WO1999054775A1

WO1999054775A1 - Procede de production d'un dispositif de modulation de lumiere et d'un projecteur

Info

Publication number: WO1999054775A1
Application number: PCT/JP1998/001787
Authority: WO
Inventors: Osamu Yokoyama; Tatsuya Shimoda; Satoru Miyashita
Original assignee: Seiko Epson Corporation
Priority date: 1996-11-13
Filing date: 1998-04-17
Publication date: 1999-10-28
Also published as: EP1014142A1; EP1014142A4; EP1014142B1; US6375329B1

Description

明細書

光変調デバイスの製造方法およびプロジェクタ

技術分野

本発明は、プロジヱク夕（projector)等に用いられる光変調デバイスに係り、特に、反射ミラーの乱反射を防止可能な光変調デバィスの製造技術に関する。背景技術

従来、反射ミラーにより光変調を行う光変調デバイスは、反射ミラーと駆動基板とを互いに貼り合わせることにより製造されていた。例えば米国特許 4 , 4 4 1， 7 9 1号には、反射ミラ一膜の製造方法とその反射ミラー膜を使用した光変調デバイスの構造が開示されている。この文献によれば、反射ミラー膜は、まずニトロセルロース膜を水面に流して形成し網目上のスクリーンでこれを引き上げてから金属膜を蒸着することにより製造されていた。しかしこの技術では硬い基板上に反射ミラ一膜が形成されているのではないために、物理的に変形させること無く薄い反射ミラー膜を駆動素子基板の適正な位置に貼り付けることが困難であると考えられる。反射ミラー膜が弛んだ状態のまま駆動素子基板に貼り付けられると、照明光を変調する場合に不要は方向へ反射される光が増加し、変調光と非変調光とのコントラストが低下するとともに、光の利用効率が低下するという問題を生じさせる。

また特開平 6— 3 0 1 0 6 6号公報には、ガラス基板上にミラ一アレーを設け、さらに樹脂層を形成した後、基板からミラーアレーごと樹脂層を剥離してァクチユエ一夕基板と貼り合わせる技術が開示されている。しかし、この文献に開示されている技術は、光を反射する膜をァクチユエ一夕アレイに貼り合わせるための技術である。ァクチユエ一夕アレイを ϋ動させるためには、駆動素子基板をァクチユエ一夕アレイに貼り合わせる工程がさらに必要になる。よつて光変調デバイスを製造するプロセスが複雑化するという問題点がある。

これらの問題を回避するためには、シリコン等の基板上に反射ミラーを形成した後、反射ミラ一の変形部分を窓状にエツチング等で取り除いて光変調デバイスを製造することが好ましいと考えられる。すなわち反射ミラーが弛んだ形状で形成されることもなく、単純な構造の光変調デバイスを提供できる。このようにして製造した光変調デバイスによれば、表示に必要な照明光はシリコン基板に設けられた窓から入射し、反射ミラーにより反射され再び窓から射出される。

しかしながら、このような光変調デバイスを考案したとしても、光が乱反射し投写画像の明るさゃコントラス卜の低下をもたらすという問題点が生ずる。基板に窓を設ける構成では、光の入射および射出が基板に設けられた窓を通して行われるために、反射光の一部が窓の側壁により遮られたり乱反射されたりする。製造工程における取り扱いを容易にかつ安全に行えるように、基板には一定の膜厚 ( 1 0 程度）が必要とされるため、側壁の高さを無闇に低く、すなわち基板を薄くするわけにもいかない。最低限基板は 1 0 0 m程度の厚みが必要であるため、例えば窓の幅が 5 0 mである光変調デバイスでは窓の側壁が幅の二倍の高さとなってしまう。これでは反射ミラーの周辺部分で反射された光の相当部分が側壁に遮られたり反射したりする、いわゆる乱反射状態となる。乱反射された光に基づいて画像を表示すると、光の量が不足するため投影画像の明るさが足りなくなったり、他の画素からの光が混入するためコントラス卜が低下したりする。発明の概要

本発明の第 1の課題は、乱反射がなく、また弛みが無く変形しやすいように反射ミラーを形成する工程を備えることにより、光の利用効率が高い光変調が可能な光変調デバイスの製造方法を提供することである。

本発明の第 2の課題は、乱反射が無く、また弛みが無く変形しやすい反射ミラ一を備えることにより、明るくコントラス卜のよい投影画像が得られるプロジェク夕を提供することである。

上記第 1の課題を解決する発明は、

a ) 耐熱性を有する耐熱性基板に、照射光の照射により剥離を生ずる剥離層を形成する剥離層形成工程と、

b ) 剥離層形成工程により形成された剥離層上に圧電体（例えば強誘電性または常誘電性の圧電性セラミックス）によって光を反射可能に構成された反射ミラ一層を形成する反射ミラー層形成工程と、

c ) 能動素子（薄膜トランジスタなど）が画素領域に対応させて設けられた駆動基板と耐熱性基板に積層された反射ミラー層とを、画素領域単位に対応させて電気的に接続する（例えば能動素子の出力が第 2の電極薄膜に接続されている）接続工程と、

d ) 剥離層に対し、耐熱性基板側から光を照射して当該剥離層に剥離を生じ耐熱性基板を分離する照射分離工程と、を備えた光変調デバイスの製造方法である。

なお、反射ミラー層は、上記圧電体層の他の層が形成されていてもよい。圧電体層が複数の積層構造を備えていてもよい。

例えば上記反射ミラ一層形成工程は、剥離層上に第 1の電極薄膜を形成する工程と、第 1の電極薄膜上に圧電体薄膜を形成する工程と、圧電体薄膜上に第

2の電極薄膜を形成する工程と、により構成される。ここで、第 1の電極薄膜を光反射性のある材料で形成することは好ましい。なお、第 1の電極薄膜または第 2の電極薄膜のうち少なくとも一方の膜を光反射性のある材料で形成してもよい。

また上記反射ミラー層形成工程は、第 2の電極薄膜を形成する工程の後に、当該第 2の電極薄膜および圧電体薄膜を画素領域単位に電気的に独立させてパ夕一ン化（他の電極と分離されるように方形、多角形または円形に形成）する工程をさらに備えていてもよい。具体的には、上記第 2の電極薄膜および圧電体薄膜をパターン化する工程は、当該第 2の電極薄膜および圧電体薄膜を多角形にパターン化する。また当該第 2の電極薄膜および圧電体薄膜を円形にパ夕また上記接続工程は、駆動基板または反射ミラ一層のいずれか一方に接続用電極（例えば金をパターン化して土手状に形成したものを用いる）を設けるェ程と、当該接続用電極により駆動基板と反射ミラー層とを電気的に接続するェ程と、を備える。具体的には、上記接続工程では、金により接続用電極を形成する。

上記第 2の課題を解決するプロジェクタは、本発明の製造方法により製造した光変調デバイスを備えたプロジェク夕であって、

a ) 光変調デバィスに略垂直な方向から略平行化された照明光を照射する照明光学系と、

b ) 光変調デバイスにおいて能動素子により駆動されている画素領域からの反射光または駆動されていない画素領域のいずれか一方を遮光する遮光光学系と、 c ) 遮光光学系を通過した光を結像して表示像を形成する表示光学系と、を備えたことを特徴とするプロジェクタである。図面の簡単な説明

第 1図：本発明の実施の第 1形態における光変調デバイスの製造方法（その 1 ) である。第 2図：本発明の実施の第 1形態における光変調デバイスの製造方法（その 2 ) である。

第 3図：第 1形態の製造方法により製造された光変調デバイスの斜視図である。

第 4図：第 1形態の光変調デバイスを用いたプロジェクタの光学系の構造図である。

第 5図：本発明の実施の第 2形態における光変調デバイスの製造方法の一部である。

第 6図：本発明の実施の第 3形態における光変調デバイスの製造方法の一部である。

第 7図：第 4形態のプロジェクタの光学系の構造図である。発明を実施するための最良の形態

次に本発明の好適な実施の形態を、図面を参照して説明する。

(第 1形態）

本発明の実施の第 1形態は、スクリーンに画像を投写するプロジヱク夕に使用される光変調デバイスの製造方法に関する。

第 1図および第 2図に、本第 1形態の製造方法の各工程における基板の構造図を示す。これらの構造図は一つの基板上に多数形成する画素のうち一部を拡大して示した製造工程の断面図である。

剥離層形成工程（第 1図（a) ) ：まず基板 1 ◦に剥離層（光吸収層） 1 1を形成する。基板 1 0は、内部を後述する照射光 1 2 (後述）が透過可能なものとする。照射光の透過率は 1 0 %以上であることが好ましい。透過率が低すきると照射光の減衰が大きくなるからである。また基板 1 0は耐熱性がありかつ強度における高い信頼性を備えた材料である必要がある。本形態では、熱ァニ —ル工程（第 1図（C ) ) において基板全体を高温環境下におく必要があるため、この温度に対し変性を生じないものである必要がある。これらのことから、本形態では石英ガラスを用いる。基板 1 0の厚さは、 0 . 1 m n！〜 5 m m程度、好ましくは、 0 . 5 m m〜 l . 5 m m程度とする。基板が厚すぎると照射光の減衰が多くなり、薄すぎると基板の強度が低下するからである。

剥離層 1 1は、照射光 1 2を吸収し、当該層内や界面において剥離を生ずるものである。すなわち剥離層 1 1は照射光により、構成物質の原子間または分子間の結合力が消失または減少し、アブレーシヨン（ablation) 等を生じ、剥離を生ずる材料で構成される。このような剥離層 1 1の組成としては、非晶質シリコン ( a— S i )または多結晶シリコンを用いることができる。非晶質シリコンは、本実施形態の熱ァニール工程において 9 0 0 °C程度の熱に耐え、しかも一定の照射光に対して高い吸収率を示すため、剥離層の材料として好ましいからである。そのほかに、圧電膜を熱ァニールする際の熱に耐え、かつ、照明光のエネルギー集中によって剥離させることができる酸化物や金属などを剥離層の材料として使用することができる。例えば、酸化チタンは、石英で構成された基板より十分に屈折率が高い場合には、その膜厚により光の閉じ込めが生じエネルギー集中が可能になると考えられる。したがって、照射光の波長に合わせて光の閉じ込めが可能となる厚みに剥離層を形成する場合には、酸化チタンを剥離層の材料として使用可能と考えられる。

剥離層 1 1の厚さとしては、 1 0 n m ~ 2 0 m程度であるのが好ましく、 4 0 n m〜 2 程度であるのがさらに好ましい。剥離層の厚みが簿すぎると、形成された膜厚の均一性が失われて剥離にむらが生ずるからであり、剥離層の厚みが厚すぎると、剥離に必要とされる照射光のパワー（光量）を大きくする必要があったり、また、剥離後に残された剥離層の残渣を除去するのに時間を要したりするからである。剥離層 1 1の形成方法は、均一な厚みで剥離層を形成可能な方法であればよく、剥離層の組成や厚み等の諸条件に応じて適宜選択することが可能である。剥離層の組成が非晶質シリコンの場合には C V D法により成膜するのが好ましい。この他の組成の膜についてはスパッ夕リング法や蒸着法など一般的な薄膜形成方法を用いることができる。

なお第 1図および第 2図には図示しないが、剥離層 1 1の上に中間層を設けてもよい。中間層は、例えば製造時または使用時において被転写層を断熱する保護層として成分の移行（マイグレーション）を阻止するバリア層として機能するものである。この中間層の組成は、その目的に応じて適宜選択されえる。例えば非晶質シリコンで構成された剥離層と被転写層との間に形成される中間層の場合には、 S i〇 ₂等の酸化珪素が挙げられる。他の中間層の組成としては、例えば A u、 W , T a , Μ ο， C r , Τ iまたはこれらを主成分とする合金のような金属が挙げられる。中間層の厚みは、その形成目的に応じて適宜決定される。通常は、 1 0 n m〜 5 程度であるのが好ましく、 4 0 n m〜 1 m程度であるのがより好ましい。中間層の形成方法としては、前記剥離層で説明した各種の方法が適用可能である。中間層は、一層で形成する他、同一または異なる組成を有する複数の材料を用いて二層以上形成することもできる。第 3図では、中間層として二酸化珪素により透明誘電体膜 3 0 9を設けてある。

圧電体層形成（第 1図（b ) ) ：剥離層 1 1の上に、共通電極膜 3 0 0と圧電膜 3 0 1を積層した圧電体層（反射ミラ一層） 3を形成する。ただし圧電体層 3のうちミラー電極膜 3 0 2は、熱ァニールによる特性劣化を防止するために、熱ァニール工程の後に形成される。共通電極膜 3 0 0の組成は、導電性があって特性が絰年変化しにくく、製造工程における熱に対する耐性が高いもの、例えば P t等の金属が好ましい。

圧電膜 3 0 1 としては、電圧の印加により形状が伸縮する素材を用いる。強誘電性の圧電性セラミックスが好ましく、ジルコニウム酸チタン酸鉛（P b ( Z r、 T i) 〇 ₃ : P Z T)、チタン酸鉛ランタン（（P b， L a) T i〇₃)、ジルコニゥム酸鉛ランタン（（Pb， La) Z r 0₃ ： P L Z T) またはマグネシゥムニオブ酸ジルコニウム酸チタン酸鉛（Pb (Mg、 N b) (Z r、 T i) 〇 3 ： P M N - P Z T ) 等を使用する。圧電膜の形成方法は、スパッ夕法ゃゾルゲル法による。圧電膜の厚みは、必要とされる体積変化の大きさによって種々に変更可能であるが、 0. 8 程度の厚みの圧電膜を形成することができる。なお共通電極膜 300の形成後、公知のパターン形成技術を用いて、共通電極のパターン形成を行ってもよい。

熱ァニール工程（第 1図（c)) : 次に圧電体として機能する結晶構造を形成するために熱ァニール（Anneal) 処理を行う。基板 10の上に形成した圧電体層 3を炉に入れ、基板全体を加熱する。

パターン形成（第 1図（ d))：熱ァニール処理の後、ミラ一電極膜 302 が圧電膜 30 1の上に形成される。ミラ一電極膜 302の組成は、導電性があつて、特性が経年変化しにくく、製造工程における熱に対する耐性が高いものが好ましい。冽えば、 P t、 T i、 Al、 A g等の金属薄膜を用いる。

ミラー電極膜 302に対しては公知のパターン形成技術、例えばフォトリソグラフィ法を適用して、パターン形成を行う。すなわちレジスト塗布、マスク、露光、現像、およびエッチング等の処理を行って、所望の電極パターンを形成する。このパターン形成において各画素に残される電極部分が、反射ミラーであるミラー要素 307となる。ミラー要素 307は、反射ミラ一として十分に照明光を反射できるような形状および面積に成形する。ミラー要素 307のミラー電極膜 302側の電極面積は、共通電極膜 300側の電極面積より小さくなるようにパターン形成する。ミラ一電極膜 302のパターン形成後には圧電膜 30 1に電圧を印加して膜に垂直な方向に分極処理を行っておく。ミラー要素 3 0 7の変形方向について説明する。上記のような分極処理がされた圧電膜に駆動電圧を印加すると、分極方向と印加電界の方向にしたがって圧電膜が面内に収縮する。このとき共通電極膜 3 0 0はバンプ 3 0 8で物理的に拘束され、ミラ一電極膜 3 0 2は一部を除いて拘束されていない。このため、圧電膜を含むミラー要素 3 0 7は、第 2図（ g ) において上側に凸になるように変形する。

ミラー電極膜 3 0 2に対するパターン形成後、薄膜トランジスタ 2 0 5のドレイン電極に設けられたミラー電極接続厚膜 2 0 7 (後述）との電気的な接続を行う電極接続部であるバンプ 3 0 8の形成を行う。バンプ 3 0 8はミラ一要素 3 0 7の一部に形成される。バンプ 3 0 8は極少ない面積で薄膜トランジス夕のドレインに接続されることになるため、接触抵抗が少なく、表面が酸化しにくい素材、例えば、金（A u ) で形成することが好ましい。またバンプ 3 0 8とミラ一電極膜 3 0 2 との密着性を向上させるために、ミラ一電極膜上に金属膜を一層形成してから金のバンプを形成してもよい。圧電体層 3と薄膜トランジス夕基板 2との距離は、照射光 1 2の照射による熱が薄膜トランジスタ 2 0 5に伝導しにくい距離にする必要がある。したがって、バンプ 3 0 8のミラ一電極膜 3 0 2からの高さは、この高さとミラー電極接続厚膜 2 0 7の高さとの合計が、この条件を満たすように設定する。

接続工程（第 2図（ e ) ) ：次いで薄膜トランジスタ基板 2と基板 1 0に形成された圧電体層 3とを電気的に接続する。薄膜トランジスタ（ T F T ) 基板 2は、通常の液晶ディスプレイ装置に頻繁に用いられている薄膜トランジスタの配列構造を備える。その製造工程も従来の方法に基づく。すなわち、薄膜トランジス夕基板 2は、ガラスや石英等の基板 2 0 0上の画素領域ごとに、薄膜トランジスタ 2 0 5、信号ドライバ 2 ◦ 1、走査ドライバ回路 2 0 3および配線 2 0 2、 2 0 4が形成されている。さらに、各薄膜トランジスタのブロック (トランジスタ要素） 2 0 8のうち、薄膜トランジスタ 2 0 5のドレイン電極 2 0 6には、圧電体層 3のバンプ 3 0 8に電気的に接続されるミラー電極接続厚膜 2 0 7力メヅキ法等により 2 ◦ m程度の厚みで形成される。

薄膜トランジスタ基板 2と基板 1 0に積層された圧電体層 3とは、圧着され、 5 互いに接続される。圧着を確実に行うため、加熱された環境化で熱圧着がされる。この圧着により、バンプ 3 0 8とミラ一電極接続厚膜 2 0 7との接合部は合金化するので、接続抵抗を少なくし、接続強度を上げることができる。

照射工程（第 2図（ f ) ) ：薄膜トランジスタ基板 2と圧電体層 3とを接続したら、光 1 2を基板 1 0の裏側から剥離層 1 1に向けて照射する。光 1 2は、

1 0 基板 1 0を透過し、剥離層 1 1にスポット 1 3として照射される。これにより、基板 1 0と剥離層 1 1との界面において、あるいは剥離層 1 1の層内において、原子間あるいは分子間の結合力が減少あるいは消滅する。光 1 2の照射時、剥離層 1 1の組成にはアブレ一シヨンが生じ、また、剥離層 1 1内部のガスの放出、光 1 2による融解、蒸散等の相変化が生じていると推測される。

i s 光 1 2としては、剥離層 1 1に効率良く層内剥離または界面剥離を生じさせるものであればよい。特に、アブレーシヨンを生じさせやすいという点で、レ一ザ光が好ましい。例えば、波長 2 4 8 nmまたは 3 0 8 nmのエキシマーレ一ザ ( exc imer laser) 光を用いる。レーザ光の種類や波長は、剥離層 1 1にアブレーシヨンを生じさせるに際し、波長依存性があるか、ガス放出、気化、昇華等

20 の相変化を生じさせて分離させるか等を考慮して決める。

また、照射されるレーザ光のエネルギー密度は、エキシマーレ一ザ光の場合、 1 0〜 5 0 0 O mJ/cm²程度、照射時間は、 1〜 1 0 0 0 nsec 程度、好ましくは 1 0〜 1 0 O nsec 程度とする。エネルギー密度が低過ぎたり照射時間が短か過ぎたりすると、十分なアブレ一シヨンを生じさせることができない。一方でェ

25 ネルギー密度が高過ぎたり照射時間が長過ぎたりすると、剥離層 1 1および圧電体層 3に悪影響を与える他、薄膜トランジス夕 2 0 5を破壊するおそれがある。また照射光 1 2は均一な強度で照射しさえすれば、照射時の入射角は垂直でなくともよい。また剥離層 1 1の全領域に照射するためには、複数回に分けて照射光を照射したり、同一箇所に二回以上照射してもよい。さらに、照射する領域に応じてレーザ光の種類、その波長等を異ならせてもよい。

分離工程（第 2図（ g ) ) : 光を照射した後、基板 1 0を圧電体層 3から引き離すように力を加えると、剥離層 1 1において基板 1 0が分離される。圧電体層 3の共通電極層 3 0 0側には、剥離層 1 1の残渣が付着しているので、洗浄、エッチング、アツシング、研磨等の方法を用いてこれを除去する。なお分離した基板 1は、石英等の高価な材料を用いているので、新たな光変調デバィスの製造のために再利用される。

第 3図に上述したような製造方法により製造された光変調デバィスの構造を説明する斜視図を示す。構造の理解を容易にするため、説明の便宜上、圧電体層 3と薄膜トランジスタ（T F T ) 基板 2を分離して図示してある。第 3図に示すように、本形態における光変調デバイスは、ミラー要素 3 0 7が配列された圧電体層 3と、各ミラ一要素を駆動する薄膜トランジスタ要素 2 0 8が配置された簿膜トランジスタ基板 2とが、電気的に接続された構造となっている。圧電体層 3は、本形態における製造方法により形成された共通電極膜 3 0 0、圧電膜 3 0 1およびミラー電極膜 3 0 2で構成されている。さらに第 3図では圧電体層 3を保護する機能も兼ねる、剥離工程の前記中間層としての透明誘電体膜 3 0 9を設けた場合を示している。

薄膜トランジスタ基板 2には、信号ドライバ回路 2 0 1および走査ドライバ回路 2 0 3が形成されている。信号ドライバ回路 2 0 1は、画像の水平方向（X 軸方向）のオン ■オフ情報に基づくスィツチング信号を、各薄膜トランジスタ 2 0 5のソースへ、配線 2 0 2を介して供給可能に構成されている。走査ドラィバ回路 2 0 3は、表示装置から供給される画像の垂直方向（Y軸方向）のォン · オフ情報に基づくスィツチング信号を、各薄膜トランジスタ 2 0 5のゲ一卜へ、配線 2 0 4を介して供給可能に構成されている。薄膜トランジスタ 2 0 5のドレイン電極 2 0 6に生じた駆動電圧は、ミラ一電極接続厚膜 2 0 7を介して各ミラ一要素 3 0 7のミラ一電極膜 3 0 2に供給される。

上記光変調デバイスの構成において、薄膜トランジスタ 2 0 5から駆動電圧が供給されると、これに対応するミラー要素 3 0 7のミラ一電極膜 3 0 2および共通電極膜 3 0 0間に電位差が生じ、圧電膜 3 0 1が面内方向に縮んで、ミラー要素は第 3図上方に変形する。すなわち、駆動電圧が供給されているミラ一要素 3 0 7では反射面が凸面鏡となり、その焦点はミラー要素 3 0 7の裏面になる。このため入射した照明光 3 0 5は、この凸面鏡による反射により広がつた光を有する反射光 3 0 6となる。一方、駆動電圧が供給されていないミラ一要素 3 0 7では、反射面が平面鏡となっているため反射光 3 0 6は平行に反射される。ただしミラ一要素が凸状に変形するか凹状に変形するかは圧電膜の分極方向と印加される電界の方向とに依存する。したがって当該光変調デバィスを用いたプロジェクタは、光変調デバイスの変形の態様に併せて構成する必要がある。

第 4図に、本形態の製造方法により製造された光変調デバイス（凸状に変形する場合）を用いたプロジェクタの構成図を断面で示す。第 4図に示すように、光源 4 1であるメタルハライドランプから出た光は放物面形状のリフレクタ 4 2で反射され、ほぼ平行な光線に変換され、ハーフミラー 4 3で偏向され、本形態に係る光変調デバィス 4 4に入射する。光変調デバィス 4 4の駆動電圧が供給されていないミラ一要素 4 4 1では、反射光 3 0 6が平行であるため、ハ —フミラ一 4 3を介してレンズ 4 5で集光され、微小ミラ一 4 6に入射する。微小ミラー 4 6は、反射面が光軸に対し一定角を有しているため、入射した光はすべて反射され、スクリーン 4 9に到達しない。

—方、駆動電圧が供給され変形しているミラー 4 4 2では、反射光 3 0 6が凸面鏡の焦点 4 8から光が射出されるような発散する光となる。よって、この光はレンズ 4 5を通り、微小ミラー 4 6の周囲を通過し、投写レンズ 4 7を介し、スクリーン 4 9に像を結ぶ。すなわち光変調デバイス 4 4に供給される画像信号に応じて照射光 3 0 5が変調され、スクリーン 4 9に画像信号に応じた表示が行われる。このとき照明光 3 0 5の入射する面には、隔壁や基板が存在しないため、反射光 3 0 6が散乱されることがなく、投影される画像が暗くなつたり、他の画素の位置に投写されたりすることがない。

上記のように、本第 1形態によれば、基板上に剥離層を介して圧電体層を形成したので、剥離層において基板を剥離した後のミラー要素における光の入射面には、隔壁等の光を遮断する障害物が存在しない。したがって、障害物により散乱されることがないため、投影される画像を明るくすることができる。また、障害物による散乱がないため、コントラス卜が低下することもない。また、圧電体層に対する熱ァニール処理を、薄膜トランジスタ基板と接続する前に行えるので、薄膜トランジス夕等に悪影響を与えることがない。

(第 2形態）

本発明の実施の第 2形態は、第 1形態と異なるパターン形成方法および接続方法を提供するものである。

第 5図に、本第 2形態における光変調デバイスの製造方法の一部を示す。本形態において剥離層形成工程（第 1図（a ) ) から熱ァニール工程（第 1図（c ) ) まで、および照射工程（第 2図（f ) ) から分離工程（第 2図（g ) ) までは、前記第 1形態と同様なので説明を省略する。

パターン形成工程（第 5図（d ) ) ：ミラー電極膜 3 0 2に対するパターン形成に関しては、前記第 1形態と同様である。ミラー電極膜 3 0 2に対するパ夕一ン形成後、薄膜トランジスタ 2 0 5のドレイン電極との電気的な接続のため、第 1形態のバンプ 3 0 8の代わりに、ミラ一要素 3 0 7の一部にドレイン電極接続厚膜 3 1 0の形成を行う。ドレイン電極接続厚膜 3 1 0は、メツキ法等の公知の技術により形成される。メツキに係る金属としては、接触抵抗が少なく、表面が酸化しにくい素材、例えば、金（A u ) が好ましい。ドレイン電極接続厚膜 3 1 0の高さは、圧電体層 3と薄膜トランジスタ基板 2 との間に必要な距離（前述）に等しくする。

接続工程（第 5図（ e ) ) ：薄膜トランジスタ基板 2におけるトランジスタ要素のドレイン電極 2 0 6とミラー電極 3 0 2上に形成されたドレイン電極接続厚膜 3 1 0とを電気的に接続する。本形態で用いる薄膜トランジスタ（ T F T ) 基板 2には、第 1形態におけるミラ一電極接続厚膜 2 0 7を設けない。薄膜トランジスタ基板 2 と基板 1 0に積層された圧電体層 3との接続は、前記第 1形態と同様に行われる。

本第 2形態によれば、圧電体層 3に接続厚膜を設けることによつても、本発明の効果を備えた製造方法による光変調デバイスを提供できる。

(第 3形態）

本発明の実施の第 3形態は、第 2形態とは異なり、薄膜トランジスタ基板側にのみ接続厚膜を設けるものである。

第 6図に、本第 3形態における光変調デバイスの製造方法の一部を示す。本形態において剥離層形成工程（第 1図（a) ) から熱ァニール工程（第 1図（c ) ) まで、および照射工程（第 2図（f ) ) から分離工程（第 2図（g) ) までは、前記第 1形態と同様なのでその説明を省略する。

パターン形成工程（第 6図（ d ) ) ：ミラ一電極膜 3 0 2に対するパターン形成に関しては、前記第 1形態と同様である。ただしミラー要素 3 0 7のミラ一電極 3 0 2にはバンプ 3 0 8を設けない。接続工程（第 6図（ e ) ) ：本形態では、薄膜トランジスタ基板 2の卜ランジス夕要素 2 0 5におけるドレイン電極 2 0 6に、ミラ一要素 3 0 7との電気的な接続のため、ミラ一電極接続厚膜 2 1 0の形成を行う。このミラー電極接続厚膜 2 1 0は、第 1形態のミラ一電極接続厚膜 2 0 7よりその高さが高い。 5 この高さは、圧電体層 3と薄膜トランジスタ基板 2との間に必要な距離（前述）に等しくする。厚膜の形成方法については、第 1形態と同様である。

本第 3形態によれば、薄膜トランジス夕基板にのみ接続厚膜を設けることによっても、本発明の効果を備えた製造方法による光変調デバイスを提供できる。 (第 4形態）

10 前記第 1形態で示した、凸状に変形する光変調デバイスを用いた表示装置に代り、凹状に変形する光変調デバイスを用いたプロジェクタの構成に関する。

第 7図に、本プロジェクタの構成を説明する断面図を示す。この図は照射光の光軸に沿って光学部品を切断した断面を示す。第 7図に示すように、本形態の表示装置は、光変調デバイス 6 0、光源 6 1、リフレクタ 6 2、収束レンズ 6 3、 i s 微小ミラ一 6 4、コリメ一夕レンズ 6 5および投影レンズ 6 6を備える。光変調デバイス 6 0は、第 1形態乃至第 3形態で製造された光変調デバイスを適用できる。ただし光の入射側からみて、ミラー要素が凹状に変形するような構造となつていることを要する。光変調デバイス 6 0は、電圧の印加により反射面が凹状に変形する。したがって、変形しているミラー要素 6 0 2で反射された反射光は、

20 光変調デバィス 6 0からみてコリメ一夕レンズ側に焦点 6 0 3がある。

次に本形態の表示装置における光変調の作用について説明する。光源 6 1から出た照明光 1 8は、リフレク夕' 6 2で反射され、収束レンズ 6 3で微小ミラ一 6 4の位置に集光される。微小ミラ一 6 4は光軸に対して 4 5 ° 傾いて配置されているので、照明光 1 8は発散しながらコリメ一夕レンズ 6 5に入射する。コリメ

25 一夕レンズ 6 5は、この照明光 1 8を平行な光に変換し、光変調デバイス 6 0に垂直に入射させる。

光変調デバイス 6 0を構成するミラー要素のうち変形していないミラ一 6 0 1 は反射面が平坦であるため、その反射光 1 9 1は平行光のままコリメ一夕レンズ 6 5に戻る。そして微小ミラー 6 4に集光され反射され、投影レンズ 6 6には到 5 達することができない。したがって、スクリーン 6 7にはその画素が表示されない。微小ミラ一 6 4の反射面の大きさは、全てのミラ一要素が変形していない平面鏡として働くときの光変調デバイス 6 0からの反射光 1 9 1をすベて遮光できる程度の最小限の大きさとする。

一方変形しているミラー 6 0 2は凹面鏡として働くので、その反射光 1 9 2は、 1 0 焦点 6 0 3を経てコリメ一夕レンズ 6 5に入射する。この反射光 1 9 2は、コリメータレンズ 6 5によりほぼ平行な光に変換され、一部は微小ミラー 6 4に遮蔽されるものの、微小ミラー 6 4の周囲を通過する光は投影レンズ 6 6に達しスクリーン 6 7に像を結ぶ。

以上の構成により、光変調デバイス 6 0を構成する全てのミラー要素が変形し i s ていない場合には、すべての反射光 1 9 1が微小ミラ一 6 4で反射されスクリ一ン 6 7に達しないため、スクリーン 6 7上の表示は黒色となる。一方、表示したい画像に従って選択されたミラ一要素 6 0 2からの反射光 1 9 2は、スクリーン 6 7に投影されるので、スクリーン 6 7上には黒地に白い色で画像が表示されることになる。

また、カラー表示を行なうには、従来から知られているように、リフレクタ 6 2 と収束レンズ 6 3との間に赤、緑、青の 3色に塗り分けられた回転する円盤型フィルターを挿入する構成、あるいは、光変調デバイス 6 0を構成するミラー要素の表面にそれぞれ赤、緑、青のカラーフィルタ一層を形成する構成、などが応用できる。

25 投影レンズ 6 6の機能によって、プロジェクシヨンディスプレイやビデオカメラのビューファインダ一、あるいはへッドマゥントディスプレイなど種々の表示装置を構成することができる。

上述したように、本第 4形態によれば、乱反射がなく、光の利用効率がよい本発明の光変調デバイスを備え、またハーフミラーのように光を減衰させる要素もないので、明るくコントラストのよい投影画像が得られる。

(その他の変形例）

本発明は、上述した発明の実施の各形態に限定されず、種々に変形して適用が可能である。例えば、圧電体膜の構造、組成、膜厚に関しては上記形態に限らず、他の構造等となるよう形成してもよい。圧電体層の保護と剥離の際の中間層を兼ねる透明誘電体膜を形成するか否かは、圧電体の性質に応じて任意に定めることができる。なお、共通電極膜の表面の透明保護膜は、基板を剥離する工程が終了した後で改めて形成してもよい。

また、ミラ一要素 3 0 7の形状は、第 3図に示すように方形の他に、多角形、円形および楕円等の種々の形状が考えられる。すなわち任意の電極形状になるようにマスクをして電極のパ夕一ニングを行うことで、電極形状を変更可能である。

さらに、ミラ一要素 3 0 7の配列としては、第 3図に示す二次元的配列の他に、ミラー要素が一列に並んだ一次元的配列にしてもよい。

さらにまた、プロジェクタ装置の光学的構成に関しては、第 4図および第 7 図に限定されることなく、画素が有効か無効かに応じ光の状態が異なる反射光を用いて、画像の投影が可能な構成であれば本発明の適用が可能である。産業上の利用可能性

本発明の光変調デバイスの製造方法によれば、反射ミラー層を形成するときの土台となる基板が剥離され、反射ミラー層のみが残されるので、基板を備えた場合に生ずる反射光の遮断、乱反射がない光変調デバイスを製造できる。また反射ミラーの形成は基板上で行われるので定常時に鏡面に弛みが生じないように反射ミラーを形成できる。また反射ミラーの変形を妨げるような基板は剥離してしまうので、画素密度の高い光変調デバイスを製造できる。当該製造方法によって製造される光変調デバイスは光の利用効率がよく、当該光変調デバイスを用いたプロジェクタでは、明るく、コントラストのよい投射画像を得ることができる。

また、本発明の光変調デバイスの製造方法によれば、耐熱性を有する耐熱性基板に、剥離層、反射ミラー層が形成され、反射ミラー層に対してパターンが形成され、駆動基板と反射ミラー層とが接続された後、照射分離工程により、剥離層に剥離を生じさせて耐熱性基板を分離する。したがって、これら工程により、駆動基板に反射ミラ一層形成時の熱による悪影響を及ぼすことなく光変調デバイスが製造できる。

本発明のプロジェクタによれば、乱反射が無く、また弛みが無く変形しやすい反射ミラーを備えているので、明るくコントラス卜のよい投影画像が得られる。

Claims

請求の範囲

1 . 耐熱性を有する耐熱性基板に、照射光の照射により剥離を生ずる剥離層を形成する剥離層形成工程と、

5 前記剥離層形成工程により形成された剥離層上に圧電体によって光を反射可能に構成された反射ミラー層を形成する反射ミラー層形成工程と、

能動素子が画素領域に対応させて設けられた駆動基板と前記耐熱性基板に積層された前記反射ミラー層とを、画素領域単位に対応させて電気的に接続する接続工程と、

1 0 前記剥離層に対し、前記耐熱性基板側から光を照射して当該剥離層に剥離を生じ前記耐熱性基板を分離する照射分離工程と、を備えた光変調デバイスの製造方法。

2 . 前記反射ミラー層形成工程は、前記剥離層上に第 1の電極薄膜を形成する工程と、前記第 1の電極薄膜上に圧電体薄膜を形成する工程と、前記圧電体 i s 薄膜上に第 2の電極薄膜を形成する工程と、により構成される請求の範囲第 1 項に記載の光変調デバイスの製造方法。

3 . 前記第 1の電極薄膜または前記第 2の電極薄膜のうち少なくとも一方の電極薄膜を光反射性のある材料で形成する請求の範囲第 2項に記載の光変調デパイスの製造方法。

2 4 . 前記反射ミラ一層形成工程は、前記第 2の電極薄膜を形成する工程の後に、当該第 2の電極薄膜および前記圧電体薄膜を画素領域単位に電気的に独立させてパターン化する工程をさらに備える請求の範囲第 2項に記載の光変調デバイスの製造方法。

5 . 前記第 2の電極薄膜および前記圧電体薄膜をパターン化する工程は、当 25 該第 2の電極薄膜を多角形にパターン化する請求の範囲第 4項に記載の光変調デバイスの製造方法。

6 . 前記第 2の電極薄膜および前記圧電体薄膜をパターン化する工程は、当該第 2の電極薄膜を円形にパターン化する請求の範囲第 4項に記載の光変調デバイスの製造方法。

5 7 . 前記接続工程は、前記駆動基板または前記反射ミラー層のいずれか一方に接続用電極を設ける工程と、当該接続用電極により前記駆動基板と前記反射ミラー層とを電気的に接続する工程と、を備える請求の範囲第 1項に記載の光変調デバイスの製造方法。

8 - 前記接続工程は、前記駆動基板および前記反射ミラー層の双方に接続用 1 0 電極を設ける工程と、これらの接続用電極により前記駆動基板と前記反射ミラ一層とを互いに電気的に接続する工程と、を備える請求の範囲第 1項に記載の光変調デバイスの製造方法。

9 . 前記接続工程は、金により前記接続用電極を形成する請求の範囲第 7項または第 8項に記載の光変調デバイスの製造方法。

i s 1 0 . 請求項 1に記載の製造方法で製造された光変調デバイスを備えたプロジェク夕であって、

前記光変調デバイスに略垂直な方向から略平行化された照明光を照射する照明光学系と、前記光変調デバイスにおいて前記能動素子により駆動されている画素領域からの反射光または駆動されていない画素領域のいずれか一方を遮光 2 する遮光光学系と、前記遮光光学系を通過した光を結像して表示像を形成する表示光学系と、を備えたことを特徴とするプロジェクタ。