JPH0784282A - Production of spatial optical modulator - Google Patents

Production of spatial optical modulator

Info

Publication number
JPH0784282A
JPH0784282A JP5231403A JP23140393A JPH0784282A JP H0784282 A JPH0784282 A JP H0784282A JP 5231403 A JP5231403 A JP 5231403A JP 23140393 A JP23140393 A JP 23140393A JP H0784282 A JPH0784282 A JP H0784282A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pixel electrodes
layer
spatial light
photoconductive layer
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5231403A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Tanaka
幸生 田中
Akio Takimoto
昭雄 滝本
Koji Akiyama
浩二 秋山
Yasunori Kuratomi
靖規 藏富
Junko Asayama
純子 朝山
Kuni Ogawa
久仁 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5231403A priority Critical patent/JPH0784282A/en
Publication of JPH0784282A publication Critical patent/JPH0784282A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To relatively easily form a light shielding layer capable of maintaining the electrical insulation between pixel electrodes without degrading the degree of light shielding. CONSTITUTION:A photoconductive layer 103 between the pixel electrodes 104, 104 is partly removed by isotropic etching and further the metallic light shielding layer 113 is formed over the entire surface in the process for production of the spatial optical modulation element which has the photoconductive layer 103 and a layer of a ferroelectric liquid crystal 106 between two sheets of transparent conductive electrodes 102 and 107, having the plural island-shaped pixel electrodes 104 between these two layers and further inserting the light shielding layer 112 in the groove-shaped spacing parts between the pixel electrodes 104 and 104. A carbon particle-contg. photopolymer 114 is packed into the spacing parts and is then thermally shrunk. A poolyimide which is the material of an oriented film 105 is packed into the spaces freshly generated by the thermal shrinkage.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a projection display,
The present invention relates to a method for manufacturing a spatial light modulator used in a holographic television or an optical arithmetic unit.

【0002】[0002]

【従来技術】液晶層と光導電層とを用いて構成した光書
き込み型の空間光変調素子(以下、単に「空間光変調素
子」という。)は、TFT駆動方式の液晶パネルなどに
比較して構造が簡単で、かつ、開口率を大きくすること
ができるという利点をもっている。このため、投写型デ
ィスプレイやホログラフィーテレビジョンなどの画像表
示装置の中核として有望視され、様々な構造のものが開
発されている。
2. Description of the Related Art An optical writing type spatial light modulator (hereinafter, simply referred to as "spatial light modulator") composed of a liquid crystal layer and a photoconductive layer is compared with a TFT drive type liquid crystal panel or the like. It has the advantages that the structure is simple and the aperture ratio can be increased. Therefore, it is considered to be promising as the core of image display devices such as projection displays and holographic televisions, and various structures have been developed.

【0003】空間光変調素子の中で最も基本的な構造を
有するものとして、図6に示すものを挙げることができ
る(例えば、C.ゴメス他 ジャパニーズ・ジャーナル
・オヴ・アプライド・フィジクス第30巻(1991
年)第L386頁から第L388頁(Jap.J.Ap
pl.Phys.30(1991)pp.L386−L
388))。これは、2枚の透明導電性電極602、6
07間に光導電層603及び液晶層606を挟み込み、
さらにこれらの間に金属からなる複数の画素電極604
を配置したものである。尚、図6中、601、608は
透明絶縁性基板、605は配向膜、610は書き込み
光、611は読み出し光である。
6 shows an example of the spatial light modulator having the most basic structure (for example, C. Gomez et al., Japanese Journal of Applied Physics Vol. 30 ( 1991
Year) L386 to L388 (Jap. J. Ap.
pl. Phys. 30 (1991) pp. L386-L
388)). This consists of two transparent conductive electrodes 602, 6
The photoconductive layer 603 and the liquid crystal layer 606 are sandwiched between 07,
Further, a plurality of pixel electrodes 604 made of metal are provided between them.
Is arranged. In FIG. 6, 601 and 608 are transparent insulating substrates, 605 is an alignment film, 610 is writing light, and 611 is reading light.

【0004】しかし、この構造の場合には、読み出し光
611が隣合う画素電極604、604間の光導電層6
03に直接照射されるため、誤動作を起こすという問題
がある。
However, in the case of this structure, the photoconductive layer 6 between the pixel electrodes 604 and 604 where the readout light 611 is adjacent is read.
No. 03 is directly irradiated, so that there is a problem that a malfunction occurs.

【0005】また、別の基本的な構造を有するものとし
て、金属の画素電極の代わりに全面に誘電体反射膜を形
成し、さらに全面に遮光層を形成したものがある(例え
ば、特開昭63−109422号公報の第7図)。
As another structure having another basic structure, there is a structure in which a dielectric reflection film is formed on the entire surface instead of the metal pixel electrode, and a light shielding layer is further formed on the entire surface (see, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho. 63-109422, FIG. 7).

【0006】しかし、この構造の場合には、誘電体反射
膜や遮光層のシート方向の電気抵抗を十分大きくしなけ
れば、解像度の劣化を引き起こすという問題がある。遮
光度を保ったままシート方向の電気抵抗を実質的に抑え
る方法としては、図7に示すように、隣合う画素電極7
04、704間の間隙に絶縁性を有する遮光層712を
充填するという方法が考えられる。尚、図7中、70
1、708は透明絶縁性基板、702、707は透明導
電性電極、703は光導電層、705は配向膜、706
は液晶層、710は書き込み光、711は読み出し光で
ある。
However, in the case of this structure, there is a problem that the resolution is deteriorated unless the electric resistance in the sheet direction of the dielectric reflection film or the light shielding layer is sufficiently increased. As a method of substantially suppressing the electric resistance in the sheet direction while maintaining the light shielding degree, as shown in FIG.
A possible method is to fill the gap between 04 and 704 with a light-shielding layer 712 having an insulating property. Incidentally, 70 in FIG.
1, 708 are transparent insulating substrates, 702 and 707 are transparent conductive electrodes, 703 is a photoconductive layer, 705 is an alignment film, and 706.
Is a liquid crystal layer, 710 is writing light, and 711 is reading light.

【0007】また、隣合う画素電極間のクロストークを
さらに小さくし、同時に遮光度も向上させるために、画
素電極間部分の光導電層の一部又は全部を除去し、そこ
に絶縁性を有する遮光材料を充填するという方法が提案
されている(例えば、特開平3−2836号公報)。
Further, in order to further reduce the crosstalk between adjacent pixel electrodes and at the same time improve the light blocking degree, a part or all of the photoconductive layer between the pixel electrodes is removed, and the photoconductive layer has an insulating property. A method of filling with a light-shielding material has been proposed (for example, JP-A-3-2836).

【0008】また、本発明者等は、さらに遮光度を上げ
るために、図8に示すように、遮光層812に加えて金
属遮光膜813を付加するという構造を提案している。
このように光導電層803に溝部分を形成するという方
法は、光導電層803が整流性を有する場合に特に有効
である。すなわち、光導電層803がp/i/nフォト
ダイオード構造を有する場合には、光導電層803の最
上部の層は比較的抵抗の低いn層となるが、溝部分を設
けることにより画素電極間のn層が除去されて隣合う画
素電極間の電気的絶縁が保たれ、解像度の低下を抑制す
ることができる。尚、図8中、801、808は透明絶
縁性基板、802、807は透明導電性電極、804は
画素電極、805は配向膜、806は液晶層、810は
書き込み光、811は読み出し光である。
Further, the present inventors have proposed a structure in which a metal light shielding film 813 is added in addition to the light shielding layer 812 as shown in FIG. 8 in order to further increase the light shielding degree.
The method of forming the groove portion in the photoconductive layer 803 is particularly effective when the photoconductive layer 803 has a rectifying property. That is, when the photoconductive layer 803 has a p / i / n photodiode structure, the uppermost layer of the photoconductive layer 803 is an n layer having a relatively low resistance, but by providing a groove portion, the pixel electrode The n layer in between is removed and the electrical insulation between the adjacent pixel electrodes is maintained, so that deterioration of resolution can be suppressed. In FIG. 8, reference numerals 801 and 808 are transparent insulating substrates, 802 and 807 are transparent conductive electrodes, 804 is a pixel electrode, 805 is an alignment film, 806 is a liquid crystal layer, 810 is writing light, and 811 is reading light. .

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、画素電
極間に遮光層を形成する場合の遮光材料としては、薄く
ても十分な遮光度を有し、かつ、解像度を保つのに十分
な電気抵抗を有することが要求される。また、上記のよ
うに画素間に溝部分を設ける構造の場合には特に、画素
間に充填される遮光材料が低抵抗であると、画素電極と
金属遮光膜(あるいは書き込み側の透明導電性電極)と
の間でリーク電流が生じ、画素欠陥などの原因になると
いう問題が生じる。さらに、画素電極間に容易に充填す
ることができるものでなければならないという製造上の
要求もある。
As described above, the light-shielding material for forming the light-shielding layer between the pixel electrodes has a sufficient light-shielding degree even if it is thin, and is sufficient to maintain the resolution. It is required to have electric resistance. Further, particularly in the case of the structure in which the groove portion is provided between the pixels as described above, if the light shielding material filled between the pixels has a low resistance, the pixel electrode and the metal light shielding film (or the transparent conductive electrode on the writing side) There is a problem in that a leak current is generated between the first and the second), which causes a pixel defect or the like. Further, there is a manufacturing requirement that the space between the pixel electrodes should be easily filled.

【0010】ところが一般に、これらのすべてを満足す
る材料は非常に少ない。例えば、1μm前後の厚みで入
射光の99%以上を遮断し得る高遮光度の材料で、か
つ、充填の容易なものとしては、炭素などの光吸収性を
有する物質の粒子を含有する高分子媒質などが考えられ
るが、炭素粒子自体が電気伝導性を有するために画素間
のクロストークや画素欠陥を完全に抑制することは困難
である。
However, in general, very few materials satisfy all of these requirements. For example, a polymer having a high light-shielding degree capable of blocking 99% or more of incident light with a thickness of about 1 μm and easy to fill is a polymer containing particles of a light-absorbing substance such as carbon. Although a medium may be considered, it is difficult to completely suppress crosstalk between pixels and pixel defects because the carbon particles themselves have electrical conductivity.

【0011】本発明は、このような現状に鑑みてなされ
たものであり、遮光度を低下させることなく、画素電極
間の電気的絶縁を保ち得る遮光層を比較的容易に形成す
ることのできる空間光変調素子の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to relatively easily form a light-shielding layer capable of maintaining electrical insulation between pixel electrodes without lowering the light-shielding degree. It is an object to provide a method for manufacturing a spatial light modulator.

【0012】[0012]

【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製造方法は、第1の
電極と、前記第1の電極に対して平行に配置された第2
の電極と、前記第1の電極に電気的に接する光導電層
と、前記第2の電極と前記光導電層との間に挿入された
液晶層とを備え、前記光導電層の前記液晶層側の界面に
電気的に接する複数の島状の画素電極を有し、前記画素
電極間の溝状の間隙部分に遮光層が挿入されている空間
光変調素子の製造方法であって、光吸収性粒子を含有す
る熱収縮性媒質を前記間隙部分に充填した後に熱収縮を
行い、前記熱収縮によって新たに生じた間隙に絶縁性媒
質を充填することにより、前記遮光層を形成することを
特徴とする。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a spatial light modulator according to the present invention comprises a first electrode and a second electrode arranged in parallel to the first electrode.
The electrode, a photoconductive layer in electrical contact with the first electrode, and a liquid crystal layer inserted between the second electrode and the photoconductive layer, the liquid crystal layer of the photoconductive layer. A method for manufacturing a spatial light modulation element, comprising: a plurality of island-shaped pixel electrodes that are in electrical contact with a side interface; and a light-shielding layer inserted in a groove-shaped gap between the pixel electrodes. Characterized in that the light-shielding layer is formed by filling the gap portion with a heat-shrinkable medium containing conductive particles, and then performing heat shrinkage, and filling the gap newly generated by the heat shrinkage with an insulating medium. And

【0013】また、前記本発明方法の構成においては、
光導電層が整流性を有するのが好ましい。また、前記本
発明方法の構成においては、光吸収性粒子が炭素を主成
分とする粒子であるのが好ましい。
Further, in the constitution of the method of the present invention,
The photoconductive layer preferably has a rectifying property. Further, in the constitution of the method of the present invention, it is preferable that the light absorbing particles are particles containing carbon as a main component.

【0014】また、前記本発明方法の構成においては、
絶縁性媒質が液晶分子を配向させる配向膜の材料である
のが好ましい。また、前記本発明方法の構成において
は、熱収縮性媒質を間隙部分に充填する工程と、前記熱
収縮性媒質を熱収縮させる工程との間に、画素電極上面
に残った前記熱収縮性媒質を除去する工程を挿入するの
が好ましい。
Further, in the constitution of the method of the present invention,
The insulating medium is preferably the material of the alignment film that aligns the liquid crystal molecules. Further, in the configuration of the method of the present invention, the heat-shrinkable medium remaining on the upper surface of the pixel electrode between the step of filling the heat-shrinkable medium into the gap and the step of heat-shrinking the heat-shrinkable medium. Is preferably inserted.

【0015】また、前記本発明方法の構成においては、
画素電極をエッチングマスクとして光導電層に等方性エ
ッチングを施すことにより、前記画素電極間の溝状の間
隙部分を拡張する工程を含むのが好ましく、この場合に
はさらに、画素電極間の拡張された溝状の間隙部分に、
前記間隙部分の底面を概ね覆い、光導電層に電気的に接
し、かつ、前記画素電極とは電気的に分離された金属遮
光膜を形成する工程を含むのが好ましい。
Further, in the constitution of the method of the present invention,
It is preferable to include a step of expanding the groove-shaped gap portion between the pixel electrodes by performing isotropic etching on the photoconductive layer using the pixel electrodes as an etching mask. In the groove-shaped gap part,
It is preferable to include a step of forming a metal light-shielding film that substantially covers the bottom surface of the gap portion, is in electrical contact with the photoconductive layer, and is electrically separated from the pixel electrode.

【0016】[0016]

【作用】炭素などの光吸収性の粒子を熱収縮性の媒質に
含有させて画素電極間の間隙部分に充填すると、遮光層
を形成することができる。しかし、この状態では炭素粒
子自体の導電性のために絶縁性を確保することはできな
い。そこで、この媒質を熱処理によって収縮させる。す
ると、光導電層や画素電極などとこの媒質との間の界
面、又は媒質自体の内部に新たな間隙が生じる。この間
隙部分にポリイミドなどの絶縁性媒質を充填すると、隣
合う画素電極間、あるいは画素電極と間隙部の底の金属
遮光膜や透明導電性電極との間が電気的に絶縁される。
これにより、遮光度を低下させることなく、画素電極間
の電気的絶縁を保ち得る遮光層を比較的容易に形成する
ことができる。
When the light-absorbing particles such as carbon are contained in the heat-shrinkable medium and filled in the gaps between the pixel electrodes, the light-shielding layer can be formed. However, in this state, the insulating property cannot be secured due to the conductivity of the carbon particles themselves. Therefore, this medium is contracted by heat treatment. Then, a new gap is created at the interface between the photoconductive layer, the pixel electrode, or the like and this medium, or inside the medium itself. When this gap is filled with an insulating medium such as polyimide, it electrically insulates between adjacent pixel electrodes or between the pixel electrode and the metal light-shielding film or the transparent conductive electrode at the bottom of the gap.
Accordingly, it is possible to relatively easily form the light shielding layer that can maintain the electrical insulation between the pixel electrodes without lowering the light shielding degree.

【0017】[0017]

【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)まず、本発明の対象となる最も基本的な構
造を有する図7の空間光変調素子について説明する。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples. (Embodiment 1) First, the spatial light modulator of FIG. 7 having the most basic structure to which the present invention is applied will be described.

【0018】図7に示すように、透明絶縁性基板701
(例えば、ガラス、石英など)上には、透明導電性電極
702(例えば、ITO(インジウム−スズ酸化物)、
ZnO、SnO2 など)と、光導電層703とが順次積
層されている。また、光導電層703の上には、微小形
状に分離された画素電極704と、液晶層706を配向
する配向膜705(例えば、ポリイミド等の高分子薄
膜)とが順に配置されており、画素電極704の間隙部
分には絶縁性を有する遮光層712が充填されている。
また、対向側の透明導電性電極707(例えば、IT
O、ZnO、SnO 2 など)にも配向膜705が一様に
成膜されている。尚、図7中、708は透明絶縁性基板
(例えば、ガラス、石英など)である。
As shown in FIG. 7, a transparent insulating substrate 701.
A transparent conductive electrode on (eg glass, quartz, etc.)
702 (for example, ITO (indium-tin oxide),
ZnO, SnO2Etc.) and the photoconductive layer 703 are sequentially stacked.
Layered. In addition, on the photoconductive layer 703, a fine pattern is formed.
Align the pixel electrode 704 and the liquid crystal layer 706, which are separated like a circle
Alignment film 705 (for example, a thin polymer film such as polyimide)
Film) are sequentially arranged, and a gap portion of the pixel electrode 704.
A light-blocking layer 712 having an insulating property is filled in the portion.
In addition, the transparent conductive electrode 707 on the opposite side (for example, IT
O, ZnO, SnO 2Etc.) the alignment film 705 is uniform
It has been formed into a film. In FIG. 7, 708 is a transparent insulating substrate.
(Eg, glass, quartz, etc.).

【0019】光導電層703に使用する材料としては、
例えば、CdS、CdTe、CdSe、ZnS、ZnS
e、GaAs、GaN、GaP、GaAlAs、InP
等の化合物半導体、Se、SeTe、AsSe等の非晶
質半導体、Si、Ge、Si 1-x x 、Si1-x
x 、Ge1-x x (0<x<1)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、Pc
と略す)、例えば、無金属Pc、XPc(X=Cu、N
i、Co、TiO、Mg、Si(OH)2 など)、Al
ClPcCl、TiOClPcCl、InClPcC
l、InClPc、InBrPcBrなど、(2)モノ
アゾ色素、ジスアゾ色素などのアゾ系色素、(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
機半導体がある。
As the material used for the photoconductive layer 703,
For example, CdS, CdTe, CdSe, ZnS, ZnS
e, GaAs, GaN, GaP, GaAlAs, InP
Such as compound semiconductor, amorphous such as Se, SeTe, AsSe
Quality semiconductors, Si, Ge, Si 1-xCx, Si1-xG
ex, Ge1-xCx(0 <x <1) polycrystal or amorphous
Semiconductor, and (1) Phthalocyanine pigment (hereinafter referred to as Pc
Abbreviated), for example, metal-free Pc, XPc (X = Cu, N
i, Co, TiO, Mg, Si (OH)2Etc.), Al
ClPcCl, TiOClPcCl, InClPcC
1, InClPc, InBrPcBr, etc. (2) Mono
Azo dyes such as azo dyes and disazo dyes, (3) penis
Penylene type such as rheic anhydride and penenylene imide
Pigment, (4) Indigoid dye, (5) Quinacridone face
(6) Anthraquinones, pyrenequinones, etc.
Ring quinones, (7) cyanine dyes, (8) xanthene dyes
Materials, (9) charge transfer complexes such as PVK / TNF, (1
0) Made from pyrrolium salt dye and polycarbonate resin
Eutectic complex, (11) azurenium salt compound, etc.
There is a semiconductor.

【0020】また、非晶質のSi、Ge、Si
1-x x 、Si1-x Gex 、Ge1-x x (以下、a−
Si、a−Ge、a−Si1-x x 、a−Si1-x Ge
x 、a−Ge1-x x のように略す)を光導電層703
に使用する場合には、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703内に空乏層を形成
して誘電率及び暗抵抗あるい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703内に空乏層を形成してもよい。
Amorphous Si, Ge, Si
1-x Cx , Si 1-x Ge x , Ge 1-x C x (hereinafter a-
Si, a-Ge, a-Si 1-x C x , a-Si 1-x Ge
x , a-Ge 1-x C x ) is abbreviated as a photoconductive layer 703.
In the case of being used in the above, hydrogen or a halogen element may be included, and oxygen or nitrogen may be included in order to reduce the dielectric constant or increase the resistivity. Further, in order to control the resistivity, elements such as B, Al, and Ga, which are p-type impurities,
Alternatively, an element such as P, As, or Sb which is an n-type impurity may be added. In this way, the amorphous materials to which impurities are added are stacked to form junctions of p / n type, p / i type, i / n type, p / i / n type, etc., and the photoconductive layer 703 is depleted. Layers can be formed to control dielectric constant and dark resistance or operating voltage polarity. Further, not only such an amorphous material but also two or more kinds of the above materials may be stacked to form a heterojunction, and a depletion layer may be formed in the photoconductive layer 703.

【0021】また、光導電層703の膜厚は0.1〜1
0μmの範囲にあるのが好ましい。尚、本実施例1にお
いては、暗抵抗が比較的高いという特徴を有するアモル
ファスシリコンを用いている。また、実際に駆動すると
きに消去光が不要になるという理由から、整流性を有す
るp/i/n構造のものを用いている。
The thickness of the photoconductive layer 703 is 0.1-1.
It is preferably in the range of 0 μm. In the first embodiment, amorphous silicon, which has a characteristic that dark resistance is relatively high, is used. Further, a p / i / n structure having a rectifying property is used because erasing light is not required when actually driving.

【0022】画素電極704としては、例えばAl、T
i、Cr、Ag、Au、Ta、Ptなどの金属、あるい
はこれらのうちの2種以上の金属を積層したものを用い
ることができる。画素電極704の厚さは0.1〜10
μmの範囲にあるのが好ましい。
As the pixel electrode 704, for example, Al, T
Metals such as i, Cr, Ag, Au, Ta and Pt, or a laminate of two or more kinds of these metals can be used. The thickness of the pixel electrode 704 is 0.1 to 10
It is preferably in the range of μm.

【0023】液晶層706としては、TN(ツイステッ
ド・ネマチック)構造の液晶を用いてもよいが、より高
速応答が可能な強誘電性液晶を用いるのが好ましい。ま
た、反強誘電性液晶を用いてもよい。液晶層706の厚
さは0.1〜50μmの範囲にあるのが好ましい。
As the liquid crystal layer 706, a liquid crystal having a TN (twisted nematic) structure may be used, but it is preferable to use a ferroelectric liquid crystal capable of higher speed response. Alternatively, antiferroelectric liquid crystal may be used. The thickness of the liquid crystal layer 706 is preferably in the range of 0.1 to 50 μm.

【0024】次に、上記構成を有する空間光変調素子の
製造方法を図2を参照しながら説明する。まず、40m
m×40mm×0.3mmのガラス基板201の上に、
スパッタ蒸着法によってITOを0.1μmの膜厚で成
膜し、透明導電性電極202を形成した。次いで、プラ
ズマCVD法によってp/i/nフォトダイオード構造
のアモルファスシリコン(以下、a−Si:Hと略す)
膜を1.8μmの膜厚で積層し、光導電層203を形成
した(以上、図2(a))。ここで、p層にはB(ホウ
素)が400ppmだけドーピングされており、n層に
はP(燐)が40ppmだけドーピングされている。ま
た、p層の膜厚は0.1μm、i層の膜厚は1.25μ
m、n層の膜厚は0.45μmである。
Next, a method of manufacturing the spatial light modulator having the above structure will be described with reference to FIG. First, 40m
On a glass substrate 201 of m × 40 mm × 0.3 mm,
ITO was formed into a film having a thickness of 0.1 μm by a sputter deposition method to form a transparent conductive electrode 202. Then, amorphous silicon (hereinafter abbreviated as a-Si: H) having a p / i / n photodiode structure is formed by plasma CVD.
The films were laminated in a thickness of 1.8 μm to form a photoconductive layer 203 (the above is FIG. 2A). Here, the p layer is doped with 400 ppm of B (boron), and the n layer is doped with 40 ppm of P (phosphorus). The p-layer has a thickness of 0.1 μm and the i-layer has a thickness of 1.25 μm.
The film thickness of the m and n layers is 0.45 μm.

【0025】次いで、光導電層203の面上に、真空蒸
着法によってAl膜を0.3μmのの膜厚で成膜し、フ
ォトリソグラフィーによって、20μm×20μm、ピ
ッチ5μm、1000×1000画素の画素電極204
を形成した(図2(b))。尚、Al膜のエッチングに
は硝酸、燐酸、酢酸等を含む混酸エッチング液を用い
た。
Then, an Al film having a film thickness of 0.3 μm is formed on the surface of the photoconductive layer 203 by a vacuum vapor deposition method, and by photolithography, a pixel having a size of 20 μm × 20 μm, a pitch of 5 μm, and 1000 × 1000 pixels is formed. Electrode 204
Was formed (FIG. 2 (b)). A mixed acid etching solution containing nitric acid, phosphoric acid, acetic acid and the like was used for etching the Al film.

【0026】次いで、この上からスピンコート法によっ
て全面に液状の炭素粒子含有フォトポリマー214(富
士ハントエレクトロニクステクノロジー(株)製CK−
2000)を塗布し、その後、90℃の温度で5分間に
わたってプリベークを行った。さらに、露光時の変質を
防ぐためのオーバーコート膜(富士ハントエレクトロニ
クス(株)製CP−2000)を塗布し、90℃の温度
で5分間にわたってプリベークを行った。その後、30
秒間にわたって紫外光で露光した。このとき、炭素粒子
含有フォトポリマー214は、画素電極204、204
間においては画素電極204上よりも厚く形成されてい
ることが電子顕微鏡によって確認された。また、90℃
の熱処理を施しても、収縮がほとんど起こらないことも
確認された。尚、画素電極204上の炭素粒子含有フォ
トポリマー214の厚さは1.0μmであった(以上、
図2(c))。
Next, a liquid carbon particle-containing photopolymer 214 (CK-manufactured by Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd.) is coated on the entire surface by spin coating.
2000) and then prebaked at a temperature of 90 ° C. for 5 minutes. Further, an overcoat film (CP-2000 manufactured by Fuji Hunt Electronics Co., Ltd.) for preventing deterioration during exposure was applied and prebaked at a temperature of 90 ° C. for 5 minutes. Then 30
Exposed to UV light for seconds. At this time, the carbon particle-containing photopolymer 214 is removed from the pixel electrodes 204, 204.
It was confirmed by an electron microscope that the gap was formed thicker than that on the pixel electrode 204. Also, 90 ℃
It was also confirmed that the shrinkage hardly occurs even when the heat treatment of 1. The thickness of the carbon particle-containing photopolymer 214 on the pixel electrode 204 was 1.0 μm (above,
FIG. 2C).

【0027】次いで、O2 プラズマ215を用いたリア
クティブイオンエッチングを施すことにより、炭素粒子
含有フォトポリマー214の上層部を除去した。O2
スの流量は5.0ccm、ガス圧は4.0Pa、プラズ
マを発生させるための投入パワーは300Wとした。こ
の方法を採用することにより、約3分間で画素電極20
4の上面が現れるところまでエッチングすることができ
た。わずかに画素電極204上に残った残屑(炭素粒子
などの塊でエッチングされずに残ったもの)は流水中で
綿繊維による擦り洗浄を加えることにより除去した。こ
れにより、画素電極204、204間に遮光層212が
形成された(以上、図2(d))。
Then, reactive ion etching using O 2 plasma 215 was performed to remove the upper layer portion of the carbon particle-containing photopolymer 214. The flow rate of O 2 gas was 5.0 ccm, the gas pressure was 4.0 Pa, and the input power for generating plasma was 300 W. By adopting this method, the pixel electrode 20 can be formed in about 3 minutes.
It was possible to etch up to where the upper surface of No. 4 appeared. The debris slightly left on the pixel electrode 204 (those left without being etched due to lumps of carbon particles or the like) was removed by rubbing and washing with cotton fiber in running water. As a result, the light shielding layer 212 was formed between the pixel electrodes 204, 204 (above, FIG. 2D).

【0028】次いで、200〜250℃の温度で10分
間にわたって熱処理(ポストベーク)を施した。これに
より、画素電極204、204間の炭素粒子含有フォト
ポリマー214(遮光層212)が熱収縮し、画素電極
204との間に間隙が生じていることが電子顕微鏡によ
って確認された。また、炭素粒子含有フォトポリマー2
14自体にも空洞部分が形成されていることも確認され
た(以上、図2(e))。
Then, a heat treatment (post-baking) was performed at a temperature of 200 to 250 ° C. for 10 minutes. As a result, it was confirmed by an electron microscope that the carbon particle-containing photopolymer 214 (light-shielding layer 212) between the pixel electrodes 204 and 204 was thermally contracted and a gap was formed between the pixel electrode 204 and the pixel electrode 204. Further, the carbon particle-containing photopolymer 2
It was also confirmed that a hollow portion was formed also in 14 itself (above, FIG. 2 (e)).

【0029】次いで、ポリアミック酸をスピンコート法
によって全面に塗布した。このとき、ポリアミック酸は
前記工程(e)で生じた間隙部分や空洞部分にも完全に
浸透した。この状態で200℃の温度で1時間にわたっ
て加熱することにより(イミド化処理)、膜厚が100
オングストロームのポリイミド配向膜205を形成した
(以上、図2(f))。配向処理(ラビング処理)はナ
イロン布で表面を一定方向に擦ることによって行った。
画素電極204、204間においては確かに、前記工程
(e)で生じた間隙部分にもれなく完全にポリイミドが
侵入していることが確認された。
Next, polyamic acid was applied to the entire surface by spin coating. At this time, the polyamic acid completely penetrated into the gaps and cavities generated in the step (e). By heating in this state at a temperature of 200 ° C. for 1 hour (imidization treatment), the film thickness becomes 100.
An Angstrom polyimide alignment film 205 was formed (above, FIG. 2 (f)). The orientation treatment (rubbing treatment) was performed by rubbing the surface in a certain direction with a nylon cloth.
It was confirmed that between the pixel electrodes 204, 204, polyimide was certainly completely infiltrated in the gap portion generated in the step (e).

【0030】一方、40mm×40mm×0.3mmの
ガラス基板208上にも、スパッタ蒸着法によってIT
Oを0.1μmの膜厚で成膜し、透明導電性電極207
を形成した。次いで、ポリイミド配向膜205を形成し
て配向処理を施した。次いで、このガラス基板208上
に直径1μmの樹脂製ビーズ216を分布させ、もう一
方のガラス基板201と張り合わせることにより、両基
板間に1μmのギャップを形成した。最後に、このギャ
ップに強誘電性液晶(チッソ(株)製CS−1029)
を注入して熱処理を施した。これにより、両基板間に、
1μm厚の強誘電性液晶層206が形成された(以上、
図2(g))。
On the other hand, IT is also formed on the glass substrate 208 of 40 mm × 40 mm × 0.3 mm by the sputter deposition method.
O is formed into a film having a thickness of 0.1 μm, and the transparent conductive electrode 207 is formed.
Was formed. Then, a polyimide alignment film 205 was formed and an alignment treatment was performed. Next, resin beads 216 having a diameter of 1 μm were distributed on this glass substrate 208 and bonded to the other glass substrate 201 to form a gap of 1 μm between the two substrates. Finally, a ferroelectric liquid crystal (CS-1029 manufactured by Chisso Corp.) is placed in this gap.
Was injected and heat-treated. As a result, between both boards,
A ferroelectric liquid crystal layer 206 having a thickness of 1 μm was formed (above,
FIG. 2 (g)).

【0031】以上により、図7の構造を有する空間光変
調素子が得られた。尚、遮光層212に含有する光吸収
性粒子としては、可視光線の波長領域全体にわたって大
きな吸収係数を有する(すなわち、黒色の)炭素粒子が
好ましいが、これ以外に特定の波長領域の光のみを吸収
する粒子(顔料など)を用いることも可能である。ま
た、これらの粒子を含有させる母体としては必ずしもフ
ォトポリマーに限定されるものではなく、加熱によって
収縮する媒体であれば使用可能である。
As described above, the spatial light modulator having the structure of FIG. 7 was obtained. As the light-absorbing particles contained in the light-shielding layer 212, carbon particles having a large absorption coefficient over the entire wavelength range of visible light (that is, black) are preferable, but in addition to this, only light in a specific wavelength range is used. It is also possible to use particles that absorb (such as pigments). Further, the matrix containing these particles is not necessarily limited to the photopolymer, and a medium that shrinks by heating can be used.

【0032】また、工程(e)で新たに生じた間隙部分
に浸透させる媒質としてはポリアミック酸に限定される
ものではなく、例えばフォトレジストなどでもよいが、
ポリアミック酸などの配向膜原料を用いれば、画素電極
204上における配向膜205の形成と、画素電極20
4、204間の絶縁処理とを同時に行うことができると
いう利点がある。
Further, the medium for permeating the gap portion newly formed in the step (e) is not limited to polyamic acid, and may be, for example, photoresist.
When an alignment film material such as polyamic acid is used, the alignment film 205 is formed on the pixel electrode 204 and the pixel electrode 20.
There is an advantage that the insulation treatment between 4 and 204 can be performed at the same time.

【0033】また、工程(d)においては、画素電極2
04の表面に残った残屑を擦り洗浄によって除去してい
るが、これは工程(e)の熱収縮後に行うことも可能で
ある。しかし、一般に熱収縮性媒質を熱収縮させると、
体積の減少と共に媒質自体も硬化するため、画素電極2
04上面の残屑を完全に除去することは困難である。従
って、熱収縮前の軟らかい状態のときに残屑の除去を行
っておくのが好ましい。次に、上記のようにして作製し
た空間光変調素子の駆動方法及び動作原理について簡単
に説明する。
In step (d), the pixel electrode 2
The debris left on the surface of No. 04 is removed by rubbing and washing, but this can also be performed after the heat shrinkage of step (e). However, in general, when a heat-shrinkable medium is heat-shrinked,
Since the medium itself hardens as the volume decreases, the pixel electrode 2
04 It is difficult to completely remove the debris on the upper surface. Therefore, it is preferable to remove the debris in the soft state before the heat shrinkage. Next, a driving method and an operating principle of the spatial light modulator manufactured as described above will be briefly described.

【0034】両透明導電性電極202、207間に印加
する駆動パルス波形の一例として、図3に示すような消
去パルス301(電圧Ve 、時間Te )と書き込み期間
302(電圧Vw 、時間Tw )とが連続したものを用い
る。
As an example of a drive pulse waveform applied between both transparent conductive electrodes 202 and 207, an erase pulse 301 (voltage V e , time T e ) and a writing period 302 (voltage V w , time) as shown in FIG. T w ) and the continuous one are used.

【0035】整流性を有する光導電層203と強誘電性
液晶層206とが直列に接続された空間光変調素子に消
去パルス301が印加されると、光導電層203には順
方向電圧が加わって低抵抗状態となり、強誘電性液晶層
206は強制的にオフ状態となる。次に、低電圧の書き
込み期間302になると、光導電層203は逆方向バイ
アス状態となるが、書き込み光の強度に比例した光電流
が発生し、強誘電性液晶層206と光導電層203の界
面の画素電極204に電荷Qが蓄積される。そして、強
誘電性液晶層206はこの電荷Qとバランスするような
分極反転状態P(−Ps <P<+Ps ;Ps は自発分極
の大きさ)に保たれる。この状態は、強誘電性液晶層2
06内で面積的に+Ps と−Ps の状態が分布している
か、もしくは液晶分子の反転の過渡的な状態であると考
えられる。ここでは、光電流の量、すなわち書き込み光
の強度によって液晶の分極状態、すなわち読み出し光の
強度を制御することができるので、中間調を実現するこ
とができる。
When the erasing pulse 301 is applied to the spatial light modulator in which the photoconductive layer 203 having a rectifying property and the ferroelectric liquid crystal layer 206 are connected in series, a forward voltage is applied to the photoconductive layer 203. The ferroelectric liquid crystal layer 206 is forcibly turned off. Next, in the low voltage writing period 302, the photoconductive layer 203 is in the reverse bias state, but a photocurrent proportional to the intensity of the writing light is generated, and the ferroelectric liquid crystal layer 206 and the photoconductive layer 203 are exposed. The charge Q is accumulated in the pixel electrode 204 on the interface. Then, the ferroelectric liquid crystal layer 206 is kept in a polarization inversion state P (−P s <P <+ P s ; P s is the magnitude of spontaneous polarization) that balances with the charge Q. In this state, the ferroelectric liquid crystal layer 2
It is considered that the + P s and −P s states are distributed in area within 06 or that the liquid crystal molecules are in a transitional transition state. Here, since the polarization state of the liquid crystal, that is, the intensity of the reading light can be controlled by the amount of the photocurrent, that is, the intensity of the writing light, a halftone can be realized.

【0036】図3の単極性パルスの他にも、例えば、
C.ゴメス他 ジャパニーズ・ジャーナル・オヴ・アプ
ライド・フィジクス第30巻(1991年)第L386
頁から第L388頁(Jap.J.Appl.Phy
s.30(1991)pp.L386−L388))に
示されているような双極性パルスで駆動することも可能
である。
In addition to the unipolar pulse of FIG. 3, for example,
C. Gomez and others Japanese Journal of Applied Physics Volume 30 (1991) L386
Pages L388 (Jap. J. Appl. Phy
s. 30 (1991) pp. It is also possible to drive with bipolar pulses as shown in L386-L388)).

【0037】以上の空間光変調素子を用いて投写型ディ
スプレイ装置を構成してみた。このときの系を図4に示
す。これは、空間光変調素子402の書き込み情報とし
てCRT401に提示された画像を用い、読み出し側は
メタルハライドランプからの読み出し入力光408を偏
光子405とビームスプリッタ404を介して空間光変
調素子402に照射し、読み出し出力光409を検光子
406、レンズ410を介して取り出してスクリーン4
11上に映し出したものである。図4中、403は駆動
電源、407は書き込み光である。空間光変調素子40
2の有効面積は2.5cm×2.5cmであるが、これ
をスクリーン411上で100cm×100cmに拡大
した。駆動パルスとしては、図3に示す単極性パルスを
用い、V e =15V、Te =100μsec、Vw =−
1.35V、Tw =1100μsecとした。
Using the above spatial light modulator,
I tried to configure a spray device. The system at this time is shown in Fig. 4.
You This is the writing information of the spatial light modulator 402.
Using the image presented on the CRT 401,
The read input light 408 from the metal halide lamp is polarized.
Spatial light change through photon 405 and beam splitter 404.
The read output light 409 is irradiated onto the adjustment element 402 and the analyzer
406, the screen 4 taken out through the lens 410
It is what was projected on 11. In FIG. 4, 403 is a drive
A power source 407 is a writing light. Spatial light modulator 40
The effective area of 2 is 2.5 cm x 2.5 cm,
Is enlarged to 100 cm x 100 cm on the screen 411
did. As the driving pulse, the unipolar pulse shown in FIG. 3 is used.
Used, V e= 15V, Te= 100 μsec, Vw=-
1.35V, Tw= 1100 μsec.

【0038】これにより、スクリーン411上で画像が
観測されたが、入力するCRT401の画像を忠実に再
現していた。このときのスクリーン411上での明るさ
は80lxであり、スクリーン411上でのコントラス
ト比は100:1であった。また、正常な画素と異なる
動きを示す欠陥画素はほとんど無く、1000×100
0画素中わずかに2〜3個程度であった。スクリーン4
11上では1画素が1mm×1mmに拡大されるが、こ
のとき隣合う画素電極204、204間のクロストーク
がわずかに観測された。これは、隣合う画素電極20
4、204同志が低抵抗のn層を介して電気的に接触し
ているためである。また、光源のメタルハライドランプ
の出力をこれ以上に上げると、出力画像のコントラスト
比は低下していった。これは、画素電極204、204
間の遮光層212だけでは遮光度が不十分であることを
意味している。
As a result, an image was observed on the screen 411, but the input CRT 401 image was faithfully reproduced. At this time, the brightness on the screen 411 was 80 lx, and the contrast ratio on the screen 411 was 100: 1. In addition, there are almost no defective pixels that show different movement from normal pixels, and 1000 × 100
There were only a few of 0 pixels. Screen 4
On Pixel 11, one pixel was enlarged to 1 mm × 1 mm, but at this time, a slight crosstalk between the adjacent pixel electrodes 204 and 204 was observed. This is because the adjacent pixel electrodes 20
The reason for this is that the 4, 204 are in electrical contact with each other through the low resistance n layer. Moreover, when the output of the metal halide lamp of the light source was increased more than this, the contrast ratio of the output image decreased. This is the pixel electrode 204,
This means that the light shielding layer 212 alone is insufficient in light shielding degree.

【0039】尚、CRT401の代わりにTFT液晶パ
ネルを用いて書き込みを行った場合にも、全く同様の結
果が得られた。比較のために、工程(e)の熱処理を省
略して空間光変調素子を作製し、同様にして投写型ディ
スプレイ装置に組み込んでみた。このとき、スクリーン
411上において観測される画素間のクロストークは先
の場合よりも大きかった。これは、画素間の抵抗が先の
場合よりも小さいことを意味している。
The same results were obtained when writing was performed using a TFT liquid crystal panel instead of the CRT 401. For comparison, the spatial light modulator was manufactured by omitting the heat treatment in step (e) and similarly incorporated into the projection display device. At this time, the crosstalk between the pixels observed on the screen 411 was larger than that in the previous case. This means that the resistance between pixels is smaller than in the previous case.

【0040】(実施例2)図8は空間光変調素子の他の
実施例を示す断面図である。図8に示す空間光変調素子
は、基本的には図7に示す空間光変調素子と同じである
が、以下の点で異なる。 (1)隣合う画素電極804、804間の光導電層80
3の一部をエッチングによって除去することにより、溝
が形成されている。これにより、隣合う画素電極80
4、804間が電気的に分離され、解像度が向上する。 (2)(1)で形成した溝の底に、例えばAl、Ti、
Cr、Ag、Au、Ta、Ptなどの金属からなる金属
遮光膜813が形成されている。これにより、読み出し
出力光811が光導電層803側へ回り込むことによる
スイッチング誤動作がなくなり、読み出し光強度を高め
ることができる。
(Embodiment 2) FIG. 8 is a sectional view showing another embodiment of the spatial light modulator. The spatial light modulator shown in FIG. 8 is basically the same as the spatial light modulator shown in FIG. 7, but different in the following points. (1) Photoconductive layer 80 between adjacent pixel electrodes 804, 804
A groove is formed by removing a part of 3 by etching. As a result, the adjacent pixel electrodes 80
4 and 804 are electrically separated to improve the resolution. (2) At the bottom of the groove formed in (1), for example, Al, Ti,
A metal light shielding film 813 made of a metal such as Cr, Ag, Au, Ta or Pt is formed. Thereby, the malfunction of switching due to the read output light 811 sneaking into the photoconductive layer 803 side is eliminated, and the read light intensity can be increased.

【0041】次に、上記構成を有する空間光変調素子の
製造方法を図1を参照しながら説明する。手順は実施例
1とほぼ同様であるが、実施例1と異なる点に重点をお
いて説明する。
Next, a method of manufacturing the spatial light modulator having the above structure will be described with reference to FIG. The procedure is almost the same as that of the first embodiment, but the different points from the first embodiment will be mainly described.

【0042】まず、実施例1の場合と全く同様にして、
ガラス基板101の上に、透明導電性電極102として
ITO薄膜を堆積し、さらに、光導電層103としてp
/i/nフォトダイオード構造のアモルファスシリコン
をプラズマCVD法によって堆積した。次いで、実施例
1の場合と同様に、光導電層103の面上に画素電極1
04を形成した。但し、材料としてはAlの代わりにC
rを用い、膜厚を0.2μmとした(以上、図1
(a))。
First, in the same manner as in the first embodiment,
An ITO thin film is deposited on the glass substrate 101 as a transparent conductive electrode 102, and a p-type photoconductive layer 103 is formed.
/ I / n photodiode structure amorphous silicon was deposited by the plasma CVD method. Then, as in the case of Example 1, the pixel electrode 1 is formed on the surface of the photoconductive layer 103.
04 was formed. However, the material is C instead of Al.
The film thickness was set to 0.2 μm by using r (see FIG.
(A)).

【0043】次いで、CF4 +O2 ガスを用いたケミカ
ルドライエッチング法により、隣合う画素電極104、
104間の光導電層103に深さ1.3μmの溝を設け
た。これにより、画素電極104、104間のn層が完
全に除去され、i層の途中までエッチングされた。この
場合、CF4 及びO2 の流量をそれぞれ1000ccm
及び300ccm、プラズマを発生させるための投入電
力を400W、エッチング時間を195秒とした。尚、
この方法は等方性エッチングであるため、画素電極10
4の下部まで回り込んでエッチングされた。横方向への
回り込みエッチングの深さは約1.0μmであった(以
上、図1(b))。
Next, by the chemical dry etching method using CF 4 + O 2 gas, the adjacent pixel electrodes 104,
A groove having a depth of 1.3 μm was provided in the photoconductive layer 103 between the layers 104. As a result, the n layer between the pixel electrodes 104 and 104 was completely removed, and the i layer was partially etched. In this case, the flow rates of CF 4 and O 2 are each 1000 ccm.
And 300 ccm, input power for generating plasma was 400 W, and etching time was 195 seconds. still,
Since this method is isotropic etching, the pixel electrode 10
4 was etched to the lower part. The depth of the wraparound etching in the lateral direction was about 1.0 μm (above, FIG. 1B).

【0044】次いで、全面にAlを0.3μmの膜厚で
蒸着し、これにより画素電極104上にはAlの反射膜
116が形成され(以後、Crの画素電極104と反射
膜116をひとまとめにして画素電極と呼ぶ)、画素電
極間の前記溝の底部には金属遮光膜113が形成された
(図1(c))。
Next, Al is vapor-deposited with a film thickness of 0.3 μm on the entire surface to form an Al reflection film 116 on the pixel electrode 104 (hereinafter, the Cr pixel electrode 104 and the reflection film 116 are grouped together. And a metal light-shielding film 113 is formed on the bottom of the groove between the pixel electrodes (FIG. 1C).

【0045】次いで、実施例1における工程(c)と全
く同様にして、炭素粒子含有フォトポリマー114を形
成した。この場合、画素電極間においては画素電極10
4上よりも厚く形成されていることが電子顕微鏡によっ
て確認された。また、90℃の熱処理を施しても、ほと
んど収縮が起こらないことも確認された。尚、画素電極
上の炭素粒子含有フォトポリマー114の厚さは1.0
μmであった(以上、図1(d))。
Then, a carbon particle-containing photopolymer 114 was formed in exactly the same manner as in step (c) in Example 1. In this case, the pixel electrode 10 is provided between the pixel electrodes.
It was confirmed by an electron microscope that the layer was formed thicker than that on No. 4. It was also confirmed that shrinkage hardly occurred even when heat treatment was performed at 90 ° C. The thickness of the carbon particle-containing photopolymer 114 on the pixel electrode is 1.0.
μm (above, FIG. 1 (d)).

【0046】次いで、実施例1における工程(d)と全
く同様にして、O2 プラズマ115を用いたリアクティ
ブイオンエッチングを施すことにより、炭素粒子含有フ
ォトポリマー114の上層部を除去した。約3分間で画
素電極104の上面が現れるところまでエッチングする
ことができた。わずかに画素電極104上に残った残屑
は流水中で綿繊維による擦り洗浄を加えることにより除
去した。これにより、画素電極間に遮光層112が形成
された(以上、図1(e))。
Then, in the same manner as in step (d) of Example 1, reactive ion etching using O 2 plasma 115 was performed to remove the upper layer portion of the carbon particle-containing photopolymer 114. In about 3 minutes, etching could be performed up to where the upper surface of the pixel electrode 104 appears. The debris slightly left on the pixel electrode 104 was removed by rubbing and washing with cotton fiber in running water. As a result, the light shielding layer 112 was formed between the pixel electrodes (above, FIG. 1E).

【0047】次いで、200〜250℃の温度で10分
間にわたって熱処理(ポストベーク)を施した。これに
より、画素電極間の炭素粒子含有フォトポリマー114
(遮光層112)が熱収縮し、画素電極及び光導電層1
03との間に間隙が生じていることが電子顕微鏡によっ
て確認された。また、炭素粒子含有フォトポリマー11
4自体にも空洞部分が形成されていることも確認された
(以上、図1(f))。
Then, a heat treatment (post-baking) was performed at a temperature of 200 to 250 ° C. for 10 minutes. As a result, the carbon particle-containing photopolymer 114 between the pixel electrodes is
The (light-shielding layer 112) is thermally contracted, and the pixel electrode and the photoconductive layer 1
It was confirmed by an electron microscope that a gap was formed between the sample No. 03 and the sample No. 03. Further, the photopolymer containing carbon particles 11
It was also confirmed that a hollow portion was formed also in 4 itself (above, FIG. 1 (f)).

【0048】次いで、ポリアミック酸をスピンコート法
によって全面に塗布した。このとき、ポリアミック酸は
前記工程(f)で生じた間隙部分や空洞部分にも完全に
浸透した。この状態でポリアミック酸の熱硬化を行い、
ポリイミド配向膜105を形成した。尚、画素電極上で
の配向膜105の厚さは100オングストロームであっ
た。画素電極間においては確かに、前記工程(f)で生
じた間隙部分にもれなく完全にポリイミドが侵入してい
ることが確認された(以上、図1(g))。
Next, polyamic acid was applied to the entire surface by spin coating. At this time, the polyamic acid completely penetrated into the gaps and cavities generated in the step (f). In this state, heat cure the polyamic acid,
A polyimide alignment film 105 was formed. The thickness of the alignment film 105 on the pixel electrode was 100 angstrom. It was confirmed that, between the pixel electrodes, the polyimide was certainly completely infiltrated into the gap portion generated in the step (f) (above, FIG. 1 (g)).

【0049】次いで、実施例1の工程(g)と全く同様
にして、配向処理、両透明絶縁性基板101、108の
張り合わせ、及び強誘電性液晶の注入を行った。これに
より、両基板間に、1μm厚の強誘電性液晶層106が
形成され、図8の構造を有する空間光変調素子が得られ
た(以上、図1(h))。
Then, in the same manner as in step (g) of Example 1, alignment treatment, bonding of both transparent insulating substrates 101 and 108, and injection of ferroelectric liquid crystal were performed. As a result, the ferroelectric liquid crystal layer 106 having a thickness of 1 μm was formed between both substrates, and the spatial light modulator having the structure of FIG. 8 was obtained (the above is FIG. 1 (h)).

【0050】尚、ケミカルドライエッチングの代わりに
例えばリアクティブイオンエッチングのような異方性エ
ッチングを用いることによっても溝は形成され、画素電
極104、104間の電気的絶縁を得ることができる。
しかし、異方性エッチングの場合は画素電極104の下
への回り込みが無い分だけ充填できる遮光層112の量
が少なくなり、遮光度は低下する。従って、より明るい
光で読み出しを行うためには等方性エッチングを用いる
のが好ましい。尚、等方性エッチングとしては、上記の
ケミカルドライエッチングの他に、例えばHF及びHN
3 の混合溶液によるウェットエッチングなどを用いる
こともできる。
The grooves can be formed by using anisotropic etching such as reactive ion etching instead of chemical dry etching, and electrical insulation between the pixel electrodes 104, 104 can be obtained.
However, in the case of anisotropic etching, the amount of the light-shielding layer 112 that can be filled is reduced because there is no wraparound under the pixel electrode 104, and the light-shielding degree is reduced. Therefore, it is preferable to use isotropic etching for reading with brighter light. As the isotropic etching, in addition to the above chemical dry etching, for example, HF and HN are used.
Wet etching using a mixed solution of O 3 can also be used.

【0051】以上の空間光変調素子を用いて図4に示す
投写型ディスプレイ装置を構成してみた。空間光変調素
子402の有効面積は2.5cm×2.5cmである
が、これをスクリーン411上で100cm×100c
mに拡大した。駆動パルスとしては、図3に示す単極性
パルスを用い、Ve =15V、Te =100μsec、
w =−1.35V、Tw =1100μsecとした。
A projection display device shown in FIG. 4 was constructed by using the above spatial light modulator. The effective area of the spatial light modulator 402 is 2.5 cm × 2.5 cm, which is 100 cm × 100 c on the screen 411.
Expanded to m. As the drive pulse, the unipolar pulse shown in FIG. 3 is used, V e = 15 V, T e = 100 μsec,
V w = −1.35 V and T w = 1100 μsec.

【0052】これにより、スクリーン411上で画像が
観測されたが、入力するCRT401の画像を忠実に再
現していた。スクリーン411上での明るさは80l
x、スクリーン411上でのコントラスト比は100:
1であった。また、正常な画素と異なる動きを示す欠陥
画素はほとんど無く、1000×1000画素中4〜5
個程度であった。スクリーン411上では1画素が1m
m×1mmに拡大されるが、このとき隣合う画素電極1
04、104間のクロストークはほとんど観測されなか
った。これは、隣合う画素電極104、104同志が完
全に電気的に絶縁されていることを意味している。ま
た、光源のメタルハライドランプの出力を上げていく
と、スクリーン411上での明るさが1000lxにな
るまで100:1のコントラスト比を保っていた。これ
は、画素間の遮光層112の充填量が多い分遮光度が向
上したことを示している。
As a result, an image was observed on the screen 411, but the input CRT 401 image was faithfully reproduced. Brightness on the screen 411 is 80l
x, the contrast ratio on the screen 411 is 100:
It was 1. Also, there are almost no defective pixels that show different movement from normal pixels, and 4 to 5 out of 1000 × 1000 pixels
It was about an individual. One pixel is 1 m on the screen 411
It is enlarged to mx 1 mm, but at this time the adjacent pixel electrodes 1
Almost no crosstalk between 04 and 104 was observed. This means that the adjacent pixel electrodes 104 and 104 are completely electrically insulated. Further, as the output of the metal halide lamp of the light source was increased, the contrast ratio of 100: 1 was maintained until the brightness on the screen 411 reached 1000 lx. This indicates that the light-shielding degree was improved due to the large filling amount of the light-shielding layer 112 between pixels.

【0053】比較のために、工程(f)の熱処理を省略
して空間光変調素子を作製し、同様にして投写型ディス
プレイ装置に組み込んでみた。スクリーン411上にお
いて観測される画像は、画素欠陥が多数発生し(全体の
数%)、見づらいものであった。このときの欠陥は書き
込み光の有無にかかわらず常に明るく見え、画像のコン
トラストを低下させるものであった。これは、画素電極
104と金属遮光膜113とが短絡し、液晶のオン・オ
フが光導電層103で発生する光電流によって制御され
ていないことを意味している。
For comparison, the spatial light modulator was manufactured by omitting the heat treatment in the step (f) and similarly incorporated in the projection display device. The image observed on the screen 411 was difficult to see because many pixel defects occurred (a few% of the whole). The defect at this time always looks bright regardless of the presence or absence of writing light, and deteriorates the contrast of the image. This means that the pixel electrode 104 and the metal light shielding film 113 are short-circuited, and the on / off of the liquid crystal is not controlled by the photocurrent generated in the photoconductive layer 103.

【0054】(実施例3)上記実施例1、2で用いた炭
素粒子含有フォトポリマーについて補足実験を行ってみ
た。
Example 3 A supplementary experiment was conducted on the photopolymers containing carbon particles used in Examples 1 and 2.

【0055】まず、炭素粒子含有フォトポリマーをガラ
ス基板全面に塗布し、いろいろな条件の下で熱処理を施
してみた。このときの熱処理前後での厚さの変化を測定
したところ、下記(表1)のような結果を得た。
First, the carbon particle-containing photopolymer was applied to the entire surface of the glass substrate and heat-treated under various conditions. When the change in thickness before and after the heat treatment was measured, the following results (Table 1) were obtained.

【0056】[0056]

【表1】 [Table 1]

【0057】ここで、厚さ変化とは、熱処理前の厚さに
対する熱処理後の厚さの比である。これによれば、90
℃では熱収縮は生じないが、200℃で加熱すると熱収
縮が生じ、体積が1割ほど減少することが分かる。
Here, the change in thickness is the ratio of the thickness after heat treatment to the thickness before heat treatment. According to this, 90
It can be seen that heat shrinkage does not occur at 0 ° C, but heat shrinkage occurs when heated at 200 ° C, and the volume decreases by about 10%.

【0058】次に、200℃、10分で熱処理をする前
後での炭素粒子含有フォトポリマーの抵抗率の変化を測
定してみた。測定には、ガラス/ITO基板にこの媒質
を塗布し、その上からAlの電極を蒸着によって形成し
たものを用いた。これによれば、熱処理前は6×107
Ω・cm、熱処理後は8×107 Ω・cmであった。
Next, the change in resistivity of the carbon particle-containing photopolymer before and after heat treatment at 200 ° C. for 10 minutes was measured. For the measurement, a glass / ITO substrate was coated with this medium, and an Al electrode was formed thereon by vapor deposition. According to this, 6 × 10 7 before heat treatment
Ω · cm, 8 × 10 7 Ω · cm after heat treatment.

【0059】以上のことにより、熱処理によるクロスト
ークの減少や画素欠陥の減少は、炭素粒子含有フォトポ
リマー自身の電気抵抗が増大する効果よりも、むしろ体
積が減少してその隙間にポリイミド(抵抗率は1010Ω
・cm程度)が浸透し、絶縁作用を引き起こす効果によ
る方が大きいと言える。
From the above, the reduction of crosstalk and the reduction of pixel defects due to the heat treatment are not due to the effect of increasing the electric resistance of the carbon particle-containing photopolymer itself, but rather due to the reduction of the volume and the polyimide (resistivity Is 10 10 Ω
It can be said that it is more due to the effect of permeating (about cm) and causing an insulating effect.

【0060】尚、例えば実施例2において工程(f)の
熱処理を省略した場合でも、工程(g)のポリアミック
酸の熱硬化処理(200℃、1時間)と同時に炭素粒子
含有フォトポリマー自身も確かに熱収縮する。しかし、
この場合には、ポリアミック酸が浸透しないために、熱
収縮後に図5に示すような間隙部517が生じ、例えば
ギャップ形成用の樹脂製ビーズ518による圧力等によ
り画素電極504が折れ曲がって遮光層512と接触
し、短絡の原因となり得る。従って、工程 (f)を省
略することはできない。
Even when the heat treatment in the step (f) is omitted in Example 2, for example, the carbon particle-containing photopolymer itself is surely obtained at the same time as the heat curing treatment of the polyamic acid in the step (g) (200 ° C., 1 hour). Heat shrinks. But,
In this case, since the polyamic acid does not permeate, a gap portion 517 as shown in FIG. 5 is generated after the heat shrinkage, and the pixel electrode 504 is bent due to the pressure of the resin beads 518 for forming the gap and the light shielding layer 512, for example. May come into contact with and cause a short circuit. Therefore, step (f) cannot be omitted.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る空間
光変調素子の製造方法によれば、遮光度を低下させるこ
となく、画素電極間の電気的絶縁を保ち得る遮光層を比
較的容易に形成することができる。従って、画素欠陥の
ない良好な特性を有し、しかも明るい光で読み出すこと
のできる空間光変調素子を実現することができる。
As described above, according to the method for manufacturing a spatial light modulator of the present invention, it is relatively easy to form a light-shielding layer that can maintain electrical insulation between pixel electrodes without lowering the light-shielding degree. Can be formed. Therefore, it is possible to realize a spatial light modulator which has good characteristics without pixel defects and which can be read with bright light.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。
FIG. 1 is a process drawing showing an embodiment of a method of manufacturing a spatial light modulator according to the present invention.

【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。
FIG. 2 is a process drawing showing another embodiment of the method for manufacturing the spatial light modulator according to the present invention.

【図3】空間光変調素子を駆動するための駆動パルス波
形図である。
FIG. 3 is a drive pulse waveform diagram for driving a spatial light modulator.

【図4】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。
FIG. 4 is a schematic diagram of a projection display device manufactured using a spatial light modulator.

【図5】本発明に係る空間光変調素子の製造方法におい
て、炭素粒子含有フォトポリマーの熱処理工程を省略し
た場合の空間光変調素子の構造断面図である。
FIG. 5 is a structural cross-sectional view of the spatial light modulation element when the heat treatment step of the carbon particle-containing photopolymer is omitted in the method for manufacturing a spatial light modulation element according to the present invention.

【図6】従来技術の空間光変調素子を示す構造断面図で
ある。
FIG. 6 is a structural cross-sectional view showing a conventional spatial light modulator.

【図7】従来技術の空間光変調素子を示す構造断面図で
ある。
FIG. 7 is a structural cross-sectional view showing a conventional spatial light modulator.

【図8】従来技術の空間光変調素子を示す構造断面図で
ある。
FIG. 8 is a structural cross-sectional view showing a conventional spatial light modulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、108 透明絶縁製基板 102、107 透明導電性電極 103 光導電層 104 画素電極 105 配向膜 106 強誘電性液晶層 112 遮光層 113 金属遮光膜 114 炭素粒子含有フォトポリマー 115 O2 プラズマ 116 反射膜 117 樹脂製ビーズ101, 108 Transparent Insulating Substrate 102, 107 Transparent Conductive Electrode 103 Photoconductive Layer 104 Pixel Electrode 105 Alignment Film 106 Ferroelectric Liquid Crystal Layer 112 Light Shielding Layer 113 Metal Light Shielding Film 114 Carbon Particle-Containing Photopolymer 115 O 2 Plasma 116 Reflective Film 117 resin beads

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 朝山 純子 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yasunori Zutomi, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture, Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Junko Asayama, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 72) Inventor, Kuni Ogawa, 1006, Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture, Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の電極と、前記第1の電極に対して
平行に配置された第2の電極と、前記第1の電極に電気
的に接する光導電層と、前記第2の電極と前記光導電層
との間に挿入された液晶層とを備え、前記光導電層の前
記液晶層側の界面に電気的に接する複数の島状の画素電
極を有し、前記画素電極間の溝状の間隙部分に遮光層が
挿入されている空間光変調素子の製造方法であって、光
吸収性粒子を含有する熱収縮性媒質を前記間隙部分に充
填した後に熱収縮を行い、前記熱収縮によって新たに生
じた間隙に絶縁性媒質を充填することにより、前記遮光
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。
1. A first electrode, a second electrode arranged in parallel with the first electrode, a photoconductive layer in electrical contact with the first electrode, and the second electrode. And a liquid crystal layer inserted between the photoconductive layer and a plurality of island-shaped pixel electrodes electrically contacting the liquid crystal layer side interface of the photoconductive layer, and between the pixel electrodes. A method of manufacturing a spatial light modulator in which a light-shielding layer is inserted in a groove-shaped gap portion, wherein a heat-shrinkable medium containing light-absorbing particles is filled in the gap portion, and then heat shrinkage is performed, A method for manufacturing a spatial light modulation element, characterized in that the light-shielding layer is formed by filling an insulating medium in a gap newly generated by contraction.
【請求項2】 光導電層が整流性を有する請求項1に記
載の空間光変調素子の製造方法。
2. The method for manufacturing a spatial light modulator according to claim 1, wherein the photoconductive layer has a rectifying property.
【請求項3】 光吸収性粒子が炭素を主成分とする粒子
である請求項1に記載の空間光変調素子の製造方法。
3. The method for producing a spatial light modulator according to claim 1, wherein the light absorbing particles are particles containing carbon as a main component.
【請求項4】 絶縁性媒質が液晶分子を配向させる配向
膜の材料である請求項1に記載の空間光変調素子の製造
方法。
4. The method of manufacturing a spatial light modulator according to claim 1, wherein the insulating medium is a material of an alignment film that aligns liquid crystal molecules.
【請求項5】 熱収縮性媒質を間隙部分に充填する工程
と、前記熱収縮性媒質を熱収縮させる工程との間に、画
素電極上面に残った前記熱収縮性媒質を除去する工程を
挿入した請求項1に記載の空間光変調素子の製造方法。
5. The step of removing the heat-shrinkable medium remaining on the upper surface of the pixel electrode is inserted between the step of filling the gap part with the heat-shrinkable medium and the step of heat-shrinking the heat-shrinkable medium. The method for manufacturing a spatial light modulator according to claim 1.
【請求項6】 画素電極をエッチングマスクとして光導
電層に等方性エッチングを施すことにより、前記画素電
極間の溝状の間隙部分を拡張する工程を含む請求項1に
記載の空間光変調素子の製造方法。
6. The spatial light modulator according to claim 1, further comprising the step of expanding the groove-shaped gap portion between the pixel electrodes by performing isotropic etching on the photoconductive layer using the pixel electrodes as an etching mask. Manufacturing method.
【請求項7】 画素電極間の拡張された溝状の間隙部分
に、前記間隙部分の底面を概ね覆い、光導電層に電気的
に接し、かつ、前記画素電極とは電気的に分離された金
属遮光膜を形成する工程を含む請求項6に記載の空間光
変調素子の製造方法。
7. An expanded groove-shaped gap portion between the pixel electrodes, which substantially covers the bottom surface of the gap portion, is in electrical contact with the photoconductive layer, and is electrically separated from the pixel electrode. The method for manufacturing a spatial light modulator according to claim 6, including a step of forming a metal light-shielding film.
JP5231403A 1993-09-17 1993-09-17 Production of spatial optical modulator Pending JPH0784282A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5231403A JPH0784282A (en) 1993-09-17 1993-09-17 Production of spatial optical modulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5231403A JPH0784282A (en) 1993-09-17 1993-09-17 Production of spatial optical modulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0784282A true JPH0784282A (en) 1995-03-31

Family

ID=16923062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5231403A Pending JPH0784282A (en) 1993-09-17 1993-09-17 Production of spatial optical modulator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0784282A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002169156A (en) * 2000-11-30 2002-06-14 Sony Corp Method for manufacturing liquid crystal display
JP2012220507A (en) * 2011-04-04 2012-11-12 Jvc Kenwood Corp Liquid crystal display device and manufacturing method for the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002169156A (en) * 2000-11-30 2002-06-14 Sony Corp Method for manufacturing liquid crystal display
JP2012220507A (en) * 2011-04-04 2012-11-12 Jvc Kenwood Corp Liquid crystal display device and manufacturing method for the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0524067B1 (en) High definition active matrix liquid crystal screen
JP2762808B2 (en) Spatial light modulator and projection display device
US5594567A (en) Spatial light modulator with a photoconductor having uneven conductivity in a lateral direction and a method for fabricating the same
EP0552492B1 (en) A spatial light modulator and a method for producing the same
JPH0784282A (en) Production of spatial optical modulator
JPH0784267A (en) Liquid crystal display element and spatial light modulating element
EP0681201A2 (en) Spatial light modulator and liquid crystal display device
JPH08122811A (en) Space light modulating element and its manufacture
JP3043956B2 (en) Spatial light modulator, method of manufacturing the same, and projection display
JP3070252B2 (en) Spatial light modulation element and display device
JPH06347819A (en) Spatial optical modulation element
JP2809543B2 (en) Photoconductive liquid crystal light valve
JPH07140483A (en) Spatial optical modulation element
JPH05173174A (en) Spatial optical modulating element
JPH06347820A (en) Production of spatial optical modulation element
JPH086041A (en) Liquid crystal display element and its production
JP2857274B2 (en) Spatial light modulator and method of manufacturing the same
JPH08152649A (en) Spatial optical modulation element
JPH06301051A (en) Spatial optical modulation element
JP3070248B2 (en) Spatial light modulator and method of manufacturing the same
JPH07281207A (en) Spatial optical modulation element and its production
JPH06258657A (en) Spatial optical modulation element and its production
JPH06273793A (en) Space optical modulation element and its production as well as projection type display device
JPH03130720A (en) Display device
JPH07301821A (en) Spatial optical modulation element and its production