專利名稱：光偏轉(zhuǎn)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用了 MEMS (Micro Electro Mechanical System，微電子機械系統(tǒng)) 技術(shù)的光偏轉(zhuǎn)器及制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，使用了 MEMS技術(shù)的微驅(qū)動器的開發(fā)正積極地開展。例如，具有被一對彈 性支承部(扭桿)可扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動地支承的鏡的光偏轉(zhuǎn)器作為利用簡便的構(gòu)成就可以形成圖像 顯示裝置的設備正在被開發(fā)。伴隨著近來的鏡面積的增大，鏡的慣性矩日益增大，存在由此導致的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩上 升的問題。在專利文獻1中，公開了在鏡的背面設有減輕重量部的光掃描裝置的結(jié)構(gòu)。專利文獻1 日本特開2004-37886號公報然而，如專利文獻1所記載的那樣，在鏡的背面設有減輕重量部的情況下，確實可 以降低慣性矩，但是存在無法在鏡的背面配置磁石、線圈、傳感器等元件的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而進行研發(fā)的，其目的之一是提供一種光偏轉(zhuǎn)器及其制造 方法，該光偏轉(zhuǎn)器在確保具有反射面的可動板的有效面積的同時，使可動板的慣性矩降低。為達成上述目的，本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)器包括可動板，包括設置有反射面的表面以及 與上述表面相對的背面，其中，上述反射面用于反射光；以及一對支承部，支承上述可動板， 使上述可動板可圍繞規(guī)定的軸轉(zhuǎn)動，其中，上述支承部包括截面為平行四邊形的兩根桿部 件，上述兩根桿部件被配置成，上述兩根桿部件的間距沿著從上述可動板的背面?zhèn)瘸蛏?述可動板的表面?zhèn)鹊姆较蛟龃?。根?jù)上述構(gòu)成，由于可動板的側(cè)面向軸凹陷，所以可以降低慣性矩。此處，由于可 動板的側(cè)面相當于可動板的外緣，所以從轉(zhuǎn)動軸到可動板的側(cè)面的距離比轉(zhuǎn)動軸到可動板 的內(nèi)側(cè)的距離遠。由于慣性矩是指物體的微小部分的質(zhì)量與該部分到軸的距離的平方的乘 積的總和，所以相同質(zhì)量條件下與在可動板的表面或背面設置凹陷的可動板比較，通過在 遠離轉(zhuǎn)動軸的可動板的側(cè)面設置凹陷，可以使慣性矩格外的小。而且，由于不在可動板的表 面或背面設置凹陷，可以最大限度地將可動板的表面或背面用作反射面或其他元件的安裝 面。優(yōu)選在可動板的側(cè)面出現(xiàn)規(guī)定的結(jié)晶面?；诖耍梢愿呔鹊乜刂瓶蓜影宓膫?cè) 面形狀，由于明確了可動板的慣性矩的減少量，所以可以精度良好地控制可動板的轉(zhuǎn)動動作。優(yōu)選可動板的側(cè)面具有與支承部連接的連接部，連接部附近的角部具有形成在向軸凹陷的部分上的凸部。這樣，對于可動板的位于可動板與支承部的連接部處的側(cè)面，通過 不使其凹陷，可以防止由應力向連接部集中而引起的支承部的破損。而且，該連接部距轉(zhuǎn)動 軸的距離很近，所以即使不在該部位形成凹陷，也不會那么影響轉(zhuǎn)動矩的降低效果。而且，可動板的側(cè)面具有與支承部連接的連接部，連接部附近的角部可以具有形 成在向垂直于軸的方向凹陷的部分上的凸部。這樣，對于可動板的位于可動板與支承部的 連接部處的側(cè)面，通過不使其凹陷，可以防止由應力向連接部集中而引起的支承部的破損。 而且，該連接部距轉(zhuǎn)動軸的距離很近，所以即使不在該部位形成凹陷，也不會那么影響轉(zhuǎn)動 矩的降低效果。當可動板的厚度是a、可動板的反射面的外形尺寸是b時，a/b是大于等于0. 01小 于等于1. 4。a/b小于等于1. 4是為了防止向橫方向的貫穿并確保鏡面。a/b大于等于0. 01 是為了獲得由可動板的側(cè)面凹陷引起的可動板的慣性矩的降低效果。并且，為了達到上述目的，本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法，包括如下步驟在基板 的兩面形成具有規(guī)定圖案的掩膜；以及使用掩膜從兩面對基板進行蝕刻以形成可動板和從 兩側(cè)支承可動板的支承部，其中，在形成可動板及支承部的步驟中，使用濕式蝕刻過蝕刻基 板，從而至少使基板的形成可動板的部位處的側(cè)面凹陷。根據(jù)上述構(gòu)成，通過利用濕式蝕刻過蝕刻基板從而至少使基板的形成可動板的部 位處的側(cè)面凹陷，從而可以在不追加制造工序的情況下，制造使可動板的慣性矩降低的可 動板。優(yōu)選在基板的兩面形成具有規(guī)定圖案的掩膜的步驟中，形成包括第一掩膜圖案、 第二掩膜圖案、以及校正掩膜圖案的掩膜，其中，該第一掩膜圖案與可動板對應，該第二掩 膜圖案與支承部對應，該校正掩膜圖案用于防止可動板與支承部的連結(jié)部的截面積小于其 他部位。基于此，可以確保連結(jié)部處的支承部的截面積在一定值以上。優(yōu)選在基板的兩面形成具有規(guī)定圖案的掩膜的步驟中，形成包括第一掩膜圖案、 第二掩膜圖案、以及校正掩膜圖案的掩膜，其中，該第一掩膜圖案與可動板對應，該第二掩 膜圖案與支承部對應，該校正掩膜圖案對應于可動板與支承部的連結(jié)部且寬度大于第二掩 膜圖案。基于此，可以確保連結(jié)部處的支承部的截面積在一定值以上。而且，優(yōu)選包括在形成所述可動板及所述支承部的步驟之后，通過對所述基板實 施各向同性蝕刻從而使所述基板的規(guī)定的結(jié)晶面的棱線部形成弧形的步驟。基于此，由于可以使因形成所述可動板及所述支承部的步驟中的各向異性蝕刻而 在基板上出現(xiàn)的結(jié)晶面的棱線部形成弧形，所以可以緩和應力向棱線部的集中。特別是，可 以防止應力向可動板和支承部的連接部位集中造成的破損。


圖1是本實施方式涉及的光偏轉(zhuǎn)器的平面圖；圖2是圖1中的線II-II的截面圖；圖3是示出可動板的詳細構(gòu)成的截面圖；圖4是示出第一實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖5是示出第一實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖6是示出第一實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖7是示出第一實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖8是示出第一實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖9是示出第一實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖10是示出第一實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖11是示出第一實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖12是示出第一實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖13是示出第一實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖14是示出第一實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖15是示出第一實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖16是示出第一實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖17是示出第一實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖18是示出第一實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖19是示出第一實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖20是示出第一實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖21是示出第一實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖22是示出第一實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖23是示出第二實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖M是示出第二實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖25是示出第二實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖沈是示出第二實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖27是示出第二實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖觀是示出第二實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖四是示出第二實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖30是第三實施方式所涉及的使用了光偏轉(zhuǎn)器的顯示裝置的概略構(gòu)成圖；圖31 (A)是示出根據(jù)第四實施方式的光偏轉(zhuǎn)器1的概略構(gòu)成的上表面圖，圖31 (B) 是圖31 (A)中的截面B-B的示意圖；圖32是第四實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的示意圖；圖33是第四實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的示意圖；圖34是第四實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的示意圖；圖35是第四實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的示意圖；圖36是第四實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的示意圖。
具體實施例方式(第一實施方式)以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1是示出本實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的構(gòu)成的平面圖。圖2是圖1中的線 II-II的截面圖。光偏轉(zhuǎn)器1包括可動板11、支承框12、以及一對彈性支承部13，該一對彈性支承 部13以使可動板11相對于支承框12可扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動的方式支承可動板11。可動板11、支承框12及彈性支承部13例如可以通過蝕刻加工硅基板來一體地形成。在可動板11的表面 形成有反射膜21。基于此，構(gòu)成包括可動板11和反射膜21的鏡2。而且，通過未圖示的粘結(jié)劑，磁石22接合在可動板11的背面。俯視可動板11時， 磁石22在與作為可動板11的轉(zhuǎn)動中心軸的軸線X正交的方向上被磁化。即，磁石22具有 隔著軸線X彼此相對且極性不同的一對磁極。支承框12與架50接合，并在架50上設置有 用于驅(qū)動可動板11的線圈51。在上述振動鏡1中，周期性地發(fā)生變化的電流(交流)被供給至線圈51?；诖?， 線圈51交替地產(chǎn)生向上(可動板11側(cè))的磁場和向下的磁場。基于此，磁石22的一對磁 極中的一個磁極靠近線圈51，另一個磁極遠離線圈51，從而使彈性支承部13扭轉(zhuǎn)變形，同 時使可動板11繞X軸轉(zhuǎn)動。在圖2中，示出了利用磁石22和線圈51之間的電磁力的驅(qū)動方式的振動鏡。然 而，本發(fā)明也可以采用利用靜電引力的方式或利用壓電元件的方式。例如，在利用靜電引力 的方式的情況下，不需要磁石22，可以設置一個或多個與可動板11對置的電極來代替磁石 22。而且，通過在可動板11和電極之間施加周期性地發(fā)生變化的交流電壓，從而使可動板 11和電極之間作用有靜電引力，一邊使彈性支承部13扭轉(zhuǎn)變形，一邊使可動板11繞X軸轉(zhuǎn) 動。圖3是示出可動板11的詳細構(gòu)成的截面圖。如圖3所示，在本實施方式中，可動板11的側(cè)面14向轉(zhuǎn)動軸X側(cè)凹陷。具體地 講，在使用主面是(100)面的硅晶片(wafer)形成可動板11時，可動板11的側(cè)面14由硅 (111)面構(gòu)成。硅(111)面與主面所成角度θ是討.73°。根據(jù)上述構(gòu)成，可動板11的側(cè)面14向軸凹陷，因此可以減少慣性矩。這里，從轉(zhuǎn) 動軸X到構(gòu)成可動板11的外緣的側(cè)面14的距離比轉(zhuǎn)動軸X到可動板11的內(nèi)側(cè)遠。慣性 矩是指物體的微小部分的質(zhì)量與該部分到軸的距離的平方的乘積的總和，所以相同質(zhì)量條 件下與將凹陷設置在可動板11的表面或背面的情況相比，凹陷被設置在遠離轉(zhuǎn)動軸X的可 動板11的側(cè)面14使得慣性矩格外小。而且，由于不在可動板11的表面或背面設置凹陷， 可以最大限度地將可動板11的表面或背面用作反射面或其他元件的安裝面。如圖2所示， 例如磁石22被固定在該可動板11的背面。這里，將可動板的厚度設為a、可動板的反射面的外形尺寸設為b時，優(yōu)選a/b是 大于等于0. 01小于等于1. 4。使a/b小于等于1. 4是因為為了防止向橫方向的貫穿以確 保鏡面，a/b必須小于等于1. 4。例如，當鏡的外形尺寸為b、厚度為a時，向橫方向的蝕刻 量是c，θ是Μ. 73°。此時，為了防止橫方向的貫穿，需要滿足下式(1)的條件，而且如圖 3所示，c用下式( 表示。下式(1)成立。根據(jù)下式(1)以及下式0)，如下式C3)所示， a/b小于等于1. 4。b ≥ 2c(1)(a/2) /c = tan54. 73 (2)a/b ≤1.4 (3)使a/b大于等于0. 01是因為通過使這樣尺寸的可動板的側(cè)面凹陷，可以增大降 低可動板的慣性矩的效果。例如，對于厚度a = 150 μ m、外形尺寸b = 2000 μ m的鏡，將側(cè)面 不凹陷的可動板作為比較例，將側(cè)面是出現(xiàn)(111)面并凹陷的可動板作為實施例。在上述條件下模擬慣性矩的結(jié)果是，比較例的慣性矩是2. 97X10_13kgm2，與此相對，本實施例的慣 性矩是2. 40X10_13kgm2。其結(jié)果是，(實施例的慣性矩/比較例的慣性矩)X 100%= 81%， 證實了慣性矩減少約20%。接下來，參照圖4至圖18，對上述實施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器1的制造方法進行說 明。如圖4所示，例如，準備含有硅的基板10。然后，如圖5所示，通過熱氧化，在基板 10的兩面形成包含氧化硅的掩膜31、32。接下來，如圖6所示，在基板10的表面?zhèn)鹊难谀?1上形成保護層41，保護層41可 以是正(positive)的也可以是負(negative)的。然后，接著，如圖7所示，在基板10的背 面?zhèn)鹊难谀?2上形成保護層42。接下來，如圖8所示，曝光及顯影基板10的背面?zhèn)鹊谋Ｗo層42，在保護層42上形 成規(guī)定的開口圖案P2。開口圖案P2例如可以是使可動板11、支承框12、彈性支承部13以 外的區(qū)域開口的圖案。接下來，如圖9所示，將保護層42作為掩膜并蝕刻背面?zhèn)鹊难谀?2。基于此，保護 層42的開口圖案P2被轉(zhuǎn)印到掩膜32。在掩膜32的蝕刻中，例如使用了氫氟酸(BHF)。接下來，如圖10所示，除去基板兩面的保護層41、42。在保護層41、42的除去中使 用了硫酸洗凈或灰化拋光(ashing)。接下來，如圖11所示，在基板10的背面?zhèn)仍俅涡纬杀Ｗo層43。并且，如圖12所 示，在基板10的表面?zhèn)仍俅涡纬杀Ｗo層44。接下來，如圖13所示，曝光及顯影基板10的表面?zhèn)鹊谋Ｗo層44，在保護層44上形 成規(guī)定的開口圖案P1。開口圖案Pl例如是與開口圖案P2相同的圖案。接下來，如圖14所示，將保護層44作為掩膜并蝕刻表面?zhèn)鹊难谀?1?；诖?，保 護層44的開口圖案Pl被轉(zhuǎn)印至掩膜31。在掩膜31的蝕刻中，例如使用氫氟酸(BHF)。接下來，如圖15所示，除去基板兩面的保護層43、44。在保護層43、44的除去中， 使用硫酸洗凈或灰化拋光。接下來，如圖16所示，利用掩膜31、32蝕刻基板10?；诖?，在基板10上形成貫 穿孔(通孔)，形成可動板11、支承框12、彈性支承部13的圖案。在基板10的蝕刻中，使用 例如使用了 KOH的濕式蝕刻。接下來，如圖17所示，除去掩膜31、32后，通過在基板10的表面上形成金屬膜并 進行圖案形成，從而在可動板11上形成反射膜21。作為金屬膜的成膜方法，可以例舉真空 蒸鍍、濺射、電鍍、非電解鍍、金屬箔的接合等。另外，也可以不除去掩膜31及掩膜32，而將 其殘留。接下來，如圖18所示，隔著未圖示的粘結(jié)劑將磁石22固定在可動板11的背面。作為之后的步驟，將包括用上述方法并使用一個基板制成的可動板11、支承框12 以及彈性支承部13的結(jié)構(gòu)體安裝于架50上，從而制成光偏轉(zhuǎn)器1。以上是本實施方式涉及的光偏轉(zhuǎn)器1的制造方法的全部制造步驟，下面將參照圖 19至圖22對使可動板11的側(cè)面Ila凹陷的方法進行詳細說明。在圖19至圖22中，(A) 是基板10的截面圖，(B)是基板10的表面圖。圖19是在基板10的表面及背面形成所需要的圖案的掩膜31及32后的截面圖及表面圖。圖19(A)的截面圖與圖15對應。在以下的說明中，例如是采用由主面為(100)面 的硅晶片構(gòu)成的基板10的情況。如圖20所示，如果對基板10進行使用KOH的濕式蝕刻，從基板10的兩面開始進 行蝕刻。在使用濕式蝕刻的情況下，例如基板10中露出于開口圖案P1、P2的部位被蝕刻成 錐形。如圖21所示，從基板10的表面開始蝕刻而形成的孔與從基板10的背面開始蝕刻 而形成的孔的底之間彼此接觸，從而形成一個貫穿基板10的孔。此時，在KOH等濕式蝕刻 中，硅的結(jié)晶面方位(111)面作為蝕刻阻止面(stopper)而發(fā)揮作用，所以由與表面所成的 角度θ = 54. 73°的面構(gòu)成的側(cè)面形狀被自動地形成。如圖21所示，通常利用濕式蝕刻加 工基板10時，基板10的側(cè)面1 朝向軸的相反側(cè)形成為凸狀。在本實施方式中，如圖22所示，過蝕刻(over etching)基板10，并在保持鏡的反 射面的有效面積的狀態(tài)下蝕刻基板10的側(cè)面直至內(nèi)側(cè)的(111)面?；诖?，如圖22所示， 得到向軸凹陷的側(cè)面14。通過管理濕式蝕刻液的溫度、濃度、蝕刻時間從而自動地形成該側(cè) 面14。在上述本實施方式涉及的光偏轉(zhuǎn)器1中，相同質(zhì)量條件下與在可動板11的表面或 背面設有凹陷的情況比較，可動板11的側(cè)面14凹陷得到了很大的降低慣性矩的效果。而 且，由于不在可動板11的表面或背面設置凹陷，可以最大限度地將可動板11的表面或背面 用作反射面或其他元件的安裝面。這樣，由于可以在不改變鏡2的有效面積的情況下減少鏡2的慣性矩，所以可以減 小轉(zhuǎn)動時施加給彈簧(彈性支承部13)的應力，并且可以防止彈性支承部13的破損。而且，通過慣性矩的減少可以縮短實現(xiàn)相同共振頻率的彈性支承部13的長度以 實現(xiàn)小型化，同時，可以抑制在驅(qū)動頻率附近出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)以外的模式。而且，可以實現(xiàn)大偏轉(zhuǎn)另外，根據(jù)本實施方式涉及的光偏轉(zhuǎn)器1的制造方法，使用濕式蝕刻來過蝕刻基 板10，并至少使基板10的形成可動板11的部位處的側(cè)面凹陷，從而可以在不追加制造工序 的情況下，制造出可以降低慣性矩的可動板11。另外，在如上所述地對基板10實施濕式蝕刻后，也可以對基板10進行各向同性蝕 刻使基板10的結(jié)晶面的棱線部形成弧形。對基板10實施濕式蝕刻(各向異性蝕刻)而出 現(xiàn)的(111)面形成為與相鄰的面之間形成的角度是109. 47°。在可動板11與支承框12的 連接部位，由于應力集中在該角部(棱線部)，因此連接部位有可能破損。通過對基板10實 施各向同性蝕刻，可以使該角部形成弧形，所以可以緩和應力向角部的集中。基于此，可以 防止應力集中導致的可動板11和支承框12的連接部位的破損。另外，對基板10實施各向同性蝕刻時，為了調(diào)整各向異性蝕刻造成的基板10整體 的縮小，優(yōu)選預先在濕式蝕刻時，調(diào)整掩膜31、32，以使可動板11、支承框12、彈性支承部13 的各圖案形成地稍大些。(第二實施方式)在基板10的濕式蝕刻中，與可動板11對應的部分和與彈性支承部13對應的部分 的連接部成為角部，有時該角部的蝕刻與其他區(qū)域的蝕刻相比更快地進行。第二實施方式 用于防止該角部的過度的蝕刻。
參照圖23至圖觀對第二實施方式涉及的光偏轉(zhuǎn)器1及其制造方法進行說明。圖 23至圖觀是基板10的蝕刻步驟中的表面圖。如圖23所示，在本實施方式中，在基板10的表面形成掩膜31，該掩膜31包括與 可動板11對應的第一掩膜圖案31a、與彈性支承部13對應的第二掩膜圖案31b、用于防止 可動板11與彈性支承部13的連接部的垂直于轉(zhuǎn)動軸的截面積小于其他部位的校正掩膜圖 案31c。另外，在基板10的背面?zhèn)纫残纬删哂信c表面?zhèn)鹊难谀?1相同圖案的掩膜32。如 圖所示，校正掩膜圖案31c形成為與轉(zhuǎn)動軸正交的方向上的寬度大于第二掩膜圖案31b小 于第一掩膜圖案31a。圖M是可動板和彈性支承部的連接部處的掩膜的放大圖，圖25是掩膜31下方的 基板的放大表面圖。圖沈至圖觀是進行蝕刻時的基板10的連接部的放大圖，圖沈示出蝕 刻開始時的狀態(tài)，圖27示出利用濕式蝕刻貫穿基板時的狀態(tài)，圖觀示出過蝕刻后的狀態(tài)。圖四(八)示出了圖觀中的A-A截面。圖四出)示出了圖四(八)中的截面B-B。艮口， 圖29 (B)示出了平行于圖觀所示的平面的截面。另外，圖29(C)示出了圖觀中的C-C截 面。如圖22所示，通過對基板10進行過蝕刻，形成了向軸凹陷的側(cè)面14，而通過設置校正 掩膜圖案31c來進行蝕刻，如圖四(A)、四(B)、四(C)所示，側(cè)面14向軸凹陷，同時在可動板 11與彈性支承部13的連接部19附近的角部15處，在該凹陷中形成了凸部16。這樣，通過預先設置校正掩膜圖案31c，可以防止可動板11與彈性支承部13的連 接部19的截面積小于其他部位。因此，可以降低慣性矩，同時能維持彈性支承部13的剛性。 另外，在凸部16上除了會出現(xiàn)硅(111)面之外，根據(jù)蝕刻條件或校正掩膜圖案31c的形狀， 有時也會出現(xiàn)(110)面、(100)面、(212)面、(331)面、(311)面、(131)面、(411)面、(141) 面等。此外，有時也會出現(xiàn)與這些面等效的面。如上所述，通過在可動板11與彈性支承部13的連接部19附近的角部15上形成 包括校正掩膜圖案31c的掩膜31，從而即使角部15的蝕刻比其他部位更快地進行，也可以 確?？蓜影?1與彈性支承部13的連接部19的截面積。而且，通過設置校正掩膜圖案31c， 基板10的側(cè)面14向軸凹陷，同時在連接部19處，在該凹陷中形成了凸部16，因此可以抑 制應力向連接部19集中，并且可以防止由此造成的彈性支承部13的破損。而且，由于此連 接部19距離轉(zhuǎn)動軸很近，所以即使連接部19不向軸凹陷，也不會那么影響轉(zhuǎn)動矩的降低效^ ο(第三實施方式)作為本實施方式涉及的光偏轉(zhuǎn)器1的應用例，對投影型顯示裝置進行說明。圖30 是示出投影型顯示裝置的概略構(gòu)成的圖。圖30所示的光掃描裝置使用圖1所示的光偏轉(zhuǎn) 器1作為水平掃描鏡。圖30所示的光掃描裝置除了光偏轉(zhuǎn)器1之外還包括激光光源101、分色鏡102、 光電二極管103、垂直鏡104。激光光源101具有射出紅色激光的紅色激光光源101R、射出藍色激光的藍色激 光光源101B、射出綠色激光的綠色激光光源101G。但是，也可以使用兩種顏色以下或四種 顏色以上的激光光源。分色鏡102包括反射來自紅色激光光源IOlR的紅色激光的分色鏡102R、反射藍 色激光并使紅色激光透過的分色鏡102B、反射綠色激光并使藍色激光及紅色激光透過的分色鏡102G。通過這三種分色鏡102，可以使紅色激光、藍色激光及綠色激光的合成光入射到 振動鏡1。光電二極管103檢測未被各分色鏡102R、102G、102B反射而透過的紅色激光、綠色
激光、藍色激光的光量。光偏轉(zhuǎn)器1在水平方向(X軸的垂直方向)掃描從分色鏡102送出的激光。如上 所述，光偏轉(zhuǎn)器1是利用MEMS形成的共振型鏡。垂直鏡104在垂直方向掃描被光偏轉(zhuǎn)器1反射的激光。垂直鏡104例如由電流鏡 (galvano-mirror)構(gòu)成。電流鏡是指在鏡中安裝軸并根據(jù)電振動改變鏡的轉(zhuǎn)動角的偏轉(zhuǎn) 器。通過由光偏轉(zhuǎn)器1進行的激光的水平掃描以及由垂直鏡104進行的激光的垂直掃描來 顯示圖像。作為上述激光光源101、振動鏡1、垂直鏡104的驅(qū)動控制系統(tǒng)，本實施方式涉及的 光掃描裝置還包括驅(qū)動激光光源101的激光驅(qū)動單元110、驅(qū)動光偏轉(zhuǎn)器1的水平鏡驅(qū)動 單元111、驅(qū)動垂直鏡104的垂直鏡驅(qū)動單元112、控制整體動作的控制單元113以及存儲 單元114。控制單元113根據(jù)個人電腦或便攜式電話等各種圖像源115輸送的圖像信息，控 制激光驅(qū)動單元110、水平鏡驅(qū)動單元111以及垂直鏡驅(qū)動單元112的動作，以顯示這些圖像。存儲單元114例如由收容各種程序的ROM、收容變量等的RAM以及非易失性存儲器 構(gòu)成。通過將本實施方式涉及的光偏轉(zhuǎn)器1應用于顯示裝置，可以實現(xiàn)顯示性能良好的 顯示裝置。(第四實施方式)圖31 (A)是示出根據(jù)第四實施方式的光偏轉(zhuǎn)器1的概略構(gòu)成的上表面圖，圖31⑶ 是圖31㈧中的B-B截面的示意圖。但是，圖31 (B)僅示出了光偏轉(zhuǎn)器1的支承框12和 彈性支承部17。如圖所示，在本實施方式中，每個彈性支承部17均由兩根桿17a形成。桿 17a的截面為平行四邊形，并被配置成沿著朝向上表面?zhèn)鹊姆较?，兩根桿17a的間距增大。 而且，這里，圖中的θ = 54.73°。利用圖32和圖33對根據(jù)第四實施方式的光偏轉(zhuǎn)器1的制造方法進行說明。圖32 和圖33示出了和圖31 (B)相同的截面。首先，在基板10的表面和背面形成與可動板11、支 承框12以及彈性支承部17對應的圖案的蝕刻用掩膜。圖32示出了對應于支承框12的掩 膜圖案31g和對應于彈性支承部17的掩膜圖案31b。接著，對基板10進行采用KOH的濕式蝕刻。從基板10的表面和背面進行的蝕刻所 形成的各個孔相互連接，從而形成貫穿基板10的一個孔。在KOH等的濕式蝕刻中，由于硅的 結(jié)晶面方位(111)面用作蝕刻止動面，因此自動地形成由與表面所成角度θ = 54. 73°的 面構(gòu)成的側(cè)面形狀。如圖33所示，支承框12的側(cè)面14b朝向軸的相反側(cè)形成為凸狀。而 且，彈性支承部17的桿17a外側(cè)的側(cè)面Hc在基板10的表面?zhèn)葰埩粲型共?。彈性支承?17的桿17a內(nèi)側(cè)的側(cè)面14d在基板10的背面?zhèn)葰埩粲型共?，兩根桿17a之間處于尚未貫通 的狀態(tài)。如此，根據(jù)形成在基板10的表面和背面上的掩膜圖案，通過蝕刻來形成孔。接著，對基板10進行過蝕刻，并蝕刻基板10的側(cè)面直至內(nèi)側(cè)的(111)面時，如圖31(B)所示，支承框12的側(cè)面14b形成向軸凹陷的狀態(tài)。而且，桿17a外側(cè)的側(cè)面Hc和內(nèi) 側(cè)的側(cè)面14d上的凸部也被蝕刻，兩根桿17a之間貫通。此外，可以和第二實施方式一樣，通過形成包括校正掩膜圖案的蝕刻用掩膜來進 行蝕刻，該校正掩膜圖案用于防止可動板11與彈性支承部17的兩根桿17a之間的連接部 的截面積小于其他部位。圖34(A)是包括基板10表面的校正掩膜圖案的掩膜圖案的示意 圖，圖34(B)是包括基板10背面的校正掩膜圖案的掩膜圖案的示意圖。另外，圖34(A)、 34(B)僅僅放大示出了可動板11與彈性支承部17的兩根桿17a之間的連接部19的周邊。 設在基板10的表面上的校正掩膜圖案31d被設置在與連接部19附近的內(nèi)側(cè)的角部1 相 對應的區(qū)域中。設在基板10的表面上的校正掩膜圖案31e被設置在與連接部19附近的外 側(cè)的角部1 相對應的區(qū)域中。設在基板10的背面的校正掩膜圖案31f被設置在與連接 部19附近的外側(cè)的角部1 相對應的區(qū)域中。校正掩膜圖案31d、31e、31f均為矩形形狀， 但它們的長寬比不同。圖35示出了設置有圖34(A)、34(B)所示的校正掩膜圖案31d、31e、31f并對基板 10進行過蝕刻后的狀態(tài)。圖35示出了和圖31(B)相同的截面。如圖35所示，在彈性支承 部17的兩根桿17a外側(cè)的側(cè)面14c的背面?zhèn)群蛷椥灾С胁?7的兩根桿17a內(nèi)側(cè)的側(cè)面 14d的表面?zhèn)壬闲纬闪送共?8。此外，圖36示出了圖31 (A)中的C-C截面。如圖36所示， 可動板11的側(cè)面14向垂直于轉(zhuǎn)動軸(圖31中的X軸)的軸(Y軸)凹陷，同時在可動板 11與彈性支承部17的兩根桿17a之間的連接部19附近的角部15處，在該凹陷中形成了凸 部16。這樣，通過預先設置校正掩膜圖案31d、31e、31f，可以防止可動板11與彈性支承 部17的兩根桿17a之間的連接部19的截面積小于其他部位。因此，可以降低慣性矩，同時 能維持彈性支承部17的剛性。另外，在凸部18上除了會出現(xiàn)硅(111)面之外，根據(jù)蝕刻條 件或校正掩膜圖案31c的形狀，有時也會出現(xiàn)(110)面、(100)面、(212)面、(331)面、(311) 面、(131)面、011)面、(141)面等。此外，有時也會出現(xiàn)與這些面等效的面。如上所述，通過在可動板11與彈性支承部17的兩根桿17a之間的連接部19附近 的角部15上形成具有校正掩膜圖案31d、31e、31f的掩膜來對基板10進行蝕刻，從而即使 連接部19附近的角部15的蝕刻比其他部位更快地進行，也可以確保可動板11與桿17a的 連接部19的截面積。而且，通過設置校正掩膜圖案31(1、316、316基板10的側(cè)面14向軸凹 陷，同時在連接部19處形成凸部18，因此可以抑制應力向連接部19集中，并且可以防止由 此造成的彈性支承部17的破損。而且，由于此連接部19距離轉(zhuǎn)動軸很近，所以即使連接部 19不向軸凹陷，也不會那么影響轉(zhuǎn)動矩的降低效果本發(fā)明并不限于上述實施方式的說明。例如，可動板11也可以是圓形以外的多角形。而且，雖然在本實施方式中示例了 一維一自由度驅(qū)動型的可動板11，但也可以是二維驅(qū)動型的可動板11，而且也可以是一維 二自由度驅(qū)動型的可動板11。在使用二維驅(qū)動型的振動鏡時，不需要垂直鏡104。而且，光偏轉(zhuǎn)鏡1除了可以用于顯示裝置之外還可以應用于激光打印機等。此外，在不脫離本發(fā)明的要點的范圍內(nèi)可以進行各種變更。符號說明1光偏轉(zhuǎn)器2鏡0131]10基板11可動板
0132]12支承框13、17彈性支承部
0133]14側(cè)面15、15a、15b 角部
0134]16,18凸部17a桿
0135]19連接部50架
0136]21反射膜22磁石
0137]41、42、43、44 保護層 31、32 掩膜
0138]51線圈
0139]100顯示裝置101激光光源
0140]IOlR紅色激光光源IOlG綠色激光光源
0141]IOlB藍色激光光源
0142]102、102R、102G、102B 分色鏡
0143]103、103R、103G、103B 光電二極管
0144]104垂直鏡110激光驅(qū)動單元
0145]111水平鏡驅(qū)動單元112垂直鏡驅(qū)動單7
0146]113控制單元114存儲單元
0147]115圖像源P1、P2開口圖案
權(quán)利要求
1.一種光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于，包括可動板，包括設置有反射面的表面以及與所述表面相對的背面，其中，所述反射面用于 反射光；以及一對支承部，支承所述可動板，使所述可動板可圍繞規(guī)定的軸轉(zhuǎn)動， 其中，所述支承部包括截面為平行四邊形的兩根桿部件，所述兩根桿部件被配置成，所 述兩根桿部件的間距沿著從所述可動板的背面?zhèn)瘸蛩隹蓜影宓谋砻鎮(zhèn)鹊姆较蛟龃蟆?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于，所述兩根桿部件包括支承部側(cè)面，所述支承部側(cè)面用于連接所述可動板的背面?zhèn)鹊拿?和所述可動板的表面?zhèn)鹊拿?，在所述支承部?cè)面出現(xiàn)規(guī)定的結(jié)晶面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于，所述規(guī)定的結(jié)晶面為(111)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于，將所述可動板的厚度設為a、將所述 可動板的反射面的外形尺寸設為b時，a/b大于等于0. 01小于等于1. 4。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在確保包括反射面的可動板的有效面積的同時降低可動板的慣性矩的光偏轉(zhuǎn)器及其制造方法。上述光偏轉(zhuǎn)器包括可動板，包括設置有反射面的表面以及與上述表面相對的背面，其中，上述反射面用于反射光；以及一對支承部，支承上述可動板，使上述可動板可圍繞規(guī)定的軸轉(zhuǎn)動，其中，上述支承部包括截面為平行四邊形的兩根桿部件，上述兩根桿部件被配置成，上述兩根桿部件的間距沿著從上述可動板的背面?zhèn)瘸蛏鲜隹蓜影宓谋砻鎮(zhèn)鹊姆较蛟龃蟆?br> 文檔編號G02B26/08GK102073138SQ201110027528
公開日2011年5月25日 申請日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月13日
發(fā)明者中村真希子, 溝口安志 申請人:精工愛普生株式會社