DE69808318T2

DE69808318T2 - Herstellungsverfahren einer lichtmodulationsvorrichtung und projektor

Info

Publication number: DE69808318T2
Application number: DE69808318T
Authority: DE
Inventors: Satoru Miyashita; Tatsuya Shimoda; Osamu Yokoyama
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1998-04-17
Publication date: 2003-01-23
Anticipated expiration: 2018-04-18
Also published as: KR20000065237A; DE69808318D1; KR100535863B1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lichtmodulationsvorrichtung, die z. B. in einem Projektor verwendet wird, und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtmodulationsvorrichtung, die eine gestreute Reflexion durch reflektierende Spiegel verhindern kann.

STAND DER TECHNIK

Herkömmlicherweise werden Lichtmodulationsvorrichtungen, in denen die Lichtmodulation mittels reflektierender Spiegel durchgeführt wird, hergestellt durch wechselweises Verbinden reflektierender Spiegel mit einem Aktivelementsubstrat. Zum Beispiel offenbart das US-Patent Nr. 4.441.791 ein Verfahren zur Herstellung einer reflektierenden Spiegelschicht und eine Lichtmodulationsvorrichtungs-Konstruktion, die diese reflektierende Spiegelschicht verwendet. Gemäß dieser Referenz wurde eine reflektierende Spiegelschicht hergestellt, indem zuerst eine Nitrozelluloseschicht ausgebildet wurde durch Spreizen auf einer Wasseroberfläche und Abheben derselben unter Verwendung eines Maschensiebes, woraufhin darauf eine metallische Schicht aufgedampft wurde. Da jedoch bei dieser Technik die reflektierende Spiegelschicht nicht auf einem harten Substrat ausgebildet wird, ist es schwierig, eine dünne reflektierende Spiegelschicht in einer geeigneten Position auf das Treiberelementsubstrat zu heften ohne physikalische Verformung derselben. Wenn die reflektierende Spiegelschicht auf das Treiberelementsubstrat geheftet wird, während sie sich immer noch in einem durchhängenden Zustand befindet, führt dies zu dem Problem, daß die Lichtmenge, die in unerwünschte Richtungen reflektiert wird, wenn das bestrahlende Licht moduliert wird, erhöht ist, wodurch der Kontrast zwischen dem modulierten Licht und dem unmodulierten Licht verringert wird und der Lichtnutzungsgrad gesenkt wird.
Auch die frühere japanische Patentveröffentlichung Nr. H.6-301066 offenbart eine Technik, bei der eine Spiegelanordnung auf einem Glassubstrat vorgesehen ist, wobei zusätzlich darauf eine Kunstharzlage ausgebildet wird, woraufhin die Kunstharzlage vom Substrat für das jeweilige Element der Spiegelanordnung entfernt wird und darauf ein Betätigungselementsubstrat geheftet wird. Die in dieser Referenz offenbarte Technik ist jedoch eine Technik, bei der eine Licht reflektierende Schicht auf eine Betätigungselementanordnung geheftet wird. Um die Betätigungselementanordnung anzusteuern, ist ein zusätzlicher Schritt erforderlich, um ein Treiberelementsubstrat mit der Betätigungselementanordnung zu verbinden. Dies führt zu dem Problem, daß der Herstellungsprozeß der Lichtmodulationsvorrichtung komplizierter wird.
Um diese Probleme zu vermeiden, kann es wünschenswert erscheinen, eine Lichtmodulationsvorrichtung herzustellen durch Ausbilden eines reflektierenden Spiegels auf einem Substrat, wie z. B. Silicium, und anschließendes Entfernen von Verformungsabschnitten des reflektierende Spiegels durch Ätzen und dergleichen in Form von Fenstern. Das heißt, eine Lichtmodulationsvorrichtung mit einer einfachen Konstruktion kann geschaffen werden ohne Ausbilden des reflektierende Spiegels in einer durchhängenden Konfiguration. Bei einer auf diese Weise konstruierten Lichtmodulationsvorrichtung wird das für die Anzeige erforderliche Beleuchtungslicht von den auf dem Substrat vorgesehenen Fenstern auf das Siliciumsubstrat gerichtet, vom reflektierende Spiegel reflektiert und emeut aus den Fenstern emittiert.
Obwohl eine solche Lichtmodulationsvorrichtung erfunden worden ist, entstand jedoch das Problem, daß eine gestreute Reflexion von Licht auftritt, was einen Verlust an Helligkeit und/oder Kontrast des projizierten Bildes hervorruft. Mit einer Konstruktion, in der Fenster auf dem Substrat vorgesehen sind, kann die Eingabe und Ausgabe von Licht durch die auf dem Substrat vorgesehenen Fenster durchgeführt werden, so daß durch die Seitenwände der Fenster gerasterte und/oder gestreute Reflexionen eines Teils des reflektierten Lichts erzeugt werden. Um die Handhabung im Herstellungsprozeß leicht und sicher auszuführen, ist eine gewisse Schichtdicke (etwa 100 um) auf dem Substrat erforderlich, so daß die Höhe der Seitenwände nicht beliebig klein gemacht werden kann, d. h. das Substrat kann nicht dünn gemacht werden. Da das Substrat eine minimale Dicke von 100 um aufweisen muß, weisen in Fall einer Lichtmodulationsvorrichtung, in der die Breite der Fenster 50 um beträgt, die Seitenwände der Fenster eine Höhe gleich dem Doppelten der Breite auf. Dadurch wird ein beträchtlicher Anteil des reflektierten Lichts gerastert und von den Seitenwänden am Rand der reflektierende Spiegel reflektiert, wodurch ein sogenannter gestreuter Reflexionszustand erzeugt wird. Wenn ein Bild unter Verwendung des gestreut reflektierten Lichts angezeigt wird, ist die Lichtmenge unzureichend, so daß die Helligkeit des projizierten Bildes unzureichend wird und Licht von anderen Pixeln dazu gemischt wird, was eine Senkung des Kontrasts bewirkt.

Offenbarung der Erfindung

Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtmodulationsvorrichtung zu schaffen, bei der eine Lichtmodulation mit einem hohen Lichtnutzungsgrad erreicht werden kann, durch Vorsehen eines Schritts der Ausbildung eines reflektierenden Spiegels derart, daß keine gestreute Reflexion oder Durchhängen auftreten.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Projektor zu schaffen, bei dem ein projiziertes Bild erhalten werden kann, das hell ist und einen guten Kontrast aufweist, durch Vorsehen von reflektierenden Spiegeln ohne gestreute Reflexion, die leicht verformt werden können ohne durchzuhängen.
Die Erfindung löst die erste Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtmodulationsvorrichtung, das die Schritte umfaßt:
a) Ausbilden einer Ablöselage, wobei eine Ablöselage, die in Reaktion auf eine Bestrahlung mit einfallendem Licht eine Trennung hervorruft, auf einem wärmebeständigen Substrat ausgebildet wird, das die Fähigkeit hat, Wärme standzuhalten;
b) Ausbilden einer reflektierenden Spiegellage, wobei eine reflektierende Spiegellage, die so aufgebaut ist, daß sie Licht reflektieren kann, durch ein piezoelektrisches Material (z. B. ferroelektrische oder gewöhnliche dielektrische, piezoelektrische Keramik) auf der Ablöselage, die im Ablöselageausbildungsschritt ausgebildet worden ist, ausgebildet wird;
c) einen Verbindungsschritt des elektrischen Verbindens (z. B. wird der Ausgang der aktiven Elemente mit der zweiten Elektrodendünnschicht verbunden), entsprechend den Pixelbereicheinheiten, der reflektierenden Spiegellage, die auf das wärmebeständige Substrat laminiert ist, mit einem Aktivelementsubstrat, in welchem aktive Elemente (z. B. Dünnschichttransistoren) entsprechend den Pixelbereichen vorgesehen sind; und
d) einen Bestrahlungstrennungsschritt, in welchem das wärmebeständige Substrat abgetrennt wird durch Hervorrufen einer Trennung in dieser Ablöselage durch Bestrahlen der Ablöselage mit Licht von der Seite des wärmebeständigen Substrats.
Es ist zu beachten, daß die reflektierende Spiegellage mit anderen Lagen außer der piezoelektrischen Lage ausgebildet werden kann. Eine Konstruktion, in der mehrere piezoelektrischen Lagen laminiert sind, kann ebenfalls vorgesehen sein.
Zum Beispiel kann der Schritt zur Ausbildung der reflektierenden Spiegellage umfassen: einen Schritt des Ausbildens einer ersten Elektrodendünnschicht auf der Ablöselage; einen Schritt des Ausbildens einer piezoelektrischen Dünnschicht auf der ersten Elektrodendünnschicht; und einen Schritt des Ausbildens einer zweiten Elektrodendünnschicht auf der piezoelektrischen Dünnschicht. Vorzugsweise wird die erste Elektrodendünnschicht durch optisch reflektierendes Material gebildet. Wenigstens eine Schicht der ersten Elektrodendünnschicht oder der zweiten Elektrodendünnschicht kann aus optisch reflektierendem Material gebildet sein.
Ferner kann der Schritt des Ausbildens der reflektierenden Spiegellage einen Schritt der elektrischen Isolationsmusterung (Ausbildung in Quadraten, Vielecken oder Kreisen, um somit eine Isolation von den anderen Elektroden zu bewirken) in Einheiten von Pixelregionen dieser zweiten Elektrodendünnschicht und der piezoelektrischen Dünnschicht nach dem Schritt des Ausbildens der zweiten Elektrodendünnschicht umfassen. Genauer kann im Schritt der Musterung der zweiten Elektrodendünnschicht und der piezoelektrischen Dünnschicht diese zweite Elektrodendünnschicht und die piezoelektrische Dünnschicht in Vielecke gemustert werden. Ferner können die zweite Elektrodendünnschicht und die piezoelektrische Dünnschicht in Kreise gemustert werden.
Der Verbindungsschritt kann ferner umfassen: einen Schritt des Vorsehens von Elektroden für die Verbindung (z. B. können gleichförmige Elektroden verwendet werden, die durch Mustern von Gold gebildet werden) entweder am Aktivelementsubstrat oder an der reflektierenden Spiegellage; und einen Schritt des elektrischen Verbindens des Aktivelementsubstrats und der reflektierenden Spiegellage mittels dieser Verbindungselektroden. Genauer können im Verbindungsschritt die Verbindungselektroden aus Gold gebildet werden.
Ein Projektor zum Lösen der zweiten Aufgabe umfaßt einen Projektor, der eine Lichtmodulationsvorrichtung umfaßt, die mit dem Verfahren zur Herstellung der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist, und der umfaßt:
a) ein optisches Beleuchtungssystem, wobei das Beleuchtungslicht, das praktisch parallel gemacht worden ist, auf die Lichtmodulatorvorrichtung aus einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Lichtmodulationsvorrichtung auftrifft;
b) ein optisches Rasterungssystem, das das reflektierte Licht von den Pixelbereichen, die durch die aktiven Elemente in der Lichtmodulationsvorrichtung angesteuert werden, oder von den Pixelbereichen, die nicht angesteuert werden, aussiebt; und
c) ein optisches Projektionsanzeigesystem, das ein Bild ausbildet durch Abbilden des Lichts, das durch das optische Rasterungssystem durchgelassen worden ist.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1A-1D zeigen ein Verfahren zur Herstellung (Nr. 1) einer Lichtmodulationsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2E-2G zeigen ein Verfahren zur Herstellung (Nr. 2) einer Lichtmodulationsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Lichtmodulationsvorrichtung, die mit dem Verfahren der ersten Ausführungsform hergestellt worden ist;
Fig. 4 ist ein Konstruktionsdiagramm des optischen Systems eines Projektors, der eine Lichtmodulationsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform verwendet;
Fig. 5D-5E zeigen einen Teil eines Verfahrens zur Herstellung einer Lichtmodulationsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6D-6E zeigen einen Teil eines Verfahrens zur Herstellung einer Lichtmodulationsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 7 ist ein Konstruktionsdiagramm des optischen Systems eines Projektors gemäß einer vierten Ausführungsform.

BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

(Erste Ausführungsform)

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtmodulationsvorrichtung, die in einem Projektor verwendet wird, mit dem ein Bild auf einem Bildschirm projiziert wird.
Die Fig. 1A-1D und die Fig. 2E-2G zeigen Konstruktionsansichten eines Substrats in Schritten eines Herstellungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform. Diese Konstruktionsansichten sind Querschnittsansichten eines Herstellungsprozesses, die in einem größeren Maßstab Einzelheiten eines Pixels zeigen, von dem eine große Anzahl auf einem einzelnen Substrat ausgebildet wird.
Ablöselage-Ausbildungsschritt (Fig. 1A): Zuerst wird eine Ablöselage (Lichtabsorptionslage) 11 auf dem Substrat 10 ausgebildet. Das Substrat 10 sollte Licht 12 (das in Fig. 2F beschrieben wird), welches darauf gerichtet wird, durch sein Inneres durchlassen. Der Durchlässigkeitsfaktor für das ankommende Licht ist vorzugsweise wenigstens gleich 10%. Dies liegt daran, daß dann, wenn der Durchlässigkeitsfaktor zu niedrig ist, die Dämpfung des ankommenden Lichts zu groß ist. Ferner muß das Substrat 10 ein Material sein, das wärmebeständig ist und eine hohe Zuverlässigkeit hinsichtlich der Festigkeit aufweist. In dieser Ausführungsform muß das gesamte Substrat unter einer Hochtemperatummgebung in einem Temperschritt (Fig. 1 C) belassen werden, so daß es bei dieser Temperatur nicht denaturieren darf. Aus diesem Grund wird in dieser Ausführungsform Quarzglas verwendet. Die Dicke des Substrats 10 beträgt etwa 0,1 mm - 5 mm, vorzugsweise 0,5 mm - 1,5 mm. Dies liegt daran, daß dann, wenn das Substrat zu dick ist, die Dämpfung des ankommenden Lichts zu groß ist, während dann, wenn es zu dünn ist, die Festigkeit des Substrats verringert ist.
Die Ablöselage 11 absorbiert das ankommende Licht 12 (siehe Fig. 2F) und ruft eine Abtrennung innerhalb dieser Lage oder an deren Grenzfläche hervor. Genauer besteht die Ablöselage 11 aus einem Material, bei dem die Abtrennung erzeugt wird durch Ablation und dergleichen, hervorgerufen durch einen Verlust oder eine Minderung der Bindungskraft zwischen Atomen oder zwischen Molekülen seines Bestandteilmaterials in Reaktion auf Licht, das darauf gerichtet wird. Als Zusammensetzung einer solchen Ablöselage 11 können amorphes Silicium (a-Si) oder polykristallines Silicium verwendet werden. Dies liegt daran, daß amorphes Silicium als Material der Ablöseschicht wünschenswert ist, da es Wärme von etwa 900ºC im Temperschritt dieser Ausführungsform widersteht, und trotzdem eine hohe Absorptionsfähigkeit bezüglich des ankommenden Lichts aufweist. Abgesehen hiervon können Oxide und/oder Metalle, die durch Energiekonzentration des ankommenden Lichts abgetrennt werden können, als Material der Ablöselage verwendet werden. Zum Beispiel kann mit Titanoxid, in Abhängigkeit von seiner Schichtdicke, wenn dessen Brechungsindex ausreichend höher ist als vom Quarz gebildeten Substrats, das Licht anscheinend darin gefangen werden, was die Erzeugung einer Energiekonzentration ermöglicht. Somit kann anscheinend Titanoxid als Material einer Ablöselage verwendet werden, wenn eine Ablöseschicht in einer Dicke ausgebildet werden kann, die zur Wellenlänge des ankommenden Lichts paßt, um somit das Einfangen des Lichts zu ermöglichen.
Die Dicke der Ablöselage 11 beträgt vorzugsweise etwa 10 mm - 20 um, besser 40 nm - 2 um. Der Grund hierfür ist, daß dann, wenn die Dicke der Ablöselage zu dünn gemacht wird, die Gleichmäßigkeit der ausgebildeten Schichtdicke verlorengeht, was beim Ablösen Unregelmäßigkeiten entstehen läßt, während dann, wenn die Dicke der Ablöselage zu groß gemacht wird, die Leistung (Lichtmenge) des ankommenden Lichts, die zum Bewirken der Ablösung erforderlich ist, groß gemacht werden muß oder eine lange Zeit erforderlich ist, um den Rest der Ablöselage zu entfernen, der nach dem Ausführen der Ablösung zurückbleiben.
Es kann irgendein geeignetes Verfahren zur Ausbildung der Ablöselage 11 ausgewählt werden, in Abhängigkeit von den Bedingungen, wie z. B. der Zusammensetzung und der Dicke der Ablöselage, solange es ein Verfahren bildet, mit dem eine Ablöselage mit gleichmäßiger Dicke ausgebildet werden kann. In dem Fall, in dem die amorphe Lage aus amorphen Silicium besteht, ist eine Schichtabscheidung unter Verwendung des CVT-Verfahrens wünschenswert. Für andere Zusammensetzungen können gewöhnliche Dünnschicht-Ausbildungsverfahren verwendet werden, wie z. B. ein Sputter- Verfahren oder ein Aufdampfungsverfahren.
Obwohl in den Fig. 1A-1D und den Fig. 2E-2G nicht gezeigt, kann eine Zwischenschicht auf der Oberseite der Ablöselage 11 vorgesehen sein. Die Zwischenschicht kann eine Schutzschicht sein, die die übertragene Lage z. B. während der Herstellung oder der Verwendung schützt, und die als eine Barrierelage dient, die eine Migration der Bestandteile verhindert. Die Zusammensetzung dieser Zwischenlage kann entsprechend ihrem Zweck geeignet gewählt werden. Im Fall einer Zwischenlage, die zwischen einer übertragenen Lage und einer Ablöselage, die z. B. aus amorphen Silicium besteht, ausgebildet wird, kann beispielsweise Siliciumoxid wie z. B. SiO&sub2; erwähnt werden. Andere Beispiele einer Zwischenlagenzusammensetzung, die erwähnt werden können, enthalten Metalle, wie z. B. Au, W, Ta, Mo, Zr, Ti, oder Legierungen, die diese als Hauptbestandteile aufweisen. Die Dicke der Zwischenlage kann geeignet gewählt werden, entsprechend dem Zweck ihrer Ausbildung. Üblicherweise ist eine Dicke von etwa 10 nm - 5 um wünschenswert, besser etwa 40 nm - 1 um. Bezüglich des Verfahrens zur Ausbildung der Zwischenlage können verschiedene Verfahren geeignet verwendet werden, die in Verbindung mit der Ablöselage beschrieben sind. Abgesehen von der Ausbildung der Zwischenlage mittels einer einzelnen Lage, kann sie gebildet werden von zwei oder mehr Lagen unter Verwendung mehrerer Materialien mit gleicher oder verschiedener Zusammensetzung. In Fig. 3 ist eine transparente dielektrische Schicht 309 aus Siliciumdioxid als Zwischenlage vorgesehen.
Ausbildung einer piezoelektrischen Lage (Fig. 1b): Eine piezoelektrische Lage (reflektierende Spiegellage) 3, die gebildet wird durch Laminieren einer gemeinsamen Elektrodenschicht 300 und einer piezoelektrischen Schicht 301, wird auf der Ablöselage 11 ausgebildet. In der piezoelektrischen Lage 3 wird die Spiegelelektrodenschicht 302 (siehe Fig. 1D) ausgebildet nach dem Wärme-Temperschritt, um eine Leistungsbeeinträchtigung zu verhindern, die durch das Wärme-Tempern hervorgerufen wird. Bezüglich der Zusammensetzung der gemeinsamen Elektrode 300 ist ein Metall, wie z. B. Pt wünschenswert, das eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Wärme im Herstellungsschritt aufweist, elektrisch leitend ist und kaum einer Änderung der Eigenschaften im Laufe der Zeit unterliegt.
Als piezoelektrische Schicht 301 wird ein Material verwendet, dessen Form sich in Reaktion auf das Anlegen von Spannung ausdehnt oder kontrahiert. Ferroelektrische piezoelektrische Keramiken werden bevorzugt, wobei z. B. Blei-Zirkonat-Titanat (Pb(Zr,Ti)O&sub3;: PZT), Blei-Lanthan-Titanat ((Pb,La)TiO&sub3;), Blei-Lanthan-Zirkonat ((Pb,La)ZrO&sub3;): PLZT) oder Blei-Magnesium-Niobat- Zirkonat-Titanat (Pb(Mg,Nb)(Zr,Ti)O&sub3;: PMN-PZT) und dergleichen verwendet werden können. Als Verfahren zur Ausbildung der piezoelektrischen Schicht können das Sputter-Verfahren oder das Sol-Gel-Verfahren verwendet werden. Die Dicke der piezoelektrischen Schicht kann in Abhängigkeit von der Größe der Volumenänderung, die benötigt wird, geändert werden, jedoch kann vorzugsweise eine piezoelektrische Schicht mit einer Dicke von etwa 0,8 um ausgebildet werden. Eine Musterbildung der gemeinsamen Elektroden kann durchgeführt werden unter Verwendung bekannter Musterungstechniken nach der Ausbildung der gemeinsamen Elektrodenschicht 300.
Wärme-Temperschritt (Fig. 1C): Als nächstes wird die Wärme- Temperbehandlung durchgeführt, um eine Kristallstruktur zu bilden, die als piezoelektrisches Element dient. Die piezoelektrische Lage 3, die auf dem Substrat 10 ausgebildet ist, wird in einen Ofen eingesetzt, wobei das gesamte Substrat erwärmt wird.
Musterung (Fig. 1D): Nach der Temperbehandlung wird eine Spiegelelektrodenschicht 302 auf der piezoelektrischen Schicht 301 ausgebildet. Bezüglich der Zusammensetzung der Spiegelelektrodenschicht 302 ist ein Material wünschenswert, das elektrisch leitend ist und dessen Eigenschaften sich im Zeitverlauf wenig ändern, und das fähig ist, der Wärme im Herstellungsprozeß zu widerstehen. Zum Beispiel kann eine metallische Dünnschicht aus Pt, Ti, Al oder Ag und dergleichen verwendet werden.
Die Musterung bezüglich der Spiegelelektrodenschicht 302 wird durchgeführt unter Verwendung einer bekannten Musterungstechnik, wie z. B. der Photolithographie. Genauer wird das gewünschte Elektrodenmuster gebildet durch eine Verarbeitung, wie z. B. Auftragen eines Resists, Maskieren, Belichten, Entwickeln und Ätzen. In diesem Musterungsschritt werden die Elektrodenabschnitte, die hinter jedem Pixel zurückbleiben, zu Spiegelelementen 307, die die reflektierenden Spiegel bilden. Die Spiegelelemente 307, die die reflektierenden Spiegel bilden, werden mit einer solchen Form und Fläche ausgebildet, daß sie das ankommende Licht vollständig reflektieren können. Die Elektrodenfläche der Spiegelelemente 307 auf der Seite nahe der Spiegelelektrodenschicht 302 wird so gemustert, daß sie kleiner ist als die Elektrodenfläche auf der Seite nahe der gemeinsamen Elektrodenschicht 300. Nach der Musterung der Spiegelelektrodenschicht 302 wird eine Polarisationsbehandlung in Richtung senkrecht zur Schicht durchgeführt durch Anlegen einer Spannung an die piezoelektrische Schicht 301.
Das Verfahren der Ablenkung der Spiegelelemente 307 wird im folgenden beschrieben. Wenn die Antriebsspannung an die piezoelektrische Schicht angelegt wird, die wie oben beschrieben der Polarisationsbehandlung unterworfen wurde, kontrahiert die piezoelektrische Schicht in der Ebene gemäß der Polarisationsrichtung und der Richtung des angelegten elektrischen Feldes. Wenn dies geschieht, wird die gemeinsame Elektrodenschicht 300 physikalisch von den Erhebungen 308 zurückgehalten, wobei jedoch die Spiegelelektrodenschicht 302, mit Ausnahme eines Teils derselben, nicht zurückgehalten wird. Folglich werden die Spiegelelemente 307, die die piezoelektrische Schicht enthalten, verformt, um somit in Fig. 2G nach oben konvex zu werden.
Fig. 2G: Nach der Musterung der Spiegelelektrodenschicht 302 werden Erhebungen 308 ausgebildet, die die elektrischen Verbindungselemente bilden, die die elektrische Verbindung mit der Dickschicht 207 (später beschrieben) für die Spiegelelektrodenverbindung bewirken, die auf den Drain-Elektroden der Dünnschichttransistoren (TFTs) 205 vorgesehen ist. Die Erhebungen 308 werden in einem Teil der Spiegelelemente 307 ausgebildet. Die Erhebungen 308 sind mit den Drain-Bereichen der Dünnschichttransistoren über eine sehr kleine Fläche verbunden, so daß sie vorzugsweise aus einem Material wie z. B. Gold (Au) gebildet werden, dessen Verbindungswiderstand klein ist und dessen Oberfläche nicht so leicht oxidiert. Um die Haftung der Erhebungen 308 und der Spiegelelektrodenschicht 302 zu erhöhen, können die Golderhebungen ferner nach Ausbilden einer einzelnen Lage einer Goldschicht auf der Spiegelelektrodenschicht ausgebildet werden. Der Abstand zwischen der piezoelektrischen Lage 3 und dem Dünnschicht- Transistorsubstrat 2 muß gleich einem solchen Abstand gemacht werden, daß die Wärme, die durch die Bestrahlung mit dem ankommenden Licht 12 erzeugt wird, nicht zum Dünnschichttransistor 205 geleitet werden kann. Die Höhe der Erhebungen 308 ausgehend von der Spiegelelektrodenschicht 302 wird daher so festgelegt, daß die Summe aus dieser Höhe und der Höhe der Dickschicht 207 für die Verbindung der Spiegelelektrode diese Bedingung erfüllt.
Verbindungsschritt (Fig. 2E): Anschließend werden das Dünnschicht- Transistorsubstrat 2 und die piezoelektrische Lage 3, die auf dem Substrat 10 ausgebildet ist, elektrisch verbunden. Das Dünnschichttransistorsubstrat 2 ist mit einer Anordnungsstruktur von Dünnschichttransistoren versehen, die häufig in gewöhnlichen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen verwendet wird. Deren Herstellungsverfahren beruht ebenfalls auf dem herkömmlichen Verfahren. Genauer, der Dünnschichttransistor 205, der Signaltreiber 201 (Fig. 3), die Abtasttreiberschaltung 203 (Fig. 3) und die Verdrahtungen 202 (Fig. 3), 204 (Fig. 3) werden für jedes Pixel eines Glas- oder Quarz-Substrats 200 ausgebildet. Ferner wird im Block der Dünnschichttransistoren (d. h. der Transistorelemente) 208 eine Dickschicht 207 für die Verbindung der Spiegelelektrode, die elektrisch mit der Erhebung 308 (Fig. 2E) der piezoelektrischen Lage 3 auf der Drain-Elektrode 206 des Dünnschichttransistors 205 verbunden ist, in einer Dicke von etwa 20 um beispielsweise mit einem Plattierungsverfahren ausgebildet.
Das Dünnschichttransistorsubstrat 2 und die piezoelektrische Lage 3, die auf dem Substrat 10 laminiert ist, werden wechselseitig verbunden mittels Preßfixierung. Eine Heißpreßfixierung wird in einer erwärmten Umgebung durchgeführt, um sicherzustellen, daß die Preßfixierung zuverlässig durchgeführt wird. Die Legierung der Übergänge zwischen der Erhebung 308 und der Dickschicht 207 für die Verbindung der Spiegelelektrode wird mittels Preßfixierung durchgeführt, was den Verbindungswiderstand reduziert und eine Erhöhung der Kontaktfestigkeit ermöglicht.
Bestrahlungsschritt (Fig. 2F): Das Dünnschichttransistorsubstrat 2 und die piezoelektrische Lage 3 werden verbunden, woraufhin Licht 12 von der Rückseite des Substrats 10 auf die Ablöselage 11 gerichtet wird. Das Licht 12 durchläuft das Substrat 10 und trifft auf die Ablöselage 12, wo es einen Fleck 13 ausbildet. Als Ergebnis wird die Bindungskraft zwischen Atomen oder zwischen Molekülen an der Grenzfläche zwischen dem Substrat 10 und der Ablöselage 11 reduziert oder eliminiert. Daraus folgt, daß dann, wenn mit Licht 12 bestrahlt wird, eine Ablation in der Zusammensetzung der Ablöselage 11 auftritt, oder daß eine Abgabe von Gas, ein Schmelzen aufgrund des Lichts 12 oder eine Phasenänderung wie z. B. eine Verdampfung innerhalb der Ablöselage 11 auftritt.
Das Licht 12 kann so beschaffen sein, daß es effizient eine Intralage- Ablösung in der Ablöselage 11 oder eine Grenzflächenablösung erzeugt. Genauer wird Laserlicht bevorzugt hinsichtlich der Tatsache, daß es leicht eine Ablation hervorrufen kann. Zum Beispiel wird Excimer-Laserlicht der Wellenlänge 248 nm oder 308 nm verwendet. Der Wellenlängentyp des Laserlichts wird festgelegt nach der Beurteilung, ob eine Wellenlängenabhängigkeit vorliegt, wenn die Ablation in der Ablöselage 11 hervorgerufen wird, oder ob eine Abtrennung durch Gasabgabe oder Phasenänderung wie z. B. Verflüchtigung oder Sublimation bewirkt wird.
Die Energiedichte des ankommenden Laserstrahls im Fall eines Excimer- Laserstrahls beträgt etwa 10-5.000 mJ/cm², wobei die Bestrahlungszeit etwa gleich 1-1.000 ns, vorzugsweise 10-100 ns ist. Wenn die Energiedichte zu niedrig ist oder die Bestrahlungszeit zu kurz ist, kann keine ausreichende Entfernung hervorgerufen werden. Wenn andererseits die Energiedichte zu hoch ist oder die Bestrahlungszeit zu lang ist, besteht neben der nachteiligen Wirkung auf die Ablöselage 11 und die piezoelektrische Lage 3 die Gefahr, daß der Dünnschichttransistor 205 zerstört wird. Es ist nicht erforderlich, daß der Einfallswinkel während der Bestrahlung senkrecht ist, solange die Bestrahlung mit dem ankommenden Licht 12 mit gleichmäßiger Intensität bewerkstelligt wird. Um ferner eine Bestrahlung über den gesamten Bereich der Ablöselage 11 zu bewerkstelligen, kann eine Bestrahlung mit ankommendem Licht mehrmals ausgeführt werden, oder das Licht kann zwei oder mehrmals auf die gleiche Stelle scheinen. Ferner können der Typ und die Wellenlänge des Laserlichts verschieden sein, in Abhängigkeit von dem bestrahlten Bereich.
Abtrennungsschritt (Fig. 2G): Das Substrat 10 (siehe Fig. 2F) wird an der Ablöselage 11 (Fig. 2F) abgetrennt, wenn eine Kraft ausgeübt wird, um somit nach der Bestrahlung mit Licht das Substrat 10 (Fig. 2F) von der piezoelektrischen Lage 3 abzuziehen. An der Ablöselage 11 (Fig. 2F) haften Reste auf der Seite nahe der gemeinsamen Elektrodenlage 300 der piezoelektrischen Lage 3, so daß diese mit einem Verfahren beseitigt werden, wie z. B. Waschen, Ätzen, Veraschen oder Polieren. Da das Material, das für das Substrat 10 (Fig. 2F) verwendet wird, welches abgetrennt wird, ein teures Material wie z. B. Quarz ist, kann es für die Herstellung neuer Lichtmodulationsvorrichtungen wiederverwendet werden.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konstruktion einer Lichtmodulationsvorrichtung zeigt, die mit dem obenbeschriebenen Herstellungsverfahren hergestellt worden ist. Um das Verständnis der Konstruktion zu erleichtern und zur Vereinfachung der Beschreibung sind die piezoelektrische Lage 3 und das Dünnschichttransistor-(TFT)-Substrat 2 getrennt gezeigt. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, besitzt die Lichtmodulationsvorrichtung dieser Ausführungsform eine Konstruktion, bei der die piezoelektrische Lage 3, auf der das Spiegelelement 307 angeordnet ist, und ein Dünnschichttransistorsubstrat 2, auf dem das Dünnschichttransistorelement 208 angeordnet ist, das das jeweilige Spiegelelement antreibt, elektrisch verbunden sind.
Die piezoelektrische Lage 3 wird von einer gemeinsamen Elektrodenschicht 300, der piezoelektrischen Lage 301 und der Spiegelelektrodenschicht 302, die mit dem Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform ausgebildet worden sind, gebildet. Fig. 3 zeigt ferner den Fall, in welchem eine transparente dielektrische Schicht 309 vorgesehen ist, die ebenfalls die Funktion des Schutzes der piezoelektrischen Lage 3 hat und die Zwischenlage des Trennungsschritts bildet.
Eine Signaltreiberschaltung 207 und eine Abtasttreiberschaltung 203 sind auf diesem Dünnschichttransistorsubstrat 2 ausgebildet. Die Signaltreiberschaltung 201 ist so aufgebaut, daß sie Schaltsignale auf der Grundlage von Ein/Aus-Informationen in horizontaler Richtung (X-Achsen-Richtung) des Bildes an die Source jedes Dünnschichttransistors 205 über die Verdrahtung 202 liefern kann. Die Abtasttreiberschaltung 203 ist so aufgebaut, daß sie fähig ist, Schaltsignale auf der Grundlage von Ein/Aus-Informationen in der Richtung senkrecht zu den Substraten (Richtung der Y-Achse), die von der Anzeigevorrichtung geliefert werden, an die Gates der jeweiligen Dünnschichttransistoren 205 über die Verdrahtung 204 zu liefern. Die Treiberspannung, die in der Drain-Elektrode 206 des Dünnschichttransistors 205 erzeugt wird, wird über die Dickschicht 207 für die Verbindung der Spiegelelektrode der Spiegelelektrodenschicht 302 des jeweiligen Spiegelelements 307 zugeführt.
Wenn in der obigen Konstruktion einer Lichtmodulationsvorrichtung die Antriebsspannung vom Dünnschichttransistor 205 geliefert wird, wird eine Potentialdifferenz zwischen der Spiegelelektrodenschicht 302 des Spiegelelements 307, die dieser zugeordnet ist, und der gemeinsamen Elektrodenschicht 300 erzeugt, die die piezoelektrische Schicht 301 veranlaßt, sich in der Richtung innerhalb der Oberfläche zu kontrahieren, wobei das Spiegelelement in Aufwärtsrichtung der Fig. 3 verformt wird. Genauer, wenn die Antriebsspannung an ein Spiegelelement 307 angelegt wird, bildet ihre reflektierende Fläche einen konvexen Spiegel, dessen Brennpunkt sich auf der Rückseite des Spiegelelements 307 befindet. Als Ergebnis wird das ankommende Licht 305, das darauf gerichtet ist, zu einem reflektierten Strahl 306 mit Licht, das durch die Reflexion mittels dieses konvexen Spiegels gestreut wird. Im Gegensatz hierzu ist im Fall eines Spiegelelements 307, dem keine Antriebsspannung zugeführt wird, dessen reflektierende Fläche ein Planspiegel, so daß das Licht 306 parallel reflektiert wird. Ob das Spiegelelement in konvexer Weise verformt wird oder in konkaver Weise verformt wird, hängt ab von der Polarisationsrichtung der piezoelektrischen Schicht und der Richtung des elektrischen Feldes, das daran angelegt wird. Folglich muß ein Projektor, der die betreffende Lichtmodulationsvorrichtung verwendet, passend zum Verformungsmodus der Lichtmodulationsvorrichtung konstruiert sein.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht eines Projektors, der eine Lichtmodulationsvorrichtung (wenn in konvexer Weise verformt) verwendet, die mit dem Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform hergestellt worden ist. Wie in Fig. 4 gezeigt, wird das Licht, das von einer Metall-Halogenid-Lampe, die die Lichtquelle 41 bildet, ausgesendet wird, von einem Reflektor 42 mit Parabolfläche reflektiert und somit in praktisch parallele Strahlen umgesetzt, welche von einem halbdurchlässigen Spiegel 43 abgelenkt werden und auf eine Lichtmodulationsvorrichtung 44 gemäß dieser Ausführungsform gerichtet werden. Im Fall eines Spiegelelements 441 der Lichtmodulationsvorrichtung 44, dem keine Antriebsspannung zugeführt wird, ist der reflektierte Strahl 306 (siehe Fig. 3) parallel, so daß er von der Linse 45 über den Halbspiegel 43 fokussiert wird und auf den kleinen Spiegel 46 gerichtet wird. Da die reflektierende Fläche des kleinen Spiegels 46 einen festen Winkel bezüglich der optischen Achse aufweist, wird das ankommende Licht reflektiert und erreicht nicht den Bildschirm 49. Im Gegensatz hierzu wird im Fall eines Spiegels 442, der durch die Zufuhr einer Antriebsspannung verformt ist, der reflektierte Strahl 306 in Licht umgesetzt, das vom Brennpunkt 48 des konvexen Spiegels ausstrahlt. Folglich läuft dieses Licht durch die Linse 45, durch die Umfangsfläche eines kleinen Spiegel 46 und bildet ein Abbild auf dem Bildschirm 49 mittels der Projektionslinse 47. Genauer, das ankommende Licht 305 (Fig. 3) wird gemäß dem Bildsignal moduliert, das der Lichtmodulationsvorrichtung 44 zugeführt wird, so daß eine Anzeige, die dem Bildsignal entspricht, auf dem Bildschirm 49 erzeugt wird. Da keine Trennwände und kein Substrat in der Fläche vorhanden sind, auf die das ankommende Licht 305 (Fig. 3) gerichtet ist, besteht keine Möglichkeit, daß das reflektierte Licht 306 (Fig. 3) gestreut wird, so daß keine Möglichkeit besteht, daß das projizierte Bild gedämpft wird oder an Positionen anderer Pixel projiziert wird.
Wie oben beschrieben worden ist, gibt es mit dieser ersten Ausführungsform, da die piezoelektrische Lage auf den Substrat mit dazwischenliegender Ablöselage ausgebildet ist, keine Hindernisse, die das Licht aufhalten können, wie z. B. Trennwände, in der Fläche im Spiegelelement, auf das das Licht gerichtet wird, nachdem das Substrat an der Ablöselage getrennt worden ist. Da keine Möglichkeit der Streuung durch Hindernisse besteht, kann folglich das projizierte Bild heller gemacht werden. Da ferner keine Streuung durch Hindernisse vorhanden ist, besteht keine Möglichkeit, daß der Kontrast verringert wird. Da ferner die Wärme-Temperbehandlung der piezoelektrischen Lage vor der Verbindung mit dem Dünnschichttransistorsubstrat durchgeführt werden kann, besteht keine Möglichkeit einer Beeinträchtigung der Dünnschichttransistoren und dergleichen.

(Zweite Ausführungsform)

Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schlägt ein Verfahren der Musterung und ein Verfahren der Verbindung vor, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden.
Fig. 5 zeigt einen Teil eines Verfahrens zur Herstellung einer Lichtmodulationsvorrichtung gemäß dieser zweiten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform sind die Schritte vom Ablöselagebildungsschritt (Fig. 1A) bis zum Wärme-Temperschritt (Fig. 1C) und vom Bestrahlungsschritt (Fig. 2F) bis zum Trennungsschritt (Fig. 2G) gleich denjenigen in der ersten Ausführungsform, so daß eine weitere Beschreibung derselben weggelassen wird.
Musterungsschritt (Fig. 5D): Die Ausbildung des Musters auf der Spiegelelektrodenschicht 302 ist die gleiche wie in der ersten Ausführungsform. Um die elektrische Verbindung mit der Drain-Elektrode des Dünnschichttransistors 205 (Fig. 5E) nach der Musterung der Spiegelelektrodenschicht 302 zu bewerkstelligen, wird die Dickschicht 310 für die Verbindung der Drain- Elektrode in einem Teil des Spiegelelements 307 anstelle der Erhebungen 308 (Fig. 1D) der ersten Ausführungsform ausgebildet. Die Dickschicht 310 für die Verbindung der Drain-Elektrode wird mittels einer bekannten Technik ausgebildet, wie z. B. Plattieren. Das Metall für die Plattierung sollte ein Material mit kleinem Kontaktwiderstand sein, dessen Oberfläche nicht leicht oxidiert, wobei z. B. Gold (Au) bevorzugt wird. Die Höhe der Dickschicht 310 für die Verbindung der Drain-Elektrode ist gleich dem Abstand (oben erwähnt), der zwischen der piezoelektrischen Lage 3 (Fig. 5E) und dem Dünnschichttransistorsubstrat 2 (Fig. 5E) erforderlich ist.
Verbindungsschritt (Fig. 5E): Die Drain-Elektrode 206 der Transistorelemente im Dünnschichttransistorsubstrat und die Dickschicht 310 für die Verbindung der Drain-Elektrode, die auf der Spiegelelektrode 302 ausgebildet ist, sind elektrisch verbunden. Die Dickschicht 207 (Fig. 2E-2G) für die Verbindung der Spiegelelektrode in der ersten Ausführungsform ist nicht auf dem Dünnschichttransistorsubstrat 2 vorgesehen, das in dieser Ausführungsform verwendet wird. Die Verbindung zwischen dem Dünnschichttransistorsubstrat 2 und der piezoelektrischen Lage 3, die auf dem Substrat 10 laminiert ist, wird so wie in der ersten Ausführungsform durchgeführt. Mit dieser zweiten Ausführungsform kann eine Lichtmodulationsvorrichtung geschaffen werden durch ein Herstellungsverfahren, das die Vorteile der vorliegenden Erfindung bietet, selbst bei Vorsehen einer Dickschicht für die Verbindung mit der piezoelektrischen Lage 3.

(Dritte Ausführungsform)

Gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, im Gegensatz zur zweiten Ausführungsform, eine Dickschicht für Verbindungszwecke auf der Seite des Dickschichllransistorsubstrats vorgesehen.
Fig. 6 zeigt einen Teil eines Verfahrens zur Herstellung einer Lichtmodulationsvorrichtung gemäß dieser dritten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform sind die Schritte vom Ablöselage-Bildungsschritt (Fig. 1A) bis zum Wärme-Temperschritt (Fig. 1C) und vom Bestrahlungsschritt (Fig. 2F) bis zum Abtrennungsschritt (Fig. 2G) gleich denjenigen in der ersten Ausführungsform, so daß eine weitere Beschreibung derselben weggelassen wird. Musterungsschritt (Fig. 6D): Die Ausbildung des Musters auf der Spiegelelektrodenschicht 302 ist die gleiche wie diejenige in der ersten Ausführungsform. Das heißt, es sind keine Erhebungen 308 (Fig. 1D) auf der Spiegelelektrode 302 der Spiegelelemente 307 (Fig. 1D) vorgesehen.
Verbindungsschritt (Fig. 6E): In dieser Ausführungsform wird die Ausbildung der Dickschicht 210 für die Verbindung der Spiegelelektroden für die elektrische Verbindung mit den Spiegelelementen 307 auf den Drain-Elektroden 206 in den Transistorelementen 205 des Dünnschichttransistorsubstrats 2 bewerkstelligt. Die Höhe dieser Dickschicht 210 für die Verbindung der Spiegelelektrode ist größer als diejenige der Dickschicht 207 (Fig. 2E) für die Verbindung der Spiegelelektrode der ersten Ausführungsform. Diese Höhe ist gleich dem Abstand (oben erwähnt), der zwischen der piezoelektrischen Lage 3 und dem Dünnschichttransistorsubstrat 2 erforderlich ist. Das Verfahren zur Ausbildung der Dickschicht ist das gleiche wie im Fall der ersten Ausführungsform.
Mit dieser dritten Ausführungsform kann eine Lichtmodulationsvorrichtung geschaffen werden mittels eines Herstellungsverfahrens, das die Vorteile der vorliegenden Erfindung bietet, selbst bei Vorsehen einer Dickschicht für die Verbindung nur auf dem Dünnschichttransistorsubstrat.

(Vierte Ausführungsform)

Diese bezieht sich auf die Konstruktion eines Projektors, der eine Lichtmodulationsvorrichtung verwendet, in der die Verformung zu einer konkaven Form bewirkt wird, statt einer Anzeigevorrichtung, die eine Lichtmodulationsvorrichtung verwendet, in der die Verformung zu einer konvexen Form bewirkt wird, wie in der ersten Ausführungsform gezeigt ist.
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht, die zur Erläuterung der Konstruktion dieses Projektors dient. Diese Figur zeigt einen Querschnitt der optischen Komponenten längs der optischen Achse des ankommenden Lichts. Wie in Fig. 7 gezeigt, umfaßt die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform eine Lichtmodulationsvorrichtung 60, eine Lichtquelle 61, einen Reflektor 62, eine Konvergenzlinse 63, einen kleinen Spiegel 64, eine Sammellinse 65 und eine Projektionslinse 66. Als Lichtmodulationsvorrichtung kann eine Lichtmodulationsvorrichtung verwendet werden, wie sie in den ersten bis dritten Ausführungsformen hergestellt wird. Es ist jedoch eine Konstruktion erforderlich, in der die Spiegelelemente von der optischen Eingangsseite aus betrachtet in konkaver Weise verformt werden. In der Lichtmodulationsvorrichtung 60 werden die reflektierenden Flächen durch Anlegen einer Spannung in konkaver Weise verformt. Folglich weist das Licht, das von einem verformten Spiegelelement 602 reflektiert wird, einen Brennpunkt 603 auf, der sich von der Lichtmodulationsvorrichtung 60 aus betrachtet auf der Seite nahe der Sammellinse befindet.
Als nächstes wird die Lichtmodulationswirkung in einer Anzeigevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. Das ankommende Licht 18, das von der Lichtquelle 61 ausgesendet wird, wird vom Reflektor 62 reflektiert und an der Position des kleinen Spiegels 46 mittels der Konvergenzlinse 63 fokussiert. Da der kleine Spiegel 64 mit einer Neigung von 45º bezüglich der optischen Achse angeordnet ist, divergiert das ankommende Licht 18, während es auf die Sammellinse 65 gerichtet wird. Die Sammellinse 65 setzt dieses ankommende Licht 18 in paralleles Licht um, das senkrecht auf die Lichtmodulationsvorrichtung 60 gerichtet wird.
Da von den Spiegelelementen, die die Lichtmodulationsvorrichtung 60 bilden, die Spiegel 601, die nicht verformt sind, flache reflektierende Flächen aufweisen, kehrt deren reflektiertes Licht 191 zur Sammellinse 65 zurück, wobei es immer noch die Form parallelen Lichts aufweist. Dieses wird anschließend fokussiert, wenn es vom kleinen Spiegel 64 reflektiert wird, und kann somit nicht die Projektionslinse 66 erreichen. Dieses Pixel wird daher nicht auf den Bildschirm 67 angezeigt. Die Größe der reflektierenden Fläche des kleinen Spiegels 64 ist die minimale Größe, so daß das gesamte reflektierte Licht 191 von der Lichtmodulationsvorrichtung 60 abgeschirmt werden kann, wenn alle Spiegelelemente unverformt sind, so daß sie als Planspiegel wirken.
Im Gegensatz hierzu dienen die verformten Spiegel 602 als konkave Spiegel, so daß deren reflektiertes Licht 192 durch den Brennpunkt 603 läuft und auf die Sammellinse 65 auftrifft. Dieses reflektierte Licht 192 wird von der Sammellinse 65 in praktisch paralleles Licht umgesetzt; ein Teil hiervon wird vom kleinen Spiegel 64 ausgesiebt, jedoch erreicht das Licht, das durch die Umfangsfläche des kleinen Spiegels 64 gelangt, die Projektionslinse 66 und erzeugt ein Abbild auf dem Bildschirm 67.
Wenn bei der obigen Konstruktion alle Spiegelelemente, die die Lichtmodulationsvorrichtung 60 bilden, unverformt sind, wird das gesamte reflektierte Licht 191 vom kleinen Spiegel 64 reflektiert und erreicht somit nicht den Bildschirm 67: die Anzeige des Bildschirms 67 ist somit schwarz. Im Gegensatz hierzu wird das reflektierte Licht 192 von den Spiegelelementen 602, die gemäß einem Bild ausgewählt werden, das anzuzeigen ist, auf den Bildschirm 67 projiziert, wobei das Bild somit in weißer Farbe auf einem schwarzen Hintergrund auf dem Bildschirm 67 angezeigt wird.
Um ferner eine farbige Anzeige zu erhalten, wie im Stand der Technik bekannt ist, kann eine Anordnung verwendet werden, in der ein rotierender scheibenförmiger Filter, der in drei Farben Rot, Grün und Blau unterteilt ist, zwischen dem Reflektor 62 und der Konvergenzlinse 63 eingesetzt ist; oder es kann eine Anordnung verwendet werden, in der jeweils rote, grüne und blaue Farbfilterlagen auf der Oberfläche der Spiegelelemente ausgebildet sind, die die Lichtmodulationsvorrichtung 60 bilden.
In Abhängigkeit von der Funktion der Projektionslinse 66 können verschiedene Anzeigevorrichtungen konstruiert werden, wie z. B. Anzeigevorrichtungen oder Videokamerasucher oder am Kopf montierte Anzeigevorrichtungen.
Wie oben beschrieben worden ist, wird mit dieser vierten Ausführungsform ein helles projiziertes Bild mit gutem Kontrast erhalten, aufgrund des Vorsehens einer Lichtmodulationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, in der keine gestreute Reflexion auftritt und der Lichtnutzungsgrad hoch ist, und in der keine Elemente wie z. B. halbdurchlässige Spiegel vorhanden sind, die das Licht dämpfen könnten.

(Andere modifizierte Beispiele)

Die Erfindung kann auf verschiedene Weise modifiziert angewendet werden, ohne auf die obenbeschriebenen Ausführungsformen der Erfindung beschränkt zu sein. Zum Beispiel kann diese bezüglich der Konstruktion, der Zusammensetzung und der Dicke der piezoelektrischen Schicht in anderen Konstruktionen und dergleichen ausgebildet sein, ohne auf die obenbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt zu sein. Ob eine transparente dielektrische Schicht, die auch als Zwischenlage beim Schutz und Ablösen der piezoelektrischen Lage dient, ausgebildet wird, kann willkürlich gemäß den Eigenschaften des piezoelektrischen Materials bestimmt werden. Es ist zu beachten, daß die transparente Schutzschicht der gemeinsamen Elektrodenschicht wieder nach dem Schritt des Trennens des Substrats ausgebildet werden kann. Ferner können bezüglich der Form der Spiegelelemente 307 abgesehen von der in Fig. 3 gezeigten quadratischen Form verschiedene Formen betrachtet werden, wie z. B. Vielecke, Kreise oder Ellipsen. Genauer kann die Elektrodenform geändert werden durch Mustern der Elektroden mittels Maskieren, um somit eine beliebige gewünschte Elektrodenform zu erzeugen.
Ferner kann als Anordnung von Spiegelelementen 307 abgesehen von der in Fig. 3 gezeigten zweidimensionalen Anordnung eine eindimensionale Anordnung verwendet werden, in der die Spiegelelemente in einer Reihe angeordnet sind.
Ferner kann bezüglich der optischen Anordnung der Projektorvorrichtung die vorliegende Erfindung auf eine Anordnung angewendet werden, mit der ein Bild unter Verwendung von reflektiertem Licht projiziert werden kann, bei dem der Zustand des Lichts verschieden ist in Abhängigkeit davon, ob das Pixel aktiv oder inaktiv ist.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Da mit dem Verfahren zur Herstellung einer Lichtmodulationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung das Substrat, das die Grundlage bildet, wenn die reflektierende Spiegellage ausgebildet wird, so abgetrennt wird, daß nur die reflektierende Spiegellage zurückbleibt, kann eine Lichtmodulationsvorrichtung hergestellt werden ohne eine abschirmende und gestreute Reflexion des reflektierten Lichts, die auftreten würde, wenn ein Substrat vorgesehen wäre. Da ferner die Ausbildung der reflektierenden Spiegel auf einem Substrat durchgeführt wird, können reflektierende Spiegel so ausgebildet werden, daß kein Durchhängen der Spiegeloberfläche unter Ruhezuständen hervorgerufen wird. Ferner kann eine Lichtmodulationsvorrichtung mit hoher Pixeldichte hergestellt werden, da das Substrat getrennt wird, um z. B. die Verformung der reflektierenden Spiegel zu verhindern. Eine Lichtmodulationsvorrichtung, die mit diesem Herstellungsverfahren hergestellt worden ist, weist einen hohen Lichtnutzungsgrad auf, wobei mit einem Projektor, der diese Lichtmodulationsvorrichtung verwendet, ein helles projiziertes Bild mit hohem Kontrast erhalten werden kann.
Ferner werden mit dem Verfahren zur Herstellung einer Lichtmodulationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Ablöselage und eine reflektierende Spiegellage auf einem wärmebeständigen Substrat mit Wärmewiderstandsfähigkeit ausgebildet, wobei ein Muster in bezug auf die reflektierende Spiegellage ausbildet wird und das Aktivelementsubstrat und die reflektierende Spiegellage verbunden werden, woraufhin mit einem Bestrahlungstrennungsschritt das wärmebeständige Substrat abgetrennt wird durch Hervorrufen einer Abtrennung in der Ablöselage. Durch diese Schritte kann folglich eine Lichtmodulationsvorrichtung hergestellt werden, ohne daß durch die Wärme der Ausbildung der reflektierenden Spiegellage auf dem Aktivelementsubstrat eine Beeinträchtigung erzeugt wird.
Mit einem Projektor gemäß der vorliegenden Erfindung werden reflektierende Spiegel geschaffen, bei denen keine gestreute Reflexion auftritt, und die leicht ohne Durchhängen verformt werden können, so daß ein projiziertes Bild erhalten werden kann, das hell ist und einen guten Kontrast aufweist.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Lichtmodulationsvorrichtung, das die Schritte umfaßt:

Ausbilden einer Ablöselage, wobei eine Ablöselage, die in Reaktion auf eine Bestrahlung mit einfallendem Licht eine Trennung hervorruft, auf einem wärmebeständigen Substrat ausgebildet wird, das die Fähigkeit hat, Wärme standzuhalten;

Ausbilden einer reflektierenden Spiegellage, wobei eine reflektierende Spiegellage, die so aufgebaut ist, daß sie Licht reflektieren kann, durch ein piezoelektrisches Material auf der Ablöselage, die im Ablöselageausbildungsschritt ausgebildet worden ist, ausgebildet wird;

einen Verbindungsschritt des elektrischen Verbindens, entsprechend den Pixelbereicheinheiten, der reflektierenden Spiegellage, die auf das wärmebeständige Substrat laminiert ist, mit einem Aktivelementsubstrat, in welchem aktive Elemente entsprechend den Pixelbereichen vorgesehen sind; und

einen Bestrahlungstrennungsschritt, in welchem das wärmebeständige Substrat abgetrennt wird durch Hervorrufen einer Trennung in dieser Ablöselage durch Bestrahlen der Ablöselage mit Licht von der Seite des wärmebeständigen Substrats.

2. Verfahren zur Herstellung einer Lichtmodulationsvorrichtung nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Ausbildens einer reflektierenden Spiegellage umfaßt: einen Schritt des Ausbildens einer ersten Elektrodendünnschicht auf der Ablöselage; einen Schritt des Ausbildens einer piezoelektrischen Dünnschicht auf der ersten Elektrodendünnschicht; und einen Schritt des Ausbildens einer zweiten Elektrodendünnschicht auf der piezoelektrischen Dünnschicht.

3. Verfahren zur Herstellung einer Lichtmodulationsvorrichtung nach Anspruch 2, bei dem wenigstens die erste Elektrodendünnschicht und/oder die zweite Elektrodendünnschicht durch optisch reflektierendes Material gebildet wird.

4. Verfahren zur Herstellung einer Lichtmodulationsvorrichtung nach Anspruch 2, bei dem der Schritt zur Ausbildung der reflektierenden Spiegellage einen Schritt der Musterung umfaßt durch elektrisches Isolieren dieser zweiten Elektrodendünnschicht und der piezoelektrischen Dünnschicht in Pixelbereicheinheiten, nach dem Schritt der Ausbildung der zweiten Elektrodendünnschicht.

5. Verfahren zur Herstellung einer Lichtmodulationsvorrichtung nach Anspruch 4, bei dem im Schritt der Musterung der zweiten Elektrodendünnschicht und der piezoelektrischen Dünnschicht die zweite Elektrodendünnschicht in Vielecke gemustert wird.

6. Verfahren zur Herstellung einer Lichtmodulationsvorrichtung nach Anspruch 4, bei dem im Schritt der Musterung der zweiten Elektrodendünnschicht und der piezoelektrischen Dünnschicht die zweite Elektrodendünnschicht in Kreise gemustert wird.

7. Verfahren zur Herstellung einer Lichtmodulationsvorrichtung nach Anspruch 1, bei dem der Verbindungsschritt umfaßt: einen Schritt des Vorsehens von Elektroden für die Verbindung entweder am Aktivelementsubstrat oder an der reflektierenden Spiegellage; und einen Schritt des elektrischen Verbindens des Aktivelementsubstrats und der reflektierenden Spiegellage mittels dieser Verbindungselektroden.

8. Verfahren zur Herstellung einer Lichtmodulationsvorrichtung nach Anspruch 1, bei dem der Verbindungsschritt umfaßt: einen Schritt des Vorsehens von Elektroden für die Verbindung sowohl am Aktivelementsubstrat als auch an der reflektierenden Spiegellage; und einen Schritt des gegenseitigen elektrischen Verbindens des Aktivelementsubstrats und der reflektierenden Spiegellage mittels dieser Verbindungselektroden.

9. Verfahren zur Herstellung einer Lichtmodulationsvorrichtung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, bei dem im Verbindungsschritt die Verbindungselektroden aus Gold gebildet werden.

10. Projektor, der eine Lichtmodulationsvorrichtung umfaßt, die mit dem Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 1 hergestellt worden ist, und der umfaßt:

ein optisches Beleuchtungssystem, wobei das Beleuchtungslicht, das praktisch parallel gemacht worden ist, auf die Lichtmodulatorvorrichtung aus einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Lichtmodulationsvorrichtung auftrifft;

ein optisches Rasterungssystem, das das reflektierte Licht von den Pixelbereichen, die durch die aktiven Elemente in der Lichtmodulationsvorrichtung angesteuert werden, oder von den Pixelbereichen, die nicht angesteuert werden, aussiebt; und

ein optisches Projektionsanzeigesystem, das ein Bild ausbildet durch Abbilden des Lichts, das durch das optische Rasterungssystem durchgelassen worden ist.