JPH06308522A - 光スイッチング素子及びそれを用いた光走査型表示装置 - Google Patents

光スイッチング素子及びそれを用いた光走査型表示装置

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JPH06308522A
JPH06308522A JP5091311A JP9131193A JPH06308522A JP H06308522 A JPH06308522 A JP H06308522A JP 5091311 A JP5091311 A JP 5091311A JP 9131193 A JP9131193 A JP 9131193A JP H06308522 A JPH06308522 A JP H06308522A
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optical switching
optical
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film
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 断線不良が生じず、光信号照射に伴う電極間
のインピーダンス変化を効率よく得ることができ、表示
装置の開口率を向上させることが可能な光スイッチング
素子、及びこれらの光スイッチング素子を用いた高品位
な光走査型の表示装置の提供。 【構成】 光が照射されるとインピーダンスが変化する
光導電体にソース電極およびドレイン電極が接続された
光スイッチング素子において、該ソース電極およびドレ
イン電極を、該光導電体の光が照射される面に設け、か
つ透光性を有する材料によって形成する。更に、それぞ
れが電極を有する２つの基板間に設けた電気光学媒体を
含む表示装置であって、前記基板の一方には、複数の導
光路と、複数の信号電極と、光導電材料から形成される
複数の光スイッチング素子とを備えており、光信号によ
って前記電気光学媒体の駆動を行う光走査型の表示装置
において、該光スイッチング素子として、上記構成の光
スイッチング素子を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気信号を光で制御す
ることのできる素子であり、光通信分野、光情報処理分
野、その他光信号を用いる各種装置において使用するこ
とができる光スイッチング素子に関する。また本発明
は、テレビやゲーム等のＡＶ機器分野、パーソナルコン
ピューターやワードプロセッサ等のＯＡ機器分野、光変
調素子や光演算素子として光情報処理分野で利用するこ
とができる、前述の光スイッチング素子を用いた光走査
型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電気配線によって駆動信号を送
信する場合、配線抵抗と浮遊容量によって信号波形の遅
延が生じる。これらの課題を解決するためには、駆動信
号を光によって伝送する光走査型の表示装置が望まし
い。
【０００３】図１０は、本願の出願人等による先の出願
に係る特願平３−２６３９４７に示す、光走査型アクテ
ィブマトリクス液晶表示装置の構成を示す平面図であ
る。
【０００４】図１１は、図１０のＧ−Ｇ′線断面から見
た素子構造図である。
【０００５】液晶パネルを構成する一方の基板上には複
数の導光路Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn が縦方向に沿って配列
されており、これらの上に交差して複数の信号電極
Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm が横方向に沿って配列されてい
る。導光路Ｙn と信号電極Ｘm の交差部には光導電体か
らなるスイッチング素子４が備えられており、これは発
光素子アレイ１０から導光路Ｙn を介して伝送される光
信号により制御される。そして光スイッチング素子４
は、光が照射されると低インピーダンスとなり、信号電
極Ｘm と絵素電極５は電気的に接続される。また光が照
射されないときは光スイッチング素子４は高インピーダ
ンスとなり、信号電極Ｘm と絵素電極５は電気的に絶縁
される。つまり、上記表示装置は、走査信号に光を用
い、光スイッチング素子４のインピーダンス変化を利用
することによって電気光学媒体である液晶１３を駆動す
る光走査型の表示装置である。
【０００６】この表示装置は、透過型表示装置として使
用する場合には蛍光灯等のバックライトが、さらに投射
型表示装置として使用する場合にはメタルハライドラン
プ等の投射用ランプが必要であり、これら投射光をパネ
ル内で変調させることによって表示を行うことができ
る。また絵素電極５として反射性を有する電極を用いる
ことにより、バックライトの要らない反射型表示装置と
しても使用できる。
【０００７】光スイッチング素子４の構造としては、大
きく次の二つに分類することができる。
【０００８】１） ソース電極／光導電体／ドレイン電
極（もしくはドレイン電極／光導電体／ソース電極）の
積層構造 ２） ソース電極とドレイン電極が共に光導電体の片面
に形成された平面構造図１２及び図１３はこれら光スイ
ッチング素子の構造の模式図であるが、両者とも光検出
器等でよく使われる構造である。
【０００９】上記の両構造において、印加電圧の極性に
対するスイッチング特性の対称性を考慮すると、ソース
電極及びドレイン電極には、共通な電極材料を使用する
ことが望ましい。ところが図１２の積層構造の場合、素
子の光が照射される側の電極（図１２ではドレイン電極
に相当する）に透明電極あるいは半透明性の金属膜を用
いる必要があるため使用できる電極材料は限定されてし
まう。また光導電体内でも吸収に伴う光の減衰が生じる
ため、ソース電極側とドレイン電極側で生成されるキャ
リアの数に差が生じ、スイッチング特性に非対称性をも
たらしてしまう。このため光スイッチング素子として
は、使用する電極材料に制限が無く、そのうえソース電
極側とドレイン電極側の光照射条件が等しく両電極側で
同数のキャリアが生成される図１３の平面構造が適して
いる。
【００１０】例えば、図１５は従来の表示装置の光スイ
ッチング素子近傍の斜視図であり、図１３に示した平面
構造の光スイッチング素子を用いた例を示している。
【００１１】図１６は、図１５のＢ−Ｂ′線断面から見
た素子構造図であり、ソース電極及びドレイン電極の詳
細図である。ここでは信号電極Ｘm はソース電極の役割
を果たしており、アルミニウム、チタン、モリブデンな
どの金属膜から形成されている。またドレイン電極６は
ソース電極（信号電極Ｘm ）と共通の金属膜から形成さ
れている。
【００１２】ところで、このような平面構造の光スイッ
チング素子としては、図１３に示した他に、ソース電極
及びドレイン電極が光導電体の下側、すなわち光が照射
される側に位置している構造（図１４）も当然ながら可
能である。例えば特開平１−２２４７２７号（カシオ計
算機株式会社）に示されているアクティブマトリクスパ
ネルでは光スイッチング素子として図１４の構造を採用
している。
【００１３】
【発明が解決しようとうする課題】しかしながら、上述
の図１３及び１４に示す平面構造の光スイッチング素子
には次のような問題がある。
【００１４】まず図１３の素子構造の場合、光導電体材
料として非晶質水素化シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を使用
した場合、光の吸収効率の点から光導電体の膜厚は５０
００オングストローム〜１μｍが妥当であり、光導電体
のエッジ部ではそれ相応の段差が生じる。このため、そ
の段差上に配線されているソース電極及びドレイン電極
は、断線不良が生じやすくなる。特にドライエッチング
法でパターニングされた光導電体の場合、エッジ部の形
状が鋭くなるため非常に断線が生じやすい。
【００１５】また、図１４の素子構造の場合、ソース電
極及びドレイン電極に金属材料を用いると、電極の存在
する部分では光信号は光導電体に照射されず、電極の存
在しない僅かなスペースだけに照射される。したがっ
て、光照射面積が実効的に小さくなり光生成キャリアの
総数が減少してしまう。この結果、光信号照射に伴う電
極間のインピーダンス変化を効率よく得ることができな
くなる。
【００１６】また、光スイッチング素子を光走査型の表
示装置に使用する場合は、さらに次のような問題も生じ
る。
【００１７】光走査型の表示装置で使用される光スイッ
チング素子では、光照射に伴った大きなインピーダンス
変化が要求されるだけでなく、同時に、光照射時に液晶
などの電気光学媒体を充分に充電できるだけの大きなオ
ン電流が要求される。これに関しては、光照射量の増量
に限界がある場合、一般に光スイッチング素子のｗ／ｌ
比（ｗ：電極長、ｌ：電極間隔）を増大させることで解
決することができる。しかしながら光スイッチング素子
のｗ／ｌ比を増大させると、光スイッチング素子全体の
面積が大きくなり、表示装置の絵素面積の占有率、すな
わち開口率を下げてしまうことになる。加えてｗ／ｌを
増大させるとＯＦＦ電流も増大する事となり、インピー
ダンス変化としては大きな効果が期待出来ない。
【００１８】また、駆動に必要な光信号以外の光が光ス
イッチング素子に照射されないように、表示装置を構成
する二枚の基板にそれぞれ遮光膜を設ける必要があった
が、これも表示装置の開口率を下げる要因である。
【００１９】そこで、本発明は、断線不良が生じず、光
信号照射に伴う電極間のインピーダンス変化を効率よく
得ることができ、表示装置の開口率を向上させることが
可能な光スイッチング素子を提供することを第一の目的
とする。
【００２０】また、これらの光スイッチング素子を用い
た高品位な光走査型の表示装置を提供することを第二の
目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の目的を達
成するために、光が照射されるとインピーダンスが変化
する光導電体にソース電極およびドレイン電極が接続さ
れた光スイッチング素子において、該ソース電極および
ドレイン電極を、該光導電体の光が照射される面に設
け、かつ透光性を有する材料によって形成する。
【００２２】前記ソース電極及びドレイン電極は、酸化
インジウムと酸化錫の混合膜（ＩＴＯ膜）、あるいは酸
化錫膜、あるいはＩＴＯ膜と酸化錫膜の積層膜によって
形成し、前記酸化錫膜は、リフトオフ法によってパター
ニングする。
【００２３】前記ソース電極及びドレイン電極のそれぞ
れが、互いに噛み合う屈曲状の形状とする。
【００２４】前記光導電体のソース電極およびドレイン
電極が形成されていない面、すなわち光が照射される面
とは逆の面上に、シリコンとゲルマニウムの化合物、あ
るいはシリコンとスズの化合物から形成されている遮光
膜を設けた。シリコンとゲルマニウムの化合物として、
非晶質水素化シリコンゲルマニウム（ａ−Ｓｉx Ｇｅ
1-x ：Ｈ）を使用する。
【００２５】本発明の第二の目的を達成するために、そ
れぞれが電極を有する２つの基板間に設けた電気光学媒
体を含む表示装置であって、前記基板の一方には、複数
の導光路と、複数の信号電極と、光導電材料から形成さ
れる複数の光スイッチング素子とを備えており、光信号
によって前記電気光学媒体の駆動を行う光走査型の表示
装置において、該光スイッチング素子として、上記構成
の光スイッチング素子を用いる。
【００２６】
【作用】本発明の光スイッチング素子は、図１４に示し
た構成をしており、なおかつ各電極に透明電極材料を使
用しているため、電極上に位置している光導電体部分に
も光信号が充分照射される。したがって光照射面積を減
少させることなく、各電極を光照射側（光生成キャリア
を多く発生する側）に配置することができ、光信号照射
に伴う電極間のインピーダンス変化を効率よく得ること
が可能になる。
【００２７】さらに、ソース電極及びドレイン電極部
が、ａ−Ｓｉ：Ｈ／ＳｎＯ2 ／ＩＴＯの積層構造をなし
ているため、ＩＴＯ膜の表面形状や分解といったａ−Ｓ
ｉ：Ｈ膜への悪影響を防ぐ事ができ、容易に良質なａ−
Ｓｉ：Ｈ膜を得ることが可能になる。
【００２８】さらに、本発明の光スイッチング素子は各
電極のそれぞれが、互いに噛み合う屈曲状の形状をして
いるため、光スイッチング素子全体の面積を大きくせず
に、ｗ／ｌ比（ｗ：電極長、ｌ：電極間隔）を増大させ
ることができ、容易にオン電流の増加を図ることができ
る。
【００２９】また、本発明の光スイッチング素子は、ａ
−Ｓｉx Ｇｅ1-x ：Ｈ膜から形成される遮光膜が、光導
電体の光が照射される面とは逆の面上に存在するため、
必要な光信号以外の余計な光の光導電体への侵入を防ぐ
ことができ、光走査型表示装置の光スイッチング素子と
して使用する場合には、従来対向基板に設けられていた
遮光層を省くことができる。
【００３０】
【実施例】実施例１ 以下、図を参照して本発明の光スイッチング素子、及び
それを用いた光走査型の表示装置の詳細を述べる。
【００３１】図１は、本発明の光走査型アクティブマト
リクス液晶表示装置の構成を示す平面図である。図２は
図１のＨ−Ｈ′線断面から見た素子構造図である。
【００３２】液晶パネルを構成する一方のガラス基板１
ａ上には複数の導光路Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn がＹ方向に
沿って配列されており、これらの上に交差して複数の信
号電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm がＸ方向に沿って配列され
ている。導光路Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn としては、光ファ
イバー、イオン交換（拡散）型導波路、高分子導波路、
石英系導波路などが使用できる。
【００３３】導光路Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn は、その端部
において、発光素子アレイ１０及びマイクロレンズアレ
イ１１から成る発光部と結合されている。発光素子アレ
イ１０は、本実施例では高出力なＬＤアレイを用いてい
る。高出力が必要でない場合はＬＥＤアレイでもよい。
【００３４】導光路Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn 上には、クラ
ッド層３としてＳｉＯ2 膜が形成されている。
【００３５】また、その上には絵素電極５が形成され
る。絵素電極５は透明で導電性のあるＩＴＯ（Ｉｎｄｉ
ｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）薄膜であり、スパッタ法に
より形成される。
【００３６】信号電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm には、スパ
ッタ法により形成されるアルミニウムを使用している。
信号電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm としては、この他にタン
タル、クロム、チタン、モリブデンなど導電性能やプロ
セスの条件を満たすものであれば、どれを用いても良
い。
【００３７】導光路Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn と信号電極Ｘ
1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm が交差する部分には、光スイッチン
グ素子４として光導電性を有する非晶質水素化シリコン
（ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜がプラズマＣＶＤ法により形成され
ている。ａ−Ｓｉ：Ｈ膜はシラン（ＳｉＨ4 ）ガスと水
素（Ｈ2 ）ガスを用いて形成され、膜厚は約５０００Å
〜１μｍである。この光スイッチング素子４は信号電極
Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘmと液晶等の表示媒体を駆動するた
めの絵素電極５との間にそれぞれ設けられている。
【００３８】もう一方の基板２ａには、透明電極（対向
電極）９としてスパッタ法により形成されたＩＴＯ膜が
形成されている。
【００３９】これら両基板１ａ、２ａには、配向膜であ
るポリイミド７ａ、７ｂがスピンコートにより塗布され
た後ラビングにより配向処理が施される。そしてスペー
サー１２と液晶１３を介して貼り合わされる。なお、配
向膜としては、他の配向膜、例えばポリアミド等の有機
膜や各種ＬＢ膜、ＳｉＯやＳｉＯ2 の斜方蒸着膜等を用
いることも可能である。
【００４０】なお、ガラス基板１ａ、２ａには、表示装
置の外部からの光が光スイッチング素子４に入射される
のを防ぐための遮光層８ａ、８ｂが設けられている。こ
れは光スイッチング素子４のパターンと重なる箇所に形
成されている。
【００４１】次に動作原理を説明する。光信号は発光素
子アレイ１０からマイクロレンズアレイ１１を介して導
光路Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn へ導光される。光スイッチン
グ素子４は、照射される光の明／暗に応じてインピーダ
ンスが変化するため、信号電極Ｘm と絵素電極５の電流
の流れを制御することができ、液晶を駆動することがで
きる。
【００４２】つまり、光照射状態では、光スイッチング
素子４は光導電効果により低インピーダンスになり、信
号電極Ｘm と絵素電極５は電気的に接続される。この結
果、絵素電極５と対向電極９の電極間に存在する液晶１
３にデータ信号が印加される。そして、暗状態では、光
スイッチング素子４は高インピーダンスとなり、信号電
極Ｘm と絵素電極５は電気的に絶縁される。この結果、
絵素電極５と対向電極９の電極間にデータ信号が印加さ
れない。
【００４３】この表示装置では、走査信号に光を用いて
おり、電気信号を用いる場合に比べて配線抵抗や浮遊容
量の影響を受けないため、信号波形の遅延が生じない。
したがって、大型の表示装置や高精細の表示装置が実現
出来る。
【００４４】図３は、上記の表示装置の光スイッチング
素子近傍の斜視図である。
【００４５】また、図４は、図３のＢ−Ｂ′線断面から
見た素子構造図であり、ソース電極及びドレイン電極の
詳細図である。ここで、絵素電極５は、その一部分がド
レイン電極の役割を果たしており、透光性を有するＩＴ
Ｏ膜から形成されている。またソース電極１４は信号電
極Ｘm と接続されており、透光性を有するＩＴＯ膜から
形成されている。すなわちここでは、図３に挙げた３種
類の光スイッチング素子構造のうち図１４の構造を採用
しており、さらにソース電極、ドレイン電極に透明電極
材料を採用している。
【００４６】したがって、各電極（ソース、ドレイン電
極）は光導電材料（本実施例ではａ−Ｓｉ：Ｈ）のエッ
ジ部に発生する段差上に位置せず、比較的平坦な基板上
に形成されるため、断線不良が生じにくい。
【００４７】また、各電極に透明電極材料を使用してい
るため、電極上に位置している光導電体部分にも光信号
が充分照射される。したがって、各電極を光照射側（光
生成キャリアを多く発生する側）に配置しても光照射面
積を増大させる必要がなく、光信号照射に伴う電極間の
インピーダンス変化を効率よく得ることが可能になる。
【００４８】図９は、図１４に示した構造の光スイッチ
ング素子において、各電極をアルミニウムで形成した素
子とＩＴＯ膜で形成した素子を準備し、１ｍＷ／ｃｍ２
のレーザ光を照射した場合の両素子の電圧−電流特性を
測定した結果である。明らかに各電極をＩＴＯ膜で形成
した素子のほうが導電率が向上しており、本発明の光ス
イッチング素子は光照射に伴う電極間のインピーダンス
変化が効率よく得られている事を実証している。
【００４９】実施例２ 実施例１に記載した光スイッチング素子では、ソース電
極及びドレイン電極に透光性を有する電極材料としてＩ
ＴＯを採用した。その他の透明電極材料としては、下記
表に列挙した材料を使用することが可能である。ただ
し、透光性能及び導電性能の点から判断すると、ＩＴＯ
が一番適している。
【００５０】本構造の光スイッチング素子では、このＩ
ＴＯ膜をフォトリソグラフィーでパターニングし、その
上にａ−Ｓｉ：Ｈ膜を成膜する順序でしている。ところ
が、ＩＴＯ膜上にａ−Ｓｉ：Ｈを成膜する際、ＩＴＯ膜
の表面形状やＩＴＯ膜の分解（拡散や組成変動）の影響
を受け、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜に悪影響を与える場合がある。
例えば、成膜条件によってはａ−Ｓｉ：Ｈ膜に微小な凸
凹が生じたり、導電率が変動したりするといった経験が
ある。
【００５１】表
【００５２】
【表１】
【００５３】表において、Ａ／ＢはＡとＢの積層膜を、
またＡ−ＢはＡとＢの混合物を表わす。そこで本発明で
は第２の実施例として、光スイッチング素子作成時にａ
−Ｓｉ：Ｈ膜を安定して形成できるよう、ＩＴＯ膜とａ
−Ｓｉ：Ｈ膜の界面に酸化錫（ＳｎＯ2 ）からなるバフ
ァー層を設けた構造の光スイッチング素子を説明する。
図５は第２の実施例の光スイッチング素子の断面図であ
る。実施例１に示した光スイッチング素子断面図図４に
対応している。
【００５４】ソース電極１４及びドレイン電極６（絵素
電極５）は、ＳｎＯ2 ／ＩＴＯの積層膜から構成されて
いる。膜厚はＳｎＯ2 膜が２００オングストローム、Ｉ
ＴＯ膜が８００オングストロームに設定している。ＩＴ
Ｏ膜は、従来と同様に臭化水素（ＨＢｒ）等の酸溶液を
用いたウエットエッチング法でパターニングが可能であ
るが、ＳｎＯ2 膜は化学的に非常に安定なためエッチン
グが困難である。したがって本実施例においてはリフト
オフ法を用いてＳｎＯ2 膜のパターニングを行った。リ
フトオフ法では、先ず基板上にフォトレジストを塗布し
パターニングを行った後、ＳｎＯ2 膜を成膜する。レジ
スト上に成膜されたＳｎＯ2 膜は、レジスト剥離時にレ
ジストと共に除去されてしまう。一方レジストがなかっ
た場所では除去されずに残る。この際、「超ＬＳＩ技
術」Ｐ．２９８（オーム社、著者：垂井）に記載されて
いるようにリフトオフプロセスの前段開でレジスト膜層
を２層構造にする方法を用いると、リフトオフの安定化
が図られサブミクロンオーダーの微細加工が可能にな
る。
【００５５】上述の光スイッチング素子は、ソース電極
及びドレイン電極部において、ａ−Ｓｉ：Ｈ／ＳｎＯ2
／ＩＴＯの積層構造をなしている。ＳｎＯ2 膜は、ＩＴ
Ｏ膜の表面形状や分解といったａ−Ｓｉ：Ｈ膜への悪影
響を防ぐため、容易に良質なａ−Ｓｉ：Ｈ膜を得ること
が可能になる。したがって、光スイッチング素子あるい
はそれを用いた光走査型の表示装置を作成する際、プロ
セス上非常に有利になる。
【００５６】実施例３ 光走査型の表示装置では、走査用の光信号が光スイッチ
ング素子に照射されると、そのインピーダンスが低下
し、ソース電極とドレイン電極が電気的に接続される。
この結果、信号電極と絵素電極が接続され、電気光学媒
体（例えば液晶）が充電される。この際、光スイッチン
グ素子のインピーダンスが十分下がらなければ、電気光
学媒体が充電不足になる可能性がある。特に絵素の容量
（絵素電極５と対向電極９に挟まれた電気光学媒体によ
って形成される容量）が大きい場合に問題になる。
【００５７】光スイッチング素子のオン電流を増加させ
るためには、光スイッチング素子自身のサイズを調整す
る方法がある。
【００５８】図６は、実施例１に示した光スイッチング
素子のソース電極１４とドレイン電極６の形状を示した
ものである。すなわち図４に示した光スイッチング素子
部分を上から見た平面図である。
【００５９】図６において、電極間隔ｌをさらに縮めた
り、電極幅ｗをさらに広げると、電極間の抵抗値が下が
りオン電流を増加させる事が可能になる。ところが、現
状電極間隔ｌは２〜４μｍに設定しており、これ以上縮
めることは、高度なフォトリソグラフィー技術が要求さ
れ好ましくない。また電極幅ｗを広げることは、表示装
置の開口率を低下させることにつながり好ましくない。
【００６０】したがって、この他の方法でオン電流を増
加させる方法が望ましい。
【００６１】図７は、本実施例に示す光スイッチング素
子の各電極形状を示した図である。ソース電極１４及び
ドレイン電極６が順にかみ合うような櫛形形状をなして
いる。このため、光スイッチング素子の占有面積を変化
させないまま、すなわち表示装置の開口率を低下させな
いで、実効的に電極幅ｗを広げることができる。
【００６２】したがって、本実施例に示す表示装置で
は、実施例１で示した光スイッチング素子構造を用いる
とともに、櫛形の電極構造を採用しているので、オン電
流を増加でき、さらに性能が向上した表示装置が提供で
きる。
【００６３】実施例４ 図１１に示した従来の表示装置では、光スイッチング素
子４に外部からの光が照射されないように遮光膜８ａ，
８ｂが設けられている。この時、対向基板２側に形成さ
れる遮光膜８ｂは、光スイッチング素子４からセルの厚
み分だけ離れた場所に形成しなければならない。したが
って、遮光性を向上させるためには、遮光膜８ｂは光ス
イッチング素子のサイズに比べてかなり大きく形成する
必要があり、この遮光膜８ｂの影響で表示装置の開口率
が大きく犠牲になっている。
【００６４】ところで本発明の実施例１に示した光スイ
ッチング素子の構成では、ＩＴＯなどの透明導電膜（電
極）の上にａ−Ｓｉ：Ｈ膜から成る光導電体を形成して
いる。したがって、その光導電体の上に自由に遮光膜を
形成することが可能である。図８は、光導電体上に直に
遮光膜が形成された光スイッチング素子、及びそれを用
いた表示装置の断面図を示す図である。
【００６５】遮光膜８ｃは、プラズマＣＶＤ法によって
成膜されるａ−Ｓｉx Ｇｅ1-x ：Ｈ膜を用いている。ａ
−Ｓｉx Ｇｅ1-x ：Ｈ膜は、ＳｉとＧｅの組成比を調整
することによって、可視光に対する遮光性を十分に備
え、なおかつ高低抗で光導電性の悪い膜を実現すること
ができる。例えば、成膜時のモノシランとゲルマンを適
当なガス流量比の割合で混合すると、吸収係数１０4 以
上（波長６３３ｎｍ）、暗導電率１０-7Ωｃｍで光導電
性が悪い膜、すなわち遮光膜に適した膜が形成できる。
【００６６】上述のように、本実施例に示す光スイッチ
ング素子を用いると、光導電体上に設けられた遮光膜８
ｃによって従来対向基板側に設けていた遮光膜８ｂを省
くことが可能になる。
【００６７】したがって、この光スイッチング素子を用
いた表示装置では開口率を大きく改善することができ
る。
【００６８】また、遮光膜８ｃとしてａ−Ｓｉx Ｇｅ
1-x ：Ｈ膜を用いていることから、光導電体にａ−Ｓ
ｉ：Ｈ膜の様なＳｉ系材料を用いプラズマＣＶＤ法で形
成できる膜を使用すると、光導電体と遮光膜８ｃが同一
装置で連続成膜が可能になり、プロセス的にも有利であ
る。ここで実施例として、シリコンとゲルマニウムの化
合物を利用した例を示したが、これに限定するものでは
なく、他のシリコン化合物例えばシリコンとスズの化合
物等を利用する事も可能である。
【００６９】なお、実施例１〜４に示した光スイッチン
グ素子には、光導電性を有する半導体のダイオード構造
（例えばｐｉｎ型、ショットキー型、ＭＩＳ［Ｍｅｔａ
ｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏ
ｒ］型）や、それらのダイオード２個を逆向きに直列接
続したバックツーバックダイオード構造、あるいは逆向
きに並列接続したダイオードリング構造にしてもよい。
【００７０】また、本発明の表示装置に用いる液晶層に
はＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードを用
いている。液晶材料はＭＥＲＣＫ社製のフッ素系液晶Ｚ
ＬＩ４７９２である。液晶表示モードとしては、この他
にネマチック液晶を用いたものとしてゲストホストモー
ド、複屈折制御（ＥＣＢ：ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＣ
ｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モ
ード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａ
ｔｉｃ）モード、相転移モードが可能である。さらにカ
イラルスメクチック液晶を用いた表面安定化強誘電液晶
（ＳＳＦＬＣ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ
Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙ
ｓｔａｌ）モード、高分子と液晶の複合膜を用いた高分
子複合型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅ
ｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）等が可能で
ある。
【００７１】さらに、本発明では電気光学媒体として液
晶を使用した液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃ
ｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）について説明したが、
他の、例えばエレクトロクロミック表示装置（ＥＣＤ：
Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ）、電
気泳動表示装置（ＥＰＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔ
ｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示装置においても同様の
効果を得ることができる。
【００７２】
【発明の効果】本発明の光スイッチング素子は、用いる
各電極（ソース、ドレイン電極）が、比較的平坦な基板
上に形成されるため、断線不良が生じにくい。また、各
電極に透明電極材料を使用しているため、電極上に位置
している光導電体部分にも光信号が充分照射されるた
め、光信号照射に伴う電極間のインピーダンス変化を効
率よく得ることが可能になる。
【００７３】また、ソース電極及びドレイン電極部が、
ａ−Ｓｉ：Ｈ／ＳｎＯ2 ／ＩＴＯの積層構造をなしてい
るため、ＩＴＯ膜の表面形状や分解といったａ−Ｓｉ：
Ｈ膜への悪影響を防ぐ事ができ、容易に良質なａ−Ｓ
ｉ：Ｈ膜を得ることが可能になる。
【００７４】また、ソース電極及びドレイン電極のそれ
ぞれが、互いに噛み合う屈曲状の形状をしているため、
表示装置の開口率を低下させずにオン電流を増加させる
ことができる。
【００７５】また、光スイッチング素子自身に遮光膜が
設けられているため、それを用いた表示装置では遮光膜
を一部省くことができ、開口率を向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に示す光走査型アクティブマ
トリクス液晶表示装置の構成を示す平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ′線断面から見た素子構造図であ
る。
【図３】図１の表示装置の光スイッチング素子近傍の斜
視図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ′線断面から見た素子構造図であ
る。
【図５】本発明の実施例２に示す光スイッチング素子の
素子構造図である。
【図６】実施例１に示した光スイッチング素子のソース
電極とドレイン電極の形状を示す図である。
【図７】本発明の実施例３に示す光スイッチング素子の
ソース電極とドレイン電極の形状を示す図である。
【図８】実施例４に示した光スイッチング素子及びそれ
を用いた表示装置の断面を示す図である。
【図９】実施例１に示した光スイッチング素子の電圧−
電流特性を示す図である。
【図１０】従来の光走査型アクティブマトリクス液晶表
示装置の構成を示す平面図である。
【図１１】図１０のＧ−Ｇ′線断面から見た素子構造図
である。
【図１２】光スイッチング素子構造の模式図である。
【図１３】光スイッチング素子の別の構造の模式図であ
る。
【図１４】光スイッチング素子の別の構造の模式図であ
る。
【図１５】図１０の表示装置の光スイッチング素子近傍
の斜視図である。
【図１６】図１５のＢ−Ｂ′線断面から見た素子構造図
である。
【符号の説明】
Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm 信号電極 Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn 導光路 １、２、１ａ、２ａ 基板 ３ クラッド層 ４ 光スイッチング素子 ５ 絵素電極 ６ ドレイン電極 ７ａ、７ｂ 配向膜 ８ａ、８ｂ、８ｃ 遮光膜 ９ 対向電極 １０ 発光素子アレイ １１ マイクロレンズアレイ １２ スペーサ １３ 液晶 １４ ソース電極

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光が照射されるとインピーダンスが変化
    する光導電体にソース電極およびドレイン電極が接続さ
    れた光スイッチング素子において、該ソース電極および
    ドレイン電極が、該光導電体の光が照射される面に設け
    られており、かつ透光性を有する材料によって形成され
    ていることを特徴とする光スイッチング素子。
  2. 【請求項２】 前記ソース電極及びドレイン電極が、酸
    化インジウムと酸化錫の混合膜（ＩＴＯ膜）、あるいは
    酸化錫膜、あるいはＩＴＯ膜と酸化錫膜の積層膜によっ
    て形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光
    スイッチング素子。
  3. 【請求項３】 前記酸化錫膜は、リフトオフ法によって
    パターニングされていることを特徴とする請求項２に記
    載の光スイッチング素子。
  4. 【請求項４】 前記ソース電極及びドレイン電極のそれ
    ぞれが、互いに噛み合う屈曲状の形状をしていることを
    特徴とする請求項１に記載の光スイッチング素子。
  5. 【請求項５】 前記光導電体のソース電極およびドレイ
    ン電極が形成されていない面、すなわち光が照射される
    面とは逆の面上に、遮光膜を設けたことを特徴とする請
    求項１に記載の光スイッチング素子。
  6. 【請求項６】 前記遮光膜はシリコンとゲルマニウムの
    化合物、あるいはシリコンとスズの化合物から形成され
    ていることを特徴とする請求項５に記載の光スイッチン
    グ素子。
  7. 【請求項７】 シリコンとゲルマニウムの化合物が、非
    晶質水素化シリコンゲルマニウム（ａ−Ｓｉx Ｇ
    ｅ1-x ：Ｈ）であることを特徴とする請求項６に記載の
    光スイッチング素子。
  8. 【請求項８】 それぞれが電極を有する２つの基板間に
    設けた電気光学媒体を含む表示装置であって、前記基板
    の一方には、複数の導光路と、複数の信号電極と、光導
    電材料から形成される複数の光スイッチング素子とを備
    えており、光信号によって前記電気光学媒体の駆動を行
    う光走査型の表示装置において、該光スイッチング素子
    が、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光スイッチン
    グ素子であることを特徴とする表示装置。
  9. 【請求項９】 前記電気光学媒体が、液晶であることを
    特徴とする請求項８に記載の表示装置。
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