JPH04366922A - 液晶ライトバルブ - Google Patents
液晶ライトバルブInfo
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- JPH04366922A JPH04366922A JP14343591A JP14343591A JPH04366922A JP H04366922 A JPH04366922 A JP H04366922A JP 14343591 A JP14343591 A JP 14343591A JP 14343591 A JP14343591 A JP 14343591A JP H04366922 A JPH04366922 A JP H04366922A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光コンピュータや投写
型ディスプレイに応用される液晶ライトバルブに関する
。
型ディスプレイに応用される液晶ライトバルブに関する
。
【0002】
【従来の技術】従来より、液晶層、誘電体ミラ−および
光導電体層を主構成要素とし、レーザビ−ム走査等の光
学的入力および電気信号等の電気的入力によって2次元
画像を出力する、光書き込み型液晶ライトバルブと呼ば
れる画像形成装置があり、OPTICAL ENGIN
EERING/Vol.14 No.3/1975のよ
うに知られている。図4に、従来の液晶ライトバルブの
断面図を示す。図中、3は液晶層、4は誘電体ミラ−、
5は光導電体層である。光導電体層には、アモルファス
シリコン(以下、a−Si)のような薄膜が主に用いら
れている。
光導電体層を主構成要素とし、レーザビ−ム走査等の光
学的入力および電気信号等の電気的入力によって2次元
画像を出力する、光書き込み型液晶ライトバルブと呼ば
れる画像形成装置があり、OPTICAL ENGIN
EERING/Vol.14 No.3/1975のよ
うに知られている。図4に、従来の液晶ライトバルブの
断面図を示す。図中、3は液晶層、4は誘電体ミラ−、
5は光導電体層である。光導電体層には、アモルファス
シリコン(以下、a−Si)のような薄膜が主に用いら
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在得
られている光導電体薄膜は、暗抵抗が要求される値より
小さい。このため書き込み光照射時、非照射時のスイッ
チング比がとれず、コントラスト比を低下させている。 例えば、a−Siの高抵抗化の手段として、成膜の際に
ボロン(B)等の不純物をドーピングする方法が用いら
れる。しかし、その場合でも比抵抗は1011Ω・cm
程度であり、液晶に対して高抵抗という条件を満足でき
ない。 また、書き込み光照射時にキャリアの横方向への拡散が
生じ、書き込み光のスポットに対して、にじみ、ぼけと
いった解像度の低下を招いていた。これらの問題は、光
書き込み型液晶ライトバルブをハイビジョン等に代表さ
れる超高精細ディスプレイに応用するにあたっての大き
な障害となっていた。そこで本発明はこのような課題を
解決するもので、その目的とするところは、マトリクス
がないことによる優れた表示能力を生かし、さらに高精
細な光書き込み型液晶ライトバルブを提供することにあ
る。
られている光導電体薄膜は、暗抵抗が要求される値より
小さい。このため書き込み光照射時、非照射時のスイッ
チング比がとれず、コントラスト比を低下させている。 例えば、a−Siの高抵抗化の手段として、成膜の際に
ボロン(B)等の不純物をドーピングする方法が用いら
れる。しかし、その場合でも比抵抗は1011Ω・cm
程度であり、液晶に対して高抵抗という条件を満足でき
ない。 また、書き込み光照射時にキャリアの横方向への拡散が
生じ、書き込み光のスポットに対して、にじみ、ぼけと
いった解像度の低下を招いていた。これらの問題は、光
書き込み型液晶ライトバルブをハイビジョン等に代表さ
れる超高精細ディスプレイに応用するにあたっての大き
な障害となっていた。そこで本発明はこのような課題を
解決するもので、その目的とするところは、マトリクス
がないことによる優れた表示能力を生かし、さらに高精
細な光書き込み型液晶ライトバルブを提供することにあ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶ライトバル
ブは、 1. 対向する2枚の基板間に液晶層と光導電体層を
有して成る液晶ライトバルブにおいて、前記基板上に形
成された電極、前記電極上に形成された絶縁体層、前記
絶縁体層と連続して成膜された光導電体層を有すること
を特徴とする。 2. 前記絶縁体層に用いられる絶縁体は、SiXN
1−X、SiXC1−Xであることを特徴とする。
ブは、 1. 対向する2枚の基板間に液晶層と光導電体層を
有して成る液晶ライトバルブにおいて、前記基板上に形
成された電極、前記電極上に形成された絶縁体層、前記
絶縁体層と連続して成膜された光導電体層を有すること
を特徴とする。 2. 前記絶縁体層に用いられる絶縁体は、SiXN
1−X、SiXC1−Xであることを特徴とする。
【0005】3. 前記絶縁体のバンドギャップは光
導電体のバンドギャップより大きいことを特徴とする。
導電体のバンドギャップより大きいことを特徴とする。
【0006】4. 前記絶縁体層の膜厚は、3000
Å以下であることを特徴とする。
Å以下であることを特徴とする。
【0007】5. 対向する2枚の基板間に液晶層と
光導電体層を有して成る液晶ライトバルブにおいて、書
き込み光の与える最小画素より細かい網目状である電極
、前記電極上に形成された絶縁体層、前記絶縁体層上に
形成された光導電体層を有することを特徴とする。
光導電体層を有して成る液晶ライトバルブにおいて、書
き込み光の与える最小画素より細かい網目状である電極
、前記電極上に形成された絶縁体層、前記絶縁体層上に
形成された光導電体層を有することを特徴とする。
【0008】6. 連続して成膜された前記絶縁体層
と前記光導電体層を有することを特徴とする。
と前記光導電体層を有することを特徴とする。
【0009】7. 前記絶縁体のバンドギャップは光
導電体のバンドギャップより大きいことを特徴とする。
導電体のバンドギャップより大きいことを特徴とする。
【0010】8. 前記絶縁体層の膜厚は、3000
Å以下であることを特徴とする。
Å以下であることを特徴とする。
【0011】
【実施例】以下、実施例により本発明の詳細を示す。
【0012】(実施例1)図1は、本発明の液晶ライト
バルブの断面図である。図中、1はガラス基板、2は透
明電極、3は液晶層である。また、4は誘電体ミラ−、
5は光導電体層、6は絶縁体層である。誘電体ミラ−は
多層膜構造になっており、読み出し光と書き込み光を光
学的に分離する役目を有する。光導電体層は、書き込み
光の波長、あるいは用途にあわせて種々の材料を選択で
き、代表的には、a−Si薄膜、単結晶Si、CdS結
晶、Bi12SiO20結晶等を用いることができる。 絶縁体層は、書き込み光が照射されないときの電流のリ
ーク、すなわち暗電流を抑える働きを有する。また、書
き込み光照射時における横方向へのキャリアの拡散を防
ぐ役割も有している。交流駆動では、絶縁体層の有無に
よる電気的な特性の差は少なくなるが、駆動周波数によ
っては明抵抗が低くなるため、書き込み光照射時、非照
射時のスイッチング比を大きくとることができる。
バルブの断面図である。図中、1はガラス基板、2は透
明電極、3は液晶層である。また、4は誘電体ミラ−、
5は光導電体層、6は絶縁体層である。誘電体ミラ−は
多層膜構造になっており、読み出し光と書き込み光を光
学的に分離する役目を有する。光導電体層は、書き込み
光の波長、あるいは用途にあわせて種々の材料を選択で
き、代表的には、a−Si薄膜、単結晶Si、CdS結
晶、Bi12SiO20結晶等を用いることができる。 絶縁体層は、書き込み光が照射されないときの電流のリ
ーク、すなわち暗電流を抑える働きを有する。また、書
き込み光照射時における横方向へのキャリアの拡散を防
ぐ役割も有している。交流駆動では、絶縁体層の有無に
よる電気的な特性の差は少なくなるが、駆動周波数によ
っては明抵抗が低くなるため、書き込み光照射時、非照
射時のスイッチング比を大きくとることができる。
【0013】本実施例における素子の作製方法は以下の
ようである。
ようである。
【0014】まず、平坦なガラス基板の表面に透明電極
であるITO(indium−tin−oxide)を
スパッタリング法によって膜厚約2000Åで形成した
。
であるITO(indium−tin−oxide)を
スパッタリング法によって膜厚約2000Åで形成した
。
【0015】次に、ITOの表面に絶縁体層を形成した
。絶縁体はSiXN1−Xとし、プラズマを用いたCV
D(化学気層成長法)により膜厚約1000Åで得た。 続いて、絶縁体層の表面に、同じくプラズマCVDによ
り光導電体としてa−Siを形成した。成膜の際、少量
のボロンをドーピングして膜厚約4μmとした。
。絶縁体はSiXN1−Xとし、プラズマを用いたCV
D(化学気層成長法)により膜厚約1000Åで得た。 続いて、絶縁体層の表面に、同じくプラズマCVDによ
り光導電体としてa−Siを形成した。成膜の際、少量
のボロンをドーピングして膜厚約4μmとした。
【0016】誘電体ミラ−はSiO2とSiの多層膜と
し、EB(Electron Beam)蒸着法により
得た。膜厚は1.5〜2.0μmである。
し、EB(Electron Beam)蒸着法により
得た。膜厚は1.5〜2.0μmである。
【0017】以上、誘電体ミラ−まで積層した基板と対
向基板とによりセルを作製し、その間に液晶を封入した
。液晶はメルク社製のZLI−4346(Δn=0.1
100)を用い、配向処理を施しツイスト配向させた。 リターデーションΔn×dは0.58である。
向基板とによりセルを作製し、その間に液晶を封入した
。液晶はメルク社製のZLI−4346(Δn=0.1
100)を用い、配向処理を施しツイスト配向させた。 リターデーションΔn×dは0.58である。
【0018】以上のようにして出来上がった本発明の液
晶ライトバルブは、暗電流が小さく、スイッチング比が
大きく得られ、高コントラストな表示を行うことができ
た。また、横方向へのキャリアの拡散が抑えられ、解像
度が向上する効果を得ることができた。
晶ライトバルブは、暗電流が小さく、スイッチング比が
大きく得られ、高コントラストな表示を行うことができ
た。また、横方向へのキャリアの拡散が抑えられ、解像
度が向上する効果を得ることができた。
【0019】絶縁体は、本実施例で使用したSiXN1
−X薄膜、SiXC1−X薄膜、その他バンドギャップ
の広い材料の薄膜を用いることができる。SiXN1−
X、SiXC1−Xは、プラズマCVDによりa−Si
と連続成膜できるので、電気的な接合特性に優れた構造
を得ることができる。場合によっては、ボロンやリンを
ドーピングしPN制御を行い、最も適した膜質を得るこ
ともできる。連続成膜により、製造プロセスの簡略化を
果たすこともできる。プラズマCVDのほかに、蒸着や
反応性スパッタリングによっても成膜が可能である。こ
の絶縁体層の膜厚は3000Å以下である。それ以上で
は完全な絶縁体として働くため液晶ライトバルブの駆動
には好ましくない。膜厚は、液晶ライトバルブの等価回
路的なインピーダンスマッチングを考慮して決定する必
要がある。
−X薄膜、SiXC1−X薄膜、その他バンドギャップ
の広い材料の薄膜を用いることができる。SiXN1−
X、SiXC1−Xは、プラズマCVDによりa−Si
と連続成膜できるので、電気的な接合特性に優れた構造
を得ることができる。場合によっては、ボロンやリンを
ドーピングしPN制御を行い、最も適した膜質を得るこ
ともできる。連続成膜により、製造プロセスの簡略化を
果たすこともできる。プラズマCVDのほかに、蒸着や
反応性スパッタリングによっても成膜が可能である。こ
の絶縁体層の膜厚は3000Å以下である。それ以上で
は完全な絶縁体として働くため液晶ライトバルブの駆動
には好ましくない。膜厚は、液晶ライトバルブの等価回
路的なインピーダンスマッチングを考慮して決定する必
要がある。
【0020】以上のように本発明によれば、透明電極と
光導電体層との間に絶縁体層を介在させることにより、
従来の液晶ライトバルブに比較してさらに高精細な表示
を行うことができる。
光導電体層との間に絶縁体層を介在させることにより、
従来の液晶ライトバルブに比較してさらに高精細な表示
を行うことができる。
【0021】(実施例2)本実施例では、書き込み光側
の透明電極を微細な形状に加工した。図2は、本発明の
液晶ライトバルブの断面図である。透明電極部分につい
て拡大して示した。図中、1はガラス基板、2は透明電
極、5は光導電体層、6は絶縁体層である。他の構成は
図1と同様である。書き込み光側の透明電極は1〜10
μm程度の微細な形状、例えばメッシュ状、網目状、ス
トライプ状等になっており、その間および全体を絶縁体
が埋めている。絶縁体層の表面はほぼ鏡面であり、続い
て、光導電体層、誘電体ミラ−が積層されている。
の透明電極を微細な形状に加工した。図2は、本発明の
液晶ライトバルブの断面図である。透明電極部分につい
て拡大して示した。図中、1はガラス基板、2は透明電
極、5は光導電体層、6は絶縁体層である。他の構成は
図1と同様である。書き込み光側の透明電極は1〜10
μm程度の微細な形状、例えばメッシュ状、網目状、ス
トライプ状等になっており、その間および全体を絶縁体
が埋めている。絶縁体層の表面はほぼ鏡面であり、続い
て、光導電体層、誘電体ミラ−が積層されている。
【0022】本実施例における素子の作製方法は以下の
ようである。
ようである。
【0023】まず、平坦なガラス基板の表面に透明電極
であるITO(indium−tin−oxide)を
スパッタリング法によって膜厚約2000Åで形成した
(図3(a))。この表面にレジスト層を形成、フォト
リソグラフィーでパターニングし(図3(b))、ウエ
ットエッチングを行って所望の形状を得た(図3(c)
)。ITOは線幅2μm、ピッチ5μmの格子状である
。
であるITO(indium−tin−oxide)を
スパッタリング法によって膜厚約2000Åで形成した
(図3(a))。この表面にレジスト層を形成、フォト
リソグラフィーでパターニングし(図3(b))、ウエ
ットエッチングを行って所望の形状を得た(図3(c)
)。ITOは線幅2μm、ピッチ5μmの格子状である
。
【0024】次に、絶縁体としてSiO2を形成した。
スパッタリング法により膜厚約2000Åで得た。その
後レジストを剥離すると、ITOの間にSiO2が同膜
厚で形成される(図3(d))。さらにこの表面にSi
O2を形成し、ITOの表面から約1000Åの絶縁体
層とした(図3(e))。このときSiO2の表面のう
ねりは±数10Å以下である。
後レジストを剥離すると、ITOの間にSiO2が同膜
厚で形成される(図3(d))。さらにこの表面にSi
O2を形成し、ITOの表面から約1000Åの絶縁体
層とした(図3(e))。このときSiO2の表面のう
ねりは±数10Å以下である。
【0025】光導電体層は実施例1と同様にa−Siと
し、プラズマCVDにより約4μmの膜厚で得た。Si
O2の表面のうねりが±数10Åであっても、μmオー
ダーの成膜により緩和され、a−Siの表面は鏡面とし
て得られた。以下、誘電体ミラ−、液晶封入については
実施例1と同様である。
し、プラズマCVDにより約4μmの膜厚で得た。Si
O2の表面のうねりが±数10Åであっても、μmオー
ダーの成膜により緩和され、a−Siの表面は鏡面とし
て得られた。以下、誘電体ミラ−、液晶封入については
実施例1と同様である。
【0026】本発明の液晶ライトバルブに書き込み光が
入射した場合を考えてみると、書き込み光のスポット内
にあるITOの面積は、スポットの面積に比較して約6
割になる。これに対し有効に作用するa−Siは、キャ
リアの横方向の拡散を考慮してもITOの形成された部
分のみであり、実質的に光導電体層の面積も約6割に減
少することになる。したがって、a−Si層全体として
面積の効果による容量低減を果たすことができる。この
光導電体層の容量が低減することにより、液晶層に印加
される電界の実効値が増大する。したがって、コントラ
スト比を向上させる効果を有する。
入射した場合を考えてみると、書き込み光のスポット内
にあるITOの面積は、スポットの面積に比較して約6
割になる。これに対し有効に作用するa−Siは、キャ
リアの横方向の拡散を考慮してもITOの形成された部
分のみであり、実質的に光導電体層の面積も約6割に減
少することになる。したがって、a−Si層全体として
面積の効果による容量低減を果たすことができる。この
光導電体層の容量が低減することにより、液晶層に印加
される電界の実効値が増大する。したがって、コントラ
スト比を向上させる効果を有する。
【0027】透明電極は、書き込み光のスポット対して
細かいものあれば、形状を問わず同様の効果を得ること
ができる。
細かいものあれば、形状を問わず同様の効果を得ること
ができる。
【0028】絶縁体層は、暗電流を小さくし横方向への
キャリアの拡散を抑える役割だけでなく、透明電極の凹
凸を平滑化し、光導電体層の表面を鏡面として得るため
の効果も有する。この絶縁体層の膜厚は3000Å以下
である。それ以上では完全な絶縁体として液晶ライトバ
ルブの駆動には好ましくない。膜厚は、液晶ライトバル
ブの等価回路的なインピーダンスマッチングを考慮して
決定する必要がある。本実施例ではSiO2を使用した
が、SiXN1−X薄膜、SiXC1−X薄膜、その他
バンドギャップの広い材料の薄膜を用いることができる
。また、本実施例では、絶縁体層をスパッタリング法に
より形成したが、プラズマCVDを使用すればa−Si
と連続して成膜できる。
キャリアの拡散を抑える役割だけでなく、透明電極の凹
凸を平滑化し、光導電体層の表面を鏡面として得るため
の効果も有する。この絶縁体層の膜厚は3000Å以下
である。それ以上では完全な絶縁体として液晶ライトバ
ルブの駆動には好ましくない。膜厚は、液晶ライトバル
ブの等価回路的なインピーダンスマッチングを考慮して
決定する必要がある。本実施例ではSiO2を使用した
が、SiXN1−X薄膜、SiXC1−X薄膜、その他
バンドギャップの広い材料の薄膜を用いることができる
。また、本実施例では、絶縁体層をスパッタリング法に
より形成したが、プラズマCVDを使用すればa−Si
と連続して成膜できる。
【0029】以上のように本発明によれば、従来の液晶
ライトバルブが本質的に抱えていた、光導電体層の容量
および抵抗による実効値の低下という課題を解決し、コ
ントラスト、解像度ともに向上した表示を行うことがで
きる。
ライトバルブが本質的に抱えていた、光導電体層の容量
および抵抗による実効値の低下という課題を解決し、コ
ントラスト、解像度ともに向上した表示を行うことがで
きる。
【0030】
【発明の効果】以上述べてきたように、透明電極と光導
電体層との間に絶縁体層を介在させることにより、従来
の液晶ライトバルブに比較してさらに高精細な表示を行
うことができる。
電体層との間に絶縁体層を介在させることにより、従来
の液晶ライトバルブに比較してさらに高精細な表示を行
うことができる。
【0031】絶縁体層は、書き込み光が照射されないと
きの電流のリーク、すなわち暗電流を抑える働きを有す
る。また、書き込み光照射時における横方向へのキャリ
アの拡散を防ぐ役割も有し、解像度を向上させる効果が
得られる。交流駆動では、絶縁体層の有無による電気的
な特性の差は少なくなるが、駆動周波数によっては明抵
抗が低くなるため、書き込み光照射時、非照射時のスイ
ッチング比を大きくとることができる。
きの電流のリーク、すなわち暗電流を抑える働きを有す
る。また、書き込み光照射時における横方向へのキャリ
アの拡散を防ぐ役割も有し、解像度を向上させる効果が
得られる。交流駆動では、絶縁体層の有無による電気的
な特性の差は少なくなるが、駆動周波数によっては明抵
抗が低くなるため、書き込み光照射時、非照射時のスイ
ッチング比を大きくとることができる。
【0032】絶縁体層は光導電体層と連続成膜できるの
で、電気的な接合特性に優れた構造を得ることができ、
さらに製造プロセスの簡略化を果たすこともできる。
で、電気的な接合特性に優れた構造を得ることができ、
さらに製造プロセスの簡略化を果たすこともできる。
【0033】また、電極を書き込み光の与える最小画素
より細かい網目状とし、絶縁体層、光導電体層を積層す
ることによって、実質的に光導電体層の容量を低減する
ことができる。したがって、液晶層に印加される電界の
実効値が増大し、コントラスト比を向上させる効果を有
する。
より細かい網目状とし、絶縁体層、光導電体層を積層す
ることによって、実質的に光導電体層の容量を低減する
ことができる。したがって、液晶層に印加される電界の
実効値が増大し、コントラスト比を向上させる効果を有
する。
【0034】以上述べてきたように本発明によれば、従
来の液晶ライトバルブが本質的に抱えていた、光導電体
層の容量および抵抗による実効値の低下という課題を解
決し、コントラスト、解像度ともに向上した液晶ライト
バルブを実現するものである。
来の液晶ライトバルブが本質的に抱えていた、光導電体
層の容量および抵抗による実効値の低下という課題を解
決し、コントラスト、解像度ともに向上した液晶ライト
バルブを実現するものである。
【0035】
【図1】本発明の実施例1における液晶ライトバルブの
断面図。
断面図。
【図2】本発明の実施例2における液晶ライトバルブの
断面図。
断面図。
【図3】本発明の実施例2における液晶ライトバルブの
工程図。
工程図。
【図4】従来の液晶ライトバルブの断面図。
1 ガラス基板
2 透明電極
3 液晶層
4 誘電体ミラ−
5 光導電体層
6 絶縁体層
7 レジスト層
Claims (8)
- 【請求項1】 対向する2枚の基板間に液晶層と光導
電体層を有して成る液晶ライトバルブにおいて、前記基
板上に形成された電極、前記電極上に形成された絶縁体
層、前記絶縁体層と連続して成膜された光導電体層を有
することを特徴とする液晶ライトバルブ。 - 【請求項2】 前記絶縁体層に用いられる絶縁体は、
SiXN1−X、SiXC1−Xであることを特徴とす
る請求項1記載の液晶ライトバルブ。 - 【請求項3】 前記絶縁体のバンドギャップは光導電
体のバンドギャップより大きいことを特徴とする請求項
1記載の液晶ライトバルブ。 - 【請求項4】 前記絶縁体層の膜厚は、3000Å以
下であることを特徴とする請求項1記載の液晶ライトバ
ルブ。 - 【請求項5】 対向する2枚の基板間に液晶層と光導
電体層を有して成る液晶ライトバルブにおいて、書き込
み光の与える最小画素より細かい網目状である電極、前
記電極上に形成された絶縁体層、前記絶縁体層上に形成
された光導電体層を有することを特徴とする液晶ライト
バルブ。 - 【請求項6】 連続して成膜された前記絶縁体層と前
記光導電体層を有することを特徴とする請求項5記載の
液晶ライトバルブ。 - 【請求項7】 前記絶縁体のバンドギャップは光導電
体のバンドギャップより大きいことを特徴とする請求項
5記載の液晶ライトバルブ。 - 【請求項8】 前記絶縁体層の膜厚は、3000Å以
下であることを特徴とする請求項5記載の液晶ライトバ
ルブ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14343591A JPH04366922A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 液晶ライトバルブ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14343591A JPH04366922A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 液晶ライトバルブ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04366922A true JPH04366922A (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=15338645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14343591A Pending JPH04366922A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 液晶ライトバルブ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04366922A (ja) |
-
1991
- 1991-06-14 JP JP14343591A patent/JPH04366922A/ja active Pending
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