JP2003215475A - Optical switching element and its manufacturing method - Google Patents
Optical switching element and its manufacturing methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光の干渉現象を利
用して入射光に対する光学特性を変化させる光スイッチ
ング素子およびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical switching element that changes optical characteristics with respect to incident light by utilizing an interference phenomenon of light and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ディスプレイ、光通信、光メモリ
および光プリンタなどの各種用途に利用することを目的
として、入射光に対する光学特性、例えば反射率を変化
させる（光スイッチング）ことが可能な小型かつ高性能
な光スイッチング素子（ライトバルブ）の開発が要望さ
れている。この要望を満たし得る光スイッチング素子と
しては、例えば、液晶、マイクロミラー（ＤＭＤ；Digi
tal Micro Mirror Device ；テキサスインスツルメンツ
社の登録商標）または回折格子（ＧＬＶ：Grating Ligh
t Valve ；シリコンライトマシン（ＳＬＭ）社）などを
利用したものがある。2. Description of the Related Art In recent years, for use in various applications such as displays, optical communications, optical memories, and optical printers, optical characteristics for incident light, for example, small size capable of changing reflectance (optical switching) have been proposed. Development of a high performance optical switching element (light valve) is desired. Optical switching elements that can meet this demand include, for example, liquid crystals and micromirrors (DMD; Digi
tal Micro Mirror Device; registered trademark of Texas Instruments Incorporated) or diffraction grating (GLV: Grating Ligh)
t Valve: Silicon Light Machine (SLM), etc. are used.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば反射
型ディスプレイの表示性能は、この反射型ディスプレイ
の主要部を構成する光スイッチング素子の基本性能に大
きく依存する。具体的には、例えば、反射型ディスプレ
イにより表示される画像のコントラストは、主に、光ス
イッチング素子の光スイッチング能、すなわち画像の明
暗を生じさせるために必要な入射光に対する反射率の切
換性能（高反射モード，低反射モード）に基づいて決定
される。コントラストが優れた高性能な反射型ディスプ
レイを実現するためには、例えば、高反射モードと低
反射モードとの間で反射率の差異が大きく、いずれの
反射モードにおいても反射率の再現性に優れ、高速で
モード切換を実行可能であることが必要である。By the way, the display performance of, for example, a reflective display largely depends on the basic performance of an optical switching element which constitutes a main part of the reflective display. Specifically, for example, the contrast of the image displayed by the reflective display is mainly the optical switching ability of the optical switching element, that is, the switching performance of the reflectance with respect to the incident light necessary for producing the contrast of the image ( High reflection mode, low reflection mode). In order to realize a high-performance reflective display with excellent contrast, for example, there is a large difference in reflectance between the high-reflection mode and the low-reflection mode, and the reproducibility of the reflectance is excellent in both reflection modes. It is necessary to be able to execute mode switching at high speed.
【０００４】しかしながら、従来の光スイッチング素子
では、主に構造上の理由により、未だ光スイッチング性
能に改善の余地があった。今後益々高性能化が求められ
る反射型ディスプレイ分野において、より高性能な光ス
イッチング素子の登場が期待されている。However, in the conventional optical switching element, there is still room for improvement in the optical switching performance, mainly for structural reasons. In the field of reflective displays, which are required to have higher performance in the future, it is expected that higher performance optical switching elements will appear.
【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第１の目的は、優れた光スイッチング性能を
確保可能な光スイッチング素子およびその製造方法を提
供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and a first object thereof is to provide an optical switching element capable of ensuring excellent optical switching performance and a manufacturing method thereof.
【０００６】また、本発明の第２の目的は、高性能なデ
ィスプレイを構成可能な光スイッチング素子およびその
製造方法を提供することにある。A second object of the present invention is to provide an optical switching element capable of forming a high performance display and a manufacturing method thereof.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の光スイッチング
素子は、第１の光学薄膜と、光の干渉現象を生じ得る大
きさの間隙を挟んで第１の光学薄膜に対向し、第１の光
学薄膜の方向に変位可能な駆動部と変位不能な周縁部と
を含む平坦な第２の光学薄膜と、この第２の光学薄膜と
別体をなし、周縁部を支持する支持体と、第２の光学薄
膜を変位させて間隙の大きさを変化させることにより、
入射光に対する光学特性を変化させる駆動手段とを備え
たものである。The optical switching element of the present invention faces the first optical thin film with a gap having a size capable of causing a light interference phenomenon interposed between the first optical thin film and the first optical thin film. A flat second optical thin film including a drive unit displaceable in the direction of the optical thin film and a non-displaceable peripheral portion; a support body that is separate from the second optical thin film and supports the peripheral portion; By displacing the optical thin film of 2 and changing the size of the gap,
And a driving means for changing the optical characteristic with respect to the incident light.
【０００８】本発明の光スイッチング素子の製造方法
は、所定の下地膜上に、第１の光学薄膜を形成する工程
と、この第１の光学薄膜上に、犠牲膜を選択的に形成す
る工程と、この犠牲膜と共に平坦面を構成するように、
犠牲膜の周縁に支持体を選択的に形成する工程と、平坦
面上に、第２の光学薄膜を平坦に形成する工程と、犠牲
膜を選択的にエッチングして間隙を形成することによ
り、第２の光学薄膜の平坦状態を維持したまま、支持体
により第２の光学薄膜の一部をなす周縁部を支持させる
と共に、第２の光学薄膜の他の一部をなす駆動部を第１
の光学薄膜の方向に変位可能にする工程と、第２の光学
薄膜を変位させて間隙の大きさを変化させることによ
り、入射光に対する光学特性を変化させる駆動手段を形
成する工程とを含むものである。In the method for manufacturing an optical switching element of the present invention, a step of forming a first optical thin film on a predetermined base film and a step of selectively forming a sacrificial film on the first optical thin film. And so as to form a flat surface with this sacrificial film,
By selectively forming the support on the peripheral edge of the sacrificial film, forming the second optical thin film on the flat surface flat, and selectively etching the sacrificial film to form a gap, While maintaining the flat state of the second optical thin film, the supporting member supports the peripheral portion that forms a part of the second optical thin film, and the first driving unit that forms another part of the second optical thin film.
Of the optical thin film, and a step of displacing the second optical thin film to change the size of the gap to form a driving means for changing the optical characteristic with respect to the incident light. .
【０００９】本発明の光スイッチング素子では、第２の
光学薄膜と支持体とが別体をなすため、主に第２の光学
薄膜の形成容易性に基づき、支持体により第２の光学薄
膜が歪むことなく平坦に支持される。これにより、第２
の光学薄膜の変位機構が安定化するため、例えば反射率
などの光学特性の再現性が確保される。In the optical switching element of the present invention, since the second optical thin film and the support form a separate body, the second optical thin film is formed by the support mainly based on the ease of forming the second optical thin film. It is supported flat without distortion. This allows the second
Since the displacement mechanism of the optical thin film is stabilized, reproducibility of optical characteristics such as reflectance is ensured.
【００１０】本発明の光スイッチング素子の製造方法で
は、犠牲膜および支持体により構成された平坦面上に第
２の光学薄膜が形成されたのち、犠牲層が選択的に除去
されることにより間隙が形成される。これにより、平坦
となるように第２の光学薄膜を容易に形成可能となる。According to the method of manufacturing an optical switching element of the present invention, after the second optical thin film is formed on the flat surface formed by the sacrificial film and the support, the sacrificial layer is selectively removed to form the gap. Is formed. This makes it possible to easily form the second optical thin film so as to be flat.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】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。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１２】まず、本発明の一実施の形態に係る光スイ
ッチング素子の構成について説明する。図１は、本実施
の形態に係る光スイッチング素子１０の概略構成を表す
ものである。本実施の形態に係る光スイッチング素子１
０は、主に、静電駆動することにより光の干渉現象を利
用して高反射モードまたは低反射モードの切換を行い、
入射光Ｂに対する反射率を変化させるものである。First, the structure of an optical switching element according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a schematic configuration of an optical switching element 10 according to this embodiment. Optical switching element 1 according to the present embodiment
0 mainly switches the high reflection mode or the low reflection mode by utilizing the interference phenomenon of light by electrostatically driving,
The reflectance with respect to the incident light B is changed.
【００１３】この光スイッチング素子１０は、主に、基
板１上に、例えばいずれも矩形状の下部電極２（第１の
光学薄膜，第１の電極）、変位板３（第２の光学薄膜）
および上部電極４（第２の電極）がこの順に配列された
構成をなしている。変位板３は、その両端（後述する周
縁部３Ｓ）が例えば２つの支持部５Ｒ，５Ｌ（支持体
５）により支持されており、エアギャップＧ（間隙）を
隔てて下部電極２から離間されている。下部電極２から
離間された変位板３は、平坦状をなし、下部電極２と平
行に対向している。なお、変位板３の「平坦状態」に
は、例えば、下部電極２と真に平行な関係にある厳密な
平坦状態と共に、後述する駆動部３Ｋの変位に応じて光
の干渉現象を生じ得る程度の若干の歪み等を含む実質的
な平坦状態も包含するものとする。図１では、光スイッ
チング素子１０の構成要素を明瞭に区別するために、下
部電極２および変位板３の側面に淡い網掛けを施し、上
部電極４および支持体５（支持部５Ｒ，５Ｌ）の側面に
濃い網掛けを施している。The optical switching element 10 is mainly composed of, for example, a rectangular lower electrode 2 (first optical thin film, first electrode) and a displacement plate 3 (second optical thin film) on a substrate 1.
The upper electrode 4 (second electrode) is arranged in this order. The displacement plate 3 is supported at both ends (a peripheral edge portion 3S described later) by, for example, two support portions 5R and 5L (support body 5), and is separated from the lower electrode 2 by an air gap G (gap). There is. The displacement plate 3 separated from the lower electrode 2 has a flat shape and faces the lower electrode 2 in parallel. The "flat state" of the displacement plate 3 includes, for example, a strict flat state that is in a true parallel relationship with the lower electrode 2 and the degree to which a light interference phenomenon can occur depending on the displacement of the driving unit 3K described later. It also includes a substantially flat state including a slight distortion. In FIG. 1, in order to clearly distinguish the constituent elements of the optical switching element 10, the side surfaces of the lower electrode 2 and the displacement plate 3 are lightly shaded, and the upper electrode 4 and the support body 5 (support portions 5R and 5L) are formed. The side is darkly shaded.
【００１４】基板１は、例えばガラスや石英などにより
構成されている。基板１の形状は、変位板３を含む光ス
イッチング素子１０の主要部を安定的に支持可能な限
り、自由に構成可能である。The substrate 1 is made of, for example, glass or quartz. The shape of the substrate 1 can be freely configured as long as the main part of the optical switching element 10 including the displacement plate 3 can be stably supported.
【００１５】下部電極２は、導電性を有し、かつ高屈折
率の材料、例えばクロム（Ｃｒ）などにより構成されて
おり、その厚みは、例えば約１００ｎｍである。なお、
上記「高屈折率」とは、主に、下部電極２の表面におい
て入射光Ｂが反射可能な屈折率をいう。上部電極４は、
導電性を有し、かつ低屈折率の材料、例えばＩＴＯ（In
dium Tin Oxide）などにより構成されており、その厚み
は、例えば約２０ｎｍである。なお、上記「低屈折率」
とは、主に、入射光Ｂが上部電極４において透過可能な
屈折率をいう。下部電極２および上部電極４は、図示し
ない外部電源を通じて下部電極２と上部電極４との間に
電圧が印加されることにより、双方の電極間の電位差を
利用して静電力を発生させるものである。The lower electrode 2 is made of a material having conductivity and a high refractive index, such as chromium (Cr), and has a thickness of, for example, about 100 nm. In addition,
The “high refractive index” mainly refers to a refractive index capable of reflecting the incident light B on the surface of the lower electrode 2. The upper electrode 4 is
A material having conductivity and a low refractive index, such as ITO (In
medium tin oxide) and the thickness thereof is, for example, about 20 nm. The above "low refractive index"
Is mainly a refractive index that allows the incident light B to pass through the upper electrode 4. The lower electrode 2 and the upper electrode 4 generate an electrostatic force by utilizing a potential difference between the lower electrode 2 and the upper electrode 4 when a voltage is applied between the lower electrode 2 and the upper electrode 4 through an external power source (not shown). is there.
【００１６】変位板３は、低屈折率の材料、例えば窒化
シリコン（ＳｉＮｘ）などにより構成されており、その
厚みは、例えば約２２６ｎｍである。この変位板３は、
変位可能な駆動部３Ｋと、この駆動部３Ｋを挟む２つの
周縁部３Ｓとを含んで構成されている。駆動部３Ｋは、
静電力を利用して静電駆動することにより、エアギャッ
プＧを隔てて下部電極２から離間された第１の位置Ｐ１
と下部電極２に接触する第２の位置Ｐ２との間を変位可
能になっている。なお、図１では、静電駆動前の状態を
示している。The displacement plate 3 is made of a material having a low refractive index, such as silicon nitride (SiNx), and its thickness is, for example, about 226 nm. This displacement plate 3 is
It is configured to include a displaceable drive unit 3K and two peripheral portions 3S sandwiching the drive unit 3K. The drive unit 3K is
By electrostatically driving by using electrostatic force, the first position P1 separated from the lower electrode 2 by the air gap G is provided.
And a second position P2 in contact with the lower electrode 2 can be displaced. Note that FIG. 1 shows a state before electrostatic drive.
【００１７】エアギャップＧの間隔、すなわち下部電極
２と変位板３（駆動部３Ｋ）との間の距離Ｌ（ｎｍ）
は、駆動部３Ｋの変位に応じて光の干渉現象を生じさせ
るために、入射光Ｂの波長λ（ｎｍ）に基づいて規定さ
れている。具体的には、距離Ｌは波長λの１／４に相当
し、例えばλ＝約６３２ｎｍの場合、距離Ｌ＝約１５８
ｎｍである。The distance of the air gap G, that is, the distance L (nm) between the lower electrode 2 and the displacement plate 3 (driving section 3K).
Is defined based on the wavelength λ (nm) of the incident light B in order to cause a light interference phenomenon in accordance with the displacement of the driving unit 3K. Specifically, the distance L corresponds to 1/4 of the wavelength λ. For example, when λ = about 632 nm, the distance L = about 158.
nm.
【００１８】支持体５は、上記したように、例えば、変
位板３の周縁部３Ｓを支持する２つの支持部５Ｒ，５Ｌ
を含んで構成されており、特に、第１の位置Ｐ１におい
て平坦となるように変位板３を支持する土台である。こ
の支持体５は、例えば、変位板３と同様の材料（例えば
窒化シリコン）により構成されており、その厚みは、例
えば約２５８ｎｍである。また、支持体５は、特に、変
位板３とは別個に形成されたものであり、変位板３と別
体をなしている。As described above, the support body 5 has, for example, two support portions 5R and 5L for supporting the peripheral edge portion 3S of the displacement plate 3.
In particular, it is a base that supports the displacement plate 3 so as to be flat at the first position P1. The support 5 is made of, for example, the same material as the displacement plate 3 (for example, silicon nitride) and has a thickness of, for example, about 258 nm. Further, the support 5 is formed separately from the displacement plate 3, and is a separate body from the displacement plate 3.
【００１９】なお、光スイッチング素子１０の各部の寸
法は、例えば、変位板３の幅（Ｘ軸方向の長さ）＝約１
００μｍ，奥行き（Ｙ軸方向の長さ）＝約３０μｍ、支
持部分５Ｒまたは５Ｌの幅＝約１５μｍである。The size of each part of the optical switching element 10 is, for example, the width of the displacement plate 3 (length in the X-axis direction) = about 1.
00 μm, depth (length in the Y-axis direction) = about 30 μm, and width of the supporting portion 5R or 5L = about 15 μm.
【００２０】次に、光スイッチング素子１０の動作につ
いて説明する。図２および図３は光スイッチング素子１
０の駆動機構を説明するものであり、図２は静電駆動前
の状態，図３は静電駆動時の状態をそれぞれ示してい
る。なお、図２および図３では、いずれも図１に示した
光スイッチング素子１０をＹ軸方向から見た側面構成を
示している。図中の矢印（入射光Ｂ，反射光Ｒ）の大き
さは、光線の光量を表している。Next, the operation of the optical switching element 10 will be described. 2 and 3 show the optical switching element 1
2 shows the state before electrostatic drive, and FIG. 3 shows the state during electrostatic drive. 2 and 3 each show a side surface configuration of the optical switching element 10 shown in FIG. 1 as viewed from the Y-axis direction. The size of the arrow (incident light B, reflected light R) in the figure represents the amount of light.
【００２１】この光スイッチング素子１０は、下部電極
２および上部電極４により静電力が発生すると、この静
電力を利用して静電駆動する。すなわち、静電力が発生
していない静電駆動前の状態では、図２に示したよう
に、変位板３が平坦状をなし、駆動部３Ｋが第１の位置
Ｐ１に位置して下部電極２からエアギャップＧを隔てて
離間されている。この状態では、上部電極４および変位
板３を透過した入射光Ｂが下部電極２の表面で反射され
るため（反射光Ｒ）、高い反射率が得られる（高反射モ
ード）。一方、静電力が発生すると、図３に示したよう
に、静電力により変位板３が上部電極４と共に変形する
ことにより、駆動部３Ｋが数μ秒程度で第２の位置Ｐ２
に移動し、下部電極２と接触する。この状態では、入射
光Ｂの入射経路に存在していたエアギャップＧが消失す
ることにより光の干渉現象が生じ、これにより反射光Ｒ
がほとんど生じなくなるため、反射率が低くなる（低反
射モード）。もちろん、静電力が消失すると、変位板３
の復元力により駆動部３Ｋは第１の位置Ｐ１に復帰し、
再び高い反射率が得られる（高反射モード）。上記した
駆動機構により、光スイッチング素子１０は、下部電極
２および上部電極４に対する電圧印加が断続的に繰り返
されると、静電力の有無に応じて高速で振動する。この
光スイッチング素子１０によれば、例えば、高反射モー
ドにおける視感反射率が約７５％，低反射モードにおけ
る視感反射率が約３％となる。When an electrostatic force is generated by the lower electrode 2 and the upper electrode 4, the optical switching element 10 is electrostatically driven by using this electrostatic force. That is, in a state before electrostatic driving in which no electrostatic force is generated, as shown in FIG. 2, the displacement plate 3 has a flat shape, the driving unit 3K is located at the first position P1, and the lower electrode 2 is located. Are separated from each other by an air gap G. In this state, since the incident light B transmitted through the upper electrode 4 and the displacement plate 3 is reflected on the surface of the lower electrode 2 (reflected light R), a high reflectance is obtained (high reflection mode). On the other hand, when an electrostatic force is generated, as shown in FIG. 3, the displacement plate 3 is deformed together with the upper electrode 4 by the electrostatic force, so that the drive unit 3K can move to the second position P2 in about several microseconds.
To contact the lower electrode 2. In this state, the air gap G existing in the incident path of the incident light B disappears, and a light interference phenomenon occurs, whereby the reflected light R
Hardly occurs, so the reflectance becomes low (low reflection mode). Of course, when the electrostatic force disappears, the displacement plate 3
Drive unit 3K returns to the first position P1 by the restoring force of
High reflectance is obtained again (high reflectance mode). When the voltage application to the lower electrode 2 and the upper electrode 4 is intermittently repeated by the driving mechanism described above, the optical switching element 10 vibrates at high speed depending on the presence or absence of electrostatic force. According to this optical switching element 10, for example, the luminous reflectance in the high reflection mode is about 75%, and the luminous reflectance in the low reflection mode is about 3%.
【００２２】次に、光スイッチング素子１０の製造方法
について説明する。図４〜図１４は、光スイッチング素
子１０の製造工程を説明するものであり、いずれも図２
と同様の視点における断面構成を示している。Next, a method of manufacturing the optical switching element 10 will be described. 4 to 14 are for explaining the manufacturing process of the optical switching element 10, and are all shown in FIG.
The cross-sectional structure from the same viewpoint as is shown.
【００２３】この光スイッチング素子１０は、例えば既
存の成膜技術、フォトリソグラフィ処理等を利用したパ
ターニング技術およびエッチング技術を利用することに
より、容易に形成可能である。すなわち、まず、図４に
示したように、例えば石英よりなる基板１（下地膜）上
に、スパッタリングにより約１００ｎｍ厚となるように
クロム膜１１を成膜したのち、このクロム膜１１をエッ
チングして矩形状にパターニングすることにより、図５
に示したように、下部電極２を選択的に形成する。The optical switching element 10 can be easily formed by using, for example, the existing film forming technique, the patterning technique utilizing the photolithography process, and the etching technique. That is, first, as shown in FIG. 4, a chromium film 11 is formed by sputtering to a thickness of about 100 nm on a substrate 1 (base film) made of, for example, quartz, and then the chromium film 11 is etched. 5 to form a rectangular pattern.
The lower electrode 2 is selectively formed as shown in FIG.
【００２４】続いて、図６に示したように、全体に、Ｐ
ＥＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Depositio
n ；プラズマ支援型化学蒸着法）により約１５８ｎｍ厚
となるように非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）膜１２を成膜
したのち、下部電極２上を覆う部分のみが残存するよう
に非晶質シリコン膜１２をエッチングしてパターニング
することにより、図７に示したように、犠牲膜１３を選
択的に形成する。この犠牲膜１３は、後工程において除
去されることにより、エアギャップＧを形成するもので
ある。Then, as shown in FIG.
ECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Depositio)
n: Amorphous silicon (a-Si) film 12 is formed by plasma-assisted chemical vapor deposition) to a thickness of about 158 nm, and then amorphous so that only the portion covering the lower electrode 2 remains. By etching and patterning the silicon film 12, the sacrificial film 13 is selectively formed as shown in FIG. The sacrificial film 13 forms an air gap G by being removed in a later process.
【００２５】続いて、図８に示したように、全体に、Ｌ
ＰＣＶＤ（Low Pressure ChemicalVapor Deposition；
低圧化学蒸着法）により、下部電極２および犠牲膜１３
の総厚（＝約２５８ｎｍ）と等しくなるように窒化シリ
コン膜１４を成膜したのち、下部電極２および犠牲膜１
３の双方に隣接する側方部分のみが残存するように窒化
シリコン膜１４をエッチングしてパターニングすること
により、図９に示したように、犠牲膜１３を挟んで互い
に対向するように支持部５Ｒ，５Ｌ（支持体５）を選択
的に形成する。支持体５を形成する際には、支持部５
Ｒ，５Ｌが犠牲膜１３と共に平坦面Ｍを構成するように
する。Then, as shown in FIG.
PCVD (Low Pressure ChemicalVapor Deposition;
Lower electrode 2 and sacrificial film 13 by low pressure chemical vapor deposition.
After the silicon nitride film 14 is formed so as to have a total thickness (= about 258 nm), the lower electrode 2 and the sacrificial film 1 are formed.
By etching and patterning the silicon nitride film 14 so that only the side portions adjacent to both sides of the sacrificial film 3 are left, as shown in FIG. , 5 L (support 5) are selectively formed. When the support body 5 is formed, the support portion 5
R and 5L form a flat surface M together with the sacrificial film 13.
【００２６】続いて、図１０に示したように、全体に、
ＬＰＣＶＤにより約２２６ｎｍ厚となるように窒化シリ
コン膜１５を成膜する。窒化シリコン膜１５の形成手法
としてＬＰＣＶＤを利用することにより、高張力が得ら
れるように膜応力を制御可能となる。続いて、平坦面Ｍ
を覆う部分のみが残存するように窒化シリコン膜１５を
エッチングして矩形状にパターニングすることにより、
図１１に示したように、平坦状をなすように変位板３を
選択的に形成する。変位板３の形成材料として窒化シリ
コンを用いることにより、金属疲労が少ない均一な膜質
が得られる。Then, as shown in FIG.
A silicon nitride film 15 is formed by LPCVD to have a thickness of about 226 nm. By using LPCVD as a method of forming the silicon nitride film 15, the film stress can be controlled so that high tension can be obtained. Then, the flat surface M
By etching the silicon nitride film 15 and patterning it in a rectangular shape so that only the portion covering the
As shown in FIG. 11, the displacement plate 3 is selectively formed to have a flat shape. By using silicon nitride as the material for forming the displacement plate 3, uniform film quality with less metal fatigue can be obtained.
【００２７】続いて、図１２に示したように、全体に、
スパッタリングにより約２０ｎｍ厚となるようにＩＴＯ
膜１６を成膜したのち、このＩＴＯ膜１６をエッチング
して変位板３と同様の矩形状をなすようにパターニング
することにより、図１３に示したように、上部電極４を
選択的に形成する。Then, as shown in FIG.
ITO to be about 20 nm thick by sputtering
After the film 16 is formed, the ITO film 16 is etched and patterned to have a rectangular shape similar to that of the displacement plate 3 to selectively form the upper electrode 4 as shown in FIG. .
【００２８】最後に、例えばフッ化キセノンガス（Ｘｅ
Ｆ2 ）を含むエッチングガスＥを用いて犠牲膜１３をエ
ッチングすることにより、犠牲膜１３を選択的に除去す
る。このエッチング処理により、下部電極２と変位板３
との間にエアギャップＧが形成されると共に、下部電極
２からエアギャップＧを隔てて離間された変位板３が平
坦状態を維持したまま支持体５（支持部５Ｒ、５Ｌ）に
より支持されることとなり、光スイッチング素子１０が
完成する。変位板３には、静電駆動することにより変位
可能な駆動部３Ｋが含まれる。Finally, for example, xenon fluoride gas (Xe
The sacrificial film 13 is selectively removed by etching the sacrificial film 13 using an etching gas E containing F 2 ). By this etching process, the lower electrode 2 and the displacement plate 3 are
And an air gap G is formed between the lower electrode 2 and the lower electrode 2, and the displacement plate 3 separated from the lower electrode 2 by the air gap G is supported by the support body 5 (support portions 5R, 5L) while maintaining a flat state. Thus, the optical switching element 10 is completed. The displacement plate 3 includes a drive unit 3K that can be displaced by electrostatically driving.
【００２９】以上説明したように、本実施の形態に係る
光スイッチング素子の製造方法では、犠牲膜１３および
支持体５（支持部５Ｒ，５Ｌ）により構成された平坦面
Ｍ上に変位板３を形成したのち、犠牲膜１３を選択的に
除去してエアギャップＧを形成するようにしたので、以
下の理由により、優れた光スイッチング性能を確保可能
な光スイッチング素子１０を形成することができる。As described above, in the method of manufacturing the optical switching element according to the present embodiment, the displacement plate 3 is placed on the flat surface M constituted by the sacrificial film 13 and the support 5 (support portions 5R, 5L). After the formation, the sacrificial film 13 is selectively removed to form the air gap G. Therefore, the optical switching element 10 capable of ensuring excellent optical switching performance can be formed for the following reason.
【００３０】すなわち、光スイッチング素子としては、
例えば、本実施の形態に係る光スイッチング素子１０を
構成する変位板３および支持体５の双方に対応する部分
が一体形成された「コ」の字型リボン状駆動体を備えた
ものが考えられる。この「コ」の字型リボン状駆動体を
備えた光スイッチング素子では、本実施の形態に係る光
スイッチング素子１０とほぼ同様に静電駆動することは
可能となるが、特徴的な立体構造に起因して形成難度が
高く、特に、光スイッチング性能の良否に関わる駆動部
を設計仕様通りに形成することが困難なため、十分な光
スイッチング性能が得られない可能性がある。具体的に
は、例えば、「コ」の字型リボン状駆動体の形成時（例
えばエッチング処理時）における力学的な負荷等に起因
して駆動部が歪みやすく、下部電極に対して駆動部を平
行に対向させることが困難なため、主に歪みに起因した
構造上の理由により駆動部の変位機構が不安定になる。
これにより、高反射モードまたは低反射モードのいずれ
の場合においても設定値に対して反射率のずれが生じ、
反射率の再現性を十分に得られないおそれがある。しか
も、駆動部の歪みは光スイッチング素子の継続使用によ
り悪化することが予想されるため、光スイッチング性能
も経時的に劣化することとなる。That is, as the optical switching element,
For example, it is conceivable that the optical switching element 10 according to the present embodiment is provided with a “U” -shaped ribbon-shaped driving body in which portions corresponding to both the displacement plate 3 and the support body 5 are integrally formed. . The optical switching element provided with the U-shaped ribbon-shaped driving body can be electrostatically driven in substantially the same manner as the optical switching element 10 according to the present embodiment, but has a characteristic three-dimensional structure. Due to this, the formation difficulty is high, and in particular, since it is difficult to form the drive unit related to the quality of the optical switching performance according to the design specifications, sufficient optical switching performance may not be obtained. Specifically, for example, the drive unit is easily distorted due to a mechanical load when the U-shaped ribbon-shaped drive body is formed (for example, during the etching process), and the drive unit is attached to the lower electrode. Since it is difficult to make them face parallel to each other, the displacement mechanism of the drive unit becomes unstable mainly for structural reasons caused by the strain.
Due to this, in both the high reflection mode and the low reflection mode, the deviation of the reflectance with respect to the set value occurs,
The reproducibility of reflectance may not be sufficiently obtained. Moreover, since the distortion of the driving unit is expected to be deteriorated by the continuous use of the optical switching element, the optical switching performance will be deteriorated with time.
【００３１】これに対して、本実施の形態では、変位板
３と支持体５とが別体をなす設計にしたので、支持体５
とは別個に変位板３を形成することが可能になる。この
場合には、犠牲膜１３および支持体５により構成された
平坦面Ｍ上に変位板３を形成することにより、平坦面Ｍ
により変位板３が安定的に支持されるため、形成時にお
ける力学的負荷に起因して歪むことなく平坦状をなすよ
うに変位板３（駆動部３Ｋ）を容易に形成可能となる。
しかも、変位板３は十分な張力を有するため、この変位
板３の平坦状態は、犠牲膜１３の除去後（エアギャップ
Ｇの形成後）においても維持される。したがって、本実
施の形態では、歪みに起因する弊害が抑制されることに
より駆動部３Ｋの変位機構が安定化し、反射率の再現性
が確保されるため、光スイッチング性能に優れた光スイ
ッチング素子１０を形成可能となる。On the other hand, in the present embodiment, the displacement plate 3 and the support body 5 are designed as separate bodies, so that the support body 5
It is possible to form the displacement plate 3 separately from. In this case, by forming the displacement plate 3 on the flat surface M constituted by the sacrificial film 13 and the support 5, the flat surface M
Since the displacement plate 3 is stably supported by this, the displacement plate 3 (driving portion 3K) can be easily formed to have a flat shape without being distorted due to a mechanical load at the time of formation.
Moreover, since the displacement plate 3 has sufficient tension, the flat state of the displacement plate 3 is maintained even after the sacrifice film 13 is removed (after the air gap G is formed). Therefore, in the present embodiment, since the adverse effect caused by the distortion is suppressed, the displacement mechanism of the drive unit 3K is stabilized and the reproducibility of the reflectance is ensured, so that the optical switching element 10 having excellent optical switching performance is obtained. Can be formed.
【００３２】また、本実施の形態では、ＬＰＣＶＤによ
り窒化シリコンよりなる変位板３を形成するようにした
ので、ＬＰＣＶＤによる成膜処理に係る利点を利用して
高張力が得られ、かつ窒化シリコンの材料特性に係る利
点を利用して金属疲労が少ない均一な膜質が得られる。
したがって、変位板３の形状安定性および耐久性が確保
されるため、この観点においても変位板３の平坦化に寄
与することができる。Further, in the present embodiment, since the displacement plate 3 made of silicon nitride is formed by LPCVD, high tension can be obtained by utilizing the advantage of the film forming process by LPCVD, and silicon nitride A uniform film quality with less metal fatigue can be obtained by utilizing the advantage of material properties.
Therefore, the shape stability and durability of the displacement plate 3 are ensured, and it is possible to contribute to the flattening of the displacement plate 3 also from this viewpoint.
【００３３】また、本実施の形態では、主に駆動部３Ｋ
の変位機構に基づき、以下の利点も有する。すなわち、
上記したように、数μ秒でモード切換が可能となり、
高速で光スイッチングすることができる、高反射モー
ドと低反射モードとの間で反射率を大きく変化させるが
できる、構成が簡単なため、素子を小型化・軽量化す
ることができる、駆動機構が簡単なため、駆動に要す
る消費電力を小さくすることができる。Further, in the present embodiment, mainly the drive unit 3K is used.
Based on this displacement mechanism, it also has the following advantages. That is,
As mentioned above, it is possible to switch modes in a few microseconds.
High-speed optical switching, large change in reflectance between high-reflection mode and low-reflection mode, simple structure, and device size and weight reduction, drive mechanism Since it is simple, the power consumption required for driving can be reduced.
【００３４】特に、本実施の形態に係る光スイッチング
素子１０は、例えば反射型ディスプレイに適用可能であ
る。具体的には、例えば、３個の光スイッチング素子１
０を集合させ、各光スイッチング素子１０に対してＲ
（Red ），Ｇ（Green ），Ｂ（Blue）の各フィルターを
附設することにより表示ユニットを構成したのち、この
表示ユニットを２次元アレイ状に複数配列させることに
より、反射型ディスプレイの主要部を構成することがで
きる。変位板３の大きさは、例えば、約５０ｎｍ（Ｘ軸
方向）×１５ｎｍ（Ｙ軸方向）まで小型化可能である。
この反射型ディスプレイによれば、上記した光スイッチ
ング素子１０の利点を利用して、例えばコントラストな
どの表示性能について高性能化を図ることができると共
に、小型化、軽量化および省電力化を図ることもでき
る。なお、光スイッチング素子１０を適用可能な具体的
な反射型ディスプレイとしては、例えば、主に小型、軽
量かつ省電力性を重視し、携帯電話やＰＤＡ（Personal
Digital Assistants ）などのモバイル機器に搭載され
る小型ディスプレイなどが挙げられる。In particular, the optical switching element 10 according to this embodiment is applicable to, for example, a reflection type display. Specifically, for example, three optical switching elements 1
0 for each optical switching element 10
(Red), G (Green), and B (Blue) filters are attached to form a display unit, and then a plurality of the display units are arranged in a two-dimensional array so that the main part of the reflective display is Can be configured. The size of the displacement plate 3 can be reduced to, for example, about 50 nm (X-axis direction) × 15 nm (Y-axis direction).
According to this reflective display, by utilizing the advantages of the optical switching element 10 described above, it is possible to achieve high performance in display performance such as contrast, and to achieve size reduction, weight reduction, and power saving. You can also In addition, as a specific reflective display to which the optical switching element 10 can be applied, for example, mainly a small size, a light weight, and a power saving property are important, and a mobile phone or a PDA (Personal
Digital Assistants) such as small displays that are installed in mobile devices.
【００３５】また、本実施の形態に係る光スイッチング
素子１０は、反射型ディスプレイに限らず、例えば、基
板１や下部電極２を低屈折率の透光性材料により構成す
ると共に、バックライト光源を搭載すれば、自発光タイ
プの透過型ディスプレイにも適用可能である。この場合
においても、反射型ディスプレイの場合と同様の効果を
得ることができる。Further, the optical switching element 10 according to the present embodiment is not limited to the reflection type display, and, for example, the substrate 1 and the lower electrode 2 are made of a translucent material having a low refractive index, and a backlight light source is used. If installed, it can also be applied to a self-luminous transmissive display. Also in this case, the same effect as in the case of the reflective display can be obtained.
【００３６】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、種々変形可能である。具体的には、上記実施の形態
で説明した光スイッチング素子１０の構成およびその製
造方法に関する詳細は、必ずしも上記実施の形態におい
て説明したものに限られるものではなく、変位板３と支
持体５（支持部５Ｒ，５Ｌ）とが別体をなすように設計
した上、犠牲膜１３および支持体５よりなる平坦面Ｍ上
に変位板３を形成し、これにより変位板３の平坦性を確
保することにより、駆動部３Ｋの変位機構の安定化に基
づいて反射率の再現性が確保され、優れた光スイッチン
グ性能が確保可能な限り、自由に変更可能である。The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made. Specifically, the details of the configuration and the manufacturing method of the optical switching element 10 described in the above embodiments are not necessarily limited to those described in the above embodiments, and the displacement plate 3 and the support 5 ( The displacement plate 3 is formed on the flat surface M composed of the sacrificial film 13 and the support 5 in addition to being designed as a separate body from the support portions 5R, 5L), thereby ensuring the flatness of the displacement plate 3. As a result, the reproducibility of the reflectance is ensured based on the stabilization of the displacement mechanism of the drive unit 3K, and it can be freely changed as long as the excellent optical switching performance can be ensured.
【００３７】また、上記実施の形態では、２つの支持部
５Ｒ，５Ｌを含んで支持体５を構成するようにしたが、
必ずしもこれに限られるものではなく、上記したように
犠牲膜１３と共に平坦面Ｍを構成し、この平坦面Ｍを利
用して変位板３を平坦に形成可能な限り、支持部の配設
個数は自由に設定可能である。Further, in the above embodiment, the supporting body 5 is configured to include the two supporting portions 5R and 5L.
The number of supporting portions is not limited to this, and as long as the flat surface M is formed together with the sacrificial film 13 and the displacement plate 3 can be formed flat using the flat surface M as described above, the number of supporting portions provided is not limited to this. It can be set freely.
【００３８】また、上記実施の形態では、下部電極２
が、静電力を発生させる電極（第１の電極）としての機
能と入射光Ｂを反射させる反射体（第１の光学薄膜）と
しての機能の双方を兼ねるようにしたが、必ずしもこれ
に限られるものではなく、例えば、下部電極２が電極と
しての機能のみを担うようにし、下部電極２上にこれと
は別体をなす反射体を形成するようにしてもよい。In the above embodiment, the lower electrode 2
However, it has both the function as the electrode (first electrode) for generating the electrostatic force and the function as the reflector (first optical thin film) for reflecting the incident light B, but it is not limited thereto. Instead of this, for example, the lower electrode 2 may have only the function as an electrode, and a reflector that is separate from the lower electrode 2 may be formed on the lower electrode 2.
【００３９】また、上記実施の形態では、変位板３の駆
動源として静電力を利用するようにしたが、必ずしもこ
れに限られるものではなく、静電力以外の駆動源、例え
ば磁気力などを利用してもよい。また、下部電極２と変
位板３との間のギャップは必ずしもエアに限らず、例え
ば、他の気体（真空を含む）や液体などでもよい。In the above embodiment, the electrostatic force is used as the drive source for the displacement plate 3. However, the drive source is not limited to this, and a drive source other than the electrostatic force, for example, magnetic force is used. You may. Further, the gap between the lower electrode 2 and the displacement plate 3 is not necessarily limited to air, but may be other gas (including vacuum) or liquid, for example.
【００４０】また、上記実施の形態では、本発明の光ス
イッチング素子１０を反射型または透過型ディスプレイ
に適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限
られるものではなく、光スイッチングによる反射率の変
化を利用可能な他の各種分野の各種デバイスについても
適用可能である。この場合においても、光スイッチング
領域の確保に係る光スイッチング素子１０の利点を利用
して、各種デバイスの高性能化、小型化、軽量化および
省電力化を図ることができる。なお、光スイッチング素
子１０を適用可能な他のデバイスの具体例としては、例
えば光通信素子などが挙げられる。Further, although the case where the optical switching element 10 of the present invention is applied to the reflection type or transmission type display has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and the change of the reflectance due to the optical switching. The present invention is also applicable to various devices in various other fields that can utilize. Even in this case, the advantages of the optical switching element 10 relating to the securing of the optical switching region can be utilized to achieve high performance, downsizing, weight reduction, and power saving of various devices. In addition, as a specific example of another device to which the optical switching element 10 can be applied, for example, an optical communication element or the like can be cited.
【００４１】また、上記実施の形態では、本発明の光ス
イッチング素子１０により入射光Ｂに対する反射率を変
化させるようにしたが、必ずしもこれに限られるもので
はなく、反射率以外の光学特性、例えば入射光Ｂに対す
る透過率や吸収率などを変化させるようにしてもよい。
もちろん、この場合においても、透過率や吸収率の変化
を利用可能な他の各種デバイスに光スイッチング素子１
０を適用可能である。In the above embodiment, the reflectance of the incident light B is changed by the optical switching element 10 of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and optical characteristics other than reflectance, for example, The transmittance or the absorptance of the incident light B may be changed.
Of course, also in this case, the optical switching element 1 can be applied to other various devices that can use the change in the transmittance and the absorptance.
0 is applicable.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項５のいずれか１項に記載の光スイッチング素子によ
れば、第２の光学薄膜と支持体とが別体をなすようにし
たので、主に第２の光学薄膜の形成容易性に基づき、支
持体により第２の光学薄膜が歪むことなく平坦に支持さ
れる。これにより、第２の光学薄膜の平坦性に基づいて
駆動部の変位機構が安定化し、例えば反射率などの光学
特性の再現性が確保されるため、優れた光スイッチング
性能を確保することができる。さらに、本発明の光スイ
ッチング素子をディスプレイに適用することにより、光
スイッチング素子の利点を利用して高性能なディスプレ
イを構成することもできる。As described above, according to the optical switching element of any one of claims 1 to 5, the second optical thin film and the support body are separate bodies. Therefore, based on the easiness of forming the second optical thin film, the second optical thin film is supported flat by the support without distortion. As a result, the displacement mechanism of the drive unit is stabilized based on the flatness of the second optical thin film, and the reproducibility of optical characteristics such as reflectance is ensured, so that excellent optical switching performance can be ensured. . Furthermore, by applying the optical switching element of the present invention to a display, a high-performance display can be constructed by utilizing the advantages of the optical switching element.
【００４３】また、請求項６ないし請求項９のいずれか
１項に記載の光スイッチング素子の製造方法によれば、
犠牲膜および支持体により構成された平坦面上に第２の
光学薄膜を形成するようにしたので、平坦となるように
第２の光学薄膜を容易に形成可能となる。したがって、
第２の光学薄膜の歪みに起因する弊害を抑制し、優れた
光スイッチング性能を確保可能な本発明の光スイッチン
グ素子を形成することができる。According to the method of manufacturing an optical switching element of any one of claims 6 to 9,
Since the second optical thin film is formed on the flat surface formed by the sacrificial film and the support, the second optical thin film can be easily formed to be flat. Therefore,
It is possible to form the optical switching element of the present invention which can suppress the adverse effect caused by the distortion of the second optical thin film and can secure the excellent optical switching performance.
【００４４】特に、請求項８記載の光スイッチング素子
の製造方法によれば、低圧化学蒸着法により窒化シリコ
ンを用いて第２の光学薄膜を形成するようにしたので、
第２の光学薄膜について高張力が得られ、かつ金属疲労
が少ない均一な膜質が得られる。したがって、第２の光
学薄膜の形状安定性および耐久性が確保されるため、こ
の観点においても第２の光学薄膜の平坦化に寄与するこ
とができる。Particularly, according to the manufacturing method of the optical switching element of the eighth aspect, since the second optical thin film is formed by using the silicon nitride by the low pressure chemical vapor deposition method,
A high tension can be obtained for the second optical thin film, and a uniform film quality with less metal fatigue can be obtained. Therefore, the shape stability and durability of the second optical thin film are ensured, which also contributes to the flattening of the second optical thin film.
【図１】本発明の一実施の形態に係る光スイッチング素
子の概略構成を表す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an optical switching element according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示した光スイッチング素子の駆動機構を
説明するための図（静電駆動前）である。FIG. 2 is a diagram (before electrostatic drive) for explaining a drive mechanism of the optical switching element shown in FIG.
【図３】図３に示した光スイッチング素子の駆動機構を
説明するための図（静電駆動時）である。FIG. 3 is a diagram (during electrostatic drive) for explaining a drive mechanism of the optical switching element shown in FIG.
【図４】本発明の一実施の形態に係る光スイッチング素
子の製造工程の一工程を説明するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a step of the manufacturing process of the optical switching element according to the embodiment of the present invention.
【図５】図４に続く工程を説明するための断面図であ
る。FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a step following the step of FIG.
【図６】図５に続く工程を説明するための断面図であ
る。FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a step following the step of FIG.
【図７】図６に続く工程を説明するための断面図であ
る。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a step following the step of FIG.
【図８】図７に続く工程を説明するための断面図であ
る。FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG.
【図９】図８に続く工程を説明するための断面図であ
る。FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a step following the step of FIG.
【図１０】図９に続く工程を説明するための断面図であ
る。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a step following the step of FIG.
【図１１】図１０に続く工程を説明するための断面図で
ある。FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a step following FIG.
【図１２】図１１に続く工程を説明するための断面図で
ある。FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining a step following FIG.
【図１３】図１２に続く工程を説明するための断面図で
ある。FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining a step following FIG.
【図１４】図１３に続く工程を説明するための断面図で
ある。FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining a step following the step of FIG.
１…基板、２…下部電極、３…変位板、３Ｋ…駆動部、
３Ｓ…周縁部、４…上部電極、５…支持体、５Ｒ，５Ｌ
…支持部、１０…光スイッチング素子、１１…クロム
膜、１２…非晶質シリコン膜、１３…犠牲膜、１４，１
５…窒化シリコン膜、１６…ＩＴＯ膜、Ｂ…入射光、Ｅ
…エッチングガス、Ｇ…エアギャップ、Ｍ…平坦面、Ｒ
…反射光。1 ... Substrate, 2 ... Lower electrode, 3 ... Displacement plate, 3K ... Driving unit,
3S ... peripheral part, 4 ... upper electrode, 5 ... support, 5R, 5L
... Support portion, 10 ... Optical switching element, 11 ... Chrome film, 12 ... Amorphous silicon film, 13 ... Sacrificial film, 14, 1
5 ... Silicon nitride film, 16 ... ITO film, B ... Incident light, E
... Etching gas, G ... Air gap, M ... Flat surface, R
…reflected light.
Claims (9)
の光学薄膜に対向し、前記第１の光学薄膜の方向に変位
可能な駆動部と変位不能な周縁部とを含む平坦な第２の
光学薄膜と、 この第２の光学薄膜と別体をなし、前記周縁部を支持す
る支持体と、 前記第２の光学薄膜を変位させて前記間隙の大きさを変
化させることにより、入射光に対する光学特性を変化さ
せる駆動手段とを備えたことを特徴とする光スイッチン
グ素子。1. The first optical thin film and the first optical thin film sandwiching a gap having a size capable of causing a light interference phenomenon.
And a flat second optical thin film that faces the optical thin film and includes a drive unit that is displaceable in the direction of the first optical thin film and a peripheral portion that cannot be displaced, and forms a separate body from the second optical thin film. A driving means for changing the optical characteristic with respect to the incident light by displacing the second optical thin film to change the size of the gap. Optical switching element.
端を支持する２つの支持部を含むものであることを特徴
とする請求項１記載の光スイッチング素子。2. The optical switching element according to claim 1, wherein the support body includes two support portions that support both ends of the second optical thin film.
成されていることを特徴とする請求項１記載の光スイッ
チング素子。3. The optical switching element according to claim 1, wherein the drive unit is configured to include silicon nitride.
変位するものであり、 前記駆動手段は、 前記第１の光学薄膜を構成する第１の電極と、前記第２
の光学薄膜を挟んで前記第１の電極に対向する第２の電
極とを含み、 前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加す
ることにより前記静電力を発生させるものであることを
特徴とする請求項１記載の光スイッチング素子。4. The second optical thin film is displaced by utilizing electrostatic force, and the driving means includes a first electrode forming the first optical thin film, and the second electrode.
A second electrode opposed to the first electrode with the optical thin film interposed therebetween, and the electrostatic force is generated by applying a voltage between the first electrode and the second electrode. The optical switching element according to claim 1, wherein
て前記第１の光学薄膜に対向する第１の位置と、前記第
１の光学薄膜に接触する第２の位置との間を、数μ秒で
変位可能なものであることを特徴とする請求項１記載の
光スイッチング素子。5. The second optical thin film is provided between a first position facing the first optical thin film with the gap therebetween and a second position contacting the first optical thin film. The optical switching element according to claim 1, wherein the optical switching element can be displaced in several microseconds.
成する工程と、 この第１の光学薄膜上に、犠牲膜を選択的に形成する工
程と、 この犠牲膜と共に平坦面を構成するように、前記犠牲膜
の周縁に支持体を選択的に形成する工程と、 前記平坦面上に、第２の光学薄膜を平坦に形成する工程
と、 前記犠牲膜を選択的にエッチングして間隙を形成するこ
とにより、前記第２の光学薄膜の平坦状態を維持したま
ま、前記支持体により前記第２の光学薄膜の一部をなす
周縁部を支持させると共に、前記第２の光学薄膜の他の
一部をなす駆動部を前記第１の光学薄膜の方向に変位可
能にする工程と、 前記第２の光学薄膜を変位させて前記間隙の大きさを変
化させることにより、入射光に対する光学特性を変化さ
せる駆動手段とを形成する工程とを含むことを特徴とす
る光スイッチング素子の製造方法。6. A step of forming a first optical thin film on a predetermined base film, a step of selectively forming a sacrificial film on the first optical thin film, and a flat surface together with the sacrificial film. As configured, a step of selectively forming a support on the peripheral edge of the sacrificial film, a step of flatly forming a second optical thin film on the flat surface, and a step of selectively etching the sacrificial film. By forming a gap with the second optical thin film, the supporting member supports the peripheral edge part of the second optical thin film while maintaining the flat state of the second optical thin film. To displace the driving unit forming another part of the second optical thin film in the direction of the first optical thin film, and changing the size of the gap by displacing the second optical thin film. A step of forming a driving means for changing the optical characteristic. Method for manufacturing an optical switching element, characterized in that.
つの支持部を含むように、前記支持体を形成することを
特徴とする請求項６記載の光スイッチング素子の製造方
法。7. A support for supporting both ends of the second optical thin film.
7. The method of manufacturing an optical switching element according to claim 6, wherein the support is formed so as to include one support part.
用いて前記第２の光学薄膜を形成することを特徴とする
請求項６記載の光スイッチング素子の製造方法。8. The method of manufacturing an optical switching element according to claim 6, wherein the second optical thin film is formed using silicon nitride by a low pressure chemical vapor deposition method.
変位するようにし、 前記駆動手段を形成する工程が、 前記第１の光学薄膜を構成するように第１の電極を形成
する工程と、 前記第２の光学薄膜を挟んで前記第１の電極に対向する
ように第２の電極を形成する工程とを含み、 前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加す
ることにより前記静電力を発生させるようにすることを
特徴とする請求項６記載の光スイッチング素子の製造方
法。9. The second optical thin film is displaced by utilizing electrostatic force, and the step of forming the driving means forms a first electrode so as to form the first optical thin film. A step of forming a second electrode so as to face the first electrode with the second optical thin film sandwiched therebetween, and a voltage is applied between the first electrode and the second electrode. 7. The method for manufacturing an optical switching element according to claim 6, wherein the electrostatic force is generated by applying a voltage.
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| JP2002013096A Pending JP2003215475A (en) | 2002-01-22 | 2002-01-22 | Optical switching element and its manufacturing method |
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|---|---|
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004233994A (en) * | 2003-01-29 | 2004-08-19 | Genta Kagi Kogyo Kofun Yugenkoshi | Optical interference type display panel and its manufacturing method |
| US7660031B2 (en) | 2004-09-27 | 2010-02-09 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Device and method for modifying actuation voltage thresholds of a deformable membrane in an interferometric modulator |
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-
2002
- 2002-01-22 JP JP2002013096A patent/JP2003215475A/en active Pending
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