(57)【要約】【課題】  空間光変調器を用いた直接露光方法により任意のパターンを高解像度、かつ短時間で露光可能とした表示装置の製造方法とその装置を提供する。【解決手段】  光源１と、反射面の傾きを独立して制御可能な多数の微小反射鏡をｘｙ方向に二次元配置面に配列してなる空間光変調器４を有する直接露光装置を使用し、前記光源１からの光を微小反射鏡の二次元配置上に形成される多数のスポット状パターンに反映させて表示装置を構成する基板に成膜したレジストに照射して露光する際に、光源１からの光を微小反射鏡の中心部に絞って入射させると共に、露光中に、空間光変調器４の二次元配置面をｘｙ方向に速度変調をかけて揺動させ、基板７に成膜したレジスト８上にスポット状パターンを当該パターンを構成するスポットを連続したパターンとして照射する。【選択図】    図１
2005345591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、反射面の傾きを独立して制御可能な多数の微小反射鏡をｘｙ方向に二次元配置面に配列してなる空間光変調器を有する直接露光装置を使用し、前記光源からの光を前記反射鏡の二次元配置上に形成される多数のスポット状パターンに反映させて表示装置を構成する基板に成膜したレジストに照射して露光する表示装置の製造方法であって、
前記光源からの光を前記微小反射鏡の中心部に絞って入射させると共に、前記露光中に、前記空間光変調器の前記二次元配置面を前記ｘｙ方向に速度変調をかけて揺動させ、前記基板に成膜したレジスト上に前記スポット状パターンを当該パターンを構成するスポットを連続したパターンとして照射することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項２】
光源と、反射面の傾きを独立して制御可能な多数の微小反射鏡をｘｙ方向に二次元配置面に配列してなる空間光変調器を有する直接露光装置を使用し、前記光源からの光を前記反射鏡の二次元配置上に形成される多数のスポット状パターンに反映させて表示装置を構成する基板に成膜したレジストに照射して露光する表示装置の製造方法であって、
前記直接露光装置は前記空間光変調器の後段に、微小レンズを前記ｘｙ方向に二次元配置したマイクロレンズを有し、
前記光源からの光を前記微小反射鏡の中心部に絞って入射させると共に、前記露光中に、前記マイクロレンズを、前記ｘｙ方向に速度変調をかけて揺動させ、前記基板に成膜したレジスト上に前記スポット状パターンを当該パターンを構成するスポットを連続したパターンとして照射することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項３】
光源と、反射面の傾きを独立して制御可能な多数の微小反射鏡をｘｙ方向に二次元配置面に配列してなる空間光変調器を有する直接露光装置を使用し、前記光源からの光を前記反射鏡の二次元配置上に形成される多数のスポット状パターンに反映させて表示装置を構成する基板に成膜したレジストに照射して露光する表示装置の製造方法であって、
前記直接露光装置は前記空間光変調器の後段に、微小レンズを前記ｘｙ方向に二次元配置したマイクロレンズを有し、
前記光源からの光を前記微小反射鏡の中心部に絞って入射させると共に、前記露光中に、前記空間光変調器と前記マイクロレンズを、前記ｘｙ方向に速度変調をかけて揺動させ、前記基板に成膜したレジスト上に前記スポット状パターンを当該パターンを構成するスポットを連続したパターンとして照射することを特徴とする表示装置の製造方法
【請求項４】
前記空間光変調器の前記二次元配置面と前記マイクロレンズとの前記揺動を連動させることを特徴とする請求項３に記載の表示装置の製造方法。
【請求項５】
反射面の傾きを独立して制御可能な多数の微小反射鏡をｘｙ方向に二次元配置面に配列して構成した空間光変調器と、
出射光を前記空間光変調器を構成する微小反射鏡の各々の中心部に絞って出射する光源と、
前記空間光変調器からの光を表示装置を構成する基板に成膜したレジスト上に集光する焦点合わせ光学系と、
前記空間光変調器に描画パターン信号を供給して前記二次元配置面に前記描画パターンに対応する多数のスポット状パターンを形成する信号回路、
および前記空間光変調器をｘｙ方向に揺動する揺動装置とを有し、
前記光源からの光を前記反射鏡の二次元配置上に形成される前記多数のスポット状パターンに反映させて表示装置を構成する基板に成膜したレジストに照射して露光する表示装置の製造装置。
【請求項６】
反射面の傾きを独立して制御可能な多数の微小反射鏡をｘｙ方向に二次元配置面に配列して構成した空間光変調器と、
出射光を前記空間光変調器を構成する微小反射鏡の各々の中心部に絞って出射する光源と、
前記空間光変調器と前記光源との間に設置され、前記ｘｙ方向に二次元配列された多数の微小レンズで構成されたマイクロレンズアレイと、
前記空間光変調器からの光を表示装置を構成する基板に成膜したレジスト上に集光する焦点合わせ光学系と、
前記空間光変調器に描画パターン信号を供給して前記二次元配置面に前記描画パターンに対応する多数のスポット状パターンを形成する信号回路と、
前記マイクロレンズアレイをｘｙ方向に揺動する揺動装置とを有し、
前記光源からの光を前記反射鏡の二次元配置上に形成される前記多数のスポット状パターンに反映させて表示装置を構成する基板に成膜したレジストに照射して露光する表示装置の製造装置。
【請求項７】
反射面の傾きを独立して制御可能な多数の微小反射鏡をｘｙ方向に二次元配置面に配列して構成した空間光変調器と、
出射光を前記空間光変調器を構成する微小反射鏡の各々の中心部に絞って出射する光源と、
前記空間光変調器と前記光源との間に設置され、前記ｘｙ方向に二次元配列された多数の微小レンズで構成されたマイクロレンズアレイと、
前記空間光変調器からの光を表示装置を構成する基板に成膜したレジスト上に集光する焦点合わせ光学系と、
前記空間光変調器に描画パターン信号を供給して前記二次元配置面に前記描画パターンに対応する多数のスポット状パターンを形成する信号回路と、
前記マイクロレンズアレイと前記空間光変調器とをｘｙ方向に連動して揺動する揺動装置とを有し、
前記光源からの光を前記反射鏡の二次元配置上に形成される前記多数のスポット状パターンに反映させて表示装置を構成する基板に成膜したレジストに照射して露光する表示装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホトマスク無しの露光による表示装置の製造方法とその装置に係り、特にデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を用いて表示装置を構成する基板上に塗布したレジストを直接描画露光することによるパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノート型コンピユータやディスプレイモニター用の高精細かつカラー表示が可能な表示装置、あるいは携帯電話機用の表示パネルとして液晶パネルを用いた液晶表示装置や、エレクトロルミネッセンス（特に、有機エレクトロルミネッセンス）素子を用いた有機エレクトロルミネッセンス表示装置（有機ＥＬ表示装置）、あるいは電界放出素子を用いた電界放出型表示装置（ＦＥＤ）等、様々な方式の平板型の表示装置が既に実用化または実用化研究段階にある。
【０００３】
平板型の表示装置は、薄膜トランジスタ回路で構成した多数の画素をマトリクス配置した表示領域と、この表示領域の周囲に上記画素を駆動するための水平と垂直の駆動回路およびその他の周辺回路の半導体チップを搭載したガラス等の絶縁基板を有する。なお、これらの各駆動回路などを絶縁基板に直接作り込むシステム・イン・グラス（ＳＩＧ）と称するものも開発されている。このような各種の薄膜トランジスタ回路を作り込んだ絶縁基板は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板、あるいはアクティブ・マトリクス基板とも呼ばれる。
【０００４】
例えば、液晶表示装置では絶縁基板としてガラス基板が用いられる。このガラス基板にシリコン半導体膜を成膜し、パターニングしてアイランドを形成して、ここに薄膜トランジスタを作り込む。薄膜トランジスタの作り込みには、一般に感光性レジストの塗布と露光マスク（ホトマスク）を用いたホト工程（ホトリソグラフィ手法）が使用されている。
【０００５】
また、このような露光マスクを用いたホト工程とは別に、空間光変調器（デジタル・マイクロミラー・デバイス（以下、ＤＭＤと称する））を用いてガラス基板上のシリコン半導体膜を直接描画（直接露光）するマスクレス露光方法が知られている。なお、ＤＭＤ構造の参考例として、特許文献１、特許文献２を挙げることができる。特許文献１、２に記載されたＤＭＤの光源はグリーンレーザーで、画素となる反射ミラーの大きさは一辺が６〜１０μｍの正方形である。
【０００６】
ＤＭＤを用いた直接描画（直接露光）方法は、露光マスクを用いた露光方法に比べて工程数を大幅に削減できるという特徴を有するが、依然として様々な課題を有している。例えば、ＤＭＤを用いた直接描画方法に関して、特許文献３には、光源とＤＭＤとの間に遮光マスクを設けてＤＭＤの反射ミラー間隙への光（レーザ光）の入り込みによるＤＭＤ基板の損傷発生を防止する技術が開示されている。また、特許文献４では、ＤＭＤと被加工物（印画紙）の間に拡大レンズとマイクロレンズアレイを配置して、一回目の露光後、露光位置をずらせて隣接する未露光部を順次露光して行く画像ずらし露光で高解像度化を図っている。
【０００７】
そして、特許文献５では、ＤＭＤのミラーパターンを反映した光を被加工物に照射したときに、その被加工物の反射光を検出し、検出された光像のボケ具合に応じて被加工物を移動させることでフォーカス合わせを行っている。さらに、特許文献６では、光源を構成するバンドル状光ファイバを、コア径が同一で入射端のクラッド径よりも出射端のクラッド径が小さい光ファイバとすることで、光束の角度を小さくし焦点深度を深めている。また、特許文献６では、露光ヘッド構成の一例として、ＤＭＤと焦点合わせレンズ系の間にマイクロレンズアレイを配置して高精細露光を可能とする、との開示もある。
【特許文献１】特開平５−１５０１７３号公報（対応米国特許第５１４２４０５号）
【特許文献２】特開２００１−２４２３９５号公報（対応米国特許第６５８３９２１号）
【特許文献３】特開平１１−３２０９６３号公報
【特許文献４】特開２００１−３０５６６３号公報
【特許文献５】特開２００３−１４９５４４号公報
【特許文献６】特開２００４−６４４０号公報（対応米国特許出願公開第２００４０２２５０３号公報）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＤＭＤを用いた現状の露光装置では、その露光精度は３μｍ程度である。また、解像度とタクト時間の両立が困難である。露光に短波長光源を用いると、反射ミラー間隙に入り込んだ光によりＤＭＤを形成した基板（ＤＭＤ基板）が損傷するという問題がある。このＤＭＤ基板の損傷を抑えるために長波長光源を用いると、レジストの感度が悪くなる。高精細に対応するため、微小ミラーサイズのＤＭＤや短波長光源に耐力を持ったＤＭＤが開発されているが、コストや信頼性の面はまだ不十分である。
【０００９】
本発明の目的は、ＤＭＤを用いた直接露光方法により任意のパターンを高解像度、かつ短時間で露光可能とした表示装置の製造方法とその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、ＤＭＤとマイクロレンズ、もしくはＤＭＤをｘｙ方向に速度変調をかけて移動させる。
【００１１】
また、本発明は、ＤＭＤと露光光源の間にマイクロレンズアレイを配置し、マイクロレンズアレイをなす複数のレンズ（微小レンズ）の各々で当該光源からの光をＤＭＤに二次元的に配置された複数の鏡（以下、ＤＭＤ反射ミラー（ＤＭＤ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ  ｍｉｒｒｏｒ），微小反射鏡）の各々の中央部にＤＭＤ集束させて投射しながら、当該ＤＭＤと当該マイクロレンズアレイとを被加工物に対してｘｙ方向に連動して搖動させる。
光源からの光はマイクロレンズアレイに二次元的に配置された複数のレンズの各々により複数の光線の各々に収斂（ｃｏｎｖｅｒｇｅ）され、複数の光線はＤＭＤに配置された複数の鏡に夫々入射する。複数の光線はＤＭＤの複数の鏡で夫々反射されて被加工物（例えば、基板主面に形成されたレジスト膜）を照射する。被加工物に対してＤＭＤ及びマイクロレンズアレイの位置が固定されるとき、複数の光線は被加工物（その主面）上に互いに離れた複数のスポットを形成する。
【００１２】
ここで、ＤＭＤ及びマイクロレンズアレイを被加工物に対して動かすと、当該被加工物上にとびとびに形成された光照射領域（露光領域）のスポットは、これに隣接する他の光照射領域のスポットに向けて延び、互いに結合する。このため、ＤＭＤ及びマイクロレンズアレイを言わば一つの光学系として、被加工物に対してｘｙ方向に搖動しながら、ＤＭＤの複数の鏡の各々による光の反射方向を制御すること（ＤＭＤによる空間光変調）で、当該被加工物上に光照射領域からなる所望のパターンが描かれる。
【００１３】
なお、上述及び後述のｘｙ方向とは、マイクロレンズアレイからＤＭＤに向かう光線，及びＤＭＤから被加工物に向かう光線の夫々の進行方向をｚ軸としたときの当該ｚ軸に交差する２つの座標軸を例示するもので、これらの座標軸は互いに交差する条件を満たす限り、直交しなくてもよい。また、ＤＭＤ及びマイクロレンズアレイのｘｙ方向の搖動は、ｘ軸及びｙ軸を別々に行っても、双方を合わせた例えば歳差運動（Ｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎ）で行ってもよく、また、ＤＭＤ及びマイクロレンズアレイに代えて被加工物を搖動させてもよい。
本発明の代表的な構成を記述すれば、以下のとおりである。まず、本発明の表示装置の製造方法については、
【００１４】
（１）光源と、反射面の傾きを独立して制御可能な多数の微小反射鏡をｘｙ方向に二次元配置面に配列してなる空間光変調器を有する直接露光装置を使用し、前記光源からの光を前記反射鏡の二次元配置上に形成される多数のスポット状パターンに反映させて表示装置を構成する基板に成膜したレジストに照射して露光する表示装置の製造方法であって、
前記光源からの光を前記微小反射鏡の中心部に絞って入射させると共に、前記露光中に、前記空間光変調器の前記二次元配置面を前記ｘｙ方向に速度変調をかけて揺動させ、前記基板に成膜したレジスト上に前記スポット状パターンを当該パターンを構成するスポットを連続したパターンとして照射する。
【００１５】
（２）光源と、反射面の傾きを独立して制御可能な多数の微小反射鏡をｘｙ方向に二次元配置面に配列してなる空間光変調器を有する直接露光装置を使用し、前記光源からの光を前記反射鏡の二次元配置上に形成される多数のスポット状パターンに反映させて表示装置を構成する基板に成膜したレジストに照射して露光する表示装置の製造方法であって、
前記直接露光装置は前記空間光変調器の後段に、微小レンズを前記ｘｙ方向に二次元配置したマイクロレンズを有し、
前記光源からの光を前記微小反射鏡の中心部に絞って入射させると共に、前記露光中に、前記マイクロレンズを、前記ｘｙ方向に速度変調をかけて揺動させ、前記基板に成膜したレジスト上に前記スポット状パターンを当該パターンを構成するスポットを連続したパターンとして照射する。
【００１６】
（３）光源と、反射面の傾きを独立して制御可能な多数の微小反射鏡をｘｙ方向に二次元配置面に配列してなる空間光変調器を有する直接露光装置を使用し、前記光源からの光を前記反射鏡の二次元配置上に形成される多数のスポット状パターンに反映させて表示装置を構成する基板に成膜したレジストに照射して露光する表示装置の製造方法であって、
前記直接露光装置は前記空間光変調器の後段に、微小レンズを前記ｘｙ方向に二次元配置したマイクロレンズを有し、
前記光源からの光を前記微小反射鏡の中心部に絞って入射させると共に、前記露光中に、前記空間光変調器と前記マイクロレンズを、前記ｘｙ方向に速度変調をかけて揺動させ、前記基板に成膜したレジスト上に前記スポット状パターンを当該パターンを構成するスポットを連続したパターンとして照射する
【００１７】
（４）（３）における前記空間光変調器の前記二次元配置面と前記マイクロレンズとの前記揺動を連動させる。
【００１８】
前記光源からの光を前記反射鏡の二次元配置上に形成される前記多数のスポット状パターンに反映させて表示装置を構成する基板に成膜したレジストに照射して露光する本発明の表示装置の製造装置については、
（５）反射面の傾きを独立して制御可能な多数の微小反射鏡をｘｙ方向に二次元配置面に配列して構成した空間光変調器と、
出射光を前記空間光変調器を構成する微小反射鏡の各々の中心部に絞って出射する光源と、
前記空間光変調器からの光を表示装置を構成する基板に成膜したレジスト上に集光する焦点合わせ光学系と、
前記空間光変調器に描画パターン信号を供給して前記二次元配置面に前記描画パターンに対応する多数のスポット状パターンを形成する信号回路、
および前記空間光変調器をｘｙ方向に揺動する揺動装置とを有する。
【００１９】
（６）反射面の傾きを独立して制御可能な多数の微小反射鏡をｘｙ方向に二次元配置面に配列して構成した空間光変調器と、
出射光を前記空間光変調器を構成する微小反射鏡の各々の中心部に絞って出射する光源と、
前記空間光変調器と前記光源との間に設置され、前記ｘｙ方向に二次元配列された多数の微小レンズで構成されたマイクロレンズアレイと、
前記空間光変調器からの光を表示装置を構成する基板に成膜したレジスト上に集光する焦点合わせ光学系と、
前記空間光変調器に描画パターン信号を供給して前記二次元配置面に前記描画パターンに対応する多数のスポット状パターンを形成する信号回路と、
前記マイクロレンズアレイをｘｙ方向に揺動する揺動装置とを有する。
【００２０】
（７）反射面の傾きを独立して制御可能な多数の微小反射鏡をｘｙ方向に二次元配置面に配列して構成した空間光変調器と、
出射光を前記空間光変調器を構成する微小反射鏡の各々の中心部に絞って出射する光源と、
前記空間光変調器と前記光源との間に設置され、前記ｘｙ方向に二次元配列された多数の微小レンズで構成されたマイクロレンズアレイと、
前記空間光変調器からの光を表示装置を構成する基板に成膜したレジスト上に集光する焦点合わせ光学系と、
前記空間光変調器に描画パターン信号を供給して前記二次元配置面に前記描画パターンに対応する多数のスポット状パターンを形成する信号回路と、
前記マイクロレンズアレイと前記空間光変調器とをｘｙ方向に連動して揺動する揺動装置とを有する。
【発明の効果】
【００２１】
ＤＭＤ反射ミラーのサイズがｘｙ方向共に１６μｍ（一辺が１６μｍの正方形）の大きさでも、ｘｙ方向に速度変調をかけて、ホトレジスト面で任意の光強度分布を作ることによって、１μｍ以下のプロファイルを作ることが可能となり、高解像度と露光時間の短縮を図ることができる。また、本発明により、ＤＭＤとマイクロレンズをｘｙ方向に連動して搖動させ、光照射部分の間隙を埋めることによって、連続した直接描画を可能にすることができる
【００２２】
このように、反射ミラーとマイクロレンズのサイズが例えば一辺１６μｍの大きさでも、マイクロレンズでスポット径を１μｍに絞り、それをｘｙ方向に１６μｍ搖動させて描画することで、任意のプロファイルと、１μｍの解像度を得ることができる。対応する場所毎のマイクロレンズの曲率を変えることにより、露光光の収差がカバーできるため、露光面全面で均一な解像度が得られる。上なお、上記のサイズはあくまで一例である。
【００２３】
本発明により、任意のパターンを高解像度、かつ短時間で露光することが可能となり、工程数を短縮して低コスト、短時間で表示装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明による表示装置の製造方法に用いられる製造装置を構成する光学系の構成を示す図である。図１において、光源１から出た光は、反射板２で反射した光を合わせてマイクロレンズアレイ３に入射する。マイクロレンズアレイ３を構成するマイクロレンズで絞られた光がＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス，Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅの略）４に到達する。マイクロレンズアレイ３及びＤＭＤ４は、揺動装置１０により、これらの間における光の進行方向に交差する方向に揺動される。両端に矢印の付いた線Ａ，Ｂは、ＤＭＤ４及びマイクロレンズアレイ３の揺動方向を模式的に示す。
【００２６】
ＤＭＤ４に接続された信号回路９は、基板７に成膜されたホトレジスト８（被加工物）に露光されるべき描画パターンに応じ、ＤＭＤ４にこれに備えられた後述する複数の微小反射鏡（マイクロミラー）４０の各々の傾きを調整させる信号（以下、描画パターン信号）を供給する。ＤＭＤ４は、その揺動装置１０による揺動状態及び描画パターン信号を参照して、その主面に対する上記微小反射鏡４０の各々の傾斜角度を変えることにより、微小反射鏡４０に入射する光の反射方向を、ホトレジスト８（被加工物）またはそれ以外のいずれか一方に決める。
【００２７】
一方、マイクロレンズアレイ３は、これに二次元的に配置された複数のレンズにより、光源１からの光を複数の光線に夫々収斂させて、ＤＭＤ４に向けて出射する。複数の光線の進行方向を直交座標のｚ軸とするとき、これに交差するｘｙ平面において、複数の光線は互いに離間したスポット状の強度分布を示す。マイクロレンズアレイ３から出射された複数の光線は、ＤＭＤ４に二次元的に配置された複数の微小反射鏡の夫々の中心に入射する。図１には、マイクロレンズアレイ３のレンズの代表的な一つで収斂された光線の一つがＤＭＤ４の微小反射鏡の代表的な一つの中心に集束されて入射する様子が例示される。      
【００２８】
実際には、図１に示される収斂された光線が、マイクロレンズアレイ３のレンズ毎に複数本生じ、その各々はＤＭＤ４に配置された複数の微小反射鏡４０のいずれか一つの中心に入射する。ＤＭＤ４に設けられた複数の微小反射鏡４０の全てに入射した光線を、焦点合わせレンズ５，６を通して被加工物である基板７上のホトレジスト８に反射させると、これらの光線はホトレジスト８上に不連続な露光領域（多数の露光スポットからなるパターン）を形成する。
【００２９】
しかし、ＤＭＤ４は、これに配置された複数の微小反射鏡４０の各々による光の反射方向を個別に制御する所謂空間光変調器の機能も有する。このため、微小反射鏡４０の幾つかに入射する光を被加工物とは異なる方向に反射させると、当該幾つかの微小反射鏡４０に対応した露光スポットは被加工物（ホトレジスト８）上に形成されない。さらに、微小反射鏡４０で被加工物に向けて反射された光線を、焦点合わせレンズ５，６を通して被加工物である基板７上のホトレジスト８に到達させながら、この光線に交差する平面内でＤＭＤ４又は基板７（ホトレジスト８）のいずれかを揺動させると、当該光線の被加工物（ホトレジスト８）における入射位置が動く。
【００３０】
これにより、当該光線で被加工物（ホトレジスト８）上に生じた露光スポットは、当該揺動方向に延びる。例えば、図１に示されたＤＭＤ４の微小反射鏡４０の代表的な一つで反射され且つ焦点合わせレンズ５，６で収斂されてホトレジスト８上に到達する光線の当該ホトレジスト８における入射位置（露光スポットの位置）は、ＤＭＤ４を矢印Ａ方向に動かすことで、図１の左側又は右側に移る。被加工物上に生じた露光スポットを、斯様にして上記揺動方向に延ばして、当該被加工物上に生じた他の露光スポットと結合させることもできる。
【００３１】
以上のように、ＤＭＤ４における微小反射鏡４０による入射光の反射方向の制御と、ＤＭＤ４又は被加工物の一方の揺動との組合わせにより、被加工物に形成される不連続な露光領域を互いにつなげて連続パターンを形成することができ、露光領域の一部を形成しないことで２つの露光パターンを互いに離すこともできる。揺動方向は、例えば、光線の進行方向をｚ軸としたとき、これに交差するｘ軸及びｙ軸の少なくとも一方（以下、ｘｙ方向と記す）とし、ＤＭＤ４のｘｙ方向の揺動に代えて、マイクロレンズアレイ３をｘｙ方向に揺動してもよい。また、マイクロレンズアレイ３及びＤＭＤ４の両者をｘｙ方向に揺動させる場合は、これらを言わば一つの光学系として連動させる。ここで例示したｘ軸，ｙ軸，及びｚ軸は、これらが互いに交差しあう限り、互いに直交する必要は無く、その少なくとも一対が９０°以外の鋭角又は鈍角で交差してもよい。
【００３２】
光線の進行方向をｚ軸とした場合、マイクロレンズアレイ３には上述の複数のレンズ（マイクロレンズ）がｘ−ｙ平面に沿って二次元的に配置され、ＤＭＤ４には上述の複数の微小反射鏡４０がｘ−ｙ平面に沿って二次元的に配置される。ＤＭＤ４に入射する光の反射方向は、言わばｘ−ｙ平面に対する複数の微小反射鏡４０の傾斜（傾斜角度）に依存する。
【００３３】
図２は、ＤＭＤの上面図であり、隣接する４つの微小反射鏡（マイクロミラー）のみを示す。また、図３は、断面図で、隣接する２つの微小反射鏡のみを示す。ＤＭＤは一辺が１０乃至１６μｍの正方形である。各マイクロミラーの間には間隙Δｄがある。このＤＭＤではΔｄが１μｍとしてある。マイクロミラー４０は入射光の９０％以上を反射する。本実施例では、このようなマイクロミラー４０を縦方向（ｘ方向）に１２８０個、横方向（ｙ方向）に１０２４個配置して二次元配置している。
【００３４】
各マイクロミラー４０は基盤４１に形成された駆動素子４２を有し、図１に示した信号回路９から供給されるパターン信号で傾きが制御される。すなわち、個々のミラー４０は駆動素子４２に供給する信号に応じた電界強度によって傾きが変わるようになっている。図３に示したように、マイクロミラー４０の傾きによって反射光の方向が変わる。例えば、図３の左側に示した反射方向にレジストを成膜した基板が配置され、図３の右側の反射方向には光吸収体が配置される。
【００３５】
ＤＭＤ４を構成する各マイクロミラー４０の間に間隙Δｄがあるため、ここに強い光が当たると基盤４１が損傷することがある。そのため、本実施例では、光源１からの光をマイクロレンズアレイ３でＤＭＤ４の各マイクロミラー４０の中心部に絞り込んでいる。光源１からの光をマイクロミラー４０の中心部に絞り込むことで露光光は不連続となり、そのままではレジスト上で不連続パターンとなる。本実施例ではＤＭＤ４、またはマイクロレンズアレイ３、もしくは両者をｘｙ面内で揺動させることによりレジスト上では連続するパターンとしている。
【００３６】
図４と図５および図６は、マイクロレンズアレイの製作を説明する図である。まず、図４に示したようなネガ型ホトレジスト（たとえば、アクリル樹脂系）を塗布した透明基板を用意する。図中、縦横の破線で囲まれた部分のそれぞれがＤＭＤ４を構成する各マイクロミラー４０の位置に対応する。
【００３７】
図５はマイクロレンズアレイの製作用の露光マスクである。この露光マスクは図４に示した各マイクロミラー４０の位置に対応した光不透過性のドットパターンを有している。
【００３８】
図４に示した基板に図５の露光マスクを重ね、超高圧水銀灯等を用い、これから放射されるｇ線（４３６ｎｍ近傍の波長を有する），ｈ線（４０５ｎｍ近傍の波長を有する），及びｉ線線（３６５ｎｍ近傍の波長を有する）を含む光線で、当該基板（これに塗布されたネガ型レジスト）を覆う露光マスクの全面を照射（露光）する。その後、露光されたネガ型レジストをアルカリ溶液で現像し、乾燥することで、透明基板上に複数のレンズ球面が形成されたマイクロレンズアレイが得られる。
【００３９】
図６は、マイクロレンズアレイの製作時における露光プロファイルを説明する図、図７は、露光後の現像・乾燥工程を経たマイクロレンズの形状を説明する図、図８は、現像・乾燥工程後の加熱処理によるマイクロレンズの形状を説明する図、図９は、露光量と熱変形量の関係を示す図である。
【００４０】
マイクロレンズアレイの製作時に、露光プロファイルを調整することによって所望の球面を任意に得ることができる。図６に示したように、横軸にマスクパターンの画像中心からの距離をとり、縦軸に透過光強度（相対値）をとったとき、図示の幅Ｗを調整して所望のプロファイルとすればよい。
【００４１】
マスク露光後に現像し、乾燥した状態を図７に示し、これを加熱してマイクロレンズの形状とした状態を図８に示す。上記の露光量と加熱工程時の変形量の関係を示す。図９に示されたように、露光量が多いほど加熱変形量が少なくなることが分る。
【００４２】
このように、光源の形状、露光マスクのパターン、そしてホトレジストの膜厚を調整することにより、任意の曲率を持ったマイクロレンズを形成することができる。アクリル樹脂の屈折率は、波長約４００ｎｍで１．５前後であるので、ＤＭＤの露光光源の大きさ、光学系の各距離、などを考慮して球面を設定する。なお、この種のマイクロレンズアレイの中央と周辺とで焦点距離を変えたい場合は、マスクパターン、露光強度、及び光源の場所ごとの大きさ等を調整すればよい。また、凹レンズを形成する場合は、図５に示したような光遮断ドットに代えて光透過ドットを用いるか、上記した露光工程でドット位置を半ピッチずらす、あるいは、ポジ型ホトレジストを使用する。
【００４３】
次に、ＤＭＤを備えた上述の製造装置を用いた表示装置の製造工程における、当該ＤＭＤの揺動に伴うＤＭＤの微小反射鏡（マイクロミラー）４０の軌跡と、当該微小反射鏡４０から被加工物に照射される光の強度プロファイルについて説明する。まず、図１０は、揺動停止（静止）状態にあるＤＭＤで反射される光による被加工物（レジスト）の照射に関する説明図であり、図１０（Ａ）は被加工物（レジスト）の面（ｘ−ｙ平面）における当該ＤＭＤの微小反射鏡の一つで反射される光で露光される領域（矩形部分）を示す平面図である。
【００４４】
本実施例では、上述のマイクロレンズアレイ３で光源１からの光が矩形の断面を有する複数の光線に夫々収斂され、当該複数本の光線はＤＭＤ４に配置された複数の微小反射鏡４０で夫々反射される。換言すれば、マイクロレンズアレイ３には少なくともＤＭＤ４の複数の微小反射鏡４０に応じた複数のレンズ（マイクロレンズ）が形成され、微小反射鏡４０の各々はこれに対応するマイクロレンズで収斂された光線を反射する。従って、ＤＭＤと被加工物との位置が固定される限り、当該被加工物における露光領域は光線の断面を反映した形状を呈し、本実施例では図１０（Ａ）に示す如く矩形となる。
【００４５】
一方、図１０（Ｂ）は、上記被加工物の露光領域及びその周辺における光の照射強度のｘ軸方向に沿ったプロファイルを示す。ＤＭＤと被加工物との位置が固定された状態（以下、ＤＭＤの揺動停止状態）で、ＤＭＤ４の全ての微小反射鏡４０から光線を被加工物の露光面に反射させると、図１０（Ａ）に示す如き露光領域が被加工物の露光面の複数箇所に点在する。換言すれば、ＤＭＤ４からの光線は、図１０（Ｂ）に示す如く、被加工物の限られた部分のみに集中する。
【００４６】
しかし、ＤＭＤと被加工物との位置を変化させることにより、露光領域はこれに隣接した他の露光領域に向けて延びる。また、これらの位置変化の速度や、ＤＭＤ４の微小反射鏡４０による光線の反射方向を調整することで、ＤＭＤの揺動停止状態における露光領域とこれから延在する露光領域とに照射される光の量（例えば、ホトレジストにおける光子の吸収線量（Ａｂｓｏｒｂｅｄ  Ｄｏｓｅ））が調整される。例えば、ホトレジスト（被加工物）の主面上で互いに隣接し合う複数の露光領域を接続して形成される線状の露光パターンを、当該ホトレジストの露光量を概ね一様にして形成することができる。また、斯様な調整により、一対の露光領域の接続部におけるホトレジストの露光量をその他の部分より抑える所謂ハーフトーン露光もできる。
【００４７】
ホトレジストがネガ型（露光されない部分が現像により除去される）である場合、上記一対の露光領域の接続部に位置するホトレジストにハーフトーン露光を適用すると、露光後の現像で当該露光領域の他の部分に残されるホトレジスト膜よりも薄いホトレジスト膜が当該接続部に残る。上述のように、ＤＭＤ４の微小反射鏡４０の各々による非加工物への光線の照射を制御しながら（ＤＭＤ４による空間光変調を行いながら）、ＤＭＤと被加工物との位置を変えることで、被加工物に所望の露光パターンを描くことができ、例えば、ホトレジストの描画パターンがホトマスクなしで形成される。
【００４８】
本発明による表示装置の製造方法は、ＤＭＤと被加工物との位置を変える動作にも特徴付けられ、その具体例は、以下に図１１乃至図１４を参照して説明される。以下の説明は、被加工物に対してＤＭＤを揺動させて、ＤＭＤと被加工物との位置を変える動作に基づいて記され、図１１乃至図１４の各々において、（Ａ）はＤＭＤの揺動速度（Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ  Ｒａｔｅ）を、（Ｂ）は被加工物（レジスト）に照射される光の強度のプロファイルを示す。図１１（Ａ）乃至図１４（Ｂ）を参照した以下の説明において、ＤＭＤ４の全ての微小反射鏡４０は夫々に入射する光線を被加工物（レジスト８）へ反射し、ＤＭＤ４の空間光変調動作はないものとする。
【００４９】
図１１は、ＤＭＤを被加工物に対してｘ軸方向に揺動させて、被加工物を露光する工程を説明する図であり、図１１（Ａ）はＤＭＤの揺動速度をそのｘ軸に沿う変位（Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）に対して示す。図１１（Ａ）に示す「ｘ＝０」は、ＤＭＤがその揺動の中心に位置する（例えば、静止状態にある）ことを示し、揺動の中心に位置するＤＭＤの特定の部分（例えば、ＤＭＤの中心）のｘ軸上における位置として見なされる。従って、ＤＭＤの揺動速度は、揺動の中心とその両端とで異なる一定値をとる。ＤＭＤの揺動速度として、その変位に応じて２種類の定速度の一つを選択するＤＭＤの揺動形態を、以降、定速二段（Ｄｕａｌ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ−ｒａｔｅ）と記す。図１１（Ａ）から明らかなように、揺動の中心付近におけるＤＭＤの変位の定速度は、揺動の両端付近におけるＤＭＤの変位の定速度より遅い。
【００５０】
一方、図１１（Ｂ）は斯様に揺動されるＤＭＤの微小反射鏡の一つから被加工物（レジスト）に照射される光の強度プロファイルを示す。図１１（Ｂ）に示す「ｘ＝０」は、ＤＭＤが上記揺動の中心に位置する（例えば、静止状態にある）ときの被加工物における光線の照射位置を示す。被加工物に入射する光線は、実際には、図１０（Ａ）に例示した露光領域（露光スポット）に対応する断面を有する。この場合、図１１（Ｂ）に示す「ｘ＝０」は、上記揺動の中心に位置したＤＭＤで反射された光線の「断面の中心」で照射される被加工物の位置を意味する。光源１からの光の放射強度を一定としたとき、被加工物の単位面積が受ける光の強度は、当該単位面積が光で照射される時間に依存する。その結果、ＤＭＤの揺動の１周期において、被加工物に照射される光の強度は、ＤＭＤが緩やかに変位する「ｘ＝０」付近にて大きく、その両端（ＤＭＤの変位が速くなる）にて小さくなる。
【００５１】
以上のことから、ＤＭＤを図１１（Ａ）の如く定速二段で揺動させるとき、その微小反射鏡の夫々で反射された光による被加工物上の露光領域の隣接する一対が結合する部分に照射される光の強度は、露光領域の他の部分に比べて抑えられる。換言すれば、斯様なＤＭＤの揺動は、隣接し合う一対の露光領域の接合部を上述したハーフトーン露光するに好適である。
【００５２】
図１２は、ＤＭＤを被加工物に対してｘ軸方向に定速二段で揺動させて、被加工物を露光する他の工程を説明する図であり、図１２（Ａ）は、図１１（Ａ）に倣い、ＤＭＤの揺動速度をそのｘ軸に沿う変位に対して示す。図１２（Ａ）から明らかなように、この工程において、揺動の中心付近におけるＤＭＤの変位の定速度は、揺動の両端付近におけるＤＭＤの変位の定速度より速い。
【００５３】
一方、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示す如く揺動されるＤＭＤの微小反射鏡の一つから被加工物に照射される光の強度プロファイルを、図１１（Ｂ）に倣って示す。ＤＭＤを図１２（Ａ）に示す如く揺動したとき、その揺動の１周期において、被加工物が光線に照射される時間は、ＤＭＤが速く変位する「ｘ＝０」付近にて短く、その両端（ＤＭＤの変位が遅くなる）にて長くなる。このため、ＤＭＤの揺動の１周期にて被加工物に照射される光の強度は、「ｘ＝０」付近にて小さく、その両端にて大きくなる。
【００５４】
基板主面に金属膜及びネガ型レジスト膜をこの順に形成し、ネガ型レジストの描画パターンに即して金属膜の回路を基板主面上に形づくるとき、金属膜の回路となる部分をネガ型レジスト膜で覆い、ネガ型レジスト膜に覆われない金属膜の他の部分をエッチングにより除去する。このような工程において、ＤＭＤを図１２（Ａ）の如く定速二段で揺動させ、ネガ型レジスト膜を露光する手法は次の利点をもたらす。微小反射鏡の夫々で反射された光線でネガ型レジスト膜に形成された複数の露光領域の隣接する一対を結合して上述の回路に応じたパターンを形成するとき、当該一対の露光領域の接点に位置するネガ型レジスト膜に微小反射鏡からの光線を過剰に照射する。
【００５５】
その後、ネガ型レジスト膜を現像することで、金属膜上には一対の露光領域が接する部分を含め、ネガ型レジスト膜が回路パターンに即して形づくられる。この一対の露光領域が接する部分にてネガ型レジスト膜が充分に露光されないと、当該部分に形成されたネガ型レジスト膜は現像により除去され、その後のエッチング処理により金属膜は当該部分で断線する。図１２（Ａ）に示すＤＭＤの揺動は、レジスト上に形成される露光領域の隣接する一対を結合する工程の言わば急所となる露光領域間の接点に生じ得る不良を回避するに好適である。
【００５６】
図１３は、ＤＭＤの被加工物に対するｘ軸方向の揺動を、その揺動範囲（例えば、ＤＭＤの中心の変位）を「θ＝−３π／２〜＋π／２」と定義し、その揺動速度を「ｓｉｎθ＋１」の値に合わせて変化させて、被加工物を露光する工程を説明する図であり、図１３（Ａ）は、図１１（Ａ）に倣い、ＤＭＤの揺動速度の変化をそのｘ軸に沿う変位に対して示す。この定義に拠れば、図１３（Ａ）にて「ｘ＝０」と示される「揺動の中心」は、「θ＝−π／２」としても記される。図１３（Ａ）に破線で示された曲線は、ＤＭＤの揺動速度が上述の如く、正弦曲線（Ｓｉｎｅ  Ｃｕｒｖｅ）に即して変化することを印象付けるためのみに描かれ、ＤＭＤの揺動範囲からは外れる。図１３（Ａ）に示されるＤＭＤの揺動は、図１１（Ａ）に示されるそれと同様に、揺動の中心付近における揺動速度は、揺動の両端付近における揺動速度より遅い。また、揺動の中心（ｘ＝０）にて揺動速度は「０」と示されるも、そこでＤＭＤの変位は完全には止まらず、再び加速される。
【００５７】
一方、図１３（Ａ）に示されたＤＭＤの揺動速度から、ＤＭＤの時間に対するｘ軸方向の変位は単振動に近いものと見なせる。これを反映して、ＤＭＤの微小反射鏡の一つから被加工物に照射される光の強度プロファイルも、図１３（Ｂ）に示す如く、揺動の中心をθ＝０，揺動の範囲をθ＝−π〜＋πとした余弦関数「ｃｏｓθ＋１」で近似される。微小反射鏡で反射された光線を図１３（Ｂ）に示すように強度を変えてポジ型レジストに照射すると、揺動の中心（ｘ＝０）から離れるに従い、ポジ型レジストの露光量は低下する。このため、ポジ型レジストの揺動の端部に近い部分は、言わばハーフトーン露光されたような状態となる。従って、斯様に露光されたポジ型レジストを現像すると、揺動の中心付近ではポジ型レジストが完全に除去されるのに対し、揺動の端部に近い部分では露光量に応じた薄さのポジ型レジストが残る。その結果、揺動の中心から拡がるポジ型レジストの開口は、揺動の端部近くに形成されたポジ型レジストの緩やかな斜面で囲まれる。
【００５８】
このような結果から、図１３（Ａ）に示されるＤＭＤの揺動は、ポジ型レジスト又はそれに相当する絶縁材料で形成した絶縁膜にコンタクトホールを形成するに好適である。また、隣接する画素（発光部）がポジ型レジスト又はそれに相当する絶縁材料からなる絶縁膜（バンク膜）で隔てられた有機エレクトロルミネセンス表示装置において、当該絶縁膜に発光部となる開口（有機エレクトロルミネセンス材料層を挟む一対の電極の一方を部分的に露出させる）を形成するにも好適である。いずれの場合も、絶縁膜の開口には、これにより露出された導電層に接し且つ当該絶縁膜上に延在する薄膜が形成される。この開口が絶縁膜の斜面で囲まれると、この開口内からその外側へ延びる薄膜は、当該絶縁膜により生じた段差で破断され難くなる。
【００５９】
図１４は、ＤＭＤの被加工物に対するｘ軸方向の揺動を、その揺動速度を、揺動の中心を原点として指数関数的に高めて被加工物を露光する工程を説明する図であり、図１４（Ａ）は、ＤＭＤのｘ軸に沿う変位に対する揺動速度の変化を図１１（Ａ）に倣って示す。図１４（Ａ）に示されたｘ軸上の原点（ｘ＝０）は、揺動の中心にあるＤＭＤ（例えば、その中心）のｘ軸における位置を示す。図１４（Ａ）から明らかなように、ＤＭＤの揺動速度は、ＤＭＤのｘ軸における変位に対して、指数関数「ｘn」（但し、ｎは偶数）の値に比例して変化し、揺動の中心（ｘ＝０）から離れるに従い高くなる。また、揺動の中心（ｘ＝０）にて揺動速度は「０」と示されるも、そこでＤＭＤの変位は止まらず、揺動範囲の端に向けて徐々に加速される。
【００６０】
一方、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）に示す如く揺動されるＤＭＤの微小反射鏡の一つから被加工物に照射される光の強度プロファイルを、図１１（Ｂ）に倣って示す。ＤＭＤの揺動速度は、上記指数関数のｎが大きくなるほど、揺動の中心から緩やかに高まり、揺動範囲の両端において急峻に上昇する。このため、被加工物が光線に照射される時間は、ＤＭＤの揺動範囲の大部分で揺動の中心における照射時間の７０％以上となり、揺動範囲の両端で急峻に減少する。従って、被加工物は概ね一様に露光される。換言すれば、図１３（Ａ）に示されるＤＭＤの揺動で生じた不完全な露光領域（ハーフトーン露光される領域として上述された）は、図１４（Ａ）に示されるＤＭＤの揺動で被加工物に形成される露光領域には生じ難い。このため、図１４（Ａ）に示すＤＭＤの揺動でポジ型レジストを露光し、これを現像すると、露光されたポジ型レジストは略完全に除去される。
【００６１】
図１１（Ａ）乃至図１４（Ｂ）を参照して上述したＤＭＤの揺動は、被加工物に対してｘ軸方向に行うのみならず、当該ｘ軸及びＤＭＤの微小反射鏡で反射される光の進行方向（ｚ軸）に交差するｙ軸方向に行うこともできる。また、ＤＭＤの揺動は、ｘ軸やｙ軸に沿ったＤＭＤの往復運動や、これらの軸の少なくとも一つを中心としたＤＭＤ主面の傾斜度変化で行える。従って、これらのＤＭＤの揺動を組み合わせ、さらにＤＭＤによる光の反射方向を制御することで、ホトマスクを用いることなく被加工物に所望の露光パターンが形成される。また、マイクロレンズアレイや焦点合わせレンズにより、ＤＭＤの微小反射鏡の各々から被加工物に照射される光線の断面を縮小することで、被加工物に露光パターンをサブミクロン（０．１μｍ）又はそれ以下の精度で形成することが可能となる。
【００６２】
上記したように、ＤＭＤの揺動速度を変えることにより、被加工物、例えばレジスト上に任意の露光パターンが形成される。また、ＤＭＤの微小反射鏡の各々から被加工物に入射する光線の断面が円の場合は、上述したＤＭＤの揺動速度を矩形断面の光線でのそれの５０乃至１００倍に高めるとよい。このとき、ＤＭＤの揺動周期が短くなった分、その揺動頻度を高めれば、円形断面の光線で描かれる露光領域の露光量の「ムラ」が抑えられる。
【００６３】
一方、図２を参照して説明したように、ＤＭＤの主面に二次元的に配置される複数の微小反射鏡（マイクロミラー）４０の隣接する一対の間には、間隙が形成される。図２には、その一例として、ｙ軸方向に隣接する一対の微小反射鏡４０の間に生じる間隙がΔｄとして示される。このΔｄの間隙は、当該一対の微小反射鏡４０（その各々で反射される光線）により被加工物（被加工面）に形成される一対の露光領域を、被加工面内にてｙ軸方向に結合させる工程において、この一対の露光領域の間（接点となる部分）に充分に露光されない領域や全く露光されない領域を発生させる。
【００６４】
被加工面における当該一対の露光領域の結合が意図された部分に生じる言わば「露光の切れ目（Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ  ｏｆ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）」を解消する上で、図１２（Ａ）に示すＤＭＤの揺動が推奨されることを既に記したが、ここではその代替手法として、ＤＭＤの揺動範囲の一部において、他の部分よりも揺動頻度を高くすることを推奨する。この手法は、ＤＭＤの揺動範囲の上記「露光の切れ目」が生じる範囲において、ＤＭＤの揺動をその速度を高めて繰り返す。
【００６５】
例えば、図２に示すｙ軸方向に隣接する一対の微小反射鏡４０の各々で被加工面に形成される一対の露光領域を、これらが配置されるＤＭＤの主面をｙ軸方向に揺動させて結合させる場合、当該微小反射鏡４０の間の間隙Δｄに起因する露光パターンの不連続は、ＤＭＤの主面を間隙Δｄ分だけｙ軸方向に高速で揺動させることで解消される。被加工面に照射される光線の断面が円形の場合は、ＤＭＤの揺動ストローク（揺動頻度）を適宜調整する。
【００６６】
上記した手法により被加工物を露光することで、ホトマスクを用いた通常の露光方法では困難であった被加工面のハーフ露光パターンのコントラスト向上が達成され、そのパターン精度も向上できた。これらの結果に鑑みれば、本発明による表示装置の製造方法は、表示装置の大型化に伴う加工面（表示画面）の対角線的拡張（Ｄｉａｇｏｎａｌ  Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）に充分に追従し、加工面が斯様に拡張されても、これに高精細の露光パターンを直接描画できる。
【００６７】
また、（１）ＤＭＤを構成するマイクロミラーを凹面鏡とすることで更に高精細パターニングを可能とすることができる。（２）ｘｙ揺動のとき速度変調をかけることにより、複雑なパターンに対応できる。（３）マイクロレンズアレイをブロックに分割し、ブロックごとの曲率を変えることで露光の収差を調整することができる。
【実施例２】
【００６８】
図１５は、本発明による表示装置の製造方法に用いられる製造装置を構成する光学系の他の構成を示す図である。図１５において、参照符号１１は光源１の光を拡大して平行な光速とするレンズ、１２と１３は縮小レンズ、図１と同一符号は同一機能部分に対応する。図１５に示したように、マイクロレンズアレイ３の前後に拡大レンズ１１と縮小レンズ１２，１３を配置することによって、ＤＭＤ４のマイクロミラー（図３に示す微小反射鏡４０）よりもマイクロレンズアレイ３の各ブロックのレンズサイズを大きくすることが可能である。
【００６９】
マイクロレンズアレイ３は、図４乃至図９を参照して説明したように、その主面（実施例１ではｘ−ｙ平面とも記した）に複数の凸部（又は凹部）が形成される。この凸部（又は凹部）の各々が、マイクロレンズアレイ３のブロックと呼ばれ、図１５において、マイクロレンズアレイ３の光出射面に複数のドーム状の凸部として示される。マイクロレンズアレイ３のブロックは、実施例１で述べたレンズ（マイクロレンズ）として機能し、これを透過した光は、図１５に示された３つのブロックから縮小レンズ１２に向けて延びる破線のごとく、ブロック毎に収斂される。これにより、マイクロレンズアレイ３から複数の光線が出射され、ＤＭＤ４の主面に配置された複数の微小反射鏡４０の各々には、当該複数の光線のこれに対応した一つが入射する。
【００７０】
既に投射型表示装置として実用化されたＤＭＤには、上述の特許文献１や特許文献２に示されるように、その主面には画素毎に微小反射鏡（マイクロミラー）が設けられ、さらに光源に対して微小反射鏡に覆われるように当該微小反射鏡を制御する回路が形成されている。本発明では、このようなＤＭＤを被加工物の露光に用いるため、これに組み合わされる光源の発光波長も投射型表示装置におけるそれに比べて短くなる。投射型表示装置では、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のいずれかの可視光がＤＭＤの主面に入射するが、本発明による表示装置の製造方法では、例えば、紫外領域の光をＤＭＤの主面に入射させる。
【００７１】
可視光に比べて波長が短い紫外光は物体に吸収され易いため、ＤＭＤの主面に配置された微小反射鏡の隣接する一対の間から微小反射鏡の制御回路に入射すると、当該回路に設けられたトランジスタの半導体層に予期せぬ電流を発生させる。光源１からの光をマイクロレンズアレイ３のブロックで複数の光線に収斂させる一つの目的は、微小反射鏡から逸れてその制御回路に入射する光を当該微小反射鏡の主面にむけることにある。
【００７２】
一方、上述したように、微小反射鏡は例えば１０μｍ×１０μｍの矩形の主面を有する。このため、マイクロレンズアレイ３の主面に配置される複数のブロックも、その各々を１０μｍ×１０μｍの矩形の領域に形成することが要請される。しかし、収斂性の高いレンズ（ブロック）を１０μｍ×１０μｍの微小な矩形領域に高い精度で形成することは難しい。
【００７３】
これに対し、図１５に示す如く、マイクロレンズアレイ３とＤＭＤ４との間に、マイクロレンズアレイ３から出射される光の断面を縮小する光学系（縮小レンズ１２，１３）を設けることにより、マイクロレンズアレイ３の主面にて個々のブロックを形成する領域は拡げられる。例えば、この領域が２０μｍ×２０μｍの矩形に広がれば、ここに収斂性の高いレンズ（ブロック）を高い精度で形成できる。換言すれば、図１５に示す本実施例の光学系は、マイクロレンズアレイ３の各ブロックのレンズサイズを大きくすることを許容するため、マイクロレンズアレイ３の製造工程におけるレンズの加工精度を上げる利点をもたらす。
【００７４】
１０μｍ×１０μｍの矩形主面を各々有する複数の微小反射鏡がｘ軸方向及びこれに交差するｙ軸方向に配置されたＤＭＤには、微小反射鏡の各々に対して収斂された複数の光線を、その夫々の光軸をｘ軸方向及びｙ軸方向に１０μｍずつ離して入射させることが要請される。一方、図１５に示す如く、光源１からの光を、拡大レンズ１１でコリメート（ｃｏｌｌｉｍａｔｅ）してマイクロレンズアレイ３主面の２０μｍ×２０μｍの矩形領域毎に形成された複数のレンズ（ブロック）を通すと、複数の光線がその夫々の光軸をｘ軸方向及びｙ軸方向に２０μｍずつ離した状態でマイクロレンズアレイ３から出射される。縮小レンズ１２，１３として図１５に例示される光学系は、これら複数の光線の光軸をｘ軸方向及びｙ軸方向に離す間隔を２０μｍから１０μｍに縮め、ＤＭＤ４の微小反射鏡毎に複数の光線を一つずつ入射させる。
【００７５】
さらに、マイクロレンズアレイ３の複数のブロックで収斂された複数の光線の断面積を１／４に縮小する。このように断面積を縮小された複数の光線を、ＤＭＤ４の微小反射鏡で各々反射させ、図１に示す焦点合わせレンズ５，６を通して被加工物（レジスト８）に入射させることにより、被加工物上にはより微細な露光領域が形成される。従って、図１５に示す本実施例の光学系は、被加工物に微細な露光パターンを描画するにも好適である。
【００７６】
上記した各実施例で説明したように、マイクロレンズで縮小した不連続のスポット光を反射ミラー中央部に照射するので、反射ミラーの間隙に光源からの強い光が入り込むことがないため、特許文献３に記載されたようなＤＭＤ基板の損傷防止用遮光マスクは不要である。
【００７７】
また、ＤＭＤと被写体の間にマイクロレンズアレイを配置して３６５ｎｍ（ｉ線）単線露光やそれ以下の短波長の露光光を使用しても、ＤＭＤのマイクロミラーの間隙に当該露光光の入り込みが防止され、ＤＭＤ基板の損傷が防止される。
【００７８】
このように、本発明の実施例によれば、ＤＭＤミラーとマイクロレンズの加工限界以下の解像度を得ることができる。光源径をマイクロレンズで縮小させるので、反射ミラーの間隙に光が入り込むことがなくなる。その結果、遮蔽マスクなしでもＤＭＤ基板の損傷が防げる。また短波長光源の使用が可能になる。
【００７９】
図１６は、本発明の表示装置の製造方法を適用する薄膜トランジスタ基板の一例を説明する模式平面図である。この薄膜トランジスタ基板は、ガラス基板４０１上に画素領域４０２、信号処理回路４０３、水平方向走査回路４０４、垂直方向走査回路４０５、昇圧回路等の周辺回路４０６、入力パッド４０７が配置される。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明による表示装置の製造方法に用いられる製造装置を構成する光学系の構成を示す図である。
【図２】ＤＭＤの上面図である。
【図３】ＤＭＤの断面図である。
【図４】マイクロレンズアレイの製作を説明する図ポジ型ホトレジスト（たとえば、アクリル樹脂系）を塗布した透明基板
【図５】マイクロレンズアレイの製作用の露光マスクの説明図である。
【図６】マイクロレンズアレイの製作時における露光プロファイルを説明する図である。
【図７】露光後の現像・乾燥工程を経たマイクロレンズの形状を説明する図である。
【図８】現像・乾燥工程後の加熱処理によるマイクロレンズの形状を説明する図である。
【図９】露光量と熱変形量の関係を示す図である。
【図１０】揺動停止（静止）状態にあるＤＭＤで反射される光による被加工物（レジスト）の照射に関する説明図であり、（Ａ）は被加工物（レジスト）の面（ｘ−ｙ平面）における当該ＤＭＤの微小反射鏡の一つで反射される光で露光される領域（矩形部分）を示す説明図、（Ｂ）は当該露光領域及びその周辺における光の照射強度をｘ軸方向に示すプロファイルである。
【図１１】ＤＭＤをＸ方向に定速二段（Ｄｕａｌ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ−ｒａｔｅ）で揺動させる実施例の説明図であって、（Ａ）はＤＭＤの揺動速度（Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ  Ｒａｔｅ）を、ＤＭＤがその揺動の中心に位置する（例えば、静止状態にある）ときの当該ＤＭＤの中心の位置を「Ｘ＝０」として示す説明図であり、（Ｂ）は斯様に揺動されるＤＭＤの微小反射鏡の一つから被加工物（レジスト）に照射される光の強度プロファイルを、ＤＭＤがその揺動の中心に位置する（例えば、静止状態にある）ときの被加工物における光線の照射位置を「Ｘ＝０」として示す説明図である。
【図１２】ＤＭＤをＸ方向に定速二段で揺動させる他の実施例の説明図であって、（Ａ）はＤＭＤの揺動速度を図１１（Ａ）に倣って示す説明図であり、（Ｂ）は当該ＤＭＤの微小反射鏡の一つから被加工物に照射される光の強度プロファイルを図１１（Ｂ）に倣って示す説明図である。
【図１３】ＤＭＤのＸ方向の揺動を、その揺動範囲（当該ＤＭＤの中心の変位）をθ＝−３π／２〜＋π／２（揺動の中心ではθ＝−π／２）と定義して、その揺動速度を「ｓｉｎθ＋１」の値に合わせて変化させて行う実施例の説明図であって、（Ａ）はＤＭＤの揺動速度を図１１（Ａ）に倣って示す説明図であり、（Ｂ）は当該ＤＭＤの微小反射鏡の一つから被加工物に照射される光の強度プロファイルを図１１（Ｂ）に倣って示す説明図である。
【図１４】ＤＭＤのＸ方向の揺動を、その揺動の中心における当該ＤＭＤの中心の位置を「Ｘ＝０」とし、その揺動速度を指数関数「ｘn」（但し、ｎは偶数）の値に合わせて変化させて行う実施例の説明図であって、（Ａ）はＤＭＤの揺動速度を図１１（Ａ）に倣って示す説明図であり、（Ｂ）は当該ＤＭＤの微小反射鏡の一つから被加工物に照射される光の強度プロファイルを図１１（Ｂ）に倣って示す説明図である。
【図１５】本発明による表示装置の製造方法に用いられる製造装置を構成する光学系の他の構成を示す図である。
【図１６】本発明の表示装置の製造方法を適用する薄膜トランジスタ基板の一例を説明する模式平面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１・・・光源、２・・・反射板、３・・・マイクロレンズアレイ、４・・・空間光変調器（デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ））、５，６・・・焦点合わせレンズ、７・・・基板、８・・・ホトレジスト、９・・・信号回路、１０・・・揺動装置。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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