JPH06347820A

JPH06347820A - 空間光変調素子の製造方法

Info

Publication number: JPH06347820A
Application number: JP5137399A
Authority: JP
Inventors: Junko Asayama; 純子朝山; Akio Takimoto; 昭雄滝本; Yukio Tanaka; 幸生田中; Koji Akiyama; 浩二秋山; Yasunori Kuratomi; 靖規藏富; Kuni Ogawa; 久仁小川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-06-08
Filing date: 1993-06-08
Publication date: 1994-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】遮光の効果を維持することができ、しかも画
素欠陥の少ない空間光変調素子を提供する。【構成】炭素粒子を３０重量％だけ含有する光重合型
の高分子膜８を２μｍの膜厚で全面に塗布する。約９０
℃の基板温度で約５分間にわたって加熱し、その後、全
面露光することにより、光重合層９を形成する。再び約
９０℃の基板温度で約５分間にわたって加熱する。酸素
を遮断し紫外線を透過させる透過高分子膜としてポリビ
ニルアルコール１０を塗布し、約９０℃の基板温度で約
５分間にわたって加熱する。再び全面露光し、溝部５の
高分子膜８を光重合させる（光重合層１１）。そして、
酸素を用いたグロー放電によって全面異方性ドライエッ
チングを施すことにより、ポリビニルアルコール１０と
光重合層９とを除去し、溝部５に硬質な光重合層１１を
残して絶縁層１２を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、投写型ディスプレイ、
ホログラフィーテレビジョン又は光演算装置などに用い
られる空間光変調素子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】大画面、高密度画素からなる高品位テレビ
が様々な方式で開発され実用化されている。中でも、従
来のブラウン管（ＣＲＴ）方式に代えて液晶技術を使っ
た投写型ディスプレイの開発が盛んである。ブラウン管
方式であると、高密度画素に対して画面の輝度が低下し
暗くなる。また、ブラウン管自身、大型化が困難であ
る。一方、トランジスタ駆動方式の液晶素子による投写
型ディスプレイ装置は有力な方法ではあるが、開口率が
大きくならないこと、素子が高価であること等の問題が
ある。また、ＣＲＴを光入力手段とする液晶ライトバル
ブは従来より素子形状が簡単でかつＣＲＴと液晶の利点
を組み合わせた装置として注目されている（特開昭６３
−１０９４２２号公報）。

【０００３】近年では、高感度なアモルファスシリコン
受光層と液晶とを組み合わせることにより、１００イン
チ以上の大画面で動画像を映し出すことが可能となっ
た。また、液晶材料として高速応答可能な強誘電性液晶
を用いることによって、さらに高速・高解像度の液晶ラ
イトバルブを実現することが可能となった。この液晶ラ
イトバルブは、強誘電性液晶の持つメモリー性と２値化
特性を使った次世代の並列演算装置、光コンピューティ
ング装置の核としても期待されている。

【０００４】ところで、液晶層と光導電層とからなる空
間光変調素子又は液晶ライトバルブにおいては、各画素
に相当する微小形状の金属反射膜に照射する読み出し光
が光導電層に到達すると、コントラストを低下させる原
因となる。このため、液晶層と光導電層とからなる空間
光変調素子又は液晶ライトバルブにおいては、遮光膜を
設けることが重要になる。

【０００５】液晶層と光導電層とからなる空間光変調素
子又は液晶ライトバルブにおいて、微小電極と遮光膜と
を設ける従来例として特開昭６２−４０４３０号、６２
−１６９１２０号の各公報がある。これらの素子におい
ては、遮光膜として、変調を受ける入射光が出力光に重
畳されるのを防止するための入力遮光膜と、読み出し光
が光導電層に漏れ混んでディスプレイのコントラストを
低下させるのを防止するための出力遮光膜との２種類が
必要である。これらの遮光膜が光導電層と反射層にあた
る微小電極との間に設けられる場合には、電気絶縁性の
膜が用いられる。但し、透明導電性電極上に直接設けら
れる場合には電気絶縁体である必要はない。

【０００６】一方、本発明者等は、遮光膜を形成する以
下の方法を提案している（特願平３−３４４５２１号、
特願平４−１２５８４６号、特願平４−１３６５８０
号、特願平４−１３６５８１号）。すなわち、光導電層
と、液晶層と、これらの層の間の同一平面内に設けら
れ、かつ微小形状に分割された金属反射膜とにより構成
される空間光変調素子において、金属の出力遮光膜を前
記微小形状の金属反射膜とは異なる平面内に設ける。さ
らに、前記各々の分離された金属反射膜の一部と前記出
力遮光膜の一部とを有機高分子膜を介して接触させる。
そして、この有機高分子に、特定の波長域の光を吸収す
る炭素、有機色素又は無機物質を含有させる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者等
が提案した上記空間光変調素子において、画素部を形成
するには、例えば以下のような方法を採ることができ
る。すなわち、まず、光導電層の上に微小形状に分割さ
れた画素を形成し、画素間の光導電層の一部にエッチン
グを施して溝部を形成する。次いで、炭素粒子を含有し
た高分子膜を塗布し、加熱した後に画素の表面が出現す
るまでドライエッチングを施す。

【０００８】しかし、このような方法を採用すると、画
素の表面上に高分子の残屑が残ってしまい、画素欠陥が
発生する虞れがある。また、溝部に抵抗の低い炭素粒子
のみが塊となって残ってしまうため、画素と出力遮光膜
とが短絡して画素欠陥を発生させる虞れがある。

【０００９】本発明は、前記従来技術の課題を解決する
ため、遮光の効果を維持することができ、しかも画素欠
陥の少ない空間光変調素子を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る空間光変調素子の第１の製造方法は、
透明導電性電極を具備した２枚の透明絶縁性基板で挟ま
れた領域に、整流性を有する光導電層と、液晶層と、こ
れらの層の間の同一平面内に設けられ、かつ微小形状に
分割された画素と、この平面とは異なる平面内に設けら
れ、前記画素間に位置する出力遮光膜と、前記画素と前
記出力遮光膜との間に設けられた絶縁層とを少なくとも
備えた空間光変調素子の製造方法であって、前記光導電
層上に前記画素を形成すると共に、画素間に設けた溝部
の底部に前記出力遮光膜を形成した後、特定の波長の光
を吸収する材料を含有する光重合型の高分子膜を全面に
塗布し、第１の光重合を行った後、酸素を遮断し紫外線
を透過させる透過高分子膜を全面に塗布し、第２の光重
合を行った後、酸素を用いて全面に反応性イオンエッチ
ングを施すことにより、前記画素上の高分子膜と透過高
分子膜とを除去すると共に、前記溝部に高分子膜を残し
て絶縁層を形成することを特徴とする。

【００１１】また、前記本発明方法の第１の構成におい
ては、第１の光重合に用いる露光量が画素上の高分子膜
を重合する露光量以上であり、第２の光重合に用いる露
光量が出力遮光膜上の高分子膜を重合する露光量以上で
あるのが好ましい。

【００１２】また、本発明に係る空間光変調素子の第２
の製造方法は、透明導電性電極を具備した２枚の透明絶
縁性基板で挟まれた領域に、整流性を有する光導電層
と、液晶層と、これらの層の間の同一平面内に設けら
れ、かつ微小形状に分割された画素と、この平面とは異
なる平面内に設けられ、前記画素間に位置する出力遮光
膜と、前記画素と前記出力遮光膜との間に設けられた絶
縁層とを少なくとも備えた空間光変調素子の製造方法で
あって、前記光導電層上に前記画素を形成すると共に、
画素間に設けた溝部の底部に前記出力遮光膜を形成した
後、特定の波長の光を吸収する材料を含有する光重合型
の高分子膜を全面に塗布し、画素間を遮光するフォトマ
スクを用いて第１の光重合を行った後、酸素を遮断し紫
外線を透過させる透過高分子膜を前記高分子膜上に塗布
し、全面に光を照射して第２の光重合を行った後、酸素
を用いて全面に反応性イオンエッチングを施すことによ
り、前記画素上の高分子膜と透過高分子膜とを除去する
と共に、前記溝部に高分子膜を残して絶縁層を形成する
ことを特徴とする。

【００１３】また、本発明に係る空間光変調素子の第３
の製造方法は、透明導電性電極を具備した２枚の透明絶
縁性基板で挟まれた領域に、整流性を有する光導電層
と、液晶層と、これらの層の間の同一平面内に設けら
れ、かつ微小形状に分割された画素と、この平面とは異
なる平面内に設けられ、前記画素間に位置する出力遮光
膜と、前記画素と前記出力遮光膜との間に設けられた絶
縁層とを少なくとも備えた空間光変調素子の製造方法で
あって、前記光導電層上に前記画素を形成すると共に、
画素間に設けた溝部の底部に前記出力遮光膜を形成し、
特定の波長の光を吸収する材料を含有する光重合型の高
分子膜を全面に塗布した後、酸素を遮断し紫外線を透過
させる透過高分子膜を前記高分子膜上に塗布し、画素を
遮光するフォトマスクを用いて第１の光重合を行った
後、前記透過高分子膜を除去し、全面に光を照射して第
２の光重合を行った後、酸素を用いて全面に反応性イオ
ンエッチングを施すことにより、前記透過高分子膜及び
前記画素上の高分子膜を除去して、前記溝部に高分子膜
を残して絶縁層を形成することを特徴とする。

【００１４】

【作用】前記本発明方法の第１の構成によれば、第１の
光重合によって、高分子膜の表面は酸素の影響を受けて
軟質、すなわち、反応性イオンエッチング工程で除去さ
れやすい膜質状態となる。また、第２の光重合によっ
て、溝部内の高分子膜は酸素が介在しないために硬質層
となる。従って、反応性イオンエッチングを施すことに
より、画素上の高分子膜を除去することができると共
に、溝部内に高分子膜を硬質な膜として残すことがで
き、その結果、炭素粒子の残屑による画素と出力遮光膜
との短絡を抑えることができるので、画素欠陥のない良
好な特性を有する空間光変調素子を実現することができ
る。

【００１５】また、前記本発明方法の第１の構成におい
て、第１の光重合に用いる露光量が画素上の高分子膜を
重合する露光量以上であり、第２の光重合に用いる露光
量が出力遮光膜上の高分子膜を重合する露光量以上であ
るという好ましい構成によれば、画素上及び溝部の上部
を十分に軟化させることができると共に、溝部の高分子
膜をさらに硬質な膜とすることができ、その結果、画素
上の残屑のみをを完全に除去することができるので、さ
らに良好な特性を有する空間光変調素子を実現すること
ができる。

【００１６】また、前記本発明方法の第２の構成によれ
ば、画素間を遮光したフォトマスクを用いて画素上の高
分子膜に紫外線を照射することにより、画素上の高分子
膜は軟質となる。また、透過高分子膜を塗布し、加熱し
た後に、再び全面露光することにより、溝部内の高分子
膜は硬質層となる。従って、反応性イオンエッチングを
施すことにより、画素上の高分子膜を除去することがで
きると共に、溝部の高分子膜を硬質な膜として残すこと
ができ、その結果、炭素粒子の残屑による画素と出力遮
光膜との短絡を抑えることができるので、画素欠陥のな
い良好な特性を有する空間光変調素子を実現することが
できる。

【００１７】また、前記本発明方法の第３の構成によれ
ば、透過高分子膜を塗布し、画素を遮光したフォトマス
クを用いて露光することにより、画素間のみに紫外線が
照射されるので、溝部内の高分子膜は光重合して硬質な
膜となる。また、透過高分子膜を除去し、全面露光する
ことにより、画素上の高分子膜は軟質となる。従って、
反応性イオンエッチングを施すことにより、画素上の高
分子膜を除去することができると共に、溝部の高分子膜
を硬質な膜として残すことができ、その結果、炭素粒子
の残屑による画素と出力遮光膜との短絡を抑えることが
できるので、画素欠陥のない良好な特性を有する空間光
変調素子を実現することができる。

【００１８】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。（実施例１）図１は本発明に係る空間光変調素子の製造
方法の一実施例を示す工程図である。

【００１９】まず、５５ｍｍ×４５ｍｍ×１．１ｍｍの
ガラス基板１の上に、スパッタ蒸着法によってＩＴＯ
（インジウム−スズ酸化物）等の透明電極材料を０．０
５μｍ〜０．５μｍの膜厚で成膜し、透明導電性電極２
を形成する（図１（ａ））。次いで、プラズマＣＶＤ法
によってｐ／ｉ／ｎダイオード構造の水素化アモルファ
スシリコン（以下、ａ−Ｓｉ；Ｈと略す）膜を２μｍ程
度の膜厚で成膜し、光導電層３を形成する（図１
（ｂ））。ここで、ｐ層にはボロンが４００ｐｐｍだけ
ドーピングされており、ｎ層にはリンが５０ｐｐｍだけ
ドーピングされている。また、ｐ層の膜厚は１０００オ
ングストローム、ｉ層の膜厚は１．７μｍ、ｎ層の膜厚
は２０００オングストロームである。

【００２０】次に、光導電層３の面上に、抵抗加熱蒸着
法等によってクロム等の金属膜を２０００オングストロ
ームの膜厚で成膜し、フォトリソグラフィーを用いて、
画素の大きさを２０μｍ×２０μｍ、ピッチを２５μｍ
として、１０００×１０００画素の約２μｍ厚のレジス
トパターンを形成する。次いで、過塩素酸等を含むエッ
チャントによってエッチングした後、発煙硝酸によって
レジストを除去し、第１の画素４を形成する（図１
（ｃ））。次いで、第１の画素４をエッチングマスクと
し、酸素とフッ化炭素の混合ガスをマイクロ波を用いて
励起した等方性ドライエッチング法により、隣接する第
１の画素４、４間の光導電層（ａ−Ｓｉ；Ｈ膜）３に深
さ１．３μｍの溝部５を設ける。尚、この際、第１の画
素４の下部の一部もアンダーエッチする（図１
（ｄ））。この後、基板全面にアルミニウムを３０００
オングストロームの膜厚で蒸着し、第２の画素６及び出
力遮光膜７を形成する（図１（ｅ））。

【００２１】次に、炭素粒子を３０重量％だけ含有する
光重合型の高分子膜８を２μｍの膜厚で全面に塗布する
（図１（ｆ））。そして、高分子膜８を硬化させるため
に、約９０℃の基板温度で約５分間にわたって加熱し、
その後、全面露光することにより、光重合層９を形成す
る（図１（ｇ））。このように全面露光すれば、高分子
膜８の表面は酸素の影響を受けて軟質となり、後のドラ
イエッチング工程で除去されやすい膜質となる。次い
で、再び約９０℃の基板温度で約５分間にわたって加熱
する。次いで、酸素を遮断し紫外線を透過させる透過高
分子膜としてポリビニルアルコール１０を塗布し、約９
０℃の基板温度で約５分間にわたって加熱する（図１
（ｈ））。次いで、再び全面露光し、溝部５の高分子膜
８を光重合させる（光重合層１１）（図１（ｉ））。こ
の図１（ｉ）の全面露光においては、酸素が介在しない
ために光重合層１１は硬質層となる。さらに硬化させる
ために、約２００℃の基板温度で約１０分間にわたって
加熱する。そして、酸素を用いたグロー放電によって全
面異方性ドライエッチングを施すことにより、ポリビニ
ルアルコール１０と光重合層９とを除去し、溝部５に硬
質な光重合層１１を残して絶縁層１２を形成する（図１
（ｊ））。尚、この全面異方性ドライエッチングによ
り、第２の画素６の上の高分子膜８の残屑を完全に取り
除くことができる。従って、炭素粒子の残屑による画素
と出力遮光膜７との短絡を抑えることができるので、画
素欠陥のない良好な特性を有する空間光変調素子を実現
することができる。

【００２２】他方のガラス基板１３上にも、スパッタ蒸
着法によってＩＴＯ等の透明電極材料を０．０５μｍ〜
０．５μｍの膜厚で成膜し、透明導電性電極１４を形成
する。次いで、両基板上にポリアミック酸をスピンコー
ト法によって塗布し、２００℃の温度で約１時間にわた
って加熱することにより、イミド化を行って膜厚が約２
００オングストロームのポリイミド高分子膜を形成す
る。次いで、強誘電性液晶分子の配向が素子の厚さ方向
と平行になるように配向処理を施し、配向膜１５、１６
を形成する。配向処理（ラビング処理）はレーヨン樹脂
布で表面を一定方向に擦ることによって行う。次いで、
光導電層３を積層した側のガラス基板１の上に、直径
２．６μｍの樹脂製ビーズを混合した熱硬化樹脂を、液
晶注入の開口部を除いて光導電層３の全体を包囲するよ
うにスクリーン印刷する。次いで、他方のガラス基板１
３の上には、イソプロピールアルコール中に分散させた
直径約１μｍの樹脂製等のビーズをスプレーによって撒
き、ビーズを全体に付着させる。次いで、これら一対の
ガラス基板を張り合わせて真空袋に入れ、真空引きして
密閉した後、内部を真空状態に保ちながら約９０℃の雰
囲気で約３０分間加熱し、さらに約１５０℃の雰囲気中
で約２時間加熱し、熱硬化樹脂を硬化させて、液晶パネ
ルを作製する。そして、真空状態で強誘電性液晶を約８
０℃で加熱しながら、窒素ガスの導入による加圧と毛管
現象を利用して液晶パネルの開口部から注入し、液晶パ
ネルに強誘電性液晶を均一に充填する。尚、強誘電性液
晶分子を均一配向とするために、この素子を恒温槽中で
液晶相転移温度以上の、例えば約９０℃まで加熱し、約
０．２℃／分の徐冷温度で室温に戻した後、液晶パネル
の開口部を熱硬化樹脂で密閉する。これにより、両基板
間に、１μｍ厚の液晶層１７が形成され、図４に示す空
間光変調素子１８が得られる。

【００２３】尚、上記高分子膜形成工程において、工程
（ｇ）及び工程（ｉ）において、露光量を１０ｍＪ、露
光時間を３０秒として光重合を行うと、高分子の残屑が
発生する。これに対し、工程（ｇ）において全面露光量
を１８ｍＪ／ｃｍとして３０秒間照射し、工程（ｉ）に
おいて全面露光量を３０ｍＪ／ｃｍとして３０秒間照射
したところ、高分子の残屑はなく、画素欠陥のない空間
光変調素子１８を得ることができる。

【００２４】また、光導電層３に使用する材料として
は、例えば、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳｅ、ＺｎＳ、Ｚ
ｎＳｅ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、Ｉ
ｎＰ等の化合物半導体、Ｓｅ、ＳｅＴｅ、ＡｓＳｅ等の
非晶質半導体、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｉ_1-xＣ_x、Ｓｉ_1-xＧ
ｅ_x、Ｇｅ_1-xＣ_x（０＜ｘ＜１）等の多結晶又は非晶
質半導体、また、（１）フタロシアニン顔料（以下、Ｐ
ｃと略す）、例えば、無金属Ｐｃ、ＸＰｃ（Ｘ＝Ｃｕ、
Ｎｉ、Ｃｏ、ＴｉＯ、Ｍｇ、Ｓｉ（ＯＨ）₂など）、Ａ
ｌＣｌＰｃＣｌ、ＴｉＯＣｌＰｃＣｌ、ＩｎＣｌＰｃＣ
ｌ、ＩｎＣｌＰｃ、ＩｎＢｒＰｃＢｒなど、（２）モノ
アゾ色素、ジスアゾ色素等のアゾ系色素、（３）ペニレ
ン酸無水化物及びペニレン酸イミドなどのペニレン系顔
料、（４）インジゴイド染料、（５）キナクリドン顔
料、（６）アントラキノン類、ピレンキノン類などの多
環キノン類、（７）シアニン色素、（８）キサンテン染
料、（９）ＰＶＫ／ＴＮＦなどの電荷移動錯体、（１
０）ビリリウム塩染料とポリカーボネイト樹脂から形成
される共晶錯体、（１１）アズレニウム塩化合物など有
機半導体等がある。

【００２５】また、非晶質のＳｉ、Ｇｅ、Ｓｉ
_1-xＣ_x、Ｓｉ_1-xＧｅ_x、Ｇｅ_1-xＣ_x（以下、ａ−
Ｓｉ、ａ−Ｇｅ、ａ−Ｓｉ_1-xＣ_x、ａ−Ｓｉ_1-xＧｅ
_x、ａ−Ｇｅ_1-xＣ_xのように略す）を光導電層３とし
て使用する場合には、水素又はハロゲン元素を含めても
よく、誘電率を小さくしたり抵抗率を増加させるために
酸素又は窒素を含めてもよい。また、抵抗率を制御する
ために、ｐ型不純物であるＢ、Ａｌ、Ｇａなどの元素、
又はｎ型不純物であるＰ、Ａｓ、Ｓｂなどの元素を添加
してもよい。このように不純物を添加した非晶質材料を
積層してｐ／ｎ型、ｐ／ｉ型、ｉ／ｎ型、ｐ／ｉ／ｎ型
などの接合を形成し、光導電層６内に空乏層を形成して
誘電率及び暗抵抗又は動作電圧極性を制御することもで
きる。また、このような非晶質材料だけではなく、上記
の材料を２種類以上積層してヘテロ接合を形成し、光導
電層３内に空乏層を形成してもよい。

【００２６】また、液晶層１７の液晶材料としては、強
誘電性液晶のカイラルスメクティックＣ液晶を用いるの
が好ましい。液晶層１７の厚みは、反射型空間光変調素
子の場合であるので、約１μｍに設定するのが出力光の
コントラスト比を高くできて好ましい。

【００２７】空間光変調素子１８の駆動方法は、両透明
導電性電極２、１４間にパルス電圧を印加することによ
ってなされる。そして、光導電層３が成膜されている透
明絶縁性基板１側からの書き込み光３６によって光導電
層３に情報が書き込まれる。書き込み光３６の強度に応
じて光導電層３の電気抵抗が減少し、第２の画素６と対
向する透明導電性電極１４とに挟まれた液晶層１７に印
加される電圧が増大する。この電圧の大きさに応じて液
晶層１７の配向が変化する。この液晶層１７を通過する
直線偏光の読み出し光３８は、第２の画素６で反射し再
び液晶層１７を通過した後、検光子３９を通り偏向光４
０としてその光強度変化が読み出される。尚、図４にお
いて、３７は偏光子である。

【００２８】（実施例２）図２は本発明に係る空間光変
調素子の製造方法の他の実施例を示す工程図である。

【００２９】図２における工程（ａ）〜（ｆ）は、実施
例１の図１における工程（ａ）〜（ｆ）と同一であるた
め、説明は省略する。炭素粒子を含有する光重合型の高
分子膜８を全面に塗布した後、高分子膜８を硬化させる
ために約９０℃の基板温度で約５分間にわたって加熱す
る。そして、画素間を遮光するフォトマスク１９を用い
て、第２の画素６に紫外線を照射し、第２の画素６の上
に光重合層２０を形成する（図２（ｇ））。このように
紫外線を照射すれば、第２の画素６の上の高分子膜８は
軟質となり、後のドライエッチング工程で除去されやす
い膜質となる。次いで、再び約９０℃の基板温度で約５
分間にわたって加熱する。次いで、酸素を遮断し紫外線
を透過させる透過高分子膜としてポリビニルアルコール
２１を塗布し、約９０℃の温度で約５分間にわたって加
熱する（図２（ｈ））。次いで、全面露光し、溝部５内
の高分子膜８を光重合させる（光重合層２２）（図２
（ｉ））。この図２（ｉ）の全面露光においては、酸素
が介在しないために光重合層２２は硬質層となる。次い
で、さらに硬化させるために、約２００℃の基板温度で
約１０分間にわたって加熱する。次いで、酸素を用いた
グロー放電によって全面等方性ドライエッチングを施す
ことにより、ポリビニルアルコール２１と光重合層２０
とを除去し、溝部５に光重合層２２を残して絶縁層２３
を形成する（図２（ｊ））。そして、この後、実施例１
と同一の工程を経れば、図４に示す空間光変調素子１８
が得られる。

【００３０】（実施例３）図３は本発明に係る空間光変
調素子の製造方法のさらに他の実施例を示す工程図であ
る。

【００３１】図３における工程（ａ）〜（ｆ）は、実施
例１の図１における工程（ａ）〜（ｆ）と同一であるた
め、説明は省略する。炭素粒子を含有する光重合型の高
分子膜８を全面に塗布した後、高分子膜８を硬化させる
ために約９０℃の基板温度で約５分間にわたって加熱す
る。そして、酸素を遮断し紫外線を透過させる透過高分
子膜としてポリビニルアルコール２４を塗布し、約９０
℃の基板温度で約５分間にわたって加熱する（図３
（ｇ））。次いで、画素を遮光するフォトマスク２５を
用いて、溝部５に紫外線を照射し、溝部（出力遮光膜７
上）に光重合層２６を形成する（図３（ｈ））。このよ
うにして紫外線を照射すれば、溝部５の高分子膜８は硬
質な膜となる。次いで、約９０℃の基板温度で約５分間
にわたって加熱し、ポリビニルアルコール２４を除去す
るために水洗する。次いで、全面露光し、出力遮光膜７
の上の溝部５内の光重合層２６をさらに硬化させるため
に約２００℃の基板温度で約１０分間にわたって加熱す
る（図３（ｉ））。この図３（ｉ）の全面露光により、
第２の画素６の上の高分子膜８は軟質となり（８ａ）、
後のドライエッチング工程で除去されやすい膜質とな
る。次いで、酸素を用いたグロー放電によって全面異方
性ドライエッチングを施すことにより、上部の光重合層
２６と軟化した高分子膜８ａを除去し、溝部５に光重合
層２６を残して絶縁層２８を形成する（図３（ｊ））。
そして、この後、実施例１と同一の工程を経れば、図４
に示す空間光変調素子１８が得られる。

【００３２】次に、上記実施例１、２、３で作製した空
間光変調素子１８を投写型ディスプレイとして評価し
た。図５に投写型ディスプレイ装置の模式図を示す。

【００３３】空間光変調素子１８に、ＣＲＴディスプレ
イ３０によって光書き込みを行う。素子の画素数は縦４
８０横６５０である。読み出し用の光源３１（メタルハ
ライドランプ）をコンデンサーレンズ３２、偏光ビ−ム
スプリッタ３３を介してによって空間光変調素子１８に
照射する。出力像はレンズ３４で拡大されスクリーン３
５に映し出される。ＣＲＴディスプレイ３０上の各ドッ
トが空間光変調素子１８の分離された画素内に書き込ま
れると、スクリーン３５上では四角形状に変換される。

【００３４】空間光変調素子１８の開口率は８０％と大
きく明るい画像が得られ、１００インチ相当の大きさに
拡大した像はスクリーン３５上で１０００ｌｍ以上の照
度を持つ。また、スクリーン３５上での画像のコントラ
スト比は２００：１、解像度は縦方向６５０本ＴＶライ
イ数であることが確認された。さらに、動画像を出力し
たところ、ビデオレートの動きに対して残像はなく、鮮
明な高輝度画像が得られた。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る空間
光変調素子の第１の製造方法よれば、第１の光重合によ
って、高分子膜の表面は酸素の影響を受けて軟質、すな
わち、反応性イオンエッチング工程で除去されやすい膜
質状態となる。また、第２の光重合によって、溝部内の
高分子膜は酸素が介在しないために硬質層となる。従っ
て、反応性イオンエッチングを施すことにより、画素上
の高分子膜を除去することができると共に、溝部内に高
分子膜を硬質な膜として残すことができ、その結果、炭
素粒子の残屑による画素と出力遮光膜との短絡を抑える
ことができるので、画素欠陥のない良好な特性を有する
空間光変調素子を実現することができる。

【００３６】また、前記本発明方法の第１の構成におい
て、第１の光重合に用いる露光量が画素上の高分子膜を
重合する露光量以上であり、第２の光重合に用いる露光
量が出力遮光膜上の高分子膜を重合する露光量以上であ
るという好ましい構成によれば、画素上及び溝部の上部
を十分に軟化させることができると共に、溝部の高分子
膜をさらに硬質な膜とすることができ、その結果、画素
上の残屑のみをを完全に除去することができるので、さ
らに良好な特性を有する空間光変調素子を実現すること
ができる。

【００３７】また、前記本発明方法の第２の構成によれ
ば、画素間を遮光したフォトマスクを用いて画素上の高
分子膜に紫外線を照射することにより、画素上の高分子
膜は軟質となる。また、透過高分子膜を塗布し、加熱し
た後に、再び全面露光することにより、溝部内の高分子
膜は硬質層となる。従って、反応性イオンエッチングを
施すことにより、画素上の高分子膜を除去することがで
きると共に、溝部の高分子膜を硬質な膜として残すこと
ができ、その結果、炭素粒子の残屑による画素と出力遮
光膜との短絡を抑えることができるので、画素欠陥のな
い良好な特性を有する空間光変調素子を実現することが
できる。

【００３８】また、前記本発明方法の第３の構成によれ
ば、透過高分子膜を塗布し、画素を遮光したフォトマス
クを用いて露光することにより、画素間のみに紫外線が
照射されるので、溝部内の高分子膜は光重合して硬質な
膜となる。また、透過高分子膜を除去し、全面露光する
ことにより、画素上の高分子膜は軟質となる。従って、
反応性イオンエッチングを施すことにより、画素上の高
分子膜を除去することができると共に、溝部の高分子膜
を硬質な膜として残すことができ、その結果、炭素粒子
の残屑による画素と出力遮光膜との短絡を抑えることが
できるので、画素欠陥のない良好な特性を有する空間光
変調素子を実現することができる。

【００３９】

【図面の簡単な説明】

【００４０】

【図１】本発明に係る空間光変調素子の製造方法の一実
施例を示す工程図である。

【００４１】

【図２】本発明に係る空間光変調素子の製造方法の他の
実施例を示す工程図である。

【００４２】

【図３】本発明に係る空間光変調素子の製造方法のさら
に他の実施例を示す工程図である。

【００４３】

【図４】本発明に係る空間光変調素子の製造方法によっ
て得られた空間光変調素子を示す断面図である。

【００４４】

【図５】本発明の実施例で得られた空間光変調素子を用
いて作製した投写型ディスプレイ装置の模式図である。

【００４５】

【符号の説明】

１、１３ガラス基板２、１４透明導電性電極３光導電層４第１の画素５溝部６第２の画素７出力遮光膜８高分子膜９、１１、２０、２２、２６光重合層１０、２１、２４ポリビニルアルコール（透過高分子
膜）１２、２３、２８絶縁層１５、１６配向膜１７液晶層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者秋山浩二大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者藏富靖規大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者小川久仁大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明導電性電極を具備した２枚の透明絶
縁性基板で挟まれた領域に、整流性を有する光導電層
と、液晶層と、これらの層の間の同一平面内に設けら
れ、かつ微小形状に分割された画素と、この平面とは異
なる平面内に設けられ、前記画素間に位置する出力遮光
膜と、前記画素と前記出力遮光膜との間に設けられた絶
縁層とを少なくとも備えた空間光変調素子の製造方法で
あって、前記光導電層上に前記画素を形成すると共に、
画素間に設けた溝部の底部に前記出力遮光膜を形成した
後、特定の波長の光を吸収する材料を含有する光重合型
の高分子膜を全面に塗布し、第１の光重合を行った後、
酸素を遮断し紫外線を透過させる透過高分子膜を全面に
塗布し、第２の光重合を行った後、酸素を用いて全面に
反応性イオンエッチングを施すことにより、前記画素上
の高分子膜と透過高分子膜とを除去すると共に、前記溝
部に高分子膜を残して絶縁層を形成することを特徴とす
る空間光変調素子の製造方法。
【請求項２】第１の光重合に用いる露光量が画素上の
高分子膜を重合する露光量以上であり、第２の光重合に
用いる露光量が出力遮光膜上の高分子膜を重合する露光
量以上である請求項１に記載の空間変調素子の製造方
法。
【請求項３】透明導電性電極を具備した２枚の透明絶
縁性基板で挟まれた領域に、整流性を有する光導電層
と、液晶層と、これらの層の間の同一平面内に設けら
れ、かつ微小形状に分割された画素と、この平面とは異
なる平面内に設けられ、前記画素間に位置する出力遮光
膜と、前記画素と前記出力遮光膜との間に設けられた絶
縁層とを少なくとも備えた空間光変調素子の製造方法で
あって、前記光導電層上に前記画素を形成すると共に、
画素間に設けた溝部の底部に前記出力遮光膜を形成した
後、特定の波長の光を吸収する材料を含有する光重合型
の高分子膜を全面に塗布し、画素間を遮光するフォトマ
スクを用いて第１の光重合を行った後、酸素を遮断し紫
外線を透過させる透過高分子膜を前記高分子膜上に塗布
し、全面に光を照射して第２の光重合を行った後、酸素
を用いて全面に反応性イオンエッチングを施すことによ
り、前記画素上の高分子膜と透過高分子膜とを除去する
と共に、前記溝部に高分子膜を残して絶縁層を形成する
ことを特徴とする空間光変調素子の製造方法。
【請求項４】透明導電性電極を具備した２枚の透明絶
縁性基板で挟まれた領域に、整流性を有する光導電層
と、液晶層と、これらの層の間の同一平面内に設けら
れ、かつ微小形状に分割された画素と、この平面とは異
なる平面内に設けられ、前記画素間に位置する出力遮光
膜と、前記画素と前記出力遮光膜との間に設けられた絶
縁層とを少なくとも備えた空間光変調素子の製造方法で
あって、前記光導電層上に前記画素を形成すると共に、
画素間に設けた溝部の底部に前記出力遮光膜を形成し、
特定の波長の光を吸収する材料を含有する光重合型の高
分子膜を全面に塗布した後、酸素を遮断し紫外線を透過
させる透過高分子膜を前記高分子膜上に塗布し、画素を
遮光するフォトマスクを用いて第１の光重合を行った
後、前記透過高分子膜を除去し、全面に光を照射して第
２の光重合を行った後、酸素を用いて全面に反応性イオ
ンエッチングを施すことにより、前記透過高分子膜及び
前記画素上の高分子膜を除去して、前記溝部に高分子膜
を残して絶縁層を形成することを特徴とする空間光変調
素子の製造方法。