光源であるメタルハ
ライドランプ２１０を有し、メタルハライドランプ２１
０から出た光は、リフレクタ２１１で反射されて略平行
な光となってハーフミラー２２０に入射し、ハーフミラ
ー２２０で反射されて光変調デバイス１０を入射され
る。なお、ハーフミラー２２０はキューブ型のハーフプ
リズムとしてもよい。

【０１１８】光変調デバイス１０を構成するミラー要素
２０のうちで、駆動素子５０を介して駆動されて変形し
ているミラー要素２０Ｂは凹面鏡として働き、この変形
したミラー要素２０Ｂに入射した光は反射されて遮光ド
ット１０１に向かって集光され、ハーフミラー２２０方
向には戻らない。一方、変形していないミラー要素２０
Ａに入射した光は反射されて、投影レンズ２３０によっ
て像面であるスクリーン２４０上に結像される。

【０１１９】以上のような光学系の構成によって、光変
調デバイス１０を構成する各ミラー要素２０がスクリー
ン２４０上の画素に対応し、ミラー要素２０のＯＮ，Ｏ
ＦＦ、すなわち、変形していない、変形しているによっ
てスクリーン２４０上の表示画像を変化させることがで
きる。

【０１２０】なお、スクリーン２４０としては反射型の
スクリーンあるいは透過性型のスクリーンを用いること
ができる。

【０１２１】また、図１３で示した光学系では、光源２
１０から放出された光のうち、ハーフミラー２２０でそ
の約半分だけが光変調デバイス１０を照明し、残りの半
分はハーフミラー２２０を透過して無駄な光となる。さ
らに、光変調デバイス１０で反射した光のうちその半分
だけがハーフミラー２２０を透過して投影レンズ２３０
へ向かう。すなわち、光源から出てスクリーン２４０に
到達する光は、途中でのロスがないとして理想的に見積
もっても光源２１０から出た光の１／４程度に減衰して
いる。

【０１２２】図１４に示す表示装置では、ハーフミラー
２２０の代わりに、３つの偏光ビームスプリッタ２２
１、２２２及び２２４を用いることにより、光源から放
射されるエネルギを原理的にロスなくスクリーン２４０
に導くようにしている。

【０１２３】図示するように、光源であるメタルハライ
ドランプ２１０から出た光は、放物面形状のリフレクタ
２１１で反射され略平行な光に変換され、第１の偏光ビ
ームスプリッタ２２１に入射する。以下、偏光ビームス
プリッタ２２１はＰ偏光は透過し、Ｓ偏光は反射するも
のとする。

【０１２４】光源２１０からでた光は、その振動方向が
ランダムな方向を向いている自然光なので、そのうちの
Ｐ偏光成分（図中ｐで示す）は第１の偏光ビームスプリ
ッタ２２１を透過し、Ｓ偏光成分（図中ｓで参照）は反
射される。この反射されたＳ偏光成分の光は隣接する第
２の偏光ビームスプリッタ２２２に入射し、そこで反射
されて第２の偏光ビームスプリッタ２２２をＳ偏光とし
て出射する。一方、第１の偏光ビームスプリッタ２２１
を透過したＰ偏光は、第１のビームスプリッタ１２１の
出射面に設けられた１／２波長板２２３によってＳ偏光
に変換される。したがって、第３の偏光ビームスプリッ
タ２２４に入射される光はＳ偏光に揃っている。

【０１２５】Ｓ偏光として第３の偏光ビームスプリッタ
２２４に入射された光は、全て光変調デバイス１０の方
向へ反射されるが、第３の偏光ビームスプリッタ２２４
の光変調デバイス１０側の面に設けられた１／４波長板
２２５によって円偏光に変換されて光変調デバイス１０
に入射される。

【０１２６】光変調デバイス１０を構成するミラー要素
２０の反射膜で反射した光は、入射光の円偏光とは反対
方向に偏光する円偏光となり、１／４波長板２２５で今
度はＰ偏光となって第３のビームスプリッタ２２４に入
射される。このＰ偏光は第３のビームスプリッタ２２４
で反射されることなく原理的には全て透過されて投影レ
ンズ２３０に到達する。

【０１２７】以上述べたように、光源から出た光の振動
方向を揃えることによって、ハーフミラーを用いた場合
のような光のロスがなく、光源から放射されるエネルギ
を原理的にロスなくスクリーンに導くことができる。す
なわち、明るい表示が可能な表示装置を構成することが
できる。

【０１２８】図１５には、他の実施形態の表示装置の構
成を示す。この表示装置では、遮光ドットアレイ１００
を有さず且つ各ミラー要素２０が駆動された場合に凸面
鏡として作用する光変調デバイス１０Ａを用いると共に
図１１の装置の第３の偏光ビームスプリッタ２２４と投
影レンズ２３０との間に、第３のビームスプリッタ２２
４を透過する所定の発散光は投影レンズ２３０に透過す
るが、平行光は遮断するレンズ２５０及び微小ミラー２
５１を設けたものである。なお、投影レンズ２３０は所
定の発散光でレンズ２５０を通過した光をスクリーン２
４０に結像するものである。

【０１２９】かかる構成では、光変調デバイス１０Ａの
変形していないミラー要素２０Ａに入射した光は平行光
のまま反射されてレンズ２５０に到達するが、この光
は、レンズ２５０の焦点近傍に配置された微小ミラー２
５１に集光されて発散され、スクリーン２４０には到達
しない。一方、変形したミラー素子２０Ｂに入射された
光は仮想光源２６０から出ているような発散光としてレ
ンズ２５０に到達するので、微小ミラー２５１に遮られ
ることなく投影レンズ２３０に到達し、投影レンズ２３
０によりスクリーン２４０に結像される。

【０１３０】なお、以上の説明では表示装置としては一
枚の光変調デバイスを用いた表示装置を説明したが、従
来から知られているように、３枚の光変調デバイスを用
い、それぞれの光変調デバイスが赤、緑、青それぞれの
光を変調し、その変調光を色合成して投写するカラー表
示装置としても本発明を用いることができることはいう
までもない。

【０１３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明ではミラー
要素を支持部材で支持すると共に、支持部材内に圧電素
子と駆動素子との接続配線を設けるようにしたため、支
持部材との接続部分を支点として略曲面状に変形する光
変調デバイスを比較的容易に実現することができる。こ
れにより、ミラー要素の曲率変化を十分に大きくするこ
とができ、集光率を著しく向上することができる。した
がって、小型化しても十分な曲率変化が得られるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係る光変調デバイスの概
略を示す斜視図である。

【図２】本発明の実施形態１に係る光変調デバイスの要
部断面図である。

【図３】本発明の実施形態１に係る駆動素子の概略を示
す断面図及び光変調デバイスの配線図である。

【図４】本発明の実施形態１に係る駆動素子の概略を示
す平面図である。

【図５】本発明の実施形態１に係る光変調デバイスの製
造方法を示す断面図である。

【図６】本発明の実施形態１に係る光変調デバイスの製
造方法を示す断面図である。

【図７】本発明の実施形態１に係る光変調デバイスの光
学系の概略図である。

【図８】本発明の実施形態２に係る光変調デバイスの要
部断面図である。

【図９】本発明の実施形態２に係る光変調デバイスの製
造方法を示す断面図である。

【図１０】本発明の他の実施形態に係る光変調デバイス
の概略を示す斜視図である。

【図１１】本発明の他の実施形態に係る光変調デバイス
の要部断面図である。

【図１２】本発明の他の実施形態に係る光変調デバイス
の光学系の概略断面図である。

【図１３】本発明の他の実施形態に係る光変調デバイス
を用いた表示装置を構成する光学系の概略断面図であ
る。

【図１４】本発明の他の実施形態に係る光変調デバイス
を用いた表示装置を構成する光学系の概略断面図であ
る。

【図１５】本発明の他の実施形態に係る光変調デバイス
を用いた表示装置を構成する光学系の概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１０光変調デバイス１１ミラー基板２０ミラー要素３０圧電素子３１弾性板３１ａ支持部３２下電極膜３３圧電体層３４上電極膜３５反射膜３６下電極用接続配線３７上電極用接続配線４０貫通孔５０駆動素子５３駆動配線５４第１信号ライン５５第２信号ライン８０支持部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電体層及びこれを挟持する第１及び第
２の電極とからなる圧電素子を有すると共に光を反射す
るミラー膜構造を有するミラー要素と、該ミラー要素に
対応して設けられた駆動素子とを有する光変調デバイス
において、前記圧電素子は、一方面側に設けられた支持部材を介し
て基板上に固定されており、前記第１及び第２の電極に
接続される接続用配線は、前記支持部材を介して前記基
板上に設けられた駆動用配線まで延設されていることを
特徴とする光変調デバイス。
【請求項２】請求項１において、前記圧電素子は前記
支持部材との接続部から二次元方向に延設されると共に
その略中央部が前記支持部材との接続部であり、駆動に
より当該接続部を支点として曲面状に変形することを特
徴とする光変調デバイス。
【請求項３】請求項１において、前記圧電素子は前記
支持部材との接続部から略一方向に延設されると共にそ
の長手方向一端部で前記支持部材により片持ち梁状態で
支持されており、駆動により当該接続部を支点として先
端部が厚さ方向に変形することを特徴とする光変調デバ
イス。
【請求項４】請求項１〜３の何れかにおいて、前記圧
電素子は前記一方面側には弾性板を有することを特徴と
する光変調デバイス。
【請求項５】請求項１〜４の何れかにおいて、前記圧
電素子は他方面側には前記ミラー膜構造を有することを
特徴とする光変調デバイス。
【請求項６】請求項５において、前記圧電素子の前記
ミラー膜構造は、前記他方面側の前記第２の電極又はこ
の上に設けられた反射膜から構成されることを特徴とす
る光変調デバイス。
【請求項７】請求項４において、前記圧電素子の前記
支持部材とは反対側の長手方向端部には前記ミラー膜構
造を構成するミラー部材が設けられており、当該圧電素
子の駆動により当該ミラー部材の反射面の傾斜角度が変
化することを特徴とする光変調デバイス。
【請求項８】請求項１〜７の何れかにおいて、前記圧
電素子の前記支持部材に対向する領域の少なくとも一部
を除去して圧電素子除去部が形成され、前記圧電素子の
少なくとも他方面側の電極とそれに対応する前記駆動用
配線とを接続する接続用配線は、前記圧電素子除去部内
に設けられていることを特徴とする光変調デバイス。
【請求項９】請求項８において、前記圧電素子除去部
は前記圧電素子を厚さ方向に貫通する貫通孔であること
を特徴とする光変調デバイス。
【請求項１０】請求項８又は９において、前記支持部
材は前記基板上に設けられた支持部材貫通部を有する環
状部材であり、前記圧電素子除去部は前記支持部材貫通
部に連通していることを特徴とする光変調デバイス。
【請求項１１】請求項１０において、少なくとも前記
圧電素子の他方面側の電極とそれに対応する前記駆動用
配線とを接続する接続用配線は前記支持部材貫通部内に
設けられていることを特徴とする光変調デバイス。
【請求項１２】請求項１〜１１の何れかにおいて、前
記支持部材が前記圧電素子の前記一方面側を構成する層
を前記基板側に突出させて形成されていることを特徴と
する光変調デバイス。
【請求項１３】請求項１２において、前記支持部材を
構成する層が前記圧電素子の前記一方面側の電極であ
り、当該電極が前記接続用配線と電気的に接続されてい
ることを特徴とする光変調デバイス。
【請求項１４】請求項８〜１２の何れかにおいて、前
記第１の電極及び前記第２の電極のそれぞれと前記駆動
用配線とを接続する前記接続用配線のそれぞれは、前記
支持部材貫通部内に平面的に分離されて配置されている
ことを特徴とする光変調デバイス。
【請求項１５】請求項８〜１２の何れかにおいて、前
記第１の電極及び前記第２の電極のそれぞれと前記駆動
用配線とを接続する前記接続用配線が、前記支持部材貫
通部内に絶縁層を介して積層形成されていることを特徴
とする光変調デバイス。
【請求項１６】請求項１４又は１５において、前記圧
電素子の前記一方面側の電極は、前記圧電素子除去部側
の端部近傍の表面が露出されていることを特徴とする光
変調デバイス。
【請求項１７】請求項１〜９の何れかにおいて、前記
接続用配線は前記支持部材と前記圧電素子との接続部を
介して当該支持部材の外側に延設されていることを特徴
とする光変調デバイス。
【請求項１８】請求項１〜９の何れかにおいて、前記
支持部材を構成する島状に設けられた島部材の上面まで
前記駆動用配線が延設される一方、前記圧電素子除去部
内に前記駆動用配線が露出しており、この露出した駆動
用配線に前記接続用配線が接続していることを特徴とす
る光変調デバイス。
【請求項１９】請求項１８において、前記島部材の上
面の高さと前記圧電素子の下面の高さとが略同一である
ことを特徴とする光変調デバイス。
【請求項２０】請求項１〜１９の何れかにおいて、前
記基板がシリコン単結晶基板であり、前記駆動素子が当
該基板上に設けられた半導体集積回路で構成されること
を特徴とする光変調デバイス。
【請求項２１】請求項１〜２０の何れかにおいて、前
記ミラー要素が二次元アレイ状に配置されていることを
特徴とする光変調デバイス。
【請求項２２】請求項１〜２１の何れかの光変調デバ
イスと、光源と、この光源からの光を前記光変調デバイ
スに入射すると共に当該光変調デバイスの前記圧電素子
の駆動時又は非駆動時の何れか一方の反射光のみを出射
する光学系とを具備することを特徴とする表示装置。