JPH09292728A - 感光体及びそれを備えた空間光変調素子 - Google Patents

感光体及びそれを備えた空間光変調素子

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JPH09292728A
JPH09292728A JP8105706A JP10570696A JPH09292728A JP H09292728 A JPH09292728 A JP H09292728A JP 8105706 A JP8105706 A JP 8105706A JP 10570696 A JP10570696 A JP 10570696A JP H09292728 A JPH09292728 A JP H09292728A
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JP
Japan
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layer
film formation
film
transparent electrode
photoconductor
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JP8105706A
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Takeshi Murata
剛 村田
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板上の透明電極層との結合強度が高く、残
留応力が小さく且つ電気特性が損なわれない非晶質水素
化シリコンの感光体並びにそれを備えた空間光変調素子
を提供する。 【解決手段】 CVD法による感光体(感光体層)の成
膜条件を、成膜開始時には0.25nm/sec以下の成膜レート
に設定し、30分間以上2時間以下の時間内に連続的に
又は段階的に所定の成膜条件に到るまで変更し、その後
所定の膜厚になるまで成膜を行う。透明電極層の上に結
合補助層を設ければ、感光体層の結合強度はさらに向上
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、非晶質水素化シリ
コンの感光体及びそれを備えた空間光変調素子(Spatia
l Light Modulator :以下、SLMと略称する)に関す
る。
【0002】
【従来の技術】光書き込み型のSLMは、インコヒー
レント光とコヒーレント光の相互変換、データの並列
処理や画像の直接演算処理、光強度増幅機能を利用し
たビデオプロジェクタの表示等への応用が可能である。
【0003】光書き込み型のSLMはその構成の一部と
して感光体(感光体層)を有し、かかる感光体として例
えば、Bi12SiO20(BSO)単結晶や非晶質水素化
シリコン(以下、a−Si:Hと称する)層が用いられ
ている。特に、a−Si:H層は、基板上に設けられる
感光体層、或いは基板上の電極層の上に設けられる感光
体層として、SLMに限らず、太陽電池、撮像管、複写
機の感光ドラム等に広く用いられており、その成膜方法
としてはプラズマCVDが一般的である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、a−Si:H
層は成膜後に応力が残留して、基板又は基板上の電極層
からの剥離が発生しやすいという問題点を有する。そこ
で、基板(又は基板上の電極層)とa−Si:H層との
結合を強固にするための対策としては、基板(又は基板
上の電極層)とa−Si:H層との間に結合補助層とし
て、例えば、SiO2 やSi34 を形成することが最
もよく行われている。SiO2 やSi34 からなる結
合補助層は基板(又は基板上の電極層)のいずれとも結
合強度が比較的高く、しかもその形成にはa−Si:H
層の原料ガス、例えばモノシラン(SH4 )をそのまま
流用できるという利点を有する。しかし、このような結
合補助層を設けてもa−Si:H層の残留応力が存在す
る限りは依然として層間剥離が生じやすい状態にあり、
根本的な解決とはならない。
【0005】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、a−Si:H層の残留応力を少なくし且つ
光学特性、電気特性を損なうことのない感光体並びにそ
れを備えたSLMを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に、「基板上の透明電極層の上にCVD法によって形成
された非晶質水素化シリコンの感光体において、CVD
法による成膜条件を、成膜開始時には0.25nm/sec以下の
成膜レートに設定し、30分間以上2時間以下の時間内
に連続的に又は段階的に所定の成膜条件に到るまで変更
し、その後所定の膜厚になるまで成膜を行うことにより
形成されたことを特徴とする感光体(請求項1)」を提
供する。又、本発明は第二に、「基板上の透明電極層の
上に結合補助層を介して、CVD法によって形成された
非晶質水素化シリコンの感光体において、CVD法によ
る成膜条件を、成膜開始時には0.25nm/sec以下の成膜レ
ートに設定し、30分間以上2時間以下の時間内に連続
的に又は段階的に所定の成膜条件に到るまで変更し、そ
の後所定の膜厚になるまで成膜を行うことにより形成さ
れたことを特徴とする感光体(請求項2)」を提供す
る。又、本発明は第三に、「少なくとも書き込み光に対
して透明な、第1透明電極層が形成された第1透明基板
と、少なくとも読み出し光に対して透明な、第2透明電
極層が形成された第2透明基板と、該第1及び第2透明
電極層の間に挟持された感光体層、遮光層および電気光
学効果層とを少なくとも備え、前記感光体層に書き込み
光を入射させ、該書き込み光による前記感光体層の特性
変化に応じて、前記電気光学効果層に入射する読み出し
光を変調してその変調光を出射する、光書き込み型空間
光変調素子において、前記感光体層が請求項1又は2に
記載の感光体であることを特徴とする空間光変調素子
(請求項3)」を提供する。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明者は、鋭意研究の結果、プ
ラズマCVD法における成膜レートが0.25nm/sec以下に
なるような条件下で成膜されたa−Si:H層は、これ
よりも成膜レートが速い条件下で成膜したものに比べ透
明電極層あるいは結合補助層との結合力が極めて高くな
ることを見出した。しかし、10μm 以上の厚い膜を形成
するには時間がかかりすぎるという欠点もあった。そこ
で、本発明に係る感光体を、基板上の透明電極層の上に
直接に、或いは結合補助層を介して形成するときに、成
膜開始時の成膜条件を成膜レートが0.25nm/sec以下にな
るように設定し、30分間以上2時間以内の時間内に連
続的に又は段階的に所定の成膜条件に到るまで変更し、
その後所定の膜厚になるまで成膜した。これにより、a
−Si:H層は、残留応力を増大させることなく、透明
電極層或いは結合補助層と強く結合させることができ
た。その上、成膜途中で成膜条件をよりレートの速い条
件に変更することによって、トータルの成膜時間はほと
んど増加せずに、a−Si:H層を形成することができ
た。
【0008】従って、本発明の請求項1又は2の感光体
によれば、感光体(感光体層)が透明電極層又は結合補
助層との高い結合強度を有するので、内部応力の比較的
高い感光体でも使用可能である。その結果、より厚い感
光体層の作製が可能となるので感光体層の設計の自由度
が増大する。又、成膜開始時の成膜レートが0.25nm/sec
以下になるような条件下で成膜されたa−Si:H層
は、透明電極層との強い結合力を有するので、結合補助
層、例えば、SiO2 やSi34 を介在させなくても
強い結合が得られるが、更に強い結合を実現させるため
にかかる結合補助層を設ける場合でも、結合補助層の膜
厚を薄くすることができる。従って、結合補助層を設け
る場合でも、その膜厚増大化に伴う比抵抗やインピーダ
ンスの上昇による感光体層の電気特性低下を抑制するこ
とができる。尚、感光体層と透明電極層或いは結合補助
層との結合強度は両者の界面の結合力で決まるため、成
膜開始時の条件で成膜する時間(第1ステップの時間)
はごく短くてよく、膜の応力低下を図る上でも、長くと
も20分以下、できれば10分以下とすることが望ましい。
本発明の請求項1又は2の感光体によれば、十分な電気
特性、光学特性及び耐剥離性を有するので、これを光書
き込み型SLMの感光体層として用いると、光書き込み
型SLMとしての十分な特性を発揮させるとともに、そ
の耐久性を向上させることができる。
【0009】以下、本発明を実施例により更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではな
い。
【0010】
【実施例】
(実施例1)図1は、本実施例の感光体(感光体層)を
備えたSLMの概略断面図である。又、表1は、感光体
であるa−Si:H層の成膜開始から終了までの成膜条
件を成膜時間毎に示した表である。
【0011】
【表1】
【0012】以下、本実施例の感光体を備えたSLMの
作製手順を示す。まず、ガラスの第1透明基板1の片面
に、高周波スパッタリング法により厚さ0.1 μm のIT
O(インジウム・スズの酸化物)の透明電極層2を形成
した。次いで、ITO透明電極層2上に、プラズマCV
D法により感光体層として厚さ30μm のa−Si:H層
3を形成した。このa−Si:H層3の成膜には、モノ
シラン(SiH4 )を原料ガスとし、グロー放電安定の
ためのガスとしてヘリウムを用いた。成膜開始時の成膜
条件として成膜レートが0.14nm/secとなる条件を選定し
た。該条件で10分間成膜した後に、RFパワー、基板温
度、チャンバー内の圧力及びガス流量の諸条件を表1の
通り変更し、以後10分おきに条件を表1の通り変更して
いった。成膜開始から60分後にRFパワーを 250W、基
板温度を200℃、チャンバー内圧を650mTorr、SiH4
流量を48sccm、He流量を72sccmとし、これを定常状態
として成膜開始より12時間成膜し、a−Si:H層を
形成した。
【0013】前述のa−Si:H層の成膜過程では、成
膜条件を10分毎に段階的に変更したが、例えば、50分を
かけて定常状態まで連続的に変更するような成膜条件を
採用してもよい。次に、作製したa−Si:H層3上
に、高周波スパッタリング法により厚さ2.5μm のSi
2-Cuのサーメット膜からなる遮光層4を形成した。
さらに、遮光層4の上に電子ビーム蒸着法により、Si
2 膜とTiO2 膜を交互に四分の一波長づつ計13層
積層して、全体の膜厚が約1μm の交互多層膜からなる
誘電体ミラー層5(光学的反射率:99%以上)を形成
した。又、別に、ガラスの第2透明基板10の片面に、
高周波スパッタリング法により厚さ 0.1μm のITOの
透明電極層9を形成した。次に、前記誘電体ミラー層5
及び透明電極層9の上に、珪素酸化物を斜め蒸着するこ
とにより液晶配向層6及び8をそれぞれ形成した。そし
て、形成された液晶配向層6及び8の表面にラビング処
理を施した。続いて、一方の液晶配向層の外周に液晶注
入口を残して、エポキシ樹脂(接着剤)7をスクリーン
印刷し、その後エポキシ樹脂7により囲まれた液晶配向
層の表面に、直径4μm の球状樹脂又は球状シリカガラ
スを均一に散布してスペーサー12を形成した。上記の
工程を経た、第1透明基板1と第2透明基板10とを液
晶配向層6、8が対向するように張り合わせ、80℃で加
熱することによりエポキシ樹脂を硬化させてセルを作製
した。このセルとTN液晶(メルク社製ZLI-2248)の液
晶溜を真空チャンバーに設置した。チャンバー内を真空
ポンプにより十分に排気した後、セルに予め設けられて
いた液晶注入口を液晶溜に浸漬して液晶をセル内に充填
させることにより液晶層11を形成した。チャンバー内
を常圧に戻してからセルを取り出し、液晶注入口を接着
剤により封止した。このセルをオーブンに入れて、液晶
のクリアーリング温度である85℃で加熱処理することに
より、本実施例のSLMを作製した。以上の工程で作製
されたSLMは、次のようなメカニズムにて動作する。
駆動用電源13により透明電極層2及び9との間に交流
電界を印加した状態で、書き込み光が感光体層3に入射
すると、その部分の感光体層のインピーダンス変化に対
応して液晶層11にかかる電圧が増加する。それによっ
て、その部分の液晶分子が電界方向に配列を変えること
により、直線偏光たる読み出し光が変調される。
【0014】(実施例2)図2は、本実施例の感光体
(感光体層)を備えたSLMの概略断面図である。又、
表2は、感光体であるa−Si:H層の成膜開始から終
了までの成膜条件を成膜時間毎に示した表である。
【0015】
【表2】
【0016】図2のSLMの概略断面図が図1のSLM
の概略断面図に比して異なる点は、結合補助層14が加
えてある点である。従って、図2の各構成部分におい
て、図1の構成部分と重複するものは同一の符号を付
し、又、以下に説明する本実施例によるSLMの作製手
順において、前記実施例1の説明と重複する点は省略す
る場合がある。
【0017】本実施例においては、まず、ガラスの第1
透明基板1の片面に、高周波スパッタリング法により厚
さ 0.1μm のITOの透明電極層2を形成した後で、透
明電極層2の上に、高周波スパッタリング法によりSi
2 膜からなる厚さ50nmの結合補助層14を形成した。
次いで、結合補助層14の上に、プラズマCVD法によ
り感光体層として厚さ42μm のa−Si:H層3を形成
した。このa−Si:H層3の成膜にはモノシランを原
料ガスとし、グロー放電安定のためのガスとしてヘリウ
ムを用いた。成膜開始時の成膜条件として成膜レートが
0.14nm/secとなる条件を選定した。該条件で10分間成膜
した後で、RFパワー、基板温度、チャンバー内の圧力
及びガス流量の諸条件を表2の通り変更し、以後10分お
きに条件を表2の通り変更していき、成膜開始から60分
後に、RFパワーを 200W、基板温度を 200℃、チャン
バー内圧を650mTorr、SiH4 流量を48sccm、He流量
を72sccmとし、これを定常状態として成膜開始より17
時間成膜し、a−Si:H層を形成した。
【0018】前述のa−Si:H層の成膜過程では、成
膜条件を10分毎に段階的に変更したが、例えば、50分を
かけて定常状態まで連続的に変更するような成膜条件を
採用してもよい。以降の一連の工程、すなわち、遮光層
4及び誘電体ミラー層5の形成、第2透明基板10への
ITO透明電極層9の形成、液晶配向層6及び8の形
成、セルの作製と液晶の封入等は、前記実施例1と同様
であるので、説明を省略する。
【0019】以上の工程で作製されたSLMは、透明電
極層2及び9との間に駆動用電源13による交流電界が
印加される。
【0020】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明(請求項1又
は2)の感光体によれば、透明電極層又は結合補助層と
の高い結合強度を有し、残留応力も少ないので、感光体
層の剥離が防止できる。さらに、感光体の膜厚等に起因
する内部応力が高くとも使用できるので、感光体層の設
計の自由度が増大する。又、結合補助層を設けることに
よって、より一層高い結合強度を有するが、この場合、
結合補助層の膜厚を薄くすることができるので、その膜
厚増大化に伴う比抵抗やインピーダンスの上昇による感
光体層の電気特性低下を抑制することができる。従っ
て、本発明(請求項1又は2)の感光体を光書き込み型
SLMの感光体層として用いると、SLMの電気的光学
的特性を劣化させることなく、耐久性(耐剥離性)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に係る、感光体(感光体層)
を備えたSLMの概略断面図。
【図2】本発明の実施例2に係る、感光体(感光体層)
を備えたSLMの概略断面図。
【符号の説明】
1、10・・・・透明基板 2、9・・・・・透明電極層 3・・・・・・・感光体層 4・・・・・・・遮光層 5・・・・・・・誘電体ミラー層 6、8・・・・・液晶配向層 7・・・・・・・エポキシ樹脂 11・・・・・・液晶層 12・・・・・・スペーサー 13・・・・・・駆動用電源 14・・・・・・結合補助層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上の透明電極層の上にCVD法によ
    って形成された非晶質水素化シリコンの感光体におい
    て、 CVD法による成膜条件を、成膜開始時には0.25nm/sec
    以下の成膜レートに設定し、30分間以上2時間以下の
    時間内に連続的に又は段階的に所定の成膜条件に到るま
    で変更し、その後所定の膜厚になるまで成膜を行うこと
    により形成されたことを特徴とする感光体。
  2. 【請求項2】 基板上の透明電極層の上に結合補助層を
    介して、CVD法によって形成された非晶質水素化シリ
    コンの感光体において、 CVD法による成膜条件を、成膜開始時には0.25nm/sec
    以下の成膜レートに設定し、30分間以上2時間以下の
    時間内に連続的に又は段階的に所定の成膜条件に到るま
    で変更し、その後所定の膜厚になるまで成膜を行うこと
    により形成されたことを特徴とする感光体。
  3. 【請求項3】 少なくとも書き込み光に対して透明な、
    第1透明電極層が形成された第1透明基板と、少なくと
    も読み出し光に対して透明な、第2透明電極層が形成さ
    れた第2透明基板と、該第1及び第2透明電極層の間に
    挟持された感光体層、遮光層および電気光学効果層とを
    少なくとも備え、前記感光体層に書き込み光を入射さ
    せ、該書き込み光による前記感光体層の特性変化に応じ
    て、前記電気光学効果層に入射する読み出し光を変調し
    てその変調光を出射する、光書き込み型空間光変調素子
    において、 前記感光体層が請求項1又は2に記載の感光体であるこ
    とを特徴とする空間光変調素子。
JP8105706A 1996-04-25 1996-04-25 感光体及びそれを備えた空間光変調素子 Pending JPH09292728A (ja)

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