JP4158242B2 - Optical writing type liquid crystal light valve device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光書き込み型液晶ライトバルブ装置に関わり、光書き込み型液晶ライトバルブ装置における書き込み光に対する感度の向上、空間的な解像力の向上を図るものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶ライトバルブ装置(以下LCLVという)は、光学−光学画像変換機である。
ライトバルブとは、光強度の低い光を受けて、これを他の光源からの光により光学像をリアルタイムに読み出し、出力することができるように成された装置である。
【0003】
LCLVは、軍事用、商業用の大画面への応用として利用されてきた。例えばヒューズ(Hughes)のRodney D Sterling らによって”Video-Rate Liquid Crystal Light-Valve Using an Amorphous Silicon Photo Detector ”,SID ,‘90 Digest ,Paper No.17A 2,PP327-329(1990) で発表されたLCLVは、図16にその概略構成図を示すように、透明な第1のガラス基板1上に透明電極2が形成され、この上に、厚く、連続的で、均質なアモルファスシリコン(以下a−Siという)光導電層3が形成され、更にこの上にCdTe等の光遮断層4、および光学反射層としての誘電体ミラー5が積層され、この表面に配向層6が形成されて成る。
一方、透明な第2のガラス基板7が用意され、この上に、同様に透明電極8および配向層9が形成される。
そして、これら第1および第2のガラス基板1および7が、その配向層6および9が形成された側を内側にして数μm程度の間隔を保持して対向され、これら間に液晶が注入されて液晶層10が形成されてLCLVを構成している。
【0004】
このLCLVは、第2のガラス基板7側が、光学像の観察側とされ、この第2のガラス基板7側から、このガラス基板7に対して垂直に偏光による読み出し光LRを照射する。このとき、読み出し光は、透明電極7および液晶層10を通過して誘電体ミラー5によって反射され、再び液晶層10、ガラス基板7を通過して、外部に放出され、これを観察することができる。
これに対し、この読み出し光LRを照射した状態で、両透明電極2および8間に交流電圧ACを印加しながら、第1のガラス基板1側から書き込み光LWを照射すると、この書き込み光LWが、第1のガラス基板1および透明電極2を透過して光導電層3に照射され、この照射部において、光導電層3が活性化され、電子−正孔対が発生する。これによって、書き込み光LWの照射パターンに応じたパターンと、強度に応じて光導電層3の静電容量が増加し、抵抗値が低下し、液晶層を挟む電圧が増加する。この電圧の空間的な変化は、液晶分子の方位の変化となり、液晶層を通過する前述の読み出し光LRに複屈折や旋光を起こさせ、読み出し光LRの偏光の方位(Polarization)が変調される。従って、最終的に第2のガラス基板7から放出される読み出し光を、偏光板に通過させることにより、光量変化として観察することができる。即ち、書き込み光LWのパターン、即ち光学像に応じた光学像を第2のガラス基板7側から観察することができる。
【0005】
なお、光遮断層4は、誘電体ミラー5即ち光反射層と、光導電層3との間に配置され、これによってこの光反射層を通過してしまった僅かな読み出し光をも、この光遮断層4によって吸収して、この読み出し光が光導電層3に到来し、光導電層を活性化させて、書き込み光以外の象を発生させること、即ちノイズの発生を回避するために配置されるものである。
【0006】
ところで、上述したLCLVにおいて、高い感度を得るには、光導電層3の抵抗値変化に応じて液晶層に印加される電圧を極大化したい。この極大化は、光の当たっていない光導電層3のインピーダンスと、液晶層10のインピーダンスとが、次の条件を満たすときに達成される。
その条件とは、光導電層3の等価的な容量とバルク抵抗の並列回路によるインピーダンスが、液晶層10における同様の容量と抵抗の並列回路によるインピーダンスとほぼ同等以上にすることである(この条件を、以下釣り合いがとれる関係と称する)。
そして、この釣り合いがとれる関係の実現は、具体的にはa−Siによる光導電層3の膜厚を、約30μmに厚膜化することとされている。
【0007】
このように30μmに及ぶ厚膜を必要とするのは、上述した光導電層3と液晶層10のインピーダンスの釣り合いがとれる関係を設定しようとしたときに、a−Si膜による光導電層3の誘電率が、液晶層10の誘電率より高いことに因る。
ところが、このように、a−Si層による光導電層を30μmに及ぶ厚膜にすると、上述した書き込み光の入射により、光導電層で発生した電荷が隣接領域に拡散しやすくなる。
【0008】
すなわち、理想的なLCLVでは、その光導電層が、光照射によって発生した電荷の横方向拡散を阻止できる程度に高抵抗を有する構成とすることになるが、a−Si光導電層において、その膜厚が約30μmにも及ぶと、充分な高抵抗が得られず、横方向(面方向)の電荷の拡散が生じ易くなり、結果として空間的なコントラストの低下、解像度の低下を来す。
【0009】
このような不都合を回避するために、光導電層を構成するa−Si層にドーパントを添加して抵抗率を上げる試みがなされた。これは、a−Si膜を成膜すると、この膜中には生来n型ドーパントを発生する性質があることから、これをp型ドーパントの例えばボロンをドーピングすることによって相殺するという方法によるものである。
しかしながら、この方法では、ドーパントの添加の効果が極めて大きく、またn型ドーパントの発生は、a−Siの成膜毎に相違することから、目的とする抵抗率に設定するためのp型ドーパントのドーピングを正確に行うことは、現実的な作業としては極めて困難であり、製造コストの増大、歩留まりの低下をもたらす。
【0010】
そこで、光導電層を、画素毎に完全に分離する分割構造による提案がなされている(米国特許第5076670号)。この分離は、例えばフォトリソグラフィによるパターンエッチングによるが、上述したように、その厚さが30μmに及ぶ厚い光導電層を、パターンエッチングすることは、作業時間が長くなるのみならず、鮮明なパターン化が難しくなる。さらに、分離された光導電層間の溝内には、絶縁材を埋め込むことになるが、このアスペクト比(溝の深さdと幅wの比、d/w)が高い溝に絶縁材を埋め込む作業は困難で、コスト高を来たし、また信頼性に問題がある。
【0011】
また、図17にその概略断面図を示すように、光導電層3を挟んで透明電極2と対向して、高反射率で低抵抗率の導電層11を選択的に形成し、隣り合う導電層11間に絶縁層12を形成する構造が提案されている(図17において、図16と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する)。
この場合、導電層11によって光導電層3中に発生した電荷の回収を促進する効果を有し、また図16における光遮断層4を設けずに、誘電体ミラー5を通過してくる読み出し光を反射して光導電層3に入射させない効果がある。
しかしながら、この構造による場合においても、光導電層3を挟んで対向する導電層11と、透明電極2との対向面積が大であることから、光導電層3の容量を低減化するには、光導電層3の厚膜化が必要になるという状況に変わりはなかった。
【0012】
また、画素間の電荷の拡散を防止する観点から、単に光導電層の素子間の素子分離絶縁層領域によって一部を分離し、完全には素子間分離をしない構造(米国特許第4913531号)が提案されているが、この方法だけでは、書き込み光によって光導電層に発生した電荷の隣接する素子領域への拡散を、多少減少させる効果を期待できるが、平面的な解像度の低下の問題を完全に解消するには至っていない。また、厚膜の光導電層が必要であるということについては依然として問題が残っている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
上述した諸問題の解決を図る目的で、先に提案した光書き込み型液晶ライトバルブ装置を図18に示す。
図18に示すように、それぞれ透明な第1および第2の基板21および22と、光導電層23と、この光導電層23にそれぞれ接触して形成された第1の電極31および第2の電極32と、光学反射層24と、液晶層27と、第3の電極33を有して構成される。
【0014】
第2の電極32は、複数の電極部に分割された分割電極部32Aより成り、各分割電極部32Aは、液晶層27の面方向にほぼ沿って配置した、即ち液晶層27を挟んで第3の電極33との対向電極を構成する対向電極部32fとこれより垂直方向に延びる光導電層23との接触部32cとから構成される。
分割電極部32Aは、その接触部32cが対向電極部32fの中央から垂直方向に延びる方向に形成された断面T字状に形成されている。
【0015】
そして、第2の電極32の各分割電極部32Aにおいて、その光導電層23との接触部32cの接触面積が、対向電極部32fの面積より充分小に選定されている。
【0016】
また、第1の電極31は、第2の電極32の対向電極部32f間に、その一部が正対して形成されている。
【0017】
そして、第2の電極32は、その対向電極部32fを光導電層23からできるだけ離していることにより、実質的に光導電層23に係わる容量を小とすることができる。
【0018】
従って、上述したインピーダンスの釣り合い関係を設定する光導電層23の厚さを薄く、例えばこの光導電層23に対する書き込み光LWの吸収に必要な膜厚である1〜2μm程度まで薄膜化することができる。
【0019】
さらにこれに加えて、液晶層27側の容量を見かけ上大きくする対策をとることもできる。
即ち図19に示すように、光導電層23の基板21とは反対側の一主面23S上に、第1の電極31および第2の電極32を配置した構造をとる。
【0020】
この構造においては、光導電層23に対して、第1の電極31と、第2の電極32の接触部32cとが並置されていることにより、第1の電極31および第2の電極32の光導電層23を介しての対向が光導電層23の面方向に沿う方向となることから、これにより実質的対向距離が大となり光導電層23に係る容量は小となる。
【0021】
さらに図20に示すように、第2の電極32の対向電極部32fの配置面と、光導電層23との間に第3の電極33と電気的同電位とされた第4の電極34を新たに配置形成することにより、通常の液晶層27を挟んで形成される容量に、層間絶縁層42を介して形成される第1の電極31及び第4の電極34間に形成される容量が加わり、実質的に液晶層27に係わる容量を増加させることができる。
【0022】
従って、光導電層23を薄膜化させることにより増大する光導電層23側容量に対して、液晶層27側の容量を見かけ上増加させることにより、液晶層27、光導電層23両者のインピーダンスを完全に釣り合わせることが可能となる。
【0023】
上述の手段を用いることにより、入射光によるa−Siからなる光導電層23の抵抗値変化に応じて液晶層27に印加される電圧を極大化させることが可能となる。
【0024】
しかしながら、この図20に示した構成において、第2の電極32と第4の電極34との位置関係がずれた場合にも、これらの電極32,34間の対向面積がデバイス間でばらつくことがないようにするためには、上述の位置関係がずれた場合にも必ず第2の電極32が第4の電極34に対してオーバーラップしているように形成する必要がある。
即ち、第4の電極34の幅を、
第4の電極34の幅=第2の電極32間の幅+容量形成に必要な幅+合わせズレとする必要がある。
【0025】
一方、第2の電極32が第4の電極34に対してオーバーラップするように第4の電極34の幅を広くしようとすると、第4の電極34が光導電層23に直接対向しないために下層の第1の電極31の幅を広げる必要が生じるが、これにより電荷発生領域が小さくなり感度が低下する。
【0026】
即ち、第2の電極32と第4の電極34との合わせズレを完全に許容するようにオーバーラップをとると、LCLVデバイスの感度が低下する問題が発生するといえる。
【0027】
しかし、逆に第4の電極34が上述の合わせズレ分の幅を充分取れない場合には、両電極32,34間の容量のばらつきを生じ、製品の歩留まりを下げたり、画質がばらつく等の問題を生じる。
【0028】
本発明においては、上述した諸問題の解決を図り、光導電層を1〜2μm程度まで薄膜化しても液晶層に印加される電圧が極大化できるように、光導電層側と液晶層側の容量を釣り合わせるために必要な画素電極と補助電極の結合容量を、ばらつきが少なく安定化させると共に、高い感度と高い解像度を実現しながら、製造プロセスの難易度および製造コストの低減等の生産性を改善できるようにした光書き込み型液晶ライトバルブ装置を提供するものである。
【0029】
【課題を解決するための手段】
本発明の光書き込み型液晶ライトバルブ装置は、第1および第2の透明基板と、第1の透明基板の一主面に形成された光導電層と、光導電層の第1の透明基板とは反対側の一主面に接して配置された第1の電極と、この第1の電極と光導電層の同一主面に接して形成され、かつ第1の電極との間に絶縁層を介して形成された第2の電極と、光学反射層と、液晶層と、第3の電極とを少なくとも有し、第2の電極は複数の電極部に分割された分割電極部より成り、この第2の電極と第1の電極との間に第1の電極と絶縁された第4の電極が形成され、さらに第2の電極と第4の電極との間に第4の電極と容量を構成する第5の電極が形成され、第1の電極および第4の電極および第5の電極は、少なくともその一部が第2の電極の分割電極部間に対向する位置に配置されたものである。
【0030】
上述の本発明の構成によれば、第4の電極と容量を構成する第5の電極を第2の電極と第4の電極との間に配置することにより、第4の電極と第5の電極において合わせズレを生じても、これら第4の電極と第5の電極の対向面積を確保することができ、安定した各電極間容量が確保できる。
【0031】
【発明の実施の形態】
本発明は、第1および第2の透明基板と、第1の透明基板の一主面に形成された光導電層と、光導電層の第1の透明基板とは反対側の一主面に接して配置された第1の電極と、第1の電極と光導電層の同一主面に接して形成され、かつ第1の電極との間に絶縁層を介して形成された第2の電極と、光学反射層と、液晶層と、第3の電極とを少なくとも有し、第2の電極は複数の電極部に分割された分割電極部より成り、第2の電極と第1の電極との間に第1の電極と絶縁された第4の電極が形成され、第2の電極と第4の電極との間に第4の電極と容量を構成する第5の電極が形成され、第1の電極および第4の電極および第5の電極は、少なくともその一部が第2の電極の分割電極部間に対向する位置に配置された光書き込み型液晶ライトバルブ装置である。
【0032】
また本発明は、上記光書き込み型液晶ライトバルブ装置において、第5の電極の短辺方向の幅が第4の電極の短辺方向の幅より広い幅とされた構成とする。
【0033】
また本発明は、上記光書き込み型液晶ライトバルブ装置において、第5の電極の短辺方向の幅が第4の電極の短辺方向の幅より狭い幅とされた構成とする。
【0034】
また本発明は、上記光書き込み型液晶ライトバルブ装置において、第5の電極の短辺方向の幅が第4の電極の短辺方向の幅と自己整合的に略同一の幅とされた構成とする。
【0035】
また本発明は、上記光書き込み型液晶ライトバルブ装置において、第5の電極が、第4の電極の少なくとも側部と上部の一部に対向するように形成された構成とする。
【0036】
また本発明は、上記光書き込み型液晶ライトバルブ装置において、第5の電極と第2の電極とのコンタクト部が、第2の電極と光導電層とのコンタクト部と同一のコンタクト部により形成された構成とする。
【0037】
また本発明は、上記光書き込み型液晶ライトバルブ装置において、第2の電極と光導電層とが、第1の電極と同一の材料および膜厚のバッファ層を介して接続されている構成とする。
【0038】
図1は本発明の光書き込み型液晶ライトバルブ装置の一実施の形態の要部の概略断面図を示す。
また、図2は図1の光書き込み型液晶ライトバルブ装置の画素領域の概略平面図を示す。
【0039】
本実施の形態の光書き込み型液晶ライトバルブ装置においても、例えばガラス基板よりなる第1の透明基板51および第2の透明基板52が用意される。第1の透明基板51および第2の透明基板52における透明とは、第1の透明基板51については、書き込み光LWに対して透明、即ち高い透過率を示すことであり、第2の透明基板52については、読み出し光LRに対して透明、すなわち高い透過率を示すことはいうまでもない。
【0040】
そして、第1の透明基板51の一主面に、光導電層53が形成され、この上に第1の電極61と、例えば各画素毎に複数の電極部に分割された分割電極部62Aが配列されて成る第2の電極62が形成され、表面を化学的機械的研磨法により平坦化した後、更にその上に例えば誘電体ミラー構成による反射層54が形成され、その表面に液晶の配向がなされる配向層55が形成される。
【0041】
また、第2の透明基板52の一主面には、第3の電極63が液晶層57の全域に渡って全面的に形成され、その表面に、同様に液晶の配向がなされる配向層56が形成される。
【0042】
そして、第1の透明基板51および第2の透明基板52の各配向層55および56側を互いに対向させ、両者間の間隔を例えばガラスビーズ(図示せず)の介在によって所定の間隔に保持し、周囲を封止して、両透明基板51および52間に扁平空間を形成して、ここに液晶を注入し、液晶層57を形成する。
【0043】
光導電層53は、第1の透明基板51上に、全面的に例えばa−Si層をスパッタリング、あるいはCVD(化学的気相成長)法等によって成膜することによって形成する。
【0044】
第1の電極61は、光導電層53上に、蒸着、スパッタリング等によってCr,W,Al等の金属層を形成し、フォトリソグラフィによって複数の開口部を所要の間隔をもって穿設した例えば格子状パターンに形成する。
【0045】
図19および図20に示した構成と同様に、この第1の電極61が光導電層53上に形成されていることにより、書き込み光LWの入射により光導電層53中に発生したキャリアの隣接画素領域への拡散を防止して、画素間のコントラストの低下を防止することができる。
【0046】
そして、光導電層53上に第2の電極62を形成する。
第2の電極62は、例えばAl,Cr,W等の書き込み光および読み出し光に対して遮光性を有する金属等により形成される。
【0047】
第2の電極62の分割電極部62Aは、各層の積層方向すなわち図中垂直方向の部分としてコンタクト部62cを有し、各層の主面の方向すなわち図中水平方向の部分として対向電極部62fを有して構成される。コンタクト部62cの一端は光導電層53に接続されている。
【0048】
第2の電極62の分割電極部62A間と、第2の電極62と光導電層53との間には、例えばSiO2 、SiN等の層間絶縁層58が形成され、この層間絶縁層58により第1の電極61と第2の電極62とが絶縁されている。
【0049】
そして、第2の電極62上に全面的に光学反射層54を形成する。この光学反射層54は、通常の多層構造によるいわゆる誘電体ミラーによって構成することができ、この上に形成する配向層55も、通常の構成によることができる。
【0050】
また、第2の透明基板52の一主面に形成される第3の電極63は、通常のようにITO(インジウム錫酸化物)等の透明電極層によって形成され、そして、この上に形成される配向層56も通常の構成によることができる。
【0051】
さらに、図20に示した構成と同様に、第3の電極63と同電位の第4の電極64が、第2の電極62と対向して配置形成される。
この第4の電極64は、層間絶縁層58により第1の電極61および第2の電極62とは絶縁される。
また、第4の電極64は、第1の電極61より広い幅に形成される。
【0052】
本実施の形態においては、特に第4の電極64との対向容量を形成する第5の電極65を、第4の電極64に対向して第2の電極62側に配置形成する。
この第5の電極65は、第4の電極64の幅、すなわち図2より格子状パターンとされた第4の電極64の短辺方向の幅より大きい幅に形成されている。
また、第5の電極65は、2つの第2の電極62の分割電極部62Aの対向電極部62fおよびその間に対向し、そのうち一方の対向電極部62fにコンタクト66を介して接続されている。すなわち、各分割電極部62Aに対して1つずつ第5の電極65が配置かつ接続されている。
【0053】
そして、第5の電極65は、図2に示すように、平面的には例えば図中縦方向に隣接する2つの画素に対応する分割電極部62A(対向電極部62f)およびその間に対向して形成されている。
また、この場合第5の電極65のパターンは、第1の電極61や第4の電極64のパターンのように連続して形成されず、分割されたパターンに形成されている。
【0054】
さらに、好ましくは第5の電極65の幅を、第4の電極64の幅に対して、これらの電極64および65のアライメントずれ分以上広くした幅とする。
これにより、アライメントずれがあっても、第4の電極64が全幅にわたって第5の電極65に対向するようになる。
従って、第4の電極64および第5の電極65によって形成される第2電極62と第4電極64との容量を安定化することができる。
【0055】
同様に、好ましくは第4の電極64の幅を第1の電極61の幅に対してアライメントずれ分広くした幅とする。
【0056】
第4の電極64および第5の電極65の形成は、それぞれ層間絶縁層58上に全面的に電極を構成する金属等の材料を成膜し、これをレジストパターニングとエッチングによって所望のパターンにすることによって行うことができる。
【0057】
また、本実施の形態においては、第2の電極62の形成は、次のように行われる。
層間絶縁層58の表面を平坦化した後に、光導電層53に対するコンタクトホールと第5の電極65に対するコンタクトホールとを同時に開口し、これらのコンタクトホールを埋めるように例えば金属等を成膜した後、レジストパターニングとエッチングを行って第2の電極62を形成する。
【0058】
本実施の形態の光書き込み型液晶ライトバルブ装置によれば、第4の電極64と容量を形成する第5の電極65を第4の電極64に対向させて配置形成することにより、図20に示したように第2の電極の分割電極部62Aと第4の電極64との対向部により容量を形成する場合と比較して、2つの電極の合わせズレによって容量を構成する対向面積が大きく変化して素子ごとに容量にバラツキが生じることを抑制することができる。
【0059】
さらに、第5の電極65の幅を第4の電極64の短辺方向の幅より広い幅とすることによって、合わせズレがあっても対向面積が変わらないようにして容量のバラツキを低減することができる。
【0060】
上述の実施の形態では、第5の電極65を、第4の電極64の幅より大きい幅に形成した構成であったが、第4の電極64の幅より小さい幅に形成した構成とすることができる。その場合を次に示す。
【0061】
図3に本発明の光書き込み型液晶ライトバルブ装置の他の実施の形態の要部の概略断面図を示す。
本実施の形態の光書き込み型液晶ライトバルブ装置では、第5の電極65を第4の電極64の幅(短辺方向の幅)より小さい幅に形成する。
また、第1の電極61を第4の電極64の幅より大きい幅に形成する。
すなわち電極の幅を、
第1の電極61の幅>第4の電極64の幅>第5の電極65の幅
となるように構成する。
【0062】
さらに、好ましくは各電極61と64,64と65間のアライメントズレ分以上の差を有するように各電極61,64,65の幅を設定する。
すなわち先の実施の形態が第1の電極61から第5の電極65に向かうにつれてアライメントズレを見込んだ分、その幅を増やしていくのに対して、本実施の形態では、逆に幅が減っていくことが大きく異なる。
【0063】
尚、図3において、その他の図1と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【0064】
本実施の形態においても、先の実施の形態と同様に、第4の電極64を設けることにより液晶層57側の容量を増加させる効果、および第5の電極65を設けることにより第4の電極64と第5の電極65間の合わせズレによってもこれら両電極64,65の対向面積の変化が少なくなり容量のバラツキが抑制される効果を有する。
【0065】
そして、上述のように第5の電極65の幅を、第4の電極64の幅よりもこれらの電極64,65の合わせズレ分以上狭く形成することにより、第4の電極64と第5の電極65間で合わせズレがあっても、必ず第5の電極65の全幅で第4の電極64と対向することになる。
従って、第5の電極65の幅さえ正確に制御すれば、電極間の容量バラツキは、この他には電極間の層間絶縁層58の厚さのバラツキのみによることとなり、従来容量の大きなバラツキの主要因であった合わせズレの要因を排除することができる。
【0066】
尚、第4の電極64と第5の電極65により形成される容量は、先の実施の形態では第4の電極64によって規定されているのに対して、本実施の形態では第5の電極65によって規定される。
【0067】
そして、図4〜図5の概略断面図により、図3の光書き込み型液晶ライトバルブ装置の製造工程を説明する。
この製造工程は、上述の3つの電極61,64,65の合わせズレによる容量のバラツキを排除するために好適な製造工程を示す。
【0068】
まず、図4Aに示すように、例えばガラス等からなる第1の透明基板51上に形成された光導電層53上に第1の電極61、その上層の絶縁膜58、第4の電極64、その上層の絶縁膜58、第5の電極65を連続形成し、第5の電極65に対してレジスト59によるパターニングおよびエッチングを行う。
この後第5の電極65上のレジスト59を除去する。
【0069】
次に、図4Bに示すように、パターン化された第5の電極65を覆ってレジスト59を形成し、このレジスト59に対して第4の電極64の所望のパターンに対応するパターニングを行う。
このとき、第4の電極64のレジスト59のパターンは、パターニングの際のアライメントズレがあっても第5の電極65がレジスト59に覆われるように、第5の電極65上においては第5の電極65の幅より(パターンズレ分以上)広く形成する。
【0070】
そして、図4Cに示すように、このレジストマスク59で第4の電極64およびその上の絶縁膜58をエッチングする。
この後レジスト59を除去する。
【0071】
次に、図5Dに示すように、パターン化された第4の電極64および第5の電極65を覆ってレジスト59を形成し、このレジスト59に対して第1の電極61の所望のパターンに対応するパターニングを行う。
このとき、第1の電極61のレジスト59のパターンは、パターニングの際のアライメントズレがあっても第4の電極64がレジスト59に覆われるように、第4の電極64上においては第4の電極64の幅より(パターンズレ分以上)広く形成する。
【0072】
そして、図5Eに示すように、このレジストマスク59で第1の電極61およびその上の絶縁膜58をエッチングする。
この後レジスト59を除去する。
これにより前述のように幅が規定された3つの電極61,64,65が形成される。
【0073】
この後の工程は、3つの電極61,64,65を覆って層間絶縁層58を形成してその表面の平坦化を行った後、層間絶縁層58に光導電層53に対するコンタクトホールと第5の電極65に対するコンタクトホールを同時に開口し、図5Fに示すように、これらのコンタクトホールを埋めるように金属等を成膜して第2の電極62を形成する。
【0074】
その後は従来の製造工程と同様にして、図3に示した光書き込み型液晶ライトバルブ装置を製造することができる。
【0075】
次に、図6に本発明の光書き込み型液晶ライトバルブ装置のさらに他の実施の形態の要部の概略断面図を示す。
また、図7は図6の光書き込み型液晶ライトバルブ装置の画素領域の概略平面図を示す。
本実施の形態の光書き込み型液晶ライトバルブ装置では、第5の電極65および第4の電極64を、自己整合的に略同一の幅に形成した構成である。
【0076】
尚、第1の電極61は、これら第4の電極64および第5の電極65より広い幅に形成している。
その他の構成は、図1に示した実施の形態および図3に示した実施の形態と同様であるので、同一符号を付して重複説明を省略する。
【0077】
本実施の形態の光書き込み型液晶ライトバルブ装置によれば、第5の電極65および第4の電極64を自己整合的に略同一の幅に形成しているので、これらの電極64,65が共に全幅にわたって対向し、対向面積が一定となるため、両電極間の容量が一定になる。
【0078】
次に、図8〜図11の概略断面図により、この図6および図7に示す光書き込み型液晶ライトバルブ装置の製造工程を説明する。
この製造工程は、上述の2つの電極64,65を自己整合的に略同一幅にして容量を一定にするために好適な製造工程を示す。
図8〜図11では、各図において、図7の平面図におけるX−X′における断面図(図8A〜図11A)およびY−Y′における断面図(図8B〜図11B)をそれぞれ示す。
【0079】
図8Aおよび図8Bに示すように、例えばガラス等からなる第1の透明基板51上に形成された光導電層53上に第1の電極61、その上層の絶縁膜58、第4の電極64、その上層の絶縁膜58、第5の電極65を連続形成し、第5の電極65に対してレジスト59によるパターニングおよびエッチングを行う。
このとき、図8Bに示すように、Y−Y′方向では、第4の電極64と第5の電極とを同じレジストマスク59によりエッチングして、自己整合的に略同一の幅に形成する。
【0080】
次に、図9Aに示すように、X−X′方向では、第5の電極65を所定の長さにするために、レジスト59によるパターニングおよびエッチングを行う。
このとき、図9Bに示すY−Y′方向においては、第5の電極65および第4の電極64の幅よりレジスト59によるパターンを広くしておく。
【0081】
この後、いったん第5の電極65上のレジスト59を除去する。
そして、図10Aおよび図10Bに示すように、表面を覆ってレジスト59を形成し、図10Bに示すY−Y′方向においては、第1の電極61の幅を有するレジストマスク59によりエッチングを行って所定の幅に規定された第1の電極61を形成する。
【0082】
尚、この後の工程としては、図11Aおよび図11Bに示すように、全面的に層間絶縁層58を形成し、この層間絶縁層58の表面の平坦化を行った後、光導電層53に対するコンタクトホールと第5の電極65に対するコンタクトホールとを同時に開口し、これらのコンタクトホールを覆って第2の電極62の材料を成膜し、表面を平坦化して第2の電極62を形成する。
【0083】
その後は従来の製造工程と同様にして、図3に示した光書き込み型液晶ライトバルブ装置を製造することができる。
【0084】
上述の製造工程により、第4の電極64および第5の電極65の幅を規定する図8Bに示した第4の電極64および第5の電極65の加工パターンと、第5の電極65の長さを規定する図9Aに示した第5の電極65の加工パターンとを正確に制御すれば、2つの電極64,65の対向面積を一定にすることができる。
これにより、従来容量のバラツキの主要因を占めていた合わせズレの要因を排除することができ、両電極64,65間の絶縁膜58の膜厚のバラツキのみとなるので、容量のバラツキを大幅に低減することができる。
【0085】
次に、図12に本発明の光書き込み型液晶ライトバルブ装置の別の実施の形態の要部の概略断面図を示す。
本実施の形態の光書き込み型液晶ライトバルブ装置では、第5の電極65を第4の電極の上部および側部を覆うように形成した構成である。
【0086】
本実施の形態において、第1の電極61は、第5の電極65より広い幅に形成している。
その他の構成は、図3に示した実施の形態と同様であるので、同一符号を付して重複説明を省略する。
【0087】
本実施の形態の光書き込み型液晶ライトバルブ装置によれば、第5の電極65が第4の電極64の側部および上部を覆って形成されていることにより、第5の電極65が、第4の電極64の上部および側部の一部に対向している。
【0088】
これにより、第5の電極65と第4の電極64との間に合わせズレがあっても、両電極64,65の対向面積が変化しない。
従って、第5の電極65と第4の電極64との合わせズレにより容量が変動する問題を生じない。
【0089】
本実施の形態において、第5電極65の形成は、例えば次のように行う。
まず、絶縁膜58上に第4の電極64の材料を全面的に形成し、所定のパターンにレジストパターニングおよびエッチングを行って第4の電極64を形成する。
この第4の電極64を覆って薄い絶縁膜を形成し、この薄い絶縁膜上に全面的第5の電極65の材料を成膜する。このとき、第4の電極64上付近が高くなるように形成される。
そして、所定のパターンにレジストパターニングおよびエッチングを行って、第4の電極の側部および上部を覆った第5の電極65を形成することができる。
【0090】
次に、図13に本発明の光書き込み型液晶ライトバルブ装置のさらに別の実施の形態の要部の概略断面図を示す。
本実施の形態の光書き込み型液晶ライトバルブ装置では、第5の電極65と第2の電極62とのコンタクト部と、光導電層53と第2の電極62とのコンタクト部とを兼用する同一のコンタクト部67により形成した構成である。
【0091】
尚、本実施の形態においては、図1に示した実施の形態と同様に第1の電極61と第4の電極64と第5の電極65の幅の関係を、上層の電極ほど広い幅となるように形成している。
その他の構成は、図1に示した実施の形態と同様であるので、同一符号を付して重複説明を省略する。
【0092】
本実施の形態の光書き込み型液晶ライトバルブ装置によれば、このように同一のコンタクト部67で兼用するようにしたので、コンタクト部が1箇所になり、別々の2箇所にコンタクト部を設けた場合と比較してコンタクト部の占める面積を少なくすることができる。
【0093】
コンタクト部を別々の2箇所に設けた場合には、2つのコンタクト部の占める面積を確保し、また2つのコンタクト部の間の距離をとる必要があるため、高画質化に向けて画素サイズを縮小しようとするときに2つのコンタクト部を設けることが制約となる。
すなわち同一のコンタクト部67で兼用することにより、この制約から開放され、画素サイズの縮小が容易になる利点を有する。
【0094】
また、図14に図13の構成を変形した形態を示す。
この図14の場合は、図13に示したコンタクトを兼用する構成に、図12に示した第4電極64の側部および上部を覆う第5の電極65を形成した構成を適用したものであり、上述の図13の構成と同様の効果を有する。
【0095】
尚、図13に示した構成および図14に示した構成においては、コンタクト部67と第1の電極61とが短絡しないようにするために、第1の電極61の幅(短辺方向の幅)は第5の電極65の幅より狭くして、コンタクトホールを開口する際に第1の電極61に当たらないようにする。
【0096】
図13に示した構成および図14に示した構成において、上述のコンタクト部67の形成は、層間絶縁層58にコンタクトホールを開口する際に、第5の電極65の横に開口させる。また、第5の電極65上の一部にもコンタクトホールを開口する。
そして、コンタクトホールを埋めるように第2の電極62の材料を成膜し、表面の平坦化等の加工を行って分割電極部62Aから構成された第2の電極62とコンタクト部67とを形成する。
これにより、第5の電極65上の一部にもコンタクト部67が接続され、第2の電極62と第5の電極65とのコンタクトを確実にとることができる。
【0097】
次に、図15に本発明の光書き込み型液晶ライトバルブ装置のその他の実施の形態の要部の概略断面図を示す。
本実施の形態の光書き込み型液晶ライトバルブ装置では、第2の電極62の分割電極部62Aのコンタクト部62cの一端を、直接でなくバッファ膜60を介して光導電層53に接続させた構成である。
このバッファ膜60は、第1の電極61と同一の材料で同じ厚さに形成されている。
【0098】
バッファ膜60は、第1の電極61の材料の層をパターンエッチングする際に、第1の電極61のパターンの他にバッファ膜60のパターンも残るようにレジストのパターニングを行い、このレジストマスクを用いてエッチングすることにより形成することができる。
【0099】
その他の構成は、図1に示した実施の形態と同様であるので、同一符号を付して重複説明を省略する。
【0100】
第2の電極62を光導電層53に対してコンタクトをとるためのコンタクトホールを開口するときに、光導電層53を直接エッチングに曝すと、光導電層53の表面が荒れてコンタクト特性が不安定となる原因となることがある。
【0101】
そこで、本実施の形態では、上述のようにバッファ膜60を介して光導電層53と第2の電極62とを接続するようにしたので、コンタクトホールを開口する際には予め形成してあるバッファ膜60がエッチングされるため、光導電層53の表面がエッチングに曝され表面状態が悪化することを防ぎ、安定したコンタクト特性を得ることができる。
【0102】
さらに必要であれば、第1の電極61と同一材料のバッファ膜60と、第2の電極62とを同種等のメタル−メタルコンタクトによって接続するようにそれぞれの材料を選定することが可能であり、この場合は、光導電層53と第2の電極62とを直接コンタクトさせた場合に比べて、非常に容易に安定したコンタクトを得ることができる。
【0103】
このバッファ膜60は、図1・図3・図6・図12〜図14に示した各実施の形態や、図19および図20に示した構成にも適用することができ、同様に安定したコンタクト特性を得ることができる。
【0104】
本発明の光書き込み型液晶ライトバルブ装置は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【0105】
【発明の効果】
上述の本発明による光書き込み型液晶ライトバルブ装置によれば、電極の合わせズレによる電極間の容量の変動がなくなるため、液晶層と光導電層との容量バランスが常に安定的に保たれるために、液晶の閾値即ち液晶ライトバルブ装置としての特性のばらつきが少なくなり、製造における歩留まりが大幅に改善される。
【0106】
さらに、光導電層上の第1の電極を、合わせズレの影響を抑制するために広くとる必要がなくなるので、感度の向上を図ることができる。
【0107】
また、第5の電極の短辺方向の幅を、第4の電極の短辺方向の幅より狭い幅、または第4の電極の短辺方向の幅より広い幅、あるいは第4の電極の短辺方向の幅と自己整合的に同一幅としたときには、それぞれ第4の電極と第5の電極の一方の電極を全幅にわたって他方の電極と対向させることができるため、合わせズレを生じても対向面積が変化しなくなり、これにより容量のばらつきを抑制することができる。
【0108】
また、第5の電極と第2の電極とのコンタクト部と、第2の電極と光導電層とのコンタクト部とを、同一のコンタクト部により構成したときには、コンタクト部の占める面積を低減することができ、画素サイズを縮小して高画質化を図ることが容易になる。
【0109】
また、第2の電極と光導電層とが、第1の電極と同一の材料および膜厚のバッファ層を介して接続されている構成としたときには、コンタクトホールを開口する際に光導電層の表面がエッチングに曝され表面状態が悪化することを防ぎ、安定したコンタクト特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光書き込み型液晶ライトバルブ装置の一実施の形態の要部の概略断面図である。
【図2】図1の光書き込み型液晶ライトバルブ装置の画素領域の概略平面図である。
【図3】本発明による光書き込み型液晶ライトバルブ装置の他の実施の形態の要部の概略断面図である。
【図4】A〜C 図2の光書き込み型液晶ライトバルブ装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図5】D〜F 図2の光書き込み型液晶ライトバルブ装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図6】本発明による光書き込み型液晶ライトバルブ装置のさらに他の実施の形態の要部の概略断面図である。
【図7】図1の光書き込み型液晶ライトバルブ装置の画素領域の概略平面図である。
【図8】A、B 図6の光書き込み型液晶ライトバルブ装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図9】A、B 図6の光書き込み型液晶ライトバルブ装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図10】A、B 図6の光書き込み型液晶ライトバルブ装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図11】A、B 図6の光書き込み型液晶ライトバルブ装置の製造工程を示す概略断面図である。
【図12】本発明による光書き込み型液晶ライトバルブ装置の別の実施の形態の要部の概略断面図である。
【図13】本発明による光書き込み型液晶ライトバルブ装置のさらに別の実施の形態の要部の概略断面図である。
【図14】図13の光書き込み型液晶ライトバルブ装置を一部変形した形態の要部の概略断面図である。
【図15】本発明による光書き込み型液晶ライトバルブ装置のその他の実施の形態の要部の概略断面図である。
【図16】従来の光書き込み型液晶ライトバルブ装置の要部の概略断面図である。
【図17】従来の光書き込み型液晶ライトバルブ装置の要部の概略断面図である。
【図18】先に提案した光書き込み型液晶ライトバルブ装置の要部の概略断面図である。
【図19】先に提案した光書き込み型液晶ライトバルブ装置の要部の概略断面図である。
【図20】先に提案した光書き込み型液晶ライトバルブ装置の要部の概略断面図である。
【符号の説明】
1…第1のガラス基板、2,8…透明電極、3…光導電層、4…光遮断層、5…誘電体ミラー、6,9…配向層、7…第2のガラス基板、10…液晶層、11…導電層、12…絶縁層、21…第1の透明基板、22…第2の透明基板、23…光導電層、24…反射層、25,26…配向層、27…液晶層、28…絶縁層、31…第1の電極、32…第2の電極、32A…分割電極部、33…第3の電極、34…第4の電極、51…第1の透明基板、52…第2の透明基板、53…光導電層、54…光反射層、55,56…配向層、57…液晶層、58…層間絶縁層、59…レジスト、60…バッファ膜、61…第1の電極、62…第2の電極、62A…分割電極部、62c…コンタクト部、62f…対向電極部、63…第3の電極、64…第4の電極、65…第5の電極、66,67…コンタクト部、LW…書き込み光、LR…読み出し光
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical writing type liquid crystal light valve device, and is intended to improve sensitivity to writing light and improve spatial resolution in the optical writing type liquid crystal light valve device.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal light valve device (hereinafter referred to as LCLV) is an optical-optical image converter.
A light valve is a device configured to receive light with low light intensity and read and output an optical image in real time from light from another light source.
[0003]
LCLV has been used as an application for large screens for military and commercial purposes. For example, Rodney D Sterling et al. From Hughes published “Video-Rate Liquid Crystal Light-Valve Using an Amorphous Silicon Photo Detector”, SID, '90 Digest, Paper No. 17A 2, PP327-329 (1990) In the LCLV, a transparent electrode 2 is formed on a transparent first glass substrate 1 and a thick, continuous, homogeneous amorphous silicon (hereinafter referred to as a- A photoconductive layer 3 (referred to as Si) is formed, and a light blocking layer 4 such as CdTe and a dielectric mirror 5 as an optical reflecting layer are laminated thereon, and an alignment layer 6 is formed on the surface.
On the other hand, a transparent second glass substrate 7 is prepared, and a transparent electrode 8 and an alignment layer 9 are similarly formed thereon.
Then, the first and second glass substrates 1 and 7 are opposed to each other with the side on which the alignment layers 6 and 9 are formed facing inside, with a gap of about several μm, and liquid crystal is injected therebetween. Thus, the liquid crystal layer 10 is formed to constitute the LCLV.
[0004]
In this LCLV, the second glass substrate 7 side is an optical image observation side, and the reading light LR by polarized light is irradiated from the second glass substrate 7 side perpendicularly to the glass substrate 7. At this time, the readout light passes through the transparent electrode 7 and the liquid crystal layer 10 and is reflected by the dielectric mirror 5, and again passes through the liquid crystal layer 10 and the glass substrate 7, and is emitted to the outside. it can.
On the other hand, when the write light LW is irradiated from the first glass substrate 1 side while applying the AC voltage AC between the transparent electrodes 2 and 8 in a state where the read light LR is irradiated, the write light LW is The photoconductive layer 3 is irradiated through the first glass substrate 1 and the transparent electrode 2, and the photoconductive layer 3 is activated in this irradiated portion, generating electron-hole pairs. As a result, the capacitance of the photoconductive layer 3 increases according to the pattern according to the irradiation pattern of the writing light LW and the intensity, the resistance value decreases, and the voltage across the liquid crystal layer increases. This spatial change in voltage becomes a change in the orientation of liquid crystal molecules, causing birefringence and optical rotation in the readout light LR passing through the liquid crystal layer, and modulating the polarization orientation (polarization) of the readout light LR. . Therefore, the reading light finally emitted from the second glass substrate 7 can be observed as a change in the amount of light by passing it through the polarizing plate. That is, the pattern of the writing light LW, that is, an optical image corresponding to the optical image can be observed from the second glass substrate 7 side.
[0005]
The light blocking layer 4 is disposed between the dielectric mirror 5, that is, the light reflecting layer, and the photoconductive layer 3, so that even a slight amount of readout light that has passed through the light reflecting layer can be absorbed by this light. This read light is absorbed by the blocking layer 4 and arrives at the photoconductive layer 3 to activate the photoconductive layer and generate an elephant other than the write light, that is, to avoid noise generation. Is.
[0006]
By the way, in the above-mentioned LCLV, in order to obtain high sensitivity, it is desired to maximize the voltage applied to the liquid crystal layer in accordance with the change in the resistance value of the photoconductive layer 3. This maximization is achieved when the impedance of the photoconductive layer 3 not exposed to light and the impedance of the liquid crystal layer 10 satisfy the following conditions.
The condition is that the impedance of the equivalent circuit of the photoconductive layer 3 and the parallel circuit of the bulk resistor is approximately equal to or higher than the impedance of the parallel circuit of the same capacitor and resistor in the liquid crystal layer 10 (this condition). Hereinafter referred to as a balanced relationship).
In order to realize this balanced relationship, specifically, the film thickness of the photoconductive layer 3 made of a-Si is increased to about 30 μm.
[0007]
The reason why a thick film having a thickness of 30 μm is necessary is that when the relationship between the impedance of the photoconductive layer 3 and the liquid crystal layer 10 described above is set, the photoconductive layer 3 made of an a-Si film is required. This is because the dielectric constant is higher than the dielectric constant of the liquid crystal layer 10.
However, when the photoconductive layer of the a-Si layer is made as thick as 30 μm as described above, the charge generated in the photoconductive layer is easily diffused to the adjacent region due to the incidence of the write light described above.
[0008]
That is, in an ideal LCLV, the photoconductive layer has a high resistance enough to prevent the lateral diffusion of charges generated by light irradiation, but in an a-Si photoconductive layer, When the film thickness reaches about 30 μm, a sufficiently high resistance cannot be obtained, and charge diffusion in the lateral direction (plane direction) tends to occur, resulting in a decrease in spatial contrast and a decrease in resolution.
[0009]
In order to avoid such an inconvenience, an attempt has been made to increase the resistivity by adding a dopant to the a-Si layer constituting the photoconductive layer. This is because, when an a-Si film is formed, there is a property that an n-type dopant is naturally generated in the film, and this is offset by doping a p-type dopant such as boron. is there.
However, in this method, the effect of the addition of the dopant is extremely large, and the generation of the n-type dopant differs depending on the film formation of the a-Si, so that the p-type dopant for setting the target resistivity is used. Performing doping accurately is extremely difficult as a practical work, resulting in an increase in manufacturing cost and a decrease in yield.
[0010]
Therefore, a proposal has been made of a divided structure in which the photoconductive layer is completely separated for each pixel (US Pat. No. 5,076,670). This separation is, for example, by pattern etching by photolithography. As described above, pattern etching of a thick photoconductive layer having a thickness of 30 μm not only increases the working time but also provides a clear patterning. Becomes difficult. Further, an insulating material is embedded in the groove between the separated photoconductive layers, and the insulating material is embedded in the groove having a high aspect ratio (ratio of groove depth d to width w, d / w). The work is difficult, the cost is high, and the reliability is problematic.
[0011]
In addition, as shown in a schematic cross-sectional view in FIG. 17, a conductive layer 11 having a high reflectance and a low resistivity is selectively formed so as to face the transparent electrode 2 with the photoconductive layer 3 interposed therebetween, and adjacent conductive layers are formed. A structure in which an insulating layer 12 is formed between layers 11 has been proposed (in FIG. 17, parts corresponding to those in FIG. 16 are assigned the same reference numerals and redundant description is omitted).
In this case, there is an effect of accelerating the recovery of the charges generated in the photoconductive layer 3 by the conductive layer 11, and the readout light passing through the dielectric mirror 5 without providing the light blocking layer 4 in FIG. Is reflected and is not incident on the photoconductive layer 3.
However, even in this structure, since the facing area between the conductive layer 11 and the transparent electrode 2 facing each other with the photoconductive layer 3 interposed therebetween is large, in order to reduce the capacity of the photoconductive layer 3, There was no change in the situation that the photoconductive layer 3 needs to be thickened.
[0012]
Further, from the viewpoint of preventing charge diffusion between pixels, a structure in which a part is separated by an element isolation insulating layer region between elements of the photoconductive layer and the elements are not completely separated (US Pat. No. 4,913,531). However, this method alone can be expected to slightly reduce the diffusion of charges generated in the photoconductive layer by the write light to the adjacent device region. It has not been completely resolved. There is still a problem with the need for thick photoconductive layers.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 18 shows a previously proposed optical writing type liquid crystal light valve device for the purpose of solving the above-mentioned problems.
As shown in FIG. 18, transparent first and second substrates 21 and 22, a photoconductive layer 23, and a first electrode 31 and a second electrode formed in contact with the photoconductive layer 23, respectively. The electrode 32, the optical reflection layer 24, the liquid crystal layer 27, and the third electrode 33 are included.
[0014]
The second electrode 32 is composed of divided electrode portions 32A divided into a plurality of electrode portions, and each divided electrode portion 32A is arranged substantially along the surface direction of the liquid crystal layer 27, that is, the second electrode 32 sandwiches the liquid crystal layer 27 therebetween. The counter electrode portion 32f constituting the counter electrode with the third electrode 33 and the contact portion 32c of the photoconductive layer 23 extending in the vertical direction therefrom.
The divided electrode portion 32A has a T-shaped cross section in which the contact portion 32c is formed in a direction extending in the vertical direction from the center of the counter electrode portion 32f.
[0015]
In each divided electrode portion 32A of the second electrode 32, the contact area of the contact portion 32c with the photoconductive layer 23 is selected to be sufficiently smaller than the area of the counter electrode portion 32f.
[0016]
Further, a part of the first electrode 31 is formed between the opposing electrode portions 32 f of the second electrode 32 so as to face each other.
[0017]
The second electrode 32 can substantially reduce the capacitance related to the photoconductive layer 23 by separating the counter electrode portion 32f from the photoconductive layer 23 as much as possible.
[0018]
Accordingly, the thickness of the photoconductive layer 23 that sets the above-described impedance balance relationship can be reduced, for example, to about 1 to 2 μm, which is a film thickness necessary for the absorption of the write light LW to the photoconductive layer 23. it can.
[0019]
In addition to this, it is possible to take measures to increase the apparent capacity of the liquid crystal layer 27 side.
That is, as shown in FIG. 19, the first electrode 31 and the second electrode 32 are arranged on one main surface 23S of the photoconductive layer 23 opposite to the substrate 21.
[0020]
In this structure, the first electrode 31 and the contact portion 32c of the second electrode 32 are juxtaposed with the photoconductive layer 23, so that the first electrode 31 and the second electrode 32 Since the facing through the photoconductive layer 23 is in a direction along the surface direction of the photoconductive layer 23, the substantial facing distance is thereby increased, and the capacitance associated with the photoconductive layer 23 is decreased.
[0021]
Further, as shown in FIG. 20, a fourth electrode 34 having the same electric potential as the third electrode 33 is provided between the arrangement surface of the counter electrode portion 32 f of the second electrode 32 and the photoconductive layer 23. By newly arranging and forming, the capacitance formed between the first electrode 31 and the fourth electrode 34 formed via the interlayer insulating layer 42 is added to the capacitance formed with the normal liquid crystal layer 27 interposed therebetween. In addition, the capacity related to the liquid crystal layer 27 can be substantially increased.
[0022]
Accordingly, by apparently increasing the capacitance on the liquid crystal layer 27 side with respect to the capacitance on the photoconductive layer 23 side that is increased by making the photoconductive layer 23 thinner, the impedances of both the liquid crystal layer 27 and the photoconductive layer 23 are increased. It becomes possible to perfectly balance.
[0023]
By using the above-described means, it is possible to maximize the voltage applied to the liquid crystal layer 27 in accordance with the change in the resistance value of the photoconductive layer 23 made of a-Si due to incident light.
[0024]
However, in the configuration shown in FIG. 20, even when the positional relationship between the second electrode 32 and the fourth electrode 34 is shifted, the facing area between the electrodes 32 and 34 may vary between devices. In order to avoid such a situation, it is necessary to form the second electrode 32 so as to overlap the fourth electrode 34 even when the positional relationship described above is shifted.
That is, the width of the fourth electrode 34 is set to
The width of the fourth electrode 34 = the width between the second electrodes 32 + the width necessary for forming the capacitance + the misalignment.
[0025]
On the other hand, if the width of the fourth electrode 34 is increased so that the second electrode 32 overlaps the fourth electrode 34, the fourth electrode 34 does not directly face the photoconductive layer 23. Although it is necessary to increase the width of the first electrode 31 in the lower layer, this reduces the charge generation region and lowers the sensitivity.
[0026]
That is, it can be said that there is a problem that the sensitivity of the LCLV device is lowered when the overlap is made so as to completely allow the misalignment between the second electrode 32 and the fourth electrode 34.
[0027]
On the contrary, if the fourth electrode 34 does not have a sufficient width for the above-mentioned misalignment, the capacitance between the electrodes 32 and 34 may vary, resulting in a decrease in product yield and image quality variation. Cause problems.
[0028]
In the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, the voltage applied to the liquid crystal layer can be maximized even if the photoconductive layer is thinned to about 1 to 2 μm. Stabilize the coupling capacity of the pixel electrode and auxiliary electrode required to balance the capacitance with little variation, and achieve high sensitivity and high resolution, while reducing the manufacturing process difficulty and manufacturing cost. An optical writing type liquid crystal light valve device that can improve the above is provided.
[0029]
[Means for Solving the Problems]
The optical writing type liquid crystal light valve device of the present invention includes first and second transparent substrates, Formed on one main surface of the first transparent substrate Photoconductive layer and photoconductive layer On one main surface opposite to the first transparent substrate A first electrode disposed in contact with the first electrode and the photoconductive layer; Formed in contact with the same main surface and formed with an insulating layer between the first electrode At least a second electrode, an optical reflection layer, a liquid crystal layer, and a third electrode, and the second electrode includes a divided electrode portion divided into a plurality of electrode portions. A fourth electrode insulated from the first electrode is formed between the electrode and the first electrode, and further, a fourth electrode and a capacitor constituting a capacitor are formed between the second electrode and the fourth electrode. 5 electrodes are formed, and at least a part of the first electrode, the fourth electrode, and the fifth electrode is disposed at a position facing between the divided electrode portions of the second electrode.
[0030]
According to the configuration of the present invention described above, the fourth electrode and the fifth electrode are disposed between the second electrode and the fourth electrode by disposing the fourth electrode and the fifth electrode constituting the capacitor. Even if misalignment occurs in the electrodes, the facing area between the fourth electrode and the fifth electrode can be secured, and a stable inter-electrode capacitance can be secured.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention includes first and second transparent substrates; Formed on one main surface of the first transparent substrate Photoconductive layer and photoconductive layer On one main surface opposite to the first transparent substrate A first electrode disposed in contact with the first electrode and the photoconductive layer; Formed in contact with the same main surface and formed with an insulating layer between the first electrode The second electrode, the optical reflection layer, the liquid crystal layer, and the third electrode are provided, and the second electrode includes a divided electrode portion divided into a plurality of electrode portions. A fourth electrode insulated from the first electrode is formed between the first electrode and the first electrode, and a fourth electrode and a capacitor are formed between the second electrode and the fourth electrode. An optical writing type liquid crystal light valve device in which electrodes are formed, and at least a part of the first electrode, the fourth electrode, and the fifth electrode are disposed at positions facing each other between the divided electrode portions of the second electrode It is.
[0032]
According to the present invention, in the optical writing type liquid crystal light valve device, the fifth electrode Short side direction The width is wider than the width of the fourth electrode in the short side direction.
[0033]
According to the present invention, in the optical writing type liquid crystal light valve device, the fifth electrode Short side direction The width is narrower than the width of the fourth electrode in the short side direction.
[0034]
According to the present invention, in the above-described optical writing type liquid crystal light valve device, the fifth electrode Width in the short side direction Of the fourth electrode Short side direction The width is substantially the same in a self-aligning manner.
[0035]
According to the present invention, in the above-described optical writing type liquid crystal light valve device, the fifth electrode is formed so as to face at least the side and part of the upper portion of the fourth electrode.
[0036]
According to the present invention, in the above-described optical writing type liquid crystal light valve device, the contact portion between the fifth electrode and the second electrode is formed by the same contact portion as the contact portion between the second electrode and the photoconductive layer. The configuration is as follows.
[0037]
According to the present invention, in the optical writing type liquid crystal light valve device, the second electrode and the photoconductive layer are connected to each other through a buffer layer having the same material and thickness as the first electrode. .
[0038]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part of an embodiment of an optical writing type liquid crystal light valve device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view of a pixel region of the optical writing type liquid crystal light valve device of FIG.
[0039]
Also in the optical writing type liquid crystal light valve device of the present embodiment, a first transparent substrate 51 and a second transparent substrate 52 made of, for example, a glass substrate are prepared. The transparency in the first transparent substrate 51 and the second transparent substrate 52 means that the first transparent substrate 51 is transparent to the writing light LW, that is, exhibits a high transmittance. Needless to say, 52 is transparent to the readout light LR, that is, exhibits a high transmittance.
[0040]
A photoconductive layer 53 is formed on one main surface of the first transparent substrate 51, and a first electrode 61 and a divided electrode portion 62A divided into a plurality of electrode portions for each pixel, for example, are formed thereon. After the second electrode 62 is formed and the surface is planarized by a chemical mechanical polishing method, a reflective layer 54 having a dielectric mirror structure, for example, is further formed thereon, and liquid crystal alignment is formed on the surface. An alignment layer 55 is formed.
[0041]
Further, the third electrode 63 is formed over the entire surface of the liquid crystal layer 57 on one main surface of the second transparent substrate 52, and the alignment layer 56 in which the liquid crystal is similarly aligned on the surface. Is formed.
[0042]
Then, the alignment layers 55 and 56 side of the first transparent substrate 51 and the second transparent substrate 52 are opposed to each other, and the distance between the two is maintained at a predetermined distance by interposing glass beads (not shown), for example. Then, the periphery is sealed to form a flat space between the transparent substrates 51 and 52, and liquid crystal is injected into the liquid crystal layer 57.
[0043]
The photoconductive layer 53 is formed on the first transparent substrate 51 by, for example, forming an a-Si layer over the entire surface by sputtering, CVD (chemical vapor deposition), or the like.
[0044]
The first electrode 61 is formed, for example, in a lattice shape in which a metal layer such as Cr, W, or Al is formed on the photoconductive layer 53 by vapor deposition, sputtering, or the like, and a plurality of openings are formed at a predetermined interval by photolithography. Form into a pattern.
[0045]
Similarly to the configuration shown in FIGS. 19 and 20, since the first electrode 61 is formed on the photoconductive layer 53, adjacent carriers generated in the photoconductive layer 53 due to the incidence of the write light LW. It is possible to prevent diffusion to the pixel region and prevent a decrease in contrast between pixels.
[0046]
Then, a second electrode 62 is formed on the photoconductive layer 53.
The second electrode 62 is formed of, for example, a metal having a light blocking property with respect to writing light and reading light such as Al, Cr, and W.
[0047]
The split electrode portion 62A of the second electrode 62 has a contact portion 62c as a portion in the stacking direction of each layer, that is, a vertical portion in the drawing, and a counter electrode portion 62f as a portion in the main surface direction of each layer, that is, a horizontal portion in the drawing. It is configured. One end of the contact part 62 c is connected to the photoconductive layer 53.
[0048]
Between the split electrode portions 62A of the second electrode 62 and between the second electrode 62 and the photoconductive layer 53, for example, SiO 2 2 An interlayer insulating layer 58 such as SiN is formed, and the first electrode 61 and the second electrode 62 are insulated by the interlayer insulating layer 58.
[0049]
Then, the optical reflection layer 54 is formed on the entire surface of the second electrode 62. The optical reflection layer 54 can be formed by a so-called dielectric mirror having a normal multilayer structure, and the alignment layer 55 formed thereon can also have a normal structure.
[0050]
Further, the third electrode 63 formed on one main surface of the second transparent substrate 52 is formed by a transparent electrode layer such as ITO (indium tin oxide) as usual, and is formed thereon. The alignment layer 56 can also have a normal configuration.
[0051]
Further, similarly to the configuration shown in FIG. 20, a fourth electrode 64 having the same potential as that of the third electrode 63 is disposed so as to face the second electrode 62.
The fourth electrode 64 is insulated from the first electrode 61 and the second electrode 62 by the interlayer insulating layer 58.
Further, the fourth electrode 64 is formed with a width wider than that of the first electrode 61.
[0052]
In the present embodiment, in particular, a fifth electrode 65 that forms a counter capacitance with the fourth electrode 64 is disposed on the second electrode 62 side so as to face the fourth electrode 64.
The fifth electrode 65 is formed to have a width larger than the width of the fourth electrode 64, that is, the width in the short side direction of the fourth electrode 64 having a lattice pattern as shown in FIG.
The fifth electrode 65 is opposed to the counter electrode portion 62f of the divided electrode portion 62A of the two second electrodes 62 and between them, and is connected to one of the counter electrode portions 62f via a contact 66. In other words, one fifth electrode 65 is arranged and connected to each divided electrode portion 62A.
[0053]
As shown in FIG. 2, the fifth electrode 65 is opposed to the divided electrode portion 62A (counter electrode portion 62f) corresponding to, for example, two pixels adjacent in the vertical direction in the figure in plan view. Is formed.
In this case, the pattern of the fifth electrode 65 is not formed continuously like the pattern of the first electrode 61 or the fourth electrode 64 but is formed in a divided pattern.
[0054]
Furthermore, the width of the fifth electrode 65 is preferably set to be wider than the width of the fourth electrode 64 by at least the amount of misalignment between the electrodes 64 and 65.
Thereby, even if there is a misalignment, the fourth electrode 64 faces the fifth electrode 65 over the entire width.
Therefore, the capacitance of the second electrode 62 and the fourth electrode 64 formed by the fourth electrode 64 and the fifth electrode 65 can be stabilized.
[0055]
Similarly, the width of the fourth electrode 64 is preferably made wider than the width of the first electrode 61 by the amount of misalignment.
[0056]
The fourth electrode 64 and the fifth electrode 65 are formed by depositing a material such as a metal constituting the electrode over the entire surface of the interlayer insulating layer 58, and forming the desired pattern by resist patterning and etching. Can be done.
[0057]
In the present embodiment, the second electrode 62 is formed as follows.
After planarizing the surface of the interlayer insulating layer 58, a contact hole for the photoconductive layer 53 and a contact hole for the fifth electrode 65 are simultaneously opened, and after depositing, for example, a metal or the like so as to fill these contact holes Then, resist patterning and etching are performed to form the second electrode 62.
[0058]
According to the optical writing type liquid crystal light valve device of the present embodiment, the fourth electrode 64 and the fifth electrode 65 that forms a capacitor are arranged so as to face the fourth electrode 64, so that FIG. As shown in the figure, compared with the case where the capacitance is formed by the facing portion between the divided electrode portion 62A of the second electrode and the fourth electrode 64, the facing area constituting the capacitance is greatly changed by the misalignment of the two electrodes. Thus, it is possible to suppress variation in capacitance for each element.
[0059]
Furthermore, by making the width of the fifth electrode 65 wider than the width of the fourth electrode 64 in the short side direction, even if there is a misalignment, the facing area does not change, and the variation in capacitance is reduced. Can do.
[0060]
In the above-described embodiment, the fifth electrode 65 is formed to have a width larger than the width of the fourth electrode 64. However, the fifth electrode 65 is formed to have a width smaller than the width of the fourth electrode 64. Can do. The case is shown below.
[0061]
FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of the main part of another embodiment of the optical writing type liquid crystal light valve device of the present invention.
In the optical writing type liquid crystal light valve device of the present embodiment, the fifth electrode 65 is formed to have a width smaller than the width of the fourth electrode 64 (width in the short side direction).
Further, the first electrode 61 is formed to have a width larger than that of the fourth electrode 64.
That is, the width of the electrode
Width of first electrode 61> width of fourth electrode 64> width of fifth electrode 65
To be configured.
[0062]
Further, preferably, the width of each electrode 61, 64, 65 is set so that the difference between the electrodes 61, 64, 64, 65 is equal to or larger than the alignment deviation.
That is, the width of the previous embodiment is increased by an amount corresponding to the alignment deviation as it goes from the first electrode 61 to the fifth electrode 65, whereas in the present embodiment, the width is reduced. It is very different to go.
[0063]
In FIG. 3, the other parts corresponding to those in FIG.
[0064]
Also in this embodiment, as in the previous embodiment, the fourth electrode 64 is provided to increase the capacitance on the liquid crystal layer 57 side, and the fifth electrode 65 is provided to provide the fourth electrode. Even with the misalignment between the 64 and the fifth electrode 65, the change in the facing area of both the electrodes 64 and 65 is reduced, and the variation in capacitance is suppressed.
[0065]
Then, as described above, the width of the fifth electrode 65 is formed to be narrower than the width of the fourth electrode 64 by an amount equal to or greater than the misalignment of the electrodes 64 and 65. Even if there is a misalignment between the electrodes 65, the entire width of the fifth electrode 65 is necessarily opposed to the fourth electrode 64.
Accordingly, as long as the width of the fifth electrode 65 is accurately controlled, the capacitance variation between the electrodes is only due to the variation in the thickness of the interlayer insulating layer 58 between the electrodes. The main cause of misalignment can be eliminated.
[0066]
Note that the capacitance formed by the fourth electrode 64 and the fifth electrode 65 is defined by the fourth electrode 64 in the previous embodiment, whereas the fifth electrode in this embodiment. 65.
[0067]
A manufacturing process of the optical writing type liquid crystal light valve device of FIG. 3 will be described with reference to the schematic cross-sectional views of FIGS.
This manufacturing process is a manufacturing process suitable for eliminating the variation in capacitance due to the above-described misalignment of the three electrodes 61, 64, 65.
[0068]
First, as shown in FIG. 4A, on the photoconductive layer 53 formed on the first transparent substrate 51 made of glass or the like, for example, the first electrode 61, the insulating film 58 on the upper layer, the fourth electrode 64, The upper insulating film 58 and the fifth electrode 65 are continuously formed, and the fifth electrode 65 is patterned and etched with a resist 59.
Thereafter, the resist 59 on the fifth electrode 65 is removed.
[0069]
Next, as shown in FIG. 4B, a resist 59 is formed so as to cover the patterned fifth electrode 65, and patterning corresponding to a desired pattern of the fourth electrode 64 is performed on the resist 59.
At this time, the pattern of the resist 59 of the fourth electrode 64 is the fifth electrode 65 on the fifth electrode 65 so that the fifth electrode 65 is covered with the resist 59 even if there is an alignment misalignment during patterning. It is formed wider than the width of the electrode 65 (more than the pattern deviation).
[0070]
Then, as shown in FIG. 4C, the fourth electrode 64 and the insulating film 58 thereon are etched with the resist mask 59.
Thereafter, the resist 59 is removed.
[0071]
Next, as shown in FIG. 5D, a resist 59 is formed so as to cover the patterned fourth electrode 64 and fifth electrode 65, and a desired pattern of the first electrode 61 is formed on the resist 59. Perform the corresponding patterning.
At this time, the pattern of the resist 59 of the first electrode 61 is the fourth electrode 64 on the fourth electrode 64 so that the fourth electrode 64 is covered with the resist 59 even if there is an alignment misalignment during patterning. The electrode 64 is formed wider than the width of the electrode 64 (more than the pattern deviation).
[0072]
Then, as shown in FIG. 5E, the first electrode 61 and the insulating film 58 thereon are etched with the resist mask 59.
Thereafter, the resist 59 is removed.
As a result, the three electrodes 61, 64, 65 having a defined width are formed as described above.
[0073]
In the subsequent process, an interlayer insulating layer 58 is formed so as to cover the three electrodes 61, 64, 65 and the surface thereof is planarized. Then, a contact hole for the photoconductive layer 53 and a fifth hole are formed in the interlayer insulating layer 58. Contact holes for the electrodes 65 are simultaneously opened, and as shown in FIG. 5F, a second electrode 62 is formed by depositing a metal or the like so as to fill these contact holes.
[0074]
Thereafter, the optical writing type liquid crystal light valve device shown in FIG. 3 can be manufactured in the same manner as in the conventional manufacturing process.
[0075]
Next, FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view of the main part of still another embodiment of the optical writing type liquid crystal light valve device of the present invention.
FIG. 7 is a schematic plan view of a pixel region of the optical writing type liquid crystal light valve device of FIG.
The optical writing type liquid crystal light valve device of the present embodiment has a configuration in which the fifth electrode 65 and the fourth electrode 64 are formed in substantially the same width in a self-aligning manner.
[0076]
The first electrode 61 is formed to have a width wider than those of the fourth electrode 64 and the fifth electrode 65.
Other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIG. 1 and the embodiment shown in FIG.
[0077]
According to the optical writing type liquid crystal light valve device of the present embodiment, since the fifth electrode 65 and the fourth electrode 64 are formed in substantially the same width in a self-aligning manner, the electrodes 64 and 65 Since both are opposed across the entire width and the facing area is constant, the capacitance between both electrodes is constant.
[0078]
Next, the manufacturing process of the optical writing type liquid crystal light valve device shown in FIGS. 6 and 7 will be described with reference to the schematic cross-sectional views of FIGS.
This manufacturing process is a manufacturing process suitable for making the above-mentioned two electrodes 64 and 65 have substantially the same width in a self-aligning manner and making the capacitance constant.
8 to FIG. 11, a sectional view taken along line XX ′ (FIGS. 8A to 11A) and a sectional view taken along line YY ′ (FIGS. 8B to 11B) in the plan view of FIG. 7 are shown.
[0079]
As shown in FIGS. 8A and 8B, the first electrode 61, the insulating film 58 on the upper layer, and the fourth electrode 64 are formed on the photoconductive layer 53 formed on the first transparent substrate 51 made of glass or the like, for example. Then, the upper insulating film 58 and the fifth electrode 65 are continuously formed, and the fifth electrode 65 is patterned and etched with a resist 59.
At this time, as shown in FIG. 8B, in the YY ′ direction, the fourth electrode 64 and the fifth electrode are etched by the same resist mask 59 to form substantially the same width in a self-aligning manner.
[0080]
Next, as shown in FIG. 9A, in the XX ′ direction, patterning and etching with a resist 59 are performed in order to make the fifth electrode 65 have a predetermined length.
At this time, in the YY ′ direction shown in FIG. 9B, the pattern of the resist 59 is made wider than the widths of the fifth electrode 65 and the fourth electrode 64.
[0081]
Thereafter, the resist 59 on the fifth electrode 65 is once removed.
Then, as shown in FIGS. 10A and 10B, a resist 59 is formed so as to cover the surface, and etching is performed with a resist mask 59 having the width of the first electrode 61 in the YY ′ direction shown in FIG. 10B. Thus, the first electrode 61 having a predetermined width is formed.
[0082]
As the subsequent steps, as shown in FIGS. 11A and 11B, an interlayer insulating layer 58 is formed over the entire surface, the surface of the interlayer insulating layer 58 is planarized, and then the photoconductive layer 53 is formed. A contact hole and a contact hole for the fifth electrode 65 are simultaneously opened, the material of the second electrode 62 is formed so as to cover these contact holes, and the second electrode 62 is formed by flattening the surface.
[0083]
Thereafter, the optical writing type liquid crystal light valve device shown in FIG. 3 can be manufactured in the same manner as in the conventional manufacturing process.
[0084]
The processing pattern of the fourth electrode 64 and the fifth electrode 65 shown in FIG. 8B that defines the width of the fourth electrode 64 and the fifth electrode 65 and the length of the fifth electrode 65 by the manufacturing process described above. If the processing pattern of the fifth electrode 65 shown in FIG. 9A that defines the thickness is accurately controlled, the opposing areas of the two electrodes 64 and 65 can be made constant.
As a result, it is possible to eliminate the cause of misalignment, which has been the main cause of the variation in capacitance in the past, and only the variation in the film thickness of the insulating film 58 between the electrodes 64 and 65, which greatly increases the variation in capacitance. Can be reduced.
[0085]
Next, FIG. 12 shows a schematic cross-sectional view of the main part of another embodiment of the optical writing type liquid crystal light valve device of the present invention.
In the optical writing type liquid crystal light valve device of the present embodiment, the fifth electrode 65 is formed so as to cover the upper part and the side part of the fourth electrode.
[0086]
In the present embodiment, the first electrode 61 is formed to be wider than the fifth electrode 65.
Since other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIG. 3, the same reference numerals are given and redundant description is omitted.
[0087]
According to the optical writing type liquid crystal light valve device of the present embodiment, the fifth electrode 65 is formed so as to cover the side portion and the upper portion of the fourth electrode 64, so that the fifth electrode 65 is It faces the upper part and part of the side part of the four electrodes 64.
[0088]
Thereby, even if there is a misalignment between the fifth electrode 65 and the fourth electrode 64, the facing area of both the electrodes 64 and 65 does not change.
Therefore, there is no problem that the capacitance fluctuates due to the misalignment between the fifth electrode 65 and the fourth electrode 64.
[0089]
In the present embodiment, the fifth electrode 65 is formed as follows, for example.
First, the material of the fourth electrode 64 is entirely formed on the insulating film 58, and resist patterning and etching are performed in a predetermined pattern to form the fourth electrode 64.
A thin insulating film is formed so as to cover the fourth electrode 64, and the material of the fifth electrode 65 is formed on the entire surface of the thin insulating film. At this time, the vicinity of the fourth electrode 64 is formed to be high.
Then, resist patterning and etching are performed on a predetermined pattern to form the fifth electrode 65 covering the side and the upper part of the fourth electrode.
[0090]
Next, FIG. 13 shows a schematic cross-sectional view of the main part of still another embodiment of the optical writing type liquid crystal light valve device of the present invention.
In the optical writing type liquid crystal light valve device of the present embodiment, the same contact portion is used as the contact portion between the fifth electrode 65 and the second electrode 62 and the contact portion between the photoconductive layer 53 and the second electrode 62. The contact portion 67 is used.
[0091]
In the present embodiment, the width of the first electrode 61, the fourth electrode 64, and the fifth electrode 65 is set to be wider as the upper layer electrode, as in the embodiment shown in FIG. It is formed to become.
Since other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIG. 1, the same reference numerals are given and redundant description is omitted.
[0092]
According to the optical writing type liquid crystal light valve device of the present embodiment, since the same contact portion 67 is shared as described above, the contact portion is provided at one place and the contact portions are provided at two different places. Compared to the case, the area occupied by the contact portion can be reduced.
[0093]
When the contact portions are provided at two different locations, it is necessary to secure an area occupied by the two contact portions and to take a distance between the two contact portions. It is a restriction to provide two contact portions when attempting to reduce the size.
In other words, sharing the same contact portion 67 frees this restriction and has the advantage that the pixel size can be easily reduced.
[0094]
FIG. 14 shows a modified form of the configuration of FIG.
In the case of FIG. 14, the configuration in which the fifth electrode 65 covering the side portion and the upper portion of the fourth electrode 64 shown in FIG. 12 is applied to the configuration also serving as the contact shown in FIG. This has the same effect as the configuration of FIG. 13 described above.
[0095]
In the configuration shown in FIG. 13 and the configuration shown in FIG. 14, the width of the first electrode 61 (the width in the short side direction) is used to prevent the contact portion 67 and the first electrode 61 from short-circuiting. ) Is narrower than the width of the fifth electrode 65 so that it does not hit the first electrode 61 when the contact hole is opened.
[0096]
In the configuration shown in FIG. 13 and the configuration shown in FIG. 14, the above-described contact portion 67 is formed beside the fifth electrode 65 when a contact hole is opened in the interlayer insulating layer 58. A contact hole is also opened in a part on the fifth electrode 65.
Then, a material for the second electrode 62 is formed so as to fill the contact hole, and processing such as planarization of the surface is performed to form the second electrode 62 and the contact portion 67 configured by the divided electrode portion 62A. To do.
Thereby, the contact part 67 is also connected to a part on the fifth electrode 65, and the contact between the second electrode 62 and the fifth electrode 65 can be reliably obtained.
[0097]
Next, FIG. 15 shows a schematic cross-sectional view of a main part of another embodiment of the optical writing type liquid crystal light valve device of the present invention.
In the optical writing type liquid crystal light valve device of the present embodiment, one end of the contact portion 62c of the divided electrode portion 62A of the second electrode 62 is connected to the photoconductive layer 53 via the buffer film 60 instead of directly. It is.
The buffer film 60 is made of the same material as the first electrode 61 and has the same thickness.
[0098]
The buffer film 60 is patterned so that the pattern of the buffer film 60 remains in addition to the pattern of the first electrode 61 when the layer of the material of the first electrode 61 is pattern-etched. It can form by etching using.
[0099]
Since other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIG. 1, the same reference numerals are given and redundant description is omitted.
[0100]
If a contact hole for opening the contact of the second electrode 62 to the photoconductive layer 53 is opened, if the photoconductive layer 53 is directly exposed to etching, the surface of the photoconductive layer 53 is roughened and contact characteristics are not good. May cause stability.
[0101]
Therefore, in this embodiment, since the photoconductive layer 53 and the second electrode 62 are connected via the buffer film 60 as described above, the contact hole is formed in advance when the contact hole is opened. Since the buffer film 60 is etched, it is possible to prevent the surface of the photoconductive layer 53 from being exposed to the etching and deteriorate the surface state, and to obtain stable contact characteristics.
[0102]
Further, if necessary, it is possible to select each material so that the buffer film 60 made of the same material as the first electrode 61 and the second electrode 62 are connected by the same kind of metal-metal contact. In this case, a stable contact can be obtained very easily as compared with the case where the photoconductive layer 53 and the second electrode 62 are in direct contact.
[0103]
The buffer film 60 can be applied to the embodiments shown in FIGS. 1, 3, 6, and 12 to 14, and the configurations shown in FIGS. 19 and 20, and is similarly stable. Contact characteristics can be obtained.
[0104]
The optical writing type liquid crystal light valve device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other configurations can be taken without departing from the gist of the present invention.
[0105]
【The invention's effect】
According to the above-described optical writing type liquid crystal light valve device according to the present invention, the capacitance variation between the electrodes due to the misalignment of the electrodes is eliminated, so that the capacitance balance between the liquid crystal layer and the photoconductive layer is always kept stable. In addition, the threshold of the liquid crystal, that is, the variation in characteristics as the liquid crystal light valve device is reduced, and the yield in manufacturing is greatly improved.
[0106]
Furthermore, since it is not necessary to make the first electrode on the photoconductive layer wide in order to suppress the influence of misalignment, the sensitivity can be improved.
[0107]
Also, the fifth electrode Short side direction Width is the short side direction of the fourth electrode Width of Narrower width or short-side direction of the fourth electrode Width of Wider width or fourth electrode Width in the short side direction When the same width is set in a self-aligned manner, one of the fourth electrode and the fifth electrode can be opposed to the other electrode over the entire width, so that the facing area changes even if misalignment occurs. As a result, variation in capacity can be suppressed.
[0108]
Further, when the contact portion between the fifth electrode and the second electrode and the contact portion between the second electrode and the photoconductive layer are constituted by the same contact portion, the area occupied by the contact portion is reduced. This makes it easy to reduce the pixel size and improve the image quality.
[0109]
In addition, when the second electrode and the photoconductive layer are connected via a buffer layer having the same material and thickness as the first electrode, the photoconductive layer is formed when the contact hole is opened. It is possible to prevent the surface from being exposed to etching and deteriorate the surface state, and to obtain stable contact characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part of an embodiment of an optical writing type liquid crystal light valve device according to the present invention.
2 is a schematic plan view of a pixel region of the optical writing type liquid crystal light valve device of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a main part of another embodiment of the optical writing type liquid crystal light valve device according to the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of the optical writing type liquid crystal light valve device of FIG.
5 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of the optical writing type liquid crystal light valve device of FIG. 2; FIG.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a main part of still another embodiment of the optical writing type liquid crystal light valve device according to the present invention.
7 is a schematic plan view of a pixel region of the optical writing type liquid crystal light valve device of FIG. 1. FIG.
8A and 8B are schematic cross-sectional views showing a manufacturing process of the optical writing type liquid crystal light valve device of FIG.
9A and 9B are schematic cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the optical writing type liquid crystal light valve device of FIG.
10A and 10B are schematic cross-sectional views showing a manufacturing process of the optical writing type liquid crystal light valve device of FIG.
11A and 11B are schematic cross-sectional views showing a manufacturing process of the optical writing type liquid crystal light valve device of FIG.
FIG. 12 is a schematic sectional view of a main part of another embodiment of the optical writing type liquid crystal light valve device according to the present invention.
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a main part of still another embodiment of the optical writing type liquid crystal light valve device according to the present invention.
14 is a schematic cross-sectional view of a main part of a form in which the optical writing type liquid crystal light valve device of FIG. 13 is partially modified.
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of a substantial part of another embodiment of the optical writing type liquid crystal light valve device according to the present invention.
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of a main part of a conventional optical writing type liquid crystal light valve device.
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of a main part of a conventional optical writing type liquid crystal light valve device.
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of the main part of the previously proposed optical writing type liquid crystal light valve device.
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view of the main part of the previously proposed optical writing type liquid crystal light valve device.
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view of a main part of the previously proposed optical writing type liquid crystal light valve device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st glass substrate, 2, 8 ... Transparent electrode, 3 ... Photoconductive layer, 4 ... Light shielding layer, 5 ... Dielectric mirror, 6, 9 ... Orientation layer, 7 ... 2nd glass substrate, 10 ... Liquid crystal layer, 11 ... conductive layer, 12 ... insulating layer, 21 ... first transparent substrate, 22 ... second transparent substrate, 23 ... photoconductive layer, 24 ... reflective layer, 25, 26 ... alignment layer, 27 ... liquid crystal Layer, 28 ... insulating layer, 31 ... first electrode, 32 ... second electrode, 32A ... divided electrode portion, 33 ... third electrode, 34 ... fourth electrode, 51 ... first transparent substrate, 52 ... second transparent substrate, 53 ... photoconductive layer, 54 ... light reflecting layer, 55, 56 ... alignment layer, 57 ... liquid crystal layer, 58 ... interlayer insulating layer, 59 ... resist, 60 ... buffer film, 61 ... first 62 ... second electrode, 62A ... divided electrode portion, 62c ... contact portion, 62f ... counter electrode portion, 63 ... third electrode, 64 ... first Electrode, 65 ... fifth electrode, 66, 67 ... contact portion, LW ... writing light, LR ... reading light

Claims (8)

第1および第2の透明基板と、
上記第1の透明基板の一主面に形成された光導電層と、
上記光導電層の上記第1の透明基板とは反対側の一主面に接して配置された第1の電極と、
上記第1の電極と上記光導電層の同一主面に接して形成され、かつ上記第1の電極との間に絶縁層を介して形成された第2の電極と、
光学反射層と、
液晶層と、
第3の電極とを少なくとも有し、
上記第2の電極は、複数の電極部に分割された分割電極部より成り、
上記第2の電極と上記第1の電極との間に、上記第1の電極と絶縁された第4の電極が形成され、
上記第2の電極と上記第4の電極との間に、上記第4の電極と容量を構成する第5の電極が形成され、
上記第1の電極および第4の電極および第5の電極は、少なくともその一部が、上記第2の電極の上記分割電極部間に対向する位置に配置された
ことを特徴とする光書き込み型液晶ライトバルブ装置。
First and second transparent substrates;
A photoconductive layer formed on one main surface of the first transparent substrate ;
A first electrode disposed in contact with one main surface of the photoconductive layer opposite to the first transparent substrate ;
A second electrode formed in contact with the same main surface of the first electrode and the photoconductive layer and formed between the first electrode and an insulating layer ;
An optical reflective layer;
A liquid crystal layer;
And at least a third electrode,
The second electrode includes a divided electrode portion divided into a plurality of electrode portions,
A fourth electrode insulated from the first electrode is formed between the second electrode and the first electrode,
Between the second electrode and the fourth electrode, a fifth electrode constituting a capacitance with the fourth electrode is formed,
The optical writing type, wherein at least a part of the first electrode, the fourth electrode, and the fifth electrode is disposed at a position facing between the divided electrode portions of the second electrode. Liquid crystal light valve device.
上記第5の電極の短辺方向の幅が、上記第4の電極の短辺方向の幅より広い幅とされたことを特徴とする請求項1に記載の光書き込み型液晶ライトバルブ装置。2. The optical writing type liquid crystal light valve device according to claim 1, wherein the width of the fifth electrode in the short side direction is wider than the width of the fourth electrode in the short side direction. 上記第5の電極の短辺方向の幅が、上記第4の電極の短辺方向の幅より狭い幅とされたことを特徴とする請求項1に記載の光書き込み型液晶ライトバルブ装置。2. The optical writing type liquid crystal light valve device according to claim 1, wherein the width of the fifth electrode in the short side direction is narrower than the width of the fourth electrode in the short side direction. 上記第5の電極の短辺方向の幅が、上記第4の電極の短辺方向の幅と自己整合的に略同一の幅とされたことを特徴とする請求項1に記載の光書き込み型液晶ライトバルブ装置。2. The optical writing type according to claim 1, wherein the width of the fifth electrode in the short side direction is substantially the same as the width of the fourth electrode in the short side direction in a self-aligning manner. Liquid crystal light valve device. 上記第5の電極が、上記第4の電極の少なくとも側部と上部の一部に対向するように形成されたことを特徴とする請求項1に記載の光書き込み型液晶ライトバルブ装置。  2. The optical writing type liquid crystal light valve device according to claim 1, wherein the fifth electrode is formed so as to face at least a part of the side and upper part of the fourth electrode. 上記第5の電極と上記第2の電極とのコンタクト部が、上記第2の電極と上記光導電層とのコンタクト部と同一のコンタクト部により形成されたことを特徴とする請求項2に記載の光書き込み型液晶ライトバルブ装置。  3. The contact portion between the fifth electrode and the second electrode is formed by the same contact portion as the contact portion between the second electrode and the photoconductive layer. Light writing type liquid crystal light valve device. 上記第5の電極と上記第2の電極とのコンタクト部が、上記第2の電極と上記光導電層とのコンタクト部と同一のコンタクト部により形成されたことを特徴とする請求項5に記載の光書き込み型液晶ライトバルブ装置。  6. The contact portion between the fifth electrode and the second electrode is formed by the same contact portion as the contact portion between the second electrode and the photoconductive layer. Light writing type liquid crystal light valve device. 上記第2の電極と上記光導電層とが、上記第1の電極と同一の材料および膜厚のバッファ層を介して接続されていることを特徴とする請求項1に記載の光書き込み型液晶ライトバルブ装置。  2. The photo-writing type liquid crystal according to claim 1, wherein the second electrode and the photoconductive layer are connected to each other through a buffer layer having the same material and thickness as the first electrode. Light valve device.
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