(57)【要約】【課題】基板上に発光源を高密度で配置することができ、小型化が可能な露光装置を提供する。【解決手段】半導体基板１上に複数の発光源２を配列した露光装置１００であって、発光源２は、半導体基板１に形成された駆動素子部１０と、駆動素子部１０上に形成されて発光源２毎に絶縁された光反射性の第１電極２０と、第１電極２０上に形成された有機層２１と、有機層２１上に形成された光透過性の第２電極２２を備え、有機層２１と第２電極２２のそれぞれは、複数の発光源２に共通の連続層である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に複数の発光源を配列した露光装置であって、
前記発光源は、前記半導体基板に形成された駆動素子部と、該駆動素子部上に形成されて前記発光源毎に絶縁された光反射性の第１電極と、該第１電極上に形成された有機層と、該有機層上に形成された光透過性の第２電極を備え、
前記有機層と前記第２電極のそれぞれは、前記複数の発光源に共通の連続層であることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記第１電極は金属電極であり、前記第２電極は透明導電膜であることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記駆動素子部は前記半導体基板に形成されたｐｎ接合部を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項４】
前記半導体基板はシリコン基板であることを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高解像度の露光を行うために、基板上に複数の発光素子を二次元配列した発光素子アレイチップからなる露光装置が知られている。下記特許文献１に記載された従来の露光装置は、発光素子アレイチップの形状が、２つの長辺と２つの短辺を含み、各長辺と各短辺とが互いに鋭角または鈍角をなして構成される平行四辺形であり、一つの共通電極に接続されている複数の発光素子が、長辺の方向に複数列、かつ短辺の方向に複数列並ぶことで１つのセグメントが形成され、セグメントが長辺の方向に沿って複数並ぶことで１つのブロックが形成され、このブロックが長辺の方向に沿って複数並ぶことにより発光素子アレイが形成されており、互いに異なるセグメントに属する複数の発光素子同士を電気的に接続する配線を有し、この配線には、ワイヤーボンディング用の電極パッド（接続端子）が形成されており、発光素子アレイチップの端部にあるブロックに対応する電極パッドは、発光素子アレイチップの形状を規定する長辺と短辺とが鋭角をなしている個所の長辺の側に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２７４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した従来の露光装置においては、発光素子と接続端子（ワイヤーボンディング用の電極パッド），配線が同一基板上の同一面に配置されているため、基板上に配置することができる発光素子の数が接続端子や配線の存在によって制限されていた。このため、従来の露光装置は、露光光の強度や露光時間を変更しない限り、それ以上の小型化が困難である問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、基板上に発光源を高密度で配置することができ、小型化が可能な露光装置を提供すること、等が本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するために、本発明の露光装置は、以下の構成を少なくとも具備するものである。
半導体基板上に複数の発光源を配列した露光装置であって、前記発光源は、前記半導体基板に形成された駆動素子部と、該駆動素子部上に形成されて前記発光源毎に絶縁された光反射性の第１電極と、該第１電極上に形成された有機層と、該有機層上に形成された光透過性の第２電極を備え、前記有機層と前記第２電極のそれぞれは、前記複数の発光源に共通の連続層であることを特徴とする露光装置。
【発明の効果】
【０００７】
このような特徴を有する露光装置によると、半導体基板に形成される駆動素子部と第１電極は、半導体リソグラフィ工程によって高密度に形成することができるので、発光源の一単位を半導体基板上に高密度に配置することができる。また、有機層と第２電極を複数発光源に共通な連続層とすることで、発光源を駆動する駆動素子部と配線等が露光装置の表面側に形成されておらず、露光装置の表面には発光源から放出される光を遮るものが無い。これによって、発光源を高密度で配置した場合にも開口率の制限が無く、装置の小型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る露光装置の断面構成を示した説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る露光装置の平面構成を示した説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る露光装置における発光源の配置構成を示した説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る露光装置における発光源の配置構成を示した説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る露光装置における発光源の配置構成を示した説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る露光装置における発光源の配置構成を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る露光装置の断面構造を示した説明図である。露光装置１００は、半導体基板１と半導体基板１上に複数配列された発光源２を備える。発光源２は、半導体基板１に形成された駆動素子部１０と、駆動素子部１０上に形成されて発光源２毎に絶縁された光反射性の第１電極２０と、第１電極２０上に形成された有機層２１と、有機層２１上に形成された光透過性の第２電極２２を備えている。また、第２電極２２上には封止層２３が形成されている。
【００１０】
半導体基板１としては、シリコン基板、例えばｐ型半導体基板となる単結晶シリコン基板を用いることができる。半導体基板１に形成された駆動素子部１０は、半導体基板１に形成されたｐｎ接合部を備えており、半導体基板１の表面に形成されたフィールド酸化膜やゲート酸化膜からなる絶縁膜１１を備え、絶縁膜１１によって絶縁されたゲート電極１２、ゲート電極１２の両側の半導体基板１表面に高不純物濃度でｎ型不純物を導入したソース領域１３とドレイン領域１４によってＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子が形成されている。そして、例えば、ソース領域１３には発光源２を単独駆動するためのデータ線１５が接続され、ドレイン領域１４には発光源２毎の第１電極２０が接続されている。
【００１１】
第１電極２０上に形成された有機層２１及び有機層２１上に形成された第２電極２２は、複数の発光源２に共通の連続層として形成されている。有機層２１は、発光層の単層構造であっても、他の機能層（電子注入・輸送層，正孔注入・輸送層など）を含む多層構造であってもよい。第１電極２０と有機層２１と第２電極２２によって、発光源２毎に有機ＥＬ素子が形成されている。第１電極２０は、光反射性の電極であり、例えばＡｌ，Ｚｎなどの金属電極によって構成することができる。第２電極２２は、ＩＴＯ，ＩＺＯなどの透明導電膜によって構成することができる。
【００１２】
第２電極２２上に形成された封止層２３は、第２電極２２及び有機層２１を外気から遮蔽する層である。封止層２３は、ガラス層などの透明な無機材料層などで形成することができる。発光源２で発光した光は透明な封止層２３を通過して被露光面に照射される。複数の発光源２から発せられる光は単色光であり、例えば、波長４８８ｎｍを中心波長とする青色発光を採用することができる。
【００１３】
露光装置１００における個々の発光源２の大きさ及び密度は、第１電極２０の大きさ及び密度によって規制される。第１電極２０は、周知の半導体製造プロセスである半導体リソグラフィ工程によって駆動素子部１０と共に形成されるため、半導体リソグラフィ工程における解像度によって１μｍ以下の高密度な配置が可能になる。
【００１４】
また、露光装置１００は、光出射面が一様な第２電極２２によって形成されており、その表面に接続端子や配線が存在しない。これによって、発光源２を遮るものが無く、開口率の制限無く光を出射させることができる。
【００１５】
図２は、露光装置１００の平面構成を示した説明図である。露光装置１００は、略円形の半導体基板１（単結晶シリコンウエハ）を基体としており、その表面に複数の発光源２がマトリクス状に配列された発光部２Ａが形成されている。そして、その周囲に半導体基板１上に形成された駆動回路部３（３Ａ，３Ｂ）が備えられている。駆動回路部３は、発光部２Ａにおける駆動素子部１０を個別に駆動させるための信号処理部であり、これは半導体基板１上に形成されたｐｎ接合部によって形成するか、或いはＩＣチップの実装によって構成することができる。
【００１６】
次に、発光源２の配置形態について、図３〜図６を参照して説明する。図３に示すように、発光源２は、半導体基板１上に（Ｎ＋１）行Ｎ列のマトリクスを形成するように配置することができる。このマトリクスは、露光対象物の搬送方向（図３の矢印に示した走査方向）に対して交差した方向に並べられた発光源２の行Ｒと、走査方向に対して所定の角度だけ傾いて並べられた発光源２の列Ｃとから構成される。なお、ここではＮは２以上の整数を示す。
【００１７】
発光源２の行Ｒは、Ｎ個の発光源２から構成されており、それぞれの発光源２は、発光源２の幅Ｗの１／Ｎ（すなわちＷ／Ｎ）ずつ間隔を空けて配置されている。半導体基板１には、このように形成された行Ｒが、走査方向に沿って（Ｎ＋１）行配置されている。それぞれの行Ｒは、所定間隔で平行に配列されており、例えば等間隔で配列されていてもよい。
【００１８】
発光源２の列Ｃは、（Ｎ＋１）個の発光源２から構成されており、隣り合う発光源２が走査方向と交差する方向に対して発光源２の幅Ｗの１／Ｎ（すなわちＷ／Ｎ）ずつ一定方向にずらして配置されている。したがって、発光源２の行Ｒが等間隔で配列されている場合、発光源２の列Ｃは、走査方向に対して所定の角度だけ傾いた直線上に配列される。半導体基板１には、このように形成された列Ｃが、走査方向と垂直な方向にＮ列配列されている。それぞれの列Ｃの間隔は、発光源２の行Ｒを構成する発光源２の間隔に等しく、発光源２の幅Ｗの１／Ｎである。
【００１９】
例えば、Ｎが３の場合、図４に示すように、発光源２は４行３列のマトリクスを形成する。行Ｒを構成する発光源２は発光源２の幅Ｗの１／３ずつ間隔を空けて配置されている。そして、列Ｃを構成する発光源２は走査方向と垂直な方向に対して発光源２の幅Ｗの１／３ずつ一定方向にずれて配置されている。
【００２０】
また、Ｎが４の場合には、図５に示すように、発光源２は５行４列のマトリクスを形成する。行Ｒを構成する発光源２はＷ／４ずつ間隔を空けて配置されている。そして、列Ｃを構成する発光源２は走査方向と垂直な方向に対してＷ／４ずつ一定方向にずれて配置されている。
【００２１】
さらに、Ｎが５の場合には、図６に示すように、発光源２は６行５列のマトリクスを形成する。行Ｒを構成する発光源２はＷ／５ずつ間隔を空けて配置されている。そして、列Ｃを構成する発光源２は走査方向と垂直な方向に対してＷ／５ずつ一定方向にずれて配置されている。
【００２２】
このような構成により、複数の発光源２を半導体基板１上に互いに絶縁しつつ配置することができると共に、発光源２の幅Ｗの１／Ｎの分解能で隙間なく露光対象物を露光することができる。すなわち、露光装置１００の分解能を１／Ｎピクセルにすることができる。この際の発光源２の幅Ｗは、第１電極２０の幅によって規定される。
【００２３】
なお、前述の説明において、Ｎが３，４，５の場合について説明したが、Ｎが２以上の整数であればよく、６以上の整数であってもよい。また、発光源２の（Ｎ＋１）行Ｎ列のマトリクスを１つユニットとして、当該ユニットを半導体基板１上に複数配置してもよい。特に、有機ＥＬ発光を用いる本発明の実施形態に係る発光源２は、一つの発光源で所望の露光強度を得ることができない場合がある。このような場合には、複数のユニットによる重ね露光を行うことで所望の露光強度を確保する。
【００２４】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１：半導体基板，２：発光源，３（３Ａ，３Ｂ）：駆動回路部，
１０：駆動素子部，１１：絶縁層，１２：ゲート電極，１３：ソース領域，
１４：ドレイン領域，１５：データ線，２０：第１電極，２１：有機層，
２２：第２電極，２３：封止層，２Ａ：発光部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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