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公開番号2024140724
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023052028
出願日2023-03-28
発明の名称MEMSミラー
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 26/08 20060101AFI20241003BHJP(光学)
要約【課題】マイクロミラーを駆動する圧電素子上での反射光の再反射を防止し、ノイズを低減したMEMSミラーを提供する。
【解決手段】基板と、基板に設けられた凹部と、凹部内に第1連結軸で中空に支持されたミラー部と、ミラー部を挟んでその両側に配置された1対の駆動部であって、第1連結軸に接続された第2連結軸と、第2連結軸に接続されて中空に支持され、基板の表面から上方に向かって、第1電極層、圧電体層、および第2電極層が順次積層された圧電素子と、
を備えた駆動部と、を含み、第1電極層と第2電極層の間に電圧を印加して圧電体層を伸縮させることで、第1連結軸に沿った回転軸の周りでミラー部を回転させ、ミラー部に入射する入射光の反射方向を制御するMEMSミラーにおいて、第2電極層の上方に、さらに入射光に対する反射防止膜を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられた凹部と、
前記凹部内に第１連結軸で中空に支持されたミラー部と、
前記ミラー部を挟んでその両側に配置された１対の駆動部であって、
前記第１連結軸に接続された第２連結軸と、
前記第２連結軸に接続されて中空に支持され、前記基板の表面から上方に向かって、第１電極層、圧電体層、および第２電極層が順次積層された圧電素子と、
を備えた駆動部と、を含み、
前記第１電極層と前記第２電極層の間に電圧を印加して前記圧電体層を伸縮させることで、前記第１連結軸に沿った回転軸の周りで前記ミラー部を回転させ、前記ミラー部に入射する入射光の反射方向を制御するＭＥＭＳミラーであって、
前記第２電極層の上方に、さらに前記入射光に対する反射防止膜を含むＭＥＭＳミラー。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記第２電極層の上に、保護膜を介して前記反射防止膜が設けられた請求項１に記載のＭＥＭＳミラー。
【請求項３】
前記第２電極層と前記反射防止膜とは同一材料から形成される請求項２に記載のＭＥＭＳミラー。
【請求項４】
前記反射防止膜は、酸化イリジウム、窒化チタン、クロム、および酸化ストロンチウムからなる群から選択される材料からなる単層膜または積層膜である請求項１～３のいずれか１項に記載のＭＥＭＳミラー。
【請求項５】
前記第２電極層および前記反射防止膜は酸化イリジウムから形成され、前記保護膜はイリジウムから形成される請求項３に記載のＭＥＭＳミラー。
【請求項６】
前記入射光に対する前記反射防止膜の反射率は、前記入射光に対する前記ミラー部の反射率の２５％以下である請求項１～３のいずれか１項に記載のＭＥＭＳミラー。
【請求項７】
前記反射防止膜は、可視光領域の入射光に対して、３５％以下の反射率を有する請求項１～３のいずれか１項に記載のＭＥＭＳミラー。
【請求項８】
前記反射防止膜の膜厚は、３０ｎｍ以上でかつ１００ｎｍ以下である請求項１～３のいずれか１項に記載のＭＥＭＳミラー。
【請求項９】
前記反射防止膜の膜厚は、５０ｎｍ以上でかつ７０ｎｍ以下である請求項１～３のいずれか１項に記載のＭＥＭＳミラー。
【請求項１０】
請求項１～３のいずれか１項に記載のＭＥＭＳミラーと、
前記ＭＥＭＳミラーを内部に搭載するパッケージと、を含み、
前記パッケージは、前記入射光が透過し、前記ミラー部で反射されて再度透過する透明部を有するＭＥＭＳミラー装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳミラーに関し、特に、圧電素子を用いてミラーを駆動する圧電式ＭＥＭＳミラーに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
圧電式ＭＥＭＳミラーでは、マイクロミラーを支持する圧電素子に電圧を印加することにより、圧電素子に含まれるＰＺＴ等の圧電体膜を伸縮させて、マイクロミラーを駆動している。圧電素子では、圧電体膜の上下に金属からなる上部電極および下部電極を設けて、両電極間に電圧を印加し、圧電効果により圧電体膜を伸縮させる。
【０００３】
ＭＥＭＳミラーは、通常、パッケージに入れられて、表面が保護用のガラスで覆われた状態で使用される。そして、例えばこのガラスを透過してパッケージ内に入射するＲＧＢレーザ光を、圧電素子でマイクロミラーを駆動しながら反射することで、再度ガラスを透過した反射光を走査しながらスクリーン等に投影し、プロジェクタとして使用できる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２－２２０５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、反射光の一部はガラスを透過する際にガラスの裏面で反射され、マイクロミラーの周囲に配置された圧電素子に入射する。圧電素子の上部電極は白金やイリジウムのような反射率の高い金属からなるため、圧電素子に入射した反射光は、再反射されて、ガラスを透過して外部に出る。再反射された反射光は、本来の反射光に対してノイズとなり、投影画像が不鮮明になる等の問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、マイクロミラーを駆動する圧電素子上での反射光の再反射を防止し、ノイズを低減したＭＥＭＳミラーの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の形態は、
基板と、
基板に設けられた凹部と、
凹部内に第１連結軸で中空に支持されたミラー部と、
ミラー部を挟んでその両側に配置された１対の駆動部であって、
第１連結軸に接続された第２連結軸と、
第２連結軸に接続されて中空に支持され、基板の表面から上方に向かって、第１電極層、圧電体層、および第２電極層が順次積層された圧電素子と、
を備えた駆動部と、を含み、
第１電極層と第２電極層の間に電圧を印加して圧電体層を伸縮させることで、第１連結軸に沿った回転軸の周りでミラー部を回転させ、ミラー部に入射する入射光の反射方向を制御するＭＥＭＳミラーであって、
第２電極層の上方に、さらに入射光に対する反射防止膜を含むＭＥＭＳミラーである。
【０００８】
本発明の他の形態は、
ＭＥＭＳミラーと、
ＭＥＭＳミラーを内部に搭載するパッケージと、を含み、
パッケージは、入射光が透過し、ミラー部で反射されて再度透過する透明部を有するＭＥＭＳミラー装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、マイクロミラーを駆動する圧電素子上での反射を防止し、ノイズを低減したＭＥＭＳミラーの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳミラーの平面図である。
図１のＭＥＭＳミラーをＩＩ－ＩＩ方向に見た場合の断面図である。
図１のＭＥＭＳミラーをＩＩＩ－ＩＩＩ方向に見た場合の断面図である。
図１のＭＥＭＳミラーをＩＶ－ＩＶ方向に見た場合の断面図である。
従来構造のＭＥＭＳミラーの動作を説明する断面図である。
本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳミラーの動作を説明する断面図である。
入射光の波長と反射率との関係を示す測定結果である。
反射防止膜の膜厚と反射率との関係を示すシミュレーション結果である。
従来構造と本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳミラーの容量特性の比較である。
従来構造と本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳミラーのコンタクト抵抗の比較である。
従来構造と本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳミラーの印加電圧とミラー部の変位の関係である。
従来構造と本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳミラーの印加電圧とミラー部の変位の関係である。
（【００１１】以降は省略されています）

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