(57)【要約】【課題】高い光利用効率で高コントラストな像を得ることができる微小電気機械デバイスの簡便な製造方法及びプロジェクタを提供すること。【解決手段】第１犠牲層部材１０２と、第１犠牲層部材１０２のエッチング・レートよりも遅いエッチング・レートを有する第２犠牲層部材１０４とからなり、第１犠牲層部材１０２がすべて除去されて空間層１０２ａを形成する。そして、第２犠牲層部材１０４の一部を反射ミラー部１０５の支持部１０５ａとして形成する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１電極部を形成する工程と、
前記第１電極部上及び前記基板上に第１犠牲層部材を形成する工程と、
前記第１電極部上の前記第１犠牲層部材に導通部を形成する工程と、
前記第１犠牲層部材上に第２電極部を形成する工程と、
前記第１犠牲層部材上及び前記第２電極部上に、前記第１犠牲層部材のエッチング・レートよりも遅いエッチング・レートを有する第２犠牲層部材を形成する工程と、
前記第２犠牲層部材上に反射ミラー部を形成する工程と、
前記第１犠牲層部材と前記第２犠牲層部材とをエッチングする工程と、
前記第１犠牲層部材がすべて除去されて空間層を形成し、前記第２犠牲層部材の一部を前記反射ミラー部の支持部として形成する工程とからなる微小電気機械デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記第１犠牲層部材と前記第２犠牲層部材とは、それぞれ異なるレジスト材料からなることを特徴とする請求項１に記載の微小電気機械デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記第１犠牲層部材と前記第２犠牲層部材とは同一のレジスト材料からなり、前記第１犠牲層部材の前記レジスト材料のベーク温度と前記第２犠牲層部材の前記レジスト材料のベーク温度とを異ならせることで、前記第２犠牲層部材の前記レジスト材料のエッチング・レートを前記第１犠牲層部材の前記レジスト材料のエッチング・レートより遅くすることを特徴とする請求項１に記載の微小機械デバイスの製造方法。
【請求項４】
光を供給する光源部と、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法による微小電気機械デバイスを備え、入射光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記空間光変調装置で変調された光を投写する投写レンズとを有することを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微小電気機械デバイスの製造方法、およびこのデバイスを備えるプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタ等に使用される空間光変調装置の例としてティルトミラーデバイスがある。ティルトミラーデバイスは、高速応答化が容易であること、単板化により小型化が容易であること、経年劣化が少ないこと等の多くの利点を有している。このため、ティルトミラーデバイスは近年、数多く使用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ティルトミラーデバイスにより変調された投写画像のコントラスト比は、１０００：１程度まで実現されている。さらに、光学系の改良により投写画像の明るさも明るくなっている。
【０００４】
図３（ａ）〜（ｇ）に基づいて、従来のティルトミラーデバイスの製造工程を説明する。図３（ａ）において、基板２００の上に第１電極部２０１を形成する。図３（ｂ）において、基板２００の上と第１電極部２０１の上とに第１犠牲層部材２０２を塗布し、第１電極部２０１上に導通部をパターニングする。図３（ｃ）において、第１犠牲層部材２０２の上に第２電極部２０３を形成する。図３（ｄ）において、第１犠牲層部材２０２と第２電極部２０３との上に第２犠牲層部材２０４を塗布して、反射ミラー部の支持部となる部分をパターニングする。
【０００５】
図３（ｅ）において、第２犠牲層２０４の上に反射ミラー部２０５を形成する。図３（ｆ）において、第１犠牲層部材２０２と第２犠牲層部材２０４とをエッチングにより除去する。このような手順で製造される反射ミラー部２０５をアレイ状に配列してティルトミラーデバイスを構成する。そして、図３（ｇ）に示すように、第１電極部２０１と第２電極部２０３に電圧を印加することで、静電力により、反射ミラー部２０５を変位させる。なお、従来のティルトミラーデバイスの例の一つは、テキサスインスツルメンツ社のＤＭＤである。ＤＭＤはテキサスインスツルメンツ社の商標である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−３３４７０９号公報（第２図、第４図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）から明らかなように、従来技術の製造方法により製造されたティルトミラーデバイスの反射ミラー部２０５には、中央部に凹部２０６が形成されている。凹部２０６の領域は、入射光の反射を妨げる。このため、開口率（光の利用効率）を低下させてしまうので問題である。また、凹部２０６のエッジ部分で入射光が乱反射する場合もある。乱反射光は、ノイズとなり投写像のコントラストを低下させてしまう。
【０００８】
さらに、反射ミラー部２０５をアレイ状に配列した場合、凹部２０６も規則的に配列される。そして、入射光は、複数の凹部２０６により回折される。回折光は、投写像のコントラストをさらに低減させるので問題である。
【０００９】
凹部２０６を形成させないためには、例えば、図３（ｄ）で示す第２犠牲層２０４の中央の凹部に、別部材を充填して塞ぐ方法が考えられる。しかし、この方法では、製造工程が複雑になってしまうので好ましくない。また、反射ミラー部２０５を形成する前の状態の平坦度を確保することも困難である。凹部２０６を形成させないための別の方法としては、第２犠牲層部材２０４の一部が残るように、エッチングによる除去工程を途中で中止することが考えられる。しかし、この方法では、第１犠牲層部材２０２の一部も残ってしまう。このように、凹部２０６を形成させない製造工程は複雑となってしまい問題である。
【００１０】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、高い光利用効率で高コントラストな像を得ることができる微小電気機械デバイスの簡便な製造方法及びプロジェクタを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、基板上に第１電極部を形成する工程と、前記第１電極部上及び前記基板上に第１犠牲層部材を塗布形成する工程と、前記第１電極部上の前記第１犠牲層部材に導通部を形成する工程と、前記第１犠牲層部材上に第２電極部を形成する工程と、前記第１犠牲層部材上及び前記第２電極部上に、前記第１犠牲層部材のエッチング・レートよりも遅いエッチング・レートを有する第２犠牲層部材を塗布形成する工程と、前記第２犠牲層部材上に反射ミラー部を形成する工程と、前記第１犠牲層部材と前記第２犠牲層部材とをエッチングする工程と、前記第１犠牲層部材がすべて除去されて空間層を形成し、前記第２犠牲層部材の一部を前記反射ミラー部の支持部として形成する工程とからなる微小電気機械デバイスの製造方法を提供できる。これにより、高い光利用効率で高コントラストな像を得ることができる微小電気機械デバイスの簡便な製造方法を提供できる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１犠牲層部材と前記第２犠牲層部材とは、それぞれ異なるレジスト材料からなることが望ましい。これにより、エッチング・レートを簡便に選択できる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１犠牲層部材と前記第２犠牲層部材とは同一のレジスト材料からなり、前記第１犠牲層部材の前記レジスト材料のベーク温度と前記第２犠牲層部材の前記レジスト材料のベーク温度とを異ならせることで、前記第２犠牲層部材の前記レジスト材料のエッチング・レートを前記第１犠牲層部材の前記レジスト材料のエッチング・レートより遅くすることが望ましい。これにより、同一のレジスト材料を用いた場合でも、エッチング・レートを異ならせることができる。
【００１４】
また、本発明によれば、光を供給する光源部と、上述の製造方法による微小電気機械デバイスを備え、入射光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、前記空間光変調装置で変調された光を投写する投写レンズとを有することを特徴とするプロジェクタを提供できる。これにより、高い光利用効率で、空間光変調装置において散乱光や回折光を生じることのない明るく高コントラストな投写像を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１（ａ）〜（ｇ）は本発明の第１実施形態に係るティルトミラーデバイスの製造方法の工程を示す図である。以下の製造工程は、いわゆるＭＥＭＳ技術（Ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を用いることができる。図１（ａ）において、基板１００の上にアルミニウムの第１電極部１０１を形成する。図１（ｂ）において、基板１００の上と第１電極部１０１の上とにレジスト材料からなる第１犠牲層部材１０２を塗布する。そして、第１電極部１０１上に足となる導通部をパターニングする。図１（ｃ）において、第１犠牲層部材１０２の上にアルミニウムの第２電極部１０３を形成する。図１（ｄ）において、第１犠牲層部材１０２と第２電極部１０３との上に、第１犠牲層部材１０２のエッチング・レートよりも遅いエッチング・レートを有するレジスト部材の第２犠牲層部材１０４を塗布する。ここで、第１犠牲層部材１０２としてＢａｋｅｒ社製のＰＲ−２１（商品名）を、第２犠牲層部材１０４としてＨｕｎｔ社製のＨＰＲ−２０４（商品名）を用いるか、または第１犠牲層部材１０２として住友化学社製のＰＦＩ−５８Ａ７（商品名）を、第２犠牲層部材１０４として東レ社製のＳＬ−１０１６（商品名）を用いることができる。
【００１６】
図１（ｅ）において、第２犠牲層部材１０４の上に反射ミラー部１０５を形成する。図１（ｆ）において、第１犠牲層部材１０２と第２犠牲層部材１０４とをエッチングする。第１犠牲層部材１０２のエッチング・レートに対して、第２犠牲層部材１０４のエッチング・レートのほうが遅い。従って、第１犠牲層部材１０２がすべて除去された状態において、第２犠牲層部材１０４の中央部に第２犠牲層部材１０４の一部がエッチングされずに残留する。第１犠牲層部材１０２がすべて除去された部分には空間層１０２ａが形成される。また、第２犠牲層部材１０４の一部は反射ミラー部１０５の支持部１０５ａとして形成される。そして、図１（ｇ）に示すように、第１電極部１０１と第２電極部１０３に電圧を印加することで、静電力により、反射ミラー部１０５を変位させる。
【００１７】
この製造方法によれば、反射ミラー部１０５の中央部に従来技術で生じたような凹部を生じることがない。このため、高い光利用効率で、散乱光、回折光を生じることなく高コントラストな像を得ることができる。
【００１８】
また、本実施形態において、第１犠牲層部材１０２と第２犠牲層部材１０４とを同一のレジスト材料から構成することもできる。レジスト材料は、そのベーク温度によりエッチング・レートが異なる。よって、第１、第２犠牲層部材１０２、１０４のベーク温度をそれぞれ異ならせることでエッチング・レートが異なる部材とすることができる。犠牲層にレジスト材料を用いると、エッチング・レートも様々な材料を容易に選択できる。これに加えて、ベーク温度を制御することによっても、様々なエッチング・レートを有する材料を得ることができる。
【００１９】
図４は、本実施形態に係る製造方法により製造されたティルトミラーデバイスの概略構成を示す斜視図である。図１（ｇ）内のＡ−Ａ’断面の対応を図４に示す。対向するサポートポート部１１０間にヒンジ１２０が設けられている。ヒンジ１２０上にヨーク部１３０が設けられている。そして、ヨーク部１３０の上に支持部１０５ａが固着されている。第２電極部１０３に電圧を印加することで静電力が発生する。反射ミラー部１０５は、発生した静電力により電圧が印加されている第２電極部１０３の方向へ変位する。この時、ヒンジ１２０は、反射ミラー部１０５の変位に伴ってねじれる。そして、反射ミラー部１０５の端部が第２電極部１３０に当接した状態で停止する。これとは反対に、対向する第２電極部１０３に電圧を印加すれば、反射ミラー部１０５はヒンジ１２０を軸として反対側に傾く。同様に、反射ミラー部１０５の端部が第２電極部１３０に当接した状態で停止する。このようにして、反射ミラー部１０５を２つの位置状態に制御することができる。これにより、ティルトミラーデバイスに入射する光を不図示のスクリーンの方向（ＯＮ）と廃棄する方向（ＯＦＦ）とに反射させることができる。この結果、入射光を画像信号に応じて変調して射出することができる。
【００２０】
（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態に係るプロジェクタ３００の概略構成を示す図である。プロジェクタ３００は、上記第１実施形態で述べたティルトミラーデバイスを備える空間光変調装置３０６、または反射型ライトバルブ３０６を有している。光源部３０１は白色光を供給する。光源部３０１からの白色光は、前面硝子３０２を透過する。前面硝子３０２には、ＩＲコート及びＵＶコートが施されている。前面硝子３０２を透過した光は、照度を均一化するためのロッドインテグレータ３０３に一方の端面から入射する。ロッドインテグレータ３０３内を多重反射して進行する光は、他方の端面から射出する。ロッドインテグレータ３０３を射出した光は、光源部３０１からの光を色分解するためのカラーホイール３０４に入射する。カラーホイール３０４には、ダイクロイック膜が螺旋状等の適当な形状に組み合わされて設けられている。ダイクロイック膜は、特定の波長領域の光を透過し、他の波長領域の光を反射させる。例えば白色光を、３つの波長領域の光に色分解する場合は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光のみをそれぞれ透過させるＲ光透過ダイクロイック膜、Ｇ光透過ダイクロイック膜、Ｂ光透過ダイクロイック膜が形成されている。そして、モータＭは、カラーホイール３０４を、光軸ＡＸ１と平行な軸ＡＸ２を中心に回転させる。
【００２１】
カラーホイール３０４で色分解された光は、リレーレンズ３０５を経由して反射型の空間光変調装置３０６へ入射する。反射型の空間光変調装置３０６は、上述のようにティルトミラーデバイスを用いた光変調装置である。反射型の空間光変調装置３０６は、画像信号に応じて入射光を変調して射出する。変調された光は、投写レンズ３０７を経由してスクリーン３０８の方向へ反射される。投写レンズ３０７は、反射型の空間光変調装置３０６に形成されている画像を拡大してスクリーン３０８へ投写する。これにより、安価で高性能なプロジェクタを得ることができる。特に、ティルトミラーデバイスの反射ミラー中心に凹部（アンカーホール）が存在しない。このため、凹部による散乱光、回折光が生じない。この結果、光源部３０１からの光を効率良く利用できるため、明るい投写像を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のティルトミラーデバイスの製造方法の工程を説明する図。
【図２】第２実施形態のプロジェクタの概略構成を説明する図。
【図３】従来の微小電気機械デバイスの製造方法の工程を説明する図。
【図４】上記第１実施形態の製造方法によるティルトミラーデバイスの斜視図。
【符号の説明】
２０６　凹部、１００　基板部、１０１　第１電極部、１０２　第１犠牲層部材、１０２ａ　空間層、１０３　第２電極部、１０４　第２犠牲層部材、１０５ａ支持部、１０５　反射ミラー部、１１０　サポートポート部、１２０　ヒンジ、１３０　ヨーク部、２００　基板、２０１　第１電極部、２０２　第１犠牲層部材、２０３　第２電極部、２０４　第２犠牲層部材、２０５　反射ミラー部、３００　プロジェクタ、３０１　光源部、３０２　前面硝子、３０３　ロッドインテグレータ、３０４　カラーホイール、３０５　リレーレンズ、３０６　空間光変調装置、３０７　投写レンズ、３０８　スクリーン、ＡＸ１　光軸、ＡＸ２軸、Ｍ　モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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