JP3043956B2 - 空間光変調素子、その製造方法及び投射型ディスプレイ - Google Patents
空間光変調素子、その製造方法及び投射型ディスプレイInfo
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- JP3043956B2 JP3043956B2 JP6195222A JP19522294A JP3043956B2 JP 3043956 B2 JP3043956 B2 JP 3043956B2 JP 6195222 A JP6195222 A JP 6195222A JP 19522294 A JP19522294 A JP 19522294A JP 3043956 B2 JP3043956 B2 JP 3043956B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光演算装置、投射型デ
ィスプレイ等に用いられる空間光変調素子、およびその
製造方法、さらには空間光変調素子を用いた投射型ディ
スプレイに関する。
ィスプレイ等に用いられる空間光変調素子、およびその
製造方法、さらには空間光変調素子を用いた投射型ディ
スプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶層を用いた光アドレス型の空間光変
調素子（以下、空間光変調素子といえば、特にことわら
ない限りこの光アドレス型のものさす）の基本的な構造
は、光導電体層と電界の印加により光の透過率が変化す
る液晶層を対向する２つの透明導電性電極で挟み込んだ
ものである。この素子の駆動は、両透明導電性電極間に
外部から電圧を印加することによってなされる。そし
て、この状態で光導電層に書き込み光を照射すると、光
導電体層の電気抵抗が変化して液晶層に印加される電圧
が変化し、この電圧の大きさに応じて液晶層を通過する
読み出し光が変調される。この動作を使って、光のしき
い値処理、波長変換、インコヒーレント／コヒーレント
変換、画像メモリなどの機能を実現することができるた
め、空間光変調素子は光情報処理のキー・デバイスとし
て位置づけられている。また、光強度の大きい読み出し
光を書き込み光とは反対の方向から入射し、書き込んだ
内容を反射型で読み出せば、光増幅機能をも実現するこ
とができる。そのため、投射型ディスプレイとしても応
用することができ、汎用性に優れた素子として期待され
ている。
調素子（以下、空間光変調素子といえば、特にことわら
ない限りこの光アドレス型のものさす）の基本的な構造
は、光導電体層と電界の印加により光の透過率が変化す
る液晶層を対向する２つの透明導電性電極で挟み込んだ
ものである。この素子の駆動は、両透明導電性電極間に
外部から電圧を印加することによってなされる。そし
て、この状態で光導電層に書き込み光を照射すると、光
導電体層の電気抵抗が変化して液晶層に印加される電圧
が変化し、この電圧の大きさに応じて液晶層を通過する
読み出し光が変調される。この動作を使って、光のしき
い値処理、波長変換、インコヒーレント／コヒーレント
変換、画像メモリなどの機能を実現することができるた
め、空間光変調素子は光情報処理のキー・デバイスとし
て位置づけられている。また、光強度の大きい読み出し
光を書き込み光とは反対の方向から入射し、書き込んだ
内容を反射型で読み出せば、光増幅機能をも実現するこ
とができる。そのため、投射型ディスプレイとしても応
用することができ、汎用性に優れた素子として期待され
ている。
【０００３】現在、実用化されている投射型ディスプレ
イの方式としては、この光アドレス型空間光変調素子を
用いたものの他に、高輝度３管ＣＲＴ（陰極線管）によ
る投射、およびアクティブマトリックス液晶ライトバル
ブを高輝度光源で投射するものがある。ＣＲＴによる方
法は、対角５〜７インチのＲ、Ｇ、Ｂ３本の高輝度ＣＲ
Ｔに画像を表示し、その画像を３本の投射レンズでスク
リーン上に投射して合成し、カラー画像を得るもので、
投影装置の重量が重い、高輝度表示のため解像度が低い
などの問題がある。また、アクティブマトリックス液晶
ライトバルブの方法は、Ｒ、Ｇ、Ｂ３枚の液晶パネルま
たはＲ、Ｇ、Ｂカラーフィルターを一体化した１枚の液
晶パネルに画像を表示し、メタルハライドランプやハロ
ゲンランプなどの高輝度のバックライト光源で読みだ
し、スクリーン上に投影するもので、ＣＲＴによる方法
に対し、投影装置を小型軽量にできる利点がある。しか
し、高解像度の画像を得るためには、液晶パネルの画素
サイズを小さくせねばならず、このため、画素の大きさ
に対する遮光領域(アクティブマトリックス駆動のため
のトランジスタ部分)の割合が大きくなり画素の開口率
が低下して画像が暗くなるという問題がある。以上のよ
うに、解像度と明るさは反比例の関係にあり、ＣＲＴお
よびアクティブマトリックス液晶ライトバルブを用いた
プロジェクションディスプレイではこれらを両立するこ
とができなかった。一方、光アドレス型空間光変調素子
を用いた場合は、光導電体層にＣＲＴで画像を入力し、
その画像を液晶層側から高輝度光源によって反射型で読
み出し、投射レンズによってスクリーン上に投影する方
式である。この方式は、小型軽量で、かつ高解像度で明
るい画面を提供でき、従来のディスプレイがもつ、明る
さと解像度の問題を解決できる画期的な方法である。
イの方式としては、この光アドレス型空間光変調素子を
用いたものの他に、高輝度３管ＣＲＴ（陰極線管）によ
る投射、およびアクティブマトリックス液晶ライトバル
ブを高輝度光源で投射するものがある。ＣＲＴによる方
法は、対角５〜７インチのＲ、Ｇ、Ｂ３本の高輝度ＣＲ
Ｔに画像を表示し、その画像を３本の投射レンズでスク
リーン上に投射して合成し、カラー画像を得るもので、
投影装置の重量が重い、高輝度表示のため解像度が低い
などの問題がある。また、アクティブマトリックス液晶
ライトバルブの方法は、Ｒ、Ｇ、Ｂ３枚の液晶パネルま
たはＲ、Ｇ、Ｂカラーフィルターを一体化した１枚の液
晶パネルに画像を表示し、メタルハライドランプやハロ
ゲンランプなどの高輝度のバックライト光源で読みだ
し、スクリーン上に投影するもので、ＣＲＴによる方法
に対し、投影装置を小型軽量にできる利点がある。しか
し、高解像度の画像を得るためには、液晶パネルの画素
サイズを小さくせねばならず、このため、画素の大きさ
に対する遮光領域(アクティブマトリックス駆動のため
のトランジスタ部分)の割合が大きくなり画素の開口率
が低下して画像が暗くなるという問題がある。以上のよ
うに、解像度と明るさは反比例の関係にあり、ＣＲＴお
よびアクティブマトリックス液晶ライトバルブを用いた
プロジェクションディスプレイではこれらを両立するこ
とができなかった。一方、光アドレス型空間光変調素子
を用いた場合は、光導電体層にＣＲＴで画像を入力し、
その画像を液晶層側から高輝度光源によって反射型で読
み出し、投射レンズによってスクリーン上に投影する方
式である。この方式は、小型軽量で、かつ高解像度で明
るい画面を提供でき、従来のディスプレイがもつ、明る
さと解像度の問題を解決できる画期的な方法である。
【０００４】現在、空間光変調素子として最も高感度、
高速応答で、かつ、動作電圧が小さく使い易いのは、光
導電体層として水素化非晶質シリコン（以下、ａ−Ｓ
ｉ：Ｈと略記する）薄膜を用い、液晶層として強誘電性
液晶（以下、ＦＬＣと略記する）を用いたタイプのもの
である。この一例の断面図を、図１０に示す（ジー．モ
デル 他 アプライド フィジックス レター ５５巻
１９８９年 ５３７頁、Ｇ．Ｍｏｄｄｅｌ ｅｔ ａ
ｌ．， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．５５，
（１９８９） ｐ．５３７ ）。この素子は、光導電体
層１００１がａ−Ｓｉ：Ｈ膜で構成されたｐｉｎダイオ
ードであり、これと反射鏡１００２及びＦＬＣ液晶層１
００３を透明導電性電極１００４、１００５を形成した
ガラス基板１００６、１００７で挟み込んだ構造をして
いる。また、このような空間光変調素子を搭載し、これ
に画像を書き込む手段としてＣＲＴを使用した投射型デ
ィスプレイが報告されている（エム・ボーン他、エス・
アイ・ディ９１ダイジェスト 254-256頁, M.Bone et a
l. SID Digest pp.254-256.）。
高速応答で、かつ、動作電圧が小さく使い易いのは、光
導電体層として水素化非晶質シリコン（以下、ａ−Ｓ
ｉ：Ｈと略記する）薄膜を用い、液晶層として強誘電性
液晶（以下、ＦＬＣと略記する）を用いたタイプのもの
である。この一例の断面図を、図１０に示す（ジー．モ
デル 他 アプライド フィジックス レター ５５巻
１９８９年 ５３７頁、Ｇ．Ｍｏｄｄｅｌ ｅｔ ａ
ｌ．， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．５５，
（１９８９） ｐ．５３７ ）。この素子は、光導電体
層１００１がａ−Ｓｉ：Ｈ膜で構成されたｐｉｎダイオ
ードであり、これと反射鏡１００２及びＦＬＣ液晶層１
００３を透明導電性電極１００４、１００５を形成した
ガラス基板１００６、１００７で挟み込んだ構造をして
いる。また、このような空間光変調素子を搭載し、これ
に画像を書き込む手段としてＣＲＴを使用した投射型デ
ィスプレイが報告されている（エム・ボーン他、エス・
アイ・ディ９１ダイジェスト 254-256頁, M.Bone et a
l. SID Digest pp.254-256.）。
【０００５】光導電体層を構成するａ−Ｓｉ：Ｈ膜の成
膜にはプラズマ化学的気相成長法（以下、ＣＶＤと略記
する）が用いられるが、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の光導電性は成
膜時の基板温度に強く依存する。周知なことであるが、
ａ−Ｓｉ：Ｈの成膜時の基板温度は、２００〜３００℃
の範囲に設定されるのが最も好ましく、３００℃以上ま
たは１８０℃以下では膜中のダングリングボンド密度が
増加してしまうため好ましくない。何故なら、ダングリ
ングボンドは、キャリヤをトラップまたは再結合させる
欠陥として働くため、ダングリングボンド密度の増加
は、光導電性を著しく低下させるからである。空間光変
調素子における光導電体層の機能は、書き込み光の照射
により光励起キャリヤを発生して液晶層側へ輸送するこ
とであり、そのため、光導電体層は空間光変調素子の感
度および応答速度を決める重要な構成要素として位置づ
けられている。従って、光導電体層には高い光導電性が
要求されており、この高い光導電性を得るため、ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ膜は、プラズマＣＶＤ法または反応性スパッタ法
において、基板を２００〜３００℃の範囲に加熱した状
態で成膜されていた。
膜にはプラズマ化学的気相成長法（以下、ＣＶＤと略記
する）が用いられるが、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の光導電性は成
膜時の基板温度に強く依存する。周知なことであるが、
ａ−Ｓｉ：Ｈの成膜時の基板温度は、２００〜３００℃
の範囲に設定されるのが最も好ましく、３００℃以上ま
たは１８０℃以下では膜中のダングリングボンド密度が
増加してしまうため好ましくない。何故なら、ダングリ
ングボンドは、キャリヤをトラップまたは再結合させる
欠陥として働くため、ダングリングボンド密度の増加
は、光導電性を著しく低下させるからである。空間光変
調素子における光導電体層の機能は、書き込み光の照射
により光励起キャリヤを発生して液晶層側へ輸送するこ
とであり、そのため、光導電体層は空間光変調素子の感
度および応答速度を決める重要な構成要素として位置づ
けられている。従って、光導電体層には高い光導電性が
要求されており、この高い光導電性を得るため、ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ膜は、プラズマＣＶＤ法または反応性スパッタ法
において、基板を２００〜３００℃の範囲に加熱した状
態で成膜されていた。
【０００６】ＣＲＴを書き込み光源として使用した投射
型ディスプレイでは、空間光変調素子に画像を書き込む
ために対角７インチ以上のＣＲＴが使用されており、ま
た、このＣＲＴの発光波長は６００ｎｍ以上であった。
型ディスプレイでは、空間光変調素子に画像を書き込む
ために対角７インチ以上のＣＲＴが使用されており、ま
た、このＣＲＴの発光波長は６００ｎｍ以上であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来例として挙げた図
１０の空間光変調素子に使用されているｐｉｎダイオー
ド構成の光導電体層１００１において、逆バイアス下で
書き込み光が照射された状態を説明する。このとき、書
き込み光のほとんどはｐ／ｉ層中で吸収されてしまう
が、その一部はｎ層で吸収されるか、又はｎ層を透過し
て反射鏡１００２で反射され、再びｉ層中に戻ってく
る。ｎ層は低抵抗であるため、逆バイアス下でも空乏層
は広がっておらず、その結果、ｎ層中での光吸収によっ
て発生した電子・正孔対は電界によりドリフトしないた
め、光導電体層１００１中を流れる光電流としては寄与
しない。また、反射鏡１００２で反射してｉ層に戻って
くる光は、光生成キャリヤを横方向に広げる結果となる
ため、書き込まれた画像の解像度を劣化させるという問
題がある。また、一定強度の光の入射に対して光導電体
層中に流れる光電流が大きければ大きいほど、液晶層を
スイッチングさせるのに必要な書き込み光の強度は小さ
くてすむ、すなわち、空間光変調素子の感度は高くな
る。従って、従来例の空間光変調素子に使用されていた
光導電体層は、書き込み光を有効に使用しておらず、空
間光変調素子の感度を小さくしていた。
１０の空間光変調素子に使用されているｐｉｎダイオー
ド構成の光導電体層１００１において、逆バイアス下で
書き込み光が照射された状態を説明する。このとき、書
き込み光のほとんどはｐ／ｉ層中で吸収されてしまう
が、その一部はｎ層で吸収されるか、又はｎ層を透過し
て反射鏡１００２で反射され、再びｉ層中に戻ってく
る。ｎ層は低抵抗であるため、逆バイアス下でも空乏層
は広がっておらず、その結果、ｎ層中での光吸収によっ
て発生した電子・正孔対は電界によりドリフトしないた
め、光導電体層１００１中を流れる光電流としては寄与
しない。また、反射鏡１００２で反射してｉ層に戻って
くる光は、光生成キャリヤを横方向に広げる結果となる
ため、書き込まれた画像の解像度を劣化させるという問
題がある。また、一定強度の光の入射に対して光導電体
層中に流れる光電流が大きければ大きいほど、液晶層を
スイッチングさせるのに必要な書き込み光の強度は小さ
くてすむ、すなわち、空間光変調素子の感度は高くな
る。従って、従来例の空間光変調素子に使用されていた
光導電体層は、書き込み光を有効に使用しておらず、空
間光変調素子の感度を小さくしていた。
【０００８】一方、空間光変調素子の光導電体層を構成
するａ−Ｓｉ：Ｈ膜のプラズマＣＶＤ法による成膜プロ
セスの大きな流れは、先ず成膜する基板を真空容器内に
配置して２００〜３００℃の温度に加熱し、所定の膜厚
のａ−Ｓｉ：Ｈを成膜した後、室温付近まで冷却して取
り出す、というものである。しかし、このプロセスにお
いて、基板の加熱と冷却にそれぞれ１時間以上の時間を
要しており、成膜に必要な時間と同じまたはそれ以上の
時間を費やしてしまっている。加熱時間を短くするに
は、単純にヒーターに流す電流を増加して温度上昇速度
を速めてやれば良いが、加熱時間が短いとムラの無い均
一な画像を出力できる空間光変調素子が得られない問題
がある。何故なら、通常、量産性を上げるために多数の
基板が一度にセットされているため、加熱時間が短い
と、熱の伝導が平衡状態に到達しきれず、基板温度の均
一性が悪く、光導電体層の光感度にムラを生ずるためで
ある。結局、均一な基板温度を得るためには、どうして
も１時間程度の加熱時間が必要であり、温度上昇速度を
速めてやっても加熱時間の短縮はできない。また、冷却
時間を短縮するために、水冷を使って基板を冷却してや
ればよいが、急冷によって膜の応力が大きくなり、膜剥
がれやクラックを生じてしまう問題があった。そのた
め、成膜後の基板は徐冷する必要があり、冷却にも少な
くとも１時間程度の時間を要してしまっていた。そのた
め、成膜に要する時間を短くするためにａ−Ｓｉ：Ｈの
成膜速度を速めても、加熱・冷却時間に律速されてしま
い、空間光変調素子の量産性は低く、実用的でないとい
う問題があった。
するａ−Ｓｉ：Ｈ膜のプラズマＣＶＤ法による成膜プロ
セスの大きな流れは、先ず成膜する基板を真空容器内に
配置して２００〜３００℃の温度に加熱し、所定の膜厚
のａ−Ｓｉ：Ｈを成膜した後、室温付近まで冷却して取
り出す、というものである。しかし、このプロセスにお
いて、基板の加熱と冷却にそれぞれ１時間以上の時間を
要しており、成膜に必要な時間と同じまたはそれ以上の
時間を費やしてしまっている。加熱時間を短くするに
は、単純にヒーターに流す電流を増加して温度上昇速度
を速めてやれば良いが、加熱時間が短いとムラの無い均
一な画像を出力できる空間光変調素子が得られない問題
がある。何故なら、通常、量産性を上げるために多数の
基板が一度にセットされているため、加熱時間が短い
と、熱の伝導が平衡状態に到達しきれず、基板温度の均
一性が悪く、光導電体層の光感度にムラを生ずるためで
ある。結局、均一な基板温度を得るためには、どうして
も１時間程度の加熱時間が必要であり、温度上昇速度を
速めてやっても加熱時間の短縮はできない。また、冷却
時間を短縮するために、水冷を使って基板を冷却してや
ればよいが、急冷によって膜の応力が大きくなり、膜剥
がれやクラックを生じてしまう問題があった。そのた
め、成膜後の基板は徐冷する必要があり、冷却にも少な
くとも１時間程度の時間を要してしまっていた。そのた
め、成膜に要する時間を短くするためにａ−Ｓｉ：Ｈの
成膜速度を速めても、加熱・冷却時間に律速されてしま
い、空間光変調素子の量産性は低く、実用的でないとい
う問題があった。
【０００９】ＣＲＴによる画像書き込みを行った従来の
投射型ディスプレイでは、６００ｎｍ以上の長波長の光
を使って画像書き込みを行っている。この波長に対する
ａ−Ｓｉ：Ｈの吸収係数は小さいため、この光を全部吸
収するためには、光導電体層は少なくとも２μｍ以上の
膜厚を必要とする。通常、液晶層にＦＬＣを用いた空間
光変調素子の場合、光導電体層の膜厚は２−３μｍ程度
であり、書き込み光の吸収には問題が無い。しかし、ａ
−Ｓｉ：Ｈは電子の移動度が正孔の移動度に比べて２桁
以上大きく、かつ正孔の捕獲中心（トラップともいう）
は電子に比べてエネルギ的に深いため、光導電体層に流
れる光電流の応答が遅く、出力画像に残像や焼き付き現
象を生じる問題があった。また、６００ｎｍ以下の短波
長で発光するＣＲＴを使用した場合、ｐ型ａ−Ｓｉ：Ｈ
層での光吸収が大きく、画像を書き込むためには大きな
光量を必要とする。しかし、小さなＣＲＴで高輝度の画
像を出力すると解像度およびコントラストが著しく低下
してしまう。そのため、大きな光量が得られる大きなＣ
ＲＴを用いなければならなく、投射装置が大型化してし
まう問題があった。
投射型ディスプレイでは、６００ｎｍ以上の長波長の光
を使って画像書き込みを行っている。この波長に対する
ａ−Ｓｉ：Ｈの吸収係数は小さいため、この光を全部吸
収するためには、光導電体層は少なくとも２μｍ以上の
膜厚を必要とする。通常、液晶層にＦＬＣを用いた空間
光変調素子の場合、光導電体層の膜厚は２−３μｍ程度
であり、書き込み光の吸収には問題が無い。しかし、ａ
−Ｓｉ：Ｈは電子の移動度が正孔の移動度に比べて２桁
以上大きく、かつ正孔の捕獲中心（トラップともいう）
は電子に比べてエネルギ的に深いため、光導電体層に流
れる光電流の応答が遅く、出力画像に残像や焼き付き現
象を生じる問題があった。また、６００ｎｍ以下の短波
長で発光するＣＲＴを使用した場合、ｐ型ａ−Ｓｉ：Ｈ
層での光吸収が大きく、画像を書き込むためには大きな
光量を必要とする。しかし、小さなＣＲＴで高輝度の画
像を出力すると解像度およびコントラストが著しく低下
してしまう。そのため、大きな光量が得られる大きなＣ
ＲＴを用いなければならなく、投射装置が大型化してし
まう問題があった。
【００１０】本発明は、前記従来技術の課題を解決する
ため、高感度で、かつ高解像度の画像を出力できる空間
光変調素子を提供すると共に、プラズマＣＶＤ法におい
て加熱・冷却時間を殆ど必要としない光導電体層の作製
を可能とした空間光変調素子の製造方法を提供し、さら
には残像や焼き付きが無く、小型軽量化が容易な投射型
ディスプレイを提供することを目的とする。
ため、高感度で、かつ高解像度の画像を出力できる空間
光変調素子を提供すると共に、プラズマＣＶＤ法におい
て加熱・冷却時間を殆ど必要としない光導電体層の作製
を可能とした空間光変調素子の製造方法を提供し、さら
には残像や焼き付きが無く、小型軽量化が容易な投射型
ディスプレイ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】前記目的を達成するた
め、本発明の空間光変調素子は、透明導電性電極を具備
した２枚の透明絶縁性基板で挟まれた領域に、光導電体
層と液晶層と、前記光導電体層と液晶層との間に反射鏡
層を少なくとも備えた空間光変調素子において、前記光
導電体層が、下方の透明絶縁性基板側から順次積層され
た第１の非晶質半導体層と第２の非晶質半導体層とを少
なくとも備え、かつ前記第１の非晶質半導体層の屈折率
よりも第２の非晶質半導体層の屈折率が小さいことを特
徴とする。
め、本発明の空間光変調素子は、透明導電性電極を具備
した２枚の透明絶縁性基板で挟まれた領域に、光導電体
層と液晶層と、前記光導電体層と液晶層との間に反射鏡
層を少なくとも備えた空間光変調素子において、前記光
導電体層が、下方の透明絶縁性基板側から順次積層され
た第１の非晶質半導体層と第２の非晶質半導体層とを少
なくとも備え、かつ前記第１の非晶質半導体層の屈折率
よりも第２の非晶質半導体層の屈折率が小さいことを特
徴とする。
【００１２】前記構成においては、光導電体層が、下方
の透明絶縁性基板表面の透明導電性電極と第１の非晶質
半導体層との間に、前記第１の非晶質半導体層の屈折率
よりも小さい屈折率を有する第３の非晶質半導体層を備
えることが好ましい。
の透明絶縁性基板表面の透明導電性電極と第１の非晶質
半導体層との間に、前記第１の非晶質半導体層の屈折率
よりも小さい屈折率を有する第３の非晶質半導体層を備
えることが好ましい。
【００１３】また前記構成においては、第１の非晶質半
導体層の屈折率が３．２以上４．５以下であることが好
ましい。また前記構成においては、第２の非晶質半導体
層の屈折率が１．４以上３．２以下であることが好まし
い。
導体層の屈折率が３．２以上４．５以下であることが好
ましい。また前記構成においては、第２の非晶質半導体
層の屈折率が１．４以上３．２以下であることが好まし
い。
【００１４】また前記構成においては、光導電体層が整
流性を有することが好ましい。また前記構成において
は、第１の非晶質半導体層がシリコンを主成分とする合
金層であることが好ましい。さらには、第１の非晶質半
導体層が、水素、ハロゲン及び酸素から選ばれる少なく
とも１つの元素を含むことが好ましい。
流性を有することが好ましい。また前記構成において
は、第１の非晶質半導体層がシリコンを主成分とする合
金層であることが好ましい。さらには、第１の非晶質半
導体層が、水素、ハロゲン及び酸素から選ばれる少なく
とも１つの元素を含むことが好ましい。
【００１５】また前記構成においては、第１の非晶質半
導体層が、水素化非晶質シリコン、水素化非晶質ゲルマ
ニウム、水素化非晶質シリコンゲルマニウム、及び水素
化非晶質炭化ゲルマニウムから選ばれる少なくとも１つ
の合金層であることが好ましい。
導体層が、水素化非晶質シリコン、水素化非晶質ゲルマ
ニウム、水素化非晶質シリコンゲルマニウム、及び水素
化非晶質炭化ゲルマニウムから選ばれる少なくとも１つ
の合金層であることが好ましい。
【００１６】また前記構成においては、第１の非晶質半
導体層に、Ｂ、Ａｌ及びＧａから選ばれる少なくとも１
つのｐ型不純物を存在させることが好ましい。また前記
構成においては、第２の非晶質半導体層が、ゲルマニウ
ムを主成分とする合金層であることが好ましい。
導体層に、Ｂ、Ａｌ及びＧａから選ばれる少なくとも１
つのｐ型不純物を存在させることが好ましい。また前記
構成においては、第２の非晶質半導体層が、ゲルマニウ
ムを主成分とする合金層であることが好ましい。
【００１７】また前記構成においては、第２の非晶質半
導体層が、水素化非晶質シリコン、水素化非晶質窒化ゲ
ルマニウム、水素化非晶質窒化シリコンゲルマニウム、
水素化非晶質シリコンカーバイド、水素化非晶質炭化ゲ
ルマニウム、水素化非晶質窒化シリコン、水素化非晶質
酸化シリコン、及び水素化非晶質カーボンから選ばれる
少なくとも１つの合金層であることが好ましい。さらに
は、第２の非晶質半導体層に、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ及びＳｅ
から選ばれる少なくとも１つのｎ型不純物を存在させる
ことが好ましい。さらには、水素化非晶質シリコンカー
バイドの炭素含有量が、１０原子％以上４０原子％以下
であることが好ましい。
導体層が、水素化非晶質シリコン、水素化非晶質窒化ゲ
ルマニウム、水素化非晶質窒化シリコンゲルマニウム、
水素化非晶質シリコンカーバイド、水素化非晶質炭化ゲ
ルマニウム、水素化非晶質窒化シリコン、水素化非晶質
酸化シリコン、及び水素化非晶質カーボンから選ばれる
少なくとも１つの合金層であることが好ましい。さらに
は、第２の非晶質半導体層に、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ及びＳｅ
から選ばれる少なくとも１つのｎ型不純物を存在させる
ことが好ましい。さらには、水素化非晶質シリコンカー
バイドの炭素含有量が、１０原子％以上４０原子％以下
であることが好ましい。
【００１８】また前記構成においては、第３の非晶質半
導体層の厚さが、１〜３００ｎｍであることが好まし
い。また前記構成においては、第３の非晶質半導体層
が、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、及びＩｎから選ばれる少なくとも
１つのｐ型不純物を１００〜１００００ｐｐｍ含む非晶
質シリコンカーバイドであることが好ましい。
導体層の厚さが、１〜３００ｎｍであることが好まし
い。また前記構成においては、第３の非晶質半導体層
が、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、及びＩｎから選ばれる少なくとも
１つのｐ型不純物を１００〜１００００ｐｐｍ含む非晶
質シリコンカーバイドであることが好ましい。
【００１９】また前記構成においては、光導電体層の厚
さが０．５〜１０μｍの範囲であることが好ましい。ま
た前記構成においては、反射鏡層が、Ａｌ、Ａｇ、Ｍ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｇ、及びＴｉから選ばれる少なくと
も１つの金属層であることが好ましい。
さが０．５〜１０μｍの範囲であることが好ましい。ま
た前記構成においては、反射鏡層が、Ａｌ、Ａｇ、Ｍ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｇ、及びＴｉから選ばれる少なくと
も１つの金属層であることが好ましい。
【００２０】また前記構成においては、反射鏡層が島状
に形成されており、かつ前記一つの島が１個の画素に対
応していることが好ましい。さらには、島状に形成され
ている反射鏡層の間の第２の非晶質半導体層が除去され
ており、かつ除去された部分に光吸収層が存在している
ことが好ましい。さらには、第２の非晶質半導体層が除
去されている部分の下部の第１の非晶質半導体層の一部
も除去され、かつ除去された部分に光吸収層が存在して
いることが好ましい。第１の非晶質半導体層の残存する
厚さは０．０１〜１μｍの範囲であることが好ましい。
に形成されており、かつ前記一つの島が１個の画素に対
応していることが好ましい。さらには、島状に形成され
ている反射鏡層の間の第２の非晶質半導体層が除去され
ており、かつ除去された部分に光吸収層が存在している
ことが好ましい。さらには、第２の非晶質半導体層が除
去されている部分の下部の第１の非晶質半導体層の一部
も除去され、かつ除去された部分に光吸収層が存在して
いることが好ましい。第１の非晶質半導体層の残存する
厚さは０．０１〜１μｍの範囲であることが好ましい。
【００２１】また前記構成においては、光吸収層が、炭
素粒子を分散した有機高分子ポリマー、黒色顔料を配合
した有機高分子ポリマー、黒色染料を配合した有機高分
子ポリマー、アモルファスシリコンカーバイド、アモル
ファス水素化ゲルマニウム、及びアモルファス窒化ゲル
マニウムから選ばれる少なくとも一つの無機薄膜である
ことが好ましい。
素粒子を分散した有機高分子ポリマー、黒色顔料を配合
した有機高分子ポリマー、黒色染料を配合した有機高分
子ポリマー、アモルファスシリコンカーバイド、アモル
ファス水素化ゲルマニウム、及びアモルファス窒化ゲル
マニウムから選ばれる少なくとも一つの無機薄膜である
ことが好ましい。
【００２２】また前記構成においては、光吸収層の底部
に、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、及びＭｇから選ば
れる少なくとも一つの金属を含む金属遮光膜を存在させ
ることが好ましい。
に、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、及びＭｇから選ば
れる少なくとも一つの金属を含む金属遮光膜を存在させ
ることが好ましい。
【００２３】また前記構成においては、光吸収層を覆う
位置に、無機絶縁膜及び有機絶縁膜から選ばれる少なく
とも一つの電気的絶縁膜を存在させることが好ましい。
次に、本発明の空間光変調素子の製造方法は、透明導電
性電極を具備した２枚の透明絶縁性基板で挟まれた領域
に非晶質半導体層からなる光導電体層と液晶層とこれら
の層の間に反射鏡とを少なくとも備えた空間光変調素子
の製造方法であって、減圧にし得る真空容器内に所定の
ガスを導入して所定の内圧とし、前記真空容器内におい
て放電現象を生起させてプラズマを生成し、少なくとも
前記光導電体層の形成終了時に前記透明絶縁性基板の温
度が１０℃以上１８０℃以下となるように前記透明絶縁
性基板上に第１の非晶質半導体層を形成し、次に前記第
１の非晶質半導体層の屈折率よりも第２の非晶質半導体
層の屈折率が小さい前記非晶質半導体層を形成し、次い
で前記反射鏡を形成し、さらに前記液晶層を形成するこ
とを特徴とする。
位置に、無機絶縁膜及び有機絶縁膜から選ばれる少なく
とも一つの電気的絶縁膜を存在させることが好ましい。
次に、本発明の空間光変調素子の製造方法は、透明導電
性電極を具備した２枚の透明絶縁性基板で挟まれた領域
に非晶質半導体層からなる光導電体層と液晶層とこれら
の層の間に反射鏡とを少なくとも備えた空間光変調素子
の製造方法であって、減圧にし得る真空容器内に所定の
ガスを導入して所定の内圧とし、前記真空容器内におい
て放電現象を生起させてプラズマを生成し、少なくとも
前記光導電体層の形成終了時に前記透明絶縁性基板の温
度が１０℃以上１８０℃以下となるように前記透明絶縁
性基板上に第１の非晶質半導体層を形成し、次に前記第
１の非晶質半導体層の屈折率よりも第２の非晶質半導体
層の屈折率が小さい前記非晶質半導体層を形成し、次い
で前記反射鏡を形成し、さらに前記液晶層を形成するこ
とを特徴とする。
【００２４】前記構成においては、反射鏡が、光導電体
層の基板と反対側の界面と同一平面内に設けられた島状
反射鏡であり、前記島状反射鏡を形成した後、少なくと
も有機薄膜を塗布し１８０℃を越える温度で熱処理を行
うことが好ましい。
層の基板と反対側の界面と同一平面内に設けられた島状
反射鏡であり、前記島状反射鏡を形成した後、少なくと
も有機薄膜を塗布し１８０℃を越える温度で熱処理を行
うことが好ましい。
【００２５】また前記構成においては、反射鏡が誘電体
反射鏡であり、前記誘電体反射鏡を１８０℃を越える温
度で形成することが好ましい。また前記構成において
は、光導電体層形成時の透明絶縁性基板の温度が、常に
１０℃以上１８０℃以下であることが好ましい。
反射鏡であり、前記誘電体反射鏡を１８０℃を越える温
度で形成することが好ましい。また前記構成において
は、光導電体層形成時の透明絶縁性基板の温度が、常に
１０℃以上１８０℃以下であることが好ましい。
【００２６】また前記構成においては、透明絶縁性基板
を１８０℃以上の温度から徐々に冷却しながら光導電体
層を透明導電性基板上に形成し、前記光導電体層の形成
終了時に前記透明絶縁性基板の温度が１８０℃以下であ
ることが好ましい。
を１８０℃以上の温度から徐々に冷却しながら光導電体
層を透明導電性基板上に形成し、前記光導電体層の形成
終了時に前記透明絶縁性基板の温度が１８０℃以下であ
ることが好ましい。
【００２７】また前記構成においては、光導電体層の一
部が少なくとも水素を含有するシリコンカーバイドから
なることが好ましい。シリコンカーバイドの炭素含有量
は１０原子％以上４０原子％以下であることが好まし
い。
部が少なくとも水素を含有するシリコンカーバイドから
なることが好ましい。シリコンカーバイドの炭素含有量
は１０原子％以上４０原子％以下であることが好まし
い。
【００２８】次に本発明の投写型ディスプレイは、透明
導電性電極を具備した２枚の透明絶縁性基板で挟まれた
領域に、下方の透明絶縁性基板側から順次積層された第
１の非晶質半導体層と第２の非晶質半導体層とを少なく
とも備え、かつ前記第１の非晶質半導体層の屈折率より
も第２の非晶質半導体層の屈折率が小さい光導電体層
と、液晶層と、前記光導電体層と液晶層との間に反射鏡
層を少なくとも備えた空間光変調素子と、前記空間光変
調素子を駆動するための交流電源と、波長が４００ｎｍ
以上６００ｎｍ以下の光によって画像を出力する画像入
力手段と、前記画像入力手段から出力された画像を前記
光導電体層に結像する画像結像手段と、前記空間光変調
素子が出力する画像を読み出す光源及び投射レンズを少
なくとも備えた投射型ディスプレイであって、前記光導
電体層がシリコンおよび炭素を主成分とする第１の非晶
質半導体層とシリコンを主成分とする第２の非晶質半導
体層を順次積層した構造を少なくとも有し、かつ整流性
を有することを特徴とする。
導電性電極を具備した２枚の透明絶縁性基板で挟まれた
領域に、下方の透明絶縁性基板側から順次積層された第
１の非晶質半導体層と第２の非晶質半導体層とを少なく
とも備え、かつ前記第１の非晶質半導体層の屈折率より
も第２の非晶質半導体層の屈折率が小さい光導電体層
と、液晶層と、前記光導電体層と液晶層との間に反射鏡
層を少なくとも備えた空間光変調素子と、前記空間光変
調素子を駆動するための交流電源と、波長が４００ｎｍ
以上６００ｎｍ以下の光によって画像を出力する画像入
力手段と、前記画像入力手段から出力された画像を前記
光導電体層に結像する画像結像手段と、前記空間光変調
素子が出力する画像を読み出す光源及び投射レンズを少
なくとも備えた投射型ディスプレイであって、前記光導
電体層がシリコンおよび炭素を主成分とする第１の非晶
質半導体層とシリコンを主成分とする第２の非晶質半導
体層を順次積層した構造を少なくとも有し、かつ整流性
を有することを特徴とする。
【００２９】また、前記構成においては、第２の非晶質
半導体層に比べて第１の非晶質半導体層の膜厚が小さい
ことが好ましい。また、前記構成においては、第１の非
晶質半導体層の膜厚が５ｎｍ以上１８ｎｍ以下であるこ
とが好ましい。また、前記構成においては、第１の非晶
質半導体層がシリコンカーバイド（ａ−Ｓｉ 1-x Ｃ x と略
記する）からなり、ｘの値が０．１〜０．４の範囲であ
ることが好ましい。 また、前記構成においては、前記画
像入力手段がＣＲＴであり、前記ＣＲＴからの光強度の
減衰時定数（ピーク強度からその１／１０に減衰する迄
に要する時間）が前記交流電源の電圧波形周期（Ｔ）よ
り短く、かつＴ／１０より長いことが好ましい。
半導体層に比べて第１の非晶質半導体層の膜厚が小さい
ことが好ましい。また、前記構成においては、第１の非
晶質半導体層の膜厚が５ｎｍ以上１８ｎｍ以下であるこ
とが好ましい。また、前記構成においては、第１の非晶
質半導体層がシリコンカーバイド（ａ−Ｓｉ 1-x Ｃ x と略
記する）からなり、ｘの値が０．１〜０．４の範囲であ
ることが好ましい。 また、前記構成においては、前記画
像入力手段がＣＲＴであり、前記ＣＲＴからの光強度の
減衰時定数（ピーク強度からその１／１０に減衰する迄
に要する時間）が前記交流電源の電圧波形周期（Ｔ）よ
り短く、かつＴ／１０より長いことが好ましい。
【００３０】
【作用】前記本発明の空間光変調素子によれば、透明導
電性電極を具備した２枚の透明絶縁性基板で挟まれた領
域に、光導電体層と液晶層と、前記光導電体層と液晶層
との間に反射鏡層を少なくとも備えた空間光変調素子に
おいて、前記光導電体層が、下方の透明絶縁性基板側か
ら順次積層された第１の非晶質半導体層と第２の非晶質
半導体層とを少なくとも備え、かつ前記第１と第２の非
晶質半導体層の屈折率が互いに異なることにより、高解
像度で、かつ、高感度の空間光変調素子を達成すること
ができる。すなわち、書き込み光は、屈折率の大きな層
と屈折率の小さな層の界面で反射する。従来例のように
光反射層で書き込み光が反射する場合に比べ、界面で反
射する場合には光路長が短く、ｉ層中における光の広が
りを従来例の場合よりも小さくすることができ好まし
い。
電性電極を具備した２枚の透明絶縁性基板で挟まれた領
域に、光導電体層と液晶層と、前記光導電体層と液晶層
との間に反射鏡層を少なくとも備えた空間光変調素子に
おいて、前記光導電体層が、下方の透明絶縁性基板側か
ら順次積層された第１の非晶質半導体層と第２の非晶質
半導体層とを少なくとも備え、かつ前記第１と第２の非
晶質半導体層の屈折率が互いに異なることにより、高解
像度で、かつ、高感度の空間光変調素子を達成すること
ができる。すなわち、書き込み光は、屈折率の大きな層
と屈折率の小さな層の界面で反射する。従来例のように
光反射層で書き込み光が反射する場合に比べ、界面で反
射する場合には光路長が短く、ｉ層中における光の広が
りを従来例の場合よりも小さくすることができ好まし
い。
【００３１】光導電体層が、下方の透明絶縁性基板表面
の透明導電性電極と第１の非晶質半導体層との間に、前
記第１の非晶質半導体層の屈折率よりも小さい屈折率を
有する第３の非晶質半導体層を備えるという本発明の好
ましい構成によれば、第１の非晶質半導体層内部におけ
る書き込み光１１２の閉じ込め効果を増進させることが
できるので、感度をより高めることができ好ましい。
の透明導電性電極と第１の非晶質半導体層との間に、前
記第１の非晶質半導体層の屈折率よりも小さい屈折率を
有する第３の非晶質半導体層を備えるという本発明の好
ましい構成によれば、第１の非晶質半導体層内部におけ
る書き込み光１１２の閉じ込め効果を増進させることが
できるので、感度をより高めることができ好ましい。
【００３２】また、光導電体層が整流性を有するという
本発明の好ましい構成によれば、書き込み光の入射に対
して、効率的な光キャリヤ発生および輸送が可能になる
とともに、液晶層に書き込んだ画像を順方向バイアスを
印加することによって消去できる利点がある。
本発明の好ましい構成によれば、書き込み光の入射に対
して、効率的な光キャリヤ発生および輸送が可能になる
とともに、液晶層に書き込んだ画像を順方向バイアスを
印加することによって消去できる利点がある。
【００３３】また、第１の非晶質半導体層がシリコンを
主成分とする合金層であるという本発明の好ましい構成
によれば、空間光変調素子の感度を上げることができ
る。すなわち、抵抗率の大きな材料を用いると、光導電
層の中を流れる光電流が大きくなるので液晶層をスイッ
チングさせるのに必要な書き込み光の強度が少なくてす
み好ましい。さらに、第１の非晶質半導体層が、水素、
ハロゲン及び酸素から選ばれる少なくとも１つの元素を
含むという本発明の好ましい構成によれば、ダングリン
グボンドを効果的に減少させるので効率的に光キャリヤ
を発生させることができる。ここで主成分とは、非晶質
半導体層の５０原子％以上を含むという意味である（以
下同様とする）。
主成分とする合金層であるという本発明の好ましい構成
によれば、空間光変調素子の感度を上げることができ
る。すなわち、抵抗率の大きな材料を用いると、光導電
層の中を流れる光電流が大きくなるので液晶層をスイッ
チングさせるのに必要な書き込み光の強度が少なくてす
み好ましい。さらに、第１の非晶質半導体層が、水素、
ハロゲン及び酸素から選ばれる少なくとも１つの元素を
含むという本発明の好ましい構成によれば、ダングリン
グボンドを効果的に減少させるので効率的に光キャリヤ
を発生させることができる。ここで主成分とは、非晶質
半導体層の５０原子％以上を含むという意味である（以
下同様とする）。
【００３４】また、第１の非晶質半導体層が、水素化非
晶質シリコン、水素化非晶質ゲルマニウム、水素化非晶
質シリコンゲルマニウム、及び水素化非晶質炭化ゲルマ
ニウムから選ばれる少なくとも１つの化合物層であると
いう本発明の好ましい構成によれば、可視光に対して光
導電性の高いこれらの材料を用いることによって、空間
光変調素子の感度を上げることができる。
晶質シリコン、水素化非晶質ゲルマニウム、水素化非晶
質シリコンゲルマニウム、及び水素化非晶質炭化ゲルマ
ニウムから選ばれる少なくとも１つの化合物層であると
いう本発明の好ましい構成によれば、可視光に対して光
導電性の高いこれらの材料を用いることによって、空間
光変調素子の感度を上げることができる。
【００３５】また、第１の非晶質半導体層に、Ｂ、Ａｌ
及びＧａから選ばれる少なくとも１つのｐ型不純物を存
在させるという本発明の好ましい構成によれば、整流性
を高めることができる。
及びＧａから選ばれる少なくとも１つのｐ型不純物を存
在させるという本発明の好ましい構成によれば、整流性
を高めることができる。
【００３６】また、第２の非晶質半導体層が、ゲルマニ
ウムを主成分とする合金層であるという本発明の好まし
い構成によれば、低抵抗の非晶質半導体層を形成できる
ので、ダイオード構成において大きな順方向電流を流す
ことができ好ましい。
ウムを主成分とする合金層であるという本発明の好まし
い構成によれば、低抵抗の非晶質半導体層を形成できる
ので、ダイオード構成において大きな順方向電流を流す
ことができ好ましい。
【００３７】また、第２の非晶質半導体層が、水素化非
晶質シリコン、水素化非晶質窒化ゲルマニウム、水素化
非晶質窒化シリコンゲルマニウム、水素化非晶質シリコ
ンカーバイド、水素化非晶質炭化ゲルマニウム、水素化
非晶質窒化シリコン、水素化非晶質酸化シリコン、及び
水素化非晶質カーボンから選ばれる少なくとも１つの合
金層であるという本発明の好ましい構成によれば、プラ
ズマＣＶＤ法により第１の非晶質半導体層を形成した
後、連続的に形成できるので作製が容易で、かつ低コス
トで量産することができる。
晶質シリコン、水素化非晶質窒化ゲルマニウム、水素化
非晶質窒化シリコンゲルマニウム、水素化非晶質シリコ
ンカーバイド、水素化非晶質炭化ゲルマニウム、水素化
非晶質窒化シリコン、水素化非晶質酸化シリコン、及び
水素化非晶質カーボンから選ばれる少なくとも１つの合
金層であるという本発明の好ましい構成によれば、プラ
ズマＣＶＤ法により第１の非晶質半導体層を形成した
後、連続的に形成できるので作製が容易で、かつ低コス
トで量産することができる。
【００３８】また、第２の非晶質半導体層に、Ｐ、Ａ
ｓ、Ｓｂ及びＳｅから選ばれる少なくとも１つのｎ型不
純物を存在させるという本発明の好ましい構成によれ
ば、第２の非晶質半導体層をｎ層とすることができ、整
流性を高めることができる。
ｓ、Ｓｂ及びＳｅから選ばれる少なくとも１つのｎ型不
純物を存在させるという本発明の好ましい構成によれ
ば、第２の非晶質半導体層をｎ層とすることができ、整
流性を高めることができる。
【００３９】また、水素化非晶質シリコンカーバイドの
炭素含有量が、１０原子％以上４０原子％以下であると
いう本発明の好ましい構成によれば、高解像度で、か
つ、高感度の画像を出力する空間光変調素子を達成する
ことができる。
炭素含有量が、１０原子％以上４０原子％以下であると
いう本発明の好ましい構成によれば、高解像度で、か
つ、高感度の画像を出力する空間光変調素子を達成する
ことができる。
【００４０】また、第３の非晶質半導体層の厚さが、１
〜３００ｎｍであるという本発明の好ましい構成によれ
ば、高解像度で、かつ、高感度の画像を出力する空間光
変調素子を達成することができる。第３の非晶質半導体
層が、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、及びＩｎから選ばれる少なくと
も１つのｐ型不純物を１００〜１００００ｐｐｍ含む非
晶質シリコンカーバイドからなるという本発明の好まし
い構成によれば、第３の非晶質半導体層をｐ層とするこ
とができ、整流性を高めることができる。
〜３００ｎｍであるという本発明の好ましい構成によれ
ば、高解像度で、かつ、高感度の画像を出力する空間光
変調素子を達成することができる。第３の非晶質半導体
層が、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、及びＩｎから選ばれる少なくと
も１つのｐ型不純物を１００〜１００００ｐｐｍ含む非
晶質シリコンカーバイドからなるという本発明の好まし
い構成によれば、第３の非晶質半導体層をｐ層とするこ
とができ、整流性を高めることができる。
【００４１】また、光導電体層の厚さが０．５〜１０μ
ｍの範囲であるという本発明の好ましい構成によれば、
高解像度で、かつ、高感度の画像を出力する空間光変調
素子を達成することができる。
ｍの範囲であるという本発明の好ましい構成によれば、
高解像度で、かつ、高感度の画像を出力する空間光変調
素子を達成することができる。
【００４２】また、反射鏡層が、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ｍｇ、及びＴｉから選ばれる少なくとも１つ
の金属層であるという本発明の好ましい構成によれば、
反射率を大きくすることができ好ましい。
ｉ、Ｃｒ、Ｍｇ、及びＴｉから選ばれる少なくとも１つ
の金属層であるという本発明の好ましい構成によれば、
反射率を大きくすることができ好ましい。
【００４３】また、反射鏡層が島状に形成されており、
かつ前記一つの島が１個の画素に対応しているという本
発明の好ましい構成によれば、十分な電位差を生じさ
せ、良質な画像を作像できる。
かつ前記一つの島が１個の画素に対応しているという本
発明の好ましい構成によれば、十分な電位差を生じさ
せ、良質な画像を作像できる。
【００４４】また、島状に形成されている反射鏡層の間
の第２の非晶質半導体層が除去されており、かつ除去さ
れた部分に光吸収層が存在しているという本発明の好ま
しい構成によれば、キャリヤの横方向への拡散を防止で
きるとともに、反射鏡の間隙から洩れてくる光を吸収で
きるので素子の解像度を高めることができる。
の第２の非晶質半導体層が除去されており、かつ除去さ
れた部分に光吸収層が存在しているという本発明の好ま
しい構成によれば、キャリヤの横方向への拡散を防止で
きるとともに、反射鏡の間隙から洩れてくる光を吸収で
きるので素子の解像度を高めることができる。
【００４５】第２の非晶質半導体層が除去されている部
分の下部の第１の非晶質半導体層の一部も除去され、か
つ除去された部分に光吸収層が存在しているという本発
明の好ましい構成によれば、前記と同様、反射鏡の間隙
から洩れてくる光を吸収できるので素子の解像度を高め
ることができる。第１の非晶質半導体層の残存する厚さ
が０．０１〜１μｍの範囲であるという本発明の好まし
い構成によれば、可視光をほとんど吸収せずに透過させ
るので光を効果的に利用することができる。
分の下部の第１の非晶質半導体層の一部も除去され、か
つ除去された部分に光吸収層が存在しているという本発
明の好ましい構成によれば、前記と同様、反射鏡の間隙
から洩れてくる光を吸収できるので素子の解像度を高め
ることができる。第１の非晶質半導体層の残存する厚さ
が０．０１〜１μｍの範囲であるという本発明の好まし
い構成によれば、可視光をほとんど吸収せずに透過させ
るので光を効果的に利用することができる。
【００４６】また、光吸収層が、炭素粒子を分散した有
機高分子ポリマー、黒色顔料を配合した有機高分子ポリ
マー、黒色染料を配合した有機高分子ポリマー、アモル
ファスシリコンカーバイド、アモルファス水素化ゲルマ
ニウム、及びアモルファス窒化ゲルマニウムから選ばれ
る少なくとも一つの無機薄膜であるという本発明の好ま
しい構成によれば、光吸収の効果が高く好ましい。光吸
収層の底部に、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、及びＭ
ｇから選ばれる少なくとも一つの金属を含む金属遮光膜
を存在させるという本発明の好ましい構成によれば、読
み出し光をより効果的に遮断することができる。また、
光吸収層を覆う位置に、無機絶縁膜及び有機絶縁膜から
選ばれる少なくとも一つの電気的絶縁膜を存在させたと
いう本発明の好ましい構成によれば、反射鏡間の電気絶
縁性を高められるので好ましい。
機高分子ポリマー、黒色顔料を配合した有機高分子ポリ
マー、黒色染料を配合した有機高分子ポリマー、アモル
ファスシリコンカーバイド、アモルファス水素化ゲルマ
ニウム、及びアモルファス窒化ゲルマニウムから選ばれ
る少なくとも一つの無機薄膜であるという本発明の好ま
しい構成によれば、光吸収の効果が高く好ましい。光吸
収層の底部に、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、及びＭ
ｇから選ばれる少なくとも一つの金属を含む金属遮光膜
を存在させるという本発明の好ましい構成によれば、読
み出し光をより効果的に遮断することができる。また、
光吸収層を覆う位置に、無機絶縁膜及び有機絶縁膜から
選ばれる少なくとも一つの電気的絶縁膜を存在させたと
いう本発明の好ましい構成によれば、反射鏡間の電気絶
縁性を高められるので好ましい。
【００４７】次に、前記本発明の製造方法によれば、透
明導電性電極を具備した２枚の透明絶縁性基板で挟まれ
た領域に非晶質半導体層からなる光導電体層と液晶層と
これらの層の間に反射鏡とを少なくとも備えた空間光変
調素子の製造方法であって、減圧にし得る真空容器内に
所定のガスを導入して所定の内圧とし、前記真空容器内
において放電現象を生起させてプラズマを生成し、少な
くとも前記光導電体層の形成終了時に前記透明絶縁性基
板の温度が１０℃以上１８０℃以下となるように前記透
明絶縁性基板上に前記光導電体層を形成し、次いで前記
反射鏡を形成し、前記液晶層を形成することにより、光
導電体層の形成に加熱および冷却時間を殆ど必要とせず
短時間に素子を得ることができる。すなわち、ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ膜の応力、禁止帯幅や光導電率などの物性は、膜
中に存在する水素含有量およびＳｉＨ,ＳｉＨ2,(ＳｉＨ
2)n（ここでｎ＝２,３,４,…）などの水素結合状態に依
存することは周知の通りである。従って、水素結合状態
に影響を与える成膜時の基板温度によってａ−Ｓｉ：Ｈ
の物性が変化することも明らかである。一般に基板温度
が１８０℃以下の低温でａ−Ｓｉ：Ｈを成膜すると、膜
中の水素含有量が多く、膜の圧縮応力は低下し膜の基板
に対する密着性は向上するが、膜の密度が小さく光導電
性は著しく低下する。また、２００℃以上の高温時での
成膜は、膜成長表面での水素ラジカルの熱的挙動が水素
結合状態を決める大きな要因となるが、１８０℃以下の
低温時の成膜では、膜質は基板温度よりも膜を形成する
ラジカルの状態に依存する。従って、従来の空間光変調
素子を構成するａ−Ｓｉ：Ｈ層の成膜時に要求される基
板温度の均一性は、基板温度が２００〜３００℃と高い
ために±５℃以下とされなければならなかったが、本発
明の方法によれば、基板温度が１８０℃以下と低いた
め、±２０℃程度の均一性でもよい。そのため、基板の
加熱時間を短くしても膜質の均一性には問題が無い。ま
た、水冷によって冷却時間を短くしても、膜の密着性が
高いため剥がれることはない。
明導電性電極を具備した２枚の透明絶縁性基板で挟まれ
た領域に非晶質半導体層からなる光導電体層と液晶層と
これらの層の間に反射鏡とを少なくとも備えた空間光変
調素子の製造方法であって、減圧にし得る真空容器内に
所定のガスを導入して所定の内圧とし、前記真空容器内
において放電現象を生起させてプラズマを生成し、少な
くとも前記光導電体層の形成終了時に前記透明絶縁性基
板の温度が１０℃以上１８０℃以下となるように前記透
明絶縁性基板上に前記光導電体層を形成し、次いで前記
反射鏡を形成し、前記液晶層を形成することにより、光
導電体層の形成に加熱および冷却時間を殆ど必要とせず
短時間に素子を得ることができる。すなわち、ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ膜の応力、禁止帯幅や光導電率などの物性は、膜
中に存在する水素含有量およびＳｉＨ,ＳｉＨ2,(ＳｉＨ
2)n（ここでｎ＝２,３,４,…）などの水素結合状態に依
存することは周知の通りである。従って、水素結合状態
に影響を与える成膜時の基板温度によってａ−Ｓｉ：Ｈ
の物性が変化することも明らかである。一般に基板温度
が１８０℃以下の低温でａ−Ｓｉ：Ｈを成膜すると、膜
中の水素含有量が多く、膜の圧縮応力は低下し膜の基板
に対する密着性は向上するが、膜の密度が小さく光導電
性は著しく低下する。また、２００℃以上の高温時での
成膜は、膜成長表面での水素ラジカルの熱的挙動が水素
結合状態を決める大きな要因となるが、１８０℃以下の
低温時の成膜では、膜質は基板温度よりも膜を形成する
ラジカルの状態に依存する。従って、従来の空間光変調
素子を構成するａ−Ｓｉ：Ｈ層の成膜時に要求される基
板温度の均一性は、基板温度が２００〜３００℃と高い
ために±５℃以下とされなければならなかったが、本発
明の方法によれば、基板温度が１８０℃以下と低いた
め、±２０℃程度の均一性でもよい。そのため、基板の
加熱時間を短くしても膜質の均一性には問題が無い。ま
た、水冷によって冷却時間を短くしても、膜の密着性が
高いため剥がれることはない。
【００４８】反射鏡が、光導電体層の基板と反対側の界
面と同一平面内に設けられた島状反射鏡であり、前記島
状反射鏡を形成した後、少なくとも有機薄膜を塗布し１
８０℃を越える温度で熱処理を行うという本発明の好ま
しい構成によれば、光導電体層の光導電性を向上するこ
とができる。
面と同一平面内に設けられた島状反射鏡であり、前記島
状反射鏡を形成した後、少なくとも有機薄膜を塗布し１
８０℃を越える温度で熱処理を行うという本発明の好ま
しい構成によれば、光導電体層の光導電性を向上するこ
とができる。
【００４９】また、反射鏡が誘電体反射鏡であり、前記
誘電体反射鏡を１８０℃を越える温度で形成するという
本発明の好ましい構成によれば、前記と同様に、光導電
体層の光導電性を向上することができる。
誘電体反射鏡を１８０℃を越える温度で形成するという
本発明の好ましい構成によれば、前記と同様に、光導電
体層の光導電性を向上することができる。
【００５０】また、光導電体層形成時の透明絶縁性基板
の温度が、常に１０℃以上１８０℃以下であるという本
発明の好ましい構成によれば、基板の加熱時間及び冷却
時間を短くしても、均一でかつ基板との密着性に優れた
良質の光導電体層を形成できる。
の温度が、常に１０℃以上１８０℃以下であるという本
発明の好ましい構成によれば、基板の加熱時間及び冷却
時間を短くしても、均一でかつ基板との密着性に優れた
良質の光導電体層を形成できる。
【００５１】また、透明絶縁性基板を１８０℃以上の温
度から徐々に冷却しながら光導電体層を透明導電性基板
上に形成し、前記光導電体層の形成終了時に前記透明絶
縁性基板の温度が１８０℃以下であるという本発明の好
ましい構成によれば、光導電体層の光導電性を向上する
ことができる。
度から徐々に冷却しながら光導電体層を透明導電性基板
上に形成し、前記光導電体層の形成終了時に前記透明絶
縁性基板の温度が１８０℃以下であるという本発明の好
ましい構成によれば、光導電体層の光導電性を向上する
ことができる。
【００５２】また、光導電体層の一部が少なくとも水素
を含有するシリコンカーバイドからなるという本発明の
好ましい構成によれば、空間光変調素子の出力画像を高
解像度、高コントラストにできる。シリコンカーバイド
の炭素含有量が１０原子％以上４０原子％以下であると
いう本発明の好ましい構成によれば、光導電体層の光導
電性を向上することができる。
を含有するシリコンカーバイドからなるという本発明の
好ましい構成によれば、空間光変調素子の出力画像を高
解像度、高コントラストにできる。シリコンカーバイド
の炭素含有量が１０原子％以上４０原子％以下であると
いう本発明の好ましい構成によれば、光導電体層の光導
電性を向上することができる。
【００５３】次に本発明の投射型ディスプレイによれ
ば、透明導電性電極を具備した２枚の透明絶縁性基板で
挟まれた領域に、下方の透明絶縁性基板側から順次積層
された第１の非晶質半導体層と第２の非晶質半導体層と
を少なくとも備え、かつ前記第１の非晶質半導体層の屈
折率よりも第２の非晶質半導体層の屈折率が小さい光導
電体層と、液晶層と、前記光導電体層と液晶層との間に
反射鏡層を少なくとも備えた空間光変調素子と、前記空
間光変調素子を駆動するための交流電源と、波長が４０
０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の光によって画像を出力する
画像入力手段と、前記画像入力手段から出力された画像
を前記光導電体層に結像する画像結像手段と、前記空間
光変調素子が出力する画像を読み出す光源及び投射レン
ズを少なくとも備えた投射型ディスプレイであって、前
記光導電体層がシリコンおよび炭素を主成分とする第１
の非晶質半導体層とシリコンを主成分とする第２の非晶
質半導体層を順次積層した構造を少なくとも有し、かつ
整流性を有することにより、残像や焼き付きがなく、小
型軽量化が容易な投射型ディスプレイを達成することが
できる。また、第２の非晶質半導体層に比べて第１の非
晶質半導体層の膜厚が小さいという本発明の好ましい構
成によれば、光吸収の効果が高く空間光変調素子の感度
が高まり好ましい。また、第１の非晶質半導体層の膜厚
が５ｎｍ以上１８ｎｍ以下であるという本発明の好まし
い構成によれば、小型軽量化が可能で、高感度・高解像
度で明るい画面を提供する優れた投射型ディスプレイを
達成することができる。
ば、透明導電性電極を具備した２枚の透明絶縁性基板で
挟まれた領域に、下方の透明絶縁性基板側から順次積層
された第１の非晶質半導体層と第２の非晶質半導体層と
を少なくとも備え、かつ前記第１の非晶質半導体層の屈
折率よりも第２の非晶質半導体層の屈折率が小さい光導
電体層と、液晶層と、前記光導電体層と液晶層との間に
反射鏡層を少なくとも備えた空間光変調素子と、前記空
間光変調素子を駆動するための交流電源と、波長が４０
０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の光によって画像を出力する
画像入力手段と、前記画像入力手段から出力された画像
を前記光導電体層に結像する画像結像手段と、前記空間
光変調素子が出力する画像を読み出す光源及び投射レン
ズを少なくとも備えた投射型ディスプレイであって、前
記光導電体層がシリコンおよび炭素を主成分とする第１
の非晶質半導体層とシリコンを主成分とする第２の非晶
質半導体層を順次積層した構造を少なくとも有し、かつ
整流性を有することにより、残像や焼き付きがなく、小
型軽量化が容易な投射型ディスプレイを達成することが
できる。また、第２の非晶質半導体層に比べて第１の非
晶質半導体層の膜厚が小さいという本発明の好ましい構
成によれば、光吸収の効果が高く空間光変調素子の感度
が高まり好ましい。また、第１の非晶質半導体層の膜厚
が５ｎｍ以上１８ｎｍ以下であるという本発明の好まし
い構成によれば、小型軽量化が可能で、高感度・高解像
度で明るい画面を提供する優れた投射型ディスプレイを
達成することができる。
【００５４】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。図１は本実施例に係る空間光変調素子の断
面図である。図１に示すように、透明絶縁性基板１０１
（例えば、ガラス、石英、サファイヤなどの基板）上に
は、透明導電性電極（例えば、ＩＴＯ（インジウム−ス
ズ酸化物）、ＺｎＯ又はＳｎＯ2 などの導電性酸化物）
１０２と、第１の非晶質半導体層１０３および第２の非
晶質半導体層１０４からなる光導電体層１０５とが順次
積層されている。また、光導電体層１０５の上には、反
射鏡１０６と液晶層１０７を配向する配向膜１０８とが
順に配置されている。また、対向側の透明導電性電極１
０９にも配向膜１１０が一様に成膜されている。なお、
図１中、１１１は１０１と同様、透明絶縁性基板（例え
ば、ガラス、石英、サファイヤなどの基板）である。
に説明する。図１は本実施例に係る空間光変調素子の断
面図である。図１に示すように、透明絶縁性基板１０１
（例えば、ガラス、石英、サファイヤなどの基板）上に
は、透明導電性電極（例えば、ＩＴＯ（インジウム−ス
ズ酸化物）、ＺｎＯ又はＳｎＯ2 などの導電性酸化物）
１０２と、第１の非晶質半導体層１０３および第２の非
晶質半導体層１０４からなる光導電体層１０５とが順次
積層されている。また、光導電体層１０５の上には、反
射鏡１０６と液晶層１０７を配向する配向膜１０８とが
順に配置されている。また、対向側の透明導電性電極１
０９にも配向膜１１０が一様に成膜されている。なお、
図１中、１１１は１０１と同様、透明絶縁性基板（例え
ば、ガラス、石英、サファイヤなどの基板）である。
【００５５】この空間光変調素子の駆動は、両透明導電
性電極１０２、１０９間に外部から電圧を印加すること
によってなされる。そして、この状態で光導電体層１０
５に書き込み光１１２が照射されると、光が照射されて
いる部分の液晶層１０７にかかる電圧が増大し、この電
圧の大きさに応じて液晶分子の配向状態が変化する。こ
の配向状態の変化は偏光子１１３と検光子１１４を組み
合わせた光学系を用いて、書き込み光１１２とは反対の
方向から読み出し光１１５を入射することにより、反射
鏡１０６からの反射光として観測することができる。但
し、偏光子１１３および検光子１１４は１つの偏光ビー
ムスプリッターで代用することもできる。
性電極１０２、１０９間に外部から電圧を印加すること
によってなされる。そして、この状態で光導電体層１０
５に書き込み光１１２が照射されると、光が照射されて
いる部分の液晶層１０７にかかる電圧が増大し、この電
圧の大きさに応じて液晶分子の配向状態が変化する。こ
の配向状態の変化は偏光子１１３と検光子１１４を組み
合わせた光学系を用いて、書き込み光１１２とは反対の
方向から読み出し光１１５を入射することにより、反射
鏡１０６からの反射光として観測することができる。但
し、偏光子１１３および検光子１１４は１つの偏光ビー
ムスプリッターで代用することもできる。
【００５６】液晶層１０７に用いる材料としては、ネマ
ティック液晶、スーパーツイストネマティック液晶、強
誘電性液晶、ポリマー中に液晶を分散させた分散型液晶
等が挙げられる。強誘電性液晶を用いた場合、液晶層１
０７の厚みを小さくできることから電気インピーダンス
を小さくでき、光導電体層１０５の膜厚を薄く設定でき
るとともに、高速応答が可能で、メモリ機能ももつこと
から有用である。また、強誘電性液晶の透過特性は電圧
に対し急峻な閾値特性を有するため、入力光に対する閾
値処理を行う上では最適な材料である。一方、分散型液
晶を用いた場合は偏光子１１３、検光子１１４および配
向膜１０８、１１０が不要になり、出力光が明るくなる
とともに、素子および光学系が簡単になるという利点が
ある。また、分散型液晶以外の液晶材料を用いた場合に
は、液晶層１０７は樹脂によって密封されるとともに、
層厚を調整するためにスペーサー（図１には示していな
い）が液晶層１０７中に混入される。このスペーサーと
しては通常、アルミナや石英のビーズまたはガラスファ
イバーの粉末が使用される。また、これらのスペーサー
は液晶層１０７を密封する樹脂中にも混入される。液晶
を配向するための配向膜１０８、１１０は、ＳｉＯx斜
法蒸着膜またはラビング処理を施したポリイミド、ポリ
ビニルアルコールなどの有機高分子薄膜からなってい
る。
ティック液晶、スーパーツイストネマティック液晶、強
誘電性液晶、ポリマー中に液晶を分散させた分散型液晶
等が挙げられる。強誘電性液晶を用いた場合、液晶層１
０７の厚みを小さくできることから電気インピーダンス
を小さくでき、光導電体層１０５の膜厚を薄く設定でき
るとともに、高速応答が可能で、メモリ機能ももつこと
から有用である。また、強誘電性液晶の透過特性は電圧
に対し急峻な閾値特性を有するため、入力光に対する閾
値処理を行う上では最適な材料である。一方、分散型液
晶を用いた場合は偏光子１１３、検光子１１４および配
向膜１０８、１１０が不要になり、出力光が明るくなる
とともに、素子および光学系が簡単になるという利点が
ある。また、分散型液晶以外の液晶材料を用いた場合に
は、液晶層１０７は樹脂によって密封されるとともに、
層厚を調整するためにスペーサー（図１には示していな
い）が液晶層１０７中に混入される。このスペーサーと
しては通常、アルミナや石英のビーズまたはガラスファ
イバーの粉末が使用される。また、これらのスペーサー
は液晶層１０７を密封する樹脂中にも混入される。液晶
を配向するための配向膜１０８、１１０は、ＳｉＯx斜
法蒸着膜またはラビング処理を施したポリイミド、ポリ
ビニルアルコールなどの有機高分子薄膜からなってい
る。
【００５７】光導電体層１０５を構成する材料として
は、比較的低温（４００℃以下）で広い面積に成膜する
ことができるものが好ましい。第１の非晶質半導体層１
０３は、書き込み光１１２の入射に対し効率よく光キャ
リヤを発生し、液晶層側へ輸送する機能が要求される。
そのため、可視光に対し高い光導電性を有する材料で形
成される。例えば、ａ−Ｓｉ：Ｈ（屈折率３．４）、ａ
−Ｇｅ：Ｈ（水素化非晶質ゲルマニウム、屈折率４．
３）、ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ（屈折率２．８）、ａ−Ｓｉ
1-xＧｅx：Ｈ（水素化非晶質シリコンゲルマニウム、屈
折率３．７）、ａ−Ｇｅ1-xＣx：Ｈ（水素化非晶質炭化
ゲルマニウム、３．３〜３．６）などの水素化非晶質半
導体がある。尚、周知のことではあるが、上記の水素化
非晶質半導体には、キャリヤトラップとして働くダング
リングボンドを効果的に減少させるために、Ｆ、Ｃｌな
どのハロゲン原子を水素と同様に添加してもよいし、ま
たは微量（例えば0.1〜10原子％）の酸素（Ｏ）原子を
含有させてもよい。一方、第２の非晶質半導体層１０４
を構成する材料としては、上記した第１の非晶質半導体
層１０３を構成する材料と同じ材料で、膜中の水素含有
量をより多くしたものを使用することができる。尚、ａ
−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ又はａ−Ｇｅ1-xＣx：Ｈによって第１
の非晶質半導体層１０３を構成した場合には、第２の非
晶質半導体層１０４として水素含有量を増やすだけでな
く炭素含有量を増加したものを使用してもよい。第１の
非晶質半導体層１０３（以下、Ａ層として表記する）と
第２の非晶質半導体層１０４（以下、Ｂ層として表記す
る）の具体的な組合せとしては、例えばａ−Ｓｉ：Ｈ
（Ａ層）と水素化非晶質窒化ゲルマニウム（以下、ａ−
Ｇｅ1-xＮx：Ｈと略記する。屈折率２．７）（Ｂ層）、
ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ（Ｂ層）、
ａ−Ｓｉ1-xＧｅx：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｇｅ1-xＮx：Ｈ
（Ｂ層）、ａ−Ｓｉ1-xＧｅx：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｓｉ
1-xＣx：Ｈ（Ｂ層）、ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｇｅ
1-xＣx：Ｈ（Ｂ層、屈折率２．５〜３．０）、ａ−Ｓｉ
1-xＧｅx：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｇｅ1-xＣx：Ｈ（Ｂ層）、
ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｓｉ1-xＮx：Ｈ（Ｂ層）、
ａ−Ｓｉ1-xＧｅx：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｓｉ1-xＮx：Ｈ
（Ｂ層）、ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｓｉ1-xＯx：Ｈ
（Ｂ層）、ａ−Ｓｉ1-xＧｅx：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｓｉ
1-xＯx：Ｈ（Ｂ層）、ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｃ：
Ｈ（Ｂ層）、ａ−Ｓｉ1-xＧｅx：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｃ：
Ｈ（Ｂ層）、ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ａ層）と水素化非晶質窒化
シリコンゲルマニム（以下、ａ−Ｓｉ1-x-yＧｅxＮy：
Ｈと略記する。屈折率２．８〜３．４）（Ｂ層）、ａ−
Ｓｉ1-xＧｅx：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｓｉ1-x-yＧｅxＮy：
Ｈ（Ｂ層）（但し、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、Ａ層とＢ
層のｘの値は同じであっても異なっていてもよい）など
がある。Ｂ層を構成するこれらの材料は、Ａ層を構成す
るａ−Ｓｉ：Ｈ、ａ−Ｓｉ1-xＧｅx：Ｈと同様にプラズ
マＣＶＤ法を用いて連続的に形成することができるた
め、従来例における光導電層（ａ−Ｓｉ：Ｈ）と光吸収
層（ＣｄＴｅ）とを積層するタイプに比べて作製が容易
で、かつ、低コストで量産性に富む。中でも、ａ−Ｇｅ
1-xＮx：Ｈ及びａ−Ｓｉ1-x-yＧｅxＮy：Ｈは、アンド
ープの状態で１０ 8 Ωｃｍ以下の低抵抗のものを得るこ
とができるため、ダイオード構成において大きな順方向
電流を流すことができ好ましい。ａ−Ｇｅ1-xＮx：Ｈに
は、禁止帯幅が影響を受けない程度に酸素原子を含んで
いてもよい。具体的にはＧｅ原子に対し、２０原子％ま
でである（ａ−Ｓｉ1-x-yＧｅxＮy：Ｈの場合は、Ｏ原
子はＳｉおよびＧｅ原子に対して１０原子％以下であ
る）。
は、比較的低温（４００℃以下）で広い面積に成膜する
ことができるものが好ましい。第１の非晶質半導体層１
０３は、書き込み光１１２の入射に対し効率よく光キャ
リヤを発生し、液晶層側へ輸送する機能が要求される。
そのため、可視光に対し高い光導電性を有する材料で形
成される。例えば、ａ−Ｓｉ：Ｈ（屈折率３．４）、ａ
−Ｇｅ：Ｈ（水素化非晶質ゲルマニウム、屈折率４．
３）、ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ（屈折率２．８）、ａ−Ｓｉ
1-xＧｅx：Ｈ（水素化非晶質シリコンゲルマニウム、屈
折率３．７）、ａ−Ｇｅ1-xＣx：Ｈ（水素化非晶質炭化
ゲルマニウム、３．３〜３．６）などの水素化非晶質半
導体がある。尚、周知のことではあるが、上記の水素化
非晶質半導体には、キャリヤトラップとして働くダング
リングボンドを効果的に減少させるために、Ｆ、Ｃｌな
どのハロゲン原子を水素と同様に添加してもよいし、ま
たは微量（例えば0.1〜10原子％）の酸素（Ｏ）原子を
含有させてもよい。一方、第２の非晶質半導体層１０４
を構成する材料としては、上記した第１の非晶質半導体
層１０３を構成する材料と同じ材料で、膜中の水素含有
量をより多くしたものを使用することができる。尚、ａ
−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ又はａ−Ｇｅ1-xＣx：Ｈによって第１
の非晶質半導体層１０３を構成した場合には、第２の非
晶質半導体層１０４として水素含有量を増やすだけでな
く炭素含有量を増加したものを使用してもよい。第１の
非晶質半導体層１０３（以下、Ａ層として表記する）と
第２の非晶質半導体層１０４（以下、Ｂ層として表記す
る）の具体的な組合せとしては、例えばａ−Ｓｉ：Ｈ
（Ａ層）と水素化非晶質窒化ゲルマニウム（以下、ａ−
Ｇｅ1-xＮx：Ｈと略記する。屈折率２．７）（Ｂ層）、
ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ（Ｂ層）、
ａ−Ｓｉ1-xＧｅx：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｇｅ1-xＮx：Ｈ
（Ｂ層）、ａ−Ｓｉ1-xＧｅx：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｓｉ
1-xＣx：Ｈ（Ｂ層）、ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｇｅ
1-xＣx：Ｈ（Ｂ層、屈折率２．５〜３．０）、ａ−Ｓｉ
1-xＧｅx：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｇｅ1-xＣx：Ｈ（Ｂ層）、
ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｓｉ1-xＮx：Ｈ（Ｂ層）、
ａ−Ｓｉ1-xＧｅx：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｓｉ1-xＮx：Ｈ
（Ｂ層）、ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｓｉ1-xＯx：Ｈ
（Ｂ層）、ａ−Ｓｉ1-xＧｅx：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｓｉ
1-xＯx：Ｈ（Ｂ層）、ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｃ：
Ｈ（Ｂ層）、ａ−Ｓｉ1-xＧｅx：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｃ：
Ｈ（Ｂ層）、ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ａ層）と水素化非晶質窒化
シリコンゲルマニム（以下、ａ−Ｓｉ1-x-yＧｅxＮy：
Ｈと略記する。屈折率２．８〜３．４）（Ｂ層）、ａ−
Ｓｉ1-xＧｅx：Ｈ（Ａ層）とａ−Ｓｉ1-x-yＧｅxＮy：
Ｈ（Ｂ層）（但し、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、Ａ層とＢ
層のｘの値は同じであっても異なっていてもよい）など
がある。Ｂ層を構成するこれらの材料は、Ａ層を構成す
るａ−Ｓｉ：Ｈ、ａ−Ｓｉ1-xＧｅx：Ｈと同様にプラズ
マＣＶＤ法を用いて連続的に形成することができるた
め、従来例における光導電層（ａ−Ｓｉ：Ｈ）と光吸収
層（ＣｄＴｅ）とを積層するタイプに比べて作製が容易
で、かつ、低コストで量産性に富む。中でも、ａ−Ｇｅ
1-xＮx：Ｈ及びａ−Ｓｉ1-x-yＧｅxＮy：Ｈは、アンド
ープの状態で１０ 8 Ωｃｍ以下の低抵抗のものを得るこ
とができるため、ダイオード構成において大きな順方向
電流を流すことができ好ましい。ａ−Ｇｅ1-xＮx：Ｈに
は、禁止帯幅が影響を受けない程度に酸素原子を含んで
いてもよい。具体的にはＧｅ原子に対し、２０原子％ま
でである（ａ−Ｓｉ1-x-yＧｅxＮy：Ｈの場合は、Ｏ原
子はＳｉおよびＧｅ原子に対して１０原子％以下であ
る）。
【００５８】光導電体層１０５を図１のような構成とし
たことにより、書き込み光１１２は、Ａ層１０３とＢ層
１０４の界面１１７で反射する。このとき、Ａ層１０３
を、例えばｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈで構成すれば、書き込み光
１１２はｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ１０３中へ反射する。このた
め、反射した書き込み光はｉ層１０３中で吸収され光キ
ャリヤを生成する。この光キャリヤは、ｉ層１０３に印
加された電界に従ってドリフトし、光導電体層１０５中
を流れる光電流として寄与する。また、本実施例のよう
に界面１１７で反射する場合には、従来例のように光導
電体層１０５と反射鏡１０６の界面で書き込み光１１２
が反射した場合（図１に破線で示す）に比べて光路長が
短くなり、ｉ層中における光の広がりを従来例の場合よ
りも小さくすることができる。従って、高解像度で、か
つ、高感度の空間光変調素子を提供することができる。
たことにより、書き込み光１１２は、Ａ層１０３とＢ層
１０４の界面１１７で反射する。このとき、Ａ層１０３
を、例えばｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈで構成すれば、書き込み光
１１２はｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ１０３中へ反射する。このた
め、反射した書き込み光はｉ層１０３中で吸収され光キ
ャリヤを生成する。この光キャリヤは、ｉ層１０３に印
加された電界に従ってドリフトし、光導電体層１０５中
を流れる光電流として寄与する。また、本実施例のよう
に界面１１７で反射する場合には、従来例のように光導
電体層１０５と反射鏡１０６の界面で書き込み光１１２
が反射した場合（図１に破線で示す）に比べて光路長が
短くなり、ｉ層中における光の広がりを従来例の場合よ
りも小さくすることができる。従って、高解像度で、か
つ、高感度の空間光変調素子を提供することができる。
【００５９】光導電体層１０５に整流性をもたせるため
には、内部にｐ／ｉ、ｉ／ｎ、ｐ／ｉ／ｎ構造を形成す
ればよい（但し、ｉ層とはアンドープ層を意味する）。
具体的には、ｎ層としてはＢ層１０４を使用し、上記の
ａ−Ｓｉ：Ｈ、ａ−Ｇｅ：Ｈ、ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ、ａ
−Ｓｉ1-xＧｅx：Ｈ、ａ−Ｇｅ1-xＣx：Ｈにｎ型不純物
としてＰ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓｅなどの元素を添加したもの
を使用し、ｐ／ｉ構造またはｉ層としてＡ層１０３を充
当する。ｐ型層を形成するには、Ａ層１０３を構成する
上記材料に、ｐ型不純物としてＢ、Ａｌ、Ｇａなどの元
素を添加するのが好ましい。ｐ／ｉ構造を構成する方法
としては、ｉ型であるＡ層１０３の透明導電性電極側の
一部に上記の方法でｐ層を形成する、または図１に示す
ように、Ａ層１０３と透明導電性電極１０２との間に、
ｐ型の第３の非晶質半導体層１１６を挿入する方法があ
る。特に、後者のＡ層を２つのＢ層によって挟み込む構
造にすれば、Ａ層内部における書き込み光１１２の閉じ
込め効果を増進させることができるので、感度をより高
めることができ好ましい。Ａ層１０３と透明導電性電極
１０２との間に挿入される具体的なｐ型の第３の非晶質
半導体層１１６としては、ｐ型不純物（Ｂ、Ａｌ、Ｇ
ａ、Ｉｎなど）を１００〜１０，０００ｐｐｍ添加した
ｐ型のａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ（但し、０＜ｘ＜０．４が望
ましい）を膜厚１〜３００ｎｍ、好ましくは５〜３０ｎ
ｍで構成される。また、光導電体層１０５に整流性をも
たせると、書き込み光１１２の入射に対して、効率的な
光キャリヤ発生および輸送が可能になるとともに、液晶
層１０７に書き込んだ画像を順方向バイアスを印加する
ことによって消去できる利点がある。光導電体層１０５
の膜厚は、液晶層１０７との関係で決められるが、通常
０．５〜１０μｍである。
には、内部にｐ／ｉ、ｉ／ｎ、ｐ／ｉ／ｎ構造を形成す
ればよい（但し、ｉ層とはアンドープ層を意味する）。
具体的には、ｎ層としてはＢ層１０４を使用し、上記の
ａ−Ｓｉ：Ｈ、ａ−Ｇｅ：Ｈ、ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ、ａ
−Ｓｉ1-xＧｅx：Ｈ、ａ−Ｇｅ1-xＣx：Ｈにｎ型不純物
としてＰ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓｅなどの元素を添加したもの
を使用し、ｐ／ｉ構造またはｉ層としてＡ層１０３を充
当する。ｐ型層を形成するには、Ａ層１０３を構成する
上記材料に、ｐ型不純物としてＢ、Ａｌ、Ｇａなどの元
素を添加するのが好ましい。ｐ／ｉ構造を構成する方法
としては、ｉ型であるＡ層１０３の透明導電性電極側の
一部に上記の方法でｐ層を形成する、または図１に示す
ように、Ａ層１０３と透明導電性電極１０２との間に、
ｐ型の第３の非晶質半導体層１１６を挿入する方法があ
る。特に、後者のＡ層を２つのＢ層によって挟み込む構
造にすれば、Ａ層内部における書き込み光１１２の閉じ
込め効果を増進させることができるので、感度をより高
めることができ好ましい。Ａ層１０３と透明導電性電極
１０２との間に挿入される具体的なｐ型の第３の非晶質
半導体層１１６としては、ｐ型不純物（Ｂ、Ａｌ、Ｇ
ａ、Ｉｎなど）を１００〜１０，０００ｐｐｍ添加した
ｐ型のａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ（但し、０＜ｘ＜０．４が望
ましい）を膜厚１〜３００ｎｍ、好ましくは５〜３０ｎ
ｍで構成される。また、光導電体層１０５に整流性をも
たせると、書き込み光１１２の入射に対して、効率的な
光キャリヤ発生および輸送が可能になるとともに、液晶
層１０７に書き込んだ画像を順方向バイアスを印加する
ことによって消去できる利点がある。光導電体層１０５
の膜厚は、液晶層１０７との関係で決められるが、通常
０．５〜１０μｍである。
【００６０】反射鏡１０６は、ＴａＯ2、Ｓｉのように
誘電率の大きな薄膜とＭｇＦ、ＳｉＯ2のように誘電率
の小さな薄膜を交互に多層に積層した多層誘電体反射鏡
が使用される。また、別の方式としては図３に示すよう
に反射鏡３０１として、反射率の大きなＡｌ、Ａｇ、Ｍ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｔｉなどの金属薄膜で島状に形
成し、２次元マトリックス状またはモザイク状に配列し
たものが使用される。
誘電率の大きな薄膜とＭｇＦ、ＳｉＯ2のように誘電率
の小さな薄膜を交互に多層に積層した多層誘電体反射鏡
が使用される。また、別の方式としては図３に示すよう
に反射鏡３０１として、反射率の大きなＡｌ、Ａｇ、Ｍ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｔｉなどの金属薄膜で島状に形
成し、２次元マトリックス状またはモザイク状に配列し
たものが使用される。
【００６１】図３は空間光変調素子の一実施例を示す断
面図である。島状反射鏡３０１は図３のように分離して
いなければならないが、その形状の如何は問わない。島
状反射鏡３０１がこのように分離している理由は、これ
らが連続していると同一電位になって電位差を生じない
ため、作像が不可能になるためである。また、個々の反
射鏡３０１が、それぞれ、出力画像における１個の画素
に対応している。また、キャリヤの横方向への拡散を防
止し、素子の高解像度化を図る目的で島状反射鏡３０１
間の第２の非晶質半導体層１０４は少なくともエッチン
グして除去するとよい。こうすることにより、島状反射
鏡３０１間でのキャリヤの横流れは抑制され、素子の高
解像度化が可能になる。しかし、このままでは強度の大
きな光で読みだした場合に、島状反射鏡３０１間の間隙
から読み出し光１１５が光キャリヤの発生を司る第１の
非晶質半導体層１０３に入射し、液晶層１０７を誤動作
させてしまう場合がありうる。これを防ぐために、第２
の非晶質半導体層１０４だけでなく島状反射鏡３０１間
の第１の非晶質半導体層１０３も除去している。溝の深
さは光導電体層１０５の膜厚と同じであることが望まし
いが、図３に示すように、可視光を殆ど吸収せずに透過
できる程度の膜厚、好ましくは１μｍ以下、最適には
０．５μｍ以下の光導電体層１０５を残すように設定し
てもよい。さらに、この溝の部分には、可視光を吸収す
る材料で構成される光吸収層３０２（例えば、炭素粒子
を分散した有機高分子ポリマー、黒色顔料または黒色染
料を配合した有機高分子ポリマー、またはａ−Ｃ：Ｈ、
ａ−Ｇｅ：Ｈ、ａ−Ｇｅ1-xＮx：Ｈなどの無機薄膜から
成る）が形成されており、島状反射鏡３０１の間隙から
洩れてくる読み出し光１１５を吸収する。また、読み出
し光１１５の遮光をより完全なものにするため、Ａｌ、
Ａｇ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｇなどの金属遮光膜３０３
を穴の底部に形成してもよい。島状反射鏡３０１間の電
気的絶縁を完全にするために、ＳｉＯx、ＳｉＮx、Ｓｉ
Ｃx、ＧｅＯx、ＧｅＮx、ＧｅＣx、ＡｌＯx、ＡｌＮx、
ＢＣx、ＢＮxなどの無機絶縁物またはポリイミド、ポリ
ビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリパラキシレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポ
リ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポ
リ四フッ化エチレン、ポリ三フッ化塩化エチレン、ポリ
フッ化ビニリデン、六フッ化プロピレン−四フッ化エチ
レンコポリマー、三フッ化エチレン−フッ化ビニリデン
コポリマー、ポリブテン、ポリビニルブチラール、ポリ
ウレタン等の有機絶縁物からなる絶縁膜３０４を溝の部
分に形成してもよい。
面図である。島状反射鏡３０１は図３のように分離して
いなければならないが、その形状の如何は問わない。島
状反射鏡３０１がこのように分離している理由は、これ
らが連続していると同一電位になって電位差を生じない
ため、作像が不可能になるためである。また、個々の反
射鏡３０１が、それぞれ、出力画像における１個の画素
に対応している。また、キャリヤの横方向への拡散を防
止し、素子の高解像度化を図る目的で島状反射鏡３０１
間の第２の非晶質半導体層１０４は少なくともエッチン
グして除去するとよい。こうすることにより、島状反射
鏡３０１間でのキャリヤの横流れは抑制され、素子の高
解像度化が可能になる。しかし、このままでは強度の大
きな光で読みだした場合に、島状反射鏡３０１間の間隙
から読み出し光１１５が光キャリヤの発生を司る第１の
非晶質半導体層１０３に入射し、液晶層１０７を誤動作
させてしまう場合がありうる。これを防ぐために、第２
の非晶質半導体層１０４だけでなく島状反射鏡３０１間
の第１の非晶質半導体層１０３も除去している。溝の深
さは光導電体層１０５の膜厚と同じであることが望まし
いが、図３に示すように、可視光を殆ど吸収せずに透過
できる程度の膜厚、好ましくは１μｍ以下、最適には
０．５μｍ以下の光導電体層１０５を残すように設定し
てもよい。さらに、この溝の部分には、可視光を吸収す
る材料で構成される光吸収層３０２（例えば、炭素粒子
を分散した有機高分子ポリマー、黒色顔料または黒色染
料を配合した有機高分子ポリマー、またはａ−Ｃ：Ｈ、
ａ−Ｇｅ：Ｈ、ａ−Ｇｅ1-xＮx：Ｈなどの無機薄膜から
成る）が形成されており、島状反射鏡３０１の間隙から
洩れてくる読み出し光１１５を吸収する。また、読み出
し光１１５の遮光をより完全なものにするため、Ａｌ、
Ａｇ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｇなどの金属遮光膜３０３
を穴の底部に形成してもよい。島状反射鏡３０１間の電
気的絶縁を完全にするために、ＳｉＯx、ＳｉＮx、Ｓｉ
Ｃx、ＧｅＯx、ＧｅＮx、ＧｅＣx、ＡｌＯx、ＡｌＮx、
ＢＣx、ＢＮxなどの無機絶縁物またはポリイミド、ポリ
ビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリパラキシレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポ
リ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポ
リ四フッ化エチレン、ポリ三フッ化塩化エチレン、ポリ
フッ化ビニリデン、六フッ化プロピレン−四フッ化エチ
レンコポリマー、三フッ化エチレン−フッ化ビニリデン
コポリマー、ポリブテン、ポリビニルブチラール、ポリ
ウレタン等の有機絶縁物からなる絶縁膜３０４を溝の部
分に形成してもよい。
【００６２】光導電体層１０５膜は、図２に示すような
プラズマＣＶＤ装置に於て作製される。電源２０１は、
直流または高周波(1kHz〜100MHz)またはマイクロ波(1GH
z以上）電源であり、真空容器２０２内の電極２０３に
マッチング回路２０４を介して接続されている（但し、
直流の場合はマッチング回路２０４は不用）。電極２０
３にはシャワー状に多数の穴が設けてあり、原料ガスボ
ンベ２０５、希釈ガスボンベ２０６、不純物ガスボンベ
２０７、２０８からこれらのガスがマスフローコントロ
ーラー２０９〜２１２によって所定の流量に調節されて
これらの穴から真空容器２０２内に導入される（但し、
図２では便宜上、これら４本のガスボンベおよびガス系
統しか記載されていないが、これらは形成する膜の種類
に応じて増減される）。光導電体層１０５を形成するた
めの基板２１３は、ヒーター２１４上に配置され所定の
温度に加熱される。なお、図２中、２１５は真空ポン
プ、２１６はバルブ、２１７は水冷装置である。また、
図２に示した装置では真空容器は１室しか無いが、ｐｉ
ｎ構造のように多層からなる光導電体層を形成する場合
は各層専用の膜形成室（例えば、ｐｉｎ構造の場合は３
室）を設けても良く、更に基板仕込室および基板取り出
し室を膜形成室の両側に設けて基板を一方向に移動させ
るようにしても良い。
プラズマＣＶＤ装置に於て作製される。電源２０１は、
直流または高周波(1kHz〜100MHz)またはマイクロ波(1GH
z以上）電源であり、真空容器２０２内の電極２０３に
マッチング回路２０４を介して接続されている（但し、
直流の場合はマッチング回路２０４は不用）。電極２０
３にはシャワー状に多数の穴が設けてあり、原料ガスボ
ンベ２０５、希釈ガスボンベ２０６、不純物ガスボンベ
２０７、２０８からこれらのガスがマスフローコントロ
ーラー２０９〜２１２によって所定の流量に調節されて
これらの穴から真空容器２０２内に導入される（但し、
図２では便宜上、これら４本のガスボンベおよびガス系
統しか記載されていないが、これらは形成する膜の種類
に応じて増減される）。光導電体層１０５を形成するた
めの基板２１３は、ヒーター２１４上に配置され所定の
温度に加熱される。なお、図２中、２１５は真空ポン
プ、２１６はバルブ、２１７は水冷装置である。また、
図２に示した装置では真空容器は１室しか無いが、ｐｉ
ｎ構造のように多層からなる光導電体層を形成する場合
は各層専用の膜形成室（例えば、ｐｉｎ構造の場合は３
室）を設けても良く、更に基板仕込室および基板取り出
し室を膜形成室の両側に設けて基板を一方向に移動させ
るようにしても良い。
【００６３】以下に、成膜手順を説明する。先ず、高真
空に排気された真空容器２０２内に、ある所定の流量の
原料ガスおよび希釈ガス（必要とあれば不純物ガス）を
導入し、真空ポンプ２１５とバルブ２１６によって所定
の圧力となるように調整した後、電極２０３と接地され
た基板２１３間に電界を印加しプラズマを発生させ基板
２１３上に所定の膜厚の光導電体層１０５を形成する。
空に排気された真空容器２０２内に、ある所定の流量の
原料ガスおよび希釈ガス（必要とあれば不純物ガス）を
導入し、真空ポンプ２１５とバルブ２１６によって所定
の圧力となるように調整した後、電極２０３と接地され
た基板２１３間に電界を印加しプラズマを発生させ基板
２１３上に所定の膜厚の光導電体層１０５を形成する。
【００６４】例えば、光導電体層１０５にａ−Ｓｉ：Ｈ
を用いた場合、使用される原料ガスは、ガス分子内にダ
ングリングボンドを終端する働きを持つ水素原子を含ん
でいることが必要であり、具体的には、ＳｉＨ4、Ｓｉ2
Ｈ6、Ｓｉ3Ｈ8、Ｓｉ4Ｈ10、ＳｉＨ4-nＦn、ＳｉＨ4-n
Ｃｌn（但し、n=1,2,3)のうち１種類またはこれらの組
合せからなる混合ガス、またはこれらのガスとＳｉ
Ｆ4、Ｓｉ2Ｆ6、ＳｉＣｌ4のうちの１種類または２種類
以上を混合したガスが挙げられる。また、ａ−Ｓｉ1-x
Ｃx：Ｈを成膜する場合には、これらのシリコン化合物
ガスにＣＨ4、Ｃ2Ｈ6、Ｃ3Ｈ8、Ｃ4Ｈ10、Ｃ2Ｈ4、Ｃ3
Ｈ6、Ｃ4Ｈ8、Ｃ2Ｈ2、Ｃ3Ｈ4、Ｃ4Ｈ6、Ｃ6Ｈ6などの
炭化水素ガス、ＣＨ3Ｆ、ＣＨ3Ｃｌ、ＣＨ3Ｂｒ、ＣＨ3
Ｉ、Ｃ2Ｈ5Ｃｌ、Ｃ2Ｈ5Ｂｒ、Ｃ2Ｈ5Ｉなどのハロゲン
化アルキル、Ｃ3Ｈ5Ｆ、Ｃ3Ｈ5Ｃｌ、Ｃ3Ｈ5Ｂｒなどの
ハロゲン化アリル、ＣＣｌＦ3、ＣＦ4、ＣＨＦ3、Ｃ2Ｆ
6、Ｃ3Ｆ8などのフロンガス、Ｃ6Ｈ6-mＦm（ｍ＝１〜
６）のフッ化ベンゼンなどのガスを混合すればよい。ま
た、（ＣＨ3）4Ｓｉガスを単独で使用しても、上記のガ
スと混合してもよい。ａ−Ｓｉ1-xＧｅx：Ｈを成膜する
場合には、上記のシリコン化合物ガスにＧｅＨ4、Ｇｅ2
Ｈ6、Ｇｅ3Ｈ8、ＧｅＦ4、ＧｅＣｌ4、ＧｅＢｒ4、Ｇｅ
Ｉ4、ＧｅＦ2、ＧｅＣｌ2、ＧｅＢｒ2、ＧｅＩ2、Ｇｅ
ＨＦ3、ＧｅＨ2Ｆ2、ＧｅＨ3Ｆ、ＧｅＨＣｌ3、ＧｅＨ2
Ｃｌ2、ＧｅＨ3Ｃｌ、ＧｅＨＢｒ3、ＧｅＨ2Ｂｒ2、Ｇ
ｅＨ3Ｂｒ、ＧｅＨＩ3、ＧｅＨ2Ｉ2、ＧｅＨ3Ｉなどの
ガスを混合すればよい。ａ−Ｇｅ1-xＮx：Ｈ膜を形成す
る場合は、上記のゲルマニウム化合物ガスにＮ2、Ｎ
Ｈ3、Ｈ2ＮＮＨ2、ＨＮ3、ＮＨ4Ｎ3、Ｆ3Ｎ、Ｆ4Ｎ2な
どの窒素化合物ガスを混合すればよい。ａ−Ｓｉ1-x-y
ＧｅxＮy：Ｈ膜を形成する場合には、上記のシリコン化
合物ガスおよびゲルマニウム化合物ガスの混合ガスに、
上記の窒素化合物ガスを混合して使用すればよい。ま
た、これらの原料ガスを希釈するガスにはＨ2、Ｈｅ、
Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等が使用される。また、膜の電
気伝導度を変化させるためにｎ型伝導を与える不純物
（Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓｅ）を添加するには、ＰＨ3、Ｐ
Ｆ3、ＰＦ5、ＰＣｌ2Ｆ、ＰＣｌ2Ｆ3、ＰＣｌ3、ＰＢｒ
3、ＡｓＨ3、ＡｓＦ3、ＡｓＦ5、ＡｓＣｌ3、ＡｓＢ
ｒ3、ＳｂＨ3、ＳｂＦ3、ＳｂＣｌ3、Ｈ2Ｓｅ等のガス
を上記の原料ガスおよび希釈ガスに混合すればよく、ｐ
型伝導を与える不純物（Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ）を添加
するには、Ｂ2Ｈ6、ＢＦ3、ＢＣｌ3、ＢＢｒ3、（Ｃ
Ｈ3）3Ａｌ、（Ｃ2Ｈ5）3Ａｌ、（Ｃ4Ｈ9）3Ａｌ、（Ｃ
Ｈ3）3Ｉｎ、（ＣＨ3）3Ｇａ、（Ｃ2Ｈ5）3Ｉｎ、（Ｃ2
Ｈ5）3Ｇａ等のガスを上記の原料ガスおよび希釈ガスに
混合すればよい。
を用いた場合、使用される原料ガスは、ガス分子内にダ
ングリングボンドを終端する働きを持つ水素原子を含ん
でいることが必要であり、具体的には、ＳｉＨ4、Ｓｉ2
Ｈ6、Ｓｉ3Ｈ8、Ｓｉ4Ｈ10、ＳｉＨ4-nＦn、ＳｉＨ4-n
Ｃｌn（但し、n=1,2,3)のうち１種類またはこれらの組
合せからなる混合ガス、またはこれらのガスとＳｉ
Ｆ4、Ｓｉ2Ｆ6、ＳｉＣｌ4のうちの１種類または２種類
以上を混合したガスが挙げられる。また、ａ−Ｓｉ1-x
Ｃx：Ｈを成膜する場合には、これらのシリコン化合物
ガスにＣＨ4、Ｃ2Ｈ6、Ｃ3Ｈ8、Ｃ4Ｈ10、Ｃ2Ｈ4、Ｃ3
Ｈ6、Ｃ4Ｈ8、Ｃ2Ｈ2、Ｃ3Ｈ4、Ｃ4Ｈ6、Ｃ6Ｈ6などの
炭化水素ガス、ＣＨ3Ｆ、ＣＨ3Ｃｌ、ＣＨ3Ｂｒ、ＣＨ3
Ｉ、Ｃ2Ｈ5Ｃｌ、Ｃ2Ｈ5Ｂｒ、Ｃ2Ｈ5Ｉなどのハロゲン
化アルキル、Ｃ3Ｈ5Ｆ、Ｃ3Ｈ5Ｃｌ、Ｃ3Ｈ5Ｂｒなどの
ハロゲン化アリル、ＣＣｌＦ3、ＣＦ4、ＣＨＦ3、Ｃ2Ｆ
6、Ｃ3Ｆ8などのフロンガス、Ｃ6Ｈ6-mＦm（ｍ＝１〜
６）のフッ化ベンゼンなどのガスを混合すればよい。ま
た、（ＣＨ3）4Ｓｉガスを単独で使用しても、上記のガ
スと混合してもよい。ａ−Ｓｉ1-xＧｅx：Ｈを成膜する
場合には、上記のシリコン化合物ガスにＧｅＨ4、Ｇｅ2
Ｈ6、Ｇｅ3Ｈ8、ＧｅＦ4、ＧｅＣｌ4、ＧｅＢｒ4、Ｇｅ
Ｉ4、ＧｅＦ2、ＧｅＣｌ2、ＧｅＢｒ2、ＧｅＩ2、Ｇｅ
ＨＦ3、ＧｅＨ2Ｆ2、ＧｅＨ3Ｆ、ＧｅＨＣｌ3、ＧｅＨ2
Ｃｌ2、ＧｅＨ3Ｃｌ、ＧｅＨＢｒ3、ＧｅＨ2Ｂｒ2、Ｇ
ｅＨ3Ｂｒ、ＧｅＨＩ3、ＧｅＨ2Ｉ2、ＧｅＨ3Ｉなどの
ガスを混合すればよい。ａ−Ｇｅ1-xＮx：Ｈ膜を形成す
る場合は、上記のゲルマニウム化合物ガスにＮ2、Ｎ
Ｈ3、Ｈ2ＮＮＨ2、ＨＮ3、ＮＨ4Ｎ3、Ｆ3Ｎ、Ｆ4Ｎ2な
どの窒素化合物ガスを混合すればよい。ａ−Ｓｉ1-x-y
ＧｅxＮy：Ｈ膜を形成する場合には、上記のシリコン化
合物ガスおよびゲルマニウム化合物ガスの混合ガスに、
上記の窒素化合物ガスを混合して使用すればよい。ま
た、これらの原料ガスを希釈するガスにはＨ2、Ｈｅ、
Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等が使用される。また、膜の電
気伝導度を変化させるためにｎ型伝導を与える不純物
（Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓｅ）を添加するには、ＰＨ3、Ｐ
Ｆ3、ＰＦ5、ＰＣｌ2Ｆ、ＰＣｌ2Ｆ3、ＰＣｌ3、ＰＢｒ
3、ＡｓＨ3、ＡｓＦ3、ＡｓＦ5、ＡｓＣｌ3、ＡｓＢ
ｒ3、ＳｂＨ3、ＳｂＦ3、ＳｂＣｌ3、Ｈ2Ｓｅ等のガス
を上記の原料ガスおよび希釈ガスに混合すればよく、ｐ
型伝導を与える不純物（Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ）を添加
するには、Ｂ2Ｈ6、ＢＦ3、ＢＣｌ3、ＢＢｒ3、（Ｃ
Ｈ3）3Ａｌ、（Ｃ2Ｈ5）3Ａｌ、（Ｃ4Ｈ9）3Ａｌ、（Ｃ
Ｈ3）3Ｉｎ、（ＣＨ3）3Ｇａ、（Ｃ2Ｈ5）3Ｉｎ、（Ｃ2
Ｈ5）3Ｇａ等のガスを上記の原料ガスおよび希釈ガスに
混合すればよい。
【００６５】空間光変調素子に使用される光導電体層の
中で、光キャリヤを発生し、反射鏡側へ効率よく輸送す
る機能を有するのがｉ層である。従って、書き込み光が
ｐ層を通過してｉ層に入射する際に、ｐ層での損失が無
いことが望ましい。従来のａ−Ｓｉ：Ｈを使ったｐ層の
場合は、膜厚が薄くても６００ｎｍ以下の短波長の光を
良く吸収してしまうため、この波長で発光するＣＲＴを
用いて光書き込みを行う場合は、光量を非常に大きくす
る必要があった。そのため、ａ−Ｓｉ：Ｈよりも禁止帯
幅の広い水素化非晶質シリコンカーバイド（以下、ａ−
Ｓｉ1-xＣx：Ｈと略記する）をｐ層に使用すれば、６０
０ｎｍ以下の短波長の光に対してもｐ層での吸収がなく
ｉ層に到達することが出来る。そうすることによって、
６００ｎｍ以下の光に対してｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層は極表
面で吸収し光キャリヤを発生するｂめ、ｉ層中を輸送さ
れるのは電子だけになり、移動度の遅い正孔は膜厚の薄
いｐ層を輸送されることになる。そのため、光導電体層
中を流れる光電流は正孔の影響を殆ど受けることが無
く、また、ｐ層には正孔に対する深いトラップも存在し
ないため光電流の応答は高速になる。従って、光導電体
層のｐ層にａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈを使用した空間光変調素
子を投射型ディスプレイに搭載すれば、６００ｎｍ以下
の光によって小さな光量でも画像の書き込みを行うこと
が可能になり、残像や焼き付きの無い画像を得ることが
出来る。そのため、高輝度の書き込み画像を必要とした
ために従来問題となっていた書き込み光源の解像度およ
びコントラストの劣化が無くなり、空間光変調素子に高
解像度で高コントラストの良質の画像が書き込まれる。
従って、画像入力手段が出力し得る画像の面積に比べ
て、光導電体層の面積が１／５以上という小さい面積で
あっても、空間光変調素子の出力画像も高解像度、高コ
ントラストにできる。また、ＣＲＴによって画像を書き
込む場合、小型のＣＲＴでも６００ｎｍ以下の波長で十
分に画像を空間光変調素子に書き込むことができるの
で、投射装置を小型軽量にすることが出来る。
中で、光キャリヤを発生し、反射鏡側へ効率よく輸送す
る機能を有するのがｉ層である。従って、書き込み光が
ｐ層を通過してｉ層に入射する際に、ｐ層での損失が無
いことが望ましい。従来のａ−Ｓｉ：Ｈを使ったｐ層の
場合は、膜厚が薄くても６００ｎｍ以下の短波長の光を
良く吸収してしまうため、この波長で発光するＣＲＴを
用いて光書き込みを行う場合は、光量を非常に大きくす
る必要があった。そのため、ａ−Ｓｉ：Ｈよりも禁止帯
幅の広い水素化非晶質シリコンカーバイド（以下、ａ−
Ｓｉ1-xＣx：Ｈと略記する）をｐ層に使用すれば、６０
０ｎｍ以下の短波長の光に対してもｐ層での吸収がなく
ｉ層に到達することが出来る。そうすることによって、
６００ｎｍ以下の光に対してｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層は極表
面で吸収し光キャリヤを発生するｂめ、ｉ層中を輸送さ
れるのは電子だけになり、移動度の遅い正孔は膜厚の薄
いｐ層を輸送されることになる。そのため、光導電体層
中を流れる光電流は正孔の影響を殆ど受けることが無
く、また、ｐ層には正孔に対する深いトラップも存在し
ないため光電流の応答は高速になる。従って、光導電体
層のｐ層にａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈを使用した空間光変調素
子を投射型ディスプレイに搭載すれば、６００ｎｍ以下
の光によって小さな光量でも画像の書き込みを行うこと
が可能になり、残像や焼き付きの無い画像を得ることが
出来る。そのため、高輝度の書き込み画像を必要とした
ために従来問題となっていた書き込み光源の解像度およ
びコントラストの劣化が無くなり、空間光変調素子に高
解像度で高コントラストの良質の画像が書き込まれる。
従って、画像入力手段が出力し得る画像の面積に比べ
て、光導電体層の面積が１／５以上という小さい面積で
あっても、空間光変調素子の出力画像も高解像度、高コ
ントラストにできる。また、ＣＲＴによって画像を書き
込む場合、小型のＣＲＴでも６００ｎｍ以下の波長で十
分に画像を空間光変調素子に書き込むことができるの
で、投射装置を小型軽量にすることが出来る。
【００６６】以下に具体的実施例を挙げて、より詳細に
説明する。 （実施例１）図１の断面図に示すように、ガラス基板１
０１上に、スパッタ法によってＩＴＯを０．０５〜０．
２μｍの膜厚で成膜し、透明導電性電極１０２を形成し
た。次いで、これを図２に示すプラズマＣＶＤ装置内に
配置し、真空容器２０２内を１×１０-6Ｔｏｒｒ以下に
排気した後、ヒーター２１４で２８０℃に加熱した。Ｈ
ｅで希釈した濃度１０ｐｐｍ（１ｐｐｍ＝１×１０-6）
のＢ2Ｈ6を４００ｓｃｃｍおよびＳｉＨ4：１ｓｃｃ
ｍ、Ｃ2Ｈ2：０．２ｓｃｃｍを真空容器２０２内に導入
し圧力を０．８Ｔｏｒｒに調整した後、周波数１３．５
６ＭＨｚの高周波電力３０Ｗを電極２０３に印加して放
電を発生させ、屈折率の小さい層１１６として、５〜１
８ｎｍ厚のｐ型ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ層を形成した。続い
て、真空容器２０２内を一度高真空に排気した後、
Ｈ2：１００ｓｃｃｍおよびＳｉＨ4：４０ｓｃｃｍを真
空容器内に導入し、圧力０．８Ｔｏｒｒ、高周波電力１
５Ｗで同様にｉ型アンドープａ−Ｓｉ：Ｈ層を１〜１．
８μｍを形成して屈折率の大きい層１０３とし、再び真
空容器２０２内を真空排気した。次いで、屈折率の小さ
な層１０４として、Ｎ2：１６０ｓｃｃｍとＧｅＨ4：１
ｓｃｃｍを真空容器２０２内に導入し圧力を０．５Ｔｏ
ｒｒに調整した後、高周波電力２０Ｗの条件で０．３〜
１μｍのアンドープａ−Ｇｅ1-xＮx：Ｈ（０．１≦ｘ≦
０．４）層を形成して光導電体層１０５を完成した。次
いで、スパッタ蒸着法によりＳｉとＳｉＯ2を交互に多
層に積層して多層誘電体反射層１０６を形成した後、ラ
ビング処理を施したポリイミド配向膜１０８を積層し
た。ポリイミドには下記式（化１）で示されるオリゴフ
ェニレンスルフィドポリイミドの一種を用いた。
説明する。 （実施例１）図１の断面図に示すように、ガラス基板１
０１上に、スパッタ法によってＩＴＯを０．０５〜０．
２μｍの膜厚で成膜し、透明導電性電極１０２を形成し
た。次いで、これを図２に示すプラズマＣＶＤ装置内に
配置し、真空容器２０２内を１×１０-6Ｔｏｒｒ以下に
排気した後、ヒーター２１４で２８０℃に加熱した。Ｈ
ｅで希釈した濃度１０ｐｐｍ（１ｐｐｍ＝１×１０-6）
のＢ2Ｈ6を４００ｓｃｃｍおよびＳｉＨ4：１ｓｃｃ
ｍ、Ｃ2Ｈ2：０．２ｓｃｃｍを真空容器２０２内に導入
し圧力を０．８Ｔｏｒｒに調整した後、周波数１３．５
６ＭＨｚの高周波電力３０Ｗを電極２０３に印加して放
電を発生させ、屈折率の小さい層１１６として、５〜１
８ｎｍ厚のｐ型ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ層を形成した。続い
て、真空容器２０２内を一度高真空に排気した後、
Ｈ2：１００ｓｃｃｍおよびＳｉＨ4：４０ｓｃｃｍを真
空容器内に導入し、圧力０．８Ｔｏｒｒ、高周波電力１
５Ｗで同様にｉ型アンドープａ−Ｓｉ：Ｈ層を１〜１．
８μｍを形成して屈折率の大きい層１０３とし、再び真
空容器２０２内を真空排気した。次いで、屈折率の小さ
な層１０４として、Ｎ2：１６０ｓｃｃｍとＧｅＨ4：１
ｓｃｃｍを真空容器２０２内に導入し圧力を０．５Ｔｏ
ｒｒに調整した後、高周波電力２０Ｗの条件で０．３〜
１μｍのアンドープａ−Ｇｅ1-xＮx：Ｈ（０．１≦ｘ≦
０．４）層を形成して光導電体層１０５を完成した。次
いで、スパッタ蒸着法によりＳｉとＳｉＯ2を交互に多
層に積層して多層誘電体反射層１０６を形成した後、ラ
ビング処理を施したポリイミド配向膜１０８を積層し
た。ポリイミドには下記式（化１）で示されるオリゴフ
ェニレンスルフィドポリイミドの一種を用いた。
【００６７】
【化１】
【００６８】そして、これとＩＴＯからなる透明導電性
電極１０９及び前記と同様のポリイミド配向膜１１０を
積層したガラス基板１１１との間に０．８〜１．３μｍ
厚の強誘電性液晶層１０７を挟み込んで空間光変調素子
（１）を作製した。強誘電性液晶にはチッソ株式会社
製、品番ＣＳ−１０２９を用い、他の実施例においても
同じものを用いた。
電極１０９及び前記と同様のポリイミド配向膜１１０を
積層したガラス基板１１１との間に０．８〜１．３μｍ
厚の強誘電性液晶層１０７を挟み込んで空間光変調素子
（１）を作製した。強誘電性液晶にはチッソ株式会社
製、品番ＣＳ−１０２９を用い、他の実施例においても
同じものを用いた。
【００６９】また、これとは別に、光導電体層１０５の
アンドープａ−Ｇｅ1-xＮx：Ｈ層（屈折率の小さな層）
１０４を、Ｈ2で希釈した濃度１００ｐｐｍのＰＨ3：５
０〜１００ｓｃｃｍとＳｉＨ4：５〜２０ｓｃｃｍを用
いて同じ膜厚で成膜したｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈで置き換えた
空間光変調素子（２）を作製した。
アンドープａ−Ｇｅ1-xＮx：Ｈ層（屈折率の小さな層）
１０４を、Ｈ2で希釈した濃度１００ｐｐｍのＰＨ3：５
０〜１００ｓｃｃｍとＳｉＨ4：５〜２０ｓｃｃｍを用
いて同じ膜厚で成膜したｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈで置き換えた
空間光変調素子（２）を作製した。
【００７０】これらの空間光変調素子（１）、（２）の
両透明導電性電極１０２、１０９間に、図５に示す交流
電圧波形（Ｖp＝１５Ｖ、Ｖn＝−１．５Ｖ、Ｔp：Ｔ＝
１：１１、Ｔ＝１〜１６ｍｓ）を印加し、書き込み光１
１２として白色光を用い、読み出し光１１５としてＨｅ
−Ｎｅレーザ（６３３ｎｍ）を用いて動作を調べた。こ
こで、図３を用いて素子の動作を簡単に説明する。但
し、印加電圧は、透明導電性電極１０２が＋となるよう
に設定した。書き込み光１１２は光導電体層１０５が逆
バイアスされる−のパルス印加時に照射され、これによ
って液晶層１０７にかかる電圧が増加して液晶はオフ状
態からオン状態へスイッチし、読み出し光１１５による
出力光が出力される。その後、光導電体層１０５が順バ
イアスされる＋のパルスが印加されると、液晶層１０７
は書き込み光１１２の照射如何にかかわらずオフ状態に
スイッチされる。
両透明導電性電極１０２、１０９間に、図５に示す交流
電圧波形（Ｖp＝１５Ｖ、Ｖn＝−１．５Ｖ、Ｔp：Ｔ＝
１：１１、Ｔ＝１〜１６ｍｓ）を印加し、書き込み光１
１２として白色光を用い、読み出し光１１５としてＨｅ
−Ｎｅレーザ（６３３ｎｍ）を用いて動作を調べた。こ
こで、図３を用いて素子の動作を簡単に説明する。但
し、印加電圧は、透明導電性電極１０２が＋となるよう
に設定した。書き込み光１１２は光導電体層１０５が逆
バイアスされる−のパルス印加時に照射され、これによ
って液晶層１０７にかかる電圧が増加して液晶はオフ状
態からオン状態へスイッチし、読み出し光１１５による
出力光が出力される。その後、光導電体層１０５が順バ
イアスされる＋のパルスが印加されると、液晶層１０７
は書き込み光１１２の照射如何にかかわらずオフ状態に
スイッチされる。
【００７１】このような動作条件で、空間光変調素子
（１）の光感度は５０〜８０μＷ／ｃｍ2、立ち上がり
時間は３０〜５０μｓ、解像度は５０〜７０ｌｐ（ｌｉ
ｎｅｐａｉｒｓ）／ｍｍ（変調伝達関数（ＭＴＦ）：５
０％）であるのに対し、空間光変調素子（２）の光感度
は９０〜１２０μＷ／ｃｍ2、立ち上がり時間は３０〜
５０μｓ、解像度は４０〜６０ｌｐ／ｍｍ（ＭＴＦ：５
０％）であった。
（１）の光感度は５０〜８０μＷ／ｃｍ2、立ち上がり
時間は３０〜５０μｓ、解像度は５０〜７０ｌｐ（ｌｉ
ｎｅｐａｉｒｓ）／ｍｍ（変調伝達関数（ＭＴＦ）：５
０％）であるのに対し、空間光変調素子（２）の光感度
は９０〜１２０μＷ／ｃｍ2、立ち上がり時間は３０〜
５０μｓ、解像度は４０〜６０ｌｐ／ｍｍ（ＭＴＦ：５
０％）であった。
【００７２】また、空間光変調素子（１）に使用した光
導電体層１０５を上記と同様にしてＩＴＯ電極上に形成
した後、さらにａ−Ｇｅ1-xＮx：Ｈ層（屈折率の小さな
層）１０３上にＡｌ電極を形成し、光導電体層１０５の
電圧−電流特性を調べた。その結果を図６に示す。光電
流は、逆バイアス下でＩＴＯ電極１０２側から波長５５
０ｎｍ、強度０．５μＷ／ｃｍ2の単色光を照射して得
られたものである。このように、良好なフォトダイオー
ド特性を確認することができた。
導電体層１０５を上記と同様にしてＩＴＯ電極上に形成
した後、さらにａ−Ｇｅ1-xＮx：Ｈ層（屈折率の小さな
層）１０３上にＡｌ電極を形成し、光導電体層１０５の
電圧−電流特性を調べた。その結果を図６に示す。光電
流は、逆バイアス下でＩＴＯ電極１０２側から波長５５
０ｎｍ、強度０．５μＷ／ｃｍ2の単色光を照射して得
られたものである。このように、良好なフォトダイオー
ド特性を確認することができた。
【００７３】さらに、空間光変調素子（１）に使用した
ａ−Ｇｅ1-xＮx：Ｈ膜を石英板及び結晶Ｓｉウェーハ上
に堆積して、１０００〜２６００ｎｍにおける近赤外領
域の干渉スペクトル及び赤外吸収（ＩＲ）スペクトルを
それぞれ測定した。その結果、１５００ｎｍ付近の干渉
波形から得られた屈折率は２．０〜２．９であり、同じ
ようにして求めたａ−Ｓｉ：Ｈの値（３．３〜３．５）
に比べて小さいことが確認できた。一方、ＩＲスペクト
ルでは、Ｎ−Ｈ結合に起因していると思われる３３００
ｃｍ-1及び１１５０ｃｍ -1 付近の吸収ピークと、Ｇｅ−
Ｎ結合に起因していると思われる７６０ｃｍ-1及び１４
３０ｃｍ-1付近の吸収帯が顕著に観測された。
ａ−Ｇｅ1-xＮx：Ｈ膜を石英板及び結晶Ｓｉウェーハ上
に堆積して、１０００〜２６００ｎｍにおける近赤外領
域の干渉スペクトル及び赤外吸収（ＩＲ）スペクトルを
それぞれ測定した。その結果、１５００ｎｍ付近の干渉
波形から得られた屈折率は２．０〜２．９であり、同じ
ようにして求めたａ−Ｓｉ：Ｈの値（３．３〜３．５）
に比べて小さいことが確認できた。一方、ＩＲスペクト
ルでは、Ｎ−Ｈ結合に起因していると思われる３３００
ｃｍ-1及び１１５０ｃｍ -1 付近の吸収ピークと、Ｇｅ−
Ｎ結合に起因していると思われる７６０ｃｍ-1及び１４
３０ｃｍ-1付近の吸収帯が顕著に観測された。
【００７４】（実施例２）図３の断面図に示すように、
ガラス基板１０１上に0.05〜0.2μｍ厚のＩＴＯ透明電
極１０２をスパッタ法により成膜し、実施例１と同様に
して光導電体層１０５を形成した。次いで、光導電体層
１０５の表面に真空蒸着法によりＣｒ：５００ｎｍ厚を
堆積し、写真蝕刻法によってパターニングを行い、島状
反射鏡３０１を形成した。このとき島状反射鏡３０１の
形状は２４μｍ角の正方形で、２μｍの間隔を保ちなが
ら２０００×２０００個の反射鏡がマトリックス状に配
列している（但し、島状反射鏡３０１は写真蝕刻法だけ
でなく、リフトオフ法を用いても形成できる）。次い
で、この島状反射鏡３０１をマスクにして反応性イオン
エッチング法（以下、ＲＩＥと略記する）または化学的
ドライエッチング法（以下、ＣＤＥと略記する）によっ
て、島状反射鏡３０１の間のａ−Ｇｅ1-xＮx：Ｈ層１０
４およびａ−Ｓｉ：Ｈ層１０３をエッチングにより除去
した。この時の光導電体層１０５の断面図を図４（ａ）
に示す。次に、上から真空蒸着法により１００ｎｍ厚の
Ａｌを蒸着した。この様子を図４（ｂ）に示す。この
時、このＡｌ膜は島状反射鏡３０１上および溝内に形成
されることになり、島状反射鏡３０１はＡｌ／Ｃｒの２
重構造となり、溝内に形成された部分は読み出し光１１
５を遮光するための金属遮光膜３０３となる。次いで、
下記式（化２）で示されるポリアミック酸を厚さ：１０
０〜３００ｎｍ塗布し、空気中または窒素雰囲気中で９
０〜１００℃で５分間プリベークした後、２００〜３０
０℃で３０分ないし６０分間熱処理を加えてイミド化さ
せ、ポリイミドからなる絶縁膜３０４を形成した。
ガラス基板１０１上に0.05〜0.2μｍ厚のＩＴＯ透明電
極１０２をスパッタ法により成膜し、実施例１と同様に
して光導電体層１０５を形成した。次いで、光導電体層
１０５の表面に真空蒸着法によりＣｒ：５００ｎｍ厚を
堆積し、写真蝕刻法によってパターニングを行い、島状
反射鏡３０１を形成した。このとき島状反射鏡３０１の
形状は２４μｍ角の正方形で、２μｍの間隔を保ちなが
ら２０００×２０００個の反射鏡がマトリックス状に配
列している（但し、島状反射鏡３０１は写真蝕刻法だけ
でなく、リフトオフ法を用いても形成できる）。次い
で、この島状反射鏡３０１をマスクにして反応性イオン
エッチング法（以下、ＲＩＥと略記する）または化学的
ドライエッチング法（以下、ＣＤＥと略記する）によっ
て、島状反射鏡３０１の間のａ−Ｇｅ1-xＮx：Ｈ層１０
４およびａ−Ｓｉ：Ｈ層１０３をエッチングにより除去
した。この時の光導電体層１０５の断面図を図４（ａ）
に示す。次に、上から真空蒸着法により１００ｎｍ厚の
Ａｌを蒸着した。この様子を図４（ｂ）に示す。この
時、このＡｌ膜は島状反射鏡３０１上および溝内に形成
されることになり、島状反射鏡３０１はＡｌ／Ｃｒの２
重構造となり、溝内に形成された部分は読み出し光１１
５を遮光するための金属遮光膜３０３となる。次いで、
下記式（化２）で示されるポリアミック酸を厚さ：１０
０〜３００ｎｍ塗布し、空気中または窒素雰囲気中で９
０〜１００℃で５分間プリベークした後、２００〜３０
０℃で３０分ないし６０分間熱処理を加えてイミド化さ
せ、ポリイミドからなる絶縁膜３０４を形成した。
【００７５】
【化２】
【００７６】次いで、炭素粒子を含むレジストを塗布し
て溝内に充填した後、空気中または窒素雰囲気中で９０
〜１００℃で５分間プリベークおよび２００〜３００℃
で３０分ないし６０分間のポストベークを行って光吸収
層３０２を形成し、さらにＣＤＥによって島状反射鏡３
０１上に残っているポリイミド膜および炭素粒子を含む
レジスト膜を除去した。この時の状態を図４（ｃ）に示
す。次いで、前記式（化２）のポリアミック酸を厚さ：
１０〜３０ｎｍ塗布し、空気中または窒素雰囲気中で９
０〜１００℃で５分間プリベークした後、２５０〜２８
０℃で３０分ないし６０分間熱処理を加えてイミド化
し、ラビング処理を施してポリイミド配向膜１０８を積
層した。これとＩＴＯの透明導電性電極１０９および配
向膜１０８と同様に作製したポリイミド配向膜１１０を
積層したガラス基板１１１との間に０．８〜２μｍ厚の
強誘電性液晶層１０７を挟んで、図３に示した空間光変
調素子（３）を完成した。この空間光変調素子（３）
を、実施例１と同様にして評価したところ、光感度は８
０μＷ／ｃｍ2 、立ち上がり時間は３０μｓであった。
て溝内に充填した後、空気中または窒素雰囲気中で９０
〜１００℃で５分間プリベークおよび２００〜３００℃
で３０分ないし６０分間のポストベークを行って光吸収
層３０２を形成し、さらにＣＤＥによって島状反射鏡３
０１上に残っているポリイミド膜および炭素粒子を含む
レジスト膜を除去した。この時の状態を図４（ｃ）に示
す。次いで、前記式（化２）のポリアミック酸を厚さ：
１０〜３０ｎｍ塗布し、空気中または窒素雰囲気中で９
０〜１００℃で５分間プリベークした後、２５０〜２８
０℃で３０分ないし６０分間熱処理を加えてイミド化
し、ラビング処理を施してポリイミド配向膜１０８を積
層した。これとＩＴＯの透明導電性電極１０９および配
向膜１０８と同様に作製したポリイミド配向膜１１０を
積層したガラス基板１１１との間に０．８〜２μｍ厚の
強誘電性液晶層１０７を挟んで、図３に示した空間光変
調素子（３）を完成した。この空間光変調素子（３）
を、実施例１と同様にして評価したところ、光感度は８
０μＷ／ｃｍ2 、立ち上がり時間は３０μｓであった。
【００７７】（実施例３）図１に示すように、ガラス基
板１０１上に、スパッタ蒸着法によってＩＴＯ透明電極
１０２を０．０５〜０．２μｍの膜厚で成膜した。次い
で、これを図２に示すプラズマＣＶＤ法装置内に移し、
真空容器２０２内を１×１０-6Ｔｏｒｒ以下に排気した
後、２５０〜３００℃に加熱した。次いで、Ｈｅで希釈
した濃度１００ｐｐｍのＢ2Ｈ6：３６０ｓｃｃｍ、Ｓｉ
Ｈ4：１ｓｃｃｍ及びＣ2Ｈ2：０．２ｓｃｃｍを真空容
器２０２内に導入し、圧力を０．５〜０．８Ｔｏｒｒに
調整した後、電極２０３に１３．５６ＭＨｚ、２０〜５
０Ｗの高周波電力を印加してプラズマを発生させ、ｐ型
ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ層（ｘ＝０．２３）を１５ｎｍの膜
厚で成膜して屈折率の小さな層１１６を形成した。次い
で、Ｈｅ：１５０〜３００ｓｃｃｍとＳｉＨ4：０．７
５〜６ｓｃｃｍを真空容器２０２内に導入し、同様にし
てｉ型アンドープａ−Ｓｉ：Ｈ層を１．２〜２μｍの膜
厚で成膜して屈折率の大きな層１０３を形成した。次い
で、Ｎ2：１００〜２００ｓｃｃｍ、ＳｉＨ4：０．１〜
３ｓｃｃｍ及びＧｅＨ4：０．１〜０．５ｓｃｃｍを真
空容器２０２内に導入し、１０〜３０Ｗの高周波電力で
アンドープａ−Ｓｉ1-x-yＧｅxＮ y：Ｈ（０．１≦ｘ≦
０．５、０．１≦ｙ≦０．４）層を０．１〜０．９μｍ
の膜厚で成膜して屈折率の小さな層１０４を形成し、光
導電体層１０５を作製した。次いで、光導電体層１０５
上に、スパッタ蒸着法によってＳｉ及びＳｉＯ2を交互
に多層に積層して多層誘電体反射鏡１０６を形成した
後、前記式（化１）のポリイミドを用いて、ラビング処
理を施したポリイミド配向膜１０８を積層した。そし
て、これとＩＴＯ透明電極１０９及びポリイミド配向膜
１１０を積層したガラス基板１１１との間に０．８〜
１．３μｍ厚の強誘電性液晶層１０７を挟み込んで空間
光変調素子（４）を作製した。
板１０１上に、スパッタ蒸着法によってＩＴＯ透明電極
１０２を０．０５〜０．２μｍの膜厚で成膜した。次い
で、これを図２に示すプラズマＣＶＤ法装置内に移し、
真空容器２０２内を１×１０-6Ｔｏｒｒ以下に排気した
後、２５０〜３００℃に加熱した。次いで、Ｈｅで希釈
した濃度１００ｐｐｍのＢ2Ｈ6：３６０ｓｃｃｍ、Ｓｉ
Ｈ4：１ｓｃｃｍ及びＣ2Ｈ2：０．２ｓｃｃｍを真空容
器２０２内に導入し、圧力を０．５〜０．８Ｔｏｒｒに
調整した後、電極２０３に１３．５６ＭＨｚ、２０〜５
０Ｗの高周波電力を印加してプラズマを発生させ、ｐ型
ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ層（ｘ＝０．２３）を１５ｎｍの膜
厚で成膜して屈折率の小さな層１１６を形成した。次い
で、Ｈｅ：１５０〜３００ｓｃｃｍとＳｉＨ4：０．７
５〜６ｓｃｃｍを真空容器２０２内に導入し、同様にし
てｉ型アンドープａ−Ｓｉ：Ｈ層を１．２〜２μｍの膜
厚で成膜して屈折率の大きな層１０３を形成した。次い
で、Ｎ2：１００〜２００ｓｃｃｍ、ＳｉＨ4：０．１〜
３ｓｃｃｍ及びＧｅＨ4：０．１〜０．５ｓｃｃｍを真
空容器２０２内に導入し、１０〜３０Ｗの高周波電力で
アンドープａ−Ｓｉ1-x-yＧｅxＮ y：Ｈ（０．１≦ｘ≦
０．５、０．１≦ｙ≦０．４）層を０．１〜０．９μｍ
の膜厚で成膜して屈折率の小さな層１０４を形成し、光
導電体層１０５を作製した。次いで、光導電体層１０５
上に、スパッタ蒸着法によってＳｉ及びＳｉＯ2を交互
に多層に積層して多層誘電体反射鏡１０６を形成した
後、前記式（化１）のポリイミドを用いて、ラビング処
理を施したポリイミド配向膜１０８を積層した。そし
て、これとＩＴＯ透明電極１０９及びポリイミド配向膜
１１０を積層したガラス基板１１１との間に０．８〜
１．３μｍ厚の強誘電性液晶層１０７を挟み込んで空間
光変調素子（４）を作製した。
【００７８】図７にこの空間光変調素子を組み込んだ投
射型ディスプレイ装置の概略図を示す。７０１は白色拡
散面をもつスクリーン、７０２は投射用光源で反射鏡付
きメタルハライドランプ、７０３は書き込み光源として
ＣＲＴ、７０４は空間光変調素子、７０５は空間光変調
素子７０４の出力像をスクリーン７０１上に４０倍に拡
大する投射用レンズ系である。なお、７０６は偏光ビー
ムスプリッター、７０７はＣＲＴ７０３に表示された画
像を空間光変調素子７０４の光導電体層１０５に結像す
るための結像レンズ系、７０８はリレーレンズ系、７０
９はプリ偏光子、７１０は補助レンズ、７１１は空間光
変調素子７０４を駆動するための交流電源である。
射型ディスプレイ装置の概略図を示す。７０１は白色拡
散面をもつスクリーン、７０２は投射用光源で反射鏡付
きメタルハライドランプ、７０３は書き込み光源として
ＣＲＴ、７０４は空間光変調素子、７０５は空間光変調
素子７０４の出力像をスクリーン７０１上に４０倍に拡
大する投射用レンズ系である。なお、７０６は偏光ビー
ムスプリッター、７０７はＣＲＴ７０３に表示された画
像を空間光変調素子７０４の光導電体層１０５に結像す
るための結像レンズ系、７０８はリレーレンズ系、７０
９はプリ偏光子、７１０は補助レンズ、７１１は空間光
変調素子７０４を駆動するための交流電源である。
【００７９】ここで、本実施例の投射像の形成、消去お
よびスクリーン上に投射された結果に付いて簡単に述べ
る。透明導電性電極１０２と１０９間に、図５に示す交
流電圧波形（Ｖp＝１５Ｖ、Ｖn＝−１Ｖ、Ｔp：Ｔ＝
１：１１、Ｔ＝１〜１６ｍｓ）を印加した。但し、印加
電圧の極性は、透明導電性電極１０２が−になるように
設定した。光導電体層１０５が逆バイアスされるＶnの
電圧が印加されている期間に、ＣＲＴ７０３に表示され
ている画像が空間光変調素子７０５に書き込まれ、スク
リーン７０１上に書き込まれた画像が投影される。Ｖp
の電圧が印加されている期間、光導電体層１０５が順バ
イアスされるため、書き込まれた画像は消去される。メ
タルハライドランプ７０２を点灯したときの空間光変調
素子７０５上の照度は２００万ｌｘであったが、得られ
たスクリーン７０１上の像のコントラストは、１５０：
１であり、解像度は９００ＴＶ本であった。但し、この
時に使用したＣＲＴ７０３の画像表示領域の大きさは対
角６．２インチ（アスペクト比１６：９）で、この画像
を受ける空間光変調素子７０４の光導電体層１０５の大
きさは対角２．８インチであった。また、ＣＲＴ７０３
の発光スペクトルは、中心波長：５２５ｎｍで半値幅５
０ｎｍであった。
よびスクリーン上に投射された結果に付いて簡単に述べ
る。透明導電性電極１０２と１０９間に、図５に示す交
流電圧波形（Ｖp＝１５Ｖ、Ｖn＝−１Ｖ、Ｔp：Ｔ＝
１：１１、Ｔ＝１〜１６ｍｓ）を印加した。但し、印加
電圧の極性は、透明導電性電極１０２が−になるように
設定した。光導電体層１０５が逆バイアスされるＶnの
電圧が印加されている期間に、ＣＲＴ７０３に表示され
ている画像が空間光変調素子７０５に書き込まれ、スク
リーン７０１上に書き込まれた画像が投影される。Ｖp
の電圧が印加されている期間、光導電体層１０５が順バ
イアスされるため、書き込まれた画像は消去される。メ
タルハライドランプ７０２を点灯したときの空間光変調
素子７０５上の照度は２００万ｌｘであったが、得られ
たスクリーン７０１上の像のコントラストは、１５０：
１であり、解像度は９００ＴＶ本であった。但し、この
時に使用したＣＲＴ７０３の画像表示領域の大きさは対
角６．２インチ（アスペクト比１６：９）で、この画像
を受ける空間光変調素子７０４の光導電体層１０５の大
きさは対角２．８インチであった。また、ＣＲＴ７０３
の発光スペクトルは、中心波長：５２５ｎｍで半値幅５
０ｎｍであった。
【００８０】次に、種々の蛍光体を用いたＣＲＴ７０３
による画像書き込みを行い、発光波長に対する投写画像
の変化を図７のシステムを用いて行った。その結果、Ｃ
ＲＴ７０３に使用されている蛍光体の発光が、４００ｎ
ｍから６００ｎｍの範囲で有れば、ＣＲＴ７０３のビー
ム電流も小さくでき、高解像度、かつ高コントラスト
で、残像や焼き付きのない投写画像が得られることが判
明した。望ましい蛍光体の発光スペクトルをより詳しく
説明すると、発光強度がピークとなる波長が４００ｎｍ
〜６００ｎｍの範囲にあり、ピーク強度に対して半値に
なる波長が３７０ｎｍより大きく、６３０ｎｍを越えな
いということである。蛍光体の発光領域が波長：４００
ｎｍ以下では透明導電性電極１０２での吸収が無視でき
なくなり、画像書き込みに必要なＣＲＴ７０３のビーム
電流が大きくなり、ＣＲＴ７０３に表示できる画像のコ
ントラストおよび解像度が低下してしまう。一方、６０
０ｎｍ以上では光導電体層１０５のバルク中での吸収が
主となり、光導電体層１０５に流れる光電流に対し、正
孔の影響が強くなる。ａ−Ｓｉ：Ｈの正孔は電子比べて
移動度が遅く、かつ深いトラップが存在する。そのた
め、光導電体１０５層中に流れる光電流の応答が遅くな
ると共に、立ち下がりの応答に時定数の長い減衰成分が
存在するため、投影画像が暗くなると共に残像や焼き付
きを生ずる。また、ＣＲＴ７０３に使用される蛍光体の
発光の減衰時定数（ピーク強度からその１／１０の値に
減衰する迄の時間）は、空間光変調素子７０４を駆動す
る電圧波形（図５）の周期Ｔより短く、かつＴ／１０よ
り長いと、最も効率よくＣＲＴ７０３の画像が空間光変
調素子７０４に書き込まれる。
による画像書き込みを行い、発光波長に対する投写画像
の変化を図７のシステムを用いて行った。その結果、Ｃ
ＲＴ７０３に使用されている蛍光体の発光が、４００ｎ
ｍから６００ｎｍの範囲で有れば、ＣＲＴ７０３のビー
ム電流も小さくでき、高解像度、かつ高コントラスト
で、残像や焼き付きのない投写画像が得られることが判
明した。望ましい蛍光体の発光スペクトルをより詳しく
説明すると、発光強度がピークとなる波長が４００ｎｍ
〜６００ｎｍの範囲にあり、ピーク強度に対して半値に
なる波長が３７０ｎｍより大きく、６３０ｎｍを越えな
いということである。蛍光体の発光領域が波長：４００
ｎｍ以下では透明導電性電極１０２での吸収が無視でき
なくなり、画像書き込みに必要なＣＲＴ７０３のビーム
電流が大きくなり、ＣＲＴ７０３に表示できる画像のコ
ントラストおよび解像度が低下してしまう。一方、６０
０ｎｍ以上では光導電体層１０５のバルク中での吸収が
主となり、光導電体層１０５に流れる光電流に対し、正
孔の影響が強くなる。ａ−Ｓｉ：Ｈの正孔は電子比べて
移動度が遅く、かつ深いトラップが存在する。そのた
め、光導電体１０５層中に流れる光電流の応答が遅くな
ると共に、立ち下がりの応答に時定数の長い減衰成分が
存在するため、投影画像が暗くなると共に残像や焼き付
きを生ずる。また、ＣＲＴ７０３に使用される蛍光体の
発光の減衰時定数（ピーク強度からその１／１０の値に
減衰する迄の時間）は、空間光変調素子７０４を駆動す
る電圧波形（図５）の周期Ｔより短く、かつＴ／１０よ
り長いと、最も効率よくＣＲＴ７０３の画像が空間光変
調素子７０４に書き込まれる。
【００８１】図７では、ＣＲＴ７０３によって書き込み
画像を与えたが、ＣＲＴの代わりに波長が４００ｎｍ〜
６００ｎｍの光によって画像を出力する他のディスプレ
イ、例えば液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、
電界発光素子、発光ダイオードアレイ、２次元スキャン
装置を兼ね備えた半導体レーザなどを使用しても良い。
画像を与えたが、ＣＲＴの代わりに波長が４００ｎｍ〜
６００ｎｍの光によって画像を出力する他のディスプレ
イ、例えば液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、
電界発光素子、発光ダイオードアレイ、２次元スキャン
装置を兼ね備えた半導体レーザなどを使用しても良い。
【００８２】（実施例４）実施例３で作製した空間光変
調素子（４）において、屈折率の小さな層１１６である
ｐ型ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ層（ｘ＝０．２３）の膜厚のみ
を１〜３００ｎｍの範囲で変化させた空間光変調素子を
作製した。これらの素子を、実施例３と同様にして、図
７に示す投写型ディスプレイ装置に搭載し、その出力画
像を調べた。その結果、ｐ型ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ層１１
６の膜厚が、１〜１００ｎｍの範囲にあるときは、解像
度およびコントラストの優れた画像が得られた。最も良
質な画像が得られたのは、ｐ型ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ層１
１６の膜厚が５〜１８ｎｍの時であった。
調素子（４）において、屈折率の小さな層１１６である
ｐ型ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ層（ｘ＝０．２３）の膜厚のみ
を１〜３００ｎｍの範囲で変化させた空間光変調素子を
作製した。これらの素子を、実施例３と同様にして、図
７に示す投写型ディスプレイ装置に搭載し、その出力画
像を調べた。その結果、ｐ型ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ層１１
６の膜厚が、１〜１００ｎｍの範囲にあるときは、解像
度およびコントラストの優れた画像が得られた。最も良
質な画像が得られたのは、ｐ型ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ層１
１６の膜厚が５〜１８ｎｍの時であった。
【００８３】（実施例５）実施例３で作製した空間光変
調素子（４）において、屈折率の小さな層１１６である
ｐ型ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ層の炭素含有量ｘのみを０〜
０．８の範囲で変化させた空間光変調素子を作製した。
これらの素子を、実施例３と同様にして、図７に示す投
写型ディスプレイ装置に搭載し、その出力画像を調べ
た。その結果、ｐ型ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ層１１６のｘが
０．１〜０．４の範囲にあるとき、解像度及びコントラ
ストの優れた画像が得られた。
調素子（４）において、屈折率の小さな層１１６である
ｐ型ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ層の炭素含有量ｘのみを０〜
０．８の範囲で変化させた空間光変調素子を作製した。
これらの素子を、実施例３と同様にして、図７に示す投
写型ディスプレイ装置に搭載し、その出力画像を調べ
た。その結果、ｐ型ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ層１１６のｘが
０．１〜０．４の範囲にあるとき、解像度及びコントラ
ストの優れた画像が得られた。
【００８４】次に、これらの空間光変調素子を図７に示
す投写システムに搭載した状態で、ＣＲＴ７０３の大き
さを変化させ、この時の投写画像の様子を調べた。その
結果、ｐ型ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ層１１６のｘが０．１〜
０．４の範囲にあるとき、光導電体層１０５の大きさが
対角２．８インチの空間光変調素子に対し、ＣＲＴ７０
３の画像表示領域の大きさが、対角２．５インチ以上有
れば、高解像度で、かつ高コントラストの投写画像が得
られることが判明した。但し、この時のＣＲＴ７０３の
発光スペクトルは、中心波長：５２５ｎｍで半値幅５０
ｎｍであった。
す投写システムに搭載した状態で、ＣＲＴ７０３の大き
さを変化させ、この時の投写画像の様子を調べた。その
結果、ｐ型ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ層１１６のｘが０．１〜
０．４の範囲にあるとき、光導電体層１０５の大きさが
対角２．８インチの空間光変調素子に対し、ＣＲＴ７０
３の画像表示領域の大きさが、対角２．５インチ以上有
れば、高解像度で、かつ高コントラストの投写画像が得
られることが判明した。但し、この時のＣＲＴ７０３の
発光スペクトルは、中心波長：５２５ｎｍで半値幅５０
ｎｍであった。
【００８５】（実施例６）実施例１、２で作製した空間
光変調素子（１）、（３）についても、図７の投射型デ
ィスプレイ装置に配置したところ、同様にＣＲＴ７０３
上に映し出される映像が、高解像度でスクリーン７０１
上に拡大投影されることを確認することができた。
光変調素子（１）、（３）についても、図７の投射型デ
ィスプレイ装置に配置したところ、同様にＣＲＴ７０３
上に映し出される映像が、高解像度でスクリーン７０１
上に拡大投影されることを確認することができた。
【００８６】（実施例７） 図８の断面図に示すように、ガラス基板８０１上に、ス
パッタ法によってＩＴＯを０．０５〜０．２μｍの膜厚
で成膜し、透明導電性電極８０２を形成した。次いで、
これを図２に示すプラズマＣＶＤ装置内に配置し、真空
容器２０２内を１×１０-6Ｔｏｒｒ以下に排気した後、
ヒーター２１４で１５０℃に加熱した。この時、ヒータ
２１４による加熱時間は１０分と短かったため、基板平
面内で最大±２０℃の温度差があった。Ｈｅで希釈した
濃度１０ｐｐｍのＢ 2 Ｈ 6 を２００ｓｃｃｍおよびＳｉＨ
4：４０ｓｃｃｍを真空容器２０２内に導入し圧力を
０．８Ｔｏｒｒに調整した後、周波数１３．５６ＭＨｚ
の高周波電力１５Ｗを電極２０３に印加して放電を発生
させ、１０ｎｍのｐ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層を成膜した。続い
て、真空容器２０２内を一度高真空に排気したのち、Ｈ
2：１００ｓｃｃｍおよびＳｉＨ4：４０ｓｃｃｍを真空
容器２０２内に導入し、圧力：０．８Ｔｏｒｒ、高周波
電力１５Ｗで同様にｉ型アンドープａ−Ｓｉ：Ｈ層１〜
１．８μｍを形成し、再び真空容器２０２内を真空排気
した。次に、Ｈ2で希釈した濃度１００ｐｐｍのＰＨ3を
２００ｓｃｃｍおよびＳｉＨ4：４０ｓｃｃｍを導入し
て圧力：０．８Ｔｏｒｒ、高周波電力１５Ｗで０．０５
〜０．３μｍのｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈを積層して光導電体層
８０３を形成し、水冷装置２１７によって約１０分で基
板温度を室温にまで冷却した。この時、膜剥離は見られ
なかった。実施例１、２、３で作製した光導電体層１０
５では、加熱および冷却の際にはそれぞれ６０分かかっ
ていたが、今回はそれぞれ１０分に短縮した。次いで、
光導電体層８０３の表面に真空蒸着法によりＣｒ：５０
０ｎｍ厚を堆積し、写真蝕刻法によってパターニングを
行い、島状反射鏡８０４を形成した。このとき島状反射
鏡８０４の形状は２４μｍ角の正方形で、２μｍの間隔
を保ちながら２０００×２０００個の反射鏡がマトリッ
クス状に配列している。次いで、反応性イオンエッチン
グ法（以下、ＲＩＥと略記する）またはＣＤＥによっ
て、島状反射鏡８０４の間のｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層および
ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層をエッチングにより除去し、上か
ら、真空蒸着法により５０ｎｍ厚のＡｌを蒸着した。こ
の時、このＡｌ膜は島状反射鏡８０４上および溝内に形
成されることになり、島状反射鏡８０４はＡｌ／Ｃｒの
２重構造となり、溝内に形成された部分は読み出し光８
１２を遮光するための金属遮光膜８０５となる。次い
で、炭素粒子を含むレジストを塗布して溝内に充填した
後、空気中または窒素雰囲気中で９０〜１００℃で５分
間プリベークおよび２００〜３００℃で３０分ないし６
０分間のポストベークを行って光吸収層８０６を形成
し、さらにＣＤＥによって島状反射鏡８０４上に残って
いる炭素粒子を含むレジスト膜を除去した。次いで、前
記式（化２）のポリアミック酸を厚さ：１０〜３０ｎｍ
塗布し、空気中または窒素雰囲気中で９０〜１００℃で
５分間プリベークした後、２５０〜２８０℃で３０分な
いし６０分間熱処理を加えてイミド化し、ラビング処理
を施してポリイミド配向膜８０７を積層した。これとＩ
ＴＯの透明導電性電極８０８および配向膜８０７と同様
に作製したポリイミド配向膜８０９を積層したガラス基
板８１０との間に０．８〜２μｍ厚の強誘電性液晶層８
１１を挟んで空間光変調素子を完成した。
パッタ法によってＩＴＯを０．０５〜０．２μｍの膜厚
で成膜し、透明導電性電極８０２を形成した。次いで、
これを図２に示すプラズマＣＶＤ装置内に配置し、真空
容器２０２内を１×１０-6Ｔｏｒｒ以下に排気した後、
ヒーター２１４で１５０℃に加熱した。この時、ヒータ
２１４による加熱時間は１０分と短かったため、基板平
面内で最大±２０℃の温度差があった。Ｈｅで希釈した
濃度１０ｐｐｍのＢ 2 Ｈ 6 を２００ｓｃｃｍおよびＳｉＨ
4：４０ｓｃｃｍを真空容器２０２内に導入し圧力を
０．８Ｔｏｒｒに調整した後、周波数１３．５６ＭＨｚ
の高周波電力１５Ｗを電極２０３に印加して放電を発生
させ、１０ｎｍのｐ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層を成膜した。続い
て、真空容器２０２内を一度高真空に排気したのち、Ｈ
2：１００ｓｃｃｍおよびＳｉＨ4：４０ｓｃｃｍを真空
容器２０２内に導入し、圧力：０．８Ｔｏｒｒ、高周波
電力１５Ｗで同様にｉ型アンドープａ−Ｓｉ：Ｈ層１〜
１．８μｍを形成し、再び真空容器２０２内を真空排気
した。次に、Ｈ2で希釈した濃度１００ｐｐｍのＰＨ3を
２００ｓｃｃｍおよびＳｉＨ4：４０ｓｃｃｍを導入し
て圧力：０．８Ｔｏｒｒ、高周波電力１５Ｗで０．０５
〜０．３μｍのｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈを積層して光導電体層
８０３を形成し、水冷装置２１７によって約１０分で基
板温度を室温にまで冷却した。この時、膜剥離は見られ
なかった。実施例１、２、３で作製した光導電体層１０
５では、加熱および冷却の際にはそれぞれ６０分かかっ
ていたが、今回はそれぞれ１０分に短縮した。次いで、
光導電体層８０３の表面に真空蒸着法によりＣｒ：５０
０ｎｍ厚を堆積し、写真蝕刻法によってパターニングを
行い、島状反射鏡８０４を形成した。このとき島状反射
鏡８０４の形状は２４μｍ角の正方形で、２μｍの間隔
を保ちながら２０００×２０００個の反射鏡がマトリッ
クス状に配列している。次いで、反応性イオンエッチン
グ法（以下、ＲＩＥと略記する）またはＣＤＥによっ
て、島状反射鏡８０４の間のｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層および
ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層をエッチングにより除去し、上か
ら、真空蒸着法により５０ｎｍ厚のＡｌを蒸着した。こ
の時、このＡｌ膜は島状反射鏡８０４上および溝内に形
成されることになり、島状反射鏡８０４はＡｌ／Ｃｒの
２重構造となり、溝内に形成された部分は読み出し光８
１２を遮光するための金属遮光膜８０５となる。次い
で、炭素粒子を含むレジストを塗布して溝内に充填した
後、空気中または窒素雰囲気中で９０〜１００℃で５分
間プリベークおよび２００〜３００℃で３０分ないし６
０分間のポストベークを行って光吸収層８０６を形成
し、さらにＣＤＥによって島状反射鏡８０４上に残って
いる炭素粒子を含むレジスト膜を除去した。次いで、前
記式（化２）のポリアミック酸を厚さ：１０〜３０ｎｍ
塗布し、空気中または窒素雰囲気中で９０〜１００℃で
５分間プリベークした後、２５０〜２８０℃で３０分な
いし６０分間熱処理を加えてイミド化し、ラビング処理
を施してポリイミド配向膜８０７を積層した。これとＩ
ＴＯの透明導電性電極８０８および配向膜８０７と同様
に作製したポリイミド配向膜８０９を積層したガラス基
板８１０との間に０．８〜２μｍ厚の強誘電性液晶層８
１１を挟んで空間光変調素子を完成した。
【００８７】この空間光変調素子を実施例３と同じ投射
条件で、図７に示す投射型ディスプレイに搭載してその
出力画像を調べた。その結果、投射像には場所ムラが殆
ど無く、高解像度で高コントラストであった。
条件で、図７に示す投射型ディスプレイに搭載してその
出力画像を調べた。その結果、投射像には場所ムラが殆
ど無く、高解像度で高コントラストであった。
【００８８】この結果より、光導電体層８０３を形成す
る際の基板温度が小さく、かつ温度ムラがあっても、そ
の後の素子を組み立てるプロセスの加熱処理によって、
光導電性が向上し、場所ムラも低減されることが確認で
きた。
る際の基板温度が小さく、かつ温度ムラがあっても、そ
の後の素子を組み立てるプロセスの加熱処理によって、
光導電性が向上し、場所ムラも低減されることが確認で
きた。
【００８９】また、ポリイミド配向膜８０７のイミド化
処理の温度、および光吸収層８０６の熱処理温度を３０
０℃を越える設定にすると、処理時間は１０分ほどに短
縮できたが、光導電体層８０３にガスが放出したような
点状の剥離があちこちに発生し、空間光変調素子の作製
が不可能であった。従って、光導電体層８０３形成後の
熱処理温度は３００℃が上限であった。
処理の温度、および光吸収層８０６の熱処理温度を３０
０℃を越える設定にすると、処理時間は１０分ほどに短
縮できたが、光導電体層８０３にガスが放出したような
点状の剥離があちこちに発生し、空間光変調素子の作製
が不可能であった。従って、光導電体層８０３形成後の
熱処理温度は３００℃が上限であった。
【００９０】（実施例８）実施例７において、ポリイミ
ド配向膜８０７および光吸収層８０６の熱処理温度Ｔi
のみを種々に変化させ、他の条件は実施例７と全く同様
にした空間光変調素子（試料番号(1)〜(5)）を作製し
た。これらの空間光変調素子を実施例７と同様に図７の
装置に組み込み、スクリーン７０１上に投射された画像
を評価した。その結果を表１に示す。但し、ポリイミド
配向膜８０７および光吸収層８０６の熱処理温度Ｔ
iは、同一とした。
ド配向膜８０７および光吸収層８０６の熱処理温度Ｔi
のみを種々に変化させ、他の条件は実施例７と全く同様
にした空間光変調素子（試料番号(1)〜(5)）を作製し
た。これらの空間光変調素子を実施例７と同様に図７の
装置に組み込み、スクリーン７０１上に投射された画像
を評価した。その結果を表１に示す。但し、ポリイミド
配向膜８０７および光吸収層８０６の熱処理温度Ｔ
iは、同一とした。
【００９１】
【表１】
【００９２】（実施例９）実施例７において、光導電体
層８０３形成時の基板温度Ｔsのみを種々に変化させ、
他の条件は実施例７と全く同様にした空間光変調素子
（試料番号(6)〜(11)）を作製した。但し、加熱時間は
１０分一定となるようヒーターに流す電流を調節した。
また、室温（１０℃）以下の温度では、液体窒素を使っ
て冷却と加熱を繰り返して調節した。これらの空間光変
調素子を実施例７と同様に図７の装置に組み込み、スク
リーン７０１上に投射された画像を評価した。その結果
を表２に示す。
層８０３形成時の基板温度Ｔsのみを種々に変化させ、
他の条件は実施例７と全く同様にした空間光変調素子
（試料番号(6)〜(11)）を作製した。但し、加熱時間は
１０分一定となるようヒーターに流す電流を調節した。
また、室温（１０℃）以下の温度では、液体窒素を使っ
て冷却と加熱を繰り返して調節した。これらの空間光変
調素子を実施例７と同様に図７の装置に組み込み、スク
リーン７０１上に投射された画像を評価した。その結果
を表２に示す。
【００９３】
【表２】
【００９４】（実施例１０）本実施例において作製した
空間光変調素子の断面図を図９に示す。以下に、作製手
順を説明する。
空間光変調素子の断面図を図９に示す。以下に、作製手
順を説明する。
【００９５】実施例７と全く同様にして、ＩＴＯ電極８
０２上に光導電体層８０３を形成した。続いて、この基
板８０１を高周波スパッタ装置内に移し、２５０〜２８
０℃に基板加熱を行った状態で、シリコンをターゲット
とし、ガス圧２〜１０ｍＴｏｒｒでＳｉＯ2とＳｉをそ
れぞれ１２０ｎｍ交互に５層堆積して０．６μｍ厚の誘
電体反射鏡９０１を形成した。但し、ＳｉＯ2層作成時
にはＡｒとＯ2の混合ガスを装置内に導入し、Ｓｉ層作
成時にはＡｒのみを装置内に導入した。次いで、この誘
電体反射鏡９０１上に斜法蒸着によって１００ｎｍ厚の
ＳｉＯ配向膜８０７を形成し、これとＩＴＯの透明導電
性電極８０８および配向膜８０７と同様に作製したＳｉ
Ｏ配向膜８０９を積層したガラス基板８１０との間に１
〜２μｍ厚の強誘電性液晶層８１１を密封して空間光変
調素子を完成した。
０２上に光導電体層８０３を形成した。続いて、この基
板８０１を高周波スパッタ装置内に移し、２５０〜２８
０℃に基板加熱を行った状態で、シリコンをターゲット
とし、ガス圧２〜１０ｍＴｏｒｒでＳｉＯ2とＳｉをそ
れぞれ１２０ｎｍ交互に５層堆積して０．６μｍ厚の誘
電体反射鏡９０１を形成した。但し、ＳｉＯ2層作成時
にはＡｒとＯ2の混合ガスを装置内に導入し、Ｓｉ層作
成時にはＡｒのみを装置内に導入した。次いで、この誘
電体反射鏡９０１上に斜法蒸着によって１００ｎｍ厚の
ＳｉＯ配向膜８０７を形成し、これとＩＴＯの透明導電
性電極８０８および配向膜８０７と同様に作製したＳｉ
Ｏ配向膜８０９を積層したガラス基板８１０との間に１
〜２μｍ厚の強誘電性液晶層８１１を密封して空間光変
調素子を完成した。
【００９６】この空間光変調素子を組み込んだ図７の装
置を用いて、実施例７と同様に操作して、ＣＲＴ７０３
に表示した書き込み画像に応じた像がスクリーン７０１
上に再生された。投影像には場所ムラがほとんど無かっ
た。但し、実施例７の条件では、読み出し光８１２の遮
光が図８の素子ほど完全ではなく、コントラストは１
０：１に低下していた。１５０：１のコントラストを維
持するために、メタルハライドランプ７０２を点灯した
ときの空間光変調素子７０５上の照度を５０万ｌｘにす
る必要があった。しかし、拡大倍率を２０倍にすると投
影像の明るさは、ディスプレイとして十分であった。
置を用いて、実施例７と同様に操作して、ＣＲＴ７０３
に表示した書き込み画像に応じた像がスクリーン７０１
上に再生された。投影像には場所ムラがほとんど無かっ
た。但し、実施例７の条件では、読み出し光８１２の遮
光が図８の素子ほど完全ではなく、コントラストは１
０：１に低下していた。１５０：１のコントラストを維
持するために、メタルハライドランプ７０２を点灯した
ときの空間光変調素子７０５上の照度を５０万ｌｘにす
る必要があった。しかし、拡大倍率を２０倍にすると投
影像の明るさは、ディスプレイとして十分であった。
【００９７】（実施例１１）実施例１０において、誘電
体反射鏡９０１形成時の基板温度Ｔdのみを種々に変化
させ、他の条件は実施例１０と全く同様にした空間光変
調素子（試料番号(12)〜(16)）を作製した。これらの空
間光変調素子を実施例１０と同様に図７の装置に組み込
み、スクリーン７０１上に投射された画像を評価した。
その結果を表３に示す。
体反射鏡９０１形成時の基板温度Ｔdのみを種々に変化
させ、他の条件は実施例１０と全く同様にした空間光変
調素子（試料番号(12)〜(16)）を作製した。これらの空
間光変調素子を実施例１０と同様に図７の装置に組み込
み、スクリーン７０１上に投射された画像を評価した。
その結果を表３に示す。
【００９８】
【表３】
【００９９】（実施例１２）実施例１０において、光導
電体層８０３形成時の基板温度Ｔsのみを種々に変化さ
せ、他の条件は実施例１０と全く同様にした空間光変調
素子（試料番号(17)〜(22)）を作製した。但し、加熱時
間は１０分一定となるようヒーターに流す電流を調節し
た。また、室温（１０℃）以下の温度では、液体窒素を
使って冷却と加熱を繰り返して調節した。これらの空間
光変調素子を実施例１０と同様に図７の装置に組み込
み、スクリーン７０１上に投射された画像を評価した。
その結果を表４に示す。
電体層８０３形成時の基板温度Ｔsのみを種々に変化さ
せ、他の条件は実施例１０と全く同様にした空間光変調
素子（試料番号(17)〜(22)）を作製した。但し、加熱時
間は１０分一定となるようヒーターに流す電流を調節し
た。また、室温（１０℃）以下の温度では、液体窒素を
使って冷却と加熱を繰り返して調節した。これらの空間
光変調素子を実施例１０と同様に図７の装置に組み込
み、スクリーン７０１上に投射された画像を評価した。
その結果を表４に示す。
【０１００】
【表４】
【０１０１】（実施例１３）本実施例において作製した
空間光変調素子の断面図を図８に示す。以下に、作製手
順を説明する。
空間光変調素子の断面図を図８に示す。以下に、作製手
順を説明する。
【０１０２】実施例７と同様にしてガラス基板８０１上
にＩＴＯ電極８０２を形成し、次いでｐ型ａ−Ｓｉ1-x
Ｃx：Ｈ膜およびｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を堆積した。この
上にｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を堆積し、光導電体層８０３を
形成した。但し、光導電体層８０３形成時の基板温度
は、ｐ型ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ膜形成時は３００℃一定と
し、ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜形成時には２５０℃から１８０
℃へ、ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜形成時には１８０℃から１５
０℃へと、ともに減少させた。光導電体層８０３の形成
前の加熱時間は６０分であったが、光導電体層８０３形
成後の冷却時間は、水冷を使って冷却したため１０分で
あった。このようにして得られた光導電体層８０３上に
真空蒸着法によりＣｒ：３００ｎｍ厚を堆積し、写真蝕
刻法によってパターニングを行い、島状反射鏡８０４を
形成した。このとき島状反射鏡８０４の形状は２４μｍ
角の正方形で、２μｍの間隔を保ちながら２０００ｘ２
０００個の反射鏡がマトリックス状に配列している（但
し、島状反射鏡８０４は写真蝕刻法だけでなく、リフト
オフ法を用いても形成できる）。次いで、ＲＩＥによっ
て島状反射鏡８０４の間の光導電体層８０３を除去し、
続いて、この上から真空蒸着法により５０ｎｍ厚のＡｌ
を蒸着した。このＡｌ膜は島状反射鏡８０４上および溝
内に形成されることになり、島状反射鏡８０４はＡｌ／
Ｃｒの２重構造となり、溝内に形成された部分は読み出
し光８１２を遮光するための金属遮光膜８０５となる。
次いで、炭素粒子を含むレジストを塗布して溝内に充填
した後、空気中または窒素雰囲気中で９０〜１００℃で
５分間プリベークおよび２５０℃〜２８０℃で３０分間
のポストベークを行って光吸収層８０６を形成し、さら
にＣＤＥによって島状反射鏡８０４上に残っている炭素
粒子を含むレジスト膜を除去した。次いで、前記式（化
２）のポリアミック酸を厚さ：１０〜３０ｎｍ塗布し、
空気中または窒素雰囲気中で９０〜１００℃で５分間プ
リベークした後、２５０℃〜２８０℃で６０分間熱処理
を加えてイミド化し、ラビング処理を施してポリイミド
配向膜８０７を積層した。これとＩＴＯの透明導電性電
極８０８および配向膜８０７と同様に作製したポリイミ
ド配向膜８０９を積層したガラス基板８１０との間に１
〜２μｍ厚の強誘電性液晶層８１１を密封して空間光変
調素子を完成した。
にＩＴＯ電極８０２を形成し、次いでｐ型ａ−Ｓｉ1-x
Ｃx：Ｈ膜およびｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を堆積した。この
上にｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を堆積し、光導電体層８０３を
形成した。但し、光導電体層８０３形成時の基板温度
は、ｐ型ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ膜形成時は３００℃一定と
し、ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜形成時には２５０℃から１８０
℃へ、ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜形成時には１８０℃から１５
０℃へと、ともに減少させた。光導電体層８０３の形成
前の加熱時間は６０分であったが、光導電体層８０３形
成後の冷却時間は、水冷を使って冷却したため１０分で
あった。このようにして得られた光導電体層８０３上に
真空蒸着法によりＣｒ：３００ｎｍ厚を堆積し、写真蝕
刻法によってパターニングを行い、島状反射鏡８０４を
形成した。このとき島状反射鏡８０４の形状は２４μｍ
角の正方形で、２μｍの間隔を保ちながら２０００ｘ２
０００個の反射鏡がマトリックス状に配列している（但
し、島状反射鏡８０４は写真蝕刻法だけでなく、リフト
オフ法を用いても形成できる）。次いで、ＲＩＥによっ
て島状反射鏡８０４の間の光導電体層８０３を除去し、
続いて、この上から真空蒸着法により５０ｎｍ厚のＡｌ
を蒸着した。このＡｌ膜は島状反射鏡８０４上および溝
内に形成されることになり、島状反射鏡８０４はＡｌ／
Ｃｒの２重構造となり、溝内に形成された部分は読み出
し光８１２を遮光するための金属遮光膜８０５となる。
次いで、炭素粒子を含むレジストを塗布して溝内に充填
した後、空気中または窒素雰囲気中で９０〜１００℃で
５分間プリベークおよび２５０℃〜２８０℃で３０分間
のポストベークを行って光吸収層８０６を形成し、さら
にＣＤＥによって島状反射鏡８０４上に残っている炭素
粒子を含むレジスト膜を除去した。次いで、前記式（化
２）のポリアミック酸を厚さ：１０〜３０ｎｍ塗布し、
空気中または窒素雰囲気中で９０〜１００℃で５分間プ
リベークした後、２５０℃〜２８０℃で６０分間熱処理
を加えてイミド化し、ラビング処理を施してポリイミド
配向膜８０７を積層した。これとＩＴＯの透明導電性電
極８０８および配向膜８０７と同様に作製したポリイミ
ド配向膜８０９を積層したガラス基板８１０との間に１
〜２μｍ厚の強誘電性液晶層８１１を密封して空間光変
調素子を完成した。
【０１０３】この空間光変調素子を組み込んだ図７の装
置を用いて、実施例７と同様に操作して、ＣＲＴ７０３
に表示した書き込み画像に応じた像がスクリーン７０１
上に再生された。投影像には場所ムラがほとんど無かっ
た。
置を用いて、実施例７と同様に操作して、ＣＲＴ７０３
に表示した書き込み画像に応じた像がスクリーン７０１
上に再生された。投影像には場所ムラがほとんど無かっ
た。
【０１０４】（実施例１４）実施例１３において、ポリ
イミド配向膜８０７および光吸収層８０６の熱処理の温
度Ｔiのみを種々に変化させ、他の条件は実施例１３と
全く同様にした空間光変調素子（試料番号(23)〜(27)）
を作製した。これらの空間光変調素子を実施例１３と同
様に図７の装置に組み込み、スクリーン７０１上に投射
された画像を評価した。その結果を表５に示す。
イミド配向膜８０７および光吸収層８０６の熱処理の温
度Ｔiのみを種々に変化させ、他の条件は実施例１３と
全く同様にした空間光変調素子（試料番号(23)〜(27)）
を作製した。これらの空間光変調素子を実施例１３と同
様に図７の装置に組み込み、スクリーン７０１上に投射
された画像を評価した。その結果を表５に示す。
【０１０５】
【表５】
【０１０６】（実施例１５）実施例１３において、ｐ型
ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ膜形成時の温度は３００℃一定と
し、光導電体層８０３形成終了時の基板温度Ｔfのみを
種々に変化させ、他の条件は実施例１３と全く同様にし
た空間光変調素子（試料番号(28)〜(33)）を作製した。
これらの空間光変調素子を実施例１３と同様に図７の装
置に組み込み、スクリーン７０１上に投射された画像を
評価した。その結果を表６に示す。
ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ膜形成時の温度は３００℃一定と
し、光導電体層８０３形成終了時の基板温度Ｔfのみを
種々に変化させ、他の条件は実施例１３と全く同様にし
た空間光変調素子（試料番号(28)〜(33)）を作製した。
これらの空間光変調素子を実施例１３と同様に図７の装
置に組み込み、スクリーン７０１上に投射された画像を
評価した。その結果を表６に示す。
【０１０７】
【表６】
【０１０８】（実施例１６）本実施例において作製した
空間光変調素子の断面図を図９に示す。以下に、作製手
順を説明する。
空間光変調素子の断面図を図９に示す。以下に、作製手
順を説明する。
【０１０９】実施例１０と同様にしてガラス基板８０１
上にＩＴＯ電極８０２を形成し、次いでｐ型ａ−Ｓｉ
1-xＣx：Ｈ膜およびｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を堆積した。こ
の上にｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を堆積し、光導電体層８０３
を形成した。但し、光導電体層８０３形成時の基板温度
は、ｐ型ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ膜形成時は３００℃一定と
し、ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜形成時には２５０℃から１８０
℃へ、ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜形成時には１８０℃から１５
０℃へと、ともに減少させた。光導電体層８０３の形成
前の加熱時間は６０分であったが、光導電体層８０３形
成後の冷却時間は、水冷を使って冷却したため１０分で
あった。次いで、この基板を高周波スパッタ装置内に移
し、２５０〜２８０℃に基板加熱を行った状態で、シリ
コンをターゲットとし、ガス圧２〜１０ｍＴｏｒｒでＳ
ｉＯ2とＳｉをそれぞれ１２０ｎｍ交互に５層堆積して
０．６μｍ厚の誘電体反射鏡９０１を形成した。但し、
ＳｉＯ2層作成時にはＡｒとＯ2の混合ガスを装置内に導
入し、Ｓｉ層作成時にはＡｒのみを装置内に導入した。
次いで、この誘電体反射鏡９０１上に斜法蒸着によって
１００ｎｍ厚のＳｉＯ配向膜８０７を形成し、これとＩ
ＴＯの透明導電性電極８０８および配向膜８０７と同様
に作製したＳｉＯ配向膜８０９を積層したガラス基板８
１０との間に１〜２μｍ厚の強誘電性液晶層８１１を密
封して空間光変調素子を完成した。
上にＩＴＯ電極８０２を形成し、次いでｐ型ａ−Ｓｉ
1-xＣx：Ｈ膜およびｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を堆積した。こ
の上にｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を堆積し、光導電体層８０３
を形成した。但し、光導電体層８０３形成時の基板温度
は、ｐ型ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ膜形成時は３００℃一定と
し、ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜形成時には２５０℃から１８０
℃へ、ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜形成時には１８０℃から１５
０℃へと、ともに減少させた。光導電体層８０３の形成
前の加熱時間は６０分であったが、光導電体層８０３形
成後の冷却時間は、水冷を使って冷却したため１０分で
あった。次いで、この基板を高周波スパッタ装置内に移
し、２５０〜２８０℃に基板加熱を行った状態で、シリ
コンをターゲットとし、ガス圧２〜１０ｍＴｏｒｒでＳ
ｉＯ2とＳｉをそれぞれ１２０ｎｍ交互に５層堆積して
０．６μｍ厚の誘電体反射鏡９０１を形成した。但し、
ＳｉＯ2層作成時にはＡｒとＯ2の混合ガスを装置内に導
入し、Ｓｉ層作成時にはＡｒのみを装置内に導入した。
次いで、この誘電体反射鏡９０１上に斜法蒸着によって
１００ｎｍ厚のＳｉＯ配向膜８０７を形成し、これとＩ
ＴＯの透明導電性電極８０８および配向膜８０７と同様
に作製したＳｉＯ配向膜８０９を積層したガラス基板８
１０との間に１〜２μｍ厚の強誘電性液晶層８１１を密
封して空間光変調素子を完成した。
【０１１０】この空間光変調素子を組み込んだ図７の装
置を用いて、実施例１０と同様に操作したところ、ＣＲ
Ｔ７０３に表示した書き込み画像に応じた像がスクリー
ン７０１上に再生された。投影像には場所ムラがほとん
ど無かった。
置を用いて、実施例１０と同様に操作したところ、ＣＲ
Ｔ７０３に表示した書き込み画像に応じた像がスクリー
ン７０１上に再生された。投影像には場所ムラがほとん
ど無かった。
【０１１１】（実施例１７）実施例１６において、誘電
体反射鏡９０１形成時の基板温度Ｔdのみを種々に変化
させ、他の条件は実施例１４と全く同様にした空間光変
調素子（試料番号(34)〜(38)）を作製した。これらの空
間光変調素子を実施例１６と同様に図７の装置に組み込
み、スクリーン７０１上に投射された画像を評価した。
その結果を表７に示す。
体反射鏡９０１形成時の基板温度Ｔdのみを種々に変化
させ、他の条件は実施例１４と全く同様にした空間光変
調素子（試料番号(34)〜(38)）を作製した。これらの空
間光変調素子を実施例１６と同様に図７の装置に組み込
み、スクリーン７０１上に投射された画像を評価した。
その結果を表７に示す。
【０１１２】
【表７】
【０１１３】（実施例１８）実施例１６において、ｐ型
ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ膜形成時の温度は３００℃一定と
し、光導電体層８０３形成終了時の基板温度Ｔfのみを
種々に変化させ、他の条件は実施例１６と全く同様にし
た空間光変調素子（試料番号(39)〜(44)）を作製した。
これらの空間光変調素子を実施例１６と同様に図７の装
置に組み込み、スクリーン７０１上に投射された画像を
評価した。その結果を表８に示す。
ａ−Ｓｉ1-xＣx：Ｈ膜形成時の温度は３００℃一定と
し、光導電体層８０３形成終了時の基板温度Ｔfのみを
種々に変化させ、他の条件は実施例１６と全く同様にし
た空間光変調素子（試料番号(39)〜(44)）を作製した。
これらの空間光変調素子を実施例１６と同様に図７の装
置に組み込み、スクリーン７０１上に投射された画像を
評価した。その結果を表８に示す。
【０１１４】
【表８】
【０１１５】以上作製した素子は、動的ホログラムを表
示するための空間光変調素子としても機能する。なお、
本発明の液晶層は上記実施例にあげられたものに限ら
ず、光導電体層も上記実施例にあげられたものに限ら
ず、絶縁膜、光吸収層および印加電圧波形も上記実施例
にあげられたものに限られないことはいうまでもない。
また、図７のプロジェクションシステムにおいて、Ｒ、
Ｇ、Ｂ３色表示用３つのＣＲＴと３つの空間光変調素子
を組合せ、色分解光学系および色合成光学系を読みだし
光学系内に組み入れることによって、スクリーン上にカ
ラー画像を出力できることは言うまでもない。
示するための空間光変調素子としても機能する。なお、
本発明の液晶層は上記実施例にあげられたものに限ら
ず、光導電体層も上記実施例にあげられたものに限ら
ず、絶縁膜、光吸収層および印加電圧波形も上記実施例
にあげられたものに限られないことはいうまでもない。
また、図７のプロジェクションシステムにおいて、Ｒ、
Ｇ、Ｂ３色表示用３つのＣＲＴと３つの空間光変調素子
を組合せ、色分解光学系および色合成光学系を読みだし
光学系内に組み入れることによって、スクリーン上にカ
ラー画像を出力できることは言うまでもない。
【０１１６】
【発明の効果】以上説明したように、前記本発明の空間
光変調素子によれば、透明導電性電極を具備した２枚の
透明絶縁性基板で挟まれた領域に、光導電体層と液晶層
と、前記光導電体層と液晶層との間に反射鏡層を少なく
とも備えた空間光変調素子において、前記光導電体層
が、下方の透明絶縁性基板側から順次積層された第１の
非晶質半導体層と第２の非晶質半導体層とを少なくとも
備え、かつ前記第１の非晶質半導体層の屈折率よりも第
２の非晶質半導体層の屈折率が小さいことにより、高解
像度で、かつ、高感度の空間光変調素子を提供すること
ができる。
光変調素子によれば、透明導電性電極を具備した２枚の
透明絶縁性基板で挟まれた領域に、光導電体層と液晶層
と、前記光導電体層と液晶層との間に反射鏡層を少なく
とも備えた空間光変調素子において、前記光導電体層
が、下方の透明絶縁性基板側から順次積層された第１の
非晶質半導体層と第２の非晶質半導体層とを少なくとも
備え、かつ前記第１の非晶質半導体層の屈折率よりも第
２の非晶質半導体層の屈折率が小さいことにより、高解
像度で、かつ、高感度の空間光変調素子を提供すること
ができる。
【０１１７】光導電体層が、下方の透明絶縁性基板表面
の透明導電性電極と第１の非晶質半導体層との間に、前
記第１の非晶質半導体層の屈折率よりも小さい屈折率を
有する第３の非晶質半導体層を備えると、第１の非晶質
半導体層内部における書き込み光１１２の閉じ込め効果
を増進させることができるので、感度をより高めること
ができる。
の透明導電性電極と第１の非晶質半導体層との間に、前
記第１の非晶質半導体層の屈折率よりも小さい屈折率を
有する第３の非晶質半導体層を備えると、第１の非晶質
半導体層内部における書き込み光１１２の閉じ込め効果
を増進させることができるので、感度をより高めること
ができる。
【０１１８】また、光導電体層が整流性を有すると、書
き込み光の入射に対して、効率的な光キャリヤ発生およ
び輸送が可能になるとともに、液晶層に書き込んだ画像
を順方向バイアスを印加することによって消去できる。
また、第１の非晶質半導体層がシリコンを主成分とする
合金層であると、空間光変調素子の感度を上げることが
できる。さらに、第１の非晶質半導体層が、水素、ハロ
ゲン及び酸素から選ばれる少なくとも１つの元素を含む
と、ダングリングボンドを効果的に減少させるので効率
的に光キャリヤを発生させることができる。
き込み光の入射に対して、効率的な光キャリヤ発生およ
び輸送が可能になるとともに、液晶層に書き込んだ画像
を順方向バイアスを印加することによって消去できる。
また、第１の非晶質半導体層がシリコンを主成分とする
合金層であると、空間光変調素子の感度を上げることが
できる。さらに、第１の非晶質半導体層が、水素、ハロ
ゲン及び酸素から選ばれる少なくとも１つの元素を含む
と、ダングリングボンドを効果的に減少させるので効率
的に光キャリヤを発生させることができる。
【０１１９】また、第１の非晶質半導体層が、水素化非
晶質シリコン、水素化非晶質ゲルマニウム、水素化非晶
質シリコンゲルマニウム、及び水素化非晶質炭化ゲルマ
ニウムから選ばれる少なくとも１つの化合物層である
と、空間光変調素子の感度を上げることができる。
晶質シリコン、水素化非晶質ゲルマニウム、水素化非晶
質シリコンゲルマニウム、及び水素化非晶質炭化ゲルマ
ニウムから選ばれる少なくとも１つの化合物層である
と、空間光変調素子の感度を上げることができる。
【０１２０】また、第１の非晶質半導体層に、Ｂ、Ａｌ
及びＧａから選ばれる少なくとも１つのｐ型不純物を存
在させると、整流性を高めることができる。また、第２
の非晶質半導体層が、ゲルマニウムを主成分とする合金
層であると、低抵抗の非晶質半導体層を形成できるの
で、ダイオード構成において大きな順方向電流を流すこ
とができ好ましい。
及びＧａから選ばれる少なくとも１つのｐ型不純物を存
在させると、整流性を高めることができる。また、第２
の非晶質半導体層が、ゲルマニウムを主成分とする合金
層であると、低抵抗の非晶質半導体層を形成できるの
で、ダイオード構成において大きな順方向電流を流すこ
とができ好ましい。
【０１２１】また、第２の非晶質半導体層が、水素化非
晶質シリコン、水素化非晶質窒化ゲルマニウム、水素化
非晶質窒化シリコンゲルマニウム、水素化非晶質シリコ
ンカーバイド、水素化非晶質炭化ゲルマニウム、水素化
非晶質窒化シリコン、水素化非晶質酸化シリコン、及び
水素化非晶質カーボンから選ばれる少なくとも１つの合
金層であると、プラズマＣＶＤ法により第１の非晶質半
導体層を形成した後、連続的に形成できるので作製が容
易で、かつ低コストで量産することができる。
晶質シリコン、水素化非晶質窒化ゲルマニウム、水素化
非晶質窒化シリコンゲルマニウム、水素化非晶質シリコ
ンカーバイド、水素化非晶質炭化ゲルマニウム、水素化
非晶質窒化シリコン、水素化非晶質酸化シリコン、及び
水素化非晶質カーボンから選ばれる少なくとも１つの合
金層であると、プラズマＣＶＤ法により第１の非晶質半
導体層を形成した後、連続的に形成できるので作製が容
易で、かつ低コストで量産することができる。
【０１２２】また、第２の非晶質半導体層に、Ｐ、Ａ
ｓ、Ｓｂ及びＳｅから選ばれる少なくとも１つのｎ型不
純物を存在させると、整流性を高めることができる。ま
た、水素化非晶質シリコンカーバイドの炭素含有量が、
１０原子％以上４０原子％以下であると、高解像度で、
かつ、高感度の画像を出力する空間光変調素子を提供す
ることができる。
ｓ、Ｓｂ及びＳｅから選ばれる少なくとも１つのｎ型不
純物を存在させると、整流性を高めることができる。ま
た、水素化非晶質シリコンカーバイドの炭素含有量が、
１０原子％以上４０原子％以下であると、高解像度で、
かつ、高感度の画像を出力する空間光変調素子を提供す
ることができる。
【０１２３】また、第３の非晶質半導体層の厚さが、１
〜３００ｎｍであると、高解像度で、かつ、高感度の画
像を出力する空間光変調素子を提供することができる。
第３の非晶質半導体層が、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、及びＩｎか
ら選ばれる少なくとも１つのｐ型不純物を１００〜１０
０００ｐｐｍ含む非晶質シリコンカーバイドからなる
と、第３の非晶質半導体層をｐ層とすることができ、整
流性を高めることができる。
〜３００ｎｍであると、高解像度で、かつ、高感度の画
像を出力する空間光変調素子を提供することができる。
第３の非晶質半導体層が、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、及びＩｎか
ら選ばれる少なくとも１つのｐ型不純物を１００〜１０
０００ｐｐｍ含む非晶質シリコンカーバイドからなる
と、第３の非晶質半導体層をｐ層とすることができ、整
流性を高めることができる。
【０１２４】また、光導電体層の厚さが０．５〜１０μ
ｍの範囲であると、高解像度で、かつ、高感度の画像を
出力する空間光変調素子を提供することができる。ま
た、反射鏡層が、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍ
ｇ、及びＴｉから選ばれる少なくとも１つの金属層であ
ると、反射率を大きくすることができる。また、反射鏡
層が島状に形成されており、かつ前記一つの島が１個の
画素に対応していると、十分な電位差を生じさせ、良質
な画像を作像できる。
ｍの範囲であると、高解像度で、かつ、高感度の画像を
出力する空間光変調素子を提供することができる。ま
た、反射鏡層が、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍ
ｇ、及びＴｉから選ばれる少なくとも１つの金属層であ
ると、反射率を大きくすることができる。また、反射鏡
層が島状に形成されており、かつ前記一つの島が１個の
画素に対応していると、十分な電位差を生じさせ、良質
な画像を作像できる。
【０１２５】また、島状に形成されている反射鏡層の間
の第２の非晶質半導体層が除去されており、かつ除去さ
れた部分に光吸収層が存在していると、キャリヤの横方
向への拡散を防止できるとともに、反射鏡の間隙から洩
れてくる光を吸収できるので素子の解像度を高めること
ができる。
の第２の非晶質半導体層が除去されており、かつ除去さ
れた部分に光吸収層が存在していると、キャリヤの横方
向への拡散を防止できるとともに、反射鏡の間隙から洩
れてくる光を吸収できるので素子の解像度を高めること
ができる。
【０１２６】また、第２の非晶質半導体層が除去されて
いる部分の下部の第１の非晶質半導体層の一部も除去さ
れ、かつ除去された部分に光吸収層が存在していると、
前記と同様、反射鏡の間隙から洩れてくる光を吸収でき
るので素子の解像度を高めることができる。第１の非晶
質半導体層の残存する厚さが０．０１〜１μｍの範囲で
あると、可視光をほとんど吸収せずに透過させるので光
を効果的に利用することができる。また、光吸収層が、
炭素粒子を分散した有機高分子ポリマー、黒色顔料を配
合した有機高分子ポリマー、黒色染料を配合した有機高
分子ポリマー、アモルファスシリコンカーバイド、アモ
ルファス水素化ゲルマニウム、及びアモルファス窒化ゲ
ルマニウムから選ばれる少なくとも一つの無機薄膜であ
ると、光吸収の効果が高く好ましい。光吸収層の底部
に、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、及びＭｇから選ば
れる少なくとも一つの金属を含む金属遮光膜を存在させ
ると、読み出し光をより効果的に遮断することができ
る。また、光吸収層を覆う位置に、無機絶縁膜及び有機
絶縁膜から選ばれる少なくとも一つの電気的絶縁膜を存
在させると、反射鏡間の電気絶縁性を高められる。
いる部分の下部の第１の非晶質半導体層の一部も除去さ
れ、かつ除去された部分に光吸収層が存在していると、
前記と同様、反射鏡の間隙から洩れてくる光を吸収でき
るので素子の解像度を高めることができる。第１の非晶
質半導体層の残存する厚さが０．０１〜１μｍの範囲で
あると、可視光をほとんど吸収せずに透過させるので光
を効果的に利用することができる。また、光吸収層が、
炭素粒子を分散した有機高分子ポリマー、黒色顔料を配
合した有機高分子ポリマー、黒色染料を配合した有機高
分子ポリマー、アモルファスシリコンカーバイド、アモ
ルファス水素化ゲルマニウム、及びアモルファス窒化ゲ
ルマニウムから選ばれる少なくとも一つの無機薄膜であ
ると、光吸収の効果が高く好ましい。光吸収層の底部
に、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、及びＭｇから選ば
れる少なくとも一つの金属を含む金属遮光膜を存在させ
ると、読み出し光をより効果的に遮断することができ
る。また、光吸収層を覆う位置に、無機絶縁膜及び有機
絶縁膜から選ばれる少なくとも一つの電気的絶縁膜を存
在させると、反射鏡間の電気絶縁性を高められる。
【０１２７】次に、本発明の空間光変調素子の製造方法
によれば、透明導電性電極を具備した２枚の透明絶縁性
基板で挟まれた領域に非晶質半導体層からなる光導電体
層と液晶層とこれらの層の間に反射鏡とを少なくとも備
えた空間光変調素子の製造方法であって、減圧にし得る
真空容器内に所定のガスを導入して所定の内圧とし、前
記真空容器内において放電現象を生起させてプラズマを
生成し、少なくとも前記光導電体層の形成終了時に前記
透明絶縁性基板の温度が１０℃以上１８０℃以下となる
ように前記透明絶縁性基板上に第１の非晶質半導体層を
形成し、次に前記第１の非晶質半導体層の屈折率よりも
第２の非晶質半導体層の屈折率が小さい前記非晶質半導
体層を形成し、次いで前記反射鏡を形成し、さらに前記
液晶層を形成することにより、光導電体層の形成に加熱
および冷却時間を殆ど必要とせず短時間に素子を得るこ
とができる。
によれば、透明導電性電極を具備した２枚の透明絶縁性
基板で挟まれた領域に非晶質半導体層からなる光導電体
層と液晶層とこれらの層の間に反射鏡とを少なくとも備
えた空間光変調素子の製造方法であって、減圧にし得る
真空容器内に所定のガスを導入して所定の内圧とし、前
記真空容器内において放電現象を生起させてプラズマを
生成し、少なくとも前記光導電体層の形成終了時に前記
透明絶縁性基板の温度が１０℃以上１８０℃以下となる
ように前記透明絶縁性基板上に第１の非晶質半導体層を
形成し、次に前記第１の非晶質半導体層の屈折率よりも
第２の非晶質半導体層の屈折率が小さい前記非晶質半導
体層を形成し、次いで前記反射鏡を形成し、さらに前記
液晶層を形成することにより、光導電体層の形成に加熱
および冷却時間を殆ど必要とせず短時間に素子を得るこ
とができる。
【０１２８】反射鏡が、光導電体層の基板と反対側の界
面と同一平面内に設けられた島状反射鏡であり、前記島
状反射鏡を形成した後、少なくとも有機薄膜を塗布し１
８０℃を越える温度で熱処理を行うと、光導電体層の光
導電性を向上することができる。
面と同一平面内に設けられた島状反射鏡であり、前記島
状反射鏡を形成した後、少なくとも有機薄膜を塗布し１
８０℃を越える温度で熱処理を行うと、光導電体層の光
導電性を向上することができる。
【０１２９】また、反射鏡が誘電体反射鏡であり、前記
誘電体反射鏡を１８０℃を越える温度で形成すると、前
記と同様に、光導電体層の光導電性を向上することがで
きる。
誘電体反射鏡を１８０℃を越える温度で形成すると、前
記と同様に、光導電体層の光導電性を向上することがで
きる。
【０１３０】また、光導電体層形成時の透明絶縁性基板
の温度が、常に１０℃以上１８０℃以下であると、基板
の加熱時間及び冷却時間を短くしても、均一でかつ基板
との密着性に優れた良質の光導電体層を形成できる。
の温度が、常に１０℃以上１８０℃以下であると、基板
の加熱時間及び冷却時間を短くしても、均一でかつ基板
との密着性に優れた良質の光導電体層を形成できる。
【０１３１】また、透明絶縁性基板を１８０℃以上の温
度から徐々に冷却しながら光導電体層を透明導電性基板
上に形成し、前記光導電体層の形成終了時に前記透明絶
縁性基板の温度が１８０℃以下であると、光導電体層の
光導電性を向上することができる。また、光導電体層の
一部が少なくとも水素を含有するシリコンカーバイドか
らなると、空間光変調素子の出力画像を高解像度、高コ
ントラストにできる。特にシリコンカーバイドの炭素含
有量が１０原子％以上４０原子％以下であると、効果的
である。
度から徐々に冷却しながら光導電体層を透明導電性基板
上に形成し、前記光導電体層の形成終了時に前記透明絶
縁性基板の温度が１８０℃以下であると、光導電体層の
光導電性を向上することができる。また、光導電体層の
一部が少なくとも水素を含有するシリコンカーバイドか
らなると、空間光変調素子の出力画像を高解像度、高コ
ントラストにできる。特にシリコンカーバイドの炭素含
有量が１０原子％以上４０原子％以下であると、効果的
である。
【０１３２】次に本発明の投射型ディスプレイによれ
ば、透明導電性電極を具備した２枚の透明絶縁性基板で
挟まれた領域に、下方の透明絶縁性基板側から順次積層
された第１の非晶質半導体層と第２の非晶質半導体層と
を少なくとも備え、かつ前記第１の非晶質半導体層の屈
折率よりも第２の非晶質半導体層の屈折率が小さい光導
電体層と、液晶層と、前記光導電体層と液晶層との間に
反射鏡層を少なくとも備えた空間光変調素子と、前記空
間光変調素子を駆動するための交流電源と、波長が４０
０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の光によって画像を出力する
画像入力手段と、前記画像入力手段から出力された画像
を前記光導電体層に結像する画像結像手段と、前記空間
光変調素子が出力する画像を読み出す光源及び投射レン
ズを少なくとも備えた投射型ディスプレイであって、前
記光導電体層がシリコンおよび炭素を主成分とする第１
の非晶質半導体層とシリコンを主成分とする第２の非晶
質半導体層を順次積層した構造を少なくとも有し、かつ
整流性を有することにより、残像や焼き付きがなく、小
型軽量化が容易な投射型ディスプレイを提供することが
できる。また、第２の非晶質半導体層に比べて第１の非
晶質半導体層の膜厚が小さいと、光吸収の効果が高く空
間光変調素子の感度が高まり、投射型ディスプレイの特
性を向上できる。また、第１の非晶質半導体層の膜厚が
５ｎｍ以上１８ｎｍ以下であると、小型軽量化が可能
で、高感度・高解像度で明るい画面を提供する優れた投
射型ディスプレイを提供することができる。
ば、透明導電性電極を具備した２枚の透明絶縁性基板で
挟まれた領域に、下方の透明絶縁性基板側から順次積層
された第１の非晶質半導体層と第２の非晶質半導体層と
を少なくとも備え、かつ前記第１の非晶質半導体層の屈
折率よりも第２の非晶質半導体層の屈折率が小さい光導
電体層と、液晶層と、前記光導電体層と液晶層との間に
反射鏡層を少なくとも備えた空間光変調素子と、前記空
間光変調素子を駆動するための交流電源と、波長が４０
０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の光によって画像を出力する
画像入力手段と、前記画像入力手段から出力された画像
を前記光導電体層に結像する画像結像手段と、前記空間
光変調素子が出力する画像を読み出す光源及び投射レン
ズを少なくとも備えた投射型ディスプレイであって、前
記光導電体層がシリコンおよび炭素を主成分とする第１
の非晶質半導体層とシリコンを主成分とする第２の非晶
質半導体層を順次積層した構造を少なくとも有し、かつ
整流性を有することにより、残像や焼き付きがなく、小
型軽量化が容易な投射型ディスプレイを提供することが
できる。また、第２の非晶質半導体層に比べて第１の非
晶質半導体層の膜厚が小さいと、光吸収の効果が高く空
間光変調素子の感度が高まり、投射型ディスプレイの特
性を向上できる。また、第１の非晶質半導体層の膜厚が
５ｎｍ以上１８ｎｍ以下であると、小型軽量化が可能
で、高感度・高解像度で明るい画面を提供する優れた投
射型ディスプレイを提供することができる。
【図１】本発明の一実施例の空間光変調素子の断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の一実施例の空間光変調素子作製に使用
したプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
したプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
【図３】本発明の一実施例の空間光変調素子の断面図で
ある。
ある。
【図４】本発明の一実施例の空間光変調素子作製プロセ
スを示す断面図である。
スを示す断面図である。
【図５】本発明の一実施例に使用した印加電圧、書き込
み光、出力光のタイミング図である。
み光、出力光のタイミング図である。
【図６】本発明の一実施例に使用した空間光変調素子の
光導電層の電圧−電流特性図である。
光導電層の電圧−電流特性図である。
【図７】本発明の一実施例で使用した投射型ディスプレ
イ装置の構成図である。
イ装置の構成図である。
【図８】本発明の一実施例の空間光変調素子の断面図で
ある。
ある。
【図９】本発明の一実施例の空間光変調素子の断面図で
ある。
ある。
【図１０】従来の空間光変調素子の断面図である。
１０１、１１１ 透明絶縁性基板 １０２、１０９ 透明導電性電極 １０３ 第１の非晶質半導体層 １０４ 第２の非晶質半導体層 １０５ 光導電体層 １０６ 反射層 １０７ 液晶層 １０８、１１０ 配向膜 １１２ 書き込み光 １１３ 偏光子 １１４ 検光子 １１５ 読み出し光 １１６ 第３の非晶質半導体層 １１７ 界面 ３０１ 島状反射鏡 ７０１ スクリーン ７０２ 投射光源 ７０３ ＣＲＴ ７０４ 空間光変調素子 ７０５ 投射レンズ系 ７０６ 偏光ビームスプリッター ７０７ 結像レンズ系 ７０８ リレーレンズ系 ７０９ プリ偏光子 ７１０ 補助レンズ ７１１ 交流電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−53928（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−221924（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−173171（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−356023（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−323359（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−333367（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−263121（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−216061（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−60321（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/135
Claims (36)
- 【請求項１】 透明導電性電極を具備した２枚の透明絶
縁性基板で挟まれた領域に、光導電体層と液晶層と、前
記光導電体層と液晶層との間に反射鏡層を少なくとも備
えた空間光変調素子において、前記光導電体層が、下方
の透明絶縁性基板側から順次積層された第１の非晶質半
導体層と第２の非晶質半導体層とを少なくとも備え、か
つ前記第１の非晶質半導体層の屈折率よりも第２の非晶
質半導体層の屈折率が小さいことを特徴とする空間光変
調素子。 - 【請求項２】 光導電体層が、下方の透明絶縁性基板表
面の透明導電性電極と第１の非晶質半導体層との間に、
前記第１の非晶質半導体層の屈折率よりも小さい屈折率
を有する第３の非晶質半導体層を備える請求項１に記載
の空間光変調素子。 - 【請求項３】 第１の非晶質半導体層の屈折率が３．２
以上４．５以下である請求項１に記載の空間光変調素
子。 - 【請求項４】 第２の非晶質半導体層の屈折率が１．４
以上３．２以下である請求項１に記載の空間光変調素
子。 - 【請求項５】 光導電体層が整流性を有する請求項１に
記載の空間光変調素子。 - 【請求項６】 第１の非晶質半導体層がシリコンを主成
分とする合金層である請求項１に記載の空間光変調素
子。 - 【請求項７】 第１の非晶質半導体層が、水素、ハロゲ
ン及び酸素から選ばれる少なくとも１つの元素を含む請
求項６に記載の空間光変調素子。 - 【請求項８】 第１の非晶質半導体層が、水素化非晶質
シリコン、水素化非晶質ゲルマニウム、水素化非晶質シ
リコンゲルマニウム、及び水素化非晶質炭化ゲルマニウ
ムから選ばれる少なくとも１つの合金層である請求項１
記載の空間光変調素子。 - 【請求項９】 第１の非晶質半導体層に、Ｂ、Ａｌ及び
Ｇａから選ばれる少なくとも１つのｐ型不純物を存在さ
せる請求項８に記載の空間光変調素子。 - 【請求項１０】 第２の非晶質半導体層が、ゲルマニウ
ムを主成分とする合金層である請求項１記載の空間光変
調素子。 - 【請求項１１】 第２の非晶質半導体層が、水素化非晶
質シリコン、水素化非晶質窒化ゲルマニウム、水素化非
晶質窒化シリコンゲルマニウム、水素化非晶質シリコン
カーバイド、水素化非晶質炭化ゲルマニウム、水素化非
晶質窒化シリコン、水素化非晶質酸化シリコン、及び水
素化非晶質カーボンから選ばれる少なくとも１つの合金
層である請求項１に記載の空間光変調素子。 - 【請求項１２】 第２の非晶質半導体層に、Ｐ、Ａｓ、
Ｓｂ及びＳｅから選ばれる少なくとも１つのｎ型不純物
を存在させる請求項１１に記載の空間光変調素子。 - 【請求項１３】 水素化非晶質シリコンカーバイドの炭
素含有量が、１０原子％以上４０原子％以下である請求
項１１に記載の空間光変調素子。 - 【請求項１４】 第３の非晶質半導体層の厚さが、１〜
３００ｎｍである請求項２に記載の空間光変調素子。 - 【請求項１５】 第３の非晶質半導体層が、Ｂ、Ａｌ、
Ｇａ、及びＩｎから選ばれる少なくとも１つのｐ型不純
物を１００〜１００００ｐｐｍ含む非晶質シリコンカー
バイドからなる請求項２に記載の空間光変調素子。 - 【請求項１６】 光導電体層の厚さが０．５〜１０μｍ
の範囲である請求項１に記載の空間光変調素子。 - 【請求項１７】 反射鏡層が、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ｍｇ、及びＴｉから選ばれる少なくとも１つ
の金属層である請求項１に記載の空間光変調素子。 - 【請求項１８】 反射鏡層が島状に形成されており、か
つ前記一つの島が１個の画素に対応している請求項１に
記載の空間光変調素子。 - 【請求項１９】 島状に形成されている反射鏡層の間の
第２の非晶質半導体層が除去されており、かつ除去され
た部分に光吸収層が存在している請求項１８に記載の空
間光変調素子。 - 【請求項２０】 第２の非晶質半導体層が除去されてい
る部分の下部の第１の非晶質半導体層の一部も除去さ
れ、かつ除去された部分に光吸収層が存在している請求
項１９に記載の空間光変調素子。 - 【請求項２１】 第１の非晶質半導体層の残存する厚さ
が０．０１〜１μｍの範囲である請求項２０に記載の空
間光変調素子。 - 【請求項２２】 光吸収層が、炭素粒子を分散した有機
高分子ポリマー、黒色顔料を配合した有機高分子ポリマ
ー、黒色染料を配合した有機高分子ポリマー、アモルフ
ァスシリコンカーバイド、アモルファス水素化ゲルマニ
ウム、及びアモルファス窒化ゲルマニウムから選ばれる
少なくとも一つの無機薄膜である請求項２０に記載の空
間光変調素子。 - 【請求項２３】 光吸収層の底部に、Ａｌ、Ａｇ、Ｍ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、及びＭｇから選ばれる少なくとも一つ
の金属を含む金属遮光膜を存在させた請求項２０に記載
の空間光変調素子。 - 【請求項２４】 光吸収層を覆う位置に、無機絶縁膜及
び有機絶縁膜から選ばれる少なくとも一つの電気的絶縁
膜を存在させた請求項２０に記載の空間光変調素子。 - 【請求項２５】 透明導電性電極を具備した２枚の透明
絶縁性基板で挟まれた領域に非晶質半導体層からなる光
導電体層と液晶層とこれらの層の間に反射鏡とを少なく
とも備えた空間光変調素子の製造方法であって、減圧に
し得る真空容器内に所定のガスを導入して所定の内圧と
し、前記真空容器内において放電現象を生起させてプラ
ズマを生成し、少なくとも前記光導電体層の形成終了時
に前記透明絶縁性基板の温度が１０℃以上１８０℃以下
となるように前記透明絶縁性基板上に第１の非晶質半導
体層を形成し、次に前記第１の非晶質半導体層の屈折率
よりも第２の非晶質半導体層の屈折率が小さい前記非晶
質半導体層を形成し、次いで前記反射鏡を形成し、さら
に前記液晶層を形成することを特徴とする空間光変調素
子の製造方法。 - 【請求項２６】 反射鏡が、光導電体層の基板と反対側
の界面と同一平面内に設けられた島状反射鏡であり、前
記島状反射鏡を形成した後、少なくとも有機薄膜を塗布
し１８０℃を越える温度で熱処理を行う請求項２５に記
載の空間光変調素子の製造方法。 - 【請求項２７】 反射鏡が誘電体反射鏡であり、前記誘
電体反射鏡を１８０℃を越える温度で形成する請求項２
５に記載の空間光変調素子の製造方法。 - 【請求項２８】 光導電体層形成時の透明絶縁性基板の
温度が、常に１０℃以上１８０℃以下である請求項２５
に記載の空間光変調素子の製造方法。 - 【請求項２９】 透明絶縁性基板を１８０℃以上の温度
から徐々に冷却しながら光導電体層を透明導電性基板上
に形成し、前記光導電体層の形成終了時に前記透明絶縁
性基板の温度が１８０℃以下である請求項２５に記載の
空間光変調素子の製造方法。 - 【請求項３０】 光導電体層の一部が少なくとも水素を
含有するシリコンカーバイドからなる請求項２５に記載
の空間光変調素子の製造方法。 - 【請求項３１】 シリコンカーバイドの炭素含有量が１
０原子％以上４０原子％以下である請求項３０に記載の
空間光変調素子の製造方法。 - 【請求項３２】 透明導電性電極を具備した２枚の透明
絶縁性基板で挟まれた領域に、下方の透明絶縁性基板側
から順次積層された第１の非晶質半導体層と第２の非晶
質半導体層とを少なくとも備え、かつ前記第１の非晶質
半導体層の屈折率よりも第２の非晶質半導体層の屈折率
が小さい光導電体層と、液晶層と、前記光導電体層と液
晶層との間に反射鏡層を少なくとも備えた空間光変調素
子と、前記空間光変調素子を駆動するための交流電源
と、波長が４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の光によって
画像を出力する画像入力手段と、前記画像入力手段から
出力された画像を前記光導電体層に結像する画像結像手
段と、前記空間光変調素子が出力する画像を読み出す光
源及び投射レンズを少なくとも備えた投射型ディスプレ
イであって、前記光導電体層がシリコンおよび炭素を主
成分とする第１の非晶質半導体層とシリコンを主成分と
する第２の非晶質半導体層を順次積層した構造を少なく
とも有し、かつ整流性を有することを特徴とする投射型
ディスプレイ。 - 【請求項３３】 第２の非晶質半導体層に比べて第１の
非晶質半導体層の膜厚が小さい請求項３２に記載の投射
型ディスプレイ。 - 【請求項３４】 第１の非晶質半導体層の膜厚が５ｎｍ
以上１８ｎｍ以下である請求項３２に記載の投射型ディ
スプレイ。 - 【請求項３５】 第１の非晶質半導体層がシリコンカー
バイド（ａ−Ｓｉ 1-x Ｃ x と略記する）からなり、ｘの値
が０．１〜０．４の範囲である請求項３４に記載の投射
型ディスプレイ。 - 【請求項３６】 前記画像入力手段がＣＲＴであり、前
記ＣＲＴからの光強度 の減衰時定数（ピーク強度からそ
の１／１０に減衰する迄に要する時間）が前記交流電源
の電圧波形周期（Ｔ）より短く、かつＴ／１０より長い
請求項３２に記載の投射型ディスプレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6195222A JP3043956B2 (ja) | 1993-09-02 | 1994-08-19 | 空間光変調素子、その製造方法及び投射型ディスプレイ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-218722 | 1993-09-02 | ||
| JP21872293 | 1993-09-02 | ||
| JP6195222A JP3043956B2 (ja) | 1993-09-02 | 1994-08-19 | 空間光変調素子、その製造方法及び投射型ディスプレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07120779A JPH07120779A (ja) | 1995-05-12 |
| JP3043956B2 true JP3043956B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=26508994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6195222A Expired - Fee Related JP3043956B2 (ja) | 1993-09-02 | 1994-08-19 | 空間光変調素子、その製造方法及び投射型ディスプレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3043956B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102055579B1 (ko) * | 2019-06-27 | 2019-12-13 | 주식회사 옵트론텍 | 광학 필터 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980027515A (ko) * | 1996-10-16 | 1998-07-15 | 김광호 | 광변조 장치 및 그 제조 방법 |
| US10168459B2 (en) * | 2016-11-30 | 2019-01-01 | Viavi Solutions Inc. | Silicon-germanium based optical filter |
| US10247865B2 (en) * | 2017-07-24 | 2019-04-02 | Viavi Solutions Inc. | Optical filter |
-
1994
- 1994-08-19 JP JP6195222A patent/JP3043956B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102055579B1 (ko) * | 2019-06-27 | 2019-12-13 | 주식회사 옵트론텍 | 광학 필터 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07120779A (ja) | 1995-05-12 |
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