光偏转器的制作方法

专利名称：光偏转器的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用了 MEMS (Micro Electro Mechanical System，微电子机械系统) 技术的光偏转器及制造方法。
背景技术：
近年来，使用了 MEMS技术的微驱动器的开发正积极地开展。例如，具有被一对弹 性支承部(扭杆)可扭转转动地支承的镜的光偏转器作为利用简便的构成就可以形成图像 显示装置的设备正在被开发。伴随着近来的镜面积的增大，镜的惯性矩日益增大，存在由此导致的驱动转矩上 升的问题。在专利文献1中，公开了在镜的背面设有减轻重量部的光扫描装置的结构。专利文献1 日本特开2004-37886号公报然而，如专利文献1所记载的那样，在镜的背面设有减轻重量部的情况下，确实可 以降低惯性矩，但是存在无法在镜的背面配置磁石、线圈、传感器等元件的问题。

发明内容
本发明是鉴于上述情况而进行研发的，其目的之一是提供一种光偏转器及其制造 方法，该光偏转器在确保具有反射面的可动板的有效面积的同时，使可动板的惯性矩降低。为达成上述目的，本发明的光偏转器包括可动板，包括设置有反射面的表面以及 与上述表面相对的背面，其中，上述反射面用于反射光；以及一对支承部，支承上述可动板， 使上述可动板可围绕规定的轴转动，其中，上述支承部包括截面为平行四边形的两根杆部 件，上述两根杆部件被配置成，上述两根杆部件的间距沿着从上述可动板的背面侧朝向上 述可动板的表面侧的方向增大。根据上述构成，由于可动板的侧面向轴凹陷，所以可以降低惯性矩。此处，由于可 动板的侧面相当于可动板的外缘，所以从转动轴到可动板的侧面的距离比转动轴到可动板 的内侧的距离远。由于惯性矩是指物体的微小部分的质量与该部分到轴的距离的平方的乘 积的总和，所以相同质量条件下与在可动板的表面或背面设置凹陷的可动板比较，通过在 远离转动轴的可动板的侧面设置凹陷，可以使惯性矩格外的小。而且，由于不在可动板的表 面或背面设置凹陷，可以最大限度地将可动板的表面或背面用作反射面或其他元件的安装 面。优选在可动板的侧面出现规定的结晶面。基于此，可以高精度地控制可动板的侧 面形状，由于明确了可动板的惯性矩的减少量，所以可以精度良好地控制可动板的转动动作。优选可动板的侧面具有与支承部连接的连接部，连接部附近的角部具有形成在向轴凹陷的部分上的凸部。这样，对于可动板的位于可动板与支承部的连接部处的侧面，通过 不使其凹陷，可以防止由应力向连接部集中而引起的支承部的破损。而且，该连接部距转动 轴的距离很近，所以即使不在该部位形成凹陷，也不会那么影响转动矩的降低效果。而且，可动板的侧面具有与支承部连接的连接部，连接部附近的角部可以具有形 成在向垂直于轴的方向凹陷的部分上的凸部。这样，对于可动板的位于可动板与支承部的 连接部处的侧面，通过不使其凹陷，可以防止由应力向连接部集中而引起的支承部的破损。 而且，该连接部距转动轴的距离很近，所以即使不在该部位形成凹陷，也不会那么影响转动 矩的降低效果。当可动板的厚度是a、可动板的反射面的外形尺寸是b时，a/b是大于等于0. 01小 于等于1. 4。a/b小于等于1. 4是为了防止向横方向的贯穿并确保镜面。a/b大于等于0. 01 是为了获得由可动板的侧面凹陷引起的可动板的惯性矩的降低效果。并且，为了达到上述目的，本发明的光偏转器的制造方法，包括如下步骤在基板 的两面形成具有规定图案的掩膜；以及使用掩膜从两面对基板进行蚀刻以形成可动板和从 两侧支承可动板的支承部，其中，在形成可动板及支承部的步骤中，使用湿式蚀刻过蚀刻基 板，从而至少使基板的形成可动板的部位处的侧面凹陷。根据上述构成，通过利用湿式蚀刻过蚀刻基板从而至少使基板的形成可动板的部 位处的侧面凹陷，从而可以在不追加制造工序的情况下，制造使可动板的惯性矩降低的可 动板。优选在基板的两面形成具有规定图案的掩膜的步骤中，形成包括第一掩膜图案、 第二掩膜图案、以及校正掩膜图案的掩膜，其中，该第一掩膜图案与可动板对应，该第二掩 膜图案与支承部对应，该校正掩膜图案用于防止可动板与支承部的连结部的截面积小于其 他部位。基于此，可以确保连结部处的支承部的截面积在一定值以上。优选在基板的两面形成具有规定图案的掩膜的步骤中，形成包括第一掩膜图案、 第二掩膜图案、以及校正掩膜图案的掩膜，其中，该第一掩膜图案与可动板对应，该第二掩 膜图案与支承部对应，该校正掩膜图案对应于可动板与支承部的连结部且宽度大于第二掩 膜图案。基于此，可以确保连结部处的支承部的截面积在一定值以上。而且，优选包括在形成所述可动板及所述支承部的步骤之后，通过对所述基板实 施各向同性蚀刻从而使所述基板的规定的结晶面的棱线部形成弧形的步骤。基于此，由于可以使因形成所述可动板及所述支承部的步骤中的各向异性蚀刻而 在基板上出现的结晶面的棱线部形成弧形，所以可以缓和应力向棱线部的集中。特别是，可 以防止应力向可动板和支承部的连接部位集中造成的破损。


图1是本实施方式涉及的光偏转器的平面图；图2是图1中的线II-II的截面图；图3是示出可动板的详细构成的截面图；图4是示出第一实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图5是示出第一实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图6是示出第一实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图7是示出第一实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图8是示出第一实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图9是示出第一实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图10是示出第一实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图11是示出第一实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图12是示出第一实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图13是示出第一实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图14是示出第一实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图15是示出第一实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图16是示出第一实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图17是示出第一实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图18是示出第一实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图19是示出第一实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图20是示出第一实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图21是示出第一实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图22是示出第一实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图23是示出第二实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图M是示出第二实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图25是示出第二实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图沈是示出第二实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图27是示出第二实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图观是示出第二实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图四是示出第二实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的工序截面图；图30是第三实施方式所涉及的使用了光偏转器的显示装置的概略构成图；图31 (A)是示出根据第四实施方式的光偏转器1的概略构成的上表面图，图31 (B) 是图31 (A)中的截面B-B的示意图；图32是第四实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的示意图；图33是第四实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的示意图；图34是第四实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的示意图；图35是第四实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的示意图；图36是第四实施方式所涉及的光偏转器的制造方法的示意图。
具体实施例方式(第一实施方式)以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是示出本实施方式所涉及的光偏转器的构成的平面图。图2是图1中的线 II-II的截面图。光偏转器1包括可动板11、支承框12、以及一对弹性支承部13，该一对弹性支承 部13以使可动板11相对于支承框12可扭转转动的方式支承可动板11。可动板11、支承框12及弹性支承部13例如可以通过蚀刻加工硅基板来一体地形成。在可动板11的表面 形成有反射膜21。基于此，构成包括可动板11和反射膜21的镜2。而且，通过未图示的粘结剂，磁石22接合在可动板11的背面。俯视可动板11时， 磁石22在与作为可动板11的转动中心轴的轴线X正交的方向上被磁化。即，磁石22具有 隔着轴线X彼此相对且极性不同的一对磁极。支承框12与架50接合，并在架50上设置有 用于驱动可动板11的线圈51。在上述振动镜1中，周期性地发生变化的电流(交流)被供给至线圈51。基于此， 线圈51交替地产生向上(可动板11侧)的磁场和向下的磁场。基于此，磁石22的一对磁 极中的一个磁极靠近线圈51，另一个磁极远离线圈51，从而使弹性支承部13扭转变形，同 时使可动板11绕X轴转动。在图2中，示出了利用磁石22和线圈51之间的电磁力的驱动方式的振动镜。然 而，本发明也可以采用利用静电引力的方式或利用压电元件的方式。例如，在利用静电引力 的方式的情况下，不需要磁石22，可以设置一个或多个与可动板11对置的电极来代替磁石 22。而且，通过在可动板11和电极之间施加周期性地发生变化的交流电压，从而使可动板 11和电极之间作用有静电引力，一边使弹性支承部13扭转变形，一边使可动板11绕X轴转 动。图3是示出可动板11的详细构成的截面图。如图3所示，在本实施方式中，可动板11的侧面14向转动轴X侧凹陷。具体地 讲，在使用主面是(100)面的硅晶片(wafer)形成可动板11时，可动板11的侧面14由硅 (111)面构成。硅(111)面与主面所成角度θ是讨.73°。根据上述构成，可动板11的侧面14向轴凹陷，因此可以减少惯性矩。这里，从转 动轴X到构成可动板11的外缘的侧面14的距离比转动轴X到可动板11的内侧远。惯性 矩是指物体的微小部分的质量与该部分到轴的距离的平方的乘积的总和，所以相同质量条 件下与将凹陷设置在可动板11的表面或背面的情况相比，凹陷被设置在远离转动轴X的可 动板11的侧面14使得惯性矩格外小。而且，由于不在可动板11的表面或背面设置凹陷， 可以最大限度地将可动板11的表面或背面用作反射面或其他元件的安装面。如图2所示， 例如磁石22被固定在该可动板11的背面。这里，将可动板的厚度设为a、可动板的反射面的外形尺寸设为b时，优选a/b是 大于等于0. 01小于等于1. 4。使a/b小于等于1. 4是因为为了防止向横方向的贯穿以确 保镜面，a/b必须小于等于1. 4。例如，当镜的外形尺寸为b、厚度为a时，向横方向的蚀刻 量是c，θ是Μ. 73°。此时，为了防止横方向的贯穿，需要满足下式(1)的条件，而且如图 3所示，c用下式( 表示。下式(1)成立。根据下式(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是因为通过使这样尺寸的可动板的侧面凹陷，可以增大降 低可动板的惯性矩的效果。例如，对于厚度a = 150 μ m、外形尺寸b = 2000 μ m的镜，将侧面 不凹陷的可动板作为比较例，将侧面是出现(111)面并凹陷的可动板作为实施例。在上述条件下模拟惯性矩的结果是，比较例的惯性矩是2. 97X10_13kgm2，与此相对，本实施例的惯 性矩是2. 40X10_13kgm2。其结果是，(实施例的惯性矩/比较例的惯性矩)X 100%= 81%， 证实了惯性矩减少约20%。接下来，参照图4至图18，对上述实施方式所涉及的光偏转器1的制造方法进行说 明。如图4所示，例如，准备含有硅的基板10。然后，如图5所示，通过热氧化，在基板 10的两面形成包含氧化硅的掩膜31、32。接下来，如图6所示，在基板10的表面侧的掩膜31上形成保护层41，保护层41可 以是正(positive)的也可以是负(negative)的。然后，接着，如图7所示，在基板10的背 面侧的掩膜32上形成保护层42。接下来，如图8所示，曝光及显影基板10的背面侧的保护层42，在保护层42上形 成规定的开口图案P2。开口图案P2例如可以是使可动板11、支承框12、弹性支承部13以 外的区域开口的图案。接下来，如图9所示，将保护层42作为掩膜并蚀刻背面侧的掩膜32。基于此，保护 层42的开口图案P2被转印到掩膜32。在掩膜32的蚀刻中，例如使用了氢氟酸(BHF)。接下来，如图10所示，除去基板两面的保护层41、42。在保护层41、42的除去中使 用了硫酸洗净或灰化抛光(ashing)。接下来，如图11所示，在基板10的背面侧再次形成保护层43。并且，如图12所 示，在基板10的表面侧再次形成保护层44。接下来，如图13所示，曝光及显影基板10的表面侧的保护层44，在保护层44上形 成规定的开口图案P1。开口图案Pl例如是与开口图案P2相同的图案。接下来，如图14所示，将保护层44作为掩膜并蚀刻表面侧的掩膜31。基于此，保 护层44的开口图案Pl被转印至掩膜31。在掩膜31的蚀刻中，例如使用氢氟酸(BHF)。接下来，如图15所示，除去基板两面的保护层43、44。在保护层43、44的除去中， 使用硫酸洗净或灰化抛光。接下来，如图16所示，利用掩膜31、32蚀刻基板10。基于此，在基板10上形成贯 穿孔(通孔)，形成可动板11、支承框12、弹性支承部13的图案。在基板10的蚀刻中，使用 例如使用了 KOH的湿式蚀刻。接下来，如图17所示，除去掩膜31、32后，通过在基板10的表面上形成金属膜并 进行图案形成，从而在可动板11上形成反射膜21。作为金属膜的成膜方法，可以例举真空 蒸镀、溅射、电镀、非电解镀、金属箔的接合等。另外，也可以不除去掩膜31及掩膜32，而将 其残留。接下来，如图18所示，隔着未图示的粘结剂将磁石22固定在可动板11的背面。作为之后的步骤，将包括用上述方法并使用一个基板制成的可动板11、支承框12 以及弹性支承部13的结构体安装于架50上，从而制成光偏转器1。以上是本实施方式涉及的光偏转器1的制造方法的全部制造步骤，下面将参照图 19至图22对使可动板11的侧面Ila凹陷的方法进行详细说明。在图19至图22中，(A) 是基板10的截面图，(B)是基板10的表面图。图19是在基板10的表面及背面形成所需要的图案的掩膜31及32后的截面图及表面图。图19(A)的截面图与图15对应。在以下的说明中，例如是采用由主面为(100)面 的硅晶片构成的基板10的情况。如图20所示，如果对基板10进行使用KOH的湿式蚀刻，从基板10的两面开始进 行蚀刻。在使用湿式蚀刻的情况下，例如基板10中露出于开口图案P1、P2的部位被蚀刻成 锥形。如图21所示，从基板10的表面开始蚀刻而形成的孔与从基板10的背面开始蚀刻 而形成的孔的底之间彼此接触，从而形成一个贯穿基板10的孔。此时，在KOH等湿式蚀刻 中，硅的结晶面方位(111)面作为蚀刻阻止面(stopper)而发挥作用，所以由与表面所成的 角度θ = 54. 73°的面构成的侧面形状被自动地形成。如图21所示，通常利用湿式蚀刻加 工基板10时，基板10的侧面1 朝向轴的相反侧形成为凸状。在本实施方式中，如图22所示，过蚀刻(over etching)基板10，并在保持镜的反 射面的有效面积的状态下蚀刻基板10的侧面直至内侧的(111)面。基于此，如图22所示， 得到向轴凹陷的侧面14。通过管理湿式蚀刻液的温度、浓度、蚀刻时间从而自动地形成该侧 面14。在上述本实施方式涉及的光偏转器1中，相同质量条件下与在可动板11的表面或 背面设有凹陷的情况比较，可动板11的侧面14凹陷得到了很大的降低惯性矩的效果。而 且，由于不在可动板11的表面或背面设置凹陷，可以最大限度地将可动板11的表面或背面 用作反射面或其他元件的安装面。这样，由于可以在不改变镜2的有效面积的情况下减少镜2的惯性矩，所以可以减 小转动时施加给弹簧(弹性支承部13)的应力，并且可以防止弹性支承部13的破损。而且，通过惯性矩的减少可以缩短实现相同共振频率的弹性支承部13的长度以 实现小型化，同时，可以抑制在驱动频率附近出现扭转以外的模式。而且，可以实现大偏转另外，根据本实施方式涉及的光偏转器1的制造方法，使用湿式蚀刻来过蚀刻基 板10，并至少使基板10的形成可动板11的部位处的侧面凹陷，从而可以在不追加制造工序 的情况下，制造出可以降低惯性矩的可动板11。另外，在如上所述地对基板10实施湿式蚀刻后，也可以对基板10进行各向同性蚀 刻使基板10的结晶面的棱线部形成弧形。对基板10实施湿式蚀刻(各向异性蚀刻)而出 现的(111)面形成为与相邻的面之间形成的角度是109. 47°。在可动板11与支承框12的 连接部位，由于应力集中在该角部(棱线部)，因此连接部位有可能破损。通过对基板10实 施各向同性蚀刻，可以使该角部形成弧形，所以可以缓和应力向角部的集中。基于此，可以 防止应力集中导致的可动板11和支承框12的连接部位的破损。另外，对基板10实施各向同性蚀刻时，为了调整各向异性蚀刻造成的基板10整体 的缩小，优选预先在湿式蚀刻时，调整掩膜31、32，以使可动板11、支承框12、弹性支承部13 的各图案形成地稍大些。(第二实施方式)在基板10的湿式蚀刻中，与可动板11对应的部分和与弹性支承部13对应的部分 的连接部成为角部，有时该角部的蚀刻与其他区域的蚀刻相比更快地进行。第二实施方式 用于防止该角部的过度的蚀刻。
参照图23至图观对第二实施方式涉及的光偏转器1及其制造方法进行说明。图 23至图观是基板10的蚀刻步骤中的表面图。如图23所示，在本实施方式中，在基板10的表面形成掩膜31，该掩膜31包括与 可动板11对应的第一掩膜图案31a、与弹性支承部13对应的第二掩膜图案31b、用于防止 可动板11与弹性支承部13的连接部的垂直于转动轴的截面积小于其他部位的校正掩膜图 案31c。另外，在基板10的背面侧也形成具有与表面侧的掩膜31相同图案的掩膜32。如 图所示，校正掩膜图案31c形成为与转动轴正交的方向上的宽度大于第二掩膜图案31b小 于第一掩膜图案31a。图M是可动板和弹性支承部的连接部处的掩膜的放大图，图25是掩膜31下方的 基板的放大表面图。图沈至图观是进行蚀刻时的基板10的连接部的放大图，图沈示出蚀 刻开始时的状态，图27示出利用湿式蚀刻贯穿基板时的状态，图观示出过蚀刻后的状态。图四(八)示出了图观中的A-A截面。图四出)示出了图四(八)中的截面B-B。艮口， 图29 (B)示出了平行于图观所示的平面的截面。另外，图29(C)示出了图观中的C-C截 面。如图22所示，通过对基板10进行过蚀刻，形成了向轴凹陷的侧面14，而通过设置校正 掩膜图案31c来进行蚀刻，如图四(A)、四(B)、四(C)所示，侧面14向轴凹陷，同时在可动板 11与弹性支承部13的连接部19附近的角部15处，在该凹陷中形成了凸部16。这样，通过预先设置校正掩膜图案31c，可以防止可动板11与弹性支承部13的连 接部19的截面积小于其他部位。因此，可以降低惯性矩，同时能维持弹性支承部13的刚性。 另外，在凸部16上除了会出现硅(111)面之外，根据蚀刻条件或校正掩膜图案31c的形状， 有时也会出现(110)面、(100)面、(212)面、(331)面、(311)面、(131)面、(411)面、(141) 面等。此外，有时也会出现与这些面等效的面。如上所述，通过在可动板11与弹性支承部13的连接部19附近的角部15上形成 包括校正掩膜图案31c的掩膜31，从而即使角部15的蚀刻比其他部位更快地进行，也可以 确保可动板11与弹性支承部13的连接部19的截面积。而且，通过设置校正掩膜图案31c， 基板10的侧面14向轴凹陷，同时在连接部19处，在该凹陷中形成了凸部16，因此可以抑 制应力向连接部19集中，并且可以防止由此造成的弹性支承部13的破损。而且，由于此连 接部19距离转动轴很近，所以即使连接部19不向轴凹陷，也不会那么影响转动矩的降低效^ ο(第三实施方式)作为本实施方式涉及的光偏转器1的应用例，对投影型显示装置进行说明。图30 是示出投影型显示装置的概略构成的图。图30所示的光扫描装置使用图1所示的光偏转 器1作为水平扫描镜。图30所示的光扫描装置除了光偏转器1之外还包括激光光源101、分色镜102、 光电二极管103、垂直镜104。激光光源101具有射出红色激光的红色激光光源101R、射出蓝色激光的蓝色激 光光源101B、射出绿色激光的绿色激光光源101G。但是，也可以使用两种颜色以下或四种 颜色以上的激光光源。分色镜102包括反射来自红色激光光源IOlR的红色激光的分色镜102R、反射蓝 色激光并使红色激光透过的分色镜102B、反射绿色激光并使蓝色激光及红色激光透过的分色镜102G。通过这三种分色镜102，可以使红色激光、蓝色激光及绿色激光的合成光入射到 振动镜1。光电二极管103检测未被各分色镜102R、102G、102B反射而透过的红色激光、绿色
激光、蓝色激光的光量。光偏转器1在水平方向(X轴的垂直方向)扫描从分色镜102送出的激光。如上 所述，光偏转器1是利用MEMS形成的共振型镜。垂直镜104在垂直方向扫描被光偏转器1反射的激光。垂直镜104例如由电流镜 (galvano-mirror)构成。电流镜是指在镜中安装轴并根据电振动改变镜的转动角的偏转 器。通过由光偏转器1进行的激光的水平扫描以及由垂直镜104进行的激光的垂直扫描来 显示图像。作为上述激光光源101、振动镜1、垂直镜104的驱动控制系统，本实施方式涉及的 光扫描装置还包括驱动激光光源101的激光驱动单元110、驱动光偏转器1的水平镜驱动 单元111、驱动垂直镜104的垂直镜驱动单元112、控制整体动作的控制单元113以及存储 单元114。控制单元113根据个人电脑或便携式电话等各种图像源115输送的图像信息，控 制激光驱动单元110、水平镜驱动单元111以及垂直镜驱动单元112的动作，以显示这些图像。存储单元114例如由收容各种程序的ROM、收容变量等的RAM以及非易失性存储器 构成。通过将本实施方式涉及的光偏转器1应用于显示装置，可以实现显示性能良好的 显示装置。(第四实施方式)图31 (A)是示出根据第四实施方式的光偏转器1的概略构成的上表面图，图31⑶ 是图31㈧中的B-B截面的示意图。但是，图31 (B)仅示出了光偏转器1的支承框12和 弹性支承部17。如图所示，在本实施方式中，每个弹性支承部17均由两根杆17a形成。杆 17a的截面为平行四边形，并被配置成沿着朝向上表面侧的方向，两根杆17a的间距增大。 而且，这里，图中的θ = 54.73°。利用图32和图33对根据第四实施方式的光偏转器1的制造方法进行说明。图32 和图33示出了和图31 (B)相同的截面。首先，在基板10的表面和背面形成与可动板11、支 承框12以及弹性支承部17对应的图案的蚀刻用掩膜。图32示出了对应于支承框12的掩 膜图案31g和对应于弹性支承部17的掩膜图案31b。接着，对基板10进行采用KOH的湿式蚀刻。从基板10的表面和背面进行的蚀刻所 形成的各个孔相互连接，从而形成贯穿基板10的一个孔。在KOH等的湿式蚀刻中，由于硅的 结晶面方位(111)面用作蚀刻止动面，因此自动地形成由与表面所成角度θ = 54. 73°的 面构成的侧面形状。如图33所示，支承框12的侧面14b朝向轴的相反侧形成为凸状。而 且，弹性支承部17的杆17a外侧的侧面Hc在基板10的表面侧残留有凸部。弹性支承部 17的杆17a内侧的侧面14d在基板10的背面侧残留有凸部，两根杆17a之间处于尚未贯通 的状态。如此，根据形成在基板10的表面和背面上的掩膜图案，通过蚀刻来形成孔。接着，对基板10进行过蚀刻，并蚀刻基板10的侧面直至内侧的(111)面时，如图31(B)所示，支承框12的侧面14b形成向轴凹陷的状态。而且，杆17a外侧的侧面Hc和内 侧的侧面14d上的凸部也被蚀刻，两根杆17a之间贯通。此外，可以和第二实施方式一样，通过形成包括校正掩膜图案的蚀刻用掩膜来进 行蚀刻，该校正掩膜图案用于防止可动板11与弹性支承部17的两根杆17a之间的连接部 的截面积小于其他部位。图34(A)是包括基板10表面的校正掩膜图案的掩膜图案的示意 图，图34(B)是包括基板10背面的校正掩膜图案的掩膜图案的示意图。另外，图34(A)、 34(B)仅仅放大示出了可动板11与弹性支承部17的两根杆17a之间的连接部19的周边。 设在基板10的表面上的校正掩膜图案31d被设置在与连接部19附近的内侧的角部1 相 对应的区域中。设在基板10的表面上的校正掩膜图案31e被设置在与连接部19附近的外 侧的角部1 相对应的区域中。设在基板10的背面的校正掩膜图案31f被设置在与连接 部19附近的外侧的角部1 相对应的区域中。校正掩膜图案31d、31e、31f均为矩形形状， 但它们的长宽比不同。图35示出了设置有图34(A)、34(B)所示的校正掩膜图案31d、31e、31f并对基板 10进行过蚀刻后的状态。图35示出了和图31(B)相同的截面。如图35所示，在弹性支承 部17的两根杆17a外侧的侧面14c的背面侧和弹性支承部17的两根杆17a内侧的侧面 14d的表面侧上形成了凸部18。此外，图36示出了图31 (A)中的C-C截面。如图36所示， 可动板11的侧面14向垂直于转动轴(图31中的X轴)的轴(Y轴)凹陷，同时在可动板 11与弹性支承部17的两根杆17a之间的连接部19附近的角部15处，在该凹陷中形成了凸 部16。这样，通过预先设置校正掩膜图案31d、31e、31f，可以防止可动板11与弹性支承 部17的两根杆17a之间的连接部19的截面积小于其他部位。因此，可以降低惯性矩，同时 能维持弹性支承部17的刚性。另外，在凸部18上除了会出现硅(111)面之外，根据蚀刻条 件或校正掩膜图案31c的形状，有时也会出现(110)面、(100)面、(212)面、(331)面、(311) 面、(131)面、011)面、(141)面等。此外，有时也会出现与这些面等效的面。如上所述，通过在可动板11与弹性支承部17的两根杆17a之间的连接部19附近 的角部15上形成具有校正掩膜图案31d、31e、31f的掩膜来对基板10进行蚀刻，从而即使 连接部19附近的角部15的蚀刻比其他部位更快地进行，也可以确保可动板11与杆17a的 连接部19的截面积。而且，通过设置校正掩膜图案31(1、316、316基板10的侧面14向轴凹 陷，同时在连接部19处形成凸部18，因此可以抑制应力向连接部19集中，并且可以防止由 此造成的弹性支承部17的破损。而且，由于此连接部19距离转动轴很近，所以即使连接部 19不向轴凹陷，也不会那么影响转动矩的降低效果本发明并不限于上述实施方式的说明。例如，可动板11也可以是圆形以外的多角形。而且，虽然在本实施方式中示例了 一维一自由度驱动型的可动板11，但也可以是二维驱动型的可动板11，而且也可以是一维 二自由度驱动型的可动板11。在使用二维驱动型的振动镜时，不需要垂直镜104。而且，光偏转镜1除了可以用于显示装置之外还可以应用于激光打印机等。此外，在不脱离本发明的要点的范围内可以进行各种变更。符号说明1光偏转器2镜0131]10基板11可动板
0132]12支承框13、17弹性支承部
0133]14侧面15、15a、15b 角部
0134]16,18凸部17a杆
0135]19连接部50架
0136]21反射膜22磁石
0137]41、42、43、44 保护层 31、32 掩膜
0138]51线圈
0139]100显示装置101激光光源
0140]IOlR红色激光光源IOlG绿色激光光源
0141]IOlB蓝色激光光源
0142]102、102R、102G、102B 分色镜
0143]103、103R、103G、103B 光电二极管
0144]104垂直镜110激光驱动单元
0145]111水平镜驱动单元112垂直镜驱动单7
0146]113控制单元114存储单元
0147]115图像源P1、P2开口图案
权利要求
1.一种光偏转器，其特征在于，包括可动板，包括设置有反射面的表面以及与所述表面相对的背面，其中，所述反射面用于 反射光；以及一对支承部，支承所述可动板，使所述可动板可围绕规定的轴转动， 其中，所述支承部包括截面为平行四边形的两根杆部件，所述两根杆部件被配置成，所 述两根杆部件的间距沿着从所述可动板的背面侧朝向所述可动板的表面侧的方向增大。
2.根据权利要求1所述的光偏转器，其特征在于，所述两根杆部件包括支承部侧面，所述支承部侧面用于连接所述可动板的背面侧的面 和所述可动板的表面侧的面，在所述支承部侧面出现规定的结晶面。
3.根据权利要求2所述的光偏转器，其特征在于，所述规定的结晶面为(111)面。
4.根据权利要求1所述的光偏转器，其特征在于，将所述可动板的厚度设为a、将所述 可动板的反射面的外形尺寸设为b时，a/b大于等于0. 01小于等于1. 4。
全文摘要
本发明提供一种在确保包括反射面的可动板的有效面积的同时降低可动板的惯性矩的光偏转器及其制造方法。上述光偏转器包括可动板，包括设置有反射面的表面以及与上述表面相对的背面，其中，上述反射面用于反射光；以及一对支承部，支承上述可动板，使上述可动板可围绕规定的轴转动，其中，上述支承部包括截面为平行四边形的两根杆部件，上述两根杆部件被配置成，上述两根杆部件的间距沿着从上述可动板的背面侧朝向上述可动板的表面侧的方向增大。
文档编号G02B26/08GK102073138SQ201110027528
公开日2011年5月25日 申请日期2009年3月13日 优先权日2008年3月13日
发明者中村真希子, 沟口安志 申请人:精工爱普生株式会社